DE10241370B4

DE10241370B4 - Cylinder head gasket

Info

Publication number: DE10241370B4
Application number: DE2002141370
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schulz; Benedikt Biechele
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2022-09-07
Also published as: DE10241370A1

Abstract

Zylinderkopfdichtung (1) für eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf (7) und einem Kurbelgehäuse (2), die zwischen dem Zylinderkopf (7) und dem Kurbelgehäuse (2) unmittelbar radial um einen Zylinder (6) des Kurbelgehäuses (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfdichtung (1) eine im Kraftnebenschluss angeordnete Mehrlagendichtung ist, wobei der Zylinderkopf (7) unmittelbar auf einer Montagefläche (2') des Kurbelgehäuses (2) montierbar ist.Cylinder head gasket (1) for an internal combustion engine with a cylinder head (7) and a crankcase (2), between the cylinder head (7) and the crankcase (2) immediately radially around a cylinder (6) of the crankcase (2) is arranged, characterized in that the cylinder head gasket (1) is arranged in the force shunt multiple layer seal, wherein the cylinder head (7) directly on a mounting surface (2 ') of the crankcase (2) is mountable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung gemäß der Merkmale im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a cylinder head gasket according to the features in the preamble of claim 1

Aus der EP 11 113 200 A2 , von der die Erfindung ausgeht, ist eine metallische Zylinderkopfdichtung in Sandwichbauweise für eine Brennkraftmaschine, die zwischen einem Zylinderkopf und einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine anordenbar ist, bekannt. Die Zylinderkopfdichtung erstreckt sich flächig sowohl über einen Brennraum als auch über Flüssigkeit führende Kanäle im Zylinderkopf und dem Kurbelgehäuse. Die Dichtsicken der Zylinderkopfdichtung sind in einer Ringnut radial entfernt vom Brennraum angeordnet.From the EP 11 113 200 A2 , from which the invention proceeds, a sandwich-type metallic cylinder head gasket is known for an internal combustion engine which can be arranged between a cylinder head and a crankcase of the internal combustion engine. The cylinder head gasket extends over both a combustion chamber and liquid-carrying channels in the cylinder head and the crankcase. The sealing beads of the cylinder head gasket are arranged in an annular groove radially away from the combustion chamber.

Nachteilig bei dieser Ausführung ist eine relative Lageveränderung in Richtung der Zylinderbohrung zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse auf grund einer vom Anzugsmoment der Zylinderkopfschrauben abhängigen elastischen Deformation der Zylinderkopfdichtung.adversely in this version is a relative change in position in the direction of the cylinder bore between the cylinder head and crankcase on ground a dependent on the tightening torque of the cylinder head bolts elastic Deformation of the cylinder head gasket.

Zum technischen Umfeld wird ferner auf die deutsche Patentschrift DE 1 207 738 B hingewiesen, in der eine Zylinderkopfdichtung für Kolbenmaschinen be- schrieben ist. Die Dichtung selbst ist zweigeteilt ausgeführt, wobei eine Flächendichtung zwischen dem Zylinderkopf und dem Kurbelgehäuse angeordnet ist und gleichzeitig einem Einsatzringkörper aus zwei selbstständigen Ringteilen, der in einer Ringnut, radial von der Zylinderwandung entfernt angeordnet ist. Der Zylinderkopf und das Kurbelgehäuse sind durch eine Flächendichtung voneinander beabstandet, wobei eine Zylinderlaufbuchse im Kurbelgehäuse mit dem Zylinderkopf auf Block montiert ist.The technical environment is further based on the German patent specification DE 1 207 738 B in which a cylinder head gasket for piston engines is described. The seal itself is designed in two parts, wherein a surface seal between the cylinder head and the crankcase is arranged and at the same time an insert ring body of two independent ring parts, which is arranged in an annular groove, radially away from the cylinder wall. The cylinder head and the crankcase are spaced apart by a face seal, with a cylinder liner in the crankcase with the cylinder head mounted in block.

Auch bei dieser Zylinderkopfdichtungsvariante ist eine relative Lageveränderung in Richtung der Zylinderbohrung zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse außerhalb des Zylinderbuchsenbereiches aufgrund einer vom Anzugsmoment der Zylinderkopfschrauben abhängigen elastischen Deformation der Zylinderkopfdichtung von Nachteil.Also in this cylinder head gasket variant is a relative change in position in the direction of the cylinder bore between the cylinder head and crankcase outside of the cylinder bushing area due to one of the tightening torque of Cylinder head bolts dependent elastic deformation of the cylinder head gasket of disadvantage.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Zylinderkopfdichtung aufzuzeigen, die in Verschraubungsrichtung ein geringeres Setzverhalten aufweist.task The present invention is a generic cylinder head gasket show that in Verschraubungsrichtung a lower setting behavior having.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.

Bei Mehrlagendichtungen, die im Kraftnebenschluss, d. h. der ist Zylinderkopf unmittelbar auf einer Montagefläche des Kurbelgehäuses montiert, lassen sich in vorteilhafter Weise hohe Dichtwirkungen durch ihre weiche Struk tur erzielen, ohne dass der Zylinderkopf in Verschraubungsrichtung ein Setzverhalten aufweist. Somit gibt es keine relative Lageänderung des Zylinderkopfes gegenüber dem Kurbelgehäuse in Abhängigkeit des Anzugsmomentes der Zylinderkopfverschraubung.at Multi-layer seals, which in force shunt, d. H. this is the cylinder head directly on a mounting surface of the crankcase mounted, can be advantageously high sealing effects thanks to their soft structure without the cylinder head has a setting behavior in the screwing. Thus there there is no relative change in position the cylinder head opposite the crankcase dependent on the tightening torque of the cylinder head bolting.

Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 ist insbesondere für den Einsatz bei sehr hohen Temperaturen im Zylinderkopf vorgesehen.The Embodiment according to claim 2 is especially for intended for use at very high temperatures in the cylinder head.

Bei einer Ausgestaltung gemäß der Patentansprüche 3 und 4 lassen sich Federweg und Federsteifigkeit beliebig einstellen, um die bestmöglichste Dichtwirkung der Zylinderkopfdichtung zu erzielen. Die Einbringung zumindest einer, radial um die um den Zylinder umlaufenden Sicke erhöht sowohl den Federweg als auch die Dichtheit der Zylinderkopfdichtung.at an embodiment according to the claims 3 and 4 spring travel and spring stiffness can be set as desired, for the best possible sealing effect to achieve the cylinder head gasket. The contribution at least one, radially around the circumferential bead around the cylinder increases both the spring travel and the tightness of the cylinder head gasket.

Gemäß Patentanspruch 5 kann die Zylinderkopfdichtung sowohl für 1-Zylinder-Motoren, wie beispielsweise Motorradmotoren als auch Mehrzylindermotoren, in Reihen- oder V- oder Sternbauform eingesetzt werden.According to claim 5, the cylinder head gasket for both 1-cylinder engines, such as Motorcycles and multi-cylinder engines, in series or V or star design can be used.

Im Folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in zwei Figuren näher erläutert.in the The following is a preferred embodiment in two figures explained in more detail.

1 zeigt schematisch eine dreidimensionale Aufsicht auf ein Kurbelgehäuse mit einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung; 1 schematically shows a three-dimensional view of a crankcase with a cylinder head gasket according to the invention;

2 zeigt einen Querschnitt durch einen Zylinderkopf und ein Kurbelgehäuse mit einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung. 2 shows a cross section through a cylinder head and a crankcase with a cylinder head gasket according to the invention.

1 zeigt schematisch eine dreidimensionale Aufsicht auf ein Kurbelgehäuse 2 mit vier in einer Reihe angeordneten Zylindern 6, 6' und eine erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung 1. Auf einer Montagefläche 2' des Kurbelgehäuses 2 weist jeder der vier Zylinder 6, 6' eine umlaufende Ringnut 9, 9' zur Aufnahme der Zylinderkopfdichtung 1 auf. In einem Stegbereich zwischen den Zylindern 6, 6' überlappen sich die Ringnuten 9, 9'. Zwischen den Ringnuten 9, 9' und zwei zu den Zylindern 6, 6' parallelen Außenwänden des Kurbelgehäuses 2 sind Kühlmittelbohrungen 10, 10' als Stufenbohrungen eingebracht. Die teilweise von anderen Bauelementen verdeckten Kühlmittelbohrungen 10' sind nicht durch eine Bezugsziffer gekennzeichnet. In die Stufe einer jeden Stufenbohrung wird zur Abdichtung gegenüber einem in 1 nicht dargestellten Zylinderkopf 7 eine Kühlmitteldichtung 3, 3', hier ein O-Ring, eingesetzt. Die Kühlmitteldichtungen 3, 3' und die Zylinderkopfdichtung 1 sind entsprechend der Bohrungsanordnungen im Kurbelgehäuse 2 schwebend über diesem dargestellt. Die über dem Kurbelgehäuse 2 schwebenden Kühlmitteldichtungen 3' sind um die Übersichtlichkeit zu wahren, ohne Bezugszeichen dargestellt. Auch Öldurchtrittsöffnungen sind zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeichnet. An einem dem Betrachter näher liegenden stirnseitigen Ende des Kurbelgehäuses 2 ist ein Schacht 5, mit Ausdehnung in Richtung einer Zylinderachse, in das Kurbelgehäuse 2 eingearbeitet. In diesem Schacht 5 sind Bauelemente zur Ventilsteuerung im Zylinderkopf 7 vorgesehen. Im vorliegenden Fall erfolgt die Ventilsteuerung über ein Steuerrad 4, ein Zahnrad, es können jedoch auch Riemen- bzw. Kettenantriebe vorgesehen sein. 1 schematically shows a three-dimensional view of a crankcase 2 with four cylinders arranged in a row 6 . 6 ' and a cylinder head gasket according to the invention 1 , On a mounting surface 2 ' of the crankcase 2 assigns each of the four cylinders 6 . 6 ' a circumferential annular groove 9 . 9 ' for receiving the cylinder head gasket 1 on. In a land area between the cylinders 6 . 6 ' overlap the annular grooves 9 . 9 ' , Between the ring grooves 9 . 9 ' and two to the cylinders 6 . 6 ' parallel outer walls of the crankcase 2 are coolant holes 10 . 10 ' introduced as stepped holes. Partially hidden by other components coolant holes 10 ' are not indicated by a reference number. In the stage of each stepped bore is used to seal against a in 1 not shown cylinder head 7 a coolant seal 3 . 3 ' , here an O-ring, used. The coolant seals 3 . 3 ' and the cylinder head gasket 1 are according to the bore arrangements in the crankcase 2 hovering above this. The above the crankcase 2 floating coolant seals 3 ' are for clarity, without reference numerals shown. Also oil passage openings are not drawn to simplify the illustration. At an end closer to the viewer end face of the crankcase 2 is a shaft 5 , with extension in the direction of a cylinder axis, into the crankcase 2 incorporated. In this shaft 5 are components for valve control in the cylinder head 7 intended. In the present case, the valve control takes place via a steering wheel 4 , a gear, but it can also be provided belt or chain drives.

2 zeigt einen Querschnitt durch den Zylinderkopf 7 und das Kurbelgehäuse 2 sowie die Zylinderkopfdichtung 1 in zusammengebauten Zustand. Es gelten die selben Bezugszeichen wie in 1. Zur Vereinfachung der Darstellung sind weder im Zylinderkopf 7 noch im Kurbelgehäuse 2 weitere motorrelevante Bauteile oder Kanäle dargestellt. Stellvertretend für die Beschreibung des Zylinders 6 gilt diese Beschreibung auch für die drei Zylinder 6'. 2 shows a cross section through the cylinder head 7 and the crankcase 2 as well as the cylinder head gasket 1 in assembled condition. The same reference numbers apply as in 1 , To simplify the illustration are neither in the cylinder head 7 still in the crankcase 2 other motor-related components or channels shown. Representing the description of the cylinder 6 This description also applies to the three cylinders 6 ' ,

Im Kurbelgehäuse 2 ist am Übergang zur Montagefläche 2' die koaxial zum Zylinder 6 umlaufende Ringnut 9 zu erkennen, in der die Zylinderkopfdichtung 1 eingeklemmt ist. Die Zylinderkopfdichtung 1 ist im vorliegenden Fall vierlagig, wobei jeweils zwei Lagen eine Sicke 8, 8' aufweisen, die sich koaxial zu dem Zylinder 6 erstrecken. Die Sicke 8 ist in Richtung Kurbelgehäuse 2 und die Sicke 8' ist in Richtung Zylinderkopf 7 gerichtet. Anstelle der vierlagigen Zylinderkopfdichtung 1 können auch mehr oder wenigstens zwei Lagen vorgesehen sein. Jede Lage der Zylinderkopfdichtung 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Metall, vorzugsweise einem federnden Stahlblech. Anstelle von zwei Sicken 8, 8' können auch nur eine Sicke, bzw. mehrere koaxial zueinander angeordnete Sicken vorgesehen werden, die entweder in Richtung Kurbelgehäuse 2 und/oder in Richtung Zylinderkopf 7 ausgerichtet sind.In the crankcase 2 is at the transition to the mounting surface 2 ' the coaxial with the cylinder 6 circumferential annular groove 9 to recognize in the the cylinder head gasket 1 is trapped. The cylinder head gasket 1 is in the present case four-ply, with two layers each a bead 8th . 8th' have, which are coaxial with the cylinder 6 extend. The bead 8th is in the direction of the crankcase 2 and the bead 8th' is in the direction of the cylinder head 7 directed. Instead of the four-layer cylinder head gasket 1 can also be provided more or at least two layers. Each position of the cylinder head gasket 1 is in the present embodiment of metal, preferably a resilient steel sheet. Instead of two beads 8th . 8th' can also be provided only one bead, or a plurality of coaxially arranged beads, which are either in the direction of the crankcase 2 and / or toward the cylinder head 7 are aligned.

Vor Verbauung der Zylinderkopfdichtung 1 zwischen dem Kurbelgehäuse 2 und dem Zylinderkopf 7 ist die Höhe der Zylinderkopfdichtung 1 größer als die Tiefe der Ringnut 9. Erst bei der Verschraubung von dem Zylinderkopf 7 und dem Kurbelgehäuse 2 wird die Zylinderkopfdichtung 1 zusammengepresst und somit die gewünschte Dichtwirkung erzielt, wobei in der Endstellung der Zylinderkopf 7 mit dem Kurbelgehäuse 2 auf Block steht. Das bedeutet, der Krafthauptschluss wird von dem Zylinderkopf 7 und dem Kurbelgehäuse 2 gebildet, während die Zylinderkopfdichtung 1 im Kraftnebenschluss eingebaut ist.Before obstructing the cylinder head gasket 1 between the crankcase 2 and the cylinder head 7 is the height of the cylinder head gasket 1 greater than the depth of the annular groove 9 , Only when screwing the cylinder head 7 and the crankcase 2 becomes the cylinder head gasket 1 compressed and thus achieved the desired sealing effect, wherein in the end position of the cylinder head 7 with the crankcase 2 stands on block. This means that the main force is taken from the cylinder head 7 and the crankcase 2 formed while the cylinder head gasket 1 is installed in the force shunt.

Durch diese Art der Verbauung der Zylinderkopfdichtung 1 sind der Zylinderkopf 7 und das Kurbelgehäuse 2 bei deren Montage wesentlich genauer zueinander positionierbar, als es mit einer großflächigen Zylinderkopfdichtung, die das Kurbelgehäuse 2 komplett vom Zylinderkopf 7 trennt, möglich wäre. Da es bei der vorliegenden Ausgestaltung, Zylinderkopf 7 und Kurbelgehäuse 2 auf Block, keine Setzmaße gibt, ist der Antrieb eines nicht dargestellten Ventiltriebes im Zylinderkopf 7 wesentlich genauer auszulegen. Die vorhandenen Schmiermittel- bzw. Kühlmittelkanäle 10, 10' können in einfacher Weise durch O-Ringe abgedichtet werden. Dies können elastische Dichtungen sein, beispielsweise aus einem Polymer, bzw. Silikon oder aus einem weichen metallischen Dichtungsmaterial, wie Kupfer.By this type of obstruction of the cylinder head gasket 1 are the cylinder head 7 and the crankcase 2 can be positioned much more accurately relative to one another during assembly than with a large-area cylinder head gasket, which seals the crankcase 2 completely from the cylinder head 7 separates, would be possible. As in the present embodiment, cylinder head 7 and crankcase 2 Block, there are no Setzmaße is the drive of a valve gear, not shown in the cylinder head 7 much more accurate interpretation. The existing lubricant or coolant channels 10 . 10 ' can be easily sealed by O-rings. These may be elastic seals, for example of a polymer or silicone or of a soft metallic sealing material, such as copper.

Die Ringnuten 9, 9' können in weiteren Ausführungsbeispielen auch ganz oder anteilig in den Zylinderkopf 7 und das Kurbelgehäuse 2 eingearbeitet werden.The ring grooves 9 . 9 ' can in other embodiments also wholly or proportionately in the cylinder head 7 and the crankcase 2 be incorporated.

11: ZylinderkopfdichtungCylinder head gasket
22: Kurbelgehäusecrankcase
2'2 ': Montageflächemounting surface
3, 3'3, 3 ': KühlmitteldichtungCoolant seal
44: SteuerradSteering wheel
55: Schachtshaft
6, 6'6 6 ': Zylindercylinder
77: Zylinderkopfcylinder head
8, 8'8th, 8th': SickeBeading
9, 9'9 9 ': Ringnutring groove
10, 10'10 10 ': KühlmittelbohrungCoolant bore

Claims

Cylinder head gasket ( 1 ) for an internal combustion engine with a cylinder head ( 7 ) and a crankcase ( 2 ) between the cylinder head ( 7 ) and the crankcase ( 2 ) immediately radially around a cylinder ( 6 ) of the crankcase ( 2 ), characterized in that the cylinder head gasket ( 1 ) is arranged in the force shunt multi-layer seal, wherein the cylinder head ( 7 ) directly on a mounting surface ( 2 ' ) of the crankcase ( 2 ) is mountable.

Cylinder head gasket according to claim 1, characterized in that the cylinder head gasket ( 1 ) is made of a metal.

Cylinder head gasket according to claim 1 or 2, characterized in that the cylinder head gasket ( 1 ) has at least two metal layers.

Cylinder head gasket according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the cylinder head gasket ( 1 ) at least one bead ( 8th ) in the direction of the cylinder head ( 7 ) and / or crankcase ( 2 ) having.

Cylinder head gasket according to one of the above said patent claims, wherein the internal combustion engine has more than one cylinder, characterized in that the cylinder head gasket ( 1 ) for at least one cylinder ( 6 . 6 ' ) is provided.