DE3105526A1

DE3105526A1 - "zylinderkopfdichtung"

Info

Publication number: DE3105526A1
Application number: DE19813105526
Authority: DE
Inventors: Terrence T. 48195 Southgate Mich. Connelly
Original assignee: Ex-Cell-O Corp
Current assignee: Ex-Cell-O Corp
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1981-02-16
Publication date: 1981-12-24
Also published as: GB2074667B; US4285527A; JPS6123383B2; FR2481400B1; GB2074667A; FR2481400A1; JPS56151239A

Description

D.pU.ig.W.Dahlke Uoi.-ing. H.-J. Lippert

Palenicnwölte
frafiker.forsLGr Straße 137 5060 ßsrgisch Gfcdfaadi 3

Ί.

12. Februar 1981 L-Hg./kr

31Q5526

Ex-Cell-O Corporation Troy, Michigan, USA

"Zylinderkopfdichtung"

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung für eine Brennkraftmaschine, die einen Zylinderkopf hat, der eine Vorkammer des Verbrennungsrauiaes umfaßt, die zumindest teilweise außerhalb des Durchmessers der Zylinderbohrung liegt.

Bei Diesel-Brennkraftmaschinen ist es extrem schwierig, eine effektive Dichtung zwischen einem Zylinderkopf und einem Zy-

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linderblock aufrechtzuerhalten, wenn eine Vorkammer im Zylinderkopf außerhalb des Durchmessers der Zylinderbohrung vorgesehen ist. Im allgemeinen bildet ein Einsatz im Zylinderkopf einen Durchgang oder einen Kanal zwischen der Vorkammer und der Zylinderbohrung. Der Einsatz liegt selten mit dem Boden des Zylinderkopfes in der gleichen Ebene, wenn beide Teile zusammengefügt sind oder wenn die Arbeitstemperatur erreicht ist.

Wegen der Toleranzen oder der thermischen Ausdehnung war es sehr schwierig, die Dichtung in der Nähe des Einsatzes zu vervollkommnen. In den meisten Fällen umfassen bekannte Zylinderkopfdichtungen die Zylinderbohrungen umgebende Plansche, die nicht weit genug über die Zylinderbohrung vorspringen, um den Bereich unterhalb des Einsatzes abzudichten. Beim Herstellen der Flansche auftretende Formungsbegrenzungen verhindern auch das Vorspringen des Flansches unterhalb des Einsatzes an beiden Oberflächen der Zylinderkopfdichtung. Ein weiteres Problem der bekannten Zylinderkopfdichtungen ist das Auflösen des elastischen Dichtungsmaterials, das unter dem Vorkammereinsatz liegt, durch die extreme Hitze, die in der Vorkammer herrscht.

Die Erfindung bezweckt, eine Zylinderkopfdichtung zu schaffen, die üwißahen einen Zylinderkopf mit einer Vorkammer und einen Zylinderblock mit einem Zylinder angeordnet wird, wobei die

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Vorkammer zumindest teilweise außerhalb des Durchmessers des Zylinders liegt. Ein solcher Vorkammereinsatz ist in den Zylinderkopf eingesetzt, um einen Kanal zwischen der Vorkammer und dem Verbrennungsraum im Zylinder zu schaffen. Die Zylinderkopfdichtung umfaßt einen Hauptteil, der zwei parallel zueinander liegende Oberflächen hat, die am Zylinderkopf und an dem Zylinderblock dichtend anliegen. Der Hauptteil umfaßt einen Metallkern, auf dessen Oberflächen nachgiebiger Werkstoff aufgebracht istj und mindestens eine Zylinderöffnung, die den Zylinder umgeben soll. Der Hauptkörper umfaßt ferner metallische Einlagen, die auf beidenOberflächen des Metallkernes befestigt sind. Die Einlagen erstrecken sich vollständig um die Zylinderöffnungen herum und umfassen einstückige Vorsprünge, die sich von der Zylinderöffnung aus erstrecken und an dem Metallkern anliegen, um am Vorkammereinsatz und am Zylinderblock anzuliegen und um die Abdichtung zwischen diesen zu verbessern.

Bei einer bekannten Zylinderkopfdichtung (US-PS 3 606 361) ist eine U-förmig gebogene Metallblende um die Zylinderöffnung der Zylinderkopfdichtung herumgeflanscht. Der jplanschbereich umfaßt sich in die gleiche Richtung erstreckende Schenkel, die von der Zylinderöffnung vorspringen. Bei dieser bekannten Zylinderkopfdichtung liegen diese Vorsprünge des Flansches nicht unter einem Vorkammereinsatz. Pormungsbeschränkungen wurden

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darüber hinaus die Bildung von VorSprüngen des Flansches, die unter einem Einsatz liegen, auf beiden Seiten der Dichtung verhindern. Schließlich ist bei dieser bekannten Dichtung nicht das nachgiebige Material aus dem unter der Vorkammer liegenden Bereich der Dichtung entfernt. Diese bekannte Dichtung weist somit die vorerwähnten und durch die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung beseitigten Nachteile auf.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch eine Dieselbrennkraftmaschine, aus dem der Zylinderkopf und der Zylinderblock sowie die zwischen diesen liegende Zylinderkopfdichtung ersichtlich sind;

Fig. 2 einen auseinandergezogenen Teilschnitt der zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock angeordneten Zylinderkopfdichtung in einem größeren Maßstab;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der Zylinderkopfdichtung in

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Richtung der Pfeile 3-3 in Pig. 2 und

Pig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Pig. 3.

Ein Zylinderkopf und ein Zylinderblock einer Dieselbrennkraftmaschine ist in Pig. 1 als Ganzes mit 10 bezeichnet. Die Zylinderkopfdichtung 12 ist zwischen dem Zylinderkopf 14, der eine Vorkammer 16 umfaßt, und dem Zylinderblock 18 angeordnet, der einen Zylinder 20 umgibt, welcher die Hauptbrennkammer darstellt. Die Vorkammer 16 liegt teilweise außerhalb des Durchmessers des Zylinders 20.

Im Zylinderkopf ist ein Vorkammereinsatz 22 angeordnet, der

einen Kanal 24 zwischen der Vorkammer 16 und dem Zylinder 20

bildet. Im Zylinder 20 ist ein Kolben 21 verschiebbar angeordnet.

Pig. 2 zeigt die als Ganzes mit 12 bezeichnete erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung. Die Zylinderkopfdichtung 12 umfaßt einen Hauptteil, der zwei parallele Oberflächen 26 und 28 aufweist, die sich gegen den Zylinderkopf 14 und den Zylinderblock 18 dichtend legen sollen. Der Hauptteil umfaßt einen Metallkern 30, der auf seinen Oberflächen nachgiebiges Material 32 trägt und der mindestens eine Zylinderöffnung 34 aufweist, die

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den Zylinder 20 umgibt. Das nachgiebige Material kann ein Faserstoff, ein Elastomer oder eine Mischung von beiden sein.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht der bevorzugten Ausführungsform der ©rfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung. Diese bevorzugte Ausführungsform umfaßt eine Vielzahl von Zylinderöffnungen 34. Metalleinlagen, die als Ganzes mit 36 bezeichnet sind, sind auf beiden Oberflächen des Kerns 30, wie Fig. 4 zeigt, befestigt. Die Metalleinlagen 36 erstrecken sich vollständig um die Zylinderöffnungen 34 herum. Einstückige Vorsprünge 38 erstrecken sich von den Einlagen 36 über die Zylinderöffnungen 34 und liegen am Metalllcern 30 an. Wie Fig. zeigt, liegen die einstückigen Vorsprünge 38 sowohl am Vorkammereinsatz 22 als auch am Zylinderblock 18 an, um die Abdichtung zwischen diesen zu verbessern. Mit anderen Worten, das nachgiebige Material 32, das auf dem Kern 30 angeordnet ist, erstreckt sich bis an die Metalleinlagen 36 heran, jedoch nicht unter diese. Die Vorsprünge 38, die einstückig mit den Metalleinlagen 36 ausgebildet sind, erstrecken sich von den Durchmessern der Zylinderöffnungen 34 aus, um unterhalb der Vorkammereinsätze 22 zu liegen. Das Aufdrücken des Zylinderkopfes 14 auf den Zylinderblock 18 der Brennkraftmaschine resultiert in einer Anlage der einstückigen Vorsprünge 38 sowohl am Zylinderblock 18 als auch am Vorkammereinsatz

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Aus diesem Grunde dichtet die Zylinderkopfdichtung die Be-

f -

reiche zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock und

! den Bereich unterhalb des Vorkammer einsatz es 22 ab.

Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, bilden die Metalleinlagen 36 j sich in die gleiche Sichtung erstreckende zirkuläre Bereiche 40 direkt neben den Zylinderöffnungen 34, wodurch um diese herum
auf beiden Oberflächen des Metallkerns 30 ein Kreis gebildet
wird. Die einstückigen Torsprünge 38 erstrecken sich über die- ^; sen Kreis hinaus, um den Vorkammereinsatz 22 zu untergreifen , und unter diesem am Zylinderblock 18 anzuliegen, wie dies aus

i Pig. 2 ersichtlich ist. |

Pig. 3 zeigt, daß die einstückigen Vorsprünge 38 zumindest zum
Teil einen Zirkularen Umfang 42 haben.

Die Metalleinlagen 36 umfassen mindestens eine Wulst 44, die
; sich vollständig um jede der Zylinderöffnungen herumerstreckt. ;

Die einstückigen Vorsprünge 38 umfassen Wülste 46, die sich um
den Umfang 42 herumerstrecken. Die Wülste 44 um den Umfang der _: Zylinderöffnungen 34 herum sind ununterbrochen mit den Wülsten· 46 verbunden, die den Umfang 42 der einstückigen Vorsprünge 38 I umgeben. Wie 3?ig. 2 zeigt, umgeben die Wülste 44 und 46 den
Vorkammereinsatz und stützen diesen, so daß sich dort eine

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völlig aus Metall bestehende Dichtung "befindet, die einen Träger unter dem Einsatz 22 darstellt. Mit anderen Worten, es "befinden sich dort zwei Dichtungen, nämlich die Wülste 44 und 46 unter dem Vorkammereinsatz 22. Ferner befindet sich unterhalb des Yorkammereinsatzes 22 kein nachgiebiges Dichtungsmaterial 32.

Die Metalleinlagen 36 umfassen, wie Fig. 3 zeigt, Brückenteile 48 und 50, umfeumindest zwei der zirkulären Bereiche 40 einstückig zu verbinden. Fig. 4 zeigt, daß die Brückenteile 48 und 50 Schweißstellen 52 und 54 aufweisen, durch die jeder der Brückenteile und damit die Metalleinlagen 36 an den benachbarten Oberflächen des Metallkernes 30 festgelegt wird. Mit anderen Worten, das nachgiebige Material 32 erstreckt sich bis zu den Brückenteilen 48 und 50. Der Brückenteil 48 ist mit dem Metallkern 30 bei.52 verschweißt, während der Brückenteil 50 bei 54 mit dem Metallkern verschweißt ist. Der Brückenteil 48 berührt die Schweißstelle 54 nicht. Andere Ausführungen der Brückenteile 48 und 50 können derart ausgebildet sein, daß sich die Brückenteile über die Schweißstellen 52 und 54 hinauserstrecken. Bei einer solchen Konstruktion würde der Brückenteil 50 eine Bohrung bei 52 aufweisen, um ein Punktachweißen des Brückenteiles 48 mit dein Kern 30 bei 52 zu ermöglichen. Auch können anstelle der Punktschweißungen andere Befestigungen ver-

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wendet werden, beispielsweise können Nieten anstelle der Schweißungen benutzt werden, um die Teile miteinander zu verbinden.

Die Zylinderkopfdichtung 12, wie sie in Pig. 3 dargestellt ist, umfaßt Durchtrittsöffnungen für die Zylinderkopfbolzen, Löcher für die Kühlflüssigkeit und Öffnungen für den Durchtritt der Ventilstößel, die bei speziellen Dieselbrennkraftmaschinen üblich sind.

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Leerseitö

Claims

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i> V2^S 3O

Sx-CeIl-O Corporation
Troy, Michigan, USA

Patentansprüche

M .\ Zylinderkopfdichtung für eine Brennkraftmaschine, deren Zylinderkopf eine Verbrennungsraumvorkammei' hat, die zumindest teilweise außerhalb des Durchmessers des Zylinders im Motorblock liegt, wobei der Zylinderkopf einen Vorkammereinsatz aufweist, der einen Kanal zwischen der Vorkammer und dem Verbrennungsraum bildet, mit einem Hauptteil, der parallel zueinander liegende Oberflächen zur Anlage am Zylinderkopf und am Motorblock zu deren Abdichtung hat, wobei der Hauptteil aus einem Metallkern mit nachgiebigem Material auf dessen Oberflächen besteht und mindestens eine den Zylinder umgebende Zylinderöffnung umfaßt, gekennzeichnet durch Metalleinlagen (36), die auf beiden Oberflächen des Metallkerns (30) befestigt sind und sich vollständig um die Zylinderöffnungen (34) herumerstreeken und einstückige Vorsprünge (38) umfassen, die sich von den besagten Zylinderöffnungen aus am Metallkern anliegend zwischen dem Vorkammereinsatz (22)

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und dem Zylinderblock 18 zu deren Abdichtung erstrecken.

2. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch

ge kennzeichnet, daß die Metalleinlagen (36)

_: sich in die gleiche Sichtung erstreckende zirkuläre Be-, umfassen

j reiche (40) direkt neben den Zylinderöffnungen (34)Vund

auf beiden Oberflächen des Metallkerns (30) um diese herum ^; einen Kreis bilden, daß die einstückigen Vorsprünge (33) sich über diesen Kreis hinauserstrecken, um unter dem Yorkammereinsatz (22) am Zylinderblock anzuliegen.

3. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennz eichnet , daß die einstückigen Torsprünge (38) zumindest teilweise einen zirkulären Umfang (42) haben.

4. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenns eichnet , daß die besagten Einlagen (36) mindestens eine sich vollständig um jede der Zylinderöffnungen (34) herumerstreckende Wulst (44) umfassen.

5. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 4, dadurch

; gekennzeichnet, daß die einstückigen Vorsprünge (38) Wülste (46) um den Umfang der Vorsprünge herum

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umfassen, wobei die Wülste (44) um die Zylinderöffnung (34) herum ununterbrochen .mit den Wülsten (46) um den Umfang der Vorsprünge (38) herum ausgebildet sind.

6. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Metalleinlagen Brückenteile (48, 50) zur einstückigen Verbindung von mindestens zwei der besagten zirkulären Bereiche (40) umfassen.

7. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenteile (48; 50) jeder der Metalleinlagen Befestigungsmittel zum Festlegen der Metalleinlagen an der benachbarten Oberfläche des Metallkerns (30) aufweisen, wobei die Brückenteile an der gegenüberliegenden Oberfläche des Metallkerns (30) um die Befestigungsmittel herum ausgespart sind.

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