DE1294097B

DE1294097B - Leichtmetall-Zylinderkopf fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1294097B
Application number: DER39422A
Authority: DE
Original assignee: Renault SA
Current assignee: Renault SA
Priority date: 1963-12-10
Filing date: 1964-12-09
Publication date: 1969-04-30
Also published as: US3448505A; OA01441A; FR1386428A

Description

Die Erfindung betrifft einen Leichtmetall-Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen in Kokillen- oder Druckguß.
Es ist ein Zylinderkopf bekannt, der aus einer Mehrzahl flacher Stahlplatten, z. B. aus vier solchen Platten gebildet wird, die durch Hartlötung miteinander verbunden sind. Dieser bekannte Zylinderkopf ist bei keiner Ausführungsform aus nur zwei Teilen, d. h. einem Deckel und einem Gehäuse, gebildet, noch besteht er aus Leichtmetall, das im Kokillen-oder Druckguß gegossen ist. Bei der Herstellung der vier Stahlplatten werden in diesen zwar Hohlräume belassen. Diese Hohlräume nehmen aber nicht die Ansaugleitung und die Auspuffleitung, sondern eine Hülse auf, die zur Aufnahme der Einspritzpumpe dient.
Weiterhin ist ein gegossener Zylinderkopf bekannt, in den ein geschmiedetes und mit einer Biegung versehenes Formstück eingesetzt ist, das zugleich die Ansaugleitung und die Führung für den Ventilschaft bildet. Das gebogene Formstück muß jedoch schon beim Gießen des Zylinderkopfes in die Form eingelegt werden, da es sonst nicht mehr in den Zylinderkopf eingesetzt werden könnte. Auch dieser bekannte Zylinderkopf ist nicht aus zwei gegossenen Teilen, sondern nur aus einem gegossenen Teil, und auch nicht in Kokillen- oder Preßgut hergestellt.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Ausführung von Zylinderköpfen aus Leichtmetall in Kokillen- oder Preßguß zu erleichtern und die Herstellung von Brennkraftmaschinen ganz aus Leichtmetall dadurch zu fördern, daß die Bildung eines Zylinderkopfes ermöglicht wird, bei dem alle Teile, nämlich das Zylinderkopfgehäuse, der Zylinderkopfdeckel sowie die Ansaugleitung und die Auspuffleitung aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium, bestehen.
Die Ausführung von Zylinderköpfen in Leichtmetall bietet, wenn sie richtig verwirklicht wird, die Vorteile, daß mit Sicherheit einwandfreie Werkstücke mit genauen Wasser- und Gasdurchlässen ohne Verengungen und Gußgrate erhalten werden und daß der Herstellungsaufwand, insbesondere wegen der Verringerung von Ausschußstücken und der Anzahl von Werkstücken, die durch Imprägnierung gedichtet werden müssen, erheblich herabgesetzt wird.
Da die Wasserkammer eines Zylinderkopfes einen geschlossenen Raum darstellt, ist es notwendig, den Zylinderkopf immer aus zwei Werkstücken herzustellen, von denen das eine Werkstück gewöhnlich einen Deckel bildet, der zum Verschließen dieses Raumes dient. Für den besonderen Fall einer seitlichen Öffnung der Wasserkammer kann diese auch durch die Ansaug- oder Auspuffsammelleitung verschlossen werden.
Indessen besteht hierbei die Schwierigkeit, daß zur Gewährleistung des Wasserumlaufs um die Ansaugleitung und die Auspuffleitung herum entweder keramische Kerne zwischen dem Boden des Zylinderkopfes (Verbindungsebene des Zylinderkopfes mit dem Zylinder) und den Leitungen verwendet werden müssen oder der Boden des Zylinderkopfes durchbohrt werden muß. Ersteres stellt eine beschwerliche Lösung dar, die sich mit der Mechanisierung beim Kokillen- oder Druckgießen nicht vereinbaren läßt. Beim Durchbohren des Zylinderkopfbodens kommt die Zylinderkopfdichtung in einer für ihre Haltbarkeit ungünstigen Weise in ausgedehntem Umfang mit dem Kühlwasser in Berührung.
Diese Schwierigkeiten sollen durch die Erfindung zur Lösung der angegebenen Aufgabe dadurch beseitigt werden, daß der Zylinderkopf aus einem Zylinderkopfgehäuse und einem Zylinderkopfdeckel zusammengefügt ist, und daß in die beim Gießen des Zylindergehäuses für die Ansaugleitung und die Auspuffleitung belassener Hohlräume nach dem Zusammenfügen des Zylinderkopfes Rohre aus Aluminium eingesetzt werden.
Ein der Erfindung entsprechender Zylinderkopf besteht nur aus zwei in einfacher Weise in Kokillen-oder Druckguß herstellbaren Gußstücken, von denen jedes nur Hohlräume enthält, die sich normal und einfach entformen lassen und in die, soweit sie zur Aufnahme der Ansaugleitung und der Auspuffleitung dienen, zur Bildung derselben nach dem Gießen leichten Rohre aus Aluminium eingesetzt werden können. Das vorherige Einlegen komplizierter und aufwendiger Formstücke in die Gießform ist hierbei vermieden. Die Herstellung von Brennkraftmaschinen, die ganz aus Leichtmetall bestehen und neuerdings in zunehmendem Umfang bevorzugt werden, wird somit unter vorteilhaften Bedingungen weitgehend begünstigt.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand der in der Zeichnung als Beispiel dargestellten Ausführungsform eines Zylinderkopfes mit parallelen Ventilen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auch bei Zylinderköpfen anderer Art anwendbar. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 den Zylinderkopf in einem Teilquerschnitt, der durch die Achse eines Ventils und durch die Achse einer Zündkerze hindurchgeführt ist, F i g. 2, 3 und 4 verschiedene Ausführungsformen für die Verbindung der Ansaugleitung und der Auspuffleitung mit dem Zylinderkopfgehäuse.
Gemäß F i g. 1 besteht der Zylinderkopf aus dem in Kokillen- oder Druckguß hergestellten Zylinderkopfgehäuse 1 und dem in gleicher Weise hergestellten Zylinderkopfdeckel 2. Diese beiden Teile sind an der Fuge 3 miteinander verbunden, vorzugsweise unter Zwischenfügung einer geklebten Dichtung. Es kann jedoch auch eine herkömmliche Zylinderkopfdichtung angeordnet sein. Die bei der Herstellung der Zylinderkopfteile in Druckguß erreichbare große Genauigkeit ermöglicht, die Zylinderkopfteile gegebenenfalls ohne Bearbeitung ihrer gegenseitigen Berührungsflächen miteinander zu verbinden.
Der zur Aufnahme der Ventile bestimmte mittlere Teil 4 der Ansaugleitung und der Auspuffleitung wird beim Gießen mittels eines Kernes 4' hergestellt, der durch ein angesetztes zylindrisches Stück gebildet wird, das im wesentlichen durch einfaches Verschieben aus der Gußform des Zylinderkopfgehäuses 1 herausgenommen werden kann und in dieser in geneigter Richtung angeordnet ist.
Die Öffnung 5 für die Ansaugleitung und die Auspuffleitung kann beim Gießen ebenfalls mittels eines Kernes 6 hergestellt werden, der in horizontaler Richtung verschiebbar und hierdurch ebenfalls leicht aus der Gußform herausnehmbar ist.
Nach dem Zusammenfügen des Zylinderkopfgehäuses 1 und des Zylinderkopfdeckels 2 in der oben angegebenen Weise erfolgt die Bearbeitung des ganzen Zylinderkopfes, die darin besteht, die Verbindungsebene für den Zylinder zu bearbeiten, die Öffnun - 5 zu kalibrieren, die Öffnung 7 zu bearbeiten und den Winkelgrat 8 wegzunehmen.
Wenn diese Arbeitsgänge beendet sind, werden die Ansaugleitung und Auspuffleitung in Gestalt von Rohren 9 in die entsprechenden Hohlräume 5 eingesetzt, die in den mittleren Teil 4 münden. Diese Rohre 9 bestehen vorzugsweise aus Aluminium mit einer Wanddicke von zwei bis vier Millimeter. Die Verbindung der Rohre 9 mit dem Zylinderkopfgehäuse 1 kann in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise durch unter Spannung erfolgendes Einpressen in die Öffnungen 5 und 7 hergestellt werden, wobei gegebenenfalls das Einpressen unter Verwendung eines gegen Kohlenwasserstoff beständigen Klebstoffs erfolgen kann.
Die Verbindung kann aber auch in der in den F i g. 2, 3 und 4 gezeigten Weise hergestellt werden. Im Falle der F i g. 2 wird das Rohr 9 mit geringer Pressung in die Öffnungen 5 und 7 eingesetzt und die Abdichtung sowohl nach der Sammlerseite als auch nach der Ventilseite hin durch eine metallplastische Dichtung 10 herbeigeführt. Gemäß F i g. 3 wird das Rohr 9 in die Öffnungen 5 und 7 so eingesetzt, daß es an der Ventilseite bei 11, gegebenenfalls unter Verwendung eines Klebstoffs, eingepreßt und an der Sammlerseite bei 12 angelötet oder angeschweißt wird.
Schließlich zeigt F i g. 4 eine dritte Ausführungsform, bei der an der Ventilseite eine metallplastische Dichtung 10 und an der Sammlerseite eine Gewindeverbindung 13, gegebenenfalls unter Verwendung von Klebstoff, angeordnet ist.
In F i g. 1 ist ein Gewinde 14 zur Aufnahme der Zündkerze dargestellt. An Stelle der dargestellten Verbindungsarten können auch andere Verbindungen verwendet werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Leichtmetall-Zylinderkopf für Brennkraftmaschinen in Kokillen- oder Druckguß, d adurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf aus einem Zylinderkopfgehäuse (1) und einem Zylinderkopfdeckel (2) zusammengefügt ist, und daß in die beim Gießen des Zylinderkopfgehäuses (1) für die Ansaugleitung und die Auspuffleitung belassenen Hohlräume nach dem Zusammenfügen des Zylinderkopfes Rohre (9) aus Aluminium eingesetzt werden.
2. Leichtmetall-Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (9) in die Hohlräume des Zylinderkopfgehäuses (1), gegebenenfalls unter Verwendung eines Klebstoffes, eingepreßt sind.
3. Leichtmetall-Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (9) in die Hohlräume des Zylinderkopfgehäuses (1) mit geringer Pressung eingesetzt sind und die Abdichtung auf der Sammlerseite und auf der Ventilseite durch metallplastische Dichtungen (10) herbeigeführt ist.
4. Leichtmetall-Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (9) in die Hohlräume des Zylinderkopfgehäuses (1) an der Ventilseite, gegebenenfalls unter Verwendung eines Klebstoffes, eingepreßt und an der Sammlerseite angelötet oder angeschweißt sind.
5. Leichtmetall-Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (9) in die Hohlräume des Zylinderkopfgehäuses (1) an der Ventilseite mittels einer metallplastischen Dichtung (10) und an der Sammlerseite mittels einer Gewindeverbindung (13), gegebenenfalls unter Verwendung eines Klebstoffes, eingesetzt sind.