DE3001599A1 - Internal combustion engine cylinder head gasket - has separate combustion chamber sealing ring connected to metal plate by radial tongues - Google Patents
Internal combustion engine cylinder head gasket - has separate combustion chamber sealing ring connected to metal plate by radial tonguesInfo
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Abstract
Description
Zylinderkopfdichtung für Brennkraftmaschinen Cylinder head gasket for internal combustion engines
Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung für Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a cylinder head gasket for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
Eine Zylinderkopfdichtung dieser Gattung ist in der DT-PS 19 o7 682 beschrieben, bei der am Brennraumdurchgang einer ebenen Metallplatte Sicken konstanter Dicke herausgeprägt sind, die im Einbauzustand aufgrund ihrer Druckverformung eine örtliche Flächenpressung ergeben, die zur Abdichtung der Brenngase ausreichend hoch ist. Die Abdichtung an den Durchgängen für Kühlmittel und Schmiermittel erfolgt in den genannten Metalldichtungen durch eingelegte Weichstoffringe oder durch auf andere Weise angebrachte Elastomer-Dichtele--mente. Da die Metall-Sickendichtungen, die z.B. aus einer Grundplatte einheitlicher Dicke gefertigt werden, im Langzeitbetrieb am Brennraum eine überwiegend plastische Verformung der Sicke zur Folge haben, während deren elastischer Rückfederungsanteil gering ist, können geringe Gasmengen über die flachgedrückte Sicke nach außen treten. Dabei können die Brenngas-Leckmengen unter Umständen so groß werden, daß sich ein Druckpolster hinter der Sicke aufbaut, das zu einer mechanischen oder bei größeren hindurchgetretenen Gasmengen auch zur mechanischen und thermischen Schädigung oder Zerstörung der eingelegten Weichstoff- oder angebrachten Elastomer-Dichtelemente an den Kühl- bzw. Schmiermitteldurchgängen führt. Um dies zu vermeiden, sind in die Grundplatte hinter der Sicke Kanäle eingeprägt oder spanabhebend eingearbeitet, die der Abführung der übergetretenen Leckgasmengen dienen sollen. Die Tiefe dieser Leckagekanäle kann jedoch nur einen gerissen Bruchteil der Dicke der Metallplatte betragen, so daß am gesamten Umfang eine metallische Verbindung zwischen der am Brennraum von hohen Temperaturen beaufschlagten Sicke und der Metallplatte besteht, die daher infolge Wärmeleitung unerwünscht hohe Temperaturen annehmen kann. Außerdem kann der Querschnitt der in die Grundplatte eingeprägten oder eingearbeiteten Leckgaskanäle nach einiger Zeit durch Kondenswasserkorrosion, Riißablagerungen usw. verringert oder auch ganz verstopft und damit wirkungslos werden.A cylinder head gasket of this type is in DT-PS 19 o7 682 described, in the case of the corrugation of a flat metal plate at the combustion chamber passage more constant Thickness are embossed, which in the installed state due to their compression deformation a result in local surface pressure that is sufficiently high to seal off the combustion gases is. The passages for coolant and lubricant are sealed in the mentioned metal seals by inserted soft material rings or by Elastomer sealing elements attached in a different way. Since the metal bead seals, which are made from a base plate of uniform thickness, for example, in long-term operation result in a predominantly plastic deformation of the bead on the combustion chamber, while whose elastic resilience is low, small amounts of gas can pass step the flattened bead outwards. The fuel gas leakage may become so large that a pressure pad builds up behind the bead, this to a mechanical or, in the case of larger quantities of gas that has passed through, also to mechanical and thermal damage or Destruction of the pickled Soft material or elastomer sealing elements attached to the coolant or lubricant passages leads. To avoid this, channels are embossed into the base plate behind the bead or incorporated by machining, the discharge of the leaked gas quantities should serve. However, the depth of these leakage channels can only be a cracked fraction the thickness of the metal plate, so that a metallic Connection between the bead exposed to high temperatures on the combustion chamber and the metal plate is made, which is therefore undesirably high temperatures due to heat conduction can accept. In addition, the cross section of the embossed in the base plate or incorporated leakage gas ducts after some time due to condensation corrosion, Crack deposits etc. reduced or even completely clogged and thus ineffective will.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zylinderkopfdichtung der eingangs erwähnten bekannten Gattung so zu verbessern, daß eine überwiegend plastische Abflachung der Sicke, eine Wärmeleitung von der Brennraumsicke in die Metallplatte und eine leichte Verstopfung des Gasleckage-Entspannungskanals hinter der Brennraumsicke weitgehend vermieden wird.The object of the invention is therefore to provide a cylinder head gasket of the To improve the aforementioned known genus so that a predominantly plastic Flattening of the bead, a heat conduction from the combustion chamber bead into the metal plate and a slight clogging of the gas leakage expansion duct behind the combustion chamber bead is largely avoided.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1.The invention solves this problem by the characterizing part of the patent claim 1.
Die Verbindung der radial vorstehenden Verbindungslappen des Sickenringes mit dem Rand des Durchganges in der Metallplatte ermöglicht einerseits eine Zentrierung des Sickenringes innerhalb des Plattendurchqanges und andererseits die Bildung eines Ringspaltes zwischen Sickenring und Metallplatte als Entspannungsraum für Leckgase, da naturgemäß der Außendurchmesser des Sickenringes zwischen den Verbindungslappen kleiner bemessen ist als der Durchmesser des Plattendurchganges. Die Entspannung der Leckgasmenge aus diesem ringspaltförmigen Entspannungsraum ins Freie erfolgt dabei normalerweise seitlich an den schmalen tragenden Stegen der Metallplatte, ohne daß es besonderer Verbindungskanäle nach außen bedarf.The connection of the radially protruding connecting tabs of the bead ring with the edge of the passage in the metal plate enables centering on the one hand of the bead ring within the plate diameter and on the other hand the formation of a Annular gap between the bead ring and metal plate as a relaxation space for leakage gases, since naturally the outer diameter of the bead ring between the connecting tabs is dimensioned smaller than the diameter of the plate passage. The expansion of the amount of leakage gas from this annular gap-shaped expansion space into Free is usually done laterally on the narrow supporting webs of the Metal plate without the need for special connection channels to the outside.
Ein weiteres wesentliches Merkmal sieht Anspruch 2 dadurch vor, daß mindestens die Verbindungslappen des Sickenringes wenigstens teilweise dünner als die Metallplatte bemessen sind. Diese dünnere Bemessung der Verbindungslappen ist einerseits dadurch möglich, daß das Ausgangsmaterial für den Sickenring dünner gewählt wird als die Dicke der Metallplatte für die Zylinderkopfdichtung oder dadurch, daß zwar das Ausgangsmaterial für den Sickenring die gleiche Dicke hat wie die Metallplatte, aber die Verbindungslappen durch spanabhebende Bearbeitung oder Verformung dünner gemacht werden als die Metallplatte. Hierdurch wird ein durchgehender, also den Sickenring vollständig umgebender und lediglich im Bereich der Verbindungslappen im Querschnitt verringerter Entspannungskanal geschaffen, durch den die Wärmeleitung vom Sickenring in Richtung der Metallplatte im Bereich außerhalb der Verbindungslappen unterbrochen wird und in dem eine Entspannung und Abkühlung des Leckgases um den ganzen Umfang des Sickenringes herum möglich ist, wodurch ein sicherer Schutz der Zylinderkopfdichtung gegen mechanische und thermische Beschädigung erreicht wird. Dies kommt insbesondere zum Tragen, wenn die Ränder der Flüssigkeitsdurchgänge in der Metallplatte für Kühl- und Schmiermittel mit ring förmigen Weichstoffeinlagen besetzt sind oder angespritzte oder anvulkanisierte Elastomerelemente aufweisen.Another essential feature is provided in claim 2 in that at least the connecting tabs of the bead ring are at least partially thinner than the metal plate are sized. This thinner sizing of the connecting tabs is on the one hand possible in that the starting material for the bead ring is chosen to be thinner is called the thickness of the metal plate for the cylinder head gasket or by that Although the starting material for the bead ring has the same thickness as the metal plate, but the connecting tabs are thinner due to machining or deformation can be made as the metal plate. This creates a continuous, i.e. the Bead ring completely surrounding it and only in the area of the connecting tabs A relaxation channel with a reduced cross-section is created through which the heat conduction from the bead ring in the direction of the metal plate in the area outside the connecting tabs is interrupted and in which a relaxation and cooling of the leakage gas around the the entire circumference of the bead ring is possible, which provides a more reliable protection of the Cylinder head gasket against mechanical and thermal damage is achieved. This is particularly important when the edges of the fluid passages are in the metal plate for coolants and lubricants with ring-shaped soft material inserts are occupied or have molded or vulcanized elastomer elements.
Die Verbindung zwischen den Verbindunglappen des Sickenringes und der Metallplatte kann durch Kleben, Löten oder Punktschweißen oder auch auf andere Weise hergestellt sein.The connection between the connecting tabs of the bead ring and the metal plate can be glued, soldered or spot welded or else on others Way to be made.
Wird gemäß Anspruch 4 für den Sickenring ein Material größerer Härte aber geringerer Dicke als für das j'terial der2ttallplatte gewählt, so hat dies den Vorteil,. daß im eingebauten Zustand die völlige Abflachung der Sicke vermieden wird, wodurch ein größeres Rückfederungsvermögen aufgrund der verbliebenen geometrischen Form zur überbrückung der dynamischen Dichtspaltänderung infolge des pulsierenden Verbrennungsdruckes erhalten bleibt.According to claim 4, a material of greater hardness for the bead ring but a smaller thickness than chosen for the j'terial der2ttallplatte, so this has the advantage,. that in the installed state the complete flattening of the bead is avoided is, creating a greater resilience due to the remaining geometric Form to bridge the dynamic sealing gap change due to the pulsating Combustion pressure is maintained.
Insbesondere bei Motoren mit eingesetzten Laufbuchsen, die üblicherweise mit einem bestimmten Buchsenvorstand über die Zylinderblockfläche ausgelegt werden, kann ein größeres Rückfederungsvermögen durch Vermeidung der völligen Abflachung der Sicke beim Einbau durch eine geeignete Abstufung der Härte und/oder Dicke des Sickenringes gegenüber der die Stützkräfte aufnehmenden Metallplatte erreicht werden.In particular for motors with used cylinder liners, which are usually be laid out with a certain liner protrusion over the cylinder block surface, can provide greater resilience by avoiding complete flattening the bead during installation by a suitable gradation of the hardness and / or thickness of the Bead ring can be achieved with respect to the metal plate absorbing the supporting forces.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 eine Zylinderkopfdichtung in Draufsicht, Fig. 2 einen Schnitt A - A in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt B - B durch die Dichtung gemäß Fig. 1 im eingebauten Zustand und Fig. 4 einen Schnitt gemäß Fig. 3 durch eine Dichtung, die in einen Motor mit Laufbuchse eingebaut ist.In the drawing, the invention is exemplified and schematic illustrated. They show: FIG. 1 a cylinder head gasket in plan view, FIG. 2 shows a section A - A in FIG. 1, FIG. 3 shows a section B - B through the seal according to FIG 1 in the installed state and FIG. 4 shows a section according to FIG. 3 through a seal, which is built into a motor with a liner.
Die in Fig. 1 dargestellte Zylinderkopfdichtung der Brennkraftmaschine besteht aus einer "etallplatte 1, vorzugsweise einer Stahlplatte, deren Brennraumrand 2 aus einem Sickenring 3 besteht, der ein selbständiges Bauteil ist und mit radial nach außen vorstehenden Verbindungslappen 4 versehen ist, die mit dem öffnungsrand la der etallplatte 1 durch Schweißen, Löten, Kleben oder dergleichen fest verbunden sind. Die Zwischenräume zwischen den schmalen, radial vorstehenden V erbinduncslappen b bilden einen ringförmigen Entspannungskanal 5. Der Querschnitt dieses ringförmigen Entspannungskanals ist im Bereich der Verbindungslappen dadurch vermindert, daß entweder das Metallblech für den Sickenring eine geringere Dicke als die Metallplatte aufweist oder aber die Verbindungslappen durch spanabhebende Bearbeitung oder durch Verformung, z.B. Prägung dünner als die .letallplatte sind. In Fällen geringerer Beanspruchung kann es auch genügen, lediglich die Zwischenräume zwischen den Verbindungslappen als Entspannungskanäle für Leckgas vorzusehen.The cylinder head gasket of the internal combustion engine shown in FIG. 1 consists of a "metal plate 1, preferably a steel plate, the edge of the combustion chamber 2 consists of a bead ring 3, which is an independent component and with radial outwardly protruding connecting tab 4 is provided with the opening edge la the metal plate 1 firmly connected by welding, soldering, gluing or the like are. The spaces between the narrow, radially protruding connecting flaps b form an annular relaxation channel 5. The cross section of this annular The relaxation channel is reduced in the area of the connecting tabs in that either the metal sheet for the bead ring has a smaller thickness than the metal plate has or the connecting tabs by machining or by Deformation, e.g. embossing, are thinner than the metal plate. In lesser cases Stress can also suffice, only the spaces between the connecting tabs to be provided as expansion channels for gas leakage.
Die Metallplatte ist mit Flüssigkeitsdurchgängen 6 für Kühl- bzw. Schmiermittel versehen, deren Ränder mit ringförmigen Weichstoffeinlagen oder angespritzten und anvulkanisierten Elastomerelementen 7 versehen sind.The metal plate is provided with liquid passages 6 for cooling resp. Lubricants are provided, the edges of which are provided with ring-shaped soft material inserts or sprayed on and vulcanized elastomer elements 7 are provided.
Es ist ersichtlich, daß die Ränder dieser Flüssigkeitsdurchgänge z. T. sehr dicht am Rand des Durchganges in der Metallplatte liegen und vor einer mechanischen oder thermischen Beschädigung oder Zerstörung durch Leckgase mit Hilfe des Sickenringes 3 und des diesen umgebenden ringförmigen Entspannungskanals 5 geschützt werden. Baut sich ein Leckgas-Druckpolster in dem Entspannungskanal 5 hinter dem Sickenring 3 auf, so kann das Leckgas an den Längsseiten der Metallplatte bei 8 nach außen entweichen.It can be seen that the edges of these liquid passages e.g. T. are very close to the edge of the passage in the metal plate and in front of a mechanical or thermal damage or destruction through leakage gases with the help of the bead ring 3 and the surrounding annular relaxation channel 5 protected will. A leakage gas pressure cushion builds up in the relaxation channel 5 behind the Bead ring 3 on, so the leakage gas can be on the long sides of the metal plate at 8 escape to the outside.
Die Härte des Dichtungsringes 3 kann gegenüber derjenigen der Metallplatte größer bemessen werden, so daß der Sickenring ein größeres Rückfederungsvermögen beibehält und dynamische Dichtspaltänderungen infolge des pulsierenden Verbrennungsdruckes besser überbrücken kann.The hardness of the sealing ring 3 can be compared to that of the metal plate be dimensioned larger, so that the bead ring has a greater resilience maintains and dynamic sealing gap changes due to the pulsating combustion pressure can bridge better.
Locher 9 in der Metallplatte aienen für dels DarchtrilL von Gewindebolzen des Motorblocks für die Befestigung des Zylinderkopfes.Hole 9 in the metal plate is used for the insertion of threaded bolts of the engine block for fastening the cylinder head.
Fig. 2 zeigt im Schnitt den Dichtring 3 im Bereich eines Verbindungslappens 4, der über den normalen Umfang des Dichtungsringes 3 radial nach außen vorsteht und dessen Äußeres mit der Innenseite des Durchganges der Metallplatte 1 bei 1o in der beschriebenen Weise verbunden ist. An die stegförmige Metallplatte 1 schließt sich die Weichstoffdichtung 7 des Flüssigkeitsdurchganges 6 an. Es ist ersichtlich, daß die Dicke des Metallblechs für den Sickenring 3 und dessen Verbindungslappen 4 geringer ist als die Dicke der Metallplatte 1, so daß der dadurch gebildete freie Querschnitt einen Teil des Entspannungskanals 5 bildet, der in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 deutlich zu sehen ist. Dort ist auch erkennbar, daß der Sickenring 3 auch im eingebauten Zustand der Zylinderkopfdichtung nicht vollständig im Bereich seiner Sicke abgeflacht wird und infolgedessen sein Rückfederungsvermögen beibehält. In Fig. 3 ist mit 11 der Zylinderkopf und mit 12 der Zylinderblock bezeichnet.Fig. 2 shows in section the sealing ring 3 in the area of a connecting tab 4, which protrudes radially outward beyond the normal circumference of the sealing ring 3 and its outside with the inside of the passage of the metal plate 1 at 1o is connected in the manner described. Closes to the web-shaped metal plate 1 the soft material seal 7 of the liquid passage 6 to. It can be seen that the thickness of the metal sheet for the bead ring 3 and its connecting tabs 4 is less than the thickness of the metal plate 1, so that the free Cross section forms part of the relaxation channel 5, which in the sectional view according to Fig. 3 can be clearly seen. It can also be seen there that the bead ring 3 not completely in the area even when the cylinder head gasket is installed its bead flattened and consequently its resilience maintains. In Fig. 3, 11 denotes the cylinder head and 12 denotes the cylinder block.
Fig. 4 zeigt die Zylinderkopfdichtung in Verbindung mit einer Zylinderlaufbuchse 13, die gegenüber der Oberseite des Motorblocks 14 nach oben vorsteht und infolgedessen eine stärkere Abflachung des Sickenringes 3 bewirkt, die jedoch nicht zur Aufhebung des Rückfederungsvermögens des Sickenringes führt. Es ist erkennbar, daß der Entspannungskanal 5 sich zum Teil oberhalb des Zylinderblocks 14 befindet, da der Innenrand des Durchgangs der Metallplatte 1 nicht unmittelbar an dem oberen Vorsprung der Zylinderlaufbuchse anliegt.Fig. 4 shows the cylinder head gasket in connection with a cylinder liner 13, which protrudes upwards from the top of the engine block 14 and consequently causes a stronger flattening of the bead ring 3, but not to cancel the resilience of the bead ring leads. It can be seen that the relaxation channel 5 is located in part above the cylinder block 14, since the inner edge of the passage of the metal plate 1 not directly on the upper projection of the cylinder liner is present.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
| 8380 | Miscellaneous part iii |
Free format text: ES ERFOLGT ERGAENZUNGSDRUCK NACH AUFRECHTERHALTUNG. |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |