DE3628462A1

DE3628462A1 - Cylinder head gasket for internal combustion engines

Info

Publication number: DE3628462A1
Application number: DE19863628462
Authority: DE
Inventors: Georg Wilhelm Lewen
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1986-08-21
Filing date: 1986-08-21
Publication date: 1988-03-03

Abstract

The invention relates to a cylinder head gasket for internal combustion engines, the cylinder head gasket comprising at least one annular disc (3), which has notches (4) on its outer edge and on the inner edge. By virtue of this measure, the cylinder head gasket is radially elastic and can thereby adjust to relative movements, for example of the cylinder head in relation to the cylinder tube (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to a cylinder head gasket according to the Preamble of the first claim.

Zylinderkopfdichtungen sind allgemein bekannt und werden z. B. in "Die Gestaltung von Zylinderkopfdichtungen" W. Stadelmann, MTZ 28 (1967) 3, Seite 126 ff. beschrieben. Metalldichtungen dieser Art bestehen vorwiegend aus Stahl, Kupfer oder Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen und bilden in der Regel eine ebene Platte mit entsprechenden Aus schnitten. Da während des Betriebes der Brennkraftmaschine auftretende Dichtflächenabstandsveränderungen wegen des Fehlens eines "Mitgehvermögens der Dichtung" die Dichtwirkung herabsetzen, ist die Zylinderkopfdichtung oftmals in Sandwich-Bauweise gefertigt und mit z. B. Flachfedereinlagen (gesickte Einlageteile) versehen.Cylinder head gaskets are well known and are e.g. B. in "The design of cylinder head gaskets" W. Stadelmann, MTZ 28 (1967) 3, page 126 ff. Metal seals of this type are mainly made of steel, Copper or aluminum or aluminum alloys and form usually a flat plate with appropriate off cut. Because during the operation of the internal combustion engine occurring sealing surface spacing changes due to the lack of a "coping capacity of the poetry" the To reduce the sealing effect is the cylinder head gasket often made in sandwich construction and with z. B. Provide flat spring inserts (corrugated insert parts).

Nachteilig hieran ist, daß sich zwar damit die axiale Dichtwirkung verbessern läßt, jedoch die radiale Dichtheit nicht verbessert ist. Gerade bei Brennkraftmaschinen mit einem Leichtmetall-Zylinderkopf und einem Grauguß- Zylinderrohr, wie er zumeist bei luftgekühlten Brenn kraftmaschinen benutzt wird, finden radiale Relativbewe gungen zwischen Rohr und Kopf statt, die durch die unter schiedlichen Ausdehnungskoeffizienten und der ungleich mäßigen Temperatur der Bauteile hervorgerufen sind. Diese Relativbewegungen bedeuten Verschleiß der Dichtflächen und als Folge davon eine Herabsetzung der Dichtwirkung, wo durch die Motorlebensdauer beeinflußt ist.The disadvantage of this is that the axial Lets improve sealing effect, but radial tightness is not improved. Especially with internal combustion engines a light alloy cylinder head and a cast iron Cylinder tube, as is usually the case with air-cooled firing machines are used, find radial relative movements between the tube and head instead, which is caused by the below different coefficients of expansion and the unequal moderate temperature of the components. These Relative movements mean wear of the sealing surfaces and as a result, a reduction in the sealing effect, where is affected by engine life.

Aufgabe der Erfindung ist, die radiale Dichtheit einer Zy linderkopfdichtung zu verbessern.The object of the invention is the radial tightness of a Zy improve the head gasket.

Dadurch, daß die Zylinderkopfdichtung aus mindestens einer ringförmigen Scheibe besteht, die an ihrem Außenrand und am Innenrand Einschnitte aufweist, ist die radiale Dicht heit einer Zylinderkopfdichtung stark verbessert, da die Dichtung radiale Ausdehnungen mitmachen kann ohne dabei ihre Dichtheit zu verlieren.The fact that the cylinder head gasket consists of at least one ring-shaped disc which is on its outer edge and has incisions on the inner edge, the radial seal Unit a cylinder head gasket greatly improved, because the Seal can join radial expansions without doing so to lose their tightness.

Vorteilhafterweise sind die Einschnitte auf dem Innenrand und dem Außenrand reißverschlußartig angeordnet und die Einschnitte zumindest bis zur Hälfte der Scheibenbreite geführt. Unter reißverschlußartig wird verstanden, daß ein Einschnitt eines Randes jeweils zwischen zwei Einschnitten des anderen Randes angeordnet ist. Als Scheibenbreite wird die radiale Ausdehnung der Scheibe verstanden. Es kann auch sinnvoll sein, die Einschnitte über die gesamte radi ale Ausdehnung der Scheibe zu führen, jedoch dann nur bis zur Hälfte der Scheibendicke. Unter Dicke ist die axiale Ausdehnung der Scheibe verstanden.The incisions are advantageously on the inner edge and the outer edge arranged like a zipper and the Incisions at least up to half the width of the pane guided. Zipper-like means that a Incision of an edge between two incisions the other edge is arranged. As the slice width is understood the radial expansion of the disc. It can also make sense to make the incisions across the entire radi ale expansion of the disc, but then only to half the slice thickness. The axial is under thickness Understand the expansion of the disc.

In bevorzugter Ausführung besteht die Zylinderkopfdichtung aus drei übereinanderliegenden Scheiben, von denen die mittlere Scheibe keine Einschnitte aufweist. In a preferred embodiment, there is the cylinder head gasket from three superimposed discs, of which the middle disc has no incisions.

Gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die der mitt leren Scheibe zugewandten Seiten der eingeschnittenen Scheiben mit einem die Reibung reduzierenden Überzug ver sehen sind und die eingeschnittenen Scheiben im unbelaste ten Zustand eine radiale Wölbung aufweisen.According to the invention, it is advantageous if the middle sides of the incision Ver discs with a friction-reducing coating are seen and the incised slices in the unloaded radial curvature.

Es ist zweckmäßig die Einschnitte einer Scheibe auf dem jeweiligen Rand in Umfangsrichtung gleichmäßig zu vertei len. Dies geschieht vorteilhafterweise so, daß die Ein schnitte in bezug auf die Scheibenmitte in einem Winkel von ca. 20° zueinander angeordnet sind.It is useful to cut a disc on the to distribute each edge evenly in the circumferential direction len. This is advantageously done so that the one cut at an angle with respect to the center of the pane of about 20 ° to each other.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Be schreibung und den Zeichnungen, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigen und nachfolgend näher beschrieben sind. Es zeigtFurther features of the invention result from the Be writing and the drawings showing an embodiment show the invention and described in more detail below are. It shows

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung in "Explosionsdarstellung" und Fig. 1 shows an inventive cylinder head gasket in "exploded view" and

Fig. 2 dieselbe Zylinderkopfdichtung in eine Brennkraft maschine eingesetzt. Fig. 2 used the same cylinder head gasket in an internal combustion engine.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung in "Explosionsdarstellung", die aus drei ringförmigen Schei ben 3 besteht und zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderrohr angeordnet ist (siehe Fig. 2). Fig. 1 shows an inventive cylinder head gasket in "exploded view", which consists of three annular discs ben 3 and is arranged between a cylinder head and a cylinder tube (see Fig. 2).

Die beiden äußeren, dem in dieser Figur nicht gezeigten Zylinderkopf bzw. Zylinderrohr zugewandten Scheiben 3, weisen an ihrem Außenrand und am Innenrand Einschnitte 4 auf, die jeweils von einem Rand ausgehend radial in die Scheibe hineinragen und bis über die Hälfte der Scheiben breite führen. Die Einschnitte 4 der beiden Ränder sind reißverschlußartig angeordnet.The two outer disks 3 facing the cylinder head or cylinder tube, not shown in this figure, have notches 4 on their outer edge and on the inner edge, each of which protrudes radially into the disk from one edge and is up to half the disk width. The incisions 4 of the two edges are arranged like a zipper.

Unter reißverschlußartig ist gemeint, daß ein Einschnitt 4 eines Randes jeweils zwischen zwei Einschnitten 4 des an deren Randes angeordnet ist.Zipper-like means that an incision 4 of an edge is arranged between two incisions 4 of the other at the edge.

Damit sich die Scheibe 4 radial ausdehnen kann, sind die Einschnitte einer Scheibe 3 auf dem jeweiligen Rand in Um fangsrichtung gleichmäßig verteilt. Vorteilhafterweise so, daß die Einschnitte 4 in bezug auf die Scheibenmitte 7 in einem Winkel α von ca. 20° zueinander angeordnet sind.So that the disc 4 can expand radially, the incisions of a disc 3 are evenly distributed on the respective edge in order to start. Advantageously such that the incisions 4 are arranged at an angle α of approximately 20 ° to one another with respect to the pane center 7 .

Es kann auch vorteilhaft sein, die Zahl oder die Tiefe der Einschnitte 4 in bestimmten Bereichen der Scheibe 3 in be zug auf andere Bereiche zu verändern. Dies könnte z. B. im Bereich der Zylinderkopfschrauben der Fall sein.It may also be advantageous to change the number or the depth of the incisions 4 in certain areas of the disk 3 in relation to other areas. This could e.g. B. in the area of the cylinder head bolts.

Zwischen den beiden äußeren Scheiben 3 ist eine mittlere Scheibe 5 angeordnet, die keine Einschnitte 4 aufweist. Diese mittlere Scheibe ist aus einem harten, massiven Ma terial hergestellt und dient als Dichtscheibe zwischen den beiden eingeschnittenen Scheiben 3.A middle disk 5 is arranged between the two outer disks 3 and has no incisions 4 . This middle washer is made of a hard, solid material and serves as a sealing washer between the two incised washers 3 .

Fig. 2 zeigt die eben beschriebene Anordnung der Zylin derkopfdichtung, eingesetzt in eine Brennkraftmaschine zwi schen einem Zylinderkopf 1 und einem Zylinderrohr 2. Das Zylinderrohr 2 umgibt dabei einen Brennraum 8. Zwischen den beiden äußeren Scheiben 3 ist die massive mittlere Scheibe 5 angeordnet. Fig. 2 shows the arrangement of the cylinder head gasket just described, used in an internal combustion engine between a cylinder head 1 and a cylinder tube 2nd The cylinder tube 2 surrounds a combustion chamber 8 . The massive middle disk 5 is arranged between the two outer disks 3 .

Damit die äußeren Scheiben 3 gut auf der mittleren Scheibe 5 gleiten können, sind vorteilhafterweise die der mittle ren Scheibe 5 zugewandten Seiten der eingeschnittenen Scheiben 3 mit einem die Reibung reduzierenden Überzug versehen. Dies kann z. B. durch verkupfern geschehen. Wei terhin ist es zweckmäßig, wenn die eingeschnittenen Schei ben 3 im unbelasteten Zustand eine radiale Wölbung 6 auf weisen. Dadurch sind die Scheiben 3 auch in axialer Rich tung elastisch ausgebildet und die Scheibe 3 verkrallt sich besser mit dem benachbarten Bauteil, d. h. z. B. mit dem Zylinderkopf 1. Außerdem steht beim Nachlassen der Spannkraft der Zylinderkopfverschraubung durch die radiale Wölbung 6 immer noch eine Rest-Dichtkraft zur Aufrechter haltung der Abdichtung zur Verfügung.Thus, the outer sheets 3 can well slide on the central disc 5, which disc 5 ren mittle the facing sides of the cut discs 3 with a friction-reducing coating are advantageously provided. This can e.g. B. done by copper plating. Wei terhin it is useful if the incised discs ben 3 have a radial curvature 6 in the unloaded state. As a result, the disks 3 are also designed to be elastic in the axial direction and the disk 3 interlocks better with the adjacent component, ie, for example, with the cylinder head 1 . In addition, when the clamping force of the cylinder head screw connection decreases due to the radial curvature 6 , a residual sealing force is still available to maintain the seal.

Mit dieser Zylinderkopfdichtung ist eine Dichtung geschaf fen, die sowohl radial als auch axial elastisch ist und somit bei Relativbewegungen z. B. des Zylinderkopfes 1 zum Zylinderrohr 2 ihre Dichtwirkung nicht verliert.With this cylinder head gasket, a gasket is created, which is both radially and axially elastic, and thus with relative movements such. B. the cylinder head 1 to the cylinder tube 2 does not lose its sealing effect.

Claims

1. Metallische Zylinderkopfdichtung für Brennkraftma schinen, die zwischen einem Zylinderkopf (1) und einem Zy linderrohr (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkopfdichtung aus mindestens einer ringförmigen Scheibe (3) besteht, die an ihrem Außenrand und am Innenrand Einschnitte (4) aufweist.1. Metallic cylinder head gasket for internal combustion engines, which is arranged between a cylinder head ( 1 ) and a cylinder cylinder ( 2 ), characterized in that the cylinder head gasket consists of at least one annular disc ( 3 ) which has cuts on its outer edge and on the inner edge ( 4 ).

2. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (4) auf dem Innenrand und dem Außenrand reißverschlußartig angeordnet sind.2. Cylinder head gasket according to claim 1, characterized in that the incisions ( 4 ) on the inner edge and the outer edge are arranged like a zipper.

3. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (4) zumindest bis zur Hälfte der Scheibenbreite führen.3. Cylinder head gasket according to claim 1 or 2, characterized in that the incisions ( 4 ) lead to at least half the disk width.

4. Zylinderkopfdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkopfdichtung aus drei übereinanderliegenden Scheiben (3) besteht, von denen die mittlere Scheibe (5) keine Einschnitte (4) aufweist. 4. Cylinder head gasket according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cylinder head gasket consists of three superimposed discs ( 3 ), of which the central disc ( 5 ) has no incisions ( 4 ).

5. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der mittleren Scheibe (5) zugewandten Seiten der eingeschnittenen Scheiben (3) mit einem die Reibung reduzierenden Überzug versehen sind.5. Cylinder head gasket according to claim 4, characterized in that the sides of the cut disks ( 3 ) facing the middle disk ( 5 ) are provided with a friction-reducing coating.

6. Zylinderkopfdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeschnittene Scheibe (3) im unbelasteten Zustand eine radiale Wölbung (6) auf weist.6. Cylinder head gasket according to one of claims 1 to 5, characterized in that the incised disc ( 3 ) has a radial curvature ( 6 ) in the unloaded state.

7. Zylinderkopfdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte einer Scheibe (3) auf dem jeweiligen Rand in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind.7. Cylinder head gasket according to one of claims 1 to 6, characterized in that the incisions of a disc ( 3 ) on the respective edge are evenly distributed in the circumferential direction.

8. Zylinderkopfdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte in bezug auf die Scheibenmitte (7) in einem Winkel (α) von ca. 20° zueinander angeordnet sind.8. Cylinder head gasket according to one of claims 1 to 7, characterized in that the incisions with respect to the disc center ( 7 ) are arranged at an angle ( α ) of about 20 ° to each other.