CH368968A - Zylinderkopfdichtung an Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

      Zylinderkopfdichtung    an     Brennkraftmaschinen       Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung  an     Brennkraftmaschinen,    mit einem vorzugsweise  metallischen Dichtungsring. Sie besteht darin,     dass     der Dichtungsring und seine Auflageflächen am  Zylinderkopf und am Zylindergehäuse in radialer  Richtung keilförmig ausgebildet sind, wobei der den  Keil einschliessende Winkel nach der     Brennraum-          seite    hin geöffnet ist, damit die hohen Gasdrücke  unter     überwindung    der den Dichtungsring haltenden  Reibungskräfte den Dichtungsring radial nach aussen  verschieben und dadurch verklemmen,

   wobei der  durch die Auflageflächen gebildete Winkel so ge  wählt ist,     dass    nach Wegfall der hohen Gasdrücke  die durch den Winkel gegebene Zentralkomponente  der     Anpresskräfte    kleiner ist als die den Dichtungs  ring haltende     Reibungskraft.    Vorteilhaft erfährt der  Dichtungsring in einem anfänglichen Bereich eine  elastische Deformation, welche durch die Winkel  differenz zwischen dem durch die Auflageflächen  gebildeten Winkel und dem den Dichtungsring ein  schliessenden Winkel hervorgerufen wird. Die pla  stische Deformation kann aber auch durch     nünde-          stens    eine Ringnut in der Dichtungsoberfläche oder  durch eine konvexe Krümmung der Dichtungsober  fläche hervorgerufen werden.  



  Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand  anhand mehrerer Ausführungsbeispiele dargestellt.       Fig.   <B>1</B> zeigt den obern Teil einer wassergekühl  ten     Brennkraftmaschine    im Querschnitt.  



       Fig.    2 ist ein Ausschnitt von     Fig.   <B>1,</B> in gegenüber  dieser Figur grösserem Massstab.  



  In     Fig.   <B>3</B> sind verschiedene, auf den Dichtungs  ring wirkende Kräfte veranschaulicht.  



       Fig.    4 stellt anhand einer Kurve die     Verspann-          kräfte    in     bezug    auf die axiale Deformation dar.  



  Die     Fig.   <B>5-7</B> zeigen Dichtungsarten in     gegen-          Uber        Fig.    2 erweiterter Ausführung.    Die     Fig.   <B>8-12</B> veranschaulichen Ausführungsbei  spiele der Dichtung mit     verscluedenen    Auflage  flächen.  



  In     Fig.   <B>1</B> ist die Anordnung des Dichtungsrings<B>1</B>  an einer wassergekühlten     Breimkraftmaschine    dar  gestellt. Die     Zylinderkopf-Gehäuse-Dichtungsringe    2  und der     Zylinderkopf-Dichtungsring   <B>1</B> sind getrennt  ausgeführt. Die im Gehäuse 4 eingesetzte Büchse  <B>5</B> weist die Zylinderbohrung<B>3</B> auf. Der Zylinder  kopf ist mit<B>6</B> und die     wasserdurchspülten    Hohlräume  der Maschine sind mit<B>7</B> bezeichnet.  



  Der Dichtungsring<B>1</B> ist in radialer Richtung  keilförmig ausgebildet, wobei der den Keil einschlie  ssende Winkel     fl        (Fig.    2) nach der Seite der Zylin  derbohrung<B>3</B> hin geöffnet ist. Die hohen Gasdrücke  <B>10</B> in der Bohrung<B>3</B> verschieben im Falle der     über-          windung    der den Dichtungsring<B>1</B> haltenden Rich  tungskräfte<B>11</B> den Dichtungsring<B>1</B> und verklem  men ihn dadurch.

   Der Winkel     fl    ist dabei so ge  wählt,     dass    nach Wegfall der hohen Gasdrücke<B>10</B>  die durch diesen Winkel gegebene Zentralkompo  nente 12     (Fig.   <B>3)</B> der     Anpresskräfte   <B>13</B> und 14 kleiner  ist als die den Dichtungsring<B>1</B> haltende Reibungs  kraft<B>15.</B> Diese Dichtung ermöglicht also,     dass    der  Zylinderkopf<B>6</B>     (Fig.   <B>1)</B> ohne grosse Rücksicht auf  die     Anpresskraft    der     Zylinderdichtfläche    auf die  Dichtungsringe 2 festgezogen wird, wonach der Dich  tungsring<B>1</B> seine Pressung durch den Gasdruck in  der Zylinderbohrung<B>3</B> selbst erhält.

   Damit unmittel  bar nach der Montage und vor Inbetriebnahme der       Brennkraftmaschine    kein Kühlwasser in die Zylin  derbohrung<B>3</B> gelangt, erfährt der Dichtungsring in  einem anfänglichen Bereich eine plastische Defor  mation.  



  In     Fig.    4 ist das Verhältnis der     Verspannkräfte     bezogen auf die axiale Deformation (Ordinate<B>16</B>  zur Abszisse<B>17)</B> durch die Kurve<B>18</B> dargestellt. Im      plastischen Bereich<B>19</B> erfordert, wie ersichtlich, die  Deformation nur sehr geringe     Verspannkräfte    und  gewährleistet dadurch auch bei sehr grossen Ver  setzungen der Dichtflächen bis zur Inbetriebnahme  der     Brennkraftmaschine    eine einwandfreie Dichtung  gegen Wassereintritt in die Bohrung<B>3,</B> wonach der  Dichtungsring<B>1</B> dann durch die hohen Zylinder  drücke die zu seiner Abdichtung erforderlichen Pres  sung selbst erhält.  



  Die     Fig.   <B>5-7</B> zeigen Dichtungen mit anfänglichem  Bereich, in welchem der Ring eine plastische Defor  mation erfährt. In     Fig.   <B>5</B> wird dieser Bereich  durch die kleine Differenz zwischen dem Winkel a  und dem Winkel     fl    hervorgerufen. Die     Fig.   <B>6</B> und<B>7</B>  weisen einen solchen Bereich auf, welcher durch die  Nuten 20     bzw.    die konvexe Krümmung 21 hervor  gerufen wird.  



       Fig.   <B>8</B> zeigt eine Ausführung, bei welcher die       Sährägfläche    22 im Zylinderkopf<B>6,</B> und     Fig.   <B>9</B> eine  solche, bei welcher     die    Schrägflächen<B>23,</B> 24<B>im</B>  Zylinderkopf<B>6</B> und in der     Zylinderbüchse   <B>5</B> vor  handen sind.  



       Fig.   <B>10</B> stellt eine Ausführung dar, bei welcher  sich die Keilpartie<B>25</B> des Dichtungsrings<B>1</B> nur über  einen Teil der     untem    Auflagefläche<B>26</B> erstreckt.  Nach     Fig.   <B>11</B> wird die Keilfläche<B>27</B> durch den Zu  satzring<B>28</B> gebildet, der an seinem äussern Umfang  <B>29</B> durch den Rand<B>30</B> der Büchse<B>5</B> radial abge  stützt ist.     Fig.    12 zeigt eine Ausführung, bei der  die Keilfläche<B>31</B> unterbrochen und in mehrere kleine  Schrägflächen<B>32</B> aufgeteilt ist.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Zylinderkopfdichtung an Brennkraftmaschinen, mit einem Dichtungsring, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring und seine Auftageflächen am Zylinderkopf und am Zylindergehäuse in radialer Richtung keilförmig ausgebildet sind, wobei der den Keil einschliessende Winkel nach der Brenn- raumseite hin geöffnet ist, damit die hohen Gas drücke unter überwindung der den Dichtungsring haltenden Reibungskräfte den Dichtungsring radial nach aussen verschieben und dadurch verklemmen, wobei der durch die Auflageflächen gebildete Winkel so gewählt ist,

   dass nach Wegfall der hohen Gas drücke die durch den Winkel gegebene Zentralkom- ponente der Anpresskräfte kleiner ist als die den Dichtungsring haltende Reibungskraft. UNTERANSPRüCHE <B>1.</B> Zylinderkopfdichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring in einem anfänglichen Bereich eine plastische Defor mation erfährt, welche durch die Winkeldifferenz zwischen dem durch die Auflageflächen gebildeten Winkel und dem den Dichtungsring einschliessenden Winkel hervorgerufen wird. 2.

   Zylinderkopfdichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring in einem anfänglichen Bereich eine plastische Defor mation erfährt, welche durch mindestens eine Ring- mit in der Dichtungsoberfläche hervorgerufen wird. <B>3.</B> Zylinderkopfdichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring in einem anfänglichen Bereich eine plastische Defor mation erfährt, welche durch eine konvexe Krüm mung der Dichtungsoberfläche hervorgerufen wird. 4.

   Zylinderkopfdichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche der unter einem Winkel zueinander verlaufenden Auf lageflächen am Zylinderkopfboden vorgesehen ist. <B>5.</B> Zylinderkopfdichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche der unter einem Winkel zueinander verlaufenden Auf lageflächen an der Stirnfläche der Zylinderbüchse vorgesehen ist.

   <B>6.</B> Zylinderkopfdichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägflächen der unter einem Winkel zueinander verlaufenden Auf lageflächen am Zylinderkopfboden und an der Stim- fläche der Zylinderbüchse vorgesehen sind. <B>7.</B> Zylinderkopfdichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Keilpartie des Dichtungsringes nur über einen Teil der Auflage flächen erstreckt. <B>8.</B> Zylinderkopfdichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring sich auf einen an seinem Umfang radial gehaltenen Zu satzring mit Schrägfläche abstützt.

   <B>9.</B> Zylinderkopfdichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche unter brochen und in mindestens zwei Teilflächen aufge teilt ist.