CH289463A - Einrichtung zum Abdichten der Trennfuge zwischen zwei zur Aufnahme von Druckgasen bestimmten Hohlkörpern. - Google Patents

Description

  Einrichtung zum Abdichten der Trennfuge zwischen zwei zur Aufnahme von Druckgasen  bestimmten Hohlkörpern.    Die Erfindung betrifft eine Einrichtung  zum Abdichten der Trennfuge zwischen zwei  zur Aufnahme von Druckgasen bestimmten  Hohlkörpern, insbesondere zum Dichten der  Fuge zwischen der Zylinderhülse und dem  Zylinderkopf bei Brennkraftmaschinen von  Kraftfahrzeugen bzw. der Trennungsfuge in  Gase unter hohen Drücken und mit hohen  Temperaturen enthaltenden Hohlkörpern.  



  Bisher für diese Zwecke verwendete Dich  tungen, vor allem bei Maschinen mit für meh  rere Zylinder gemeinsamem Kopf, bestehen  zum Beispiel aus Faserstoffen mit Bindemit  teln, wobei, um die Brenngase von dem Faser  stoff fernzuhalten, die Ränder der Dichtung  dem Zylinderinnern zu mit Metallblech     um-          bördelt    werden. Durch die spezifisch stärker  gepressten Kantenflächen erfolgt die Abdich  tung gegen die Innendrücke, während der  übrige Teil der Dichtung unter geringerer  Pressung die Abdichtung der Durchlässe für  Kühlwasser und öl übernimmt.  



  Derartige Dichtungen genügen nicht mehr  bei den hohen Arbeitsdrücken und Tempera  turen, wie sie zum Beispiel bei schnellaufen  den     Brennkraftmaschinen    mit hoher Leistung  auftreten; vor allem drückt sich der Metallteil  nicht genügend in die durch die Bearbeitung  entstandenen Riefen und Unebenheiten der  abzudichtenden Flächen ein und erfordert  deshalb sehr hohe     Anpressung.    Auch wird  durch die Herstellungstoleranzen, die zum    Beispiel bei den Zylinderbüchsen von Reihen  motoren mit einem gemeinsamen Zylinder  kopf mehrere     Hunderstelmillimeter    betra  gen,

   das Dichthalten infolge des     geringen          Formänderungsweges    beim Zusammenpressen  der verhältnismässig     dünnen    Dichtung sehr  erschwert.  



  Auch die bisher verwendeten Metallringe  erfüllen nicht. die bei hohen Drücken und  hohen Temperaturen vorliegenden     Anforde-          rungen,    da sie meist nicht so weich sind, dass       ein    genügendes Einpressen in die Riefen und  Unebenheiten der abzudichtenden Flächen so  wie ein möglichst gleichmässiges Einpressen  in verschiedene Dichtflächen mit infolge Her  stellungstoleranzen unterschiedlicher Höhen  lage gewährleistet ist.  



  Man hat schon, insbesondere bei Speicher  behältern für sehr hoch gespannte Gase, ring  förmige Dichtungen aus. Weicheisen oder  einem ähnlichen Baustoff     verwendet,    deren  Dichtkanten mit     Schneidenform    sich an die  abzudichtenden Flächen anlegen und sich un  ter dem     Anpressdruek    plastisch verformen.  Solche Dichtungen mit je einer Dichtkante für  die beiden     abzudichtenden    Flächen dringen  zwar in die Unebenheiten dieser Flächen ein  und überbrücken auch die Unterschiede in den  Herstellungstoleranzen.  



  Bei Berührung der     Metalldichtringe    mit  hocherhitzten Gasen lässt aber infolge hoher  Erwärmung der Dichtkanten der Aripress-      druck nach, so dass mehr oder weniger grosse  Undichtheiten auftreten. Bei der Anordnung  mehrerer ringförmiger Schneiden hintereinan  der zwecks Labyrinthwirkung ist die Verfor  mungsfähigkeit der Dichtung zu gering.  



  Die Erfindung geht von der Verwendung  eines metallischen scheibenförmigen Dich  tungsringes aus, welcher konzentrische, axiale  Dichtrippen eckigen, z. B. dreieckigen oder  trapezförmigen, Querschnittes hat, wobei er  findungsgemäss der scheibenförmige Dich  tungsring auf der einen Seite sowohl innen  als auch aussen eine Dichtrippe aufweist, und  der Dichtungsring auf der andern Seite nur  aussen eine Auflage hat.  



  Beim Anziehen der Dichtung werden diese  beiden Rippen infolge des Umstandes, dass  der Ring auf seiner den Dichtrippen abge  wandten Seite nur aussen aufliegt,     umgleich     belastet. Wird die Dichtung angezogen, so  wird der grösste Teil des Druckes durch die  äussere Dichtrippe übertragen, während die  innere Diehtrippe nur einen kleineren Teil des  Druckes übertragen kann, weil unter ihr der  nicht unterstützte Teil des Dichtungsringes  ausweichen kann. In welchem Verhältnis der  Gesamtdiclhtungsdruck sich auf die beiden  Dichtrippen verteilt, und in welchem Masse  der innere Teil des Ringes beim Anziehen der  Dichtung ausweichen kann, richtet sieh nach  der Stärke des Ringteils zwischen den beiden  konzentrischen Dichtrippen.

   Die äussere Dicht  rippe wird     vorteilhafterweise    mit einem drei  eckigen Querschnitt ausgeführt, so dass sie  eine kreisförmige Dichtkante aufweist, wo  durch eine     Anpressung    unter plastischer Ver  formung dieser Dichtkante möglich ist. An  Stelle einer der Rippen können auch deren  mehrere unmittelbar nebeneinander angeord  net werden.  



  Die innere Dichtrippe wird vorteilhafter  weise mit     trapezförmigem    Querschnitt ausge  bildet, so dass sie eine ringförmige Dichtfläche  aufweist. Dadurch ist sie weniger der Zerstö  rung durch die Verbrennungsgase ausgesetzt  und schirmt gleichzeitig die äussere Dicht  rippe gut gegen die heissen Gase ab. Die ring  förmige Dichtfläche der     innern    Rippe führt    die Wärme besser ab als die Dichtkante einer  Rippe mit dreieckigem Querschnitt. Der  Hauptteil der Wärme wird bei entsprechender  Ausführung des Dichtringes auf der den  Dichtrippen abgewandten Seite durch die  Auflage des Ringes abgeführt. Diese Auflage  ist zweckmässig als ringförmige Fläche ausge  bildet und so bemessen, dass ein hinreichender  Wärmeübergänge gewährleistet ist.

   Die Auf  lagefläche am Ring kann aber auch als Aus  schnitt einer Kegelfläehe mit sehr grossem  Spitzenwinkel ausgebildet sein, so dass sie,  im Querschnitt gesehen, schwach geneigt ist  und vor dem Anziehen der Dichtung nur mit  einer kreisförmigen Schneide aufliegt.  



  Damit der Ring unter dem auf die innere  Dichtrippe wirkenden Druck genügend nach  geben kann, wird vorteilhafterweise auf der  den Dichtrippen abgewandten Seite des Rin  ges oder an dem angrenzenden abzudichten  den Teil oder an beiden Teilen ein Absatz  vorgesehen.  



  Wenn es sieh um Abdiehtungen zwischen  Zylinderhülse und Zylinderkopf eines Ver  brennungsmotors handelt und letzterer so kon  struiert ist, dass die Zylinderhülse mit einem  an ihrem obern Ende befindlichen Flansch auf  dem Kurbelgehäuse     aufliegt,    so wird mit.

   Vor  teil die     Auflagefläehe    für den Dichtungs  ring auf der Zylinderhülse so     bemessen,    dass  ihr innerer Durchmesser     deich    oder grösser  als der innere     Duehmesser\der    Auflagefläche       zwisehen    Zylinderhülse und Kurbelgehäuse,  ihr äusserer Durchmesser gleich oder kleiner  als der     äussere        Durchmesser    der Auflage  fläche     zwisehen        Zylinderhülse    und Kurbel  mehäuse ist.  



  Die     Zeiehnung    zeigt in     Fig.    1 bis 4 in ;je  einem     Teilsehnitt    vier Ausführungsbeispiele  der erfindungsgemässen Einrichtung, und  zwar nach     Fig.1    bis 3 an einer     Br        ennkraft-          maschine    mit. einem Zylinder, den     Diehtungs-          ring    im Zustand vor dem Anpressen und nach       Fig.    4 an einer     Brennkraftmasehine    mit zwei       nebeneinanderliegenden    Zylindern, die beiden  Dichtungsringe in     angepresstem    Zustand.  



  In     Fig.1    bedeuten 1 das obere Ende des  Kurbelgehäuses, 2 die Zylinderhülse, 3 den      Zylinderkopf, 4 einen metallischen     seheiben-          Förmigen    Dichtungsring mit den zwei konzen  trischen, axialen Dichtrippen 5 und 6 auf  der Oberseite. Die Rippe 5 hat dreieckigen, die  Rippe 6 trapezförmigen Querschnitt. 7 ist ein  ringförmiger Ansatz an der Zylinderhülse 2  zur Abschirmung des Dichtungsringes 4, ins  besondere der am Ring vorgesehenen innern  Rippe 6 gegen die unmittelbare Einwirkung  der im Verbrennungsraum vorhandenen hei  ssen Gase. Der Steg des Dichtungsringes 4  zwischen innerer und äusserer Dichtrippe ist  mit 8 bezeichnet.

   Mit 9 ist der Verbrennungs  raum der Brennkraftmaschine angedeutet, 10  ist eine Fläche am Zylinderkopf 3 und 11 eine  Fläche an der Zylinderbüchse 2. Gegen die  Fläche 10 legen sich die kreisförmige Dich  tungskante 12 der äussern Rippe 5 und die  ringförmige Dichtungsfläche 13 der innern  Rippe 6. Auf der gegenüberliegenden Seite  des Ringes legt sich dessen     glatte    Unterseite  15 mit ihrem äussern Randteil 14 gegen die  genannte Fläche 11. Mit ihrer Fläche 16 liegt  die Zylinderhülse 2 auf der Fläche 17 des  Kurbelgehäuses 1 auf. Die Zylinderhülse 2  hat eine ringförmige Aussparung 18, in deren  Bereich dem Ring 4 keine Auflagefläche dar  geboten wird.

   Wenn die Dichtung angezogen  wird, wird der Anpressdruek vom Kurbel  gehäuse 1 über das Flächenpaar 16/17, ferner  über das Flächenpaar 11/14 auf den Dich  tungsring 4, und über die kreisförmige Dich  tungskante 12 der äussern Dichtrippe 5 auf  den Zylinderkopf 3 übertragen. Nur ein klei  ner Teil des Druckes geht vom Zylinderkopf 3  durch die innere Dichtrippe 6 des Ringes 4  und dessen Steg in die Zylinderhülse 2 und  in das Kurbelgehäuse 1. Dabei kann genannter  Steg 8 nachgeben, weil er über der ringförmi  gen Aussparung 18 der Zylinderbüchse 2 frei  liegt. Die ringförmige Auflage des Ringes 4  ist so bemessen, dass ein hinreichender Wärme  übergang zwischen dem Flächenpaar l4/11  gewährleistet ist.  



  In Fig. 2 ist die untere Auflagefläche des  Dichtungsringes     4a    als Teil eines Kegelman  tels mit sehr grossem Spitzenwinkel ausgebil  det., so dass im Schnitt durch eine beliebige    Stelle des Dichtungsringes 4a die untere  Auflagefläche 22 schwach geneigt und     eine     ringsum laufende Auflagekante 21 bzw. eine  kreisförmige Schneide     gebildet    ist.

   Auf der       gegenüberliegenden        Seite        des          4a    sind     zwei        unmittelbar        nebeneinanderlie-          gende    äussere Dichtrippen 23 und 24 vorhan  den, welche dreieckigen Querschnitt haben.  Das Ausführungsbeispiel unterscheidet sich  von dem in     Fig.1    gezeigten dadurch, dass die  untere Auflageseite des Dichtungsringes     4a     abgesetzt und die gegenüberliegende Fläche  der Zylinderhülse     2a    eben ist.

   Infolge des Ab  satzes im Dichtungsring     4a    ist ein ringförmi  ger Raum 25 gebildet, in dessen Bereich     eine     Verformung des Ringes     4a    beim Anziehen der  Dichtung möglich ist. Beim Anziehen der  Dichtung wird die     kreisförmige    Schneide 21  in die Zylinderhülse     2cc        eingepresst,    bis die  beiden Auflageflächen ganz oder nahezu ganz       aufeinanderliegen,    wodurch die     Abdichtung     erhöht und ein guter Wärmeübergang gewähr  leistet wird.  



  Die gleiche Wirkung wird bei der Ausfüh  rung gemäss     Fig.    3 erreicht. Es ist hier an der  untern ebenen Fläche 27 des     Dichtungsringes     4b eine Dichtrippe 29 mit dreieckigem Quer  schnitt vorhanden, welche an ihrem Fuss von  zwei     ringfömigen    Rillen 30 flankiert wird.  Diese Rillen und die Dichtrippe 29 sind im  Querschnitt. so bemessen, dass die Dichtrippe  29 beim Anziehen der Dichtung bis an den  untern ringförmigen Flächenteil des Ringes  4b gedrückt werden kann und dann die Ril  len 30 ausfüllt.  



  In     Fig.    4 bedeuten 31 und 32 zwei neben  einanderliegende Zylinderbüchsen einer     Brenn-          kraftmaschine,    33 und 34 die zugehörigen  Dichtungsringe, 35 das Kurbelgehäuse, 36 den  Zylinderkopf. Die Zylinderbüchse 31 besitzt  infolge von Herstellungsunterschieden einen  etwas höheren Bund als die Zylinderbüchse  32, auch liegt die Auflagefläche der Zylinder  büchse 32 am Kurbelgehäuse 35 tiefer als die  jenige der Zylinderbüchse 31. Die äussere  Dichtrippe 41 des Dichtungsringes 33 wird  deshalb etwas mehr verformt als diejenige 42  des     Dichtungsringes    34, und der Fuss 43 der      innern Dichtrippe 44 des Ringes 33 wird,  wie aus der Abbildung ersichtlich, durch den  Anpressdruck unter entsprechend stärkerer  Durchbiegung bzw.

   Verformung des Steges  dieses Dichtungsringes etwas weiter nach un  ten gedrückt, als dies bei den entsprechenden  Teilen des Dichtungsringes 34 der Fall ist.  Dadurch werden die Höhenunterschiede der  veschiedenen Bunde und der Auflageflächen  der Zylinderbüchsen 31 und 32 ausgeglichen.  Die dabei vorhandenen Unterschiede des An  pressdruckes der beiden Dichtungsringe 33  und 34 sind verhältnismässig gering.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zum Abdichten der Trenn fuge zwischen zwei zur Aufnahme von Druck gasen bestimmten Hohlkörpern mit einem me tallischen scheibenförmigen Dichtungsring, welcher konzentrische, axiale Dichtrippen ecki gen Querschnittes Trat, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Dichtungsring auf der einen Seite sowohl innen als auch aussen eine Dichtrippe aufweist, und dass der Dichtungs ring auf der andern Seite nur aussen eine Auflage hat. UNTERANSPRÜCHE: 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Auflage (11) des Dichtungsringes auf der den Dichtrippen abgewandten Seite gegenüber der äussern Rippe als ringförmige Fläche ausgebildet ist, deren Breite so bemessen ist, dass die in den Dichtungsring eingeleitete Wärme vorwiegend durch diese ringförmige Auflagefläche abge leitet wird. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Auflagefläelhe (22) des Dichtungsringes auf der den Dicht rippen abgewandten Seite gegenüber der äussern Rippe als Ausschnitt ans einer Kegel- mantelfläelhe ausgeführt ist. 3.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring auf der den Dichtrippen abgewandten Seite als ebene Ringfläche ausgebildet ist, welche gegenüber der äussern Dichtrippe durch eine am Dichtungsring befindliche ringförmige Dichtrippe (29) dreieckigen Querschnittes unterbrochen ist, die am Fuss von Vertiefun gen (30) flankiert ist, damit beim Anzielten der Dichtung diese Rippe bis an die ringför mige Fläche gedrückt werden kann. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (4) durch einen ringförmigen Ansatz (7) am abzudichtenden Körper gegen heisse Gase ab geschirmt ist. 5.

   Einrichtung nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring mehrere unmittelbar nebeneinander angeord nete konzentrische, axiale Dichtrippen (23, 24) aufweist. 6. Einrichtung nach Patentanspruch, da- durchi gekennzeichnet, dass der Diehtungsring a.nf der den Dichtrippen abgewandten Seite einen Absatz besitzt zur Ermöglichung von Deformationswegen. 7.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass auf der den Dicht rippen des Dichtungsringes abgewandten Seite wenigstens am einen der zwecks Abdiehtens zusammenwirkenden Teile ein Absatz zur Er möglichung von Deformationswegen vorgese hen ist. B.

   Einrichtung nach Patentansprueh zum Abdichten der Fuge zwischen der Zylinder hülse und dem Zylinderkopf einer Brenn- kraftmasehine, bei welcher die Zylinderhülse auf dem Kurbelgehäuse der Maschine auf liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Durchmesser der Auflauefläehe des Dich tungsringes gleich oder grösser als der innere Durchmesser der Auflagefläche (7.1) zwischen Zylinderhülse (2) und Kurbelgehäuse (1), der äussere Durchmesser der Atiflagefläehe (11) des Dichtungsringes gleich oder kleiner als der äussere Durchmesser der Auflagefläche zwischen Zylinderhülse (\?)

   und Kurbel gehäuse ist.