DE3305887A1

DE3305887A1 - Dichtung, insbesondere zylinderkopfdichtung

Info

Publication number: DE3305887A1
Application number: DE19833305887
Authority: DE
Inventors: Terence Peter Muggleswick Durham Nicholson
Original assignee: Individual
Current assignee: Specialist Sealing Ltd
Priority date: 1982-02-22
Filing date: 1983-02-19
Publication date: 1983-09-01
Also published as: GB2115503A; IT1172634B; FR2522104B1; FR2522104A1; SE443036B; GB2115503B; IT8312440A0; SE8300938D0; SE8300938L

Description

Terence Peter Nicholson Calf Hall, Muggleswick, Derwentside, Co. Durham

Großbritannien 18. Febr. 1983 IG/ge

. LHG/225P43811

Dichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung (Priorität der britischen Patentanmeldung Nr. 8205119 vom 22. Febr. 1982) ■■ Die Erfindung betrifft eine Dichtung nachdem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Solche insbesondere für innere Brennkraftmaschinen bestimmte Dichtungen sind in der GB-PS 1 583 322 und in der GB-Patentanmeldung 2 063 386 angegeben. Sie weisen beachtliche Vorteile auf. Jedoch gibt es wenige Einzelfälle, daß die Dichtung, wenn sie schweren thermischen Betriebsbedingungen für viele Stunden ausgesetzt war, undicht wurde, d.h. es trat ein Lecken des Brenngases auf. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dieses Lecken im wesentlichen auf die Flexibilität bzw. eine übermäßige Elastizität des Zylinkopfes zurückzuführen ist.

Wenn eine Sicken aufweisende Dichtung zusammengedrückt wird, werden die vorspringenden Wellenbereiche der Sicken um 0,0254/0,0508 mm, bezogen auf die Basisdicke des Metallblatte-s, aus dem die Dichtung hergestellt ist, komprimiert werden.

Ferner liegt der Erfindung die Überlegung zugrunde, daß wenn ein Zylinderkopf übermäßig fexibel ist, er einen "Schlageffekt" auf die Dichtung hat, wenn der Betrieb unter schweren thermischen Belastungen erfolgt.

In einer typischen Arbeitsperiode steigt die Motortemperatur auf 90° C in einer Minutu an, wenn eine anderthalbminu-

taiange Laufperiode unter voller Belastung vorliegt, dann wird der Motor in den Leerlauf unter Last geschaltet und die Motortemperatur xvird um nahezu 90° C dadurch verringert, daß kaltes Kühlwasser um anderthalb Minuten durch den Motor geführt wird: Dies bedeutet, daß der Zylinderblock einem beachtlichen thermischen Schock ausgesetzt wird. Dieser "Schlageffekt" auf die Dichtung führt zu einer Verringerung der Wellenform in der komprimierten Dichtung und dieser Wellenbereich wird fast außer Betrieb gesetzt mit der Folge, daß ein Lecken des Brenngases auftritt.

Zur Lösung dieses Problems wurden besondere Überlegungen angestellt. Es wurde in überraschender Weise festgestellt, daß wenn die Möglichkeit besteht, die Sicke abzustützen nachdem ihre Kompression erfolgt ist, das nachteilige Problem des Leckens vollständig beseitigt werden kann. Deshalb wird erfindungsgemäß eine Dichtung vorgeschlagen, bestehend aus einer Metallplatte, die Sicken bzw. wellenförmige Sicken aufweist und darüberhinaus Bauelemente vorhanden sind, welche während der Kompression die Sicken abstützen.

Dieses Bauelement kann vorzugsweise in Form einer flachen oder vorgeformten aus MetäLl bestehenden Unterlegscheibe bzw. einer Lamelle bestehen, deren Dicke vorzugsweise etwa 0,0508 mm beträgt und die unter eine oder beide Sicken bzw. -Wellen untergebracht wird, bei dem die Sicke bzw. das ganze Sickenelement (umlaufende Sicke) jede der Zylinderbohrungen umfaßt.

Erfindungsgemäß ist es ferner vorteilhaft, bei kleinen bzw. leichten Motoren, die einer relativ niedrigen Kompression hinsichtlich der Dichtung unterliegen, nur eine Sicke mit dem abstützenden Bauelement zu versehen; dagegen muß bei großen Motoren sowohl die eine als auch die andere Sicke durch dieses Bauelement abgestützt werden.

Der erfindungsgemäße Anwendungsbereich erfaßt sowohl ein-

stückige Dichtungen gemäß GB-PS 1 583 322 als auch die aus drei Teilen bestehende Dichtung gemäß GB-Patentanmeldung 2 063 386.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert: Es zeigen: ■ ■

Pig. 1 einen Schnitt durch einen Teil der Dichtung ■ gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung

Pig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der Dichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform

Pig. 3 einen Schnitt durch einen Teil der Dichtung

gemäß einer dritten Ausführungsform

Fig. 4, 5 Schnitte durch die Dichtung, die Varianten bei der Ausführung gemäß Fig. 3 darstellen. 2o

Die in den Figuren gezeigte Dichtung 1 umfaßt eine Zylinderbohrung 2 eines Zylinderkopfes einer inneren Brennkraftmaschine (Motor). Eine Sicke 3 ist in der Dichtung ausgeformt und läuft um die Bohrung 2 herum und kann in ihrer Form die nur einer Welle oder wie hier dargestellt die Form einer Doppelwelle aufweisen, wie auch in GB-PS 1 583 322 angegeben.

. Nun ist gemäß Fig. 1 ein Bauelement in Form einer flachen bzw. vorgeformten, aus Metall bestehenden Unterlegscheibe, einer Lamelle odgl. 4 bzw. Platte vorhanden und an der Innenseite eines Wellenberges 5 der Sicke 3 befestigt, z.B. durch Punktschweißen oder ein Binde- bzw. Klebemittel. Die Dicke der Unterlegscheibe odgl. 4 ist etwa o,o5j vorzugsweise 0,0508 mm. Durch die Unterlegscheibe 4 wird eine hinreichende Abstützung geschaffen, welche verhindert, daß die Sicke bzw. der Sickenberg bei extremen Betrieb durch den Schlageffekt weggedrückt wird.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 2 ist eine Unterlegscheibe 4 dar-

gestellt, die sich vorteilhaft zwischen den zwei benachbarten Wellenbergen erstreckt, d.h. diese Ausführung ist insbesondere für größere leistungsfähigere Motoren bestimmt, bei der eine stärkere Abstützung der Sicke erforderlich ist.

Die Unterlegscheiben gemäß Fig. 2 sind bei der Ausführung gern. Fig. 3 in eine andere Dichtung eingebaut, wie z.B. in der GB-Patentanmeldung 2 063 386 der Anmelderin angegeben. Hier besteht die Dichtung aus zwei äußeren Metallplatten 6, 6³ und einer zentralen Verbundplatte 7 zwischen ihnen, die als Abstandsplatte dient. Die Verbundplatte 7 hat in der Mitte eine Weichmetallschicht und außen Hartmetallschichten- bzw. Oberflächen die mit der inneren weichen Schicht innig verbunden oder im Einzelfall einstückig mit der mittleren Schicht hergestellt sind. Diese harten Schichten bzw. Oberflächen werden dadurch vorzugsweise erhalten, daß nach dem Anlassen des Materials ein Härten durch Rollen bzw. Walzen der Oberfläche erfolgt. Die Unterlegscheiben odgl. 4 können entweder für die obere Sicke oder für die untere Sicke, wie in Fig. 3 dargestellt, vorgesehen werden, oder für beide Sicken, oder auch nur für einen Wellenberg bzw. einen einzelnen Sickenteil wie aus Fig. 1 erkennbar oder auch für beide Wellenberge wie Fig. 2 es zeigt.

Die Abstützung für die beiden Wellenberge jeder Sicke kann durch zwei separate Unterlegscheiben, Lamellen odgl. 4', k³'³ , oder durch nur eine, insbesondere einstückig geformte Unterlegscheibe 4^5SJ, erfolgen, wie insbesondere in Fig. 5 dargestellt.

Durch die Erfindung wird noch ein abstützendes Bauelement flacher Form bestehend aus Metall erfaßt, die nicht eine Platte oder Scheibe ist, sondern aus einem Metalldraht gebildet ist. Eine solche Ausbildung ist in der Regel aber nicht optimal.

Eine mit einer Abstützung versehene Sicke nach einem der obigen Ausführungsformen kann auch am Umfang der Dichtung selbst (also nicht nur um die Zylinderbohrung herum) angeordnet werden.

Claims

&, J7e/py>r//tt»<'.· '6fVy/> a fe/i A <%/r.,-Λ'Λιΐ'/tfotf - 'ty iac ν

Terence Peter Nicholson 18.Februar I983

Calf Hall, Muggleswick, IG/Wo

Derwentside, Co. Durham LHG/225P43811

Großbritannien VNR 1ο2 74l

· 3305837

Patentansprüche
(1.) Dichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung^die aus einer Metallplatte besteht, die in ihr mindestens eine Sicke aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung für die Sicke ein die Sicke während der Kompression abstützendes Bauelement aufweist.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Bauelement eine aus Metall bestehende Platte, eine Unterlegscheibe bzw. eine Lamelle (4. 4', V, V) ist.
3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abstützende Bauelement ein Stück Metalldraht ist.
4. Dichtung, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei solche Metallplatten aufweist, die jeweiligen Sicken sich nach außen erstrecken und eine zentrale Verbundplatte zwischen diesen zwei bzw. zwei äußeren Metallplatten vorhanden ist und die Verbundplatte eine mittlere aus Weichmetall bestehende Platte bzw. Schicht als auch aus Hartmetall bestehende Schichten bzw. äußere Bereiche aufweist, die mit der mittleren Verbundplatte entweder einstückig sind oder an diese innig verbunden sind.
5. Dichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der mittleren aus Metall bestehenden Verbundplatte nach dem Anlassen durch Walzen oder Rollen ihrer Obe?- flächen gehärtet sind.
6. Dichtung nach Anspruch Ί oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der äußeren Platten (6, 6^J) in einem Bereich im Querschnitt doppelwellenförmig ausgebildet ist und daß der Abstand zwischen einer Ebene, welche die Spitzen der beiden Wellenberge enthält, und einer zweiten hierzu parallelen Ebene, welche die Grundfläche eines Troges zwischen den beiden Wellenbergen bzw. Wellen enthält, um ein gerüngfügiges kleiner ist, als der Abstand zwischen der ersten Ebene und der Grundfläche der Platte.
7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das abstützende Bauelement so angeordnet ist₃ daß es lediglich den einen Wellenberg einer Doppelwelle der einen oder der beiden Sicken abstützt.
8. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das abstützende Bauelement derart angeordnet ist, daß es die beiden Wellen bzw. Wellenberge der Doppelwelle der einen oder der beiden Sicken abstützt.
9. Dichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das abstützende Bauelement je eine aus Metall bestehende Unterlegscheibe (4, V) oder einen Draht bzw. Drahtstücke für jede einzelne Welle dieser Doppelwelle aufweist.
10. Dichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das

abstützende Bauelement nur eine· einzige aus .Metall bestehende Unterlegscheibe bzw. Lamelle aufweist, durch die beide Wellen bzw. Wellenberge der doppelwellenförmigen Sicke abgestützt sind.
11. Dichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicke(en) um eine Zylinderbohrung (2) herum angeordnet ist/sind.