Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine

Beschreibung

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

[0002] Eine derartige Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs, die aus der FR-A 2 552 820 bekannt ist, 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 Zylinderkpf Nachteile auf, da von den unterhalb den Nockenwellen angeordneten Ölkanälen lange Verbindungen zu den Ventilen und den Nockenwellenlagem vorhanden sind. Diese müssen nach dem Gießen des Zylinderkopfs aufwendig gefertigt werden.

[0003] Weiterhin ist noch die EP-A 0 416 600 bekannt, die ebenfalls einen Zylinderkopf mit Ölbohrungen zeigt, die sich längs des Zylinderkopfs erstrecken und die über Abzweigbohrugnen mit den Nockenwellenlagern verbunden sind.

[0004] 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.

[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die parallel zu den Nockenwellen verlaufenden und innerhalb des von den Zylinderkopfschrauben gebildeten Bohrbildes neben den Ventilen angeordneten Ölkanäle und die als Kanäle oder Ausnehmungen ausgebildeten Verbindungen von den Ölkanälen zu den Ventilen und den Nockenwellenlagem beim Gießen des Zylinderkopfes durch Gießkeme gebildet werden. Die kurzen Verbindungen wirken sich positiv auf den Herstellungsvorgang aus. Weiterhin ist durch die kurzen Verbindungen die Gefahr des Brechens von entsprechend ausgebildeten Gießkernen gering beziehungsweise nicht mehr vorhanden.

[0006] In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sin die Gießkeme 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 Lager kerne 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 (5a, 5b) angeordnet sind, die je Zylinder Gaswechselventile, insbesondere zwei Einlaßventile und zwei Auslaßventile steuern und wobei unterhalb der Nockenwellen (5a, 5b) zu diesen parallele Ölkanäle (6a, 6b, 6a', 6b') angeordnet sind, die sich in einem von Zylinderkopfschraubenpfeifen (3) und diese verbindenden Verbindungswänden (4) gebildeten Innenraum des Zylinderkopfs erstrecken,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ölkanäle (6a, 6b, 6a', 6b') und Kanäle (13a, 13b) und/oder Ausnehmungen (15a, 15b) von den Ölkanälen (6a, 6b, 6a', 6b') zu den Ventilen und den Nockenwellenlagern beim Gießen des Zylinderkopfes durch Gußkerne gebildet werden.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1,
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.

3. 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.

4. Zylinderkopf nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gießkerne der Ölkanäle (6a, 6b, 6a', 6b') und der Querkanäle (8a, 8b, 8c, 8d,8e) einstückig ausgebildet sind.

5. Zylinderkopf nach Anspruch 3 oder Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß an die Querkanäle (8a, 8b, 8c, 8d, 8e) Abzweigkanäle (14c', 14c") zu den Nockenwellenlagern angeschlossen sind.

6. Zylinderkopf nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gießkeme der Querkanäle (8a, 8b, 8c, 8d, 8e) und der Abzweigkanäle (14c, 14c") einstückig ausgebildet sind.

7. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß an die Gießkerne der Kanäle (13a, 13b) und/oder Ausnehmungen (15a, 15b) zu den Ventilen Lagerkeme angeformt sind, wobei die Lagerkerne nach der Kemmontage zwischen Ventilfederkernunterteil und Ventilfederkernoberteil arretiert sind.

Claims

1. A cylinder head for an internal combustion engine comprising a crankcase and a crankshaft rotatably mounted therein and secured to at least one connecting rod connected to a piston, the piston being movable in a cylinder covered by a cylinder head manufactured for a number of cylinders, two camshafts (5a, 5b) being disposed in the cylinder head and controlling gas-change valves, more especially two inlet valves and two outlet valves for each cylinder, and oil ducts (6a, 6b, 6a', 6b') being disposed underneath and parallel to the camshafts (5a, 5b) and extending in a space inside the cylinder head formed by passages (3) for cylinder-head studs or bolts and walls (4) connecting them, characterised in that the oil ducts (6a, 6b, 6a', 6b') and the ducts (13a, 13b) and/or recesses (15a, 15b) from the oil ducts (6a, 6b, 6a', 6b') to the valves and the camshaft bearings are formed by casting cores when the cylinder head is cast.

2. A cylinder head according to claim 1, characterised in that the casting cores for the oil ducts (6a, 6b, 6a', 6b') and the ducts (13a, 13b) and/or recesses (15a, 15b) branching off from each oil duct (6a, 6b, 6a', 6b') are formed in one piece.

3. A cylinder head according to any one of the preceding claims, characterised in that the oil ducts (6a, 6b, 6a', 6b') are interconnected by transverse ducts (8a, 8b, 8c, 8d, 8e).

4. A cylinder head according to claim 3, characterised in that the casting cores for the oil ducts (6a, 6b, 6a', 6b') and the transverse ducts (8a, 8b, 8c, 8d, 8e) are formed in one piece.

5. A cylinder head according to claim 3 or claim 4, characterised in that branch ducts (14c', 14c'') to the camshaft bearings are connected to the transverse ducts (8a, 8b, 8c, 8d, 8e).

6. A cylinder head according to claim 5, characterised in that the casting cores for the transverse ducts (8a, 8b, 8c, 8d, 8e) and the branch ducts (14c, 14c'') are formed in one piece.

7. A cylinder head according to any of claims 2 to 6, characterised in that bearing cores are integrally formed on the casting cores for the ducts (13a, 13b) and/or recesses (15a, 15b) to the valves, and after the cores have been assembled the casting cores are locked between the bottom part and the top part of the valve-spring core.

Revendications

1. Culasse pour un moteur à combustion,interne qui présente un carter de vilebrequin monté de façon à pouvoir tourner dedans, sur lequel est fixé au moins une bielle reliée à un piston, le piston pouvant se déplacer dans un cylindre, qui est coiffé par la culasse usinée pour plusieurs cylindres, deux arbres à cames (5a, 5b) étant disposés dans la culasse, arbres qui commandent pour chaque cylindre les soupapes en particulier deux soupapes d'admission et deux soupapes d'échappement, des canaux d'huile (6a, 6b, 6a', 6b') étant disposés en dessous des arbres à cames (5a, 5b), parallèlement à ceux-ci, canaux qui s'étendent dans un espace intérieur de la culasse formé par les puits des goujons de culasse (3) et les parois (4) qui relient ceux-ci, culasse caractérisée en ce que les canaux d'huile (6a, 6b, 6a', 6b') et les canaux (13a, 13b) et/ou les évidements (15a, 15b) des canaux d'huile (6a, 6b, 6a', 6b') aux soupapes et aux paliers des arbres à cames sont réalisés lors de la coulée de la culasse au moyen du noyau de coulée.

2. Culasse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les noyaux de coulée des canaux d'huile (6a, 6b, 6a', 6b') et les canaux (13a, 13b) qui partent en dérivation de chaque canal d'huile (6a, 6b, 6a', 6b') et/ou des évidements (15a, 15b) sont constitués d'une seule pièce.

3. Culasse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les canaux d'huile (6a, 6b, 6a', 6b') sont reliés les uns aux autres par des canaux transversaux (8a, 8b, 8c, 8d, 8e).

4. Culasse selon la revendication 3, caractérisée en ce que les noyaux de coulée des canaux d'huile (6a, 6b, 6a', 6b') et les canaux transversaux (8a, 8b, 8c, 8d, 8e) sont constitués d'une seule pièce.

5. Culasse selon la revendication 3, ou la revendication 4, caractérisée en ce qu'aux canaux transversaux (8a, 8b, 8c, 8d, 8e) sont raccordés des canaux de déviation (14c', 14c") allant aux paliers des arbres à cames.

6. Culasse selon la revendication 5, caractérisée en ce que les noyaux de coulée des canaux transversaux (8a, 8b, 8c, 8d, 8e) et les canaux de déviation (14c, 14c") sont constitués d'une seule pièce.

7. Culasse selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que sur les noyaux de coulée des canaux (13a, 13b) et/ou des évidements (15a, 15b) allant aux soupapes sont formés des noyaux de paliers, les noyaux de paliers après le montage des noyaux étant bloqués entre la partie inférieure des noyaux de ressort de soupape et la partie supérieure des noyaux de ressort de soupape.

Zeichnung