DE4209257C2 - Weichstoffzylinderkopfdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Weichstoffzylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Weichstoffzylinderkopfdichtungen für Verbrennungskraftmaschinen bestehen bevorzugt aus einem Plattenlaminat mit einer Trägerplatte im Kern und beidseitig aufliegenden, gegebenenfalls imprägnierten, asbesthaltigen oder asbestfreien Faservliesplatten und gegebenenfalls auch aus beidseitig auf der Trägerplatte aufliegenden Graphitplatten. Bei Reihenmotoren mit mehreren in Reihe nebeneinander angeordneten Verbrennungszylindern besitzen die Zylinderkopfdichtungen entsprechend nebeneinander angeordnete Brennraumöffnungen, die untereinander durch einen schmalen Steg getrennt sind.

Dieser Stegbereich ist vor allem durch hohe Temperatureinwirkung und überströmende heiße Verbrennungsgase stark belastet, so daß zum Schutz und zur Erhöhung der Dichtpressung auf der Dichtung aufliegende und/oder den Stegbereich umhüllende Stegplättchen eingesetzt werden.

Ebenso ist es bekannt, den Stegbereich der Dichtung durch die Schenkel der die Brennräume umgebenden metallischen Einfassungen ein- oder beidseitig abzudecken, wobei gegebenenfalls die Einfassungsschenkel einer Seite einstückig miteinander verbunden sein können.

Nach beispielsweise der DE-OS 35 33 359 sind die metallischen Einfassungen der benachbarten Brennraumöffnungen im Stegbereich auf der einen Seite miteinander einstückig verbunden, während die Einfassungsschenkel der benachbarten Einfassungen auf der anderen Stegbereichsseite sich überlappend aufliegen.

Die Maßnahmen verbessern die Dichtpressung und damit die Abdichtwirkung im Stegbereich und schützen den Weichstoff vor Zerstörungen durch heißen Verbrennungsgaseinfluß. Die Zylinderkopfdichtung selbst ist aber unter Betriebsbedingungen den Schiebebewegungen zwischen Motorblock und Zylinderkopf ausgesetzt, so daß sich insbesondere die sich überlappenden Einfassungsschenkel im Stegbereich gegeneinander mit der Gefahr von Einfassungsbrüchen verschieben können. Gleichzeitig zerstören hohe Temperatureinwirkungen unter extremer Betriebsbelastung die Struktur und damit das Verformungsverhalten des Weichstoffes im Stegbereich. Es kommt zu bleibenden plastischen Verformungen des Weichstoffes und einem Nachlassen der Elastizität im Stegbereich mit der Gefahr von Leckagebildungen und schließlich zu Ausfällen der Dichtungen. Die Dichtung nach der DE-OS 35 33 359 ist für kritische Anwendungsfälle mit extremer Belastung nur bedingt geeignet.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderkopfdichtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches zu schaffen, die bei verbesserter Abdichtwirkung im Stegbereich auch unter extremen Belastungen mit langer Lebensdauer betriebssicher einsetzbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Zylinderkopfdichtung gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß mit im Stegbereich verbundenen Einfassungsschenkeln ausgerüstete Zylinderkopfdichtungen wurden in Motortestläufen unter extremen Bedingungen geprüft, und es wurde überraschenderweise gefunden, daß die erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtungen gegenüber den herkömmlichen Zylinderkopfdichtungen eine erheblich verbesserte Lebensdauer ohne Zerstörungen und Leckage im Stegbereich aufweisen. Ganz offensichtlich bewirkt jetzt die feste kraftschlüssige Verbindung der im Stegbereich aufliegenden und umhüllenden Einfassungsschenkel die feste Einkapselung des Weichstoffes. Durch Temperatureinwirkungen entstandene Zerstörungen des Weichstoffes, die zum Verlust der elastischen Verformbarkeit des Weichstoffes führen, können sich nicht mehr negativ auswirken. Der gekapselte Weichstoff kann sich nicht bleibend plastisch verformen, und die Kapsel ist insgesamt nur noch elastisch verformbar. Auch bei hohem Dichtpressungsdruck kann sich die Verbindung der Einfassungsschenkelenden nicht lösen, die elastische Verformbarkeit im Stegbereich bleibt auch nach längerer Betriebsdauer erhalten, und Störungen oder Leckagen im Stegbereich entstehen nicht.

Die Verbindung der Einfassungsschenkel im Stegbereich erfolgt bevorzugt durch Laserstrahlschweißen an den aneinanderstoßenden Einfassungsschenkelenden nach der Montage der Einfassungen an der Dichtung. Das Laserstrahlschweißen kann punktförmig oder linienförmig erfolgen, wobei, falls erforderlich, die aneinanderstoßenden Einfassungsschenkelenden in diesem Bereich geradlinig verlaufend ausgebildet sein können, so daß sie linienförmig verschweißt werden können.

Im Sinne der Erfindung können jedoch auch die aneinanderstoßenden Einfassungsschenkelenden durch Kleben oder Löten miteinander verbunden sein.

Im Sinne der Erfindung können jedoch auch den Weichstoff im Stegbereich umhüllende Stegplättchen verwendet werden, die ihrerseits wiederum von den Einfassungen im Stegbereich umhüllt sind. Die Schenkelenden der Stegplättchen stoßen dann auf der Seite zusammen, die der Dichtungsseite gegenüberliegt, an der die Schenkelenden der Gesamteinfassung aneinanderstoßen. Der Weichstoff im Stegbereich ist dann durch die formschlüssig verbundenen Einfassungen und Stegplättchen gekammert und dadurch elastisch zerstörungsfrei verformbar.

Durch die Erfindung ist somit mit einfachen Mitteln eine Zylinderkopfdichtung mit wesentlich verbesserter Belastbarkeit auch unter extremen Bedingungen geschaffen. Die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung ist mit langer Lebensdauer im motorischen Betrieb einsetzbar.

Die Erfindung wird durch die Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung im Aufsicht;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Ausführungsformen der Zylinderkopfdichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Aufsicht im Stegbereich auf eine weitere Zylinderkopfdichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 ein Querschnittsbild durch eine weitere Zylinderkopfdichtung gemäß der Erfindung im Stegbereich.

Im Aufsichtsbild der Fig. 1 ist (1) die Zylinderkopfdichtung mit den beiden benachbart zueinander liegenden Brennraumöffnungen (2, 3) und dem schmalen Stegbereich (4) zwischen den beiden Brennraumöffnungen (2, 3). Die beiden Brennraumöffnungen (2, 3) sind mit metallischen Einfassungen (5, 6) umgeben, wobei die Einfassungsschenkel (7, 8) im Stegbereich (4) auf der Dichtung aufliegen und sich punktförmig (9) berühren. Die Einfassungsschenkel (7, 8) umhüllen im Stegbereich (4) gleichzeitig das Stegplättchen (10).

Die Fig. 2 zeigt den Querschnitt im Stegbereich (4) der Zylinderkopfdichtung (1) aus Fig. 1 in der Linie II-II. Die Einfassungen (5, 6) umhüllen den Weichstoff (11) aus metallisch verstärktem Faservliesmaterial im Stegbereich (4), wobei die Einfassungen (5, 6) auf der Dichtungsunterseite (12) beidseitig miteinander verbunden sind, während die Einfassungsschenkel (7, 8) auf der Dichtungsoberseite (13) im Stegbereich (4) aufliegen und an ihren Enden im Berührungspunkt (9) miteinander verschweißt sind. Die Einfassungsschenkel umhüllen dabei gleichzeitig das Stegplättchen (10).

Im Aufsichtsbild der Fig. 3 ist der Stegbereich (4′) mit den benachbarten Brennraumöffnungen (2′, 3′) und den Brennraumeinfassungen (5′, 6′) dargestellt. Die Einfassungsschenkel (7′, 8′), die gleichzeitig das Stegplättchen (10′) umhüllen, verlaufen in der Berührungslinie (9′) geradlinig und sind in diesem Bereich durch linienförmiges Schweißen verbunden.

Das Querschnittsbild der Fig. 4 zeigt eine weitere Zylinderkopfdichtung gemäß der Erfindung. Der Stegbereich (4′′) ist nacheinander von einer innenliegenden, umhüllenden Stegplatte (10′′) und den äußeren Brennraumeinfassungen (5′′, 6′′) umgeben. Dabei liegt die Berührungsstelle (14) der beiden Stegplättchenschenkel (10′′) auf der Oberseite (13′′) der Dichtung, während die Berührungsstelle (9′′) der Einfassungsschenkel (7′′, 8′′) auf der Unterseite (12′′) der Dichtung liegt. An der Dichtungsoberseite (13′′) sind die Einfassungen (5′′, 6′′) miteinander einstückig verbunden.

Claims (4)

1. Weichstoffzylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einem gegebenenfalls metallisch verstärkten und imprägnierten Weichstoffmaterial mit mindestens zwei in Reihe nebeneinander angeordneten Brennraumöffnungen und einer metallischen Einfassung (5, 6) mindestens zweier benachbarter Brennraumöffnungen, wobei die Einfassungsschenkel (7, 8) der metallischen Einfassung (5, 6) im Stegbereich zwischen den Öffnungen auf einer Seite einstückig miteinander verbunden sind und/oder ein- oder beidseitig den Stegbereich überdecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassungsschenkel (7, 8) an ihren sich berührenden Enden (9) miteinander durch Schweißen, Kleben oder Löten verbunden sind.

2. Weichstoffzylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassungsschenkelenden im Stegbereich (4′) geradlinig verlaufen, so daß sie sich auf einer Linie (9′) berühren.

3. Weichstoffzylinderkopfdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassungsschenkel (7, 8) ein auf der Dichtung im Stegbereich (4) aufliegendes Stegplättchen (10) umhüllen.

4. Weichstoffzylinderkopfdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stegplättchen (10′′), auf dem Weichstoff im Stegbereich (4′′) aufliegend, diesen umhüllt, und daß das umhüllende Stegplättchen (10′′) anschließend von den Einfassungsschenkeln (7′′, 8′′) so umhüllt ist, daß der Berührungspunkt (14) der Stegplättchenenden (10′′) auf der dem Berührungspunkt (9′′) der Einfassungsschenkelenden gegenüberliegenden Dichtungsseite (12′′) angeordnet ist.