METHOD OF CASTING IN OF INSERTS IN A CYLINDER HEAD

Abstract: 1. A method of casting-in inserts into a cylinder head (1, 1', 1"), in which holes (5, 5', 5") each serving to accommodate a respective cylinder head cap screw (4) are to be worked into the cylinder head (1, 1', 1") and into the inserts, in which each hole is provided with its respective insert, in which each insert is located at the respective hole's end facing the cap of the screw to be accommodated therein, is arranged substantially coaxially with the hole's axis, is made of a material different from that of the cylinder head (1, 1', 1"), and in which the cylinder head (1, 1', 1"), when being cast, will be cast around at least a part of each insert, characterized in that holding devices, one for each insert and securing the latter in a moulding box, extend along the direction of the respective holes (5, 5', 5") to be bored subsequently, and in that at least a section of each holding device has a diameter smaller than that of the respective hole so that, when the cylinder head is machined thereafter, each device will completely be bored out.

Description: zylinderkopf mit im Bereich der Zylinderkopfschrauben bohrungen angeordneten Einlagen Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf mit Zylinderkopfschrauben aufnehmenden Bohrungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Aus der DE-AS 12 94 095 ist ein Zylinderkopf bekannt, in dem zur Einleitung der von den Zylinderkopfschrauben auf den Zylinderkopf zu übertragenden Kräften als Hülsen ausgebildete Einlagen angeordnet sind. Diese Hülsen ragen zylinderkopfdeckelseitig aus dem Zylinderkopf heraus und werden während des Giessvorgangs des Zylinderkopfes in dem Formkörper fixiert. Bei diesem bekannten Zylinderkopf sind die Hülsen vor dem Giessvorgang fertig bearbeitet. Sie müssen daher sehr genau in dem Formkörper positioniert werden. Da die Hülsenbohrungen und die sich an,die Hülsen zylinderkopfbodenseitig anschliessenden Zylinderkopfbohrungen unterschiedliche Durchmesser aufweisen, müssen diese mit einem jeweils genau passenden Formkern während des Giess vorgangs ausgefüllt sein. Schon bei geringen Fluchtungsfehlern der Hülsen und Zylinderkopfbohrungen ist der Zylinderkopf unbrauchbar, da ein Nacharbeiten der Bohrungen u.a. wegen der geringen Hülsendicke nicht möglich ist. Der bekannte Zylinder kopf muss daher mit einem hohen fertigungstechnischen und giesstechnischen Aufwand hergestellt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Einlagen zur Einleitung von über die Zylinderkopfschrauben auf den Zylinderkopf zu übertragenden Kräften derart auszubilden und anzuordnen, dass geringe Toleranzabweichungen hinsichtlich der Positionierung ohne nachteiligen Einfluss auf die weitere Verwendbarkeit des gegossenen Zylinderkopfes bleiben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Dadurch, dass die Einlage aus Vollmaterial besteht und mit einer Haltevorrichtung versehen ist, die sich in Richtung der nachträglich einzubringenden Bohrung erstreckt und in dem Formkörper festgelegt ist, wird eine einfache Fixiermöglichkeit der Einlage in dem Formkörper erreicht. Weiterhin wird der Durchmesser der Haltevorrichtung vorzugsweise in dem von dem Zylinderkopf umgossenen Bereich kleiner gewählt als die später in diesem Bereich einzubringende Bohrung. Dadurch ist sichergestellt, dass die Haltevorrichtung beim weiteren Bearbeiten des Zylinderkopf gänzlich ausgebohrt wird. Ausserdem ist eine derartig von dem Zylinderkopf umgossene Einlage unempfindlich gegenüber kleinen Toleranzabweichungen hinsichtlich ihrer Positionierung, da die für die weitere Verwendbarkeit des Zylinderkopfes wesentlich Zylinderkopfschraubenbohrung nach dem Giessen des Zylinderkopfes angebracht wird. Dabei wird die Bohrung für die Zylinderkopfschraube vorteilhaft zusammen mit anderen Bearbeitungsvorgängen an dem Zylinderkopf hergestellt. Um die von einer Zylinderkopfschraube auf den Zylinderkopf zu übertragende Kraft möglichst gleichmässig in den Zylinderkopf einzuleiten, ist die Einlage als Scheibe ausgebildet und die Haltevorrichtung mittig an der Scheibe befestigt. Dadurch wird auch bei einer geringen Exzentrität der später anzubringenden Bohrung für die Zylinderkopfschraube eine noch gleichmässige Pressungsverteilung in bezug auf die Kraftübertragung von der Scheibe auf den Zylinderkopf gewährleistet. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Haltevorrichtung einteilig mit der Scheibe gefertigt. Somit kann die Scheibe zusammen mit der Haltevorrichtung z.B. aus Grauguss einstückig gegossen sein. Es können aber auch andere Befestigungsvarianten der Haltevorrichtung an der Scheibe zweckmässig sein; je nach Materialwahl von Scheibe und Haltevorrichtung ist ein Verbinden durch z.B. Schwei ssen, Kleben, Löten und Schrauben möglich. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Haltevorrichtung als zylindrischer Stift ausgebildet. Diese Ausbil dungsform wird dann gewählt werden, wenn die Haltevorrichtung sich koaxial entlang der später anzubringenden Bohrung für die Zyliderkopfschraube zur Fixierung in dem Formkörper erstreckt. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist es vorteilhaft die Haltevorrichtung kegelstumpfförmig auszubilden, wobei das verjüngte Ende der Haltevorrichtung an der Scheibe befestigt ist. Diese Ausbildung wird vorzugsweise dann gewählt werden, wenn die Scheibe in dem Zylinderkopf nahe einer oeffnung wie z.B. Einlasskanal, Auslasskanal oder Kühlraum angeordnet ist. In diesem Fall wird die Scheibe mit der kegelstumpfförmig ausgebildeten Haltevorrichtung in dem Formkern befestigt. Dabei ist der Durchmesser der Haltevorrichtung in den von dem Zylinderkopf umgossenen Teilabschnitt zweckmässigerweise kleiner als der spätere Bohrungsdurchmesser. Es kann auch zweckmässig sein, die zylindrische Ausbildung der Haltevorrichtung mit der kegel stumpf förmigen Ausbildung zu kombinieren, um beispielweise, wie zuvor beschrieben, die Haltevorrichtung entlang der später anzubringenden Bohrung für die Zylinderkopfschraube als zylindrischen Stift auszubilden und in dem Bereich, in dem die Haltevorrichtung in dem Formkörper befestigt ist, kegelstumpfförmig enden zu lassen. Dadurch wird eine besonders sichere Befestigung in dem Formkörper erreicht. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind und im folgenden näher beschrieben sind. Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch einen fertigen Zylinder kopf mit eingesetzten Zylinderkopfschrauben, Fig. 2 einen Schnitt durch den Zylinderkopf nach dem und 3 Giessvorgang, wobei unterschiedliche Ausfüh rungen der Haltevorrichtungen dargestellt sind. In einen Zylinderkopf 1, der vorzugsweise aus Leichtmetall gegossen ist, sind Scheiben 2 und 3 angeordnet, die die von den Zylinderkopfschrauben 4 zu übertragenden Zugkräfte gleichmässig in den Zylinderkopf 1 einleiten. Die Scheiben 2 und 3 sind auf ihren von den Zylinderkopfschraubenköpfen 4a abgewandten Seiten mit einem grösseren Durchmesser 2a und 3a versehen1 als auf den zu den Zylinderkopfschraubenköpfen 4a weisenden Seiten 2b und 3b. Die Scheiben 2 und 3 sind auf den Seiten 2b und 3b mit im rechten Winkel zu den Bohrungen 5 und 6 stehenden bearbeiteten Ausnehmungen 7 und 8 versehen. Die Ausnehmungen 7 und 8, die zusammen mit den Bohrungen 5 und 6 durch die Offnungen 9 und 10 angebracht werden können, gewährleisten eine verzugsfreie Kraftübertragung von den Zylinderkopfschrauben 4 auf die Scheiben 2 und 3 und somit auf den Zylinderkopf 1. Die im Bereich eines Gaswechselkanals 11 angeordnete bffnung 10 wird nach erfolgter Montage der Zylinderkopfschrauben 4 von einem Deckel 12 verschlossen. Die Öffnung 9 kann bei dem hier dargestellten luftgekühlten Zylinderkopf offen bleiben. Soll der Raum 13 der sich zwischen der Öffnung 9 und der Scheibe 2 erstreckt, bei einem flussigkeitsgekühl ten Zylinderkopf 1 als kühlmitteldurchströmter Raum 13 benutzt werden, so wird die Öffnung 9 analog zu der Öffnung 10 mit einem Stopfen verschlossen. Die Figuren 2 und 3 zeigen den Zylinderkopf 1 unmittelbar nach dem Giessvorgang. Dabei ist in Fig. 2 eine Ausfüh rungsform der Scheiben 2' und 3' mit je einem angegossenen zylindrischen Stift 14 und 15 dargestellt. Dabei erstrekken sich die beiden Stifte 14 und 15 entlang den später anzubringenden Bohrungen 5' und 6' und sind in dem nicht weiter dargestellten Formkörper fixiert. In Fig. 3 ist ein Zylinderkopf 1'' mit eingegossenen Scheiben 2'' und 3'' dargestellt, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die Haltevorrichtungen als kegelstumpfförmig ausgebildete Haltevorrichtungen 16 und 17 dargestellt sind. Die kegelstumpfförmig ausgebildeten Haltevorrichtungen 16 und 17 weisen mit ihrem sich verdickenden Ende in den Raum 13" bzw. in den Gaswechselkanal 11" und sind während des Giessvorgangs in dem nicht dargestellten Formkern festgelegt. Dabei weisen die kegelstumpfförmig erweiterten Enden der Haltevorrichtungen 16 und 17 einen grösseren Durchmesser auf als die nachträglich anzubringenden Bohrungen 5'' bzw. 6''.

Claims: Patentansprüche 1. Zylinderkopf (1, 1', 1" ) mit Zylinderkopfschrauben (4) aufnehmenden Bohrungen (5, 5', 5''), wobei jede Bohrung auf der dem Schraubenkopf (4a) zugewandten Seite eine etwa koaxial zur Bohrungsachse liegende Einlage aufweist, die aus einem anderen Material als der Zylinderkopf (1, 1', 1'') besteht und beim Giessen des Zylinderkopfes (1, 1', 1'') in einem Formkörper zumindest teilweise vom Zylinderkopf (1, 1', 1'') umgossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage aus Vollmaterial besteht und dass eine die Einlage im Formkörper fixierende Haltevorrichtung sich in Richtung der nachträglich einzubringenden Bohrung (5, 5', 5") erstreckt und zumindest in einem Teilabschnitt einen Durchmesser aufweist, der kleiner als der Bohrungsdurchmesser ist. 2. Zylinderkopf (1, 1', 1'') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung mittig an der als Scheibe (2, 2', 2", 3, 3', 3'') ausgebildeten Einlage befestigt ist. 3. Zylinderkopf (1, 1', 1'') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (2, 2', 2", 3, 31, 3'') und die Haltevorrichtung einteilig gefertigt sind. 4. Zylinderkopf (1, 1', 1'') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung als zy lindrischer rtift (14, 15) ausgebildet ist. 5. Zylinderkopf (1, 1', 1'') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung kegelstumpfförmig ausgebildet (16, 17) und ihr verjüngtes Ende an der Scheibe (2, 2', 2'', 3,3', 3'') befestigt ist.

Inventors: SCHMITZ, TONI
Applicants: KLOCKNER-HUMBOLDT-DEUTZ AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: F02F1
IPC codes: F02F1