DE1186684B - Befestigung und Abdichtung duennwandiger Mantelbuechsen in den Zylinderkoepfen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Befestigung und Abdichtung dünnwandiger Mantelbüchsen in den Zylinderköpfen von Brennkraftmaschinen Aus Platzgründen, Guß-Vereinfachungsgründen und auch zu Kühlzwecken ist es bereits bekannt, die die Zündkerzen-, Glühkerzen- oder Einspritzdüsen-Einsatzöffnungen begrenzenden, gegossenen zylindrischen Wandungen in den kühlmittelführenden Räumen der Zylinderköpfe von Brennkraftmaschinen wegzulassen und dafür dünnwandige, vom flüssigen Kühlmittel umspülte Büchsen einzusetzen. Dabei bestehen jedoch besonders hohe Anforderungen hinsichtlich einer flüssigkeitssicheren Abdichtung der Büchsen in ihren Einsatzbohrungen.
• Man hat dazu schon vorgeschlagen, in den die Einsatzbüchsen umgebenden ringförmigen Werkstoffwänden (Einsatzbohrungen) des Zylinderkopfes Ringnuten vorzusehen und in diese einen Ring aus Dichtungsmaterial, insbesondere Gummi, einzulegen, der etwas über die Ringnut vorsteht und beim Einpressen der Büchsen völlig in die Nut hineingedrückt wird, so daß er eine abdichtende Vorspannung erhält. Beim Einschieben der Büchsen unter Preßdruck läßt es sich jedoch nicht vermeiden, daß die starke Reibung zwischen der Außenfläche der Büchsen und den Dichtungsringen Partikelchen von diesen losreißt und diese wiederum Riefen in die Dichtungsflächen einritzen, wodurch die Dichtung unzuverlässig wird. Auch ist das Einstechen der Ringnuten in den Gußkörper schwierig. Man muß auch hier mit dem Abbröckeln von Gußpartikelchen und mit dem Freilegen von feinen Luftblasen rechnen.
• Man hat auch schon vorgeschlagen- in den Gußwänden der Einsatzbohrungen Rinnen mit hinterschnittenen Querschnittsformen vorzusehen und in diese das Büchsenmaterial einzustemmen. Abgesehen von den bereits erwähnten Schwierigkeiten beim Einbringen der Nuten in den Zylinderkopfwerkstoff ist es schwierig, den einzustemmenden Büchsenwerkstoff in der ihn aufnehmenden Rinne gleichmäßig zum Anliegen zu bringen. Außerdem sind solche Ausführungen wegen des Fehlens elastischer Dichtungseinlagen empfindlich gegen i emperaiurschwankungen vor allem dann, wenn der Büchsenwerkstoff und der Werkstoff des Zylinderkopfes unterschiedliche Wärmedehnungskoeffizienten besitzen.
• Bei einem anderen bekannten Verfahren werden ebenfalls keine in Ringnuten der Büchse eingelegten Dichtungen verwendet, sondern es sind solche Nuten in den Einsatzbohrungen vorgesehen. In die letzteren werden die Büchsen nach vorherigem Eintauchen in flüssige Luft mit Untertemperatur eingeschoben. Man rechnet damit, daß sich die Büchsen nach ihrer Wiedererwärmung auf normale Temperatur so stark ausdehnen, daß das verhältnismäßig weiche Büchsenmaterial sich nicht nur dicht gegen die Wand der Einsatzbohrungen preßt, sondern darüber hinaus einerseits in die Nuten eindringt und andererseits sich dichtend vor die Ränder der dem Kühlwasserraum des Zylinderkopfes zugekehrten Enden der Einsatzbohrungen legt. Das Ganze stellt ein verhältnismäßig kompliziertes Verfahren dar, zumal eine sehr genaue Maßeinhaltung bei der Büchse und den Einsatzbohrungen notwendig ist, um die Schrumpf- bzw. Ausdehnungsverhältnisse genau zu beherrschen.
• Die vorliegende Erfindung hilft diesen Übelständen ab. Sie besteht darin, daß man die Büchsen mit nach außen zu offenen Ringnuten vorsieht, in diese einen Ring aus elastischem Dichtungsmaterial einlegt, anschließend die Büchsen unter Preßdruck in die für ihre Aufnahme bestimmten Zylinderkopfdurchlässe (Einsatzbohrungen) einschiebt und dann die Ringnuten bis zu einem bestimmten Innendurchmesser aufwalzt. Die Nuten lassen sich als Sicken leicht in das dünne Büchsenmaterial eindrücken. Als Dichtung wird vorzugsweise ein Ring aus temperaturfestem Gummi, Kunststoff oder aus einer Mischung von Gummi und Kunststoff mit leichter Vorspannung in die Ringnuten eingelegt. Insbesondere für den dem Brennraum näherliegenden Dichtungsring wird ein bis 280° C wärmefester Werkstoff bevorzugt. Der Ring ist derart bemessen, daß seine Außenfläche zur Außenfläche der Einsatzbüchse höchstens bündig liegt, also dieser beim Einsetzen der Büchse nicht beschädigt wird. Erst beim Auswalzen der Ringnut auf einen bestimmten Durchmesser wird der Ring veranlaßt, den Hohlraum zwischen Zylinderkopfmaterial und Büchse mit abdichtender Vorspannung voll auszufüllen. Dieses Auswalzen (statt jedes anderen Verfahrens zum Andrücken der Büchse an die Wandung der Einsatzbohrung), im Verein mit der Verwendung von Dichtungseinlagen an den anzuwalzenden Stellen macht das Wesen der Erfindung aus. Die Erfindung gilt demnach nicht für Büchsen, die ohne die beschriebenen Dichtungseinlagen eingewalzt werden sollten.
• In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die F i g. 1 zeigt einen Teilabschnitt eines Brennkraftmaschinenzylinderkopfes 1 mit unmittelbar nebeneinanderliegender Glüh-oder Zündkerze 2 und Einspritzdüse 3 im Längsschnitt. Infolge Platzmangels durch die gedrängte Bauweise ist von durchgehenden gegossenen zylindrischen Wandungen zwischen Zylinderkopfboden und -decke abgesehen. An ihrer Stelle sind in die hierfür vorgesehenen Ausnehmungen dünnwandige, vom Kühlmittel unmittelbar umspülte Büchsen 4 und 5 eingesetzt.
• Oben und unten ist an den Büchsen je eine ringförmige Sicke 6 eingedrückt, wie eine solche die F i g. 2 in einem größeren Maßstab zeigt. Die Sicken 6 sind durch Ringe 7 ausgefüllt. Schließlich kann man die Büchsen mit ihrem dem Brennraum zugekehrten Stirnende auch noch auf einer Ringschulter 8 des Zylinderkopfbodens dicht aufsitzen lassen. Das Einsetzen der Büchse und deren Abdichtung erfolgt in der bereits eingangs beschriebenen Weise.
• Die Erfindung ist ausdrücklich auf Brennkraft-Maschinen mit innerer Verbrennung und auf solche Fälle beschränkt, in denen der von der Büchse ummantelte Brennkraftmaschinen-Zubehörteil (Zündkerze usw.) die Brennraumwand bis zum Brennraum durchsetzt. Hieraus erklärt sich auch, daß zumindest die weiter innen angeordnete Dichtungseinlage hoch temperaturfest sein muB.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Befestigung und Abdichtung dünnwandiger Mantelbüchsen in Brennkraftmaschinen-Zylinderköpfen, welche (Büchsen) in Einsatzbohrungen einer außen- und innenliegenden Wand des Zylinderkopfes flüssigkeitsdicht eingedrückt sind, zwischen diesen beiden Bohrungen einen Kühlflüssigkeitsraum durchqueren und in ihrem Inneren den Raum zur Aufnahme eines die Brennraumwand durchdringenden Zubehörteiles, z. B. Zündkerze, Glühkerze, Einspritzdüse od. dgl., bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der Einsatzbohrungen mit Außen-Ringnuten versehenen, und in diesen Nuten elastische, tunlich temperaturfeste Dichtungseinlagen (7) beherbergenden Mantelbüchsen (4, 5) nach ihrer Einfügung in die Einsatzbohrungen im Gebiet der letzteren von innen her aufgewalzt werden.
2. 2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten nach den Büchsenenden als Sickenringe eingedrückt sind.
3. 3. Abdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringe (7) aus Gummi, Kunststoff oder einer Mischung von Gummi und Kunststoff unter leichter Vorspannung in die für ihre Aufnahme bestimmten Nuten eingelegt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 803 523; K. Wiecking und R. Gebauer, »Die Motoren der Personenkraftwagen«, Chr. Belser Verl., Stuttgart 1941, S. 47.