ES2209028T3 - Junta de culata metalica. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UNA JUNTA (1) PLANA METALICA PARA MOTOR DE COMBUSTION INTERNA, QUE SE COMPONE DE UNA PRIMERA Y UNA SEGUNDA CHAPA (5,5'',6) DE CUBIERTA QUE SE DISTANCIAN POR MEDIO DE UNA PLACA (8) DE DISTANCIA, Y DONDE DE HA PREVISTO EN EL LADO DEL BLOQUE DE CILINDROS UN MEDIO (9) DE APOYO QUE RODEA LA ABERTURA (2) DE ESPACIO DE COMBUSTION. LOS CANALES (5,6) COMPLETOS PREVISTOS PARA ESTANQUEIDAD DE LA ABERTURA (2) DE COMBUSTION ESTAN DISTANCIADOS RADIALMENTE UNO DE OTRO Y SE CONFIGURAN DE FORMA DIFERENTE CON RESPECTO A LA ALTURA Y A LA ANCHURA. LA JUNTA PLANA ES APROPIADA PARA TODOS LOS MOTORES, DONDE EL BLOQUE DE CILINDROS Y LA CULATA SE ELABORAN BASANDOSE EN MATERIALES DIFERENTES.

Description

Junta de culata metálica.

La invención se refiere a una junta plana metálica, especialmente junta de culata de motores de combustión interna, que está constituida por al menos una primera chapa de cubierta asociada a la culata con una primera nervadura maciza y por al menos una segunda chapa de cubierta asociada al bloque de cilindros con una segunda nervadura maciza, donde las nervaduras macizas rodean un orificio de la cámara de combustión, y por una placa distanciadora, que está dispuesta entre la primera y la segunda chapas de cubierta y que presenta medios de apoyo sobre la superficie asociada a la primera o a la segunda nervadura maciza, donde la primera y la segunda nervaduras macizas están dispuestas desplazadas radialmente una de otro, de tal manera que la nervadura maciza, que está colocada enfrente de los medios de apoyo, está dispuesta con su punta de la nervadura en la región marginal de los medios de apoyo y con una pata de nervadura, próxima al orificio de la cámara de combustión, dentro de la extensión radial de los medios de apoyo.

En los motores de combustión interna sometidos a alta solicitación térmica se producen grandes dilataciones térmicas entre la culata y el bloque de cilindros. También en los motores, en los que el bloque de cilindros y la culata están constituidos de los mismos materiales, por ejemplo de aluminio, se producen temperaturas más altas en la culata que en el bloque de cilindros, lo que conduce a que las culatas se dilatan en mayor medida. Si se utilizan materiales diferentes, entonces el movimiento relativo es todavía mayor. En el caso de un bloque motor de fundición de hierro y de una culata de aluminio está preprogramado un movimiento relativo alto.

La obturación del intersticio de unión entre el bloque de cilindros y la culata de motores de combustión interna mencionados anteriormente se realiza por medio de juntas de obturación de acero laminado, están construidas de forma diferente según los requerimientos. Se conocen construcciones, en las que está dispuesta una placa distanciadora entre dos chapas de cubierta elásticas. Alrededor de los orificios de la cámara de combustión se extienden nervadura macizas, estando dispuestas las nervaduras macizas simétricamente a la placa distanciadora. El documento EP 0 306 766 A1 publica un concepto de junta de obturación de este tipo. Para proteger las nervaduras macizas frente a cargas dinámicas y térmicas, están previstos medios de apoyo para las nervaduras alrededor de los orificios de la cámara de combustión.

La construcción descrita anteriormente no ha dado buen resultado en motores con una región de división muy estrecha entre orificios vecinos de la cámara de combustión, puesto que en virtud de las relaciones estrechas de espacio no es posible una disposición simétrica de los medios de apoyo y de las nervaduras macizas.

Para solucionar este problema, se ha propuesto ya desplazar las nervaduras macizas de las chapas de cubierta radialmente una con respecto a la otra y disponer los medios de apoyo solamente sobre un lado de la placa distanciadora o de las chapas de cubierta. El documento EP 0 465 268 A1 publica una junta de obturación de este tipo, desde la que parte el objeto de la solicitud. Se ha mostrado que la estructura asimétrica de la junta de obturación en combinación con el bloque de la culata y el bloque de los cilindros fabricados de materiales diferentes conduce a fugas de gas, puesto que los elementos funcionales, tales como medios de apoyo y nervaduras macizas, provocan daños en los componentes a cerrar herméticamente.

La invención tiene el cometido de mejorar las juntas planas del tipo indicado al principio en el sentido de que sus elementos funcionales están adaptados individualmente a los diferentes materiales de los componentes de los motores, de manera que se evitan en gran medida los daños de los componentes. Este cometido se soluciona según la invención a través de los rasgos característicos de la reivindicación 1 de la patente. Las configuraciones ventajosas de la invención están documentadas en las reivindicaciones dependientes.

A través de la modificación de la geometría de las nervaduras de las chapas de cubierta individuales se reduce la presión superficial en la región de los medios de apoyo. A través de la nervadura maciza relativamente ancha se asegura que, por ejemplo, en el caso de una culata de metal ligero, no se produzcan muescas en la culata. A través e la disposición de las patas de nervadura de la primera y de la segunda nervaduras macizas en el mismo plano se asegura al mismo tiempo que la presión superficial iniciada en este lugar no genere un par de sobrecarga.

Según el caso de aplicación, puede ser ventajoso realizar la capa de la chapa de cubierta del lado de la culata de otro material y de un espesor de chapa diferente, pudiendo conseguirse a través de la reducción de la altura de las nervaduras macizas una deformación total de la nervadura maciza, sin que la presión superficial exceda el valor máximo admisible.

A continuación se representa la invención con la ayuda de ejemplos de realización en el dibujo y se explica en detalle a continuación. En este caso:

La figura 1 muestra una vista en planta superior de una junta plana según la invención.

La figura 2 muestra una vista según la línea de intersección II- II de la figura 1.

La figura 3 muestra una vista de una junta plana alternativa según la figura 2.

La junta plana (1) representada en la figura 1 sirve para la obturación del intersticio de obturación entre la culata y el bloque de cilindros de un motor de combustión interna. La junta plana (1) contiene varios orificios (2) de la cámara de combustión, que son cerrados herméticamente a través de las nervaduras macizas (3, 4) en las chapas de cubierta (5, 5', 6) (figura 2). En muchos motores, los materiales de la culata y del bloque de cilindros son diferentes. La junta plana según la invención (1) tiene en cuenta esta circunstancia y, por lo tanto, está constituida asimétrica. La chapa de cubierta (5, 5') está dispuesta en el lado de la culata en el caso de un motor con una culata de metal ligero y un bloque de motor de fundición gris. La punta (7) de la chapa de cubierta corresponde con una placa distanciadora (8), que presenta en el lado del bloque de cilindros unos medios de apoyo (9) que se extiende alrededor de la cámara de combustión (2). Mientras que una pata (10) de la nervadura maciza (3) está dispuesta en el plano de los medios de apoyo (9), la punta (7) de la nervadura se extiende aproximadamente en la región marginal de los medios de apoyo (9). La nervadura maciza (4) de la chapa de cubierta (6) está dispuesta de tal forma que la punta (11) de la nervadura se extiende desplazada radialmente con respecto a la punta (7) de la nervadura. Para generar una adaptación óptima de la nervadura maciza (3) a la culata (no se representa), sin que sean previsibles daños, la nervadura maciza (3) está diseñada de tal forma que su anchura B resulta a partir de la suma de la anchura de la nervadura maciza (4) y de los medios de apoyo (9), estando dispuestas las patas (10', 10''') de las nervaduras en el mismo plano E.

En la figura 3 se representa una chapa de cubierta (5') especialmente fina. Con una construcción de este tipo se puede prensar la nervadura maciza (3') casi hasta la deformación total, sin que los valores de prensado en la culata lleguen a ser demasiado grandes.

La base para la solución del cometido según la invención es el reconocimiento de que precisamente la estructura de capas múltiples de la junta plana ofrece la posibilidad de adaptar el lado de la culata y el lado del bloque de la junta plana (1) en cada caso a las particularidades del bloque de cilindros y de la culata correspondientes. La solución es un principio de diseño totalmente nuevo de la junta plana (1) en comparación con el estado de la técnica. Las nervaduras macizas (3, 4) y los medios de apoyo (9) están adaptados a los componentes del motor y están dispuestos totalmente asimétricos entre sí.

Claims (6)

1. Junta plana metálica, especialmente junta de culata (1) de motores de combustión interna, que está constituida por al menos una primera chapa de cubierta (5, 5') asociada a la culata con una primera nervadura maciza (3, 3') y por al menos una segunda chapa de cubierta (6) asociada al bloque de cilindros con una segunda nervadura maciza (4), donde las nervaduras macizas (3, 3', 4) rodean un orificio (2) de la cámara de combustión, y por una placa distanciadora (8), que está dispuesta entre la primera y la segunda chapas de cubierta (5, 5', 6) y que presenta medios de apoyo (9) sobre la superficie asociada a la primera (3, 3') o a la segunda nervadura maciza (4), donde la primera y la segunda nervaduras macizas (3, 3', 4) están dispuestas desplazadas radialmente una de otro, de tal manera que la nervadura maciza (3, 3'), que está colocada enfrente de los medios de apoyo (9), está dispuesta con su punta de la nervadura (7) en la región marginal de los medios de apoyo (9) y con una pata de nervadura (10), próxima al orificio (2) de la cámara de combustión, dentro de la extensión radial de los medios de apoyo (9), caracterizada porque la anchura (B) de la nervadura maciza (3, 3'), que está enfrente de los medios de apoyo (9) corresponde a la suma de la anchura de la otra nervadura maciza (4) y de los medios de apoyo (9) y porque la pata de nervadura (10', 10'''), que está alejada del orificio (2) de la cámara de combustión, de la primera y de la segunda nervaduras macizas (3, 3', 4) está dispuesta fuera de la extensión radial de los medios de apoyo (9) en el mismo plano (E).

2. Junta plana metálica según la reivindicación 1, caracterizada porque la altura (H) y la anchura (B) de la nervadura maciza (3), que está colocada enfrente de los medios de apoyo (9), están configuradas según la fórmula 0,02 \Leftarrow H/B \Leftarrow 0,1.

3. Junta plana metálica según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la primera y la segunda chapas de cubierta (5, 5', 6) están formadas de diferentes materiales.

4. Junta plana metálica según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las nervaduras macizas (3, 4) de la primera y de la segunda chapas de cubierta (5, 5', 6) presentan alturas diferentes.

5. Junta plana metálica según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los espesores de chapa de la primera y de la segunda chapas de cubierta (3, 4) están configurados diferentes.

6. Junta plana metálica según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el espesor de chapa de la primera chapa de cubierta (5, 5') es menor que el espesor de chapa de la segunda chapa de cubierta (6).