DE3943177C2 - Zylinderkopfdichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 38 11 560 A1 ist eine Zylinderkopfdichtung vom Metallplattentyp, insbesondere vom Stahlplattentyp, für eine Brennkraftmaschine bekannt, in der sich eine Mehrzahl von Zylinderlöchern befindet, wobei die Zylinderkopfdichtung eine erste Platte, eine zweite Platte und wenigstens eine zwischen der ersten und zweiten Platte angeordnete mittlere Platte aufweist, und die erste und zweite Platte sowie die wenigstens eine mittlere Platte Löcher haben, welche den Zylinderlöchern der Brennkraftmaschine entsprechen, wobei die Zylinderkopfdichtung ferner um die jeweiligen Zylinderlöcher der Brennkraftmaschine herum Abdichtungsmittel und wenigstens einen zwischen zwei benachbarten Zylinderlöchern befindlichen Teilungsbereich aufweist. In dieser Zylinderkopfdichtung sind bestimmte zusätzliche Wülste zur Abdichtung im Bereich einer sogenannten Öffnungsplatte einer Hilfsverbrennungskammer vorgesehen, wobei diese zusätzlichen Wülste dazu dienen sollen, eine Deformation der Öffnungsplatte auszugleichen. Der Bereich, in welchem die Öffnungsplatte angeordnet ist, befindet sich weit entfernt von dem Teilungsbereich zwischen benachbarten Zylinderbohrungen, und daher sind die zusätzlichen Wülste nicht dazu geeignet, bei modernen Hochleistungskraftfahrzeugmotoren, bei denen wegen der kleinen Abmessungen und des gedrängten Aufbaus der Abstand zwischen benachbarten Zylinderlöchern gering ist, in diesem schmalen Teilungsbereich eine Kriechentspannung der Zylinderkopfdichtung im wesentlichen zu verhindern. Das ist aber bei den modernen Kraftfahrzeughochleistungsmotoren wichtig, insbesondere bei solchen, die aus Leichtmetall, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung, hergestellt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zylinderkopfdichtung der gattungsgemäßen Art zur Verfügung zu stellen, mit welcher bei den modernen Hochleistungskraftfahrzeugmotoren in dem schmalen Teilungsbereich zwischen benachbarten Zylinderbohrungen eine Kriechentspannung der Zylinderkopfdichtung im wesentlichen verhindert und eine gute Abdichtung zwischen den benachbarten Zylinderbohrungen in möglichst vorteilhafter Weise erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zylinderkopfdichtung nach der Erfindung ist die Verstärkungswulst in dem Teilungsbereich zwischen den Zylinderlöchern ausgebildet. Daher tritt, selbst wenn der Teilungsbereich hoher Temperatur ausgesetzt ist, im wesentlichen keine Kriechentspannung in dem Teilungsbereich auf. Weiter wird, da die Verstärkungswulst die benachbarten beiden Zylinderlöcher voneinander abteilt oder -trennt, die Abdichtung zwischen den Zylinderlöchern erhöht und wesentlich verbessert.

Die Verstärkungswulst kann auf bzw. in der oberen, der unteren oder der mittleren Platte ausgebildet sein.

In der Zylinderkopfdichtung vom Stahlplattentyp nach der Erfindung kann die Verstärkungswulst auf bzw. in einer anderen Platte, als es die Platte ist, in welcher Abdichtungswülste ausgebildet sind, ausgebildet sein. Drahtringe oder andere Abdichtungsmittel können anstelle der Abdichtungswülste verwendet werden bzw. vorgesehen sein.

Die Erfindung sei nachfolgend anhand einiger in den Fig. 1 bis 6 der Zeichnung dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen dersellben näher beschrieben; es zeigen

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Teil einer ersten Aus­ führungsform einer Zylinderkopfdichtung vom Stahlplattentyp nach der vorliegenden Erfindung, die eine Metallplatte mit einer Verstärkungswulst hat;

Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrößerten Schnitt ent­ lang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Aufsicht auf einen Teil einer zweiten Aus­ führungsform einer Zylinderkopfdichtung vom Stahlplattentyp nach der Erfindung;

Fig. 4 einen gegenüber Fig. 3 vergrößerten Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3; und

Fig. 5 und 6 der Fig. 2 entsprechende Schnittansichten einer dritten und vierten Ausführungsform einer Zylinderkopfdichtung vom Stahlplattentyp nach der Erfindung.

In der nun folgenden detaillierten Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsformen sei zunächst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in denen eine erste Ausfüh­ rungsform einer Zylinderkopfdichtung A vom Stahlplattentyp gezeigt ist. Die Zylinder­ kopfdichtung A ist mit Zylinderlöchern Hc, Wasser­ löchern Hw, Öllöchern Ho und dergleichen, wie in einer kon­ ventionellen Dichtung, versehen. Es kann jede Art von Abdichtungsmitteln um die Wasser­ löcher Hw und die Öllöcher Ho herum verwendet werden. Da­ her werden die Abdichtungsmittel der Wasserlöcher Hw und der Öllöcher Ho nicht erläutert.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt die Zylinderkopfdichtung A eine obere Platte A10, mittlere Platten A11, A12 und eine untere Platte A13. Die obere Platte A10 und die mittlere Platte A12 haben die gleiche Form und erstrecken sich im wesentlichen über den gesamten Bereich der Zylinderkopfdichtung A. Die mittlere Platte A11 hat eine Form, die ähnlich bzw. gleichartig derjenigen der mittleren Platte A12 ist, jedoch erstreckt sich nur über den schmalen Teilungsbereich zwischen den Zylinderlöchern Hc.

Die untere Platte A13 erstreckt sich im wesentlichen über den gesamten Bereich der Zylinderkopfdichtung A. Zusätzlich hat die untere Platte A13 gekrümmte Teile A13a um die Zylinderlöcher Hc und Flansche A13b, die sich oberhalb der oberen Platte A10 befinden. Drahtringe befinden sich als Abdichtungsmittel A14 benachbart den gekrümmten Teilen A13a, so daß sie um die Zylinderlöcher Hc herum abdichten.

Die obere Platte A10 ist mit einer Verstärkungswulst A15 oder mehreren Verstärkungswülsten im Teilungsbereich zwischen den beiden jeweiligen benachbarten Zylinderlöchern Hc versehen. Die Verstärkungswulst A15 erstreckt sich nach der mittleren Platte A11 zu. Die Endteile der Verstärkungswulst A15 sind gegabelt, und zwar derart, daß sie die benachbarten Schraubenlöcher Hb jeweils teilweise umgeben.

In der Zylinderkopfdichtung A ist die obere Platte A10 mit einer Verstärkungswulst A15 zwischen zwei jeweiligen Zylinder­ löchern Hc versehen. Daher wird der Teilungsbereich zwischen den beiden Zylinderlöchern Hc durch die Verstärkungswulst A15 verstärkt. Selbst wenn der Teilungsbereich zwischen den beiden Zylinderlöchern Hc hoher Temperatur von den Verbrennungskammern her ausge­ setzt wird, tritt keine Kriechentspannung der oberen Platte A10 mit der Verstärkungswulst A15 auf.

Die obere Platte A10 befindet sich nämlich benachbart dem Zylinderkopf und ist hoher Temperatur ausgesetzt. Da jedoch die obere Platte A10 mit der Verstärkungswulst A15 versehen ist, ver­ ändert sich die Festigkeit der Platte A10 in dem Teilungsbereich zwischen den beiden Zylinderlöchern im wesentlichen nicht. Eine Kriechentspannung der Platte A10 wird im wesentlichen verhindert. Die anderen Platten sind vom Zylinderkopf entfernt angeordnet, so daß auch bei den anderen Plat­ ten keine Kriechentspannung auftritt.

Weiter ist es so, daß dann, wenn die Zylinderkopfdichtung A angezogen bzw. eingespannt wird, die Verstärkungswulst A15 zusammengedrückt wird, so daß eine Mehrzahl von gewellten Wülsten ausgebildet wird, welche zwischen den beiden Zylinderlöchern Hc abdichten. Eine Leckage zwischen den Zylinderlöchern Hc wird dadurch im we­ sentlichen verhindert.

In der Zylinderkopfdichtung A wird somit eine Kriechentspannung im wesentlichen verhindert, und die Abdichtung zwischen den Zylinderlöchern Hc wird selbst in einem kleinen Motor bzw. in einer kleinen Brennkraftmaschine mit hoher Leistung verbessert.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform einer Zylinderkopfdichtung B vom Stahlplattentyp, die eine obere Platte B10, eine mittlere Platte B12, und eine untere Platte B13 mit gekrümmten Teilen B13a und Flanschen B13b umfaßt, wie das bei der Zylinderkopfdichtung A in Fig. 1 der Fall ist. Die Zylinderkopfdichtung B hat jedoch keinen Drahtring bzw. keine Drahtringe, welcher bzw. welche dem Drahtring A14 in Fig. 2 entsprechen würden, vielmehr ist die mittlere Platte B12 statt dessen mit Abdichtungswülsten B12a um die Zylinderlöcher Hc herum versehen, um eine Abdichtung um diese Zylinderlöcher herum zu erzielen.

Außerdem ist die mittlere Platte B12 mit einer Verstärkungs­ wulst B15 im Zwischenbereich zwischen den Zylinderlöchern Hc versehen. Die Verstärkungswulst B15 ist an ihren Endteilen gegabelt und schneidet die benachbarten Abdichtungswülste B12a, wie in gestrichelten Linien in Fig. 3 gezeigt ist. Daher wird, wenn die Zylinderkopfdichtung B angezogen bzw. eingespannt wird, der Zwischenbereich zwischen den beiden Zylinderlöchern sicher abgedichtet. Es ist nämlich so, daß selbst dann, wenn Gas durch eine Verstärkungswulst B12a in dem Zwischenbereich zwischen den beiden Zylinderlöchern Hc eine Leckströmung bildet, dieser Zwischenbereich durch die Verstärkungswulst B15 eben­ sogut vollständig abgedichtet wird. Das Gas der Leckageströ­ mung geht nicht durch die Verstärkungswulst B15 hindurch.

Durch die beschriebene Ausführungsform wird die Festigkeit der Zylinderdichtung B ver­ größert. Außerdem wird eine Leckage von Gas von den Zylinder­ löchern her im wesentlichen verhindert.

Die Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Zylinderkopfdichtung C vom Stahlplattentyp, die eine obere Platte C10, eine mittlere Platte C12 und eine untere Platte C13 mit gekrümmten Teilen C13a und Flanschen C13b aufweist, wie das bei der Zylinderkopfdichtung B in Fig. 4 der Fall ist. In der Zylinderkopfdichtung C weist die mittlere Platte C12 Abdichtungswülste C12a um die Zylinderlöcher Hc herum auf, um eine Abdichtung um diese Zylinderlöcher herum zu erzielen. Eine Verstärkungswulst C15 ist auf bzw. in der unteren Platte C13 so ausgebil­ det, daß sie sich in dem Zwischenbereich zwischen den Zylinderlöchern erstreckt. Der Rest der Struktur der Zylinderkopfdich­ tung C ist der gleiche wie bei der Zylinderkopfdichtung B in Fig. 4. Die Zylinderkopfdichtung C wirkt wie die Zylinderkopfdichtung B.

Die Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Zylinderkopfdichtung vom Stahlplattentyp, die eine obere Platte D10, eine mittlere Plat­ te D12 mit Abdichtungswülsten D12a um die Zylinderlöcher Hc herum und eine untere Platte D13 mit gekrümmten Teilen D13a und Flan­ schen D13b aufweist, wie das bei der Zylinderkopfdichtung B in Fig. 4 der Fall ist. Jedoch ist in der Zylinderkopfdichtung D eine Verstärkungswulst D15 auf bzw. in der oberen Platte D10 so ausgebildet, daß sie nach der mit­ tleren Platte D12 hin vorsteht. Der Rest der Struktur der Zylinderkopf­ dichtung D ist in gleicher Weise wie bei der Zylinderkopfdichtung B aus­ gebildet. Die Zylinderkopfdichtung D wirkt wie die Zylinderkopfdichtung B.

In der hier vorgeschlagenen Zylinderkopfdichtung ist somit eine Verstärkungswulst im Zwischenbereich zwischen den bei­ den Zylinderlöchern ausgebildet. In diesem Zwischenbereich ist es, da hohe Temperatur und hoher Druck angewandt werden, wenn der Motor bzw. die Brennkraftmaschine betrieben wird, sehr schwie­ rig, abzudichten. Da eine solche Verstär­ kungswulst im Zwischenbereich zwischen den beiden Zylinderlöchern ausgebildet ist, die Festigkeit der Zylinderkopfdichtung verbessert und die Abdichtungsfähigkeit erhöht.

Claims (5)

1. Zylinderkopfdichtung (A, B, C, D) vom Metallplattentyp, insbesondere vom Stahlplattentyp, für eine Brennkraftmaschine, in der sich eine Mehrzahl von Zylinderlöchern befindet, wobei die Zylinderkopfdichtung eine erste Platte (A10, B10, C10, D10), eine zweite Platte (A13, B13, C13, D13) und wenigstens eine zwischen der ersten und zweiten Platte angeordnete mittlere Platte (A11, A12, B12, C12, D12) aufweist, und die erste und zweite Platte sowie die wenigstens eine mittlere Platte Löcher (Hc) haben, welche den Zylinderlöchern der Brennkraftmaschine entsprechen, wobei die Zylinderkopfdichtung ferner um die jeweiligen Zylinderlöcher der Brennkraftmaschine herum Abdichtungsmittel (A14, B12a, C12a, D12a) und wenigstens einen zwischen zwei benachbarten Zylinderlöchern befindlichen Teilungsbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkopfdichtung eine sich nur im Teilungsbereich sowie in Längsrichtung des Teilungsbereichs und im wesentlichen in dessen Mitte erstreckende Verstärkungswulst (A15, B15, C15, D15) aufweist, die auf oder in der ersten (A10, D10), der zweiten (C13) oder der wenigstens einen mittleren (B12, C12, D12) Platte integral ausgebildet ist und aus der jeweiligen Platte innerhalb der Zylinderkopfdichtung vorsteht, ohne aus dieser nach außen vorzustehen.

2. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungsmittel Abdichtungswülste (B12a, C12a, D12a) sind, die in oder auf der mittleren Platte (B12, C12, D12) ausgebildet sind (Fig. 3 bis 6).

3. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungswulst (B15) auf oder in der mittleren Platte (B12) ausgebildet ist und in der gleichen Richtung vorsteht wie die Abdichtungswülste (B12a) (Fig. 3, 4).

4. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verstärkungswulst (B15) zu den Endteilen der Abdichtungswülste (B12a) hin so erstreckt, daß sie dieselben schneidet (Fig. 3).

5. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungswulst (C15, D15) auf oder in einer ersten (D10) oder zweiten (C13) Platte ausgebildet ist und sich nach der mittleren Platte (C12, D12) zu erstreckt, wobei sich die Abdichtungswülste (C12a, D12a) nach der Platte (D10, C13) zu erstrecken, an der die Verstärkungswulst (C15, D15) ausgebildet ist (Fig. 5, 6).