DE3142344A1

DE3142344A1 - Zylinderkopfdichtung

Info

Publication number: DE3142344A1
Application number: DE19813142344
Authority: DE
Inventors: Daniel E. 60521 Hinsdale Ill. Czernik; John C. 60090 Buffalo Grove Ill. Moerk jun.
Original assignee: Felt Products Mfg Co LLC
Current assignee: Felt Products Mfg Co LLC
Priority date: 1980-12-01
Filing date: 1981-10-26
Publication date: 1982-08-19
Also published as: MX154347A; GB2088492B; FR2495260A1; JPS57119146A; GB2088492A; JPS6346263B2; FR2495260B1; US4311318A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung, insbesondere für Dieselmotoren, und ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Es ist eine große Zahl von Zylinderkopfdichtungen bekannt, die im allgemeinen aus dünnen, flachen Körpern bestehen, welche mehrere Durchbrechungen,

einschließlich öl- und Wasseröffnungen und ' |

Zylinderöffnungen, aufweisen. Diese Durchbrechungen j

sind in dein Dichtungskörper so angeordnet, daß sie mit don Zylinderbohrungen ijowio mit den Wasser- und ;

ölöffnungen in einem Motorblock und Zylinderkopf I

ausgerichtet werden können. Der Dichtungskörper selbst dient zur Abdichtung der in ihm enthaltenen Durchbrechungen, um dadurch eine gegenseitige Ver-· bindung der Zylinderbohrungen und der Wasser- und Ölöffnungen zu verhindern und Undichtigkeiten an den Zylinderbohrungen zu vermeiden.

Bei hochkomprimierten Dieselmotoren, die bei hohen Temperaturen und hohen Drücken arbeiten, ist es jetzt seit einer Anzahl von Jahren üblich, Zylinderkopfdichtungen mit einer Armierung an den Zylinderoder Verbrennungsöffnungen zu verwenden, um die ZylinderÖffnungen abzudichten und den übrigen Teil der Zylinderkopfdichtung gegenüber der Einwirkung durch die hohe Temperatur und den hohen Druck zu

^O schützen. Vielfach besteht der Dichtungskörper selbst aus Asbest oder verstärktem Asbest odor imprägniertem Asbestpackungsmaterial,.wobei dieser Körper dann mit der Armierung versehen wird. Eine Konstruktion mit diesem allgemoinen Merkmal ist

aus der US-PS' 1 819 6 94 bekannt. Bei dieser

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Konstruktion sind sowohl die gesamte Dichtungsfläche als auch die Zylinderöffnungen in der Zylinderkopfdichtung armiert.

Es wurde später festgestellt, daß die den Rand des Dichtungskörpers an der Zylinderöffnung umschließende Armierung ausreicht, um die Dichtung zu schützen und den Zylinderkopf sowie den Motorblock an der Zylinderbohrung abzudichten. Bei einer typischen Bauart, die in der Fachtechnik auch bekannt ist, besteht ein Hauptdichtungskörper aus Schichten imprägnierten Asbestes, die mit gegenüberliegenden Seiten einer Metallschicht fest verbunden sind. Die Verbrennungsöffnungen in dem Dichtungskörper sind von U-förmigen Metallringen umschlossen, welche den Umfang der Verbrennungsöffnungen in den Dichtungen umgeben und die sich nach außen über ^nd unter den Umfang der öffnung erstrecken. Obwohl solche Konstruktionen für viele Anwendungsarten geeignet sind, sind sie es jedoch für andere nicht. Bei gewissen Konstruktionen, für die sie gewöhnlich geeignet sind, vermitteln sie nicht immer eine einwandfreie Abdichtung und führen daher gelegentlich zu Undichtigkeiten.

Es wurden auch bereits Zylinderkopfdichtungen vorgeschlagen, bei denen eine armierte Dichtung in einer Verbrennungsöffnung angeordnet wird und die von Lappen herabhängt, die außerhalb der Verbrennungsöffnung vorragen und an dem Dichtungskörper anliegen. Eine derartige Zylinderkopfdichtung verbessert wesentlich die bekannten Dichtungen und ist in der " US-PS 3 565 44 9 beschrieben.

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In jüngerer Zeit werden Dieselmotoren zunehmend in Automobilen eingebaut. In den Vereinigten Staaten von Amerika werden hierfür vielfach Dieselmotoren verwendet, die eine Vorverbrennungskammer für jede Zylinderbohrung aufweisen, die der Zylinderbohrung Brennstoff zuführt, wobei diese Vorverbrennungskammer im Zylinderkopf angeordnet wird und auf der Armierung sitzt. Um die Zylinderkopfdichtung im Sinne einer Abdichtung zu isolieren und eine Abdichtung der Vorverbrennungskammer zu ermöglichen, wird eine übliche Zylinderkopfdichtung für einen Dieselmotor, wie sie in der US-PS 3 565 449 beschrieben ist, mit einem sich ausdehnenden Lappen (einem Vorverbrennungslappen) ■ benutzt, der sich von der Armierung und außen über den Hauptdichtungskörper erstreckt.

Es wurde festgestellt, daß derart modifizierte Dichtungen ein Durchblasen insbesondere dann ermöglichen, wenn der Motor kalt ist, so daß im Ergebnis die Dichtungen zu oft versagen. Noch unangenehmer ist die Tatsache, daß beim Durchblasen vielfach die öl- und Wasseröffnungen miteinander verbunden werden und zu einem Ausblasen von Öl oder Kühlwasser für don MoI:or führL. Wonn dieser Fall auftritt und niorhl ijoliix'll c:nl deck I wird, kann der Motor selbst.ausbrennen. Dieser Fall tritt so oft auf, daß er ein ernstes Problem darstellt.

Es wurde festgestellt, daß einer der möglichen Gründe für das Versagen der Abdichtung des Zylinderkopfes und der Vorverbrennungskammer durch die Armierung, die gewöhnlich durch einen Zylinderkopf ohne VorvorbrcnnurKji'.kainiitc?r qnw."ihr I <■ i:;t.ot. iül _r- clic

Unterbrechung an der Überschneidung zwischen dem Kopf, und der Vorverbrennungskammer ist, wo sie die Armierung in der Zone kreuzt oder überschneidet, in der der Draht der Armierung unter dem Armierungsblech liegt. Wenn beispielsweise die Vorverbrennungskammer über die Ebene des Zylinderkopfes hinaus vorsteht, dann ist der Draht an der Stelle der überschneidung einer größeren Druckbelastung durch die Vorverbrennungskammer als durch den Zylinderkopf unterworfen. An der Überschneidung befindet sich somit eine Zone, welche die umschließende Armierung nicht in eine dichtende Anlage nii-t dem Zylinderkopf, der vorstehenden Seite der Vorverbrennungskammer und sodann mit der Bodenfläche der Vorverbrennungskammer zu bringen vermag. Dasselbe Ergebnis kann eintreten, wenn die Vorverbrennungskammer hinterschnitten ist oder wenn sich an der Oberfläche der die Vorverbrennungskammer aufnehmenden Bohrung eine merkliche Auskehlung befindet. In diesem Fall ist eine Zone vorhanden, in der die Armierung keine angemessene Abdichtung der gegenüberliegenden Zylinderkopf- und Vorverbrennungskammerflachen sicherstellt, so daß deshalb unter hohem Druck stehende Gase aus den Zylindern möglicherweise entweichen . und den damit einhergehenden Schaden verursachen können.

^O Selbstverständlich bestände eine Lösung dieses Problems darin, die sich gegenüberliegenden Flächen der Vorverbrennungskammer und des Zylinderkopfes auf eine gemeinsame Ebene zu schleifen und absolut sicherzustellen, daß sich keine Auskehlung an der Fläche des Zylinderkopfes oder der Vorverbrennungskammer befindet. Dies ist jedoch unpraktisch und

kostspielig und liegt nicht im Einflußbereich des Dichtungsherstellers. Eine andere Lösung bestände darin, die Teile so zusammenzubauen, daß sie vollständig miteinander fluchten. Diese Möglichkeit stellt jedoch keine praktische Lösung dar, denn selbst Toleranzen von einigen Hundertstel Millimetern wären nicht zulässig, und die Einhaltung von Nulltoleranzen für Paare von massenproduzierten zusammengebauten Teilen ist äußerst schwierig und extrem kostspielig.

Außerdem ist es oftmals schlechthin unmöglich, die Kopflast zu erhöhen oder einen dickeren oder weicheren Draht zu verwenden. Die zulässigen Zylinderkopfbelastungen sind begrenzt und werden normalerweise bis zu ihrem Maximum bei Motoren der infrage kommenden Bauart genutzt, · wobei die Lastverteilung in den ArmierungsZonen und dem Hauptdichtungskörper berechnet und bestimmt wurden. Eine wesentliche Erhöhung des im Bereich der Armierung aufgenommenen Teils der Belastung würde die in dem Hauptdichtungskörper erzielbare Belastung vermindem und dort Undichtigkeiten ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderkopfdichtung, insbesondere für Dieselmotoren mit Vorverbrennungskammern, ohne merkliche Änderungen vorhandener und andererseits durchaus erwünschter Dichtungsbauarten, ohne merkliche Änderung der Lastverteilung auf die Armierung und den Hauptkörper der Zylinderkopfdichtung sowie ohne Änderungen in der Herstellung und des Zusammenbaus für den Zylinderkopf und die Vorverbrennungskammer vorzusehen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 enthaltenen Merkmale.

Die Erfindung sieht somit eine Zylinderkopfdichtung zürn Abdichten des Zylinderkopfes und des Motorblocks einer Verbrennungskraftmaschine vor, bei der der Motorblock einen Verbrennungszylinder und der Zylinderkopf eine Bohrung aufweisen, in der eine Vorverbrennungskammer angeordnet ist, die teilweise über dem Verbrennungszylinder liegt und in diesen ausmündet.

Die Zylinderkopfdichtung besteht aus einem mehrschichtigen Hauptdichtungskörper und bildet eine Verbrennungsöffnung, die gegenüber dem Zylinder fluchtend angeordnet werden kann, wobei mehrere andere -Durchbrechungen im Abstand von der Verbrennungsöffnung vorgesehen sind. Ein Feuerring ist an dom Hauptdichtungskörper nähr: dem Umfang der Verbrennungsöffnung befestigt und besteht aus einem Metallring mit Schenkeln, die sich im allgemeinen parallel zu dem Hauptdichtungskörper erstrecken. Ein Drahtring ist zwi.^c;chen den Schenkeln und innerhalb des Umfangs der Verbrennungsöffnung angeordnet. Ein Vorverbrennungslappen erstreckt sich von einem der Schenkel außerhalb der Verbrennungsöffnung. Der Lappen liegt unter der Vorverbrennungs- kammer und stützt diese ab, so daß die Vorverbrennungskammer teilweise über der Verbrennungsöffnung liegt. Die Vorverbrennungskammer liegt über dem Drahtring und schneidet diesen an zwei im Abstand

voneinander liegenden Überschneidungszonen. 35

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Die Zylinderkopfdichtung gemäß der Erfindung sieht |

ein Spannmittel vor, das unter einem der Schenkel |

an jeder der beiden im Abstand voneinander angeordneten Überschneidungszonen liegt, so daß, wenn die Zylinderkopfdichtung zwischen dem Zylinderkopf und dem Motorblock angeordnet und belastet wird, eine wirksamere und beständigere Dichtung zwischen |

dem Feuerring nahe dem Vorverbrennungslappen und dem j Zylinderkopf und der Vorverbrennungskammer erreicht |

wird.

Das Spannmittel kann einheitlich mit dem Metallring ausgebildet sein und ist umgekehrt gefaltet, so daß es unter dem Drahtring liegt. Vorzugsweise besteht das Spannmittel aus einem Paar von im Abstand voneinander angeordneten Spannelementen, die mit dem Metallring und den Spannelementen einheitlich ausgebildet und umgekehrt gefaltet sowie zwischen den Ringschenkeln im Abstand von dem Vorverbrennungslappen und dem Drahtring angeordnet sind.

Das Verfahren zur Herstellung der Zylinderkopfdichtung besteht erfindungsgemäß aus den Verfahrensschritten: Zurverfügungstellung eines Hauptdichtungskörpers und eines Feuerrings der oben beschriebenen Art, zur Verfügungstellung des Spannmittels und Zusammenbau des Feuerrings und Hauptdichtungskörpers, wobei das Spannmittel unter dem einen der Schenkel an jeder der beiden überschneidungszonen zwischen dem Drahtring und nahe dem Umfang des Vorverbrennungslappens liegt. Vorzugsweise wird bei diesem Verfahren ein Spannmittel verwendet:, das mil., dem Metallring einheitlich .:iu:;tje;b.i.ldol und

umgekehrt gefaltet ist, so daß es über einem Schenkel zwischen diesem Schenkel und dem 5' Drahtring in den überschnexdungszonen liegt. Die aus dem Feuerring und dem Hauptdichtungskörper zusammengesetzte Dichtung kann dann in den Zonen der Überschneidung vorkomprimiert werden.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor, die eine derzeit bevorzugte Ausführungsform veranschaulichen. Es zeigen:

' Fig. 1 eine Teildraufsieht auf eine Zylinderkopfdichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt der Zylinderkopfdichtung

in Fig. 1, die zwischen einem Zylinderkopf und einem Motorblock einer Ver

brennungskraftmaschine angeordnet ist, etwa gemäß Schnittlinie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise perspektivische Explosions^ · darstellung eines Ausschnitts der Fig.

nach dem Ausbau der Zylinderkopfdichtung aus dem Motor,

Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt etwa gemaß Linie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 4,

Fig. 6 eine vergrößerte Unteransicht etwa gemäß Linie 6-6 in Fig. 4, die in Phantomdar-

stellung einen Teil des Feuerrings vor . j der Fertigstellung der Armierung zeigt, und

Fig. 7 und 8 das Verfahren zur Herstellung von ^:

Teilen des Feuerrings gemäß der Zylinderkopfdichtung in Fig. 1 in Stufen.

10

Es wird zunächst auf die Fig- 1 und 2 Bezug genommen, in denen eine Zylinderkopfdichtung 10 so ausgebildet und bemessen ist, daß sie mit einem Motorblock 12 und einem Zylinderkopf 14 zusammenwirken kann. Es ist natürlich ersichtlich, daß eine Vielzahl von Motorblöcken und Zylinderköpfen von Verbrennungskraftmaschinen und infolgedessen zahlreiche Formen von Zylinderkopfdichtungen gemäß der Erfindung verwendet ι werden können.

·

Der Motorblock 12 weist mehrere Durchbrechungen ein- · schließlich mehrerer Verbrennungszylinder oder -kammern 16 sowie mehrere Öl- und Wasserbohrungen auf, die nicht dargestellt sind. Die Verbrennungs-

•25 zylinder 16 dienen in bekannter Weise zur Aufnahme eines Kolbens 22. Der Zylinderkopf 14· ist mit einem gewölbten Teil 26 des Verbrennungszylinders versehen, der über jedem Verbrennungszylinder 16 liegt und WOi.st Ferner mehnu-f (5I- πικΊ Wtisr.prbohruiKjon auf,

^O die mit entsprechend ausgorichLoLori J',ohrungt.:n in dem Motorblock fluchten. Nicht gezeigte Schraubbolzen verbinden den Zylinderkopf und den Motorblock und dienen zum Zusammenpressen der Zylinderkopfdichtung 10 in dichtender Anlage an den Motorblock

^° und den Zylinderkopf rund um die darin enthaltenen Durchbrechungen oder Öffnungen.

Es ist ersichtlich, daß die Zylinderkopfdichtung aus einem Hauptdichtungskörper 40 besteht, der sich aus einer hitzeempfindlichen vielschichtigen Anordnung zusammensetzt. Der Hauptdichtungskörper 40 enthält einen mittleren Kern oder eine mittlere Schicht 42, die ein Blech sein kann. Jede Seite der mittleren Schicht 42 ist mit einer Dichtungsschicht 46 aus imprägniertem Asbest ausgerüstet, der bei üblicher Temperatur öl- und wasserbeständig imprägniert ist. Die Schichten werden dann übereinandergelegt und mit Klebstoff zusammengepreßt, um die Schichten an der mittleren Schicht in bekannter Weise festzuhalten..

Danach werden, z.B. durch Stanzen, in geeigneter Weise angeordnete und bemessene Durchbrechungen und Öffnungen hergestellt. Diese Öffnungen und Durchbrechungen umfassen Durchbrechungen 48 für Öl und Wasser, die so bemessen und positioniert sind, daß sie die gegenüberliegenden öffnungen der öl- und Wasserbohrungen im Motorblock und Zylinderkopf umgeben. Die Durchbrechungen 48 stellen eine Flüssigkeitsverbindung zwischen diesen Bohrungen her und verhindern abdichtend eine Leckage von Flüssigkeit im Boreich dor Durchbrechungen 4 8. In dem Hauptdfchtungskörper 40 sind außerdem Bolzenlöcher 50 ■ vorgesehen, die den Durchtritt von Bolzen durch den Zylinderkopf 14 und eine Verschraubung mit dem Motorblock 12 in dessen Gewindeöffnungen ermöglichen.

Schließlich ist die Zylinderkopfdichtung 10 mit mehreren Durchbrechungen versehen, die die Zylinder-

bohrungen umgeben, wobei in der Nähe dieser Durchbroehunyon di_o '/.y.l i.ndur gegenüber den umgebenden Teilen der Zylinderkopfdichtung abgedichtet werden.

-I

Zu diesem Zweck ist der Hauptdichtungskörper 40 rait I

I mehreren vollständig durchgehenden Verbrennungs- |

öffnungen 60 versehen, die bei der dargestellten Aus- i führungsform im allgemeinen kreisförmig sind. Eine zweite Dichtung, nämlich ein Feuerring 62, ist innerhalb des Umfangs jeder dieser Verbrennungsöffnungen vorgesehen.

. ·

Gemäß Fig. 3 besteht der Feuerring. 62 aus einer im allgemeinen U-förmigen metallischen Armierung oder ringförmigen Einfassung 64 mit ein Paar Schenkeln 66, die im allgemeinen zum Hauptdichtungskörper 40 parallel liegen. Die Einfassung ist an der Innenseite der Verbrennungsöffnung geschlossen und, wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, nach der der Verbrennungsöffnung abgekehrten Seite nach außen offen. Ein Drahtring 68 ist innerhalb der Armierung oder Einfassung 64- angeordnet und von dieser umgeben, der gemäß der dargestellten Ausführungsform stumpf geschweißt ist und zunächst einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat. Die Einfassung kann aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,1524 mm und der Ring 68 aus einem gehärteten Weichstahl mit einem Durchmesser von etwa 1,0414 mm bestehen.

Herabhängende Zungen 70, wie sie in der US-PS 3 565 449 beschrieben und dargestellt sind, können einheitlich mit der Einfassung 64 ausgebildet sein. Derartige Zungen 70 erstrecken sich bis und über den Umfang der Verbrennungsöffnung 60 hinaus. Diese im Abstand angeordneten Zungen, von denen nur eine in Fig. 6 dargestellt ist, dienen infolgedessen zur Halterung und Positionierung des Feuerrings 62

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in dem Hauptdichtungskörper 40. Diese Zungen können auf beiden Schenkeln oder auf einem Schenkel der Einfassung benutzt werden, wobei eine vollständige Überlappung an der Oberseite vorgesehen sein kann, wie Fig. 6 zeigt. Wahlweise kann ein vollständig überlappender Feuerring verwendet werden, um den Feuerring auf beiden Seiten des ümfangs der Verbrennungsöffnung in dem Hauptdichtungskörper 40 zu befestigen.

Der Feuerring 6ü ist außerdem mit einem Vorverbrennungslappen 72 ausgerüstet. Der Vorverbrennungslappen 72 kann einheitlich mit der Einfassung 64 ausgebildet sein und eine Fortsetzung eines der Schenkel 66 darstellen, wie es bekannt ist. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, dehnt sich der Vorverbrennungslappen 72 genügend weit aus, so daß er unterhalb der Vorverbrennungskammer 18 liegt und diese gegenüber einer Versetzung abstützen sowie ferner den Hauptdichtungskörper 40 gegenüber der Vorverbrennungskammer 18 schützen kann. Die Vorverbrennt mgskammer 18 ist innerhalb einer geeignet geformbm Bohrung 20 in dem Zylinderkopf angeordnet. Die Bohrung 20 kann Teile unterschiedlichen Querschnitts aufweisen, wie .Fig. 2 zeigt. Die Vorverbrennungskammer dient in an sich bekannter Weise zum Einführen von Brennstoff in die Brennkammer

Obwohl Zylinderkopfdichtungen 10, die aus einem Hauptdichtungskörper 40 und' einem Feuerring 62 bestehen, bekannt sind und seit geraumer Zeit mit außerordentlich zufriedenstellendem Ergebnis für die Abdichtung des Zylinderkopfes und des Motorblocks von Motoren verwendet werden, sind infolge

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einer unbefriedigenden Dichtung zu oft Fehler aufge- F

treten, wenn eine Vorverbrennungskammer und ein Vor- $ Verbrennungslappen verwendet werden, wie dies bei · |)

Dieselmotoren der Fall ist. Es wurde festgestellt,' |

daß diese Fehler vielfach an den überschneidungs- · ϊ

Zonen des Umfangs der Vorverbrennungskammer und des I

Feuerrings, im allgemeinen an den als Zonen Z in I

Fig. 1 bezeichneten Stellen auftreten. Es wurde be- ?

obachtet, daß in vielen Fällen die Unterseite 19 · jj der Vor verbrennungskammer mit den benuchbiirten, im

allgemeinen ebenen Oberflächen des Zylinderkopfes · ·

nicht fluchtet, und daß in einigen Fällen die Unter- f

15. seite 19 über die benachbarte Zylinderkopf fläche :

hinaus vorsteht und daß sie in einigen Fällen ober*- '

halb der benachbarten Zylinderkopffläche abgesetzt ·

oder ausgebuchtet ist. In gewissen Fällen fluchten '

die Ebenen miteinander, so daß die Überschneidung '

des Umf angs der Vorverbrennungskammer 18 mit dem

Feuerring 62 nicht abgestuft ist, wie es bei nicht- ;

fluchtenden Bedingungen der Fall ist. '

Es wurde festgestellt, daß die Stufen, die durch die
abgestufte oder fehlende Ausrichtung hervorgerufen .
werden, von der Verbrennungskammer ausgehende
Strömungswege außerhalb des Feuerrings bilden können,
und daß solche Strömungswege gegenüber Undichtigkeit
gemäß der Erfindung abgedichtet werden können, wodurch die Gefahr eines Motorschadens auf ein Minimum
verringert werden kann.

Zu diesem Zweck sind Spannmittel, wie z.B. Elemente
80, vorgesehen, die unter einem der Schenkel 66 liegen.
. Ein Spannelement ist an jeder der beiden Überschneidungszonen Z zwischen dem Feuerring 62 und der

Vorvorbrennungskammer 18 vorgesehen, um diese Zonen in Urnfangsrichtung zu spannen. Die Spannelemente sind vorzugsweise zwischen dem Schenkel 66, der dem Vorverbrennungslappen 72 abgekehrt ist, und dem Drahtring 68 angeordnet. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Spannelemente 80 vorzugsweise mit einem Schenkel 66 einheitlich ausgebildet und umgekehrt gefaltet, damit sie unter dem Drahtring zwischen dem im Abstand von der Vorverbrennungskammer liegenden Schenkel 66 und dem Drahtring 68 liegen.

Zur Formung der Spannelemente 80 kann einer der Schenkel 66 der Kinfassung 64 zunächst mit einem vorspringenden Teil 80' versehen werden, der nach der entgegengesetzten Seite gefaltet werden kann, wie dies in gestrichelter Linie in Fig. 6 gezeigt ist. Das Spannelement wird dann in die Lage gefaltet, die in ausgezogener Linie in Fig. 7 gezeigt ist, und anschließend so geformt, daß es mit der in gestrichelter Linie dargestellten Lage in Fig. 7 übere insl i mmI-. Danach kann dor Feuerring 62 in den Zonen '/, der Spanne I einenI e 80 vorgespannt, werden, wodurch örtlich die Dicke des Drahtringes 68 in diesen Zonen vermindert wird, wie Fig. 8 zeigt, wobei diese Verfahrensschritte vorgenommen werden, bevor die Zylinderkopfdichtung zwischen dem Motorblock und dem Zylinderkopf (und zugehörigen Verbrennungskammern) einer Verbrennungskraftmaschine eingebaut wird.

Wenn die Zylinderkopfdichtung auf diese Weise in eine Verbrennungskraftmaschine zwecks Abdichtung der gesamten Anordnung unter Belastung eingebaut ist und beispielsweise die Vorvorbrennungskammer 18,

wie die Pig. 2 bis 5 zeigen, vorsteht, dann neigt die Vorverbrennungskammer 18 dazu, in den Verbrennungslappen 72 einzuschneiden. Dies ist aus Darstellungsgründen in den Fig.3,4 und 5 übertrieben dargestellt. In' Zusammenhang hiermit neigen die vorhandenen Spannelemente 80 zur Ausübung einer etwas größeren Kraft in den Überschneidungszonen Z als derjenigen, die der Feuerring 62 ohne die Spannelemente 80 verursachen würde. Der Drahtring an sich neigt dazu, die Armierung der Schenkel 66 und den Vorverbrennungslappen 72 an den Überschneidungen Z enger und dichter an die Vorverbrennungskammer 18 und den Zylinderkopf 14 anzudrücken. Die größere lokalisierte Kraft, die über die Spannelemente 80 und den Drahtring 68 aufgebracht wird, ruft eine wirksame und beständige Dichtung ungleich vergleichbaren Konstruktionen ohne die Spannelemente hervor. Indessen wird durch die erhöhte Belastung, die in den Zonen Z erforderlich ist, die Lastverteilung auf die ZylinderkopFdichtung 10 nicht merklich verändert und erfordert deshalb koine zusätzliche Belastung, um eine Abdichtung in der Nähe der Verbrennungsöffnung, eine Dichtung quer zum Hauptkörper und eine Dichtung an den Überschneidungszonen zwischen der Vorverbrennungskammer und dem Feuerring 62 zu erzielen.

es ist aus der vorstehenden Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich, daß ohne Abweichung von der Erfindung und deren Schutzumfang Abänderungen vorgenommen werden können. Beispielsweise können nicht einheitlich ausgebildete. Spannelernente an der

^° bezeichneten Stelle mit ähnlichen Ergebnissen eingesetzt werden.

ti

Leerseite

Claims

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DIPL.-ING. HANS Vf. GROEMNG

PATE N TA N "WA I. T
F 2-2

FELT PRODUCTS MFG. CO. 7450 North McCormick Boulevard Skokie, Illinois 60076, USA

Zylinderkopfdichtung

Pate nt ansprüche

Zylinderkopfdichtung (10) für die Anordnung zwischen dem Zylinderkopf (14) und dem Motorblock (12) einer Ver- · brennungskraftmaschine/ insbesondere eines Dieselmotors,wobei der Motorblock (12) einen Verbrennungszylinder (16) aufweist und der Zylinderkopf (12) eine Bohrung (20) enthält, . in der eine Vorverbrennungskammer (18) angeordnet ist, die teilweise den Verbrennungszylinder überlagert und in diesen ausmündet, wobei die Zylinderkopfdichtung aus einem mehrschichtigen Hauptdichtungskörper (40) besteht, der eine Verbrennungsöffnung (60) enthält, die gegenüber dem Zylinder fluchtend angeordnet ist, und· mehrere andere Durchbrechungen (48) aufweist, die im Abstand von der Verbrenmingsöffnung (60) angeordnet sind, wobei ein Feuerring (62) an dem Hauptdichtungskörper (40) in der Nähe des Umfangs der Verbrennungsöffnung (60) befestigt ist und aus einem Metallring (64) mit Schenkeln (66) besteht, die sich im allgemeinen parallel zu dem Haupt-¹ dichtungskörper (40) erstrecken, und daß.ein Drahtring (68)

SIEIlKHTSTIt, 4 · 8000 MUNCHKN 80 · POH 80031.0 · KAIIUl.: Ii II K Γ SI¹AT KNT · TKI.. «»«») -17107« · TELEX .1-US(IQO

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zwischen den Schenkeln (66) und innerhalb des Urnfangs der Verbrennungsöffnung (60) angeordnet ist und daß ein Vorverbrennungslappen (72) sich von einem der Schenkel (66) von der Verbrennungsöffnung (60) nach außen erstreckt und unterhalb einer Vorverbrennungskammer (18) zur Abstützung derselben derart angeordnet ist, daß die Vorverbrennungskammer

(18) teilweise über der Verbrennungsöffnung (60) liegt und oberhalb des Drahtringes (68) diesen an • zwei Überschneidungszonen kreuzt/ dadurch gekennzeichnet , daß unter einem der Schenkel (66) an jeder der beiden im Abstand voneinander angeordneten Überschneidungszonen (Z) ein Spannmittel liegt, wodurch, wenn die Zylinderkopfdichtung (10) zwischen dem Zylinderkopf (14) und dem Motorblock (12). angeordnet ist und unter Belastung steht, eine wirksamere und beständigere Dichtung zwischen dem Feuerring (62) nahe dem Vorverbrennungslappen (72) und dem Zylinderkopf (14) sowie der Vorverbrennungskammer (18) erzielbar ist.
2. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannmittel zwischen dem Schenkel (66), der im Abstand von dem Vorverbrennung släppen (72) liegt, und dem Drahtring (68)

angeordnet ist.
30
3. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannmittel mit dem Metallring (64) eine Einholt bildet und umgekehrt gefaltet

ist, um den Drahtring (68) zu unterfassen. 35
4. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannmittel aus einem Paar im Abstand voneinander angeordneten Spannelementen

(80) besteht, die mit dem Metallring (64) einheitlich ausgebildet und umgekehrt gefaltet sind, so daß sie zwischen dem im Abstand von dem Vorverbrenrtungslappen

(72) liegenden Schenkel (66) und dem Drahtring (68) \

I angeordnet sind.
5. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese in den im Abstand vonein- ; ander liegenden Überschneidungszonen (Z) zusammenge- I preßt ist, wodurch örtlich die Dicke des Drahtrings ■ (68) vor der Anordnung der Zylinderkopfdichtung (10) : zwischen einem Zylinderkopf (14) und einem Motorblock (12) einer Verbrennungskraftmaschine verringert · ' ist.
6. Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf (14), einem Motorblock (12) und einer Zylinderkopfdichtung (10), die abdichtend zwischen jenen angeordnet ist, wobei der Motorblock (12) einen Verbrennungszylinder (16) bildet und der ZyI inderlcopf (14) eine Bohrung aufweist, in der eine Vorvi;rbrennungskammer(18) angeordnet ist, die teilweise über dem Verbrennungszylinder (16) Liegt und in diesen mündet, wobei die Zylinderkopfdichtung aus einem Hauptdichtungskörper

(40) mit einer Verbrennungsöffnung (60) besteht, die mit dem Zylinder (16) fluchtet, und mehrere andere Durchbrechungen (48) im Abstand von der Verbrennungsöffnung (60) aufweist, und daß ein Feuerring (62) mit dem Hauptdichtungskörper (40) nahe dem Umfang der Verbrennungsöffnung (60) fest verbunden ist, wobei der Feuerring (62) aus oinorn Metal Ir ing (64) mit Schenkeln (66) besteht, die sich im allgemeinen

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parallel zu dem Hauptdichtungskörper (40) erstrecken, wobei ein Drahtring (68) zwischen den Schenkeln (66) und innerhalb dos Umfangs der Verbrennungsöffnung

(60) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorverbrennungslappen (72) sich von einem der Schenkel (66) außerhalb der Verbrennungsöffnung (60) erstreckt sowie unterhalb der Vorverbrennungskammer (18) liegt und diese abstützt, welche auf dem Drahtring (68) auf zwei im Abstand voneinander angeordneten Überschneidungszonen (Z) den Drahtring (68) schneidet, und ein Spannmittel einen der Schenkel (66) an jeder der beiden im Abstand voneinander vorgesehenen Überschneidungszonen (Z)unterfaßt, wodurch die Zylinderkopfdichtung eine wirksamere und beständigere Dichtung zwischen dem Feuerring (62) nahe dem Vorverbrennungslappen (72) und dem Zylinderkopf (14) sowie der Vorverbrennungskammer (18) erreicht, durch die ein Dürchblasen von Gasen aus dem Verbrennungszylinder verhindert wird.
7. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannmittel zwischen dem im Abstand von dem Vorverbrennungslappen (72) liegenden Schenkel (66) und dem Drahtring (62) angeordnet ist.
8. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch

^ow gekennzeichnet, daß das Spannmittel einheitlich mit dem Metallring (64) ausgebildet und durch Untergreifen des Drahtringes (68) umgekehrt gefaltet ist.
9. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das· Spannmittel aus einem Paar im Abstand voneinander angeordneten Spannelementen (80) besteht, von denen jedes umgekehrt gefaltet

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ist und zwischen dem im Abstand von dem Vorverbrennungslappen (72) und dem Drahtring (68) liegt, wodurch die Abdichtung zwischen dem Feuerring (62) und dem Vorverbrennungslappen (72) in den Überschneidungszonen erhöht wird.
10. Verfahren zur Herstellung einer Zylinderkopfdichtung zwischen dem Zylinderkopf und Motorblock einer Verbrennungskraftmaschine, bei. dor dor Motorblock einen Verbrennungszylinder und. dar Zylinderkopf eine Bohrung aufweisen, in der' eine Vorverbrennungskammer angeordnet ist, die teilweise über dem Zylinder liegt und in diesen mündet, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Zurverfügungstellung eines Hauptdichtungskörpers mit einer Verbrennungsöffnung, die in bezug auf einen Verbrennungszylinder fluchtend angeordnet werden kann und mehrere andere Durchbrechungen aufweist, die im Abstand von der Verbrennungsöffnung angeordnet sind,
Zurverfügungstellung eine;; l'ouetrrIngos, der aus; einem Metallring mit Schenkeln besteht, die im allgemeinen parallel zum Hauptdichtungskörper verlaufen, eines Drahtringes, der zwischen den Schenkeln und einem sich von einem der Schenkel erstreckenden Vorverbrennungslappen angeordnet

"^" ist, um eine Vorverbrennungskammer zu unterfassen und abzustützen, so daß die Kammer teilweise über einer Verbrennungsöffnung liegt, Zurverfügungstellung eines Spannmittels, und Zusammensetzen des Feuerring« und Hauptdichtungskörpers, wobei der Drahtring Innerhalb dor, Um fangs der Verbrennungsöffnung angeordnet wird und das

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Spannmittel einen der Schenkel an jeder der beiden Überschneidungszonen zwischen dem Drahtring und nahe des Umfangs des Vorverbrennungslappens unterfaßt, wodurch, wenn die Zylinderkopfdichtung einer Belastung ausgesetzt wird, eine wirksamere und beständigere Dichtung zwischen dem Feuerring nahe dem Vorverbrennungslappen und einem Zylinderkopf und einer Vorverbrennungskammer erzielt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannmittel mit dem Metallring einheitlich ausgebildet wird und daß ein nach außen vorstehender Teil eines Schenkels umgekehrt gefaltet wird, um den Schenkel zu überlagern und den Drahtring in den ' Überschneidungszonen zu unterfassen.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkopfdichtung gemäß Anspruch 11 in den Bereichen des Spannmittels zusammengepreßt wird, wodurch örtlich die Dicke des Drahtringes vor dem Anordnen der Zylinderkopfdichtung zwischen dem Zylinderkopf und dem Motorblock einer Verbrennungskraftmaschine örtlich verringert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannmittel aus einem Paar Spannelementen bost-oht.", von denen jede:; an ο in· τ dor überschneidungszonon ancjoordnol wird.