WO2018114022A1

WO2018114022A1 - Method for producing a cylinder head, and cylinder head

Info

Publication number: WO2018114022A1
Application number: PCT/EP2017/001151
Authority: WO
Inventors: Janusz Kwiatkowski
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2018-06-28
Anticipated expiration: 2019-06-22
Also published as: DE102016015289A1

Abstract

The invention relates to a method for producing a cylinder head (10). According to the method, a cylinder head main part (12) is first cast, wherein at different valve seat regions (20, 50) of the cylinder head main part (12), respective cooling channels (24, 54) are produced which encircle the valve seat regions (20, 50) in the circumferential direction (22, 52) at least in some regions and are closed by at least one respective web element (32, 34, 62, 64) extending from a radially outer wall (26, 56) of the respective cooling channel (24, 54) to a respective valve seat opening (28, 58). Subsequently, the cylinder head (10) is produced from the cylinder head main part (12) in that the respective cooling channels (24, 54) are opened and at least one web region (36, 38, 66, 68) of the respective at least one web element (32, 34, 62, 64) is removed, thereby producing a respective through-flow opening (40, 42, 70, 72) which releases the respective cooling channels (24, 54) for the through-flow of a coolant.

Description

Daimler AG Daimler AG

Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfes und Zylinderkopf Method for producing a cylinder head and cylinder head

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfes für eine The invention relates to a method for producing a cylinder head for a

Verbrennungskraftmaschine. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Verbrennungskraftmaschine. Internal combustion engine. Another aspect of the invention relates to a cylinder head for an internal combustion engine.

Bei der Herstellung von Verbrennungskraftmaschinen werden jeweilige Zylinderköpfe der Verbrennungskraftmaschinen häufig durch ein Gießverfahren hergestellt. Derartige Gießverfahren ermöglichen eine besonders hohe Herstellungsrate bei gleichzeitig geringen Herstellungskosten. In the manufacture of internal combustion engines, respective cylinder heads of the internal combustion engines are often produced by a casting process. Such casting methods enable a particularly high production rate with simultaneously low production costs.

Aus der DE 1 576 727 A1 ist ein gegossener Zylinderkopf für flüssigkeitsgekühlte, ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen mit eingepressten Ventilsitzringen bekannt. Die Ventilsitzringe begrenzen dabei jeweilige Kühlkanäle der Brennkraftmaschine, wodurch die Ventilsitzringe außen unmittelbaren Kontakt mit einer, die Kühlkanäle From DE 1 576 727 A1 a cast cylinder head for liquid-cooled, valve-controlled internal combustion engines with pressed valve seat rings is known. The valve seat rings limit respective cooling channels of the internal combustion engine, whereby the valve seat rings outside contact directly with one, the cooling channels

durchströmenden Kühlflüssigkeit haben. have flowing coolant.

Die DE 32 05 676 A1 offenbart einen gekühlten Ventilsitz für Einlassventile und DE 32 05 676 A1 discloses a cooled valve seat for intake valves and

Auslassventile von Brennkraftmaschinen. Ein hierbei vorgesehener Ventilsitzring weist von Kühlmittel durchströmbare Hohlräume auf, wobei der Ventilsitz von einem, in eine Ausnehmung an der Mündung des Einlasskanals bzw. Auslasskanals im Zylinderkopf einsetzbaren Ventilsitzring gebildet ist. Der Ventilsitz umschließt zusammen mit der Ausnehmung einen ringförmigen Strömungskanal. Exhaust valves of internal combustion engines. A valve seat ring provided here has cavities through which coolant can flow, wherein the valve seat is formed by a valve seat ring which can be inserted into a recess at the mouth of the inlet channel or outlet channel in the cylinder head. The valve seat encloses an annular flow channel together with the recess.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie einen Zylinderkopf der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche eine bedarfsgerechte und einfach vorgebbare Durchströmung von Kühlkanälen mit Kühlmittel ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Zylinderkopf mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst. Object of the present invention is to provide a method and a cylinder head of the type mentioned, which allow a needs-based and easily predetermined flow of cooling channels with coolant. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and by a cylinder head having the features of patent claim 4.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Advantageous developments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfes für eine An inventive method for producing a cylinder head for a

Verbrennungskraftmaschine umfasst zumindest die folgenden Schritte: Internal combustion engine comprises at least the following steps:

- Gießen eines Zylinderkopfgrundkörpers, bei weichem an verschiedenen - Casting a cylinder head body, with soft at different

Ventilsitzbereichen des Zylinderkopfgrundkörpers, jeweilige, zumindest bereichsweise in Umfangsrichtung um die Ventilsitzbereiche umlaufende Valve seat areas of the cylinder head body, respective, at least partially circumferential in the circumferential direction around the valve seat areas

Kühlkanäle, zum Führen von Kühlmittel, hergestellt und dabei mittels jeweils wenigstens eines, sich von einer radial äußeren Wandung des jeweiligen Cooling channels, for guiding coolant, produced and in each case by means of at least one, from a radially outer wall of the respective

Kühlkanals weg und bis zu einer jeweiligen Ventilsitzöffnung, zur Aufnahme eines jeweiligen Ventilsitzringes, hin erstreckenden Stegelements verschlossen werden; Cooling channel away and closed up to a respective valve seat opening, for receiving a respective valve seat ring, extending stub element;

- Herstellen des Zylinderkopfes aus dem Zylinderkopfgrundkörper durch Öffnen der jeweiligen Kühlkanäle, indem ein Entfernen zumindest eines Stegbereichs des jeweiligen, wenigstens einen Stegelements und dadurch ein Herstellen jeweiliger, die jeweiligen Kühlkanäle für eine Durchströmung mit Kühlmittel freigebende, jeweilige Durchströmöffnung erfolgt. - Manufacture of the cylinder head from the cylinder head body by opening the respective cooling channels by removing at least one web portion of the respective, at least one web element and thereby producing respective, the respective cooling channels for a flow of coolant releasing, respective flow opening takes place.

Die jeweiligen Stegelemente, welche die jeweiligen Kühlkanäle zunächst verschließen, können beim Entfernen der jeweiligen Stegbereiche mit der definiert und besonders exakt herstellbaren Durchströmöffnung versehen werden. Die jeweiligen Durchströmöffnungen können beispielsweise durch spanende und damit materialabtragende Bearbeitung hergestellt werden, bei welcher die Stegbereiche beispielsweise in der Umfangsrichtung von den jeweiligen Stegelementen abgetragen werden können. The respective web elements, which initially close the respective cooling channels, can be provided with the defined and particularly precisely producible throughflow opening when the respective web regions are removed. The respective flow-through openings can be produced, for example, by machining and thus material-removing machining, in which the web areas can be removed from the respective web elements, for example in the circumferential direction.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass das Herstellen des The invention is based on the finding that the production of the

Zylinderkopfgrundkörpers durch Gießen zwar besonders kostengünstig und schnell erfolgen kann, jedoch bei Gießverfahren allgemein erhöhte Fertig ungstoleranzen, beispielsweise durch Auftreten von Materialschwindungen, auftreten können. Cylinder head body by casting, although particularly cost-effective and can be done quickly, but in casting generally increased finished ungstoleranzen, for example, by the occurrence of material shrinkage, can occur.

Infolgedessen können die Kühlkanäle nach dem Gießen des Zylinderkopfgrundkörpers jeweils voneinander abweichende Kühlkanaldurchmesser aufweisen. Durch das Öffnen der jeweiligen Kühlkanäle (durch Entfernen der jeweiligen Stegbereiche unter As a result, the cooling channels after casting of the cylinder head body may each have different cooling channel diameter. By opening the respective cooling channels (by removing the respective web areas under

gleichzeitiger Herstellung der jeweiligen Durchströmöffnungen), können die simultaneous production of the respective flow openings), the

Durchströmöffnungen mit einem besonders exakten Öffnungsquerschnitt hergestellt werden, wodurch sozusagen eine definierte Drosselstelle in dem Kühlkanal vorgesehen werden kann. Durch das Herstellen der Durchströmöffnungen ist somit eine Throughflow openings are made with a particularly precise opening cross-section, thereby providing a defined throttle point in the cooling channel, so to speak can be. By making the flow openings is thus a

bedarfsgerechte und einfach vorgebbare Durchströmung der Kühlkanäle mit Kühlmittel ermöglicht. needs-based and easily predetermined flow through the cooling channels with coolant allows.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden beim Gießen des In an advantageous embodiment of the invention, the casting of the

Zylinderkopfgrundkörpers an den jeweiligen Ventilsitzbereichen jeweils wenigstens zwei, den jeweiligen Kühlkanal verschließende und zueinander in Umfangsrichtung versetzte Stegelemente hergestellt. Dies ist von Vorteil, da durch das Herstellen der in Cylinder head body at the respective valve seat areas in each case at least two, the respective cooling channel occlusive and mutually circumferentially offset web elements made. This is advantageous because by producing the in

Umfangsrichtung zueinander versetzten Stegelemente jeweilige Ausrichtmöglichkeiten bzw. Anlagemöglichkeiten geschaffen werden, welche das Einsetzen der Ventilsitzringe erleichtern können. Dadurch kann ein Einbau der Ventilsitzringe in die jeweiligen Circumferentially staggered web elements respective alignment possibilities or investment opportunities are created, which can facilitate the insertion of the valve seat rings. As a result, an installation of the valve seat rings in the respective

Ventilsitzöffnungen also vereinfacht werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass an den wenigstens zwei Stegelementen auch jeweilige, voneinander verschiedene Valve seat openings are therefore simplified. Another advantage is that at the at least two web elements also respective, different from each other

Stegbereiche abgetragen werden können, wodurch an den beiden Stegelementen jeweils Durchströmöffnungen mit zueinander verschiedenem Öffnungsquerschnitt hergestellt werden können. Dadurch können auf besonders einfache Art und Weise verschiedene Drosselstellen (in Form der jeweiligen Durchströmöffnungen) geschaffen werden, und somit auch an den jeweiligen, wenigstens zwei Stegelementen unterschiedliche Web areas can be removed, whereby each of the two web elements each flow openings can be made with mutually different opening cross-section. As a result, different throttle points (in the form of the respective flow openings) can be created in a particularly simple manner, and thus also at the respective, at least two web elements different

Strömungsgeschwindigkeiten des die jeweiligen Kühlkanäle durchströmenden Kühlmittels eingestellt werden. Dies ermöglicht die Herstellung von Kühlkanälen mit lokal Flow rates of the respective cooling channels flowing through the coolant can be adjusted. This allows the production of cooling channels with locally

variierenden und damit bedarfsgerecht vorgegebenen Wärmeübergangsverhältnissen. varying and thus demand-based heat transfer conditions.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Another aspect of the invention relates to a cylinder head for a

Verbrennungskraftmaschine, welcher durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erhältlich ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Ausführungsformen des Internal combustion engine, which is obtainable by a method according to the invention. Advantageous embodiments and preferred embodiments of the

erfindungsgemäßen Verfahrens sind auch als vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes anzusehen und umgekehrt. inventive method are also to be regarded as advantageous embodiments and preferred embodiments of the cylinder head according to the invention and vice versa.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features mentioned above in the description and

Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Feature combinations as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures are not only in the respectively indicated combination but also in others

Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Dabei zeigen: Combinations or alone, without departing from the scope of the invention. Showing:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Teilbereichs eines Zylinderkopfgrundkörpers; Fig. 1 is a sectional view of a portion of a cylinder head body;

und and

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Teilbereichs eines Zylinderkopfes. Fig. 2 is a sectional view of a portion of a cylinder head.

Fig. 1 zeigt einen Zylinderkopfgrundkörper 12 eines in Fig. 2 ausschnittsweise Fig. 1 shows a cylinder head body 12 of a fragmentary in Fig. 2

dargestellten Zylinderkopfes 10. Der Zylinderkopf 10 wird hergestellt, indem der The cylinder head 10 is produced by the

Zylinderkopfgrundkörper 12 zunächst im Rahmen eines Gießverfahrens gegossen wird. Bei dem Gießverfahren werden an verschiedenen Ventilsitzbereichen 20, 50 des Cylinder head body 12 is first cast as part of a casting process. In the casting process are at different valve seat areas 20, 50 of the

Zylinderkopfgrundkörpers 12, jeweilige, zumindest bereichsweise in Umfangsrichtung 22, 52 um die Ventilsitzbereiche 20, 50 umlaufende Kuhlkanäle 24, 54 zum Führen von Kühlmittel hergestellt. Der Ventilsitzbereich 20 kann beispielsweise für ein Einlassventil der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sein und der Ventilsitzbereich 50 Cylinder head body 12, respectively, at least partially in the circumferential direction 22, 52 around the valve seat portions 20, 50 surrounding Kuhlkanäle 24, 54 made for guiding coolant. The valve seat portion 20 may be provided, for example, for an intake valve of the internal combustion engine and the valve seat portion 50

beispielsweise für ein Auslassventil der Verbrennungskraftmaschine. Es ist jedoch klar, dass beide Ventilsitzbereiche 20, 50 beispielsweise für jeweils ein Auslassventil vorgesehen sein können. for example, for an exhaust valve of the internal combustion engine. However, it is clear that both valve seat areas 20, 50 can be provided, for example, for one exhaust valve each.

Beim Herstellen des Zylinderkopfgrundkörpers 12 durch das Gießen werden an den jeweiligen Ventilsitzbereichen 20, 50 jeweils wenigstens zwei, den jeweiligen Kühlkanal 24, 54 verschließende, und zueinander in der jeweiligen Umfangsrichtung 22, 52 versetzte Stegelemente 32, 34, 62, 64 hergestellt. Die jeweiligen Stegelemente erstrecken sich von einer radial äußeren Wandung 26, 56 des jeweiligen Kühlkanals 24, 54 weg und bis zu einer jeweiligen Ventilsitzöffnung 28, 58 zur Aufnahme eines jeweiligen Ventilsitzringes 30, 60. When the cylinder head base body 12 is produced by the casting, at least two web elements 32, 34, 62, 64 which close off the respective cooling channel 24, 54 and are offset relative to one another in the respective circumferential direction 22, 52 are produced on the respective valve seat regions 20, 50. The respective web elements extend away from a radially outer wall 26, 56 of the respective cooling channel 24, 54 and up to a respective valve seat opening 28, 58 for receiving a respective valve seat ring 30, 60.

Um aus dem Zylinderkopfgrundkörper 12 den Zylinderkopf 10 herzustellen, werden die jeweiligen Kühlkanäle 24, 54 geöffnet, indem ein jeweiliges Entfernen zumindest eines Stegbereichs 36, 38, 66, 68 des jeweiligen, wenigstens einen Stegelements 32, 34, 62, 64 und dadurch ein Herstellen jeweiliger, die jeweiligen Kühlkanäle 24, 54 für eine Durchströmung mit Kühlmittel freigebende, jeweilige Durchströmöffnung 40, 42, 70, 72 erfolgt. Um innerhalb der jeweiligen Kühlkanäle 24, 54 lokal unterschiedliche In order to produce the cylinder head 10 from the cylinder head body 12, the respective cooling channels 24, 54 are opened by removing respectively at least one land portion 36, 38, 66, 68 of the respective, at least one stem member 32, 34, 62, 64 and thereby manufacturing respectively, the respective cooling channels 24, 54 for a flow with coolant releasing, respective flow opening 40, 42, 70, 72 takes place. To within the respective cooling channels 24, 54 locally different

Strömungsgeschwindigkeiten des Kühlmittels und damit lokal unterschiedliche Flow rates of the coolant and thus locally different

Wärmeübergänge zu ermöglichen, können wenigstens zwei der jeweiligen Heat transfers can allow at least two of the respective

Durchströmöffnungen 40, 42, 70, 72 mit voneinander verschiedenen Through-flow openings 40, 42, 70, 72 with different from each other

Öffnungsquerschnitten hergestellt werden. Opening cross-sections are produced.

Fig. 2 zeigt ausschnittsweise die jeweiligen Ventilsitzringe 30, 60, welche in die jeweiligen Ventilsitzöffnungen 28, 58 eingesetzt sind. Die jeweiligen Ventilsitzringe 30, 60 begrenzen dabei die jeweiligen Kühlkanäle 24, 54 zumindest bereichsweise, sodass das die jeweiligen Kühlkanäle 24, 54 durchströmende Kühlmittel in unmittelbaren Kontakt mit den jeweiligen Ventilsitzringen 30, 60 treten kann, wodurch eine besonders wirksame Kühlung der Ventilsitzringe 30, 60 ermöglicht ist. Fig. 2 shows a detail of the respective valve seat rings 30, 60, which are inserted into the respective valve seat openings 28, 58. The respective valve seat rings 30, 60 delimit the respective cooling channels 24, 54 at least regionally, so that the coolant flowing through the respective cooling channels 24, 54 can come into direct contact with the respective valve seat rings 30, 60, whereby a particularly effective cooling of the valve seat rings 30, 60 is possible.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine besonders gleichmäßige und bedarfsgerechte Kühlung der jeweiligen Ventilsitzringe 30, 60, welche in den jeweiligen Ventilsitzöffnungen 28, 58 aufgenommen sind. Durch das Herstellen der Durchströmöffnungen 40, 42, 70, 72 können jeweilige Öffnungsquerschnitte, bzw. Durströmungsquerschnitte der jeweiligen Kühlkanäle 24, 54 besonders exakt vorgegeben und damit jeweils definierte The present invention enables a particularly uniform and needs-based cooling of the respective valve seat rings 30, 60, which are received in the respective valve seat openings 28, 58. By producing the flow-through openings 40, 42, 70, 72, respective opening cross-sections, or major flow cross-sections of the respective cooling channels 24, 54, can be given particularly precisely and thus defined in each case

Drosselstellen geschaffen werden. Dadurch kann erreicht werden, dass die jeweiligen Ventilsitzringe 30, 60 an den jeweiligen Ventilsitzbereichen 20, 50 beispielsweise jeweils gleichmäßig und mit bestmöglicher Kühlung sowie mit hoher Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels direkt umspült werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise dazu beigetragen werden, dass bei Verbrennungsmotoren mit derart hergestellten Throttling points are created. It can thus be achieved that the respective valve seat rings 30, 60 are flushed directly to the respective valve seat regions 20, 50, for example in each case uniformly and with the best possible cooling and with a high flow velocity of the coolant. This can be contributed in an advantageous manner that in internal combustion engines with such produced

Zylinderköpfen 10 insgesamt möglichst niedrige Bauteiltemperaturen, insbesondere im Bereich der Ventilsitzringe 30, 60 erreicht werden. Dies trägt dazu bei, dass bei Cylinder heads 10 as low as possible component temperatures, in particular in the area of the valve seat rings 30, 60 can be achieved. This helps with that

Verbrennungsmotoren allgemein niedrigere Brennraumtemperaturen und damit verringerte Stickoxidemissionen, verringerte Klopfneigung und verringerter Verschleiß auftreten. Durch die Verringerung der Bauteiltemperatur kann auf günstigere Werkstoffe zurückgegriffen werden. Internal combustion engines generally lower combustion chamber temperatures and thus reduced nitrogen oxide emissions, reduced tendency to knock and reduced wear occur. By reducing the component temperature can be used on cheaper materials.

Des Weiteren ermöglicht die vorliegende Erfindung eine kostengünstige, effiziente, gleichmäßige und über alle Zylinder sowie über alle Ventilsitzbereiche 20, 50 gleichmäßig verteilte, präzise und großserientaugliche Kühlung. Furthermore, the present invention enables a cost-effective, efficient, even and over all cylinders and over all valve seat areas 20, 50 evenly distributed, precise and mass production cooling.

Der Zylinderkopf 10 wird größtenteils durch Gießen des Zylinderkopfgrundkörpers 12 hergestellt, d.h. der Zylinderkopfgrundkörper 12 kann vorgegossen und damit The cylinder head 10 is mostly made by casting the cylinder head body 12, i. The cylinder head body 12 can be precast and thus

kostengünstig hergestellt werden. Das Entfernen der jeweiligen Stegbereiche 36, 38, 66, 68 und das damit einhergehende Herstellen der jeweiligen Durchströmöffnungen 40, 42, 70, 72 erfordert lediglich eine geringfügige mechanische Bearbeitung. Dadurch ist insgesamt eine Herstellung des Zylinderkopfes 10 unter niedrigen Kosten und unter geringer Spanbildung bei gleichzeitig präziser Verteilung der Durchflussmenge des Kühlmittels auf die jeweiligen Kühlkanäle 24, 54 und damit auf alle Zylinder ermöglicht. be produced inexpensively. The removal of the respective web portions 36, 38, 66, 68 and the concomitant production of the respective flow openings 40, 42, 70, 72 only requires a slight mechanical processing. As a result, a total production of the cylinder head 10 at low cost and with low chip formation at the same time precise distribution of the flow rate of the coolant to the respective cooling channels 24, 54 and thus allows all cylinders.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht zudem unter besonders geringem Aufwand eine Verringerung der thermischen Belastung beispielsweise von Auslassventilen, The present invention also allows, with very little effort, a reduction in the thermal load, for example, of exhaust valves,

Auslassventilsitzringen und Zylinderkopfwerkstoffen im Bereich jeweiliger Brennkammern der Verbrennungskraftmaschine. Des Weiteren ermöglicht die Erfindung eine Exhaust valve seat rings and cylinder head materials in the region of respective combustion chambers of the internal combustion engine. Furthermore, the invention enables a

Verringerung der Brennraumtemperaturen und - damit verbunden - eine Verringerung der Klopfneigung, wodurch ein Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit allgemein erhöhter Leistung und niedrigerem Verbrauch ermöglicht ist. Reduction of the combustion chamber temperatures and - associated - a reduction in the tendency to knock, which allows operation of the internal combustion engine with generally increased performance and lower consumption.

Im Rahmen der Erfindung können die jeweiligen Kühlkanäle 24, 54 sowie die jeweiligen Stegelemente 32, 34, 62, 64 zunächst vorgegossen werden, wobei die jeweiligen Stegelemente 32, 34, 62, 64 jeweils Stege mit minimaler Gusswandstärke darstellen können. Diese Stege können beispielsweise mit einem Fräser auf einen gewünschten Durchflussquerschnitt durch Entfernen der jeweiligen Stegbereiche 36, 38, 66, 68 bearbeitet werden und dabei die jeweiligen Durchströmöffnungen 40, 42, 70, 72 vorgesehen werden. Da die Stegelemente 32, 34, 62, 64 sich lediglich über einen kleinen Teilbereich in der jeweiligen Umfangsrichtung 22, 52 entlang der jeweiligen Kühlkanäle 24, 54 erstrecken können, ist eine insgesamt kurze Bearbeitungszeit (beispielsweise eine kurz Fräszeit) bei gleichzeitig geringer Spanbildung und der Möglichkeit der Herstellung eines definierten Durchflussquerschnitts gegeben. In the context of the invention, the respective cooling channels 24, 54 as well as the respective web elements 32, 34, 62, 64 can be initially cast, wherein the respective web elements 32, 34, 62, 64 can each represent webs with a minimum cast wall thickness. These webs can be machined, for example with a milling cutter to a desired flow cross section by removing the respective web portions 36, 38, 66, 68 and thereby the respective flow openings 40, 42, 70, 72 are provided. Since the web elements 32, 34, 62, 64 can extend only over a small portion in the respective circumferential direction 22, 52 along the respective cooling channels 24, 54, an overall short processing time (for example, a short milling time) with low chip formation and the Possibility of producing a defined flow cross-section given.

Insgesamt können für verschiedene Zylinder oder Auslassventilsitzringe verschiedene Durchflussquerschnitte eingestellt werden, sodass eine besonders bedarfsgerechte Kühlung erreicht werden kann. Das vorgestellte Verfahren kann für sämtliche Overall, different flow cross sections can be set for different cylinders or exhaust valve seat rings, so that a particularly needs-based cooling can be achieved. The presented method can be used for all

Ventilsitzbereiche des Zylinderkopfgrundkörpers 12 angewendet werden, wenngleich vorliegend und beispielhaft lediglich die Bearbeitung anhand der zwei Ventilsitzbereiche 20, 50 erläutert wurde. Durch das vorgestellte Verfahren kann beispielsweise an einem in Strömungsrichtung des Kühlmittels hintersten Zylinder der Verbrennungskraftmaschine ein Druck bzw. eine Durchflussgeschwindigkeit des Kühlmittels etwas geringer als am in Strömungsrichtung ersten Zylinder bzw. ersten Ventil eingestellt werden. Hierzu kann beispielsweise am letzten Zylinder der Strömungsquerschnitt, also zumindest einige der jeweiligen Durchströmöffnungen 40, 42, 70, 72 größer gewählt werden, als am ersten Zylinder. Valve seat portions of the cylinder head body 12 are applied, although in the present case and only the processing with reference to the two valve seat portions 20, 50 has been explained. By means of the presented method, for example, a pressure or a flow velocity of the coolant can be set slightly lower than at the first cylinder or first valve in the direction of flow at a cylinder of the internal combustion engine which is the rearmost in the flow direction of the coolant. For this purpose, for example, on the last cylinder, the flow cross-section, so at least some of respective flow openings 40, 42, 70, 72 are selected to be greater than on the first cylinder.

Daimler AG Daimler AG

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

10 Zylinderkopf 10 cylinder head

12 Zylinderkopfgrundkörper 12 cylinder head body

20 Ventilsitzbereich20 valve seat area

22 Umfangsrichtung22 circumferential direction

24 Kühlkanal 24 cooling channel

26 Wandlung 26 transformation

28 Ventilsitzöffnung 28 valve seat opening

30 Ventilsitzring 30 valve seat ring

32 Stegelement 32 bar element

34 Stegelement 34 bar element

36 Stegbereich 36 bridge area

38 Stegbereich 38 bridge area

40 Durchströmöffnung 40 flow opening

42 Durchströmöffnung42 flow opening

50 Ventilsitzbereich50 valve seat area

52 Umfangsrichtung52 circumferential direction

54 Kühlkanal 54 cooling channel

56 Wandung 56 wall

58 Ventilsitzöffnung 58 valve seat opening

60 Ventilsitzring 60 valve seat ring

62 Stegelement 62 web element

64 Stegelement 64 bar element

66 Stegbereich 66 bridge area

68 Stegbereich 68 bridge area

70 Durchströmöffnung 70 flow opening

72 Durchströmöffnung 72 flow opening

Claims

Daimler AG claims

1. A method for producing a cylinder head (10) for a

Internal combustion engine comprising at least the following steps:

Casting of a cylinder head base body (12), in which cooling ducts (24, 54) circulating around the valve seat areas (20, 50) at least partially in the circumferential direction (22, 52) at different valve seat regions (20, 50) of the cylinder head base body (12) , for guiding coolant, produced and in each case by means of at least one, from a radially outer

Wall (26, 56) of the respective cooling channel (24, 54) away and up to a respective valve seat opening (28, 58), for receiving a respective

Valve seat ring (30, 60), towards the extending web element (32, 34, 62, 64) are closed;

- producing the cylinder head (10) from the cylinder head body (12) by opening the respective cooling channels (24, 54) by removing at least one web portion (36, 38, 66, 68) of the respective, at least one web element (32, 34, 62, 64) and thereby producing respective respective respective cooling channels (24, 54) for a flow of coolant

Throughflow (40, 42, 70, 72) takes place.

2. The method according to claim 1,

characterized in that

when casting the cylinder head body (12) to the respective

Valve seat regions (20, 50) in each case at least two, the respective cooling channel (24, 54) occlusive, and mutually offset in the circumferential direction (22, 52)

Web elements (32, 34, 62, 64) are produced.

3. The method according to claim 1 or 2,

characterized in that

at least two of the flow-through openings (40, 42, 70, 72) are produced with mutually different opening cross-sections.

4. Cylinder head (10) for an internal combustion engine, obtainable by a method according to one of claims 1 to 3.