DE966913C

DE966913C - Sealing of the joints between the cylinder head and cylinder block of internal combustion engines

Info

Publication number: DE966913C
Application number: DEG7447A
Authority: DE
Inventors: John DICKSON
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1950-11-17
Filing date: 1951-11-17
Publication date: 1957-09-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Abdichtung der Trennfugen zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock von Brennkraftmaschinen, unter Zuhilfenahme einer Mehrzahl von Dichtungsringen, welche um die verschiedenen Durchgänge (Verbrennungsraum, Kühlwasserräume, Ölleitungen) der miteinander verbundenen Aggregate (Kopf, Block) gelegt sind.The invention relates to the sealing of the joints between the cylinder head and the cylinder block of internal combustion engines, with the aid of a plurality of sealing rings, which around the various passages (combustion chamber, cooling water chambers, oil lines) of each other connected aggregates (head, block) are placed.

Erfindungsgemäß wird diese Abdichtung der Trennfugen dadurch bewirkt, daß mindestens eines der beiden Aggregate (Kopf, Block) in der Nähe seiner Außenkanten, also außerhalb des Bereiches der Zylinderkopfschrauben und der Dichtungsringe, mit unnachgiebigen Distanzleisten versehen, ist, auf welchen der Zylinderkopf, einem zweifach aufgelagerten Balken vergleichbar, derart ruht, daß beim Anziehen der Zylinderkopfschrauben eine merkliche Durchbiegung des Zylinderkopfes in Richtung der dabei zusammengedrückten Dichtungsringe erfolgt, aoAccording to the invention, this sealing of the parting lines is effected in that at least one of the two units (head, block) in the vicinity of its outer edges, i.e. outside the area the cylinder head bolts and the sealing rings, provided with rigid spacer strips, is on which the cylinder head, a double layer Bar comparable, rests in such a way that when the cylinder head screws are tightened a noticeable Bending of the cylinder head in the direction of the compressed sealing rings, ao

Bei einer derartigen Bauweise führt das Aufschrauben des Zylinderkopfes auf den Zylinderblock nicht zu einer gleichmäßigen Berührung der Trennflächen, sondern der Preß druck der Schraubenbolzen wird auf die einzelnen Dichtungen konzentriert, so daß alle Durchlässe wirksam abgedichtet werden und ein Austreten von Verbrennungsgasen, öl und Wasser besonders wirksamWith this type of construction, the cylinder head is screwed onto the cylinder block not to a uniform contact of the parting surfaces, but the pressing pressure of the screw bolts is concentrated on the individual seals so that all passages are effectively sealed and a leakage of combustion gases, oil and water are particularly effective

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verhindert ist. Auf diese Weise wird durch gleichmäßiges Anziehen der Schrauben ein gleichmäßiger Druck auf die Dichtungen erreicht.is prevented. In this way, tightening the bolts evenly will make a more even one Pressure on the seals reached.

Es ist zwar zur Befestigung einer Glühhaube bei Glühkopfmotoren bereits vorgeschlagen, worden, als Verbindungselemente Pratzen zu verwenden, wobei äußere, starre und innere, elastisch nachgiebige Druckpunkte entstehen. Hierbei erfolgt aber keine elastische Verformung dieser Elemente, sondernAlthough it has already been proposed for fastening a glow hood in hot-head engines, as Fasteners to use claws, with outer, rigid and inner, resiliently compliant Pressure points arise. Here, however, there is no elastic deformation of these elements, but

ίο lediglich deren Verschwenken um die äußeren Druckpunkte.ίο only their pivoting around the outer Pressure points.

Es ist auch bekannt, für die abzudichtenden Kanäle Einzeldichtungen oder auch eine gemeinsame Dichtung für alle Kanäle zu verwenden, die beim Zusammenschrauben von. Zylinderblock und Zylinderkopf zwecks Erhöhung der Abdichtungswirkung zusammengepreßt werden. Da hierbei der Zylinderkopf aber unter Vermeidung einer Durchbiegung nach innen gleichmäßig auf dem Zylinderblock aufruht, kann ein gleichmäßiges Anpressen an allen Dichtungsstellen nicht erreicht werden.It is also known to have individual seals or a joint seal for the channels to be sealed Seal to be used for all channels when screwing together. Cylinder block and cylinder head are compressed to increase the sealing effect. Since this is the cylinder head but rests evenly on the cylinder block while avoiding an inward deflection, even pressing on all sealing points cannot be achieved.

Ein Ausführungsbeispiel der Dichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the seal according to the invention is shown in the drawing.

Fig. ι zeigt im Schnitt, teilweise in Ansicht, den Zylinderblock und Zylinderkopf eines Motors mit Kompressionszündung;Fig. Ι shows in section, partially in view, the Cylinder block and cylinder head of a compression ignition engine;

Fig. 2 ist eine Aufsicht auf einen, Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1;Figure 2 is a top plan view of a section taken along line 2-2 of Figure 1;

Fig. 3, 4 und 5 sind Schnitte nach den Linien 3~3> 4~4 und 5-5 der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab; Figures 3, 4 and 5 are sections along lines 3 ~ 3> 4-4 and 5-5 of FIG. 2 on an enlarged scale;

Fig. 6 ist ein Bruchstück einer abgeänderten Ausführungsform im Grundriß entsprechend der Fig. 2 undFIG. 6 is a fragment of a modified embodiment in plan corresponding to FIG. 2 and

Fig. 7 ein Bruchstück einer weiteren Ausführungsform im Schnitt entsprechend der Fig. 3.FIG. 7 shows a fragment of a further embodiment in section corresponding to FIG. 3.

In Fig. ι bezeichnet 10 den Zylinderkopf, 12 den Zylinderblock. Die Zylinder haben Laufbüchsen 14 mit Bohrungen 16 für die Kolben 18 und Kühlwasserkanäle 20.In Fig. Ι 10 denotes the cylinder head, 12 denotes Cylinder block. The cylinders have liners 14 with bores 16 for the pistons 18 and cooling water channels 20th

Auf die oberen Endflächen der Laufbüchsen. 14 sind Dichtungsringe 22 so aufgesetzt, daß sie eine Verlängerung der Büchsen, bilden. Diese Dichtungsriinge werden, vorzugsweise aus weichem Kupfer hergestellt, so· daß beim Aufschrauben des Zylinderkopfes auf den Zylinderblock mittels der Schraubenbolzen 24 ein Teil des Kupferringes in eine Ringnut 26 in der unteren. Fläche des Zylinderkopf es 'eingedrückt wird (Fig. 3). Dadurch werden die Zylinderbohrungen 16 wirksam gegen Austritt von Verbrennungsgasen abgedichtet.On the upper end faces of the liners. 14 sealing rings 22 are placed so that they have a Extension of the bushes. These sealing rings are preferably made of soft copper, so that when the Cylinder head on the cylinder block by means of the screw bolts 24 a part of the copper ring in an annular groove 26 in the lower. Surface of the cylinder head it 'is depressed (Fig. 3). Through this the cylinder bores 16 are effectively sealed against the escape of combustion gases.

Schmälere Dichtungsringe 28 und 30, vorzugsweise aus Gummi, von Kreisquerschnitt, deren. Einbau am deutlichsten aus Fig. 5 ersichtlich ist, we,rden in ähnlicher Weise um die öldurchlässe 32 und 34 gelegt. Gleiche Gummiringe 36 werden, rund um die Durchlässe 20 des Kühlwassers, größere Gummiringe 38 (Fig. 4) um die öffnungen 40 für die auf und ab gehenden Stößelstangen 42 gelegt. Zwischen dam Zylinderkopf 10 und dem Zylinderblock 12 befindet sich eine Abstandsplatte 44, vorzugsweise aus Stahl. Diese ist mit Aussparungen versehen, die mit den Zylinderbohrungen, den Durchgängen für die Stößelstange, das öl und das Kühlwasser sowie den. Schraubenbohrungen sich genau decken und zwischen dem Zylinderkopf und Zylinderblock eine Verbindung herstellen. Die Aussparungen, der Platte 44 sind weiter als die der zugehörigen Durchgänge und. so· bemessen, daß die verschiedenen Dichtungsringe in den Aussparungen der Platte 44 Sitz haben, und in ihrer Lage so gehalten, werden, daß der Innendurchmesser jedes Dichtungsringes gleich dem des zugehörigen Durchganges ist.Narrower sealing rings 28 and 30, preferably made of rubber, of circular cross-section, their. Installation as can be seen most clearly from Fig. 5, we rden around the oil passages 32 and 32 in a similar manner 34 placed. The same rubber rings 36 are larger around the passages 20 of the cooling water Rubber rings 38 (FIG. 4) are placed around the openings 40 for the push rods 42 going up and down. Between the cylinder head 10 and the cylinder block 12 there is a spacer plate 44, preferably made of steel. This is provided with recesses, which with the cylinder bores, the Passages for the push rod, the oil and the cooling water as well as the. Screw holes yourself cover exactly and establish a connection between the cylinder head and cylinder block. the Recesses in the plate 44 are wider than those of the associated passages and. so · dimensioned that the various sealing rings are seated in the recesses of the plate 44, and in their Position are held so that the inner diameter of each sealing ring is equal to that of the associated Passage is.

Zwischen dem Zylinderkopf 10 und dem Block 12 werden Abstandsleisten. 46, vorzugsweise ebenfalls aus Stahl, eingelegt, um die Durchbiegungen des Kopfes 10 in Nähe einiger Durchgänge auszugleichen, wenn die Schrauben 24 fest angezogen werden. Die Abstandsleisten 46 werden Vorzugsweise an den Enden der Platte 44 angeordnet und können auf die Oberfläche derselben unmittelbar neben den Stehbolzen 24 aufgeschweißt werden.Spacer strips are provided between the cylinder head 10 and the block 12. 46, preferably also made of steel, inlaid to compensate for the deflection of the head 10 in the vicinity of some passages, when the screws 24 are tightened firmly. The spacer bars 46 are preferably arranged at the ends of the plate 44 and can be on the surface of the same directly next to the stud bolts 24 are welded.

Die Kupferringe 22 überragen, vor dem Anziehen der Schrauben 24 die Abstandsleisten 46 um 0,08 bis 0,15 mm. Beim Anziehen der Schrauben werden jedoch die Kupferringe und die Gummiringe so zusammengedrückt, daß der an den Enden auf den Abstandsleisten 46 ruhende Zylinderblock sich der Länge nach verbiegt. Der Zylinderkopf wird also nicht gleichmäßig auf den Block heruntergedrückt, sondern der Druck auf die verschiedenen Dichtungsringe konzentriert. Dadurch wird eine zuverlässige Abdichtung der Durchgänge erreicht und Austritt von Wasser, öl und Gas verhindert. Gleichmäßiges Anziehen, der Schrauben, mittels eines Drehmomentenschlüssels ergibt angenähert gleiche Pressung aller Dichtungsringe.The copper rings 22 protrude beyond the spacer strips 46 by 0.08 before the screws 24 are tightened up to 0.15 mm. However, when the screws are tightened, the copper rings and the rubber rings so compressed that the cylinder block resting at the ends on the spacer strips 46 is bent lengthways. The cylinder head is not pressed down evenly onto the block, instead the pressure is concentrated on the various sealing rings. This creates a Reliable sealing of the passages is achieved and the escape of water, oil and gas is prevented. Even tightening the screws using a torque wrench results in an approximate result equal pressure of all sealing rings.

Zwischen dem Zylinderkopf 10 und der Platte 44 findet eine wirkliche Berührung nicht statt, sondern sie erfolgt nur zwischen dem Kopf und den. Dichtungsringen. Der Zwischenraum 48 (Fig. 3 bis 5) zwischen dem Kopf 10 und der Platte 44 beträgt vorzugsweise 0,6 mm. Er gestattet, daß die im Betrieb sich einstellenden Wärmespannungen durch die Elastizität des Kopfes und der Schraubenbolzen aufgenommen werden und daß Gase;, die dabei aus den Zylindern austreten, sollten, an den Seiten entweichen können.There is no actual contact between the cylinder head 10 and the plate 44, but rather it only takes place between the head and the. Sealing rings. The space 48 (Fig. 3 to 5) between the head 10 and the plate 44 is preferably 0.6 mm. He allows those in the company resulting thermal stresses due to the elasticity of the head and the screw bolts be absorbed and that gases; which emerge from the cylinders, should escape at the sides can.

Nach Fig. 6 ist an Stelle eines Paares von, Ab-Standsleisten 46 nach Fig. 2 und 3 eine einzige sich fast über die ganze Breite der Platte 44 erstreckende Leiste 50 aufgeschweißt. Diese Bauart kann, angezeigt sein., wenn eine Biegung des Kopfes in Querrichtung nicht erforderlich ist. Um die gewünschte Querbiegung zu erzeugen, können an den günstigsten Stellen der Seiten in Abständen besondere Distanzschienen eingelegt werden.According to FIG. 6, instead of a pair of, from stand bars 46 according to FIGS. 2 and 3, a single one bar 50 extending almost over the entire width of the plate 44 is welded on. This type may be indicated when a transverse bending of the head is not required. To get the desired Generating transverse bending can be special at the most favorable points on the sides Spacer bars are inserted.

Die Platte 44 zur richtigen Verlegung der Dichtungsringe um die Durchgänge ist entbehrlich, wenn die nötigen, Sitzflächen für die verschiedenen Dichtungsringe durch entsprechende Aussparungen der Zylinder geschaffen werden. In diesem Falle müssen die Abmessungen der Aussparungen den verschiedenen Dichtungsringen genau angepaßt werden. Ein Beispiel für diese Bauweise ist inThe plate 44 for the correct installation of the sealing rings around the passages is dispensable, if the necessary, seating surfaces for the various sealing rings through corresponding recesses the cylinder will be created. In this case, the dimensions of the recesses must be different sealing rings can be precisely adapted. An example of this construction is in

Fig. 7 dargestellt. Nach dieser wird der Zylinderblock 54 zur Abdichtung der Zylinderbohrung i6 mit einer Aussparung 52 versehen, die dem Dichtungsring 22 angepaßt ist. In gleicher Weise können die Aussparungen zum Einlegen der Dichtungsringe für die Durchgangsöffnungen der Stößelstangen, des Kühlwassers und des Öls in dem Block selbst hergestellt werden. Die Abstandsleisten 46 werden dann entweder auf den Block unmittelbar aufgeschweißt oder aus dem Block herausgearbeitet. Fig. 7 shown. After this becomes the cylinder block 54 for sealing the cylinder bore i6 provided with a recess 52 which is adapted to the sealing ring 22. In the same way you can the recesses for inserting the sealing rings for the through openings of the push rods, of the cooling water and the oil are produced in the block itself. The spacer bars 46 are then either welded directly onto the block or machined out of the block.

Claims

Patent claims:

i. Sealing of the joints between cylinder head and cylinder block of internal combustion engines with the help of a plurality of sealing rings, which around the various, Passages (combustion chamber, cooling water chambers, oil lines) of the connected units (head, block) ge ^ are, characterized in that at least one of these units (cylinder head 10 or cylinder block 12) near his Outer edges, i.e. outside the area of the cylinder head bolts (24) and the area the sealing rings (22, 28, 30, 36, 38), provided with rigid spacer strips (46, 50) is, on which, the cylinder head, comparable to a double-layered beam, such rests that when tightening the cylinder head screws a noticeable deflection of the Cylinder head in the direction of said sealing rings - the latter thereby compressing - he follows.

2. Seal according to claim 1, characterized in that that the sealing rings (22, 28, 30, 36, 38) in, coaxial to the. Passages (16, 32, 34, 20, 40) arranged recesses between, the cylinder head (10) and the Cylinder block (12) lying plate (44) and are thicker than the intermediate plate (44).

3. Seal according to claim 2 with the modification that the seats for the different Sealing rings with the omission of a loose intermediate plate through corresponding recesses (52) of the cylinder block (54) are created (Fig. 7).

Considered publications:

German Patent Nos. 361 159, 687548; U.S. Patent No. 2378045.

1 sheet of drawings

0 709 682/87 9.57