DE10241370A1 - Cylinder head gasket for internal combustion engine is a multi-layered gasket and made of metal with at least two metal layers, and gasket has at least one beading in direction of cylinder head and/or crankcase - Google Patents

Cylinder head gasket for internal combustion engine is a multi-layered gasket and made of metal with at least two metal layers, and gasket has at least one beading in direction of cylinder head and/or crankcase Download PDF

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Abstract

The cylinder head gasket (1) for an internal combustion engine is installed between the cylinder head (7) and crankcase (2) and is a multi-layered gasket. The cylinder head gasket is made of metal with at least two metal layers. The gasket has at least one beading in the direction of the cylinder head and/or crankcase.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung gemäß der Merkmale im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a cylinder head gasket according to the characteristics in the preamble of claim 1.

Sie geht von der deutschen Offenlegungsschrift 2 257 767 aus. In dieser Schrift ist eine Zylinderkopfdichtung für Brennkraftmaschinen beschrieben, die im Kraftnebenschluss zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse angeordnet ist. Die Zylinderkopfdichtung ist eine Dichtungsring mit im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt. Die zwei Schenkel des C's sind zu einander weitgehend parallel ausgerichtet, ein Schenkel liegt einerseits auf dem Zylinderkopf und der andere Schenkel liegt andererseits in einer zum Zylinder konzentrisch verlaufenden Ringnut auf dem Kurbelgehäuse auf. Die Öffnung des C's ist in Richtung des Zylinders geöffnet. Die Dicke der Zylinderkopfdichtung ist derart bemessen, dass bei einem Zusammenbau von Zylinderkopf und Kurbelgehäuse die Zylinderkopfdichtung plastisch deformiert wird, bis der Zylinderkopf und das Kurbelgehäuse plan aufeinander aufliegen und einen Krafthauptschluss miteinander bilden. Die Zylinderkopfdichtung selbst ist nach dem Zusammenbau nur im Kraftnebenschluss angeordnet. Im offenen C in der Zylinderkopfdichtung ist ein weiterer C-Dichtungsring zur Verstärkung der Vorspannkraft angeordnet. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine drückt der Verbrennungsdruck in das offene C der Zylinderkopfdichtung und drückt diese nochmals gegen den Zylinderkopf und das Kurbelgehäuse, wodurch mit Hilfe des Verbrennungsdruckes eine zusätzliche Dichtwirkung erzielt werden soll.It is based on the German patent application 2 257 767. In this document, a cylinder head gasket for internal combustion engines is described, which is arranged in the force shunt between the cylinder head and the crankcase. The cylinder head gasket is a sealing ring with an essentially C-shaped cross section. The two legs of the C are largely aligned parallel to each other, one leg lies on the one hand on the cylinder head and the other leg lies on the other hand in an annular groove concentric with the cylinder on the crankcase. The opening of the C's is open towards the cylinder. The thickness of the cylinder head gasket is dimensioned such that when the cylinder head and the crankcase are assembled, the cylinder head gasket is plastically deformed until the cylinder head and the crankcase lie flat on one another and form a main connection with one another. After assembly, the cylinder head gasket itself is only arranged in the force shunt. In the open C in the cylinder head gasket there is another C sealing ring to increase the preload. When the internal combustion engine is operating, the combustion pressure presses into the open C of the cylinder head gasket and presses it again against the cylinder head and the crankcase, as a result of which an additional sealing effect is to be achieved with the aid of the combustion pressure.

Nachteilig an der beschriebenen Ausgestaltung ist eine unbefriedigende Dichtwirkung der Zylinderkopfdichtung bei sehr hohen Spitzendrücken im Brennraum.A disadvantage of the design described is an unsatisfactory sealing effect of the cylinder head gasket very high peak pressures in the combustion chamber.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Zylinderkopfdichtung aufzuzeigen, die im Kraftnebenschluss eine verbesserte Dichtwirkung aufzeigt.Object of the present invention is a generic cylinder head gasket to demonstrate the improved sealing effect in the force shunt shows.

Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the feature solved in the characterizing part of claim 1.

Beim Mehrlagendichtungen lassen sich in vorteilhafterweise hohe Dichtwirkungen durch ihre weiche Struktur erzielen. Gegenüber dem gattungsgemäßen Stand der Technik können weiche Mehrlagendichtungen Toleranzen zur höheren Federwegen stärker ausgleichen als steife O-förmige, bzw. C-förmige Zylinderkopfdichtungen.With multi-layer seals, in advantageous high sealing effects due to their soft structure achieve. Across from the generic state of technology soft multi-layer seals more evenly compensate tolerances for higher spring travel as a rigid O-shaped or C-shaped Cylinder head gaskets.

Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 ist insbesondere für den Einsatz bei sehr hohen Temperaturen im Zylinderkopf vorgesehen.The design according to claim 2 is especially for intended for use at very high temperatures in the cylinder head.

Bei einer Ausgestaltung gemäß der Patentansprüche 3 und 4 lassen sich Federweg und Federsteifigkeit beliebig einstellen, um die bestmöglichste Dichtwirkung der Zylinderkopfdichtung zu erzielen. Die Einbringung zumindest einer, radial um die um den Zylinder umlaufenden Sicke erhöht sowohl den Federweg als auch die Dichtheit der Zylinderkopfdichtung.In an embodiment according to the claims 3 and 4 spring travel and spring stiffness can be set as required to achieve the best possible sealing effect of the cylinder head gasket. The introduction of at least one radially around the bead surrounding the cylinder increases both the spring travel and the tightness of the cylinder head gasket.

Gemäß Patentanspruch 5 kann die Zylinderkopfdichtung sowohl für 1-Zylinder-Motoren, wie beispielsweise Motorradmotoren als auch Mehrzylindermotoren, in Reihen- oder V- oder Sternbauform eingesetzt werden.According to claim 5, the Cylinder head gasket for both 1 cylinder engines, such as motorcycle engines as well Multi-cylinder engines, used in series or V or star design become.

Im Folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in zwei Figuren näher erläutert.The following is a preferred one embodiment closer in two figures explained.

1 zeigt schematisch eine dreidimensionale Aufsicht auf ein Kurbelgehäuse mit einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung; 1 shows schematically a three-dimensional plan view of a crankcase with a cylinder head gasket according to the invention;

2 zeigt einen Querschnitt durch einen Zylinderkopf und ein Kurbelgehäuse mit einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung. 2 shows a cross section through a cylinder head and a crankcase with a cylinder head gasket according to the invention.

1 zeigt schematisch eine dreidimensionale Aufsicht auf ein Kurbelgehäuse 2 mit vier in einer Reihe angeordneten Zylindern 6, 6' und eine erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung 1. Auf einer Montagefläche 2' des Kurbelgehäuses 2 weist jeder der vier Zylinder 6, 6' eine umlaufende Ringnut 9, 9' zur Aufnahme der Zylinderkopfdichtung 1 auf. In einem Stegbereich zwischen den Zylindern 6, 6' überlappen sich die Ringnuten 9, 9'. Zwischen den Ringnuten 9, 9' und zwei zu den Zylindern 6, 6' parallelen Außenwänden des Kurbelgehäuses 2 sind Kühlmittelbohrungen 10, 10' als Stufenbohrungen eingebracht. Die teilweise von anderen Bauelementen verdeckten Kühlmittelbohrungen 10' sind nicht durch eine Bezugsziffer gekennzeichnet. In die Stufe einer jeden Stufenbohrung wird zur Abdichtung gegenüber einem in 1 nicht dargestellten Zylinderkopf 7 eine Kühlmitteldichtung 3, 3', hier ein O-Ring, eingesetzt. Die Kühlmitteldichtungen 3, 3' und die Zylinderkopfdichtung 1 sind entsprechend der Bohrungsanordnungen im Kurbelgehäuse 2 schwebend über diesem dargestellt. Die über dem Kurbelgehäuse 2 schwebenden Kühlmitteldichtungen 3' sind um die Übersichtlichkeit zu wahren, ohne Bezugszeichen dargestellt. Auch Öldurchtrittsöffnungen sind zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeichnet. An einem dem Betrachter näher liegenden stirnseitigen Ende des Kurbelgehäuses 2 ist ein Schacht 5, mit Ausdehnung in Richtung einer Zylinderachse, in das Kurbelgehäuse 2 eingearbeitet. In diesem Schacht 5 sind Bauelemente zur Ventilsteuerung im Zylinderkopf 7 vorgesehen. Im vorliegenden Fall erfolgt die Ventilsteuerung über ein Steuerrad 4, ein Zahnrad, es können jedoch auch Riemen- bzw. Kettenantriebe vorgesehen sein. 1 shows schematically a three-dimensional plan view of a crankcase 2 with four cylinders arranged in a row 6 . 6 ' and a cylinder head gasket according to the invention 1 , On a mounting surface 2 ' of the crankcase 2 has each of the four cylinders 6 . 6 ' a circumferential ring groove 9 . 9 ' to accommodate the cylinder head gasket 1 on. In a web area between the cylinders 6 . 6 ' the ring grooves overlap 9 . 9 ' , Between the ring grooves 9 . 9 ' and two to the cylinders 6 . 6 ' parallel outer walls of the crankcase 2 are coolant holes 10 . 10 ' introduced as stepped bores. The coolant holes partially covered by other components 10 ' are not identified by a reference number. In the step of each step hole is used to seal against an in 1 not shown cylinder head 7 a coolant seal 3 . 3 ' , here an O-ring. The coolant seals 3 . 3 ' and the cylinder head gasket 1 are according to the hole arrangements in the crankcase 2 shown hovering over this. The one over the crankcase 2 floating coolant seals 3 ' are shown without reference numerals in order to maintain clarity. Oil passage openings are also not drawn to simplify the illustration. At an end of the crankcase closer to the viewer 2 is a shaft 5 , with expansion in the direction of a cylinder axis, into the crankcase 2 incorporated. In this shaft 5 are components for valve control in the cylinder head 7 intended. In the present case, the valve is controlled via a steering wheel 4 , a gear, but belt or chain drives can also be provided.

2 zeigt einen Querschnitt durch den Zylinderkopf 7 und das Kurbelgehäuse 2 sowie die Zylinderkopfdichtung 1 in zusammengebauten Zustand. Es gelten die selben Bezugszeichen wie in 1. Zur Vereinfachung der Darstellung sind weder im Zylinderkopf 7 noch im Kurbelgehäuse 2 weitere motorrelevante Bauteile oder Kanäle dargestellt. Stellvertretend für die Beschreibung des Zylinders 6 gilt diese Beschreibung auch für die drei Zylinder 6'. 2 shows a cross section through the cylinder head 7 and the crankcase 2 as well as the Zy relieving head gasket 1 in assembled condition. The same reference numerals apply as in 1 , To simplify the illustration are neither in the cylinder head 7 still in the crankcase 2 further motor-relevant components or channels are shown. Representing the description of the cylinder 6 this description also applies to the three cylinders 6 ' ,

Im Kurbelgehäuse 2 ist am Übergang zur Montagefläche 2' die koaxial zum Zylinder 6 umlaufende Ringnut 9 zu erkennen, in der die Zylinderkopfdichtung 1 eingeklemmt ist. Die Zylinderkopfdichtung 1 ist im vorliegenden Fall vierlagig, wobei jeweils zwei Lagen eine Sicke 8, 8' aufweisen, die sich koaxial zu dem Zylinder 6 erstrecken. Die Sicke 8 ist in Richtung Kurbelgehäuse 2 und die Sicke 8' ist in Richtung Zylinderkopf 7 gerichtet. Anstelle der vierlagigen Zylinderkopfdichtung 1 können auch mehr oder wenigstens zwei Lagen vorgesehen sein. Jede Lage der Zylinderkopfdichtung 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Metall, vorzugsweise einem federnden Stahlblech. Anstelle von zwei Sicken 8, 8' können auch nur eine Sicke, bzw. mehrere koaxial zueinander angeordnete Sicken vorgesehen werden, die entweder in Richtung Kurbelgehäuse 2 und/oder in Richtung Zylinderkopf 7 ausgerichtet sind.In the crankcase 2 is at the transition to the mounting surface 2 ' the coaxial to the cylinder 6 circumferential ring groove 9 can be seen in the cylinder head gasket 1 is jammed. The cylinder head gasket 1 is four layers in the present case, with two layers of a bead 8th . 8th' have coaxial with the cylinder 6 extend. The bead 8th is towards the crankcase 2 and the bead 8th' is towards the cylinder head 7 directed. Instead of the four-layer cylinder head gasket 1 more or at least two layers can also be provided. Every position of the cylinder head gasket 1 is in the present embodiment made of metal, preferably a resilient steel sheet. Instead of two beads 8th . 8th' it is also possible to provide only one bead or a plurality of beads which are arranged coaxially to one another and which either face the crankcase 2 and / or towards the cylinder head 7 are aligned.

Vor Verbauung der Zylinderkopfdichtung 1 zwischen dem Kurbelgehäuse 2 und dem Zylinderkopf 7 ist die Höhe der Zylinderkopfdichtung 1 größer als die Tiefe der Ringnut 9. Erst bei der Verschraubung von dem Zylinderkopf 7 und dem Kurbelgehäuse 2 wird die Zylinderkopfdichtung 1 zusammengepresst und somit die gewünschte Dichtwirkung erzielt, wobei in der Endstellung der Zylinderkopf 7 mit dem Kurbelgehäuse 2 auf Block steht. Das bedeutet, der Krafthauptschluss wird von dem Zylinderkopf 7 und dem Kurbelgehäuse 2 gebildet, während die Zylinderkopfdichtung 1 im Kraftnebenschluss eingebaut ist.Before installing the cylinder head gasket 1 between the crankcase 2 and the cylinder head 7 is the height of the cylinder head gasket 1 greater than the depth of the ring groove 9 , Only when screwing the cylinder head 7 and the crankcase 2 becomes the cylinder head gasket 1 pressed together and thus achieved the desired sealing effect, with the cylinder head in the end position 7 with the crankcase 2 stands on block. This means that the main power connection is from the cylinder head 7 and the crankcase 2 formed while the cylinder head gasket 1 is installed in the force shunt.

Durch diese Art der Verbauung der Zylinderkopfdichtung 1 sind der Zylinderkopf 7 und das Kurbelgehäuse 2 bei deren Montage wesentlich genauer zueinander positionierbar, als es mit einer großflächigen Zylinderkopfdichtung, die das Kurbelgehäuse 2 komplett vom Zylinderkopf 7 trennt, möglich wäre. Da es bei der vorliegenden Ausgestaltung, Zylinderkopf 7 und Kurbelgehäuse 2 auf Block, keine Setzmaße gibt, ist der Antrieb eines nicht dargestellten Ventiltriebes im Zylinderkopf 7 wesentlich genauer auszulegen. Die vorhandenen Schmiermittel- bzw. Kühlmittelkanäle 10, 10' können in einfacher Weise durch O-Ringe abgedichtet werden. Dies können elastische Dichtungen sein, beispielsweise aus einem Polymer, bzw. Silikon oder aus einem weichen metallischen Dichtungsmaterial, wie Kupfer.Through this type of installation of the cylinder head gasket 1 are the cylinder head 7 and the crankcase 2 when assembled, they can be positioned much more precisely than one another with a large-area cylinder head gasket that seals the crankcase 2 completely from the cylinder head 7 separates, would be possible. Since it is in the present embodiment, cylinder head 7 and crankcase 2 on block, there are no slumps, is the drive of a valve train, not shown, in the cylinder head 7 to interpret much more precisely. The existing lubricant or coolant channels 10 . 10 ' can be easily sealed with O-rings. These can be elastic seals, for example made of a polymer or silicone or a soft metallic sealing material such as copper.

Die Ringnuten 9, 9' können in weiteren Ausführungsbeispielen auch ganz oder anteilig in den Zylinderkopf 7 und das Kurbelgehäuse 2 eingearbeitet werden.The ring grooves 9 . 9 ' can also in whole or in part in the cylinder head in further embodiments 7 and the crankcase 2 be incorporated.

11
ZylinderkopfdichtungCylinder head gasket
22
Kurbelgehäusecrankcase
2'2 '
Montageflächemounting surface
3, 3'3, 3 '
KühlmitteldichtungCoolant seal
44
SteuerradSteering wheel
55
Schachtshaft
6, 6'6 6 '
Zylindercylinder
77
Zylinderkopfcylinder head
8, 8'8th, 8th'
SickeBeading
9, 9'9 9 '
Ringnutring groove
10, 10'10 10 '
KühlmittelbohrungCoolant bore

Claims (5)

Zylinderkopfdichtung (1) für eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf (7) und einem Kurbelgehäuse (2), die zwischen dem Zylinderkopf (7) und dem Kurbelgehäuse (2) im Kraftnebenschluss angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfdichtung (1) eine Mehrlagendichtung ist.Cylinder head gasket (1) for an internal combustion engine with a cylinder head (7) and a crankcase ( 2 ) between the cylinder head ( 7 ) and the crankcase ( 2 ) is arranged in the force shunt, characterized in that the cylinder head gasket ( 1 ) is a multi-layer seal. Zylinderkopfdichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfdichtung (1) aus einem Metall ist.Cylinder head gasket according to claim 1, characterized in that the cylinder head gasket ( 1 ) is made of a metal. Zylinderkopfdichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfdichtung (1) zumindest zwei Metalllagen aufweist.Cylinder head gasket according to claim 1 or 2, characterized in that the cylinder head gasket ( 1 ) has at least two metal layers. Zylinderkopfdichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfdichtung (1) zumindest eine Sicke (8) in Richtung Zylinderkopf (7) und/oder Kurbelgehäuse (2) aufweist.Cylinder head gasket according to one of the claims 1 to 3 , characterized in that the cylinder head gasket ( 1 ) at least one bead ( 8th ) towards the cylinder head ( 7 ) and / or crankcase ( 2 ) having. Zylinderkopfdichtung nach einem der zuvor genannten Patentansprüche, wobei die Brennkraftmaschine mehr als einen Zylinder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfdichtung (1) für zumindest einen Zylinder (6, 6') vorgesehen ist.Cylinder head gasket according to one of the aforementioned claims, wherein the internal combustion engine has more than one cylinder, characterized in that the cylinder head gasket ( 1 ) for at least one cylinder ( 6 . 6 ' ) is provided.
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