TAPÓN DE CULATA DE CILINDRO PARA UNA CULATA DE CILINDRO DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y PROCESO
PARA LA FABRICACIÓN DE UN TAPÓN DE CULATA DE CILINDRO
La invención se refiere a un tapón de culata de cilindro para una culata de cilindro de un motor de combustión interna según la porción caracterizante de la reivindicación 1 y a un proceso para la fabricación de un tapón de culata de cilindro según la porción caracterizante de la reivindicación 5 u 8. En el documento publicado DE 197 38 275 Al se describe un tapón de culata de cilindro para la culata de cilindro de un motor de combustión interna, que se une con la ayuda de tornillos a la culata de cilindro, por lo que se obtiene una junta estanca circular para formar un cierre hermético entre el tapón y la culata de cilindro, que se engancha o rocia sobre una pestaña sobresaliente en el tapón de culata de cilindro, ün borde de sellado de la junta estanca se extiende sobre la zona frontal inferior del tapón de culata de cilindro, de manera que cuando el tapón de culata de cilindro está en posición y montado, este borde descansa en el lado superior contiguo de la culata de cilindro, y es una junta estanca al flujo entre la culata de cilindro y el tapón de culata de cilindro. Sin embargo, con este dispositivo no se obtiene una in-sonorización satisfactoria entre la culata de cilindro y el tapón de culata de cilindro. En el estado montado la resistencia de sujeción producida por la conexión roscada significa que las secciones frontales del tapón de culata de cilindro descansan en el lado superior de la culata de cilindro de manera que las vibraciones del motor se transmiten directamente al tapón de culata de cilindro y allí se producen ruidos por vibración indeseables. Esta transmisión de vibraciones tampoco la puede evitar el borde de la junta estanca circular que se extiende sobre la zona frontal, puesto que siem-pre hay peligro de que, como resultado de la alta fuerza de sujeción, una sección del tapón de culata de cilindro llegue a contacto directo con la culata de cilindro. La invención se basa en el problema de crear un tapón de culata de cilindro de fácil ejecución, que, a pesar de una junta estanca al flujo, está protegido efectivamente contra las vibraciones del motor. Convendría poder fabricar simplemente el tapón de culata de cilindro incluyendo la junta estanca . Este problema se resuelve según la invención con un tapón de culata de cilindro con los elementos caracterizantes de la reivindicación 1 y con un proceso para la fabricación de un tapón de culata de cilindro según la porción caracterizante de la reivindicación 5 o 8. Las reivindicaciones depen-dientes exponen formas adicionales convenientes. El tapón de culata de cilindro según la invención está equipado con un elemento sellante, que se ejecuta conveniente como un componente que se extiende a lo largo del borde externo del tapón de culata de cilindro, por lo que se estable-ce un núcleo de estabilización en el elemento sellante, que está sellado completamente, o al menos casi completamente, por el sellante del elemento sellante. Entre el núcleo de estabilización y el tapón de culata de cilindro está el sellante del elemento sellante. De esta forma se garantiza que el núcleo de estabilización no entre en contacto directo con el tapón de culata de cilindro, y tampoco en contacto con la culata de cilindro; más bien, el sellante del elemento sellante está entre el núcleo de estabilización y el tapón de culata de cilindro, asi como entre el núcleo de estabilización y la culata de cilindro, realizando una neutralización efectiva de las vibraciones. Al mismo tiempo, la introducción de un elemento estabilizante (por ejemplo un núcleo estabilizante) produce una fuerza de sellado considerablemente más alta. Esto también conduce a una unión mejor y más estable del tapón de culata de cilindro a la culata de cilindro, sin el riesgo de un desplazamiento lateral indeseable del sellante. A pesar de la mayor resistencia de sellado, es posible conectar el tapón de culata de cilindro con la culata de cilindro de tal manera que ninguna sección del tapón de culata de cilindro llegue a contacto directo con la culata de cilindro, sino que, más bien, entre la culata de cilindro y el tapón de culata de cilindro solamente haya sellante. En una realización preferida, el elemento sellante se extiende a lo largo del borde externo del tapón de culata de cilindro y asi se realiza como un aro cerrado. En este caso, el núcleo de estabilización también forma un aro de soporte circular correspondiente. Este aro de soporte tiene conve-nientemente al menos un agujero, que es puenteado por el sellante del elemento sellante, de manera que, a pesar del agujero, se obtenga un elemento sellante coherente en forma de aro. Debido al agujero, el aro de soporte puede compensar extensiones térmicas de longitud. En principio, es suficiente proporcionar solamente pequeños agujeros en el aro de soporte en la dirección longitudinal y transversal del elemento sellante, para no afectar adversamente a la estabilidad. También es posible disponer varios agujeros a lo largo del elemento sellante. En una realización ventajosa, el núcleo de estabilización o el aro de soporte exhibe una muesca en forma de ü, por lo que en el lado abierto de la ü se puede establecer un saliente de forma complementaria sobre la culata de cilindro. De esta manera, se logra estabilización asi como sellado en la dirección de fijación vertical y en la dirección horizontal. En el proceso para la fabricación del tapón de culata de cilindro incluyendo el elemento sellante según la invención, en un primer paso de procesado, el tapón de culata de cilin-dro se fabrica como una pieza de plástico moldeado mediante el proceso de moldeo por inyección, por lo que al mismo tiempo, en una pieza con el tapón de culata de cilindro, el núcleo de estabilización o el aro de soporte se inyecta en con-junto o en una o varias partes, que se unen por un pequeño vastago de conexión al tapón de culata de cilindro. Este vastago de conexión tiene la función de un punto de rotura predeterminado, por el que el núcleo de estabilización se separa del tapón de culata de cilindro en el segundo paso de proce-sado. En un tercer paso de fabricación el núcleo de estabilización se fija primero con relación al tapón de culata de cilindro por medios auxiliares, y finalmente se rocia con un elastó ero, creando por ello un elemento sellante. Los medios auxiliares para la fijación del tapón de culata de estabili-zación contra el núcleo de cilindro se pueden quitar ahora. De esta forma, el tapón de culata de cilindro incluyendo el elemento sellante se puede producir en un solo proceso de fabricación. Aquí, el elemento sellante, debido al núcleo de estabilización integrado, posee una estabilidad considerable-mente más alta que en el caso de elementos sellantes sin tales núcleos de estabilización. Si no fuese posible una producción en una pieza de la pieza moldeada por inyección (tapón de culata de cilindro y aro de soporte) , también se pueden fabricar por separado, por lo que el tapón de culata de cilindro y el aro de soporte se pueden colocar juntos en el troquel de elastómero y rociar. Puede ser conveniente, pulverizando el elastómero, por ejemplo, sobre un saliente o una muesca en el tapón de culata de cilindro, crear una unión directa del elemento sellante al tapón de culata de cilindro en el sentido de una solución de gancho, de manera que sean innecesarias medidas de sujeción adicionales . Un proceso adicional permite fabricar el aro de soporte como un componente separado y rociarlo con material elastomé-rico para formar un elemento sellante. Después, el elemento sellante se coloca en un troquel de moldeo por inyección para el tapón de culata de cilindro y el tapón de culata de cilindro se pulveriza sobre el elemento sellante. Este método de producción ofrece la ventaja de que la producción de elastómero requiere solamente un pequeño gasto. Además, los troqueles de elastómero se pueden realizar fácilmente. Puesto que el proceso de temple tiene lugar antes de la producción del tapón de culata de cilindro, también se re-duce el problema de retardo. La fijación mecánica del sellante al tapón de culata de cilindro se puede realizar fácilmente. Aparte de esto, hay una mayor libertad de diseño en términos de la geometría de la junta estanca. Se hallarán ventajas adicionales y realizaciones conve-nientes en las reivindicaciones adicionales, la descripción de las figuras y los dibujos, en los que: La figura la es una vista de un tapón de culata de cilindro montado en una culata de cilindro, con una sección parcial en la zona de un elemento sellante entre el lado in-ferior del tapón de culata de cilindro y el lado superior de la culata de cilindro. La figura 2a es una vista en perspectiva del tapón de culata de cilindro con aro de soporte rociado encima, que consta del mismo material que el tapón de culata de cilindro y, en un paso de fabricación siguiente, se rocía con un elastómero para producir un elemento sellante circular. La figura 3 muestra el tapón de culata de cilindro con el aro de soporte circular en otra vista, por lo que el aro de soporte representado en sección está conectado al tapón de culata de cilindro por medio de un vastago de conexión. La figura 4 muestra una vista correspondiente a la figura 3, pero con el vastago de conexión separado, de manera que el aro de soporte esté separado del tapón de culata de cilindro.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva del tapón de culata de cilindro con elemento sellante circular, que se pulveriza sobre el borde externo del tapón de culata de cilindro y se integra en el núcleo de soporte. En las figuras, los mismos componentes llevan los mismos números de referencia. En la figura 1 se representa la sección superior de una culata de cilindro 1 de un motor de combustión interna con un tapón de culata de cilindro 2 montado. Para una junta estanca al flujo entre el tapón de culata de cilindro 2, que se fabrica como una pieza de plástico moldeado, y la culata de cilindro 1, se ha previsto un elemento sellante en forma de aro circular 3 en la zona del borde externo del tapón de culata de cilindro 2, que se rocía convenientemente sobre el tapón de culata de cilindro 2. En el cuerpo sellante del elemento sellante 3 se introduce un aro de soporte igualmente circular 4, que consta del mismo material plástico que el tapón de culata de cilindro 2. El aro de soporte 4 se realiza en forma de "U", por lo que el agujero en el aro de soporte apunta hacia abajo. El aro de soporte 4 está completamente sellado por el material del elemento sellante 3, lo que se puede llevar a cabo por medio de un proceso de inyección, en el que se pulveriza elastómero sellante sobre el aro de soporte 4. Debido a la forma en U del aro de soporte 4, las espigas del aro de soporte son rodeadas igualmente por sellante, de tal manera que se forman dos espigas de sellado 5. Además, el elemento sellante 3 exhibe un montaje correspondiente a la forma del aro de soporte 4 con dos espigas de sellado laterales 5. Cuando el tapón de culata de cilindro 2 está montado, un saliente 6 sobresale a este montaje del elemento sellante, que se forma en una parte con la culata de cilindro y que se eleva sobre el lado superior de la culata de cilindro. El saliente 6 que sobresale al montaje en forma de ü se mantiene con seguridad en ambas direcciones vertical y lateral, de tal manera que el tapón de culata de cilindro 2 se mantenga de forma estable en la culata de cilindro 1, sin ningún contacto directo entre el material del tapón de culata de cilindro 2 y la culata de ci-lindro 1. Entre la culata de cilindro 1 y el tapón de culata de cilindro 2 siempre está el sellante del elemento sellante 3. En la figura 2 el tapón de culata de cilindro 2 se representa en una etapa intermedia del proceso de fabricación. El aro de soporte 4 se fabrica en el mismo paso de procesado que el tapón de culata de cilindro 2, por lo que bóvedas de inyección 7 se distribuyen sobre el perímetro para introducir el material de moldeo por inyección para el aro de soporte 4. Se ha previsto una bóveda de inyección correspondiente 8 para la fabricación de la parte moldeada del tapón de culata de cilindro. El aro de soporte 4 está conectado al tapón de culata de cilindro por medio de vastagos de conexión estrechos 9, que están dispuestos uniformemente sobre el perímetro del tapón de culata de cilindro 2. Estos pasadores de soporte 9 sirven como puntos de rotura predeterminados, que se pueden romper para separar el aro de soporte 4 del tapón de culata de cilindro 2. En la figura 3, el tapón de culata de cilindro 2 se representa en la misma etapa de proceso que en la figura 2. Es-to muestra claramente el vastago de conexión 9, que está conectado solamente por medio de un pequeño punto de conexión con el exterior de una pestaña circular 10 en el tapón de culata de cilindro 2. Esta única conexión débil es suficiente para mantener inicialmente el aro de soporte 4 sobre el tapón de culata de cilindro 2 durante la primera fase de fabricación. La conexión, sin embargo, se puede romper con una fuerza pequeña, de manera que el aro de soporte 4 no esté conectado después al tapón de culata de cilindro 2, como se representa en la figura 4.
En la figura 5, el tapón de culata de cilindro 2 se representa en posición montada en la culata de cilindro 1. El elemento sellante 3 se extiende a lo largo del borde externo del tapón de culata de cilindro 2, el aro de soporte 4 se po-ne en el elemento sellante 3. Se pueden ver los vastagos de conexión 9, que se conectan al tapón de culata de cilindro 2 durante el proceso de fabricación, pero ahora están separados del tapón de culata de cilindro. El aro de soporte 4, incluyendo el vastago de conexión 9, que ahora tiene solamente la función de estabilizar el elemento sellante 3, se cubre completamente pulverizando el sellante del elemento sellante. Se utiliza un elastómero como el sellante. El aro de soporte 4 exhibe al menos un agujero 11, de manera que el aro de soporte no forme un círculo completo y así está en una posición para compensar las extensiones de longitud. Este agujero 11 es puenteado por el sellante del elemento sellante. Proporciona estabilización adicional en la zona del agujero 11 el saliente 6, que es una parte de la culata de cilindro 1 y que sobresale de debajo del montaje en forma de ü del aro de soporte 4. Además, se puede ver bóvedas 12, que son un componente del tapón de culata de cilindro 2, y que sirven para sujetar las bujías para el motor de combustión interna. Las bóvedas 12 están rodeadas por juntas estancas radiales 13, que, como norma, se pueden diseñar sin aro de soporte estabilizante, pero posiblemente también con tal aro de soporte. Las juntas estancas radiales 13 se fabrican convenientemente en el mismo paso de procesado que el elemento sellante circular 3. Además, la figura 5 muestra rebajes 14 en el elemento sellante 3, que se crean cuando, durante el proceso de fabricación, el núcleo de soporte [sic] 4 se debe mantener después de la separación del tapón de culata de cilindro 2 por medio de elementos auxiliares, después de lo que el aro de soporte se pulveriza con el elastómero para producir el elemento se-liante, por lo que los rebajes 14 se llenan durante el proceso de pulverización por los elementos auxiliares para mantener el aro de soporte. Después del final del proceso de pulverización, el elemento sellante está conectado con seguridad a la culata de cilindro y se pueden quitar los elementos auxiliares para sujetar el aro de soporte, produciendo los rebajes 14. En principio, también se pueden fabricar cárteres de aceite de plástico según el método de producción reivindicado en la invención. Aquí, el cárter de aceite se fabrica en un proceso de moldeo de plástico por inyección con un núcleo de estabilización dispuesto en el borde externo del cárter de aceite, por lo que el núcleo de estabilización está conectado al cárter de aceite por medio de un vastago de conexión pro-porcionado como un punto de rotura predeterminado. Después, el núcleo de estabilización se separa del cárter de aceite en el punto de rotura predeterminado, y el núcleo de estabilización se pulveriza con un elastómero al mismo tiempo que el núcleo de estabilización se fija sobre el cárter de aceite. El núcleo de estabilización se diseña convenientemente como un aro de soporte que rodea el borde externo del cárter de aceite . Según otro proceso de fabricación, el aro de soporte se fabrica como un componente separado, y rocía con material elastomérico para formar un elemento sellante. Después, el elemento sellante se introduce en un troquel de moldeo por inyección para el cárter de aceite, y el cárter de aceite se pulveriza sobre el elemento sellante.