Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine

Abstract

 2.1 Bei einem bekannten Zylinderkopf mit Ölkanälen zur Versorgung der Hydrostößel und Nockenwellenlagerung mit Schmieröl sind bei dessen Herstellung aufwendige und schwierig zu formende Gießkerne notwendig. Entsprechend groß ist das daraus resultierende Risiko von Beschädigungen während des Aufbaus der Form und während des Gießvorgangs.
2.2 Erfindungsgemäß sind die Ölkanäle 6a, 6b, 6a', 6b' so angeordnet und mit Verbindungen zu den Ausnehmungen 1a, 1b, 1c, 1d für die Hydrostößel beziehungsweise Ventile sowie zu den Nockenwellenlagern so ausgebildet, daß das gesamte Schmierölkanalsystem durch einen einzigen stabilen Gießkern geformt werden kann.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Eine derartige Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ermöglicht eine günstige Anordnung einer Zündeinrichtung oder einer Einspritzeinrichtung in der Mitte des jeden Kolbens zugeordneten Brennraums, indem die Gaswechselventile um die zentrale Zündeinrichtung oder Einspritzeinrichtung herum in dem einem Brennraum zugeordneten Zylinderkopfbereich angeordnet werden können. Gleichwohl ist eine zuverlässige Schmieröl- und gegebenenfalls Kühlölversorgung der Nockenwellenlager, der Ventile und der Gleitfläche zwischen Nockenwelle und Ventilstößel sicherzustellen. Hier weist der bekannte Zylinderkopf Nachteile auf, da von den unterhalb den Nockenwellen angeordneten Ölkanälen lange Verbindungen zu den Ventilen und den Nockenwellenlagern vorhanden sind. Diese müssen aufwendig gefertigt werden.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, bei dem eine sichere Schmierölversorgung der Nockenwellenlager und der Ventile sichergestellt ist, wobei die entsprechenden Ölkanäle und Verbindungen leicht und kostengünstig zu fertigen sein sollen.

[0004] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die parallel zu den Nockenwellen verlaufenden Ölkanäle innerhalb des von den Zylinderkopfschrauben gebildeten Bohrbildes neben den Ventilen angeordnet sind. Dadurch werden die Verbindungen zu den Ventilen und zu den Nockenwellenlagern erheblich kürzer als bei dem bekannten Stand der Technik und sind damit leichter zu fertigen.

[0005] Werden die Verbindungen in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung als Kanäle oder Ausnehmungen ausgebildet, die beim Gießen des Zylinderkopfes durch Gießkerne gebildet werden, wirken sich die kurzen Verbindungen positiv auf den Herstellungsvorgang aus. Dadurch, daß die Verbindungen kurz sind, ist die Gefahr des Brechens von entsprechend ausgebildeten Gießkernen gering beziehungsweise nicht mehr vorhanden.

[0006] In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die Gießkerne der Ölkanäle und der von jedem Ölkanal abzweigenden Kanäle und/oder Ausnehmungen einstückig ausgebildet. Diese einstückige Ausbildung ermöglicht ein besonders rationelles Herstellungsverfahren, da nur noch für jeden Ölkanal ein Gießkern in der Form vorzugsweise an den Enden des Zylinderkopfes festgelegt werden muß.

[0007] Vorteilhaft sind die Ölkanäle über Querkanäle miteinander verbunden. In diesem Fall können in weiterer Ausgestaltung die Gießkerne der beiden Ölkanäle des Zylinderkopfes und die diese verbindenden Querkanäle einstückig ausgebildet sein. Damit braucht für jeden Zylinderkopf nur noch ein einziger Kern für die gesamte Ölversorgung des Zylinderkopfs in der Gießform festgelegt werden. Damit ist aber auch die Gefahr des Abbrechens von Kernteilen minimiert, so daß die Ausschußquote von nicht brauchbaren Zylinderköpfen weiter reduziert ist.

[0008] In weiterer Ausgestaltung sind an die Querkanäle Abzweigkanäle zu den Nockenwellenlagern angeschlossen. Diese Lösung bietet sich besonders an, wenn im Bereich zwischen allen benachbarten Zylindern Querkanäle vorgesehen werden. In diesem Fall können die Kerne zu den Nockenwellenlagern als einfache kurze Abzweigkanäle von diesen Querkanälen aus gebildet werden. Dabei sind auch die Gießkerne der Querkanäle vorzugsweise einstückig mit den Gießkernen der Abzweigkanäle ausgebildet.

[0009] An die Gießkerne der Kanäle oder Ausnehmungen zu den Ventilstößeln sind in weiterer Ausgestaltung Lagerkerne angeformt, die nach der Kernmontage zwischen Ventilfederkernunterteil und Ventilfederkernoberteil arretiert sind. Dadurch wird eine weitere Stabilisierung des ganzen Kerns erreicht, und die Gefahr von Beschädigungen des Kerns weiter verringert. Auch ist dadurch die Gefahr des "Verbiegens" des Gießkerns insbesondere im Bereich der Ölkanäle ausgeschlossen. Im übrigen sind die Gaswechselventile bevorzugt senkrecht, das heißt achsparallel in dem Zylinderkopf angeordnet. Dies hat den Vorteil eines unkomplizierten Gießkernes und einer einfachen Bearbeitbarkeit beispielsweise der Ventilsitze beziehungsweise Ventilsitzringe.

[0010] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind.

[0011] Es zeigen:

Fig.1:

einen Längsschnitt V durch einen Zylinderkopf,

Fig.2:

einen Längsschnitt I durch den Zylinderkopf,

Fig.3:

einen Querschnitt II durch den Zylinderkopf,

Fig.4:

einen Querschnitt III durch den Zylinderkopf,

Fig.5:

einen Querschnitt IV durch den Zylinderkopf,

Fig.6:

einen Querschnitt durch den Zylinderkopf ähnlich Fig.3 mit einem anders ausgebildeten Ölkanal und

Fig.7:

eine Variante zu Fig.5.

[0012] Der Zylinderkopf nach Fig.1 weist je Zylinder vier Gaswechselventile auf, die in Ausnehmungen 1a, 1b, 1c, 1d für jeden Zylinder angeordnet sind. Dabei weisen die Ausnehmungen 1a, 1b, 1c, 1d in Fig.1 einen Durchmesser auf, der zur Aufnahme von Hydrostößeln zum Ventilspielausgleich ausgelegt ist. Die Ausnehmungen 1a, 1b, 1c, 1d beziehungsweise die entsprechenden Gaswechselventile und Hydrostößel sind so zu dem Brennraum eines Zylinders angeordnet, daß mittig zu dem Brennraum eine Öffnung 2 angeordnet werden kann. In die Öffnung 2 ist eine Zündeinrichtung, eine Vorkammer oder eine Einspritzdüse einsetzbar. Der Zylinderkopf wird mit Zylinderkopfschrauben an dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine befestigt, wobei die Zylinderkopfschrauben durch Zylinderkopfschraubenpfeifen 3 hindurchgeführt werden. Zwischen den Zylinderkopfschraubenpfeifen 3 erstrecken sich Verbindungswände 4. In dem von den Zylinderkopfschraubenpfeifen 3 und den Verbindungswänden 4 gebildeten Innenraum erstrecken sich parallel zu den Achsen der Nockenwellen 5a, 5b (Fig.3) Ölkanäle 6a, 6b. Das Öl gelangt über Ein- und Austritte 7a, 7b oder alternativ 7c, in diesem Fall wird 7b verschlossen und Querkanäle 8a, 8b in die Ölkanäle 6a, 6b. Zwischen den einzelnen Zylindereinheiten des dargestellten Vierzylinderkopfes sind weitere Querkanäle 8c, 8d, 8e vorgesehen. Beim Gießvorgang des Zylinderkopfes sind sämtliche Kanäle, durch die Öl strömt, durch einen einzigen Gießkern gebildet. Gehalten wird der Gießkern durch Aufnahmen, die durch den Ein- und Austritt, 7a, 7b ragen, sowie durch Lagerkerne, die in die Ausnehmungen 1a, 1b, 1c, 1d für die Ventile ragen und zwischen Ventilfederkernunterteil und Ventilfederkernoberteil arretiert werden.

[0013] In dem Schnitt nach Fig.2 ist der Ölkanal 6b strichliniert dargestellt.

[0014] In Fig.3 ist ein Schnitt durch einen montierten Zylinderkopf dargestellt. Der Zylinderkopf mit den Ölkanälen 6a, 6b ist von einer Zylinderkopfhaube 9 abgedeckt. In dem abgedeckten Raum sind zwei Nockenwellen 5a, 5b montiert, die mit ihren Nocken 10a, 10b Hydrostößel 11a, 11b betätigen. Die Hydrostößel 11a, 11b wirken wiederrum auf Ventilschäfte 12a, 12b, die mit nicht dargestellten Ventiltellern zur Steuerung des Gaswechsels der Brennkraftmaschine verbunden sind.

[0015] Von den Ölkanälen 6a, 6b zweigen Kanäle 13a, 13b zu den Ausnehmungen 1a, 1b, 1c, 1d ab, in denen die Hydrostößel 11a, 11b sowie die Ventilschäfte 12a, 12b mit den Ventilfedern angeordnet sind.

[0016] Strichliniert ist ein Querkanal 8c mit Abzweigkanälen 14c', 14c'' zu den Nockenwellenlagern dargestellt.

[0017] Fig.4 zeigt einen Schnitt III durch einen unmontierten Zylinderkopf im Bereich von Zylinderkopfschraubenpfeifen 3, während Fig.5 einen Schnitt IV durch den Zylinderkopf im Bereich des Querkanals 8d darstellt. Von dem Querkanal 8d zweigen Abzweigkanäle 14d' und 14d'' zu den Nockenwellenlagern ab.

[0018] Die Fig.6 und 7 zeigen Schnitte durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines Zylinderkopfes mit Ölkanälen 6a', 6b'. Von den Ölkanälen 6a', 6b' zweigen wiederrum Kanäle 13a, 13b zu den Ausnehmungen 1a, 1b, 1c, 1d jedes Zylinders ab. Die Nockenwellenlager sind über mit den Ölkanälen 6a', 6b' verbundenen Ausnehmungen 15a, 15b verbunden. Querkanäle sind bei dieser Ausführungsform nicht vorgesehen.

Ansprüche

1. Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, die ein Kurbelgehäuse und eine darin drehbar gelagerte Kurbelwelle aufweist, an der zumindest ein mit einem Kolben verbundenes Pleuel befestigt ist, wobei der Kolben in einem Zylinder bewegbar ist, der von dem für mehrere Zylinder gefertigten Zylinderkopf abgedeckt ist, wobei in dem Zylinderkopf zwei Nockenwellen angeordnet sind, die je Zylinder Gaswechselventile, insbesondere zwei Einlaßventile und zwei Auslaßventile steuern und wobei unterhalb der Nockenwellen je ein zu diesen paralleler Ölkanal angeordnet ist, der Verbindungen zu den Ventilen und den Nockenwellenlagern aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ölkanäle (6a, 6b, 6a', 6b'), innerhalb des von den Zylinderkopfschrauben gebildeten Bohrbildes neben den Ventilen angeordnet sind.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen als Kanäle (13a, 13b) und/oder Ausnehmungen (15a, 15b) gebildet sind, die beim Gießen des Zylinderkopfes durch Gußkerne gebildet werden.

3. Zylinderkopf nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gießkerne der Ölkanäle (6a, 6b, 6a', 6b') und die von jedem Ölkanal (6a, 6b, 6a', 6b') abzweigenden Kanäle (13a, 13b) und/oder Ausnehmungen (15a, 15b) einstückig ausgebildet sind.

4. Zylinderkopf nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ölkanäle (6a, 6b, 6a', 6b') über Querkanäle (8a, 8b, 8c, 8d, 8e) miteinander verbunden sind.

5. Zylinderkopf nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gießkerne der Ölkanäle (6a, 6b, 6a', 6b') und der Querkanäle (8a, 8b, 8c, 8d, 8e) einstückig ausgebildet sind.

6. Zylinderkopf nach Anspruch 4 oder Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß an die Querkanäle (8a, 8b, 8c, 8d, 8e) Abzweigkanäle (14c', 14c'') zu den Nockenwellenlagern angeschlossen sind.

7. Zylinderkopf nach Anspruch 6,
dadurch gekennnzeichnet, daß die Gießkerne der Querkanäle (8a, 8b, 8c, 8d, 8e) und der Abzweigkanäle (14c, 14c'') einstückig ausgebildet sind.

8. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß an die Gießkerne der Kanäle (13a, 13b) und/oder Ausnehmungen (15a, 15b) zu den Ventilen Lagerkerne angeformt sind, wobei die Lagerkerne nach der Kernmontage zwischen Ventilfederkernunterteil und Ventilfederkernoberteil arretiert sind.

Zeichnung