DE1044515B - Zylinderkopfdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung und weitere- Ausgestaltung von Zylinderkopfdichtungen für Brennkraftmaschinen mit einer an einem äußeren Bund zwischen Zylinderkopf und -mantel eingespannten Laufbüchse, die brennraumseitig durch einen mit allseitigem Spiel in eine Ringnut des Zylinderkopfes hineinragenden, das zylinderkopfseitige Ende der Laufbuchse bildenden Kragen einen um den zentrierenden Kragen gelegten verhältnismäßig breiten und dicken (druckfesten) metallischen Dichtungsring gegen die Einwirkung der Brenngase schützt.

Die Erfindung besteht darin, daß der Dichtungsring in an sich bekannter Weise aus Weicheisen besteht und gegen den Zylinderkopf zu von seinem inneren und äußeren Durchmesser her zu einer schmaleren Auflagefläche abgesetzt ist und einen auf seine innere obere (abgesetzte) Schulter aufgelegten nachgiebigen,

feuerfesten und gasdichten Dichtungsring zwischen sich, dem Laufbüchsenkragen und dem Zylinderkopf einspannt.

Durch die feuerfeste nachgiebige Dichtung wird die Dichtwirkung unmittelbar an der Laufbüchse weiter erhöht, ohne daß die Dichtung in ihrer Gesamtheit zu einer nachgiebigen Dichtung wird. Es ist deren Dicht-Wirkung eine dreifache: erstens durch die Labyrinthwirkung des mehrfach gekrümmten Ringspaltes im Zylinderkopf, zweitens durch die feuerfeste Dichtung und drittens durch den druckfesten Auflagerring, der gleichzeitig auch mit der Dichtung des Zylindermantels zusammenwirkt. Insbesondere schützt die feuerfeste Dichtung vor einem Vordringen der heißen Gase sowohl gegen die Oberseite als auch gegen die Unterseite des druckfestenAuflagerringes bzw. gegen diesen Auflagerring überhaupt, insbesondere dann, wenn der von der Laufbüchse abragende Ring in an sich bekannter Weise mit dieser aus einem Stück hergestellt ist.

Es sind zwar schon Zylinderkopf dichtungen bekannt, bei denen auf einer von einem Laufbüchsenring überragten Einspannschulter ein breiter Dichtungsring aufliegt. Es ragt der Laufbüchsenring jedoch nicht bis zum Zylinderkopf, und es ist der Dichtungsring durch an seiner Ober--und Unterseite vorgesehene Ausnehmungen so geschwächt, daß er sich beim Festspannen von Zylinderkopf und Laufbüchse plastisch verformt. Ein Nachteil dieser Anordnung ist, daß dadurch der Laufbüchsenbund unkontrollierbaren Spannungen ausgesetzt wird.· Da außerdem von diesem Dichtungsring dünnwandige Rippen gegen den Zylinderkopf drücken, besteht weiterhin der Nachteil, daß gerade die dünnwandigen Randpartien der inneren Rippen am stärksten den heißen Gasen ausgesetzt sind, die zwischen dem Zylinderkopf und dem Stirn-Zylinderkopfdichtung

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Otto Schilling und Karl Rank, Stuttgart-Untertürkheim, sind als Erfinder genannt worden

rand des von der Laufbüchse abragenden Ringkragens durchtreten und sogar auf die Unterseite des Dichtungsringes gelangen können. Da außerdem damit gerechnet wird, daß sich die Rippenkanten des Dichtungsringes in den Werkstoff des Zylinderkopfes eindrücken, besteht die Gefahr von Undichtheiten beim Abnehmen und Wiederaufbringen des Zylinderkopfes, weil die vom früheren Einspannen herrührenden Riefen im Zylinderkopf und die Rippen des wieder eingesetzten oder eines neu eingesetzten Dichtungsringes sich sehr schwer genau wieder in Eingriff bringen lassen. Alle diese Nachteile sind bei der vorliegenden Erfindung vermieden.

Es sind auch schon Zylinderkopf dichtungen hekannt, bei denen die brennraumseitige Dichtungskante durch einen für sich hergestellten Mefallring gegen die Einwirkung der Brenngase geschützt liegt, der einerseits in einen Falz des Zylinders fest eingesetzt ist und andererseits mit allseitigem Spiel in eine Ringnut des Zylinderkopfes hineinragt. Es wirkt diese Anordnung jedoch, von der üblichen Zylindermanteldichtung abgesehen, nur als einfache Labyrinthdichtung vor einer nachgiebigen Dichtung, die zum Einspannen von einer mit einem Bund versehenen Zylinderlaufbüchse weniger gut geeignet ist, was durch den Erfindungsgegenstand gerade vermieden werden soll. Auch ist bei der vorliegenden Erfindung der Wärmeübergang von dem in den Zylinderkopf hineinragenden Ring besser, weil keine sperrende Trennfuge vorliegt.

Es sind auch schon Zylinderlauf büchsen mit einem von deren Stirnseite abragenden Kragen bekannt, die einen äußeren metallischen, dünnen Dichtring zentrieren. Es ragen die bekannten Zentrierkragen jedoch nicht in eine Ringnut des Zylinderkopfes hinein,- sondern in eine den Brennraum ergänzende Ausnehmung des Zylinderkopfes unmittelbar. Außerdem-wird der Laufbüchsenbund durch einen dünnen, als Dichtring wirkenden Metallring nicht fest im Sinne des Er-:

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findungsgegenstandes eingespannt, sondern es dient der Metallring lediglich als abdichtendes Widerlager für einen auf die Unterseite des Laufbüchsenbundes einwirkenden Federdruck. Eine mehrfache Dichtung im Sinne des Erfindungsgegenstandes ist nicht vorhanden.

Es sind weiterhin Zylinderkopfdichtungen bekannt, bei denen ein über einen Laufbüchsenbund vorspringender Kragen mit allseitigem Spiel in eine im Zylinderkopf vorgesehene Ringnut hineinragt und außen um den Kragen ein druckfester Dichtungsring herumgelegt ist, der aus einer Anzahl von flach aufeinanderliegenden dünnen Metallringscheiben besteht, die von einem äußeren Ring mit einem nach innen offenen U-Querschnitt zusammengefaßt sind. Es wirkt ¹S diese Dichtung nur als zweifache Dichtung. Außerdem sind die metallischen Teile den heißen Gasen ausgesetzt, und es können in den dünnen Ringscheiben unerwünschte Verspannungen auftreten. Auch die Herstellung der vielteiligen Ringe ist schwieriger als die ao Herstellung massiver Dichtringe.

Es hat die vorliegende Erfindung auch nichts mit den an sich bekannten nachgiebigen Dichtungen etwas zu tun, die insbesondere an den Gasdurchtrittsstellen mit dünnen Belägen versehen sind. Derartige Beläge ag sind an sich zu schwach, um einen großen Einspanndruck übertragen zu können. Schließlich ist es auch bereits bekannt, das konisch sich verjüngende Stirnende einer Laufbüchse in eine entsprechend gestaltete Ringnut des Zylinderkopfes hineinragen zu lassen, in deren Grund eine Dichtung vor den heißen Gasen geschützt liegt. Ein allseitiges Spiel im Sinne des Erfindungsgegenstandes ist bei der bekannten Anordnung nicht vorgesehen, so daß die Keilwirkung des konischen Zylinderbüchseneingriffes eine Rissebildung insbe_T sondere in den Ecken des Nutgrundes begünstigt. Auch liegt hier keine mehrfache Dichtwirkung vor.

Macht man beim Erfindungsgegenstand die Einspannfläche am Laufbüchsenbund und am Zylindermantel gleich groß und ordnet diese senkrecht zur Richtung des Einspanndruckes fluchtgleich hintereinander an, so wird auf dem Laufbüchsenbund keinerlei Biegemoment ausgeübt, das zu einem Verziehen und damit zu einer schädlichen Beeinflussung der Dichtungsanordnung führt.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt senkrecht zur Trennfuge vor Zylinder und Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 einen Ausschnitt A von Fig, 1 in einem größeren Maßstab.

In der Zeichnung sind mit 5 die Zylinderlaufbüchse, mit 6 der Zylinderkopf, mit 7 die übliche nachgiebige Dichtung zwischen Zylinderkopf 6 und -mantel 1 und mit 11 die Ringnut im Zylinderkopf 6 bezeichnet.

Gemäß der Erfindung besteht der in die Ringnut 11 hineinragende Metallring mit der Laufbüchse 5 aus einem Stück und zentriert als eia von deren Stirnende abragender Kragen 8 einen verhältnismäßig dicken Weicheisenring 2, der auf einer äußeren Einspannfläche 3 des Laufbüchsenbundes 4 aufliegt. Die Breite der Einspannfläche 3 ist durch die Breite einer Ringnut 13 bestimmt, die unmittelbar neben dem Zentrierkragen 8 in der Oberfläche des Büchsenbundes 4 vorgesehen ist. Die Breite der Nut 13 entspricht etwa der halben Gesamtschulterbreite zwischen dem Zentrierkragen 8 und dem äußeren Umfange des Bundes 4, so daß die innere Hälfte des metallischen Dichtungsringes 2 die Ringnut 13 frei überragt. Die Unterseite des Lauf büchsenbundes 4 liegt auf einer Gegenschulter des Zylindermantels 1 auf, und zwar ist diese Auflagerfläche genau so breit wie die Einspannfläche 3 auf der Bundoberseite (wie das Bezugszeichen a in Fig. 2 zeigt). Außerdem liegen die ebenen Bundflächen 3 und 14 senkrecht zur Richtung des Einspanndruckes P des Zylinderkopfes und fluchtgleich untereinander. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, daß die Kraft P auf den Bund 4 keinerlei Biegemoment ausübt.

Der metallische Dichtungsring 2 ist auf seiner dem Zylinderkopf 6 zugewandten Oberseite mit einer flachen Ringwulst 15 versehen. Diese liegt auf dem Ring 2 etwas nach außen versetzt, so daß der Einspanndruck P des Zylinderkopfes den Ring 2 vor allem kräftig gegen die Einspannfläche 3 des Laufbüchsenbundes 4 drückt.

In die durch den Zentrierkragen 8 und die Ringwulst 15 begrenzte Ringnut ist eine gegenüber dem Einspanndruck nachgiebige, feuerfeste und gasdichte Asbestdichtung 16 eingelegt, während die übliche Abdichtung 7 zwischen Zylinderkopf und -mantel auf dem Ring 2 außerhalb der Ringnut 15 aufliegt. Um bei flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen das Eintreten von Dampf in die Dichtung von unten, d. h. vom mit Flüssigkeit gefüllten Mantel her zu verhindern, ist in die Wand 5 der Zylinderlaufbüchse oder in die Wand 1 des Zylindermantels unterhalb des Bundes 4 noch eine Gummidichtung 17 eingelassen. Um eine schädliche Rissebildung zu vermeiden, sind außerdem die durch eine Querschnittsveränderung sich ergebenden Ecken an Zylinderkopf, -mantel, -laufbuchse und Dichtung in an sich bekannter Weise mehr oder weniger abgerundet (s. insbesondere die Bezugszeichen 18 in Fig. 2).

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zylinderkopfdichtung für B rennkraf tmaschinen mit einer an einem äußeren Bund zwischen Zylinderkopf und -mantel eingespannten Laufbuchse, die brennraumseitig durch einen mit allseitigem Spiel in eine Ringnut des Zylinderkopfes hineinragenden, das zylinderkopfseitige Ende der Laufbüchse bildenden Kragen einen um den zentrierenden Kragen gelegten verhältnismäßig breiten und dicken (druckfesten) metallischen Dichtungsring gegen die Einwirkung der Brenngase schützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (2) in an sich bekannter Weise aus Weicheisen besteht und gegen den Zylinderkopf zu von seinem inneren und äußeren Durchmesser her zu einer schmaleren Auflagefläche (15) abgesetzt ist und einen auf seine innere obere (abgesetzte) Schulter aufgelegten nachgiebigen, feuerfesten und gasdichten Dichtungsring (16) zwischen sich, dem Laufbüchsenkragen (S) und dem Zylinderkopf (6) einspannt.

2. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannflächen (13; 14) des Laufbüchsenbundes (4) am metallischen Dichtungsring (2) einerseits und der Gegenschulter (14) am Zylindermantel (1) andererseits gleich groß sind, zur Einspanndruckrichtung P senkrecht und fluchtgleich hintereinander liegen.

3. Zylinderkopfdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufbüchsenbund (4) nahe dem Zentrierkragen (8) mit einer flachen, die äußere Einspannflächenbreite (α) bestimmenden Ringnut (13) versehen ist, derart, daß Ringnut (13) und Einspaimfläche (3) etwa gleich breit sind.

4. Zylinderkopfdichtung nach den Ansprüchen 1 l)is 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßfugen im Bereich des Laufbüchisenbundes (4) durch eine unterhalb von diesem in die Laufbüchsenwand des Zylindermantels (Ij eingelassene weitere Dichtung (17) dampfdicht abgedichtet sind.

5. Zylinderkopfdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Weicheisendichtung (2,15) aufgelegte innere Dichtungsring (16) aus Asbest, die Zylindermantel-

dichtung (7) aus einer Gummiasbestplatte und die Dichtung (17) unterhalb des Laufbüchsenbundes (4) aus Gummi besteht.

In Betracht gezogene'Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 174 505; britische Patentschrift Nr. 732 020; deutsche Auslegeschrift R 4214 Ia/46c¹ (bekanntgemacht am 16. 2. 1956).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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