DE3610541A1

DE3610541A1 - Zylinderkopfdichtung

Info

Publication number: DE3610541A1
Application number: DE19863610541
Authority: DE
Inventors: Helmut Ruess
Original assignee: Elring Dichtungswerke GmbH
Current assignee: Elring Dichtungswerke GmbH
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1987-10-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung, die durch in Bohrungen im Zylinderblock eingreifende, fest mit der Dichtung verbundene Fixierelemente in ihrer Lage festgelegt ist, wobei die Elemente aus der Dichtungsebene herausragen.

Gattungsgemäße Zylinderkopfdichtungen sind aus der DE-OS 33 21 425 bekannt, bei denen Fixierbuchsen in die Zylinderkopfdichtung eingesetzt und durch ange stauchte bzw. umgebördelte Ränder mit der Dichtung fest verbunden werden.

Nachteilig bei dieser Art der Fixierung der Zylinder kopfdichtung am Motorblock oder am Zylinderkopf ist, daß die Fixierbuchsen zusätzliche Bauelemente dar stellen, die zusätzliche Positions- und Teiletoleranzen verursachen, so daß eine sehr genaue Dichtungsposi tionierung nicht möglich ist. Die Fixierbuchsen verursachen als zusätzliche Elemente außerdem höhere Kosten und können bei der Montage vergessen werden. Die umgebördelten Ränder der Fixierbuchsen bewirken bei modernen Dichtungstypen zudem eine unerwünschte Pressungserhöhung des Dichtungsmaterials oder ragen über die Dichtungsebene hinaus.

Aus der DE-OS 29 11 683 ist bekannt, die Zylinder kopfdichtungen mittels im Motorblock eingesetzter Paßstifte in der exakten Lage zu fixieren. Der Zylinderkopf weist dabei zur Aufnahme der über stehenden Paßstifte komplementäre Ausnehmungen auf.

In der DE-OS 32 10 377 ist ein Verfahren zur Lage fixierung von Zylinderkopfdichtungen offenbart, bei dem die Zentrierung der Zylinderkopfdichtung mittels Zentrierbolzen erfolgt. Die Zentrierbolzen dringen in die Zylinderbohrungen ein und fixieren die Dich tung bezüglich dieser Bohrungen. Die Festlegung der Zylinderkopfdichtung auf dem Zylinderblock erfolgt dann durch das Einsetzen von mechanischen Elementen, wie z. B. Splinten, Klammern und dergleichen oder durch eine Verklebung, wobei im letzteren Falle mit Kleber gefüllte Mikrokapseln in die Dichtung einzu arbeiten sind.

Sämtliche Verfahren nach dem Stand der Technik haben die Nachteile, daß sie sehr aufwendig und/oder für eine automatische Montage ungeeignet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderkopfdichtung zu schaffen, die mit sehr engen Lagetoleranzen positioniert werden kann und mit der der Automatisierungsgrad in der Fertigung gesteigert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Zylinderkopfdichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtung eine metallische Trägerschicht umfaßt und daß die Fixierelemente einstückig mit der Trägerschicht ausgebildet sind.

Die großen Vorteile der erfindungsgemäßen Zylinder kopfdichtung lassen sich vor allem auf den Umstand zurückführen, daß die Fixierelemente beim Ausstanzen der Dichtung aus dem plattenförmigen Dichtungs material direkt aus der metallischen Trägerschicht ausgezogen werden können.

Zwar ist eine Profilierung der metallischen Träger schicht an sich bekannt, jedoch dienten solche Profile lediglich zur Verbesserung der Haftung von Weichstoff auflagen auf der Trägerschicht. Die Profilierung war jeweils vollständig in die Weichstoffschicht eingebettet.

Die vielfältigen Vorschläge zur Steigerung der Posi tioniergenauigkeit von Zylinderkopfdichtungen haben sich bis in jüngster Zeit (siehe z. B. DE-OS 33 21 425) als kosten- und fertigungszeitintensive konstruktive Lösungen erwiesen. Eine Steigerung des Automatisie rungsgrades bei der Fertigung war mit diesen Dich tungen nicht zu realisieren.

Völlig überraschend wurde jedoch gefunden, daß die aus der Trägerschicht ausgezogenen Fixierelemente gegenüber dem Stand der Technik eine weitere Ver besserung der Positioniergenauigkeit und einen höheren Fertigungsautomatisierungsgrad ermöglichen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Zylinderkopfdichtung ragen die Fixierelemente nach oben und nach unten aus der Dichtung heraus und greifen in Bohrungen im Motorblock und im Zylinder kopf ein, wobei neben der exakten Positionierung der Zylinderkopfdichtung gleichzeitig noch eine Verbindung von Motorblock und Zylinderkopf erreicht wird.

Des weiteren ist es vorteilhaft, die Fixierelemente mit einer an sich bekannten Profilierung zu versehen, wobei die Bohrungen des Motorblocks und/oder des Zylinderkopfs, die die Fixierelemente aufnehmen, zu der Profilierung komplementäre Ausnehmungen auf weisen können. Dadurch ist neben der formschlüssigen Verbindung auch eine kraftschlüssige Verbindung von Zylinderkopfdichtung und Motorblock oder Zylinderkopf gegeben.

Zweckmäßig ist es insbesondere bei langbauenden Motoren, beispielsweise 6-Zylinder-Reihenmotoren, die Fixierelemente als federnde Segmente auszubilden. Durch diese Maßnahme kann die Dichtung in Motor querrichtung federnd definiert festgelegt werden, während gleichzeitig in Motorlängsrichtung eventuell auftretende Toleranzen ausgeglichen werden können. Erst dadurch können starre Dichtungen auf Motoren mit großer Längsdehnung montiert werden.

Die Bohrungen, die die Fixierelemente im Motorblock oder im Zylinderkopf aufnehmen, müssen nicht unbedingt speziell dafür vorgesehen werden, sondern es lassen sich auch Schraubenbohrungen, -senkungen sowie Öl- oder Kühlmitteldurchgänge zur Aufnahme der Fixier elemente verwenden. Beim Einsatz moderner Bearbei tungsmaschinen sind die Lochbilder von Motorblock und Zylinderkopf für die Positionierung der Zylinder kopfdichtung hinreichend genau.

Da bei der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung das Fixierelement einstückig mit der Dichtung herge stellt wird, ist eine wesentlich höhere Positionier genauigkeit als bei den bisher bekannten Zylinder kopfdichtungen möglich. Die Fixierelemente können weder verlorengehen noch bei der Montage der Dich tung vergessen werden und verursachen keine zusätz lichen Kosten, da sie beim Stanzvorgang mitgefertigt werden können.

Die Erfindung läßt sich auch bei neueren Dichtungs systemen realisieren, wie z. B. bei massiven Blech platten mit elastomeren Dichtelementen, mehrlagigen Blechdichtungen oder auch Weichstoffdichtungen mit einem Trägerblech.

Bei erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtungen, bei denen die Fixierelemente nach oben und nach unten aus der Dichtungsebene herausstehen, werden die Schiebebewegungen der Bauteile Motorblock, Zylinder kopfdichtung und Zylinderkopf gegeneinander reduziert, da eine formschlüssige Verbindung zwischen Motorblock und Zylinderkopfdichtung sowie Zylinderkopfdichtung und Kopf gegeben ist. Erstmalig ist es möglich, den Zylinderkopf bezüglich des Motorblockes auf derart einfache Weise zu fixieren. Die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung und der Zylinderkopf können zudem problemlos bei vollautomatischen Fertigungs straßen auf den Motorblock montiert werden.

Besondere Vorteile weist die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung bei neuen Motorkonstruktionen auf, die schadraumarm sein müssen und sehr enge Stege zwischen den Durchgängen aufweisen und viel fach mit Dichtungen mit Präzisions-Gummidichtlippen abgedichtet werden. Hier müssen die Lagetoleranzen der Bauteile Motorblock, Zylinderkopfdichtung und Zylinderkopf sehr eng sein, so daß hier die Vorteile der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung voll zum Tragen kommen.

Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Zylinderkopfdichtung;

Fig. 2 eine Schnittansicht durch eine mehrlagige Metalldichtung;

Fig. 3 Ansicht eines Fixierelements;

Fig. 4 Ansicht eines Fixierelements mit federnden Segmenten und

Fig. 5 Schnittansicht durch eine zwischen Motorblock und Zylinderkopf montierte Zylinderkopfdichtung.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht durch eine erfin dungsgemäße Zylinderkopfdichtung 10, die aus einer metallischen Trägerschicht 12 aufgebaut ist, die auf ihrer oberen und unteren Seite jeweils eine Weichstoffauflage 26 trägt.

Beim Ausstanzen der Zylinderkopfdichtung aus dem Dichtungsplattenmaterial werden gleichzeitig Fixier elemente 14 ausgezogen, die ungefähr senkrecht aus der Dichtungsebene, d. h. in diesem Fall über eine der Weichstoffauflagen 26, herausragen.

Um die Haftung der Zylinderkopfdichtung am Motorblock oder am Zylinderkopf zu verbessern, können an den Fixierelementen 14 Profilierungen 16 vorgesehen sein, wobei die Bohrungen des Zylinderkopfs oder des Motorblocks, die für die Aufnahme der Fixierelemente vorgesehen sind, zu den Profilierungen der Fixier elemente komplementäre Ausnehmungen aufweisen können. Dadurch läßt sich die Zylinderkopfdichtung rastend am Block oder am Zylinderkopf montieren.

Die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung kann eben falls als mehrlagige Metalldichtung ausgeführt sein, wie dies in Fig. 2 verdeutlicht wird. Hier sind auf der metallischen Trägerschicht 12 weitere Metal lagen 28 aufgebracht. Vorteilhaft weisen die metal lischen Lagen 28 an den Stellen, an denen aus der Trägerschicht 12 Fixierelemente 14 ausgezogen werden, Ausnehmungen 29 auf.

In Fig. 3 ist die metallische Trägerschicht 12 einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung 10 in Ansicht dargestellt. In Fig. 4 weist das Fixierelement 14 federnde Segmente 18 auf; die Fixierung durch dieses Fixierelement geschieht hauptsächlich in den in Fig. 4 angegebenen Pfeilrichtungen, um insbesondere bei der Fixierung von Mehrzylinderdichtungen auf dem Motorblock in Motorlängsrichtung kein "statisch überbestimmtes" Fixiersystem zu erhalten.

Fig. 5 zeigt schließlich eine Zylinderkopfdichtung 10, bei der die Fixierelemente 14 und 14′ nach oben und nach unten aus der Dichtungsebene herausragen. Die Zylinderkopfdichtung ist dabei zwischen einem Motor block 20 und einem Zylinderkopf 22 montiert, wobei das in den Motorblock eingreifende Fixierelement 14′ zwei federnde Segmente 18 umfaßt und von einer Bohrung 24 aufgenommen wird, die zur Profilierung 16′ des Fixierelements 14′ eine komplementäre Ausnehmung oder Ringnut 25 aufweist.

Das in den Zylinderkopf 22 eingreifende Fixierelement 14 wird von einer Bohrung 30 aufgenommen, die gleich zeitig zur Aufnahme einer Schraube 32 dient. Die Bohrung 30 des Zylinderkopfs 22 weist zur Dichtungs ebene hin eine abgestufte Erweiterung 31 auf. Das Fixierelement 14 ist in der Erweiterung 31 derart aufgenommen, daß die Innenfläche 34 des Fixier elements 14 mit der Wandung der Bohrung 30 fluchtet.

Dadurch, daß die Fixierelemente 14 und 14′ der Zylinderkopfdichtung 10 in Fig. 5 sowohl nach oben als auch nach unten aus der Dichtungsebene heraus stehen, erhält man eine Fixierung von Motorblock und Zylinderkopf über die Zylinderkopfdichtung. Wie insbesondere das in Fig. 5 angegebene Beispiel zeigt, können bereits im Motorblock oder im Zylinderkopf vorhandene Durchgänge für die Aufnahme der Fixier elemente genutzt werden.

Hervorzuheben ist, daß die dabei in Frage kommenden Durchgänge und Öffnungen keineswegs einen kreis runden Querschnitt haben müssen, sondern auch unrunde Umfangskanten aufweisen können. Die Verwendung von Durchgängen, wie z. B. Schraubenbohrungen, -senkungen oder Öl- sowie Kühlmitteldurchgänge für die Aufnahme der Fixierelemente ist insbesondere bei den neueren Motorkonstruktionen vorteilhaft, bei denen teilweise sehr enge Stege zwischen den Durchgängen auftreten. Da hier sehr häufig Dichtungen mit Präzisions- Gummidichtlippen zum Einsatz kommen, müssen die Lagetoleranzen der Bauteile Motorblock, Zylinderkopf dichtung und Zylinderkopf sehr eng sein, da sonst eine Beschädigung der Dichtung und ein Verlust der Dichtwirkung zu gewärtigen ist.

Gerade bei diesem Anwendungsgebiet kommen die Vor teile der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung voll zum Tragen, da durch die Einstückigkeit von Trägerschicht und Fixierelementen zusätzliche Lage- und Teiletoleranzen, wie dies nach dem Stand der Technik unumgänglich ist, vermieden werden.

Claims

1. Zylinderkopfdichtung, die durch in Bohrungen im Zylinderblock eingreifende, fest mit der Dichtung verbundene Fixierelemente in ihrer Lage festge legt ist, wobei die Elemente aus der Dichtungs ebene herausragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (10) eine metallische Träger schicht (12) umfaßt und daß die Fixierelemente (14) einstückig mit der Trägerschicht (12) ausgebildet sind.

2. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierelemente (14) nach oben und nach unten aus der Dichtungsebene heraus ragen.

3. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierelemente (14) an sich bekannte Profilierungen (16, 16′) aufweisen, die komplementär zu Ausnehmungen (25) in den Bohrungen (24) sind.

4. Zylinderkopfdichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixier elemente (14) federnde Segmente (18) aufweisen.

5. Zylinderkopfdichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixier elemente (14) während dem Ausstanzen der Zylinder kopfdichtung (10) selbst direkt aus der Träger schicht (12) ausgezogen sind.