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Die Erfindung betrifft eine Heißgasverbindung umfassend einen in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine verlaufenden und zu einer Abgasaustrittsöffnung des Zylinderkopfes führenden Abgaskanal, mindestens einen Zylinderkopfanschluss einer mit dem mindestens einen Abgaskanal verbundenen Abgasleitung und eine zwischen dem Zylinderkopfanschluss und dem Zylinderkopf wirksame Dichtung.
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Derartige Heißgasverbindungen sind beispielsweise aus der
DE 100 16 390 B4 bekannt.
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Bei diesen besteht das Problem, dass diese einerseits relativ aufwändig herzustellen sind und andererseits die vorgesehene radiale Abdichtung zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderkopfanschluss einerseits Montageprobleme und andererseits Dichtigkeitsprobleme zur Folge hat.
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Insbesondere haben derartige Abgassysteme mehrere nebeneinander liegende Abgasleitungen. Bei Erhitzung dehnen sich die Abgasleitungen stärker als der Zylinderkopf aus und, die in Taschen des Zylinderkopfes eingesteckten Enden der Abgasleitungen wandern seitlich und überpressen die Dichtungen lateral. Auf der gegenüberliegenden Seite der Überpressung bilden sich Spalten die zu Leckagen führen können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Heißgasverbindung der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, dass diese einfach herstellbar und montierbar ist und andererseits eine dauerhafte Abdichtung zwischen dem Zylinderkopfanschluss und dem Zylinderkopf gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird bei einer Heißgasverbindung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dichtung außerhalb des zur Abgasaustrittsöffnung führenden Abgaskanals in einer um die Abgasaustrittsöffnung herum verlaufenden Dichtungsaufnahme angeordnet ist, welche in dem Zylinderkopf oder dem Zylinderkopfanschluss angeordnet ist, und dass die Dichtung einerseits in der Dichtungsaufnahme dicht abschließend sitzt und andererseits mit einer Stirnfläche an dem Zylinderkopfanschluss bzw. dem Zylinderkopf anliegt.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass durch das Anordnen der Dichtung in einer außerhalb des Abgaskanals liegenden Dichtungsaufnahme die Dichtung in einfacher Weise vor heißem Abgas geschützt werden kann und andererseits die Abdichtung zwischen dem Zylinderkopfanschluss und dem Zylinderkopf dadurch vereinfacht ist, dass die Dichtung einerseits dicht abschließend in der Dichtungsaufnahme eines Bauteils sitzt und andererseits mit einer Stirnfläche an dem jeweils anderen Bauteil anliegt und somit insbesondere bezogen auf eine Mittelachse der Abgasaustrittsöffnung axial wirksam ist.
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Eine derartige axial mit ihrer Stirnfläche abdichtend wirkende Dichtung ist einfach montierbar und ermöglicht eine dauerhaft zuverlässige Abdichtung zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderkopfanschluss.
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Hinsichtlich der Ausbildung der Dichtungsaufnahme wurden keine spezifischen Angaben gemacht.
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So ist insbesondere vorgesehen, dass die Dichtungsaufnahme die Dichtung radial einschließt, das heißt, dass die Dichtung in der Dichtungsaufnahme sowohl radial innenliegend als auch radial außenliegend eingeschlossen sitzt und somit zur Abdichtung keinerlei radiale Deformationen ausführen muss.
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Insbesondere ist dabei die Dichtungsaufnahme so ausgebildet, dass diese eine von einer Dichtungsaufnahmeöffnung ausgehende radial innenliegende Aufnahmewand und eine von der Dichtungsaufnahmeöffnung ausgehende radial außenliegende Aufnahmewand sowie einen sich zwischen der radial innenliegenden Aufnahmewand und der radial außenliegenden Aufnahmewand erstreckenden und der Dichtungsaufnahmeöffnung gegenüberliegend angeordneten Aufnahmeboden umfasst.
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Dabei können die radial innenliegende Aufnahmewand und die radial außenliegende Aufnahmewand zylindrisch verlaufen oder einen spitzen Winkel miteinander einschließen, wobei dann mindestens eine der Aufnahmewände eine konische Form hat und die andere Wandfläche eine zylindrische oder konische Form hat.
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Eine derart ausgebildete Dichtungsaufnahme hat den Vorteil, dass einerseits die Dichtung sicher aufgenommen werden kann und andererseits radial eingeschlossen sitzt, so dass in einfacher und zuverlässiger Weise mit der Dichtung eine axiale Dichtungsfunktion, nämlich eine Abdichtung mit einer über die Dichtungsaufnahme überstehenden Stirnseite, realisierbar ist.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die radial innenliegende Aufnahmewand radial beabstandet von der Abgasaustrittsöffnung angeordnet ist.
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Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Leitungsende der Abgasleitung radial außerhalb der Abgasaustrittsöffnung liegt, so dass auch bei thermischen Ausdehnungen sichergestellt ist, dass die Abgasaustrittsöffnung stets innerhalb des Leitungsendes der Abgasleitung und somit innerhalb eines Innenquerschnitts der Abgasleitung liegt.
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Hinsichtlich der Position des Leitungsendes der Abgasleitung wurden dabei keine näheren Angaben gemacht. So ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Leitungsende der Abgasleitung mit einer Stirnseite einer die Abgasaustrittsöffnung umschließenden oder umgebenden Abgasaustrittsumfassungsfläche zugewandt angeordnet ist.
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Dabei verläuft insbesondere die Abgasaustrittsumfassungsfläche quer zu einer Mittelachse der Austrittsöffnung.
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Um ein Hindurchtreten von Abgas zwischen dem Leitungsende der Abgasleitung und der Abgasaustrittsumfassungsfläche möglichst weitgehend zu reduzieren, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Leitungsende auf der Abgasaustrittsumfassungsfläche aufsitzend angeordnet ist.
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Alternativ dazu ist vorgesehen, dass das Leitungsende sich durch die Abgasaustrittsöffnung in den Abgaskanal hinein erstreckt und im Abstand oder aufliegend auf einer Stufenfläche im Abgaskanal angeordnet ist, das heißt, dass sich das Leitungsende noch in den Abgaskanal hinein bis zu einer in diesem vorgesehenen Stufenfläche erstreckt.
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Hinsichtlich der Anordnung der Dichtungsaufnahme wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
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So sieht eine Lösung vor, dass die Dichtungsaufnahme im Zylinderkopf angeordnet ist, wobei sich die Dichtungsaufnahme insbesondere ausgehend von einer Zylinderkopfoberseite in den Zylinderkopf hineinerstreckt.
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Insbesondere kann die Abgasaustrittsumfassungsfläche an der Zylinderkopfoberseite angeordnet sein, so dass in diesem Fall sich die Dichtungsaufnahme ausgehend von der Abgasaustrittsumfassungsfläche in den Zylinderkopf hineinerstreckt.
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Im Fall der Anordnung der Dichtungsaufnahme in dem Zylinderkopf ist dann zweckmäßigerweise die Dichtungsaufnahme auf Seiten ihrer Dichtungsaufnahmeöffnung von einem mit dem Zylinderkopf verbindbaren Flansch des Zylinderkopfanschlusses überdeckt, wobei die in der Dichtungsaufnahme sitzende Dichtung dann an dem Flansch abdichtend anliegt.
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Alternativ zum Vorsehen der Dichtungsaufnahme in dem Zylinderkopf ist vorgesehen, dass die Dichtungsaufnahme in dem Zylinderkopfanschluss der Abgasleitung angeordnet ist.
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Grundsätzlich kann dabei der Zylinderkopfanschluss zur Ausbildung der Dichtungsaufnahme in unterschiedlicher Weise geformt sein.
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Beispielsweise kann der Zylinderkopfanschluss mit einem Flansch versehen sein, in welchem die Dichtungsaufnahme angeordnet ist.
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Eine kostengünstige Alternative sieht vor, dass die Dichtungsaufnahme durch einen mit der Abgasleitung zusammenwirkenden Ringkörper gebildet ist.
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Insbesondere ist es in diesem Fall möglich, die Dichtungsaufnahme dadurch zu bilden, dass der Ringkörper und die Abgasleitung miteinander verbunden sind und zusammen die Dichtungsaufnahme bilden.
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Beispielsweise ist hierbei die radial innenliegende Aufnahmewand der Dichtungsaufnahme von einem Teilbereich der Abgasleitung gebildet.
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Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die radial außenliegende Aufnahmewand der Dichtungsaufnahme von dem Ringkörper gebildet ist.
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Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Aufnahmeboden der Dichtungsaufnahme durch den Ringkörper gebildet ist.
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Um in diesem Fall den Zylinderkopfanschluss mit dem Zylinderkopf verbinden zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass an dem Ringkörper ein sich radial von dem Ringkörper weg erstreckender Flansch vorgesehen ist.
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Hinsichtlich der Ausbildung des Ringkörpers wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
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Beispielsweise kann der Ringkörper als Flanschkörper ausgebildet sein, in den die Dichtungsaufnahme eingeformt ist.
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So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass der Ringkörper durch ein mit der Abgasleitung verbundenes Blechteil gebildet ist.
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Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Ringkörper und der Flansch durch ein einstückiges Blechteil gebildet sind.
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Hierbei ist es besonders günstig wenn der Ringkörper und der Flansch leichter deformierbar sind als der Zylinderkopf, so dass sich beim Verbinden des Zylinderkopfanschlusses der Abgasleitung mit dem Zylinderkopf der Zylinderkopfanschluss an die Geometrie und Form des Zylinderkopfes anpasst und somit der Zylinderkopfanschluss nicht zu diesen beeinträchtigenden Spannungen im Zylinderkopf führt.
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Insbesondere ist dies auch vorteilhaft bei einer Erwärmung des Zylinderkopfanschlusses im Betrieb der Heißgasverbindung, so dass auch bei Erwärmung des Zylinderkopfanschlusses durch die Abgasleitung ebenfalls im Zylinderkopf keine diesen beeinträchtigenden Spannungen entstehen.
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Insbesondere ist die Eigensteifigkeit des Zylinderkopfanschlusses in einem derartigen Fall mindestens um einen Faktor 5, noch besser mindestens um einen Faktor 10, geringer als die Eigensteifigkeit des Zylinderkopfes.
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Um bei der Ausbildung des Ringkörpers und des Flansches als Blechteil den Flansch fest mit dem Zylinderkopf verbinden zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Flansch mittels einer Flanschverstärkung zwischen dieser und dem Zylinderkopf eingeklemmt ist, so dass die Flanschverstärkung und der Zylinderkopf zusammen den Flansch des Zylinderkopfanschlusses trotz seiner geringen Eigensteifigkeit fest am Zylinderkopf fixieren.
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Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Flanschverstärkung radial außerhalb des Ringkörpers verläuft.
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Hinsichtlich der Ausbildung der Dichtung wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
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Prinzipiell könnte die Dichtung eine deformierbare Metall- und/oder Elastomerdichtung sein.
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Um sicherzustellen, dass die Dichtung den hohen Temperaturen des Abgases dauerhaft Stand hält und wirksam abdichtet, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Dichtung eine Volumendichtung ist.
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Als Material für eine derartige Volumendichtung bietet sich an, dass diese Graphit und/ oder Glimmer umfasst.
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Dabei könnten auch Graphit und Glimmer gleichzeitig die Volumendichtung bilden.
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Vorzugsweise liegt dabei der Graphit und/oder der Glimmer jeweils als Graphitfolie bzw. Glimmerfolie vor, da derartige Folien einem vorteilhaften stabilen Aufbau der Volumendichtung ermöglichen.
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Beispielsweise ist dabei vorgesehen, dass die Volumendichtung eine Flechtpackung aus Graphitfolie umfasst.
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Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Volumendichtung als Dichtring aus Metallfolie und Graphitfolie und/oder Glimmerfolie gebildet ist.
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Eine derartige Volumendichtung hat den Vorteil, dass diese neben der Temperaturbeständigkeit eine hohe Eigensteifigkeit aufweist und somit über lange Zeit die Dichtwirkung aufrechterhält.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Motorblocks mit Zylinderkopf und Abgassystem einer Brennkraftmaschine;
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2 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heißgasverbindung vor einem Zusammenbau;
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3 einen Querschnitt entsprechend 2 nach dem Zusammenbau;
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4 einen Querschnitt entsprechend 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Heißgasverbindung vor dem Zusammenbau;
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5 einen Querschnitt entsprechend 3 des zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Heißgasverbindung nach dem Zusammenbau;
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6 einen Querschnitt ähnlich 3 eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Heißgasverbindung nach dem Zusammenbau;
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7 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung und
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8 einen Querschnitt ähnlich 7 durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung.
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Eine in 1 schematisch dargestellte Brennkraftmaschine umfasst einen Motorblock 10, auf welchem beispielsweise zwei Zylinderköpfe 12a und 12b angeordnet sind, die ihrerseits durch eine insgesamt mit 20 bezeichnete Heißgasverbindung mit jeweils einem Abgassystem 14a bzw. 14b verbunden sind, wobei jedes der Abgassysteme 14 jeweils zu jedem Zylinder führende Abgasleitungen 16 aufweist, die mit ihren Zylinderkopfanschlüssen 18 mit einer zeichnerisch in 1 nicht dargestellten, jedoch beispielsweise in 2 und 3 dargestellten Abgasaustrittsöffnung 22 im jeweiligen Zylinderkopf 12 verbunden sind, wobei im jeweiligen Zylinderkopf 12 ein Abgaskanal 24 zu der Abgasaustrittsöffnung 22 führt.
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Wie beispielsweise in 2 und 3 dargestellt, ist die jeweilige Abgasleitung 16, die zu dem entsprechenden Abgaskanal 24 führt, an ihrem Zylinderkopfanschluss 18 mit einem als Ganzes mit 26 bezeichneten Montageflansch versehen, welcher Durchbrüche 28 aufweist, durch welche bei der Montage der Abgasleitung 16 ein Gewindebolzen 32 hindurchgreift, der seinerseits in dem Zylinderkopf 12 verankert ist, wobei auf den Gewindebolzen 32 eine Mutter 34 aufschraubbar ist, um den Montageflansch 26 an einer Zylinderkopfoberfläche 36 des Zylinderkopfes 12 anzulegen und gegen diese zu pressen.
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Zur Abdichtung zwischen dem Zylinderkopf 12 und dem Montageflansch 26 ist, wie in 2 und 3 dargestellt, in dem Zylinderkopf 12 eine die Abgasaustrittsöffnung 22 umschließende Dichtungsaufnahme 42 vorgesehen, welche eine in der Zylinderkopfoberfläche 36 liegende Dichtungsaufnahmeöffnung 44 umfasst, von welcher ausgehend sich eine bezogen auf eine senkrecht zur Abgasaustrittsöffnung verlaufenden Mittelachse 50 der Abgasaustrittsöffnung 22 radial innenliegende Aufnahmewand 46 sowie eine radial außenliegende Aufnahmewand 48 sich bis zu einem Aufnahmeboden 52 der Dichtungsaufnahme 42 erstrecken.
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Dabei liegt die Dichtungsaufnahme 42 bei dem ersten, in 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, mit der Dichtungsaufnahmeöffnung 44 in einer die Abgasaustrittsöffnung 22 umfassenden Abgasaustrittsumfassungsfläche 54, welche bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Zylinderkopfoberfläche 36 zusammenfällt und sich bezogen auf die Mittelachse 50 radial zur Abgasaustrittsöffnung 22 erstreckt.
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In diese Dichtungsaufnahme 42 ist eine als Ganzes mit 62 bezeichnete Dichtung einsetzbar, wobei die Dichtung 62 insbesondere dem Verlauf der Dichtungsaufnahme 42 angepasst ist und beispielsweise als Ringdichtung oder Ovaldichtung ausgebildet ist und geschlossen um die Abgasaustrittsöffnung 22 umlaufend in der ebenfalls geschlossen um die Abgasaustrittsöffnung 22 umlaufenden Dichtungsaufnahme 42 liegt. Dabei ist die Dichtung 62 durch die Dichtungsaufnahme zwischen der radial innenliegenden Aufnahmewand 46 und der radial außenliegenden Aufnahmewand 48 radial eingeschlossen.
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Im noch nicht zusammengebauten Zustand wird die Dichtung 62 in die Dichtungsaufnahme 42 eingesetzt und liegt mit einer Stirnseite 64 auf dem Aufnahmeboden 52 auf, wie in 3 dargestellt, dabei steht die Dichtung 62 vor der Endmontage des Montageflansches 26 über die Abgasaustrittsumfassungsfläche 54 und über die Zylinderkopfoberfläche 36 über. Ein Aufsetzen des Flansches 26 führt dazu, dass dieser eine der Stirnseite 64 gegenüberliegende Stirnseite 66 der Dichtung 62 mit einer die Abgasleitung 16 umschließenden Dichtfläche 68 beaufschlagt, und somit die Dichtung 62 in der Dichtungsaufnahme 42 in einer axialen Richtung 72 verpresst und beaufschlagt, so dass eine axiale Abdichtung zwischen dem Flansch 26 und dem Zylinderkopf 12 entsteht.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung verläuft insbesondere die axiale Richtung 72 parallel zur Mittelachse 50 und senkrecht zu einer Ebene E1, in welcher die Zylinderkopfoberfläche 36 und die Abgasaustrittsöffnung 22 sowie die Abgasaustrittsumfassungsfläche 54 liegen und senkrecht zu einer Ebene E2, in welcher im zusammengebauten Zustand die Dichtfläche 68 liegt, die zur Herstellung der axialen Abdichtung zwischen dem Zylinderkopf 12 und dem Flansch 26 mittels der Dichtung 62 an der Stirnseite 66 anliegt und diese somit mit der Stirnseite 64 gegen den Aufnahmeboden 52 der Dichtungsaufnahme 42 presst.
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Insbesondere verläuft bei dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heißgasverbindung die Dichtungsaufnahme 42 bezogen auf die Mittelachse 50 in radialem Abstand von der Abgasaustrittsöffnung 22, so dass die die Stirnseite 66 der Dichtung 62 beaufschlagende Dichtfläche 68 beiderseits der Dichtungsaufnahme 42 auf der Abgasaustrittsumfassungsfläche 54 anliegt und somit die Dichtung 62 gegen unmittelbaren Kontakt mit den Abgaskanal 24 durchströmenden und durch die Abgasaustrittsöffnung 22 austretenden und in die Abgasleitung 16 eintretendem heißem Abgas schützt, insbesondere gegen eine unmittelbare Anströmung der Dichtung 62 schützt.
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Ferner ist vorzugsweise der Zylinderkopfanschluss 18 der Abgasleitung 16 so dimensioniert, dass ein Leitungsende 74 der Abgasleitung 16 im montierten Zustand, dargestellt in 3, auf der Abgasaustrittsumfassungsfläche 54 des Zylinderkopfes 12 anliegt und somit außerhalb der Abgasaustrittsöffnung 22 und um diese herum verläuft.
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Insbesondere ist eine Innenquerschnittsfläche IQ der Abgasleitung 16 im Bereich des Zylinderkopfanschlusses 18 größer ist als eine Querschnittsfläche QA der Abgasaustrittsöffnung 22, so dass in allen radialen Richtungen zur Mittelachse 50 der Abgasaustrittsöffnung 22 die Innenquerschnittsfläche IQ der Abgasleitung 16 am Zylinderkopfanschluss 18 sich über die Querschnittsfläche QA der Abgasaustrittsöffnung 22 radial hinaus erstreckt.
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Andererseits ist die Innenquerschnittsfläche IQ der Abgasleitung 16 am Zylinderkopfanschlussende 18 so dimensioniert, dass diese nicht bis zur radial innenliegenden Aufnahmewand 46 der Dichtungsaufnahme 42 reicht, sondern dass die Dichtungsaufnahme 42 im Bereich ihrer Dichtungsaufnahmeöffnung 44 vollständig durch die Dichtfläche 68 des Montageflansches 26 abgedeckt ist, um die Dichtung 62 vor direktem Kontakt mit dem heißen Abgas zu schützen.
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Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heißgasverbindung 20', dargestellt in 4 und 5, weist die Abgasleitung 16 an dem Zylinderkopfanschluss 18 eine Endhülse 76 auf, welche das Leitungsende 74' bildet. Ferner ist mit der Endhülse 76 ein Ringkörper 82 verbunden, welcher zusammen mit der Endhülse 76 die Dichtungsaufnahme 42' bildet, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
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Der Ringkörper 82 geht an seiner der Endhülse 76 radial abgewandten Seite in einen Flansch 84 über, der um die Dichtungsaufnahme 42' radial außenliegend verläuft.
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Beispielsweise wird der Ringkörper 82 gebildet durch einen ersten Zylinderbereich 92, welcher an einer Mantelfläche 94 der Endhülse 76 anliegt und fest mit dieser, beispielsweise durch Schweißen, verbunden ist.
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Ausgehend von dem ersten Zylinderbereich 92 erstreckt sich ein Ringbereich 96 des Ringkörpers 82 bezogen auf den Zylinderbereich 92 radial nach außen bis zu einem zweiten Zylinderbereich 98, welcher wieder parallel zur Endhülse 76, jedoch im Abstand von dieser verläuft.
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An den zweiten Zylinderbereich 98 schließt sich dann der Flansch 84 an, welcher ausgehend von dem zweiten Zylinderbereich 98 radial außerhalb desselben verläuft.
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Der Ringkörper 82 ist bei Berücksichtigung des Zylinderbereichs 92, des Ringbereichs 96 und des Zylinderbereichs 98, wie in 4 und 5 dargestellt, im Querschnitt stufenförmig geformt und bildet zusammen mit der Endhülse 76 die die Endhülse 76 umschließende Dichtungsaufnahme 42', deren radial innenliegende Aufnahmewand 46' durch einen Teilbereich 102 der Außenmantelfläche 94 der Endhülse 76 gebildet ist, deren radial außenliegende Aufnahmewand 48' durch eine der Endhülse 76 zugewandte Wand des Zylinderbereichs 98 gebildet ist und deren Aufnahmeboden 52' durch eine von dem Ringbereich 96 gebildete und dem Zylinderkopf 12 zugewandte Wand des Ringbereichs 96 gebildet ist, wobei die Dichtungsaufnahmeöffnung 44 in der durch den Flansch 84 vorgegebenen Ebene E2 liegt.
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Somit liegt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heißgasverbindung 20' die Dichtungsaufnahme 42' nicht mehr im Zylinderkopf 12 sondern an dem Zylinderkopfanschluss 18' der Abgasleitung 16, so dass die Dichtung 62 in dieser Dichtungsaufnahme 42' am Zylinderkopfanschluss 18 angeordnet ist, wobei die Dichtung 62 mit ihrer Stirnseite 66 an dem Aufnahmeboden 52' der Dichtungsaufnahme 42' anliegt und mit der Stirnseite 64 über die Dichtungsaufnahmeöffnung 44 in Richtung des Zylinderkopfes 12 übersteht.
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Wird die Abgasleitung 16 mit dem Zylinderkopfanschluss 18 auf den Zylinderkopf 12 aufgesetzt, wie in 5 dargestellt, so liegt die Dichtung 62 an einer von der Abgasaustrittsumfassungsfläche 54 gebildeten Dichtungsfläche 104 an der Zylinderkopfoberseite 38 an, wobei die Dichtungsfläche 104 im einfachsten Fall mit der Zylinderkopfoberfläche 36 zusammenfällt und in der Ebene E1 liegt.
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Heißgasverbindung erstreckt sich ferner die Endhülse 76 in Richtung des Zylinderkopfs 12 über die Ebene E2 und somit über eine in der Ebene E2 liegende Montageflanschfläche 106 in Richtung des Zylinderkopfes 12 hinaus und bildet einen Hülsenansatz 112, welcher im montierten Zustand der Abgasleitung 16 mit dem Zylinderkopfanschluss 18 in eine Stufennut 114 im Abgaskanal 24 des Zylinderkopfes 12 hineingreift, welche sich an die Abgasaustrittsöffnung 22' in der Zylinderkopfoberfläche 36 anschließt und dazu dient, den Hülsenansatz 112 aufzunehmen, so dass sich der Hülsenansatz 112 in der axialen Richtung 72 über die Dichtung 62 hinaus erstrecken kann und durch das Eingreifen in die Stufennut 114, die bezogen auf die Mittelachse 50 radial innenliegend zur Abgasaustrittsöffnung 22' angeordnet ist, die Dichtung 62 vor einem Anströmen durch das im Abgaskanal 24 geführte heiße Abgas schützt.
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Hierzu ist es nicht zwingend notwendig, dass der Hülsenansatz 112, der das Leitungsende 74' bildet, auf einer Stufenfläche 116 der Stufennut 114, die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Heißgasverbindung in dem Abgaskanal 24 liegt, aufsitzt, sondern es ist ausreichend, wenn der Hülsenansatz 112 mit dem Leitungsende 74' im Abstand von der Abgasaustrittsumfassungsfläche 54 angeordnet ist, so dass sich der Hülsenansatz 112 ausreichend weit über die Dichtungsaufnahmeöffnung 44' hinaus in die Stufennut 114 hineinerstreckt.
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Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Heißgassystems wird somit durch die Dichtung 62 eine axiale Abdichtung dadurch geschaffen, dass die Dichtung 62 mit der Stirnfläche 64 auf der Dichtfläche 104 des Zylinderkopfes 12 aufliegt und dass die Dichtung 62 mit der Stirnfläche 66 an dem Aufnahmeboden 52' der Dichtungsaufnahme 42' anliegt.
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heißgasverbindung ist vorteilhafterweise der Ringkörper 82 mit dem Flansch 84 aus einem Blechmaterial gebildet, welches sich aufgrund seiner Biegbarkeit oder seiner geringen Eigensteifigkeit an den Zylinderkopf 12 anpassen kann, so dass dadurch eine einfache Herstellung des Ringkörpers 82 mit dem Flansch 84 möglich ist, die zudem noch den Vorteil hat, dass sich der Ringkörper 82 und der Flansch 84 an die von dem Zylinderkopf 12 mit der Zylinderkopfoberfläche 36 vorgegebene Geometrie anpassen kann.
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Diese Ausbildung des Ringkörpers 82 mit dem Flansch 84 lässt keine Fixierung des Flansches 84 mit den Gewindebolzen 32 durch unmittelbare Beaufschlagung des Flansches 84 mittels der Mutter 34 relativ zur Zylinderkopfoberfläche 36 zu.
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Aus diesem Grund ist auf einer dem Zylinderkopf 12 abgewandten Seite des Flansches 84 eine den Ringkörper 82 umgebende Flanschverstärkung 122 vorgesehen, die eine ausreichend große Eigensteifigkeit hat, um den Flansch 84 im Wesentlichen vollflächig an der Zylinderkopfoberfläche 36 anzulegen und somit für eine ausreichend präzise axiale Positionierung der Dichtung 62 relativ zum Zylinderkopf 12, insbesondere der Dichtfläche 104 des Zylinderkopfes 12, zu sorgen.
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Bei einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heißgasverbindung, dargestellt in 6, ist der Zylinderkopf 12 in gleicher Weise ausgebildet wie beim ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die diesbezüglichen Ausführungen vollinhaltlich Bezug genommen werden kann.
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Ferner ist der Zylinderkopfanschluss 18 der Abgasleitung 16 mit dem Ringkörper 82 versehen, wie er im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, wobei der Zylinderbereich 82 des Ringkörpers 82 unmittelbar an einer Außenfläche 132 eines die Abgasleitung 16 bildenden Rohres 134 anliegt und mit dem Rohr 134 verbunden ist.
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Das Rohr 134 erstreckt sich dabei bis zu dem Leitungsende 74" der Abgasleitung 16, welches bei dem dritten Ausführungsbeispiel auf der Abgasaustrittsumfassungsfläche 54 aufsitzt, welche die Abgasaustrittsöffnung 22 radial außenliegend umgibt.
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Ferner ist die Dichtungsaufnahme 42" einerseits gebildet durch einen Teilbereich 136 die Außenfläche 132 des Rohrs 134 wobei der Teilbereich 136 die radial innenliegende Aufnahmewand 46" der Dichtungsaufnahme bildet.
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Die radial außenliegende Wand 48" wird wie beim zweiten Ausführungsbeispiel durch den zweiten zylindrischen Bereich 98 gebildet, während der Aufnahmeboden 52" durch den Ringbereich 96 gebildet wird.
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In diesem Fall liegen somit die Montageflanschfläche 106 sowie die Dichtungsaufnahmeöffnung 44" sowie das Leitungsende 74" in der Ebene E2.
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Bei dem dritten Ausführungsbeispiel bildet somit die Abgasaustrittsumfassungsfläche 54 nicht nur eine Anlagefläche für das Leitungsende 74" sondern gleichzeitig die Dichtfläche 104, an welcher die Dichtung 62 mit ihrer Stirnseite 66 anliegt, um eine axiale Abdichtung zwischen dem Zylinderkopfanschluss 18 und dem Zylinderkopf 12 herzustellen.
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Ferner sind der Ringkörper 82 und der Flansch 84 in gleicher Weise biegbar wie im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben, so dass sich Zylinderkopf 12 mit der Zylinderkopfoberfläche 36 anpassen, wobei zur flächigen Anlage des Flansches 84 in gleicher Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel die Flanschverstärkung 122 vorgesehen ist.
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Hinsichtlich der Ausbildung der Dichtung 62 wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels keine näheren Angaben gemacht.
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So ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Dichtung 62 als Graphit aufweisende Dichtung ausgeführt ist, da eine derartige Dichtung in der Lage ist, hohen Temperaturen über lange Zeit Stand zu halten.
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Beispielsweise ist bei einer ersten Ausführungsform die Dichtung 62 aus einer Flechtpackung 140 aus Graphitfolie hergestellt, wobei die Flechtpackung 140 entweder als mehrfach diagonal geflochtene Flechtpackung aus Graphitfolie, beispielsweise als zweifach oder dreifach diagonal geflochtene Flechtpackung aus Graphitfolie hergestellt werden kann.
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Eine derartige Flechtpackung aus Graphitfolie ist einerseits im Ausgangszustand äußerst weich und kann daher sehr leicht in eine gewünschte Form gepresst werden.
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Wird eine derartige Flechtpackung 140 allerdings verpresst, wird aus einer derartigen Flechtpackung 140 ein massiver gepresster Ring, wobei sich eine eine gute Querschnittsstabilität aufweisende dichte Flechtstruktur beim Verpressen bildet.
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Eine derartige Flechtpackung 140 wird beispielsweise, wie in 7 dargestellt, als Meterware derart abgeschnitten, dass schräge Schnittkanten 142 und 144 entstehen, die beim Einlegen in die Dichtungsaufnahme 42 längs einer Trennfläche 146 aneinander anlegbar sind und sich beim Verpressen der Dichtung 62 ebenfalls gasdicht relativ zueinander verpressen.
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Eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung 62', dargestellt in 8, ist als geschlossener Dichtring 150 ausgebildet, wobei nebeneinanderliegend Graphitfolie und/oder Glimmerfolie 152 sowie Metallfolie 154 übereinandergewickelt, in eine Form zur Herstellung des Dichtrings eingelegt und miteinander insbesondere axial verpresst werden, so dass die Graphitfolie und/oder Glimmerfolie 152 und die Metallfolie 154 zusammengefaltet oder gestaucht eine dichte Packung bilden, bei welcher die Graphitfolie und/oder Glimmerfolie 152 das abdichtende Medium bildet, während die Metallfolie 154 für die notwendige Formstabilität des geschlossenen Dichtrings 150 verantwortlich ist, so dass dieser geschlossene Dichtring 170 nach seiner Herstellung und seinem Verpressen von der Graphitfolie und/oder Glimmerfolie 152 und der Metallfolie 154 in der Form als selbstständiges Bauteil hergestellt und in die Dichtungsaufnahme eingesetzt werden kann.
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Graphit ist temperaturstabil bis zu einer Temperatur von 500°C an der Dichtung 62, während Glimmer eine noch bessere Temperaturstabilität aufweist und temperaturstabil ist bis zu einer Temperatur von 900°C an der Dichtung 62.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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