DE3105526A1 - "zylinderkopfdichtung" - Google Patents
"zylinderkopfdichtung"Info
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- F16J15/00—Sealings
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- F16J15/12—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
D.pU.ig.W.Dahlke
Uoi.-ing. H.-J. Lippert
Palenicnwölte
frafiker.forsLGr Straße 137 5060 ßsrgisch Gfcdfaadi 3
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
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.
Teil einen Zirkularen Umfang 42 haben.
Die Metalleinlagen 36 umfassen mindestens eine Wulst 44, die
; sich vollständig um jede der Zylinderöffnungen herumerstreckt. ;
; 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
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 (7)
12. Februar 1981 L-Hg./kr
i> V2S 3O
Sx-CeIl-O Corporation
Troy, Michigan, USA
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.
130052/0577
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Legal Events
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8131 | Rejection |