Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf mit zumindest einer Ausnehmung zur An ordnung zumindest eines Gasventils und zumindest einer Zündkerze, wobei die Zündkerze in eine Vorkammer reicht, die Zündkerze entlang einer Zündkerzen drehachse angeordnet ist und das Gasventil entlang einer Gasventildrehachse an geordnet ist, wobei die Gasventildrehachse zur Zündkerzendrehachse geneigt ist, und ein Abstand zwischen der Gasventildrehachse und der Zündkerzendrehachse mit einer Entfernung von der Vorkammer in einer von der Brennraum abgewand ten Richtung abnimmt.

Dabei ist dieser Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit ottomotorischer Ver brennung mit einer Verbrennung von einem gasförmigen Kraftstoff vorgesehen. Als Kraftstoff kann dabei beispielsweise Erdgas eingesetzt werden. Es ist auch die Verbrennung von jedem anderen gasförmigen Kraftstoff möglich. Ein derartiger Zylinderkopf ist beispielsweise aus CN 109098834 A bekannt. Dieser weist auf einer Seite der Zylinderachse ein Gasventil auf und gegenüber dem Gasventil auf der anderen Seite einer durch die Zylinderachse aufgespannte Ebene ist die Zünd kerze angeordnet. Das Gasventil ist parallel zu der Zylinderachse ausgerichtet. Die Zündkerze ist dazu leicht von der Vorkammer weg nach außen geneigt. Der benö tigte Bauraum steigt von der Vorkammer weg stark an. Die Gaswechselventile, deren Führungen in aller Regel um diese Anordnung herum verortet sind, müssen weiter nach außen rücken und weisen damit eine höhere Beabstandung der Ven tilachsen zu der Zylinderachse auf.

Eine ähnliche Anordnung wird in AT 516619 A4 gezeigt. Dabei sind die Drehachsen von Gasventil und Zündkerze im Unterschied zu der oben angegebenen CN 109098834 A parallel ausgeführt. In einer der beiden gezeigten Ausführungen überdecken sich die beiden Bearbeitungsflächen und führen in eine gemeinsame Kavität. In der zweiten gezeigten Ausführung sind die Bearbeitungsflächen von einander beabstandet angeordnet und der Bedarf an Bauraum ist damit stark er höht.

Durch Anordnungen mit ineinandergreifenden, sich überschneidenden Bearbei tungsflächen kann zwar Bauraum eingespart werden, jedoch sinkt dadurch die Qualität der entstehenden Flächen zur Einpassung der weiteren Bauteile. Damit erhöht sich der Ausschuss bei der Produktion, was bei verringertem Bauraum zu höheren Kosten in der Produktion führt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Zylinderkopf anzu geben, der eine schnellere Endfertigung zulässt.

Die gestellte Aufgabe wird durch den oben angegebenen Zylinderkopf erfindungs gemäß dadurch gelöst, dass die Ausnehmung zu Zündkerze und Gasventil eine Oberfläche aufweist, die durch Urformen - vorzugsweise durch Gießen - gebildet ist und besonders bevorzugt nicht spanend nachbearbeitet ist.

Dadurch ist der größte Teil der Kavität zur Aufnahme der Zündkerze im Zylinder kopf durch Urformen gebildet. Eine nachgehende Bearbeitung ist damit schneller und einfacher möglich.

Dabei überschneiden sich die Bearbeitungsflächen nicht und die Qualität der ent stehenden Flächen nimmt zu und der Aufwand der Fertigung nimmt ab. Durch die geneigte Anordnung, bei der der Abstand von dem Brennraum weg abnimmt, wird Bauraum gespart. Die Führung der Gaswechselventile kann direkt um die Zünd kerze angeordnet sein.

Bei dieser Erfindung ist die Ausnehmung zum Großteil gegossen und nur der Teil zum Einsetzen der Zündkerze und des Gasventils, eine Gasventilaufnahmefläche und eine Zündkerzenaufnahmefläche sind bearbeitet. Die beiden Bearbeitungsflä chen überschneiden sich nicht. Die erfindungsgemäße Ausführung hat den Vorteil, dass Bauraum eingespart werden kann.

Dieser Effekt kann besonders gut ausgenutzt werden, wenn ein Neigungswinkel zwischen der Gasventildrehachse und der Zündkerzendrehachse zwischen 0,5° und 5° beträgt, vorzugsweise 1,5°.

Eine besonders günstige Lage zum vom Gasventil eingebrachten gasförmigen Kraftstoff ergibt sich für die Zündkerze in dem Fall ergeben, wenn die Zündker zendrehachse konzentrisch zu einer Zylinderdrehachse einer Zylinderbohrung an geordnet ist. Dadurch kann die Verbrennung möglichst gleichmäßig von der zentral angeordneten Zündkerze ausgehen. Die Zündqualität kann so maßgeblich positiv beeinflusst werden.

Dieser Effekt kann noch gesteigert werden, wenn die Vorkammerdrehachse kon zentrisch zu der Zylinderdrehachse der Zylinderbohrung angeordnet ist.

Darüber hinaus ist diese konzentrische Anordnung der Bauteile jeweils günstig für den benötigten Bauraum. Die Ausdehnungen der einzelnen Bauteile quer zu einer Zylinderdrehachse kann so verringert werden. Um die Fertigung noch effizienter zu gestalten, ist es günstig, wenn der Zylinder kopf zumindest eine Aufnahmehülse für Gasventil und Zündkerze aufweist, in der die Ausnehmung ausgebildet ist.

Diese gemeinsame Ausnehmung für Gasventil und Zündkerze ist in einem separa ten Bauteil durch Gießen gebildet. Das separate Bauteil wird dabei als Aufnahme hülse bezeichnet. Die Ausnehmung wird günstigerweise in keiner Ausführung nachbearbeitet. Dadurch können Fertigungsschritte, -kosten und -Zeiten gespart werden.

Um einen perfekten festen und dichten Sitz der Zündkerze zu erreichen, ist vor teilhafterweise vorgesehen, dass ausgehend von der Ausnehmung eine Zündker zenaufnahmefläche durch eine mechanisch bearbeitete Fläche vorzugsweise durch eine Bohrung gebildet ist.

Günstig lässt sich dies auch für das Gasventil erreichen, wenn ausgehend von der Ausnehmung eine Gasventilaufnahmefläche durch eine mechanisch bearbeitete Fläche gebildet ist - vorzugsweise durch eine Bohrung gebildet ist.

Um die Qualität der Aufnahmeflächen zu garantieren, die Fertigung zu vereinfa chen und Ausschuss zu minimieren, ist es günstig, wenn Zündkerzenaufnahmeflä che und Gasventilaufnahmefläche mechanisch bearbeitete Flächen sind, die von einander beabstandet sind und sich nicht schneiden.

Weiters ist es günstig, wenn Bearbeitungsflächen zum Erhalt der Gasventilaufnah mefläche und Zündkerzenaufnahmefläche in der Ausnehmung nicht durchdringen, sodass Bearbeitungsflächen keine Überschneidungen aufweisen. Dadurch kann der Eintrag von Spänen in die jeweils andere Aufnahmeausnehmung bei der spanen den Bearbeitung verringert werden.

Es ist günstig, wenn zum Ladungswechsel in den Brennraum Gaswechselventile vorgesehen sind, wobei jedem Gaswechselventil eine Ventilfeder zugeordnet ist. Dadurch kann der Vorteil dieser Anordnung hinsichtlich Bauraumeinsparung per fekt ausgenutzt werden.

Dieser Effekt wird vor allem für eine Ausführung spürbar, wenn sich die Aufnah mehülse in Richtung einer Zylinderdrehachse bis zu einer Höhe erstreckt und/oder über diese Höhe erstreckt, in der die Ventilfedern angeordnet sind, wobei die Gas wechselventile in geschlossener Stellung sind.

Die Bauraumeinsparung im Vergleich zu einem herkömmlichen Zylinderkopf kann noch weiter erhöht werden, wenn eine Entfernung zwischen Aufnahmehülse und Gaswechselventilen in einer Ebene normal zur Zylinderdrehachse gering ist, wobei ein Verhältnis zwischen Durchmesser und Entfernung zwischen 1,5 und 3,5 be trägt.

In weiterer Folge wird die Erfindung anhand der nicht einschränkenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf in einem Schnitt;

Fig. 2 eine Aufnahmehülse und eine Vorkammerhülle des erfindungsgemä ßen Zylinderkopfs im Detail im Schnitt analog zu Fig. 1; und

Fig. 3 ein weiteres Detail der Aufnahmehülse und der Vorkammerhülle der Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf 1 in einem Schnitt. Dabei wird eine Oberfläche zu einem Brennraum 2, eines nicht näher gezeigten Zylinders als Feuerdeck 3 bezeichnet. In den Brennraum 2 reichen Gaswechselkanäle 4, die durch Gaswechselventile 5 verschließbar sind. Dafür sind die Gaswechselventile 5 jeweils in einer Führung 6 und gegen die Kraft einer Ventilfeder 7 verschiebbar.

In dieser geschnittenen Ansicht sind zwei Gaswechselventile 5 erkennbar, die bei derseits einer Zylinderdrehachse 8 angeordnet sind und als Tellerventile ausge führt sind. Die Ventilfedern 7 sind in der gezeigten Ausführung von dem Brenn raum 2 entfernt in der Richtung der Zylinderdrehachse 8 an einer Deckfläche 9 des Zylinderkopfs 1 mit einem ersten Ende 10 abgestützt. Ein zweites Ende 11, das von dem Brennraum 2 abgewandt um das Gaswechselventil 5 angeordnet ist, stützt sich gegen das Gaswechselventil 5 ab.

Von der Zylinderdrehachse 8 radial innerhalb der beiden Gaswechselventile 5 weist der Zylinderkopf 1 eine Wand 12 mit einer Öffnung 13 auf, wobei die Öffnung 13 den Zylinderkopf 1 entlang der Zylinderdrehachse 8 durchdringt. Innerhalb dieser Öffnung 13 ist eine Aufnahmehülse 14 angeordnet. Innerhalb der Aufnahmehülse 14 ist eine Zündkerze 15 entlang einer Zündkerzendrehachse 16 angeordnet. In Richtung des Brennraums 2 ist anschließend an die Zündkerze 15 eine Vorkammer 17 vorgesehen, die von einer Vorkammerhülle 18 zumindest teilweise umschlossen wird. Die Vorkammer 17 ist mit dem Brennraum 2 über nicht näher gezeigte Über- strömöffnungen verbunden. Die Vorkammer 17 weist eine Vorkammerdrehachse 27 auf, entlang der sie angeordnet ist.

In der gezeigten Ausführung sind die Vorkammer 17 mit ihrer Vorkammerdreh achse 27 und die Zündkerze 15 mit ihrer Zündkerzendrehachse 16 konzentrisch zu einer nicht näher gezeigten Zylinderbohrung mit der Zylinderdrehachse 8 aus gerichtet. In alternativen Ausführungen ist diese Öffnung 13 versetzt zu der Zylinderdreh achse 8 verortet. Außerdem können die Vorkammerdrehachse 27 sowie die Zünd kerzendrehachse 16 unabhängig voneinander von der Zylinderdrehachse 8 beab- standet sein.

Ein Außendurchmesser D der Aufnahmehülse 14 reicht sehr knapp an die Ventil federn 7 heran. Eine Entfernung E zwischen Aufnahmehülse 14 und Gaswechsel ventil 5 entspricht etwa dem 0,4-fachen des Außendurchmessers D. Der Zusam menhang zwischen Durchmesser D und Entfernung E wird hier mit dem Verhältnis D/E ausgedrückt und beträgt etwa 2,4. In üblichen Ausführungen kann ein Ver hältnis D/E zwischen 1,5 und 3,5 betragen.

Die Entfernung E wird hier in einer Ebene e angegeben, der quer zu der Zylinder drehachse 8 steht und daher die Normalachse auf die Zylinderdrehachse 8 bildet.

Ein Schnittpunkt der Gasventildrehachse 19 und der Zündkerzendrehachse 16 ist außerhalb der Aufnahmehülse 14 in Richtung der Deckfläche 9 vom Brennraum 2 abgewandt angeordnet.

Um die Aufnahmehülse 14 und die Vorkammerhülle 18 sind Kühlräume und Kühl kanäle angeordnet, die mit Bezugszeichen K bezeichnet sind. Auch um die Gas wechselkanäle 4 sind Kühlräume K zur Kühlung des Zylinderkopfs 1 vorgesehen. Zum Schutz der einzelnen Betriebsflüssigkeiten voreinander sind Dichtungen vor gesehen.

Entlang einer Gasventildrehachse 19 ist ein Gasventil 20 ausgerichtet. Dieses Gas ventil 20 reicht in einen Gaskanal 21, der wiederum das Gasventil 20 mit der Vor kammer 17 strömungsverbindet.

Die Aufnahmehülse 14 erstreckt sich bis über eine Höhe H, vom Feuerdeck 3 aus. In dieser Höhe sitzt das erste Ende 10 der Ventilfeder 7 an einer Auflagefläche 22 auf. In der gezeigten Ausführung reicht die Aufnahmehülse 14 in der Öffnung 13 fast bis an die Deckfläche 9 heran.

Die Aufnahmehülse 14 und die Elemente innerhalb der Aufnahmehülse 14, sowie die Vorkammerhülle 18 sind in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Dabei ist gut erkenn bar, dass die Gasventildrehachse 19 geneigt zur Zündkerzendrehachse 16 ist. Der Neigungswinkel cp ist in der gezeigten Ausführung etwas 1,5° groß. Der Neigungs winkel cp ist bei alternativen Ausführungen zwischen 0,5° und 5° groß. Dabei ist das Gasventil 20 zur Zündkerze 15 in Richtung der Deckfläche 9 des Zylinderkopfs 1 hin geneigt. Hier ist die Zündkerze 15 konzentrisch zur Zylinderbohrung mit der Zylinderdreh achse 8 und der Vorkammer 17 angeordnet.

Das Gasventil 20 ist besonders klein und weist einen sehr geringen Abstand A zur Zündkerze 15 auf. Durch die Neigung mit dem Neigungswinkel cp ist der Bauraum weiter reduziert. Dadurch nimmt der Abstand A zur Deckfläche 9 des Zylinder kopfes 1 hin immer weiter ab.

Die Aufnahmehülse 14 weist eine Ausnehmung 23 in ihrem Inneren auf. Diese Ausnehmung 23 wird für Gasventil 20 und Zündkerze 15 gemeinsam durch Gießen der Aufnahmehülse 14 gebildet. Eine Oberfläche 0 der Ausnehmung 23 wird nicht spanend bearbeitet.

Das Gasventil 20 und die Zündkerze 15 reichen beide von einem Brennraum 2 her in die Ausnehmung 23.

Zur Aufnahme und Befestigung des Gasventils 20 in der Aufnahmehülse 14 ist eine Gasventilaufnahmefläche 24 vorgesehen. Die Gasventilaufnahmefläche 24 wird durch spanende Bearbeitung entlang einer Bearbeitungsfläche 25 für das Gasventil 20 gebildet.

Analog dazu ist zur Aufnahme und Befestigung der Zündkerze 15 eine Zündker zenaufnahmefläche 26 in der Aufnahmehülse 14 befindlich. Diese Zündkerzenauf nahmefläche 26 wird wiederum durch spanende Bearbeitung entlang einer zweiten Bearbeitungsfläche 25 für die Zündkerze 15 gebildet.

Diese Gasventilaufnahmefläche 24 und die Zündkerzenaufnahmefläche 26 sind beispielsweise zylindrisch ausgeführt.

In der gezeigten Ausführung sind die Zündkerze 15 und das Gasventil 20 jeweils in Bohrungen angeordnet.

Die Vorkammerhülle 18 ist bevorzugterweise über eine nicht näher gezeigte Ver bindung mit der Aufnahmehülse 14 verbunden.

Die Bearbeitungsflächen 25 für das Gasventil 20 und für die Zündkerze 15 sind in Fig. 2 und Fig. 3 mit strichpunktierten Linien angedeutet.

Die Bearbeitungsflächen 25 überschneiden sich innerhalb der Aufnahmehülse 14 nicht und weisen innerhalb der Aufnahmehülse 14 immer eine Entfernung zu einander auf.

Fig. 3 zeigt eine weiteres vergrößertes Detail der Aufnahmehülse 14 und der Vor kammerhülle 18 aus Fig. 2.