DE19512650C2 - Zylinderkopfdichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einer von wenigstens einer Metall­ blechlage gebildeten, eine Dichtungsebene definierenden Dich­ tungsplatte, in der mindestens eine Brennraum-Durchgangsöff­ nung vorgesehen ist, welche von einem in einer zur Dich­ tungsebene senkrechten Pressungsrichtung zwischen einem Motorblock und einem Zylinderkopf einzuspannenden ersten, be­ züglich der Brennraum-Durchgangsöffnung radial inneren Dicht­ element eingefaßt wird, sowie mit mindestens einem zweiten Dichtelement aus einem metallischen, eine Längsmittelachse aufweisenden und um die letztere tordierbaren Dichtungs­ strang, der einen bezüglich der Brennraum-Durchgangsöffnung in radialem Abstand vom ersten Dichtelement um letzteres herumlaufenden geschlossenen Ring bildet, wobei im eingebau­ ten Zustand der Zylinderkopfdichtung das zweite Dichtelement in Pressungsrichtung zwischen zwei zur Dichtungsebene paral­ lelen Abstützflächen liegt, von denen wenigstens eine von einer Metallblechlage der Zylinderkopfdichtung gebildet wird, wobei diese Metallblechlage an einer der äußeren Flachseiten der Zylinderkopfdichtung liegt, wobei bei eingebauter Zylin­ derkopfdichtung und angezogenem Zylinderkopf die in Pres­ sungsrichtung gemessene Dicke der metallischen Bereiche der Zylinderkopfdichtung im Bereich des zweiten Dichtelements etwas größer ist als im Bereich des ersten Dichtelements, so daß die spezifische Flächenpressung um die Brennraum-Durch­ gangsöffnung herum im Bereich des zweiten Dichtelements am größten ist, und wobei die eine der Abstützflächen bildende Metallblechlage nur auf einer Seite des zweiten Dichtelements liegt.

Neuerdings werden immer häufiger metallische Zylinderkopf­ dichtungen verwendet, deren Dichtungsplatte von mindestens einer Metallblechlage gebildet wird. Auf die beiden einander gegenüberliegenden Hauptoberflächen der Dichtungsplatte können dann noch Beschichtungen und/oder Abdichtraupen aus einem elastomeren Material aufgetragen sein.

Zylinderkopfdichtungen haben mehrere abzudichtende Durch­ gangsöffnungen, wie Brennraum-Durchgangsöffnungen und Durch­ gangsöffnungen für Kühlwasser, Motoröl, Zylinderkopfschrauben und gegebenenfalls Ventilstößel.

Für eine zuverlässige Abdichtung der Brennraum-Durchgangs­ öffnungen werden bei bekannten metallischen Zylinderkopf­ dichtungen die Metallblechlagen der Dichtungsplatten mit die Brennraum-Durchgangsöffnungen einfassenden sogenannten Bör­ delringen oder massiven Metallringen versehen, welche erste Dichtelemente bilden, und außer­ dem mit ringförmigen, geprägten Sicken, welche diese Dicht­ elemente umfassen und in radialem Abstand von diesen verlau­ fen (wenn hier und im folgenden der Begriff "radial" verwen­ det wird, soll sich dieser auf das Zentrum der betreffenden Durchgangsöffnung beziehen).

Diese Abdichtmaßnahmen führen aber zu einem beträchtlichen Nachteil: Im Betrieb eines Verbrennungsmotors läßt sich nicht vermeiden, daß sich die den Dichtspalt zwischen Zylinderkopf und Motorblock (gegebenenfalls inklusive des Bundes von Lauf­ büchsen) begrenzenden Flächen von Zylinderkopf und Motorblock in der Ebene des Dichtspaltes relativ zueinander verschieben, wenn aufgrund der Motordynamik die Flächenpressungen zwischen Zylinderkopfdichtung und Motorblock bzw. Zylinderkopf, wenn auch jeweils nur ganz kurzzeitig, vermindert werden, und be­ sonders groß sind diese Verschiebungen bei Motoren mit einem Zylinderkopf aus einer Leichtmetallegierung und einem Motor­ block aus Grauguß (wegen der unterschiedlichen Wärmedehnungen dieser beiden Werkstoffe). Diese auf die Zylinderkopfdichtung einwirkenden Schiebebewegungen sind natürlich nicht in allen Bereichen des Dichtspaltes gleich groß, sondern sie treten vor allem in Längsrichtung eines Mehrzylinder-Reihenmotors auf, sind in der Längsmittelebene des Motors am größten und nehmen wegen der Zylinderkopfschrauben, ausgehend von dieser Längsmittelebene, quer zur Motor-Längsrichtung in Richtung auf die Längsränder des Dichtspaltes ab, ebenso aber entlang der Längsmittelebene des Motors von den Schmalseiten des Dichtspalts in Richtung auf die Motor-Quermittelebene. Diese Schiebebewegungen können bei metallischen Zylinderkopf­ dichtungen mit den vorstehend erwähnten Abdichtmaßnahmen für Brennraum-Durchgangsöffnungen zu Beschädigungen der Zylinder­ kopfdichtungen führen, die deren Austausch erforderlich machen, welcher eine mit hohen Reparaturkosten verbundene Maßnahme darstellt.

Bei bekannten Zylinderkopfdichtungen der vorstehend erwähnten Art werden immer wieder Risse im Bereich der Sicken festge­ stellt, die man nicht nur darauf zurückführt, daß der Werk­ stoff der betreffenden Blechlage beim Prägen der Sicken über­ beansprucht wird, sondern vor allem auf die vorstehend er­ wähnten und auf die Zylinderkopfdichtung einwirkenden Schie­ bebewegungen.

Die erwähnten Schiebebewegungen können in Verbindung mit der Motordynamik aber auch im Bereich der sogenannten Bördelringe zu Beschädigungen der Zylinderkopfdichtung führen: Bei der Herstellung eines Bördelrings wird üblicherweise eine Blech­ lage umgebördelt und dabei gegen eine andere Blechlage ange­ legt, so daß im eingebauten Zustand der Zylinderkopfdichtung zwei flächig gegeneinander anliegende Blechlagen gegeneinan­ dergepreßt werden. Wenn dann diese beiden Blechlagen in dem­ jenigen ringförmigen, die Brennraum-Durchgangsöffnung umge­ benden Bereich, in dem im eingebauten Zustand die höchsten Flächenpressungen auftreten, flächig gegeneinander anliegen und gegeneinander gepreßt werden, lassen sie sich unter dem Einfluß der erwähnten Schiebebewegungen nicht mehr gegenein­ ander verschieben, was zu Zugspannungen in wenigstens einer der Blechlagen sowie zu Biegebeanspruchungen im Umfaltbereich des Bördelrings führt, Umstände, welche gleichfalls Dauer­ brüche zur Folge haben können.

Alle diese Probleme lassen sich exemplarisch anhand der sich aus der EP-0 500 316 A1 ergebenden Zylinderkopfdichtung erläutern. Diese hat eine mehrlagige Trägerplatte aus drei Metallblechlagen, von denen die beiden außenliegenden mit jeweils einer ringförmigen Sicke versehen sind, welche eine Brennraum-Durchgangsöffnung umgibt. Beid­ seits der Trägerplatte sind zwei äußere Metallblechlagen vor­ gesehen, von denen eine erste in radialem Abstand von der Brennraum-Durchgangsöffnung endet und die zweite unter Bil­ dung eines Bördelrings umgefaltet und gegen die erste Metall­ blechlage angelegt ist. Auch die Trägerplatte endet in radia­ lem Abstand von der Brennraum-Durchgangsöffnung, und zwar in einem größeren Abstand als die erste äußere Metallblechlage. In dem ringförmigen, die Brennraum-Durchgangsöffnung umfas­ senden Hohlraum zwischen Trägerplatte und Bördelring sind zwei zum Zentrum der Brennraum-Durchgangsöffnung konzentri­ sche Drahtringe aus Drähten gleichen, kreisförmigen Quer­ schnitts angeordnet, von denen der radial innere nur vom eigentlichen Bördelring aufgenommen wird, während der radial äußere Drahtring zwischen drei Blechlagen liegt, nämlich zwischen der ersten äußeren Blechlage und den beiden in der Draufsicht auf die Zylinderkopfdichtung übereinander liegen­ den Bereichen der zweiten äußeren Blechlage, welche über den Umfaltrand des Bördelrings miteinander verbunden sind (Fig. 2). Bei einer alternativen Ausführungsform dieser bekannten Zylinder­ kopfdichtung (siehe Fig. 4) ist ein separater, von den beiden äußeren Metallblechlagen getrennter Bördelring vorgesehen, dessen Randflansche die beiden äußeren Blechlagen übergrei­ fen, wobei nur der radial äußere Drahtring sowohl zwischen den Randflanschen als auch zwischen den beiden äußeren Metallblechlagen angeordnet ist. Bei dieser bekannten Zylin­ derkopfdichtung sollen sich um die Brennraum-Durchgangs­ öffnung herum zwischen Zylinderkopf, Zylinderkopfdichtung und Motorblock die höchsten spezifischen Flächenpressungen im Be­ reich des radial äußeren Drahtringes ergeben, was unter ande­ rem darauf zurückzuführen ist, daß im Bereich des äußeren Drahtrings die Dicke der Zylinderkopfdichtung um die Wand­ stärke einer bzw. zweier Blechlagen größer ist als im Bereich des inneren Drahtrings.

Im eingebauten Zustand dieser bekannten Zylinderkopfdichtung erlauben es nun die Pressungskräfte nicht, daß unter dem Ein­ fluß der vorstehend erwähnten Schiebebewegungen sich die bei­ den äußeren Metallblechlagen relativ zueinander oder gegen­ über den Sicken der Trägerplatte gleitend verschieben lassen; vielmehr werden die beiden äußeren Blechlagen der Trägerplat­ te im Sickenbereich auf Zug und Biegung beansprucht, was zu Dauerbrüchen führen kann, und vor allem dort, wo ein Rand­ flansch des Bördelrings gegen die erste bzw. die zweite äußere Metallblechlage anliegt, können Relativverschiebungen nicht stattfinden, weil dort, nämlich im Bereich des radial äußeren Drahtrings, die spezifische Flächenpressung am größten ist; infolgedessen wird auch die erste und/oder die zweite äußere Blechlage um die Brennraum-Durchgangsöffnung herum auf Zug und im Bereich des Umfaltrandes des Bördelrings auf Biegung beansprucht, wiederum mit dem Risiko des Auftre­ tens von Dauerbrüchen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die negativen Einflüsse der vorstehend geschilderten Schiebebewegungen zwischen Zylinderkopf und Motorblock auf eine metallische Zylinderkopfdichtung zumindest zu reduzieren.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe ist es, um eine Brennraum-Durchgangsöffnung herum dort, wo im eingebauten Zustand der Zylinderkopfdichtung der Brennraum- Durchgangsöffnung benachbart die höchsten spezifischen Flä­ chenpressungen auftreten, von Sicken als der Abdichtung die­ nenden Elementen abzusehen und die Zylinderkopfdichtung so zu gestalten, daß zumindest dort, wo die höchsten spezifischen Flächenpressungen auftreten, keine flächig gegeneinander an­ liegenden Metallblechlagen vorhanden sind, welche im Motor­ betrieb die Tendenz haben, unter dem Einfluß der vorstehend beschriebenen Schiebebewegungen gegeneinander verschoben zu werden. Wenn vorstehend und im folgenden von einer Sicke die Rede ist, so ist hierunter (ohne einen gegenteiligen Hinweis) ein in Pressungsrichtung nachgiebiges, als solches der Ab­ dichtung eines Brennraumes dienendes Element zu verstehen.

Zur Realisierung dieses Grundgedankens der erfindungsgemäßen Lösung wird von einem das zweite Dichtelement der Zylinder­ kopfdichtung der eingangs erwähnten Art bildenden Wälzkörper Gebrauch gemacht, welcher entweder zwei parallel zur Dichtungsebene gegeneinander verschiebbare Metallblechlagen der Zylinderkopfdichtung gegeneinander abstützt, die ihrerseits gegen den Motorblock bzw. den Zylinderkopf anliegen, oder das eine Motorbauteil (Zylinderkopf oder Motorblock) gegen eine Metallblechlage der Zylinderkopfdichtung abstützt, welche ihrerseits gegen das andere Motorbauteil anliegt. Schiebebewegungen von Zylinderkopf und Motorblock relativ gegeneinander können dann im Bereich des zweiten Dichtelements und damit im Bereich der höchsten spezifischen Flächenpressungen nicht zum Auftreten von Zugspannungen in einer oder mehreren Metallblechlagen der Zylinderkopfdichtung führen, sondern höchstens zu einer Wälz­ bewegung eines Bereichs des zweiten Dichtelements bzw. zu einer Torsionsbeanspruchung von Bereichen dieses zweiten Dichtelements. Gegebenenfalls können, auch wenn dies nicht bevorzugt wird, zumindest nach kurzer Betriebsdauer des Ver­ brennungsmotors an die Stelle der Wälzbewegungen auch Gleit­ bewegungen zwischen zweitem Dichtelement und den angrenzenden Metallblechlagen bzw. zwischen dem zweiten Dichtelement, einer angrenzenden Metallblechlage und einem angrenzenden Motorbauteil treten; solche Gleitbewegungen führen aber dann nicht zu den vorstehend geschilderten nachteiligen Folgen, wenn entsprechende Werkstoffe für das zweite Dichtelement und die Metallblechlage bzw. die Metallblechlagen gewählt werden, wobei man sich vor Augen halten muß, daß wegen der Quer­ schnittsgestaltung des zweiten Dichtelements dieses nicht großflächig (theoretisch nur linienförmig) gegen die benach­ barten Metallblechlagen bzw. die benachbarte Metallblechlage und das benachbarte Motorbauteil anliegt.

Bis zu einem gewissen Grad kann man sich die Funktion der er­ findungsgemäßen Lösung also so vorstellen, daß die unter dem Einfluß der geschilderten Schiebebewegungen gegeneinander verschobenen Bauteile über eine Walze gegeneinander abge­ stützt werden, so daß in einer erfindungsgemäßen Zylinder­ kopfdichtung um die abzudichtende Durchgangsöffnung herum zu­ mindest vorwiegend nur Druckspannungen auftreten, nicht aber Zugspannungen und/oder Biegespannungen, wobei zu beachten ist, daß die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung so gestal­ tet sein soll, daß im eingebauten Zustand um die abzudich­ tende Durchgangsöffnung herum die größten spezifischen Flä­ chenpressungen im Bereich des zweiten Dichtelements auf­ treten.

Konstruktiv läßt sich bei einer Zylinderkopfdichtung der ein­ gangs erwähnten Art die erfindungsgemäße Lösung so verwirkli­ chen, daß bei eingebauter Zylinderkopfdichtung auch die zweite Abstützfläche an dem zweiten Dicht­ element anliegt, ohne dieses zu umfassen.

Wenn bei einer durch die vorliegende Erfindung verbesserten Zylinderkopfdichtung der eingangs erwähnten Art angegeben wurde, daß die Dicke der Zylinderkopfdichtung im Bereich des zweiten Dichtelements etwas größer ist als im Bereich des er­ sten Dichtelements, so gilt dies ohne Einbeziehung eventuell bei nicht gepreßter Zylinderkopfdichtung vorhandener Spalte oder Zwischenräume zwischen in Pressungsrichtung aufeinander­ folgenden Teilen oder Lagen der Zylinderkopfdichtung.

Wenn vorstehend davon die Rede ist, daß die Dicke der metal­ lischen Bereiche der Zylinderkopfdichtung im Bereich des zweiten Dichtelements etwas größer sein soll als im Bereich des ersten Dichtelements, so soll hierunter verstanden wer­ den, daß im einen Bereich die Dicke um ungefähr ein oder einige wenige Zehntel Millimeter größer sein soll als im an­ deren Bereich, und außerdem sind bei dieser Dickenangabe na­ türlich etwaige elastomere Dichtungsbestandteile außer Be­ tracht zu lassen.

Die vorstehend gemachte Bemerkung, daß bei einer erfindungs­ gemäßen Zylinderkopfdichtung um eine Brennraum-Durchgangsöff­ nung herum dort, wo im eingebauten Zustand der Zylinderkopf­ dichtung die höchsten spezifischen Flächenpressungen auftre­ ten, von Sicken abgesehen werden soll, ist nicht so zu inter­ pretieren, daß eine erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung um eine Brennraum-Durchgangsöffnung herum überhaupt keine Sicken haben soll. Vielmehr kann eine Metallblechlage bzw. können Metallblechlagen der Zylinderkopfdichtung um die Brennraum- Durchgangsöffnung herum radial innerhalb und/oder radial außerhalb des zweiten Dichtelements durchaus eine oder meh­ rere, um die Brennraum-Durchgangsöffnung herumlaufende Sicken als "Materialspeicher" haben, da für die Lösung der gestellten Aufgabe nur gewährleistet sein muß, daß die Zylin­ derkopfdichtung so ausgebildet ist, daß bei eingebauter Dich­ tung um die Brennraum-Durchgangsöffnung herum zu deren Ab­ dichtung die höchsten spezifischen Flächenpressungen im Be­ reich des zweiten Dichtelements auftreten. Unter einer Sicke als "Materialspeicher" ist zu verstehen, daß eine Schiebebe­ wegung zu einer Abflachung der Sicke aufgrund einer in der betreffenden Metallblechlage auftretenden, von der Schiebebe­ wegung verursachten Zugspannung führt, wobei die Abflachung der Sicke dann einen Abbau dieser Zugspannung zur Folge hat.

Bei dem zweiten Dichtelement handelt es sich bevorzugt um einen massiven Metalldraht; es wäre aber auch die Verwendung eines Dichtungsstrangs aus einem schraubenlinienförmig gewickelten Metalldraht denkbar (derartige ringförmige "Schraubenfedern" wurden bei Zylinder­ kopfdichtungen bereits als Einlagen von Bördelringen verwen­ det).

Des weiteren werden Ausführungsformen bevorzugt, bei denen das zweite Dichtelement einen kreisförmigen Querschnitt besitzt; grundsätzlich wäre aber auch ein zweites Dichtelement mit einem ovalen oder einem hochkant stehenden, z. B. ungefähr rechteckigen Querschnitt denkbar, der dann eine Kippbewegung um die Längsmittelachse des Dichtungsstrangs durchführt, wenn sich Zylinderkopf und Motorblock relativ zueinander verschie­ ben.

Zur Erzielung hoher spezifischer Flächenpressungen in einem etwas breiteren Ringbereich um die abzudichtende Durchgangsöffnung herum empfiehlt es sich, nicht nur ein einziges zweites Dichtelement, sondern mehrere zweite Dichtelemente vorzusehen, welche einander in radialer Richtung unmittelbar benachbart sind und sowohl einander als auch das erste Dicht­ element umfassen.

Wie bereits erwähnt, könnte die Zylinderkopfdichtung im Be­ reich eines zweiten Dichtelements so gestaltet sein, daß sich das letztere unmittelbar an einem der Motorbauteile (Zylin­ derkopf oder Motorblock) abstützt; bevorzugt werden jedoch Ausführungsformen, bei denen beide Abstützflächen für das zweite Dichtelement von jeweils einer Metallblechlage der Zylinderkopfdichtung gebildet werden und das zweite Dicht­ element zwischen diesen beiden parallel zur Dichtungsebene relativ zueinander verschiebbaren Metallblechlagen angeordnet ist.

Im Zusammenhang mit der Funktion des zweiten Dichtelements muß man wissen, daß die im Betrieb eines Verbrennungsmotors auftretenden Verschiebungen zwischen Zylinderkopf und Motor­ block maximal ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 0,7 mm betragen, im allgemeinen nicht mehr als ungefähr 0,6 mm, d. h. die Ver­ schiebewege sind in allen zur Dichtungsebene parallelen Rich­ tungen so klein, daß sie ohne weiteres durch Torsionen des zweiten Dichtelements aufgefangen werden können, soweit die­ ses als "Wälzkörper" fungiert. Bei der Gestaltung einer er­ findungsgemäßen Zylinderkopfdichtung mit zwei die beiden Ab­ stützflächen für das zweite Dichtelement bildenden Metall­ blechlagen wird der Größe dieser Schiebebewegungen zweckmäßi­ gerweise dadurch Rechnung getragen, daß die Zylinderkopf­ dichtung derart gestaltet ist, daß zumindest immer dann, wenn die Zylinderkopfdichtung aufgrund der Motordynamik kurzzeitig etwas entlastet wird, die die beiden Abstützflächen bildenden Metallblechlagen parallel zur Dichtungsebene um wenigstens ca. 0,3 mm, vorzugsweise um wenigstens ca. 0,6 mm relativ zueinander verschiebbar sind (und zwar in denjenigen Rich­ tungen, in denen die genannten Schiebebewegungen auftreten).

Im Hinblick auf die Querschnittsgestaltung des zweiten Dicht­ elements und die damit einhergehende Kleinheit der Kontakt­ flächen zwischen zweitem Dichtelement und den genannten Ab­ stützflächen sorgt man zweckmäßigerweise dafür, daß in der Nachbarschaft des zweiten Dichtelements (sowohl radial nach außen, als auch radial nach innen) Mittel vorgesehen sind, welche die Verformbarkeit der Zylinderkopfdichtung in Pres­ sungsrichtung im Bereich des zweiten Dichtelements zuverläs­ sig begrenzen. Dies läßt sich am einfachsten dadurch reali­ sieren, daß mindestens über einen überwiegenden Teil des Um­ fangs des zweiten Dichtelements diesem in bezüglich der Brennraum- Durchgangsöffnung radialer Richtung sowohl nach innen als auch nach außen von Metallblech ge­ bildete Verformungsbegrenzungsbereiche der Dichtungsplatte benachbart sind, welche die Zusammenpreßbarkeit der Zylinder­ kopfdichtung in Pressungsrichtung begrenzen. Im allgemeinen werden diese Verformungsbegrenzungsbereiche von zwei oder mehr Blechlagen gebildet werden, welche im eingebauten Zu­ stand der Zylinderkopfdichtung in Pressungsrichtung abstands­ los aufeinanderfolgen, wobei z. B. zwei dieser Lagen auch von einem einzigen, umgefalteten Blech gebildet werden können. Auch bezüglich dieser Verformungsbegrenzungsbereiche (häufig als Stopper bezeichnet) muß man sich vor Augen halten, daß diese aufgrund der Motordynamik immer wieder kurzzeitig zu­ mindest etwas entlastet werden, so daß aufeinanderliegende Blechlagen, welche einen solchen Stopper bilden, sich dann gegeneinander verschieben können.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, kann die Dichtungsplat­ te einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung aus einer einzigen Blechlage bestehen, die z. B. zur Bildung des ersten Dichtelements um die Durchgangsöffnung herum umgebördelt und auch auf der von der Durchgangsöffnung abgewandten Seite des zweiten Dichtelements um die Durchgangsöffnung herum be­ reichsweise auf sich selbst zurückgefaltet wurde, um so in radialer Richtung sowohl innerhalb als auch außerhalb des zweiten Dichtelements Verformungsbegrenzungsbereiche zu schaffen. Bevorzugt werden aber Ausführungsformen, die durch eine von wenigstens einer Metallblechlage gebildete Träger­ platte sowie eine erste und eine zweite, von der Trägerplatte gehaltene und die letztere teilweise zwischen sich aufnehmen­ de, jeweils die Durchgangsöffnung einfassende Metallblechlage gekennzeichnet sind, wobei die erste oder die zweite Metall­ blechlage einen die Durchgangsöffnung einfassenden, durch Umbördeln auf doppelte Blechlagendicke gebrachten Bördelring aufweist, welcher von der anderen Metallblechlage überdeckt wird und dessen Umfaltrand der Durchgangsöffnung zugekehrt ist. Dann kann das zweite Dichtelement dem von der Durch­ gangsöffnung abgewandten freien Rand des Bördelrings benach­ bart sowie zwischen der ersten und der zweiten Metallblech­ lage angeordnet werden, so daß es unverlierbar in der Zylin­ derkopfdichtung gehalten ist (bei einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung, bei der nur eine der beiden Abstütz­ flächen für das zweite Dichtelement von einer Metallblechlage der Zylinderkopfdichtung gebildet wird, die zweite Abstütz­ fläche aber von einem Motorbauteil, kann das zweite Dicht­ element zur Vereinfachung der Montage der Zylinderkopf­ dichtung z. B. mittels eines Klebstoffs an dieser Metall­ blechlage festgelegt werden, wobei sich die Klebeverbindung im Motorbetrieb dann löst).

Wenn die beiden Abstützflächen für das zweite Dichtelement von zwei z. B. ringförmigen Metallblechlagen der Zylinder­ kopfdichtung gebildet werden, lassen sich diese in einfacher Weise an der Trägerplatte der Zylinderkopfdichtung festlegen, nämlich dadurch, daß die erste und die zweite Metallblechlage an ihren von der Durchgangsöffnung abgewandten Rändern mit Zungen versehen sind, welche insbesondere Öffnungen in der Trägerplatte durchgreifen und zur Anlage gegen die von der betreffenden Metallblechlage abgewandte Seite der Trägerplat­ te umgebogen sind.

Da die Motorbauteile (Motorblock und Zylinderkopf) um eine Brennraum-Durchgangsöffnung herum bereichsweise unterschied­ liche Steifigkeiten haben (wegen Kühlwasser- und Schmieröl- Kanälen, nahe beieinanderliegenden Brennräumen und derglei­ chen), sollte die Zylinderkopfdichtung diesem Umstand Rech­ nung tragen, z. B. durch eine entsprechende Höhenprofilierung des zweiten Dichtelements und/oder durch eine plastische Ver­ formbarkeit eines oder mehrerer Bauteile der Zylinderkopf­ dichtung vor allem im Bereich des zweiten Dichtelements. Letzteres ließe sich insbesondere dadurch erreichen, daß man das zweite Dichtelement aus einem im Vergleich zu den Metall­ blechlagen verhältnismäßig weichen Metall herstellt. Zweck­ mäßiger ist es jedoch, wenn das Metall des zweiten Dicht­ elements eine größere Härte aufweist als das Metall der die Abstützfläche bzw. Abstützflächen bildenden Metallblechlage bzw. -lagen, und zwar aus folgendem Grund: Bei der ersten Inbetriebnahme des Motors führen die erwähnten Schiebebewe­ gungen dann dazu, daß sich das zwischen den beiden Metall­ blechlagen gehaltene zweite Dichtelement "freiwalzt", d. h. aufgrund seiner Wälzbewegungen wenigstens in eine der beiden Metallblechlagen eine flache Mulde einwalzt, worauf dann die erwähnten Schiebebewegungen gegebenenfalls auch zu Gleitbewe­ gungen zwischen zweitem Dichtelement und dieser Metallblech­ lage führen können.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der beigefügten zeichnerischen Darstellung sowie der nachfolgen­ den Beschreibung besonders vorteilhafter Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung; bei der ersten Ausführungsform handelt es sich zwar um eine Zylinderkopf­ dichtung für einen Mehrzylindermotor, die Erfindung kann aber auch auf eine Zylinderkopfdichtung angewendet werden, die für einen Einzylindermotor oder bei einem Mehrzylindermotor nur für einen seiner Brennräume vorgesehen ist.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil einer ersten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 1;

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 1;

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 1;

Fig. 8 einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zylin­ derkopfdichtung;

Fig. 9 einen dem rechten Teil der Fig. 2 entsprechenden Schnitt durch eine dritte Ausführungsform, und

Fig. 10 einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt durch eine vierte Ausführungsform.

Die Fig. 1 zeigt eine als Ganzes mit 10 bezeichnete Zylinder­ kopfdichtung, welche eine aus einer einzigen Metallblechlage bestehende Trägerplatte 12 besitzt. In dieser sind mehrere Brennraum-Durchgangsöffnungen 14, 16, 18 etc. ausgebildet, ferner Schrauben-Durchgangsöffnungen 20 für Zylinderkopf­ schrauben sowie Durchgangsöffnungen 22 und 24 für Kühlwasser und Schmieröl. Außerhalb der Durchgangsöffnungen 20, 22 und 24 sind die Oberseite und die Unterseite der Trägerplatte 12 mit einem rahmenförmigen oberen Abstützblech 26 bzw. einem rahmenförmigen unteren Abstützblech 28 belegt, welche beide auch in den Fig. 2 und 6 erkennbar sind. In diesem Zusam­ menhang sei darauf hingewiesen, daß die Schnittdarstellungen der Fig. 2 bis 7 die Zylinderkopfdichtung in einem deutlich größeren Maßstab zeigen als die Fig. 1. Des weiteren sind auf die Oberseite und die Unterseite der Trägerplatte 12 Dicht­ raupen 30a bzw. 30b aus einem elastomeren Material, z. B. einem Silikonkautschuk, aufgebracht, welche die Durchgangs­ öffnungen 22 und 24 umfassen und bezüglich der Schrauben­ durchgangsöffnungen 20 so verlaufen, daß letztere zwischen den Dichtraupen und den Abstützblechen 26, 28 liegen.

Anhand der Fig. 2 bis 4 soll nun zunächst einmal der grund­ sätzliche Aufbau der erfindungsgemäßen Abdichtmittel dieser Zylinderkopfdichtung für eine der Brennraum-Durchgangs­ öffnungen erläutert werden, und zwar anhand der Brennraum- Durchgangsöffnung 14.

Die Trägerplatte 12 hält sowohl eine obere Blechlage 34, als auch eine untere Blechlage 36, welche, wie sich aus dem Fol­ genden noch ergeben wird, auch als Decklagen bezeichnet wer­ den könnten und deren jede die Brennraum-Durchgangsöffnung 14 ringförmig umgibt (siehe Fig. 1). An sich könnte für jede der Brennraum-Durchgangsöffnungen eine solche obere und eine untere Blechlage 34 und 36 vorgesehen sein, bevorzugt wird aber eine Ausführungsform, bei der, wie in den Zeichnungen dargestellt, jeweils eine einzige obere Blechlage 34 und eine einzige untere Blechlage 36 für alle Brennraum-Durchgangs­ öffnungen vorgesehen sind, wobei die Blechlagen 34 und 36 die Brennraum-Durchgangsöffnungen "brillenförmig" umfassen. Er­ findungsgemäß bildet nun eine der beiden Blechlagen 34, 36, im dargestellten Fall die untere Blechlage 36, für alle Brennraum-Durchgangsöffnungen jeweils einen sogenannten Bördelring 38, der dadurch hergestellt wird, daß man um die betreffende Brennraum-Durchgangsöffnung herum das Blech der unteren Blechlage 36 um 180° umfaltet, so daß ein der Brenn­ raum-Durchgangsöffnung zugewandter Umfaltrand 38a und ein Randflansch 38b entstehen. In der Draufsicht auf die Zylin­ derkopfdichtung überdeckt die obere Blechlage 34 den Bördel­ ring 38 derart, daß die vom Bördelring 38 gebildete Durch­ gangsöffnung denselben Durchmesser hat wie die in der oberen Blechlage 34 ausgebildete Durchgangsöffnung. Damit die beiden Blechlagen 34 und 36 an der Trägerplatte 12 gehalten werden, sind aus dieser um jede Brennraum-Durchgangsöffnung herum mehrere Durchgriffsöffnungen 40 ausgestanzt, durch die ab­ wechselnd Zungen 34a und 36a der oberen Blechlage 34 bzw. der unteren Blechlage 36 hindurchgreifen, und diese Zungen sind so um 180° umgebogen, daß sie gegen die von der betreffenden Blechlage 34 bzw. 36 abgewandte Seite der Trägerplatte 12 an­ liegen.

Die Trägerplatte 12 endet nun um die Brennraum-Durchgangs­ öffnung 14 herum in einem solchen radialen Abstand von dieser Durchgangsöffnung, daß sich zwischen den beiden Blechlagen 34 und 36, dem Randflansch 38b des Bördelrings 38 und der Trä­ gerplatte 12 ein die betreffende Brennraum-Durchgangsöffnung ringförmig umschließender Hohlraum 44 ergibt, in dem ein radial innerer Drahtring 46 und ein radial äußerer Drahtring 48 angeordnet sind. Diese beiden Drahtringe sind bezüglich des Zentrums der betreffenden Brennraum-Durchgangsöffnung konzentrisch angeordnet, bestehen aus demselben Metall und haben denselben Querschnitt und damit denselben Drahtdurch­ messer. Erfindungsgemäß bestehen sie aus einem Metall größe­ rer Härte als das Metall bzw. die Metalle der Blechlagen 34 und 36, und außerdem ist der Drahtdurchmesser um vorzugsweise ungefähr 0,1 bis 0,2 mm größer als die Blechstärke der Trä­ gerplatte 12. Schließlich sind erfindungsgemäß die beiden Drahtringe 46 und 48 in radialem Abstand voneinander sowie vom radial äußeren Rand des Randflanschs 38b und vom radial inneren Rand der Trägerplatte 12 angeordnet.

Erfindungsgemäß ergibt sich demnach eine Konfiguration, bei der im nicht oder nur wenig gepreßten Zustand der Zylinder­ kopfdichtung die beiden Blechlagen 34 und 36 parallel zur Dichtungsebene zumindest bereichsweise gegeneinander ver­ schiebbar sind, vorzugsweise auch verschiebbar gegenüber der Trägerplatte 12 (zu diesem Zweck sind die Zungen 34a und 36a nur so weit umgefaltet, daß sie zusammen mit der zugehörigen Blechlage 34 bzw. 36 die Trägerplatte 12 nicht fest ein­ spannen).

Vorzugsweise bestehen die Trägerplatte 12, die obere Blech­ lage 34 und die untere Blechlage 36 alle aus einem Metall­ blech gleichen Materials und gleicher Dicke.

Der Bördelring 38 bildet also zusammen mit dem radial inneren Randbereich der oberen Blechlage 34 das erste Dichtelement im Sinne der vorstehend wiedergegebenen Erfindungsdefinition, während die Drahtringe 46 und 48 ein zweites Dichtelement bilden.

Wie sich schließlich aus Fig. 5 ergibt, werden die Stegbe­ reiche der Zylinderkopfdichtung zwischen zwei einander be­ nachbarten Brennraum-Durchgangsöffnungen 14 und 16 bzw. 16 und 18 ohne die Trägerplatte 12 und nur von der oberen Blech­ lage 34, der unteren Blechlage 36 und den vier Drahtringen 46, 48, 48, 46 gebildet, da bei modernen Verbrennungsmotoren häufig der Zwang besteht, einander benachbarte Brennraum- Durchgangsöffnungen so nahe wie irgend möglich nebeneinander anzuordnen.

Beim Einbauen der Zylinderkopfdichtung und Anziehen der Zylinderkopfschrauben werden unmittelbar um die Brennraum- Durchgangsöffnungen 14, 16, 18 etc. herum die oberen und unteren Blechlagen 34 und 36 "auf Block gepreßt", d. h. so gegeneinandergepreßt, daß der radial innere Randbereich der oberen Blechlage 34 gegen den Randflansch 38b anliegt; gleichzeitig werden in den in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Bereichen der Zylinderkopfdichtung die oberen und unteren Blechlagen 34 und 36, soweit sie der Trägerplatte 12 gegen­ überliegen, gegen die letztere angepreßt, so daß der Bördel­ ring 38 mit der oberen Blechlage 34 einerseits und die obere Blechlage 34, die Trägerplatte 12 und die Zungen 34a bzw. die Zungen 36a, die Trägerplatte 12 und die untere Blechlage 36 andererseits beiderseits (in radialer Richtung gesehen) der Drahtringe 46 und 48 in Pressungsrichtung wirksame Verfor­ mungsbegrenzungsbereiche (Stopper) bilden. Unter der Voraus­ setzung, daß die Drahtringe 46 und 48 aus einem härteren Metall bestehen als die oberen und unteren Blechlagen 34 und 36, drücken sich dabei die beiden Drahtringe geringfügig (bei dem oben erläuterten Beispiel also insgesamt um höchstens und vorzugsweise um etwas weniger als 0,1 bzw. 0,2 mm) in die Blechlagen 34 und 36 ein.

Wird der Verbrennungsmotor anschließend in Betrieb genommen, führen die parallel zur Dichtungsebene erfolgenden Relativ­ verschiebungen zwischen Zylinderkopf und Motorblock dazu, daß sich in denjenigen Bereichen der Zylinderkopfdichtung, in denen diese Schiebebewegungen auf die Blechlagen 34 und 36 einwirken, die Blechlagen bereichsweise relativ zueinander entsprechend verschieben und die entsprechenden Bereiche der Drahtringe 46 und 48 eine Art Wälzbewegung durchführen und sich dabei "freiwalzen", d. h. die Drahtringe walzen ganz flache und in radialer Richtung gemessen schmale Mulden in die Blechlagen 34 und 36. Wegen der vorstehend geschilderten Abmessungs- und Verformungsverhältnisse ändert dies aber nichts daran, daß in der Nachbarschaft einer jeden Brenn­ raum-Durchgangsöffnung und um diese herum die höchsten spezi­ fischen Flächenpressungen zwischen Zylinderkopf, Zylinder­ kopfdichtung und Motorblock in den Bereichen der Drahtringe 46 und 48 bestehen bleiben.

Obiges gilt natürlich auch für den in Fig. 5 im Schnitt dar­ gestellten Stegbereich zwischen einander benachbarten Brenn­ raum-Durchgangsöffnungen, in denen die Bördelringe 38 zusam­ men mit der oberen Blechlage 34 beiderseits der Drahtringe 46, 48, 48, 46 Verformungsbegrenzungsbereiche (Stopper) bil­ den.

Nur der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß die Fig. 1 eine Zylinderkopfdichtung für einen Dieselmotor zeigt, der für jeden Brennraum bei 100 eine Wirbelkammer aufweist, wes­ halb dort die Drahtringe 46 und 48 außen um den Wirbelkammer­ bereich herumlaufen, so daß in der Draufsicht auf die Zylin­ derkopfdichtung die Form der Drahtringe von einer Kreisform abweicht.

Die Fig. 8 zeigt einen der Fig. 2 bzw. 4 entsprechenden Schnitt durch eine zweite Ausführungsform, für die dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 7 verwendet wurden, je­ doch unter Hinzufügung eines Strichs. Für das Verständnis dieser zweiten Ausführungsform ist eine einzige Figur, näm­ lich die Schnittdarstellung der Fig. 8 ausreichend.

Diese Zylinderkopfdichtung hat eine Trägerplatte 12′, aber keine der oberen Blechlage 34 der ersten Ausführungsform entsprechende Blechlage, sondern nur eine unter Blechlage 36′, welche einen Bördelring 38′ bildet. In Fig. 8 soll sich rechts vom Bördelring 38′ die Brennraum-Durchgangsöffnung 14′ befinden. Im linken Bereich der Fig. 8 besitzt die Träger­ platte 12′ eine andere Durchgangsöffnung 22′, welche mit Hilfe von Dichtraupen 30a′ und 30b′ abgedichtet wird, sowie einen Verformungsbegrenzungsbereich oder Stopper, gebildet von der Trägerplatte 12′ und zwei Abstützblechen 26′, 28′. Wie bei der ersten Ausführungsform, wird die untere Blechlage 36′ mittels Zungen 36a′ an der Trägerplatte 12′ gehalten, wo­ bei diese Zungen Durchgriffsöffnungen 40′ in der Trägerplatte durchgreifen und um 180° umgebogen sind.

Zwischen einem oberen Randflansch 38b′ des Bördelrings 38′ und den Zungen 36a′ ist die Trägerplatte 12′ mit einer um die Brennraum-Durchgangsöffnung 14′ herumlaufenden Sicke 100′ ver­ sehen, die zusammen mit der unteren Blechlage 36′ einen Hohl­ raum 44′ bildet; in diesem befinden sich wieder ein radial innerer Drahtring 46′ und ein radial äußerer Drahtring 48′, welche die Brennraum-Durchgangsöffnung 14′ umfassen. Vor dem Einbau der Zylinderkopfdichtung ist deren Dicke im Bereich der Drahtringe 46′, 48′ wieder um insbesondere ca. 0,1 mm größer als im Bereich des Randflansches 38b′ und der Zungen 36a′, und aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß nicht die Sicke 100′ das eigentliche Dichtelement bildet, um in ihrem Bereich bei eingebauter Zylinderkopfdichtung um die Brennraum-Durchgangsöffnung 14′ herum die höchsten spezifi­ schen Flächenpressungen zu erzeugen, sondern dafür sind die beiden Drahtringe 46′, 48′ und die beiden die Drahtringe zwischen sich aufnehmenden Blechlagen, nämlich die Träger­ platte 12′ und die untere Blechlage 36′, verantwortlich; führen hingegen die erwähnten Schiebebewegungen zu Schub­ kräften im Bereich der Zungen 36a′ oder des Randflansches 38b′, so können die Flanken der Sicke 100′ als "Material­ speicher" wirken.

Die Ausführungsform nach Fig. 8 bringt noch einen weiteren besonderen Vorteil mit sich: Wenn der freie Rand des Rand­ flansches 38b′, wie gezeichnet, auf der rechten Flanke der Sicke 100′ aufliegt, ergeben sich bei eingebauter Zylinder­ kopfdichtung im Bereich des Randflansches 38b′ größere Rück­ federungskräfte des Bördelrings 38′.

Die Fig. 9 zeigt einen dem rechten Teil der Fig. 2 oder 4 entsprechenden Schnitt durch eine dritte Ausführungsform, welche sich von der ersten Ausführungsform nur durch eine als "Materialspeicher" dienende Sicke unterscheidet, weshalb in Fig. 9 dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 4 verwendet wur­ den, jedoch unter Hinzufügung zweier Striche; außerdem soll die Fig. 9 nur insoweit beschrieben werden, als sie von Fig. 4 abweicht.

Bei der dritten Ausführungsform nach Fig. 9 weist die obere Blechlage 34′′ nämlich eine um die Brennraum-Durchgangsöffnung 14′′ umlaufende und nach innen bzw. unten vorspringende Sicke 200′′ auf.

Die Fig. 9 gibt auch Veranlassung, auf weitere, zeichnerisch nicht dargestellte Ausführungsformen von im Rahmen der vor­ liegenden Erfindung einsetzbaren "Materialspeichern" hinzu­ weisen. So könnte die in Fig. 9 dargestellte Sicke 200′′ - be­ zogen auf die Brennraum-Durchgangsöffnung 14′′ - auch außerhalb der beiden Drahtringe 46′′, 48′′ in der oberen Blech­ lage 34′′ oder der unteren Blechlage 36′′ vorgesehen sein, auch wäre es denkbar, zu beiden Seiten der Drahtringe 46′′, 48′′ je­ weils eine solche Sicke als "Materialspeicher" vorzusehen. Alternativ oder zusätzlich könnte auch ein "Materialspeicher" vorgesehen sein, welcher nach Art eines sogenannten Streck­ metalls funktioniert: So könnte man in derjenigen Metall­ blechlage, in der die erwähnten Schiebebewegungen zu Schub­ kräften in Form von Zugkräften führen, Perforationen vorse­ hen, welche dazu führen, daß sich unter der Wirkung dieser Zugkräfte gewisse Bereiche dieser Blechlage relativ zu ande­ ren Bereichen dieser Blechlage in der Dichtspaltebene bewegen lassen, ohne daß es dadurch zu einer Rißbildung in dieser Blechlage kommt; so könnte z. B. die obere Blechlage 34′′ der Ausführungsform nach Fig. 9 anstelle oder zusätzlich zu der Sicke 200′′ eine Reihe von Perforationen aufweisen, welche längs eines die Brennraum-Durchgangsöffnung 14′′ konzentrisch umgebenden Kreises angeordnet sind, welcher außerhalb der beiden Drahtringe 46′′, 48′′ verläuft.

Die Fig. 10, welche einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt darstellt, zeigt nun eine vierte Ausführungsform, bei der die eine Abstützfläche für das zweite Dichtelement bzw. die zwei­ ten Dichtelemente wiederum durch eine Metallblechlage gebil­ det wird, die andere, durch das Bezugszeichen 34′′′ angedeutete Abstützfläche jedoch durch eines der beiden gegeneinander abzudichtenden Motorbauteile, d. h. durch den Motorblock oder den Zylinderkopf.

Der in Fig. 10 dargestellte und der Fig. 4 entsprechende Schnitt durch diese vierte Ausführungsform läßt erkennen, daß bei dieser eine Trägerplatte 12′′′ selbst einen Bördelring 38′′′ bildet, welcher eine Brennraum-Durchgangsöffnung 14′′′ umgibt. Ferner sind um den Bördelring 38′′′ herum aus der Trägerplatte 12′′′ mehrere Zungen 36a′′′ herausgebogen, die zusammen mit einem Randflansch 38b′′′ des Bördelrings 38′′′, der eigentlichen Trägerplatte 12′′′ und dem nicht dargestell­ ten, vorstehend erwähnten Motorbauteil eine Art Hohlraum 44′′ bilden, in dem drei die Brennraum-Durchgangsöffnung 14′′′ konzentrisch umgebende Drahtringe 46′′′, 48′′′ und 49′′′ angeordnet sind. Wie bereits erwähnt, können diese zur Vereinfachung der Handhabung und Montage der Zylinderkopf­ dichtung mit der Trägerplatte 12′′′ so verklebt sein, daß sich die Verklebung im Motorbetrieb löst. Auch hier ist der Durchmesser der drei Drahtringe wieder etwas größer als die Dicke des Blechs der Trägerplatte 12′′′ und damit des Rand­ flansches 38b′′′ sowie der Zungen 36a′′′.

Geht man davon aus, daß die Trägerplatte 12′′′ die Bewegungen des Motorblocks mitmacht (es sei angenommen, daß sich unter der in Fig. 10 dargestellten Zylinderkopfdichtung der Motor­ block befindet), ermöglichen die Drahtringe 46′′′, 48′′′ und 49′′′ die erwähnten Schiebebewegungen zwischen Zylinderkopf und Motorblock, ohne daß dabei auf die Trägerplatte 12′′′ oder den Randflansch 38b′′′ des Bördelrings 38′′′ Zugspannun­ gen einwirken würden, welche zu einer Beschädigung der Zylin­ derkopfdichtung führen könnten.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ist es ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung, daß diese in demjenigen, die Brennraum-Durchgangsöffnung umgebenden Be­ reich, in dem im eingebauten Zustand die höchsten spezifi­ schen Flächenpressungen auftreten, keine als Dichtelement wirkende Sicke aufweist. Des weiteren ist die in Pressungs­ richtung gemessene Höhe der Zylinderkopfdichtung im Bereich des zweiten Dichtelements zweckmäßigerweise schon vor dem Einbau der Zylinderkopfdichtung geringfügig größer als die Gesamthöhe übereinanderliegender Teile der benachbarten Ver­ formungsbegrenzungsbereiche.

Beim Einbau der Zylinderkopfdichtung ergibt sich beim Anzie­ hen der Zylinderkopfschrauben eine Höhenanpassung der Zylin­ derkopfdichtung an die gegeneinander abzudichtenden Flächen der benachbarten Motorbauteile und eine Vergleichmäßigung der Dichtflächenpressung durch eine plastische Verformung der Blechlage bzw. der Blechlagen und/oder des zweiten Dichtele­ ments.

Bei einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung kann die bereichsweise Erhöhung der spezifischen Flächenpressung um die abzudichtende Durchgangsöffnung herum über die in Pres­ sungsrichtung gemessene Höhe des zweiten Dichtelements und/oder über die Anzahl der zweiten Dichtelemente einge­ stellt werden.

Natürlich könnten sich die oberen und unteren Blechlagen 34 und 36 auch bis zum Außenrand der Dichtungsplatte erstrecken; in diesem Fall könnte das Verbinden der beiden äußeren Blech­ lagen mit einer Trägerplatte mittels Zungen erfolgen, welche um die Außenkonturen der Zylinderkopfdichtung umgebogen werden.

Wenn sich dadurch, daß jede Brennraum-Durchgangsöffnung von zwei Drahtringen umgeben wird, ein zu großer Abstand zwischen einander benachbarten Brennraum-Durchgangsöffnungen ergibt, läßt sich die Breite der Stege der Zylinderkopfdichtung zwi­ schen einander benachbarten Brennraum-Durchgangsöffnungen natürlich dadurch verkleinern, daß man für jede Brennraum- Durchgangsöffnung nur einen einzigen Drahtring vorsieht, und entsprechendes gilt bei einer zulässigen größeren Breite der genannten Stege, d. h. dann könnten für jede Brennraum-Durch­ gangsöffnung auch mehr als zwei Drahtringe vorgesehen werden.

Ein noch nicht erwähnter Vorteil der erfindungsgemäßen Zylin­ derkopfdichtung besteht darin, daß in denjenigen Bereichen, in denen um eine abzudichtende Durchgangsöffnung herum die größten spezifischen Flächenpressungen auftreten und infolge­ dessen sonst der Wärmefluß vom Motorblock zum Zylinderkopf am größten wäre, eine erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung bei­ derseits des zweiten Dichtelements bzw. der zweiten Dichtele­ mente Hohlräume enthält bzw. bildet und die Kontaktflächen zwischen den verschiedenen Teilen der Zylinderkopfdichtung bzw. zwischen dieser und Zylinderkopf oder Motorblock minimal sind, so daß in diesen Bereichen der Wärmeübergang vom Motor­ block auf den Zylinderkopf verringert wird, was vor allem für aus Leichtmetallegierungen hergestellte Zylinderköpfe von er­ heblichem Vorteil ist, da Leichtmetallegierungen schon in Temperaturbereichen von ca. 250°C ihre Festigkeitseigen­ schaften in unerwünschter Weise ändern (im Motorbetrieb fin­ det der größte Teil der Wärmeentwicklung im Motorblock statt).

Ein vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemäßen Zylinderkopf­ dichtung ist des weiteren darin zu sehen, daß das zweite Dichtelement außerhalb des eigentlichen ersten Dichtelements liegt, z. B. bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 7 also radial außerhalb des Bördelrings 38 und des diesen ab­ deckenden inneren Randbereichs der oberen Blechlage 34.

Bei einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung mit einer Trägerplatte und wenigstens einer äußeren Decklage (bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 7 also der Blechlage 34 und/oder der Blechlage 36), welche das die abzudichtende Durchgangsöffnung unmittelbar einfassende erste Dichtelement bildet, ergibt sich auch noch der Vorteil, daß das erste Dichtelement von der Trägerplatte mechanisch zumindest weit­ gehendst abgekoppelt ist: Wie sich z. B. den Fig. 2 bis 4 und 6 entnehmen läßt, liegen die Blechlagen 34 und 36 nur über schmale (in radialer Richtung gemessen) Bereiche gegen die Trägerplatte 12 an, und da die höchsten spezifischen Flächenpressungen im Bereich der Drahtringe 46 und 48 (all­ gemein im Bereich des zweiten Dichtelements) auftreten, las­ sen sich auch in der eingebauten Zylinderkopfdichtung, vor allem aufgrund der Motordynamik, die Blechlagen 34 und 36 bereichsweise noch parallel zur Dichtungsebene relativ zuein­ ander und zur Trägerplatte 12 verschieben, ohne daß es dabei zu Zugkräften kommt, welche das Risiko einer Beschädigung der Zylinderkopfdichtung mit sich bringen.

Claims (17)

1. Zylinderkopfdichtung (10) für eine Brennkraftmaschine, mit einer von wenigstens einer Metallblechlage (12) gebildeten, eine Dichtungsebene definierenden Dichtungs­ platte, in der mindestens eine Brennraum-Durchgangsöff­ nung (14) vorgesehen ist, welche von einem in einer zur Dichtungsebene senkrechten Pressungsrichtung zwischen einem Motorblock und einem Zylinderkopf einzuspannenden ersten, bezüglich der Brennraum-Durchgangsöffnung (14) radial inneren Dichtelement (38) eingefaßt wird, sowie mit mindestens einem zweiten Dichtelement (46, 48) aus einem metallischen, eine Längsmittelachse aufweisenden und um die letztere tordierbaren Dichtungsstrang, der einen bezüglich der Brennraum-Durchgangsöffnung (14) in radialem Abstand vom ersten Dichtelement (38) um letzte­ res herumlaufenden geschlossenen Ring bildet, wobei im eingebauten Zustand der Zylinderkopfdichtung (10) das zweite Dichtelement (46, 48) in Pressungsrichtung zwi­ schen zwei zur Dichtungsebene parallelen Abstützflächen (34, 36; 12′′′, 34′′′) liegt, von denen wenigstens eine von einer Metallblechlage (34, 36; 12′′′) der Zylinder­ kopfdichtung (10) gebildet wird, wobei diese Metall­ blechlage an einer der äußeren Flachseiten der Zylinder­ kopfdichtung (10) liegt, wobei bei eingebauter Zylinder­ kopfdichtung (10) und angezogenem Zylinderkopf die in Pressungsrichtung gemessene Dicke der metallischen Be­ reiche der Zylinderkopfdichtung (10) im Bereich des zweiten Dichtelements (46, 48) etwas größer ist als im Bereich des ersten Dichtelements (38), so daß die spezi­ fische Flächenpressung um die Brennraum-Durchgangsöff­ nung (14) herum im Bereich des zweiten Dichtelements (46, 48) am größten ist, und wobei die eine der Abstütz­ flächen bildende Metallblechlage (34, 36; 12′′′) nur auf einer Seite des zweiten Dichtelements (46, 48) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingebauter Zylinder­ kopfdichtung (10) auch die zweite Abstützfläche (34, 36; 34′′′) an dem zweiten Dichtelement (46, 48) anliegt, ohne dieses zu umfassen.

2. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Dichtelement (46, 48) ein massiver Metalldraht ist.

3. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite Dichtelement (46, 48) einen zumindest un­ gefähr kreisförmigen Querschnitt besitzt.

4. Zylinderkopfdichtung nach einem der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren zweiten Dichtelementen (46, 48) diese in bezüglich der Brennraum-Durchgangsöffnung (14) radialer Richtung ein­ ander unmittelbar benachbart sind und, in radialer Rich­ tung nach innen gesehen, sowohl einander als auch das erste Dichtelement (38) umfassen.

5. Zylinderkopfdichtung nach einem der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Abstützflächen (34, 36) von jeweils einer Metallblechlage (34, 36) der Zylinderkopfdichtung (10) gebildet werden.

6. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Metallblechlagen (34, 36) parallel zur Dichtungsebene um wenigstens ca. 3/10 mm, vorzugsweise um wenigstens 6/10 mm relativ zueinander verschiebbar sind.

7. Zylinderkopfdichtung nach einem der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens über einen überwiegenden Teil des Umfangs des zweiten Dichtelements (46, 48) diesem in bezüglich der Brennraum-Durchgangsöffnung (14) radialer Richtung so­ wohl nach innen als auch nach außen von Metallblech (12, 34, 36) gebildete Verformungsbegrenzungsbereiche (38; 34a) der Dich­ tungsplatte benachbart sind, welche die Zusammenpreß­ barkeit der Zylinderkopfdichtung in Pressungsrichtung begrenzen.

8. Zylinderkopfdichtung nach einem der vor­ stehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine von wenigstens einer Metallblechlage gebildete Trägerplatte (12), wobei - in der Draufsicht auf die Zylinderkopf­ dichtung - die Gestalt des äußeren Rands der Träger­ platte (12) derjenigen des äußeren Rands der Zylinder­ kopfdichtung (10) entspricht.

9. Zylinderkopfdichtung nach einem der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dichtelement (38) einen die Brennraum-Durchgangsöffnung (14, 16, 18) einfassenden, durch Umbördeln einer Metallblechlage (36) auf doppelte Blechlagendicke ge­ brachten Bördelring (38) aufweist, dessen Umfaltrand (38a) der Durchgangsöffnung (14, 16, 18) zugekehrt ist.

10. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite, von der Trägerplatte (12) gehaltene und die letztere teilweise zwischen sich aufnehmende, jeweils die Brennraum-Durchgangsöffnung (14, 16, 18) einfassende Metallblechlage (34, 36), von denen eine (36) einen die Durchgangsöffnung einfassenden, durch Umbördeln auf doppelte Blechlagendicke gebrachten Bör­ delring (38) aufweist, welcher von der anderen Metall­ blechlage (34) überdeckt wird, wobei der Umfaltrand (38a) des Bördelringes (38) der Brennraum-Durchgangsöffnung (14, 16, 18) zugekehrt ist.

11. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dichtelement (46, 48) dem von der Brennraum-Durchgangsöffnung (14, 16, 18) abgewandten freien Rand (38b) des Bördelrings (38) benachbart ange­ ordnet ist.

12. Zylinderkopfdichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dichtelement (46, 48) zwischen der ersten und der zweiten Metallblechlage (34, 36) angeordnet ist.

13. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Brennraum-Durchgangsöffnung (14, 16, 18) zu­ gewandter Rand der Trägerplatte (12) zusammen mit dem von der Durchgangsöffnung abgewandten freien Rand (38b) des Bördelrings (38) zwischen der ersten und der zweiten Metallblechlage (34, 36) einen Aufnahmeraum für das zweite Dichtelement (46, 48) bildet.

14. Zylinderkopfdichtung nach einem der An­ sprüche 10, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Metallblechlage (34, 36) an ihren von der Durchgangsöffnung (14, 16, 18) abgewandten Rändern mit Zungen (34a, 36a) versehen sind, deren jede einen Be­ reich der Trägerplatte (12) umgreift und zur Anlage gegen die von der betreffenden Metallblechlage abge­ wandte Seite der Trägerplatte umgebogen ist.

15. Zylinderkopfdichtung nach einem der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall des zweiten Dichtelements (46, 48) eine größere Härte aufweist als, das Metall der die Abstützfläche bil­ denden Metallblechlage (34, 36).

16. Zylinderkopfdichtung nach einem der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im ein­ gebauten Zustand unter den auf die Zylinderkopfdichtung einwirkenden Einspannkräften das zweite Dichtelement (46, 48) und/oder die die Abstützfläche bildenden Metall­ blechlage (34, 36) in Pressungsrichtung plastisch ver­ formbar sind.

17. Zylinderkopfdichtung nach einem der An­ sprüche 10, 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenig­ stens eine Seite der Trägerplatte (12) außerhalb des von der ersten und der zweiten Metallblechlage (34, 36) de­ finierten Bereichs mit einer Metallblechauflage (26, 28) belegt ist.