DE10256896B4 - Zylinderkopfdichtung - Google Patents
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Abstract
Zylinderkopfdichtung
für einen
Zylinder eines Motors, wobei der Zylinder mit einer einen Überstand
aufweisenden Zylinderlaufbuchse versehen ist, mit einem Trägerblech,
dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Trägerblech (1) eine Federlage
(5) angeordnet ist, die eine Dichtsicke (10) aufweist, dass das
Trägerblech
mit einer Kröpfung
versehen ist, die im Bereich des Überstandes (6) der Zylinderlaufbuchse
ausgebildet ist und dass Kröpfung
und Überstand
einen Stopper für
die Dichtsicke (10) im eingebauten Zustand der Dichtung bilden,
dessen Höhe sich
aus der Höhe
der Kröpfung
und der Höhe
des Überstandes
(6) ergibt, wobei die Kröpfung
im Trägerblech
(1) Bestandteil einer Doppelsicke (13) ist, die sich vom Bereich des Überstandes
(6) in Richtung des Zylinders erstreckt, wobei die Kröpfung sich
außerhalb
des Überstandes
der Zylinderlaufbuchse befindet und in Richtung des Motorblocks
weist, und dass an der Außenkontur
und/oder den Lochkonturen (8) des Trägerblechs (1) Elastomerdichtungen
(14), (15) angespritzt sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung für einen mit einer Zylinderlaufbuchse versehenen Zylinder eines Motors nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
- Ein Großteil der heutigen Lastwagenmotoren wird mit einem metallischen Trägerblech abgedichtet, das angespritzte Gummilippen aufweist. Solche Motoren weisen Zylinderlaufbuchsen auf, die in den Zylinderblock eingelassen werden und die üblicherweise gegenüber dem Zylinderblock einen Überstand aufweisen. Die Dichtung aus dem genannten Trägerblech weist im Bereich des Verbrennungsraums auf der Zylinderlaufbuchse eine eingeprägte Vollsicke auf. Diese Sicke dient zur Feinanpassung und verbessert die Mikroabdichtung der Zylinderkopfdichtung. Die anvulkanisierten Gummilippen bilden eine Abdichtung von Öl und Wasser.
- Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese einlagige Dichtung bei Hochleistungs-Dieselmotoren mit hohen Verbrennungsdrücken nicht mehr ausreicht. Insbesondere bei Zylinderkopfkonstruktionen mit nur vier Schrauben ist die Durchbiegung des Zylinderkopfes und somit der Dichtspalt während des Verbrennungstaktes so groß, dass die Vollsicke im Trägerblech den Spalt nicht mehr ausgleichen kann. Daher besteht das Problem, dass bei der bekannten einlagigen Dichtung die Brenngase nicht mehr zufriedenstellend abgedichtet werden können. Dies führt zur Ausfällen des Motors. Ein weiterer Nachteil der bekannten Zylinderkopfdichtung besteht in Eingrabungen (Brinelling) im Zylinderkopf, die durch die anstehende Dynamik, den hohen Dichtspalt und die ungünstige Kraftverteilung der Trägerblechsicke hervorgerufen werden. Die Abdichtkraft wird über die Trägerblechsicke nur auf einem schmalen Bereich auf den Zylinderkopf eingeleitet, wodurch die Flächenpressung zu hoch ist und die Eingrabungen entstehen.
- Aus der
DE 195 39 245 C2 ist ein Dichtungssystem für einen Buchsenmotor bekannt, bei dem eine mehrlagige Stahldichtung verwendet wird, wobei eine gekröpfte Distanzlage vorgeschlagen wird. Ein weiters Dichtungssystem für einen Buchsenmotor ist in derEP 0 939 256 A1 beschrieben. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderkopfdichtung für einen sogenannten Buchsenmotor zu schaffen, die eine sichere Abdichtung gegen den Ausfall von Brenngasen gewährleistet, wobei zusätzlich Eingrabungen vermieden bzw. verringert werden sollen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.
- Dadurch, dass auf dem Trägerblech eine Federlage angeordnet ist, die eine Dichtsicke aufweist und dass das Trägerblech mit einer Kröpfung versehen ist, die im Bereich des Überstandes der Zylinderlaufbuchse ausgebildet ist, bilden Kröpfung und Überstand einen Stopper für die Dichtsicke, dessen Höhe sich aus der Höhe der Kröpfung und der Höhe des Überstandes ergibt, wodurch sich eine ausgezeichnete Abdichtfunkti- on gegen Brenngase ergibt. Die Dichtsicke wird durch den gebildeten Stopper hinter Buchse vor zu starker Verformung und Flachpressen geschützt. Die Kröpfung verringert die Kopfbiegung und stabilisiert den Dichtverbund. Durch das zusätzliche Deckblech (Federlage) in Form gefederten Sickenlage wird die eingeleitete Kraft auf den Zylinderkopf so verteilt, dass die Eingrabungen sehr stark reduziert werden.
- Diese Anordnung vermeidet weiterhin folgende Probleme: Die Anwendung einer zu dem Stand der Technik zusätzlichen Federlage, welche eine erweiterte Abdichtfunktion übernehmen würde, funktioniert nur in Verbindung mit einem Stopper. Dieser Stopper kann aber bei sogenannten Buchenskonstruktionen nicht angewandt werden, da die Buchse schon über einen Buchsenüberstand verfügt und somit der gesamte Stopper zu hoch wäre. Ein weiterer Nachteil dieser Konstruktion ist der Verzug der Zylinderlaufbuchse bei Krafteinleitung des Stoppers auf der Buchse.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiter vorgeschlagen, dass die Kröpfung im Trägerblech Bestandteil einer Doppelsicke ist, die sich vom Bereich des Überstandes in Richtung des Zylinders erstreckt, wobei die Kröpfung sich außerhalb des Überstandes der Zylinderlaufbuchse befindet und in Richtung des Motorblocks weist. Diese Doppelsicke übernimmt einen Teil der Anpassung an die Bauteile, sowie eine gewissen Vorabdichtung der Brenngase. Die Feinabdichtung wird durch die aktive Dichtungslage aus Federstahl (Federlage) vorgenommen.
- Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.
- Durch eine weitere Sicke an der Außenkontur der Federlage wird eine zusätzliche Abdichtung gegen Eindringen von Medien von außen gewährleistet.
- Besonders vorteilhaft ist, dass das Trägerblech und/oder die Federlage zumindest in Teilbereichen mit einer Mikrobeschichtung aus einem Elastomer versehen sind, da sich eine weitere Abdichtung ergibt und eine Überbrückung schadhafter Stellen am Zylinderkopf ermöglicht wird. Weiterhin dient die Beschichtung z.B. FPM auch zur Optimierung von Beschriftungen, z.B. mit Laser.
- Dadurch, dass im Schraubenbereich das Trägerblech im Bereich der Laufbuchse um 10–50μm verjüngt wird, kann die Pressung zwischen den Schrauben erhöht werden.
- Durch die am Trägerblech an der Außenkontur und/oder an den Schraubenlochkonturen angespritzte Elastomerdichtungen wird eine zusätzliche Nebenabdichtung gegen Öl, Wasser und dergleichen ermöglicht.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
-
1a ,1b eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Dichtung von oben und von unten; -
2 eine perspektivische schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Dichtung; -
3 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Dichtung im Zusammenhang mit einer Zylinderlaufbuchse; -
4 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Dichtung mit Motorblock, Zylinderlaufbuchse und Zylinderkopf im Einbauzustand; und -
5 die Darstellung entsprechend4 im verbauten Zustand. - Wie in den Figuren dargestellt ist, weist die Zylinderkopfdichtung nach der Erfindung ein Trägerblech
1 aus Metall auf, dessen Unterseite auf dem Motorblock und einer Zylinderlaufbuchse3 , die Rillierungen4 aufweist, auf. Auf dem Trägerblech1 ist ein Deckblech aus Federstahl, das als Federlage5 bezeichnet wird und als aktive Dichtungslage dient, angeordnet. - Die Zylinderlaufbuchse
3 wird in den Motorblock2 eingesetzt und bildet die Begrenzungswand des Zylinders. Dabei verbleibt zwischen Oberfläche des Motorblocks2 und Oberfläche der Zylinderlaufbuchse3 immer ein Überstand6 , das heißt zwischen Oberfläche des Motorblocks2 und Oberfläche der Zylinderlaufbuchse3 mit den Rillierungen4 verbleibt eine kleine Höhendifferenz. Bei einem solchen sogenannten Buchsenmotor, der üblicherweise als Hochleistungsdiesel motor ausgebildet, ist, ist für jeden Zylinder eine Zylinderkopfdichtung entsprechend1a ,1b vorgesehen. Dabei weist die Zylinderkopfdichtung eine Mehrzahl von Lochkonturen bzw. Durchbrüchen auf, mit7 ist der Durchbruch für den Verbrennungsraum bezeichnet, weiterhin sind lochkontzren8 für Kühlmittel-Wasser-Öl-Leitungen oder dergleichen vorgesehen. Außerdem sind Lochkonturen9 für Schraubbolzen eingearbeitet. - Die Federlage
5 ist mit dem Trägerblech punktweise verschweißt, wodurch eine exakte Fixierung der Federlage5 und des Trägerblechs1 zueinander sichergestellt ist und eine Montageverbindung gegeben ist. - Wie aus den
2 –4 zu erkennen ist, ist die Federlage5 mit einer Dichtsicke10 versehen, die als Vollsicke ausgebildet ist, und die in die Federlage in Richtung zum Verbrennungsraum11 gesehen, vor der Grenzfläche12 zwischen Zylinderlaufbuchse3 und Motorblock2 liegt. In dem Trägerblech1 ist benachbart zur Dichtsicke10 eine Doppelsicke13 eingeprägt, die sich in etwa anschließend an die Dichtsicke10 in Richtung zum Verbrennungsraum erstreckt. Dabei liegt diese Doppelsicke13 derart, dass ihre Kröpfung im Bereich des Überstandes6 bzw. der Grenzfläche12 zwischen Motorblock2 und Zylinderlaufbuchse3 liegt. - Wie aus
2 zu erkennen ist, ist in einem Ausführungsbeispiel an der Außenkontur des Trägerblechs zumindest bereichsweise eine Elastomerdichtung14 angeformt. Derartige Nebendichtungen15 sind am Träger- blech gleichfalls an den Umfängen der Lochkontzren8 für die Kühlmittel-, Ölleitungen und dergleichen angespritzt. - Gegen das Eindringen von Medien von außen ist in der Federlage eine weitere Sicke
16 eingeprägt. - In
1a ,1b ist mit der grauen Schattierung an der Außenkontur, an dem Innenumfang zum Verbrennungsraum7 hin und um die Schraublöcher9 herum an der Oberfläche der Federlage5 sowie an der Unterseite des Trägerblechs an der Außenkontur und an den Schraublöchern eine Mikrobeschichtung angedeutet, die die Abdichtung unterstützt und die gegebenenfalls Schäden an der Unterseite des Zylinderkopfes ausgleichen kann. Weiterhin ist die Beschichtung beispielsweise an einer wie durch das Bezugszeichen17 angedeuteten Stelle sinnvoll, da hier eine Typenbezeichnung z.B. durch Laser aufgedruckt werden kann. - In
4 ist schematisch der Zylinderkopf mit Dichtung, bestehend aus Trägerblech1 und Federlage5 im Einbauzustand dargestellt, wobei der Zylinderkopf18 noch nicht mit dem Motorblock verschraubt ist. In5 ist der Zylinderkopf18 im verbauten Zustand dargestellt, wobei zu erkennen ist, dass die Doppelsicke13 des Trägerbleches bzw. die Kröpfung der Doppeldicke13 im Bereich des Überstandes6 als Stopper für die Dichtsicke10 dient. Das heißt, beim Einbau der Dichtung wird die Zylinderlaufbuchse mit ihrem Buchsenvorstand zusammen mit der Kröpfung des Trägerblechs1 als Stopper für die Dichtsicke10 der Federlage verwendet. Die Höhe der Kröpfung in Kombination mit dem Buchsenüberstand6 ergibt somit die Stopperhöhe. Die Sicke16 an der Außenkontur wird durch den Pressdruck etwas zusammengedrückt und liefert somit eine gute Abdichtung.
Claims (8)
- Zylinderkopfdichtung für einen Zylinder eines Motors, wobei der Zylinder mit einer einen Überstand aufweisenden Zylinderlaufbuchse versehen ist, mit einem Trägerblech, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Trägerblech (
1 ) eine Federlage (5 ) angeordnet ist, die eine Dichtsicke (10 ) aufweist, dass das Trägerblech mit einer Kröpfung versehen ist, die im Bereich des Überstandes (6 ) der Zylinderlaufbuchse ausgebildet ist und dass Kröpfung und Überstand einen Stopper für die Dichtsicke (10 ) im eingebauten Zustand der Dichtung bilden, dessen Höhe sich aus der Höhe der Kröpfung und der Höhe des Überstandes (6 ) ergibt, wobei die Kröpfung im Trägerblech (1 ) Bestandteil einer Doppelsicke (13 ) ist, die sich vom Bereich des Überstandes (6 ) in Richtung des Zylinders erstreckt, wobei die Kröpfung sich außerhalb des Überstandes der Zylinderlaufbuchse befindet und in Richtung des Motorblocks weist, und dass an der Außenkontur und/oder den Lochkonturen (8 ) des Trägerblechs (1 ) Elastomerdichtungen (14 ), (15 ) angespritzt sind. - Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenkontur der Federlage (
5 ) eine weitere Sicke (16 ) eingeprägt ist. - Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Unterseite des Trägerblechs
1 und/oder auf der Oberseite der Federla ge (5 ) zumindest in Teilbereichen eine Mikrobeschichtung aufgebracht ist. - Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrobeschichtung im Bereich der weiteren Sicke (
16 ) und/oder am den Zylinder umgebenden Bereich und/oder im Schraubenlochbereich der Federlage (10 ) vorgesehen ist. - Dichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrobeschichtung im Bereich der Außenkontur des Trägerblechs (
1 ) vorgesehen ist. - Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federlage (
5 ) punktweise mit dem Trägerblech (1 ) verbunden ist. - Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Schraubenbereich das Trägerblech (
1 ) im Bereich der Zylinderlaufbuchse verjüngt ist. - Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federlage (
5 ) aus Federstahl besteht.
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