DE3943177C3 - Zylinderkopfdichtung - Google Patents
ZylinderkopfdichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zylinderkopf
dichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Aus der DE 38 11 560 A1 ist eine Zylinderkopfdich
tung vom Metallplattentyp, insbesondere vom Stahl
plattentyp, für eine Brennkraftmaschine bekannt, in der
sich eine Mehrzahl von Zylinderlöchern befindet, wobei
die Zylinderkopfdichtung eine erste Platte, eine zweite
Platte und wenigstens eine zwischen der ersten und
zweiten Platte angeordnete mittlere Platte aufweist, und
die erste und zweite Platte sowie die wenigstens eine
mittlere Platte Löcher haben, welche den Zylinderlö
chern der Brennkraftmaschine entsprechen, wobei die
Zylinderkopfdichtung ferner um die jeweiligen Zylin
derlöcher der Brennkraftmaschine herum Abdichtungs
mittel und wenigstens einen zwischen zwei benachbar
ten Zylinderlöchern befindlichen Teilungsbereich auf
weist. In dieser Zylinderkopfdichtung sind bestimmte
zusätzliche Wülste zur Abdichtung im Bereich einer so
genannten Öffnungsplatte einer Hilfsverbrennungs
kammer vorgesehen, wobei diese zusätzlichen Wülste
dazu dienen sollen, eine Deformation der Öffnungsplat
te auszugleichen. Der Bereich, in welchem die Öffnungs
platte angeordnet ist, befindet sich weit entfernt von
dem Teilungsbereich zwischen benachbarten Zylinder
bohrungen, und daher sind die zusätzlichen Wülste nicht
dazu geeignet, bei modernen Hochleistungskraftfahr
zeugmotoren, bei denen wegen der kleinen Abmessun
gen und des gedrängten Aufbaus der Abstand zwischen
benachbarten Zylinderlöchern gering ist, in diesem
schmalen Teilungsbereich eine Kriechentspannung der
Zylinderkopfdichtung im wesentlichen zu verhindern.
Das ist aber bei den modernen Kraftfahrzeughochlei
stungsmotoren wichtig, insbesondere bei solchen, die
aus Leichtmetall, wie beispielsweise einer Aluminiumle
gierung, hergestellt sind.
Ferner ist aus der DAS 10 03 523 eine gattungsgemäße Zylinder
kopfdichtung bekannt, bei der als Abdichtungsmittel um die Zy
linderlöcher Dichtungswülste vorgesehen sind, und zwischen
diesen Dichtungswülsten sind in dem Teilungsbereich mehrere
Verstärkungswülste derart ausgebildet, daß die nicht der Ab
dichtung dienenden flachen Teile des Teilungsbereichs durch
die versteifenden Verstärkungswülste, die im wesentlichen
senkrecht zu den Dichtungswülsten verlaufen und keine Abdich
tungsfunktion übernehmen sollen, verformt sind.
Auf diese Weise soll eine Querversteifung zu den Dichtungswül
sten erreicht und damit verhindert werden, daß die einander
benachbarten Bereiche der Dichtungswülste in dem Teilungsbe
reich beim Einspannen der Zylinderkopfdichtung unter Aufwöl
bung des flachen Teilungsbereichs aufeinander zu verschoben
werden und dadurch dort die Abdichtungsfähigkeit der Dich
tungswülste vermindert wird.
Außerdem ist in der DAS 10 03 523 beschrieben, daß nach dem
dieser Druckschrift zugrundeliegenden Stand der Technik in ei
nigen Zylinderkopfdichtungen zur Dichtsicke weitere Sicken
gleicher oder geringerer Höhe geprägt werden. Diese weiteren
Sicken sind jedoch anschließend an die und parallel zu der
Dichtsicke ausgebildet, so daß dadurch die Steifigkeit des da
zwischenliegenden glatten Blechteils noch mehr vermindert
wird, da diese Parallelsicken unter der Einwirkung horizonta
ler Schubkomponenten wie ein Metallfaltenbalg wirken.
Aus der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung 59-103850
sind kurze Wulstabschnitte parallel zu den Dichtungswülsten um
die Zylinderkopfbohrungen verteilt über die gesamte Dichtung
vorgesehen, welche den Zweck haben, einen Oberflächendruckaus
gleich zu bewirken.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zylinderkopfdich
tung der gattungsgemäßen Art zur Verfügung zu stel
len, mit welcher bei den modernen Hochleistungskraft
fahrzeugmotoren in dem schmalen Teilungsbereich zwi
schen benachbarten Zylinderbohrungen eine Kriech
entspannung der Zylinderkopfdichtung im wesentlichen
verhindert und eine gute Abdichtung zwischen den be
nachbarten Zylinderbohrungen in möglichst vorteilhaf
ter Weise erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im
Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebe
nen Merkmale gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen angegeben.
In der Zylinderkopfdichtung nach der Erfindung ist
die Verstärkungswulst in dem Teilungsbereich zwischen
den Zylinderlöchern ausgebildet. Daher tritt, selbst
wenn der Teilungsbereich hoher Temperatur ausgesetzt
ist, im wesentlichen keine Kriechentspannung in dem
Teilungsbereich auf. Weiter wird, da die Verstärkungs
wulst die benachbarten beiden Zylinderlöcher vonein
ander abteilt oder -trennt, die Abdichtung zwischen den
Zylinderlöchern erhöht und wesentlich verbessert.
Die Verstärkungswulst kann auf bzw. in der oberen,
der unteren oder der mittleren Platte ausgebildet sein.
In der Zylinderkopfdichtung vom Stahlplattentyp
nach der Erfindung kann die Verstärkungswulst auf
bzw. in einer anderen Platte, als es die Platte ist, in
welcher Abdichtungswülste ausgebildet sind, ausgebil
det sein. Drahtringe oder andere Abdichtungsmittel
können anstelle der Abdichtungswülste verwendet wer
den bzw. vorgesehen sein.
Die Erfindung sei nachfolgend anhand einiger in den
Fig. 1 bis 6 der Zeichnung dargestellter, besonders be
vorzugter Ausführungsformen derselben näher be
schrieben; es zeigen
Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Teil einer ersten Aus
führungsform einer Zylinderkopfdichtung vom Stahl
plattentyp nach der vorliegenden Erfindung, die eine
Metallplatte mit einer Verstärkungswulst hat;
Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrößerten Schnitt
entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 eine Aufsicht auf einen Teil einer zweiten Aus
führungsform einer Zylinderkopfdichtung vom Stahl
plattentyp nach der Erfindung;
Fig. 4 einen gegenüber Fig. 3 vergrößerten Schnitt
entlang der Linie 4-4 in Fig. 3; und
Fig. 5 und 6 der Fig. 2 entsprechende Schnittansich
ten einer dritten und vierten Ausführungsform einer
Zylinderkopfdichtung vom Stahlplattentyp nach der Er
findung.
In der nun folgenden detaillierten Beschreibung von
bevorzugten Ausführungsformen sei zunächst auf die
Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in denen eine erste Aus
führungsform einer Zylinderkopfdichtung A vom Stahl
plattentyp gezeigt ist. Die Zylinderkopfdichtung A ist
mit Zylinderlöchern Hc, Wasserlöchern Hw, Öllöchern
Ho und dergleichen, wie in einer konventionellen Dich
tung, versehen. Es kann jede Art von Abdichtungsmit
teln um die Wasserlöcher Hw und die Öllöcher Ho her
um verwendet werden. Daher werden die Abdichtungs
mittel der Wasserlöcher Hw und der Öllöcher Ho nicht
erläutert.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt die Zylinderkopfdich
tung A eine obere Platte A10, mittlere Platten A11, A12
und eine untere Platte A13. Die obere Platte A10 und
die mittlere Platte A12 haben die gleiche Form und
erstrecken sich im wesentlichen über den gesamten Be
reich der Zylinderkopfdichtung A. Die mittlere Platte
A11 hat eine Form, die ähnlich bzw. gleichartig derjeni
gen der mittleren Platte A12 ist, jedoch erstreckt sich
nur über den schmalen Teilungsbereich zwischen den
Zylinderlöchern Hc.
Die untere Platte A13 erstreckt sich im wesentlichen
über den gesamten Bereich der Zylinderkopfdichtung
A. Zusätzlich hat die untere Platte A13 gekrümmte Teile
A13a um die Zylinderlöcher Hc und Flansche A13b, die
sich oberhalb der oberen Platte A10 befinden. Drahtrin
ge befinden sich als Abdichtungsmittel A14 benachbart
den gekrümmten Teilen A13a, so daß sie um die Zylin
derlöcher Hc herum abdichten.
Die obere Platte A10 ist mit einer Verstärkungswulst
A15 oder mehreren Verstärkungswülsten im Teilungs
bereich zwischen den beiden jeweiligen benachbarten
Zylinderlöchern Hc versehen. Die Verstärkungswulst
A15 erstreckt sich nach der mittleren Platte A11 zu. Die
Endteile der Verstärkungswulst A15 sind gegabelt, und
zwar derart, daß sie die benachbarten Schraubenlöcher
Hb jeweils teilweise umgeben.
In der Zylinderkopfdichtung A ist die obere Platte
A10 mit einer Verstärkungswulst A15 zwischen zwei
jeweiligen Zylinderlöchern Hc versehen. Daher wird
der Teilungsbereich zwischen den beiden Zylinderlö
chern Hc durch die Verstärkungswulst A15 verstärkt.
Selbst wenn der Teilungsbereich zwischen den beiden
Zylinderlöchern Hc hoher Temperatur von den Ver
brennungskammern her ausgesetzt wird, tritt keine
Kriechentspannung der oberen Platte A10 mit der Ver
stärkungswulst A15 auf.
Die obere Platte A10 befindet sich nämlich benach
bart dem Zylinderkopf und ist hoher Temperatur ausge
setzt. Da jedoch die obere Platte A10 mit der Verstär
kungswulst A15 versehen ist, verändert sich die Festig
keit der Platte A10 in dem Teilungsbereich zwischen
den beiden Zylinderlöchern im wesentlichen nicht. Eine
Kriechentspannung der Platte A10 wird im wesentli
chen verhindert. Die anderen Platten sind vom Zylinder
kopf entfernt angeordnet, so daß auch bei den anderen
Platten keine Kriechentspannung auftritt.
Weiter ist es so, daß dann, wenn die Zylinderkopfdich
tung A angezogen bzw. eingespannt wird, die Verstär
kungswulst A15 zusammengedrückt wird, so daß eine
Mehrzahl von gewellten Wülsten ausgebildet wird, wel
che zwischen den beiden Zylinderlöchern Hc abdichten.
Eine Leckage zwischen den Zylinderlöchern Hc wird
dadurch im wesentlichen verhindert.
In der Zylinderkopfdichtung A wird somit eine
Kriechentspannung im wesentlichen verhindert, und die
Abdichtung zwischen den Zylinderlöchern Hc wird
selbst in einem kleinen Motor bzw. in einer kleinen
Brennkraftmaschine mit hoher Leistung verbessert.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform
einer Zylinderkopfdichtung B vom Stahlplattentyp, die
eine obere Platte B10, eine mittlere Platte B12, und eine
untere Platte B13 mit gekrümmten Teilen B13a und
Flanschen B13b umfaßt, wie das bei der Zylinderkopf
dichtung A in Fig. 1 der Fall ist. Die Zylinderkopfdich
tung B hat jedoch keinen Drahtring bzw. keine Draht
ringe, welcher bzw. welche dem Drahtring A14 in Fig. 2
entsprechen würden, vielmehr ist die mittlere Platte B12
statt dessen mit Abdichtungswülsten B12a um die Zylin
derlöcher Hc herum versehen, um eine Abdichtung um
diese Zylinderlöcher herum zu erzielen.
Außerdem ist die mittlere Platte B12 mit einer Ver
stärkungswulst B15 im Zwischenbereich zwischen den
Zylinderlöchern Hc versehen. Die Verstärkungswulst
15 ist an ihren Endteilen gegabelt und schneidet die
benachbarten Abdichtungswülste B12a, wie in gestri
chelten Linien in Fig. 3 gezeigt ist. Daher wird, wenn die
Zylinderkopfdichtung B angezogen bzw. eingespannt
wird, der Zwischenbereich zwischen den beiden Zylin
derlöchern sicher abgedichtet. Es ist nämlich so, daß
selbst dann, wenn Gas durch eine Verstärkungswulst
B12a in dem Zwischenbereich zwischen den beiden Zy
linderlöchern Hc eine Leckströmung bildet, dieser Zwi
schenbereich durch die Verstärkungswulst B15 ebenso
gut vollständig abgedichtet wird. Das Gas der Leckage
strömung geht nicht durch die Verstärkungswulst B15
hindurch.
Durch die beschriebene Ausführungsform wird die
Festigkeit der Zylinderdichtung B vergrößert. Außer
dem wird eine Leckage von Gas von den Zylinderlö
chern her im wesentlichen verhindert.
Die Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer
Zylinderkopfdichtung C vom Stahlplattentyp, die eine
obere Platte C10, eine mittlere Platte C12 und eine unte
re Platte C13 mit gekrümmten Teilen C13a und Flan
schen C13b aufweist, wie das bei der Zylinderkopfdich
tung B in Fig. 4 der Fall ist. In der Zylinderkopfdichtung
C weist die mittlere Platte C12 Abdichtungswülste C12a
um die Zylinderlöcher Hc herum auf, um eine Abdich
tung um diese Zylinderlöcher herum zu erzielen. Eine
Verstärkungswulst C15 ist auf bzw. in der unteren Platte
C13 so ausgebildet, daß sie sich in dem Zwischenbereich
zwischen den Zylinderlöchern erstreckt. Der Rest der
Struktur der Zylinderkopfdichtung C ist der gleiche wie
bei der Zylinderkopfdichtung B in Fig. 4. Die Zylinder
kopfdichtung C wirkt wie die Zylinderkopfdichtung B.
Die Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform einer
Zylinderkopfdichtung vom Stahlplattentyp, die eine
obere Platte D10, eine mittlere Platte D12 mit Abdich
tungswülsten D12a um die Zylinderlöcher Hc herum
und eine untere Platte D13 mit gekrümmten Teilen
D13a und Flanschen D13b aufweist, wie das bei dem
Zylinderkopfdichtung B in Fig. 4 der Fall ist. Jedoch ist
in der Zylinderkopfdichtung D eine Verstärkungswulst
D15 auf bzw. in der oberen Platte D10 so ausgebildet,
daß sie nach der mittleren Platte D12 hin vorsteht. Der
Rest der Struktur der Zylinderkopfdichtung D ist in
gleicher Weise wie bei der Zylinderkopfdichtung B aus
gebildet. Die Zylinderkopfdichtung D wirkt wie die Zy
linderkopfdichtung B.
In der hier vorgeschlagenen Zylinderkopfdichtung ist
somit eine Verstärkungswulst im Zwischenbereich zwi
schen den beiden Zylinderlöchern ausgebildet. In die
sem Zwischenbereich ist es, da hohe Temperatur und
hoher Druck angewandt werden, wenn der Motor bzw.
die Brennkraftmaschine betrieben wird, sehr schwierig,
abzudichten. Da eine solche Verstärkungswulst im Zwi
schenbereich zwischen den beiden Zylinderlöchern aus
gebildet ist, die Festigkeit der Zylinderkopfdichtung
verbessert und die Abdichtungsfähigkeit erhöht.
Claims (5)
1. Zylinderkopfdichtung (A, B, C, D) vom Metallplattentyp,
insbesondere vom Stahlplattentyp, für eine Brennkraftmaschine,
in der sich eine Mehrzahl von Zylinderlöchern befindet, wobei
die Zylinderkopfdichtung eine erste Platte (A10, B10, C10,
D10), eine zweite Platte (A13, B13, C13, D13) und wenigstens
eine zwischen der ersten und zweiten Platte angeordnete mitt
lere Platte (A11, A12, B12, C12, D12) aufweist und die erste
und zweite Platte sowie die wenigstens eine mittlere Platte
Löcher (Hc) haben, welche den Zylinderlöchern der Brennkraft
maschine entsprechen, wobei die Zylinderkopfdichtung ferner um
die jeweiligen Zylinderlöcher der Brennkraftmaschine herum Ab
dichtungsmittel (A14, B12a, C12a, D12a) sowie wenigstens einen
zwischen zwei benachbarten Zylinderlöchern befindlichen Tei
lungsbereich und eine Verstärkungswulst (A15, B15, C15, D15)
in dem wenigstens einen Teilungsbereich aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verstärkungswulst
(A15, B15, C15, D15) einen langgestreckten Wulstteil hat, der
sich nur in dem Teilungsbereich sowie längs der Längsrichtung
des Teilungsbereichs und im wesentlichen in dessen Mitte ohne
Wellungen erstreckt, wobei die auf oder in der ersten (A10,
D10), der zweiten (C13) oder der wenigstens einen mittleren
(B12, C12, D12) Platte integral ausgebildete Verstärkungswulst
(A15, B15, C15, D15) aus der jeweiligen Platte innerhalb der
Zylinderkopfdichtung, ohne aus dieser nach außen vorzustehen,
so vorsteht, daß sie dadurch zwischen den beiden benachbarten
Zylinderlöchern abdichtet (Fig. 1-6).
2. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abdichtungsmittel Abdich
tungswülste (B12a, C12a, D12a) sind, die in oder auf der mitt
leren Platte (B12, C12, D12) ausgebildet sind (Fig. 3-6).
3. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verstärkungswulst (B15)
auf oder in der mittleren Platte (B12) ausgebildet ist und in
der gleichen Richtung vorsteht wie die Abdichtungswülste
(B12a) (Fig. 3, 4).
4. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verstärkungswulst (B15)
zwei Endteile hat, die sich nach den Endteilen der Abdich
tungswülste (B12a) hin so erstrecken, daß sie dieselben
schneiden (Fig. 3).
5. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verstärkungswulst (C15,
D15) auf oder in einer ersten (D10) oder zweiten (C13) Platte
ausgebildet ist und sich nach der mittleren Platte (C12, D12)
zu erstreckt, wobei sich die Abdichtungswülste (C12a, D12a)
nach der Platte (D10, C13) zu erstrecken, an der die Verstär
kungswulst (C15, D15) ausgebildet ist (Fig. 5, 6).
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