DE10256896A1

DE10256896A1 - Zylinderkopfdichtung

Info

Publication number: DE10256896A1
Application number: DE2002156896
Authority: DE
Inventors: Günther Unseld
Original assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Current assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2022-11-30
Also published as: DE10256896B4

Abstract

Es wird eine Zylinderkopfdichtung für einen Zylinder eines Motors vorgeschlagen, wobei der Zylinder mit einer einen Überstand aufweisenden Zylinderlaufbuchse versehen ist. Auf einem Trägerblech ist eine Federlage angeordnet, die eine Dichtsicke aufweist. Das Trägerblech ist mit einer Kröpfung versehen, die im Bereich des Überstandes der Zylinderlaufbuchse ausgebildet ist. Kröpfung und Überstand bilden einen Stopper für die Dichtsicke im eingebauten Zustand der Dichtung, dessen Höhe sich aus der Höhe der Kröpfung und der Höhe des Überstandes ergibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung für einen mit einer Zylinderlaufbuchse versehenen Zylinder eines Motors nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein Großteil der heutigen Lastwagenmotoren wird mit einem metallischen Trägerblech abgedichtet, das angespritzte Gummilippen aufweist. Solche Motoren weisen Zylinderlaufbuchsen auf, die in den Zylinderblock eingelassen werden und die üblicherweise gegenüber dem Zylinderblock einen Überstand aufweisen. Die Dichtung aus dem genannten Trägerblech weist im Bereich des Verbrennungsraums auf der Zylinderlaufbuchse eine eingeprägte Vollsicke auf. Diese Sicke dient zur Feinanpassung und verbessert die Mikroabdichtung der Zylinderkopfdichtung. Die anvulkanisierten Gummilippen bilden eine Abdichtung von Öl und Wasser.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese einlagige Dichtung bei Hochleistungs-Dieselmotoren mit hohen Verbrennungsdrücken nicht mehr ausreicht. Insbesondere bei Zylinderkopfkonstruktionen mit nur vier Schrauben ist die Durchbiegung des Zylinderkopfes und somit der Dichtspalt während des Verbrennungstaktes so groß, dass die Vollsicke im Trägerblech den Spalt nicht mehr ausgleichen kann. Daher besteht das Problem, dass bei der bekannten einlagigen Dichtung die Brenngase nicht mehr zufriedenstellend abgedichtet werden können. Dies führt zur Ausfällen des Motors. Ein weiterer Nachteil der bekannten Zylinderkopfdichtung besteht in Eingrabungen (Brinelling) im Zylinderkopf, die durch die anstehende Dynamik, den hohen Dichtspalt und die ungünstige Kraftverteilung der Trägerblechsicke hervorgerufen werden. Die Abdichtkraft wird über die Trägerblechsicke nur auf einem schmalen Bereich auf den Zylinderkopf eingeleitet, wodurch die Flächenpressung zu hoch ist und die Eingrabungen entstehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderkopfdichtung für einen sogenannten Buchsenmotor zu schaffen, die eine sichere Abdichtung gegen den Ausfall von Brenngasen gewährleistet, wobei zusätzlich Eingrabungen vermieden bzw. verringert werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Dadurch, dass auf dem Trägerblech eine Federlage angeordnet ist, die eine Dichtsicke aufweist und dass das Trägerblech mit einer Kröpfung versehen ist, die im Bereich des Überstandes der Zylinderlaufbuchse ausgebildet ist, bilden Kröpfung und Überstand einen Stopper für die Dichtsicke, dessen Höhe sich aus der Höhe der Kröpfung und der Höhe des Überstandes ergibt, wodurch sich eine ausgezeichnete Abdichtfunktion gegen Brenngase ergibt. Die Dichtsicke wird durch den gebildeten Stopper hinter Buchse vor zu starker Verformung und Flachpressen geschützt. Die Kröpfung verringert die Kopfbiegung und stabilisiert den Dichtverbund. Durch das zusätzliche Deckblech (Federlage) in Form gefederten Sickenlage wird die eingeleitete Kraft auf den Zylinderkopf so verteilt, dass die Eingrabungen sehr stark reduziert werden.

Diese Anordnung vermeidet weiterhin folgende Probleme: Die Anwendung einer zu dem Stand der Technik zusätzlichen Federlage, welche eine erweiterte Abdichtfunktion übernehmen würde, funktioniert nur in Verbindung mit einem Stopper. Dieser Stopper kann aber bei sogenannten Buchenskonstruktionen nicht angewandt werden, da die Buchse schon über einen Buchsenüberstand verfügt und somit der gesamte Stopper zu hoch wäre. Ein weiterer Nachteil dieser Konstruktion ist der Verzug der Zylinderlaufbuchse bei Krafteinleitung des Stoppers auf der Buchse.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.

Vorteilhaft ist, dass die Kröpfung im Trägerblech Bestandteil einer Doppelsicke ist, die sich vom Bereich des Überstandes in Richtung des Zylinders erstreckt. Diese Doppelsicke übernimmt einen Teil der Anpassung an die Bauteile, sowie eine gewissen Vorabdichtung der Brenngase. Die Feinabdichtung wird durch die aktive Dichtungslage aus Federstahl (Federlage) vorgenommen.

Durch eine weitere Sicke an der Außenkontur der Federlage wird eine zusätzliche Abdichtung gegen Eindringen von Medien von außen gewährleistet.

Besonders vorteilhaft ist, dass das Trägerblech und/oder die Federlage zumindest in Teilbereichen mit einer Mikrobeschichtung aus einem Elastomer versehen sind, da sich eine weitere Abdichtung ergibt und eine Überbrückung schadhafter Stellen am Zylinderkopf ermöglicht wird. Weiterhin dient die Beschichtung z.B. FPM auch zur Optimierung von Beschriftungen, z.B. mit Laser.

Dadurch, dass im Schraubenbereich das Trägerblech im Bereich der Laufbuchse um 10-50μm verjüngt wird, kann die Pressung zwischen den Schrauben erhöht werden.

Durch die am Trägerblech an der Außenkontur und/oder an den Schraubenlochkonturen angespritzte Elastomerdichtungen wird eine zusätzliche Nebenabdichtung gegen Öl, Wasser und dergleichen ermöglicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
1a, b eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Dichtung von oben und von unten;
2 eine perspektivische schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Dichtung;
3 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Dichtung im Zusammenhang mit einer Zylinderlaufbuchse;
4 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Dichtung mit Motorblock, Zylinder laufbuchse und Zylinderkopf im Einbauzustand; und
5 die Darstellung entsprechend 4 im verbauten Zustand.
Wie in den Figuren dargestellt ist, weist die Zylinderkopfdichtung nach der Erfindung ein Trägerblech 1 aus Metall auf, dessen Unterseite auf dem Motorblock und einer Zylinderlaufbuchse 3, die Rillierungen 4 aufweist, auf. Auf dem Trägerblech 1 ist ein Deckblech aus Federstahl, die als Federlage 5 bezeichnet wird und als aktive Dichtungslage dient, angeordnet.
Die Zylinderlaufbuchse 3 wird in den Motorblock 2 eingesetzt und bildet die Begrenzungswand des Zylinders. Dabei verbleibt zwischen Oberfläche des Motorblocks 2 und Oberfläche der Zylinderlaufbuchse 3 immer ein Überstand 6, das heißt zwischen Oberfläche des Motorblocks 2 und Oberfläche der Zylinderlaufbuchse 3 mit den Rillierungen 5 verbleibt eine kleine Höhendifferenz. Bei einem solchen sogenannten Buchsenmotor, der üblicherweise als Hochleistungsdieselmotor ausgebildet ist, ist für jeden Zylinder eine Dichtung entsprechend 1a, b vorgesehen. Dabei weist die Dichtung eine Mehrzahl von Löchern bzw. Durchbrüchen auf, mit 7 ist der Durchbruch für den Verbrennungsraum bezeichnet, weiterhin sind Löcher 8 für Kühlmittel-Wasser-Öl-Leitungen oder dergleichen vorgesehen. Außerdem sind Löcher 9 für Schraubbolzen eingearbeitet.
Die Federlage 5 ist mit dem Trägerblech punktweise verschweißt, wodurch eine exakte Fixierung der Federlage 5 und des Trägerblechs 1 zueinander sichergestellt ist und eine Montageverbindung gegeben ist.
Wie aus den 2-4 zu erkennen ist, ist die Federlage 5 mit einer Dichtsicke 10 versehen, die als Vollsicke ausgebildet ist, und die in die Federlage in Richtung zum Verbrennungsraum 11 gesehen, vor der Grenzfläche 12 zwischen Zylinderlaufbuchse 3 und Motorblock 2 liegt. In dem Trägerblech 1 ist benachbart zur Dichtsicke 10 eine Doppelsicke 13 eingeprägt, die sich in etwa anschließend an die Dichtsicke 10 in Richtung zum Verbrennungsraum erstreckt. Dabei liegt diese Doppelsicke 13 derart, dass ihre Kröpfung im Bereich des Überstandes 6 bzw. der Grenzfläche 12 zwischen Motorblock 2 und Zylinderlaufbuchse 3 liegt.
Wie aus 2 zu erkennen ist, ist in einem Ausführungsbeispiel an der Außenkontur des Trägerblechs zumindest bereichsweise eine Elastomerdichtung 14 angeformt. Derartige Nebendichtungen 15 sind am Trägerblech gleichfalls an den Umfängen der Durchgangslöcher 8 für die Kühlmittel-, Ölleitungen und dergleichen angespritzt.
Gegen das Eindringen von Medien von außen ist in der Federlage eine weitere Sicke 16 eingeprägt.
In 1a,b ist mit der grauen Schattierung an der Außenkontur, an dem Innenumfang zum Verbrennungsraum 7 hin und um die Schraublöcher 9 herum an der Oberfläche der Federlage 5 sowie an der Unterseite des Trägerblechs an der Außenkontur und an den Schraublöchern eine Mikrobeschichtung angedeutet, die die Abdichtung unterstützt und die gegebenenfalls Schäden an der Unterseite des Zylinderkopfes ausgleichen kann. Weiterhin ist die Beschichtung beispielsweise an einer wie durch das Bezugszeichen angedeuteten Stelle sinnvoll, da hier eine Typenbezeichnung z.B. durch Laser aufgedruckt werden kann.
In 4 ist schematisch der Zylinderkopf mit Dichtung, bestehend aus Trägerblech 1 und Federlage 5 im Einbauzustand dargestellt, wobei der Zylinderkopf 18 noch nicht mit dem Motorblock verschraubt ist. In 5 ist der Zylinderkopf 18 im verbauten Zustand dargestellt, wobei zu erkennen ist, dass die Doppelsicke 13 des Trägerbleches bzw. die Kröpfung der Doppeldicke 13 im Bereich des Überstandes 6 als Stopper für die Dichtsicke 10 dient. Das heißt, beim Einbau der Dichtung wird die Zylinderlaufbuchse mit ihrem Buchsenvorstand zusammen mit der Kröpfung des Trägerblechs 1 als Stopper für die Dichtsicke 10 der Federlage verwendet. Die Höhe der Kröpfung in Kombination mit dem Buchsenvorstand 6 ergibt somit die Stopperhöhe. Die Sicke 16 an der Außenkontur wird durch den Pressdruck etwas zusammengedrückt und liefert somit eine gute Abdichtung.

Claims

Zylinderkopfdichtung für einen Zylinder eines Motors, wobei der Zylinder mit einer einen Überstand aufweisenden Zylinderlaufbuchse versehen ist, mit einem Trägerblech, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Trägerblech (1) eine Federlage (5) angeordnet ist, die eine Dichtsicke (10) aufweist, dass das Trägerblech mit einer Kröpfung (13) versehen ist, die im Bereich des Überstandes (6) der Zylinderlaufbuchse ausgebildet ist und dass Kröpfung und Überstand einen Stopper für die Dichtsicke (10) im eingebauten Zustand der Dichtung bilden, dessen Höhe sich aus der Höhe der Kröpfung und der Höhe des Überstandes (6) ergibt.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kröpfung im Trägerblech (1) Bestandteil einer Doppeldicke 13 ist, die sich vom Bereich des Überstandes (6) in Richtung des Zylinders erstreckt.
Dichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenkontur der Federlage (5) eine weitere Sicke (16) eingeprägt ist.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenkontur und/oder den Lochkonturen (8) des Trägerblechs (1) Elastomerdichtungen (14), (15) angespritzt sind.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Unterseite des Trägerblechs 1 und/oder auf der Oberseite der Federlage (5) zumindest in Teilbereichen eine Mikrobeschichtung aufgebracht ist.
Dichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrobeschichtung im Bereich der weiteren Sicke (16) und/oder am den Zylinder umgebenden Bereich und/oder im Schraubenlochbereich der Federlage (10) vorgesehen ist.
Dichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrobeschichtung im Bereich der Außenkontur des Trägerblechs (1) vorgesehen ist.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federlage (5) punktweise mit dem Trägerblech (1) verbunden ist.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schraubenbereich das Trägerblech (1) im Bereich der Zylinderlaufbuchse verjüngt ist.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federlage (5) aus Federstahl besteht.