Elring – das Original: Was geht und was nicht?
Wenn es um Motoren mit hohen Literleistungen geht, sind die Anforderungen an die Zylinderkopfdichtung auch besonders hoch. Dies gilt insbesondere bei Kleinserien, da die Stückzahlen im Vergleich zu den Dichtungen für Erstausrüstungskunden sehr gering sind.
Anforderungen an die Zylinderkopfdichtung
Die Anforderungen an Seriendichtungen und solche für leistungsgesteigerte Motoren sowie Kleinstserien sind unterschiedliche. Hierbei muss beim Material der Zylinderkopfdichtung unterschieden werden zwischen klassischen Metall-Weichstoff-Dichtungen und Metall-Lagen-Stahldichtungen. Ein weiterer Einflussfaktor ist, ob es sich um aktuellen Motorsport, Motortuning von Serienmotoren oder historischen Motorsport handelt. Jeder Motor benötigt eine spezielle Zylinderkopfdichtung, da die technischen Anforderungen unterschiedlich gelöst werden müssen, worin im Folgenden näher eingegangen wird.
Temperaturbeständigkeit
Drei Materialien stehen zur Auswahl, die alle eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen: Metall-Weichstoff, Stahl und Metall-Graphit (letzteres wird von Elring nicht angeboten). Stahl zeigt eindeutig die bessere Hitzebeständigkeit für hohe Temperaturen und wird deshalb in der Königsklasse des Motorsports eingesetzt. Hierbei handelt es sich um spezielle Metall-Lagen-Zylinderkopfdichtungen. Wenn es sich um Dichtungen aus Metall-Weichstoff-Material handelt, muss das richtige Material ausgewählt werden. ElringKlinger und seine Spezialisten aus dem Musterbau verwenden nur das hochwertigste Material, unabhängig vom Ursprungsmaterial. Falls notwendig, können wie bei der Ferrari-Zylinderkopfdichtung zusätzliche Ringe in die Brennraumeinfassung gepresst werden, um die hohen Verbrennungstemperaturen vom Weichstoff fernzuhalten.
Gasdichtigkeit
Das wichtigste Kriterium für Zylinderkopfdichtungen ist die Gasdichtigkeit, die sowohl bei Metall-Lagen-Stahl-Dichtungen als auch bei Metall-Weichstoff-Zylinderkopfdichtungen erreicht werden kann. Die Funktionslagen von Metall-Lagen-Stahl-Dichtungen bestehen aus geprägten Vollsicken und passenden Stoppern in der Trägerlage, während Metall-Weichstoff-Zylinderkopfdichtungen zusätzlich Schneidringe in Brennraumeinfassungen haben können. Diese harten Stahlringe haben ein spezielles Profil und beim Anziehen der Zylinderkopfschrauben gräbt es sich in den weicheren Zylinderkopf und Motorblock. Dadurch wird der Schutz des Weichstoffs vor hohen Temperaturen sichergestellt.
Öl- und Kühlmitteldichtheit
Sowohl mit Metall-Weichstoff-Zylinderkopfdichtungen als auch mit Stahl-Lagen-Dichtungen werden die Kriterien der Öl- und Kühlmitteldichtigkeit erfüllt. Ermöglicht wird dies durch einen Siebdruck auf der Ober- und Unterseite der Zylinderkopfdichtung. Ein Elastomer, das dem jeweiligen Einsatzzweck entspricht, wird verwendet. Die Schichtdicke bei Mehr-Lagen-Stahl-Dichtungen beträgt in der Regel 15 Mikrometer. Bei Metall-Weichstoff-Zylinderkopfdichtungen wird etwas mehr Material verwendet, in der Regel 25 Mikrometer. Eine Anpassung der Schichtdicke ist technisch möglich.
Nachzugsfrei und hohe Lebensdauer
Obwohl beide Kriterien in der Serienproduktion sehr wichtig sind, spielen sie bei Motoren mit hoher Leistung oder gesteigerter Leistung keine so große Rolle, da andere Kriterien priorisiert werden. Das heißt aber trotzdem, dass die Dichtungen über viele tausend Kilometer einwandfrei funktionieren.
Besondere Herausforderung und Grenzen des Möglichen
Wenn es um größere Brennraumdurchmesser geht, ist die Umsetzung bei Metall-Weichstoff-Zylinderkopfdichtungen relativ einfach. Bei Bedarf können Stegunterlagen unter der Brennraumeinfassung verbaut werden, um die notwendige Materialstabilität am Steg zu gewährleisten – wenn z. B. das Übermaß entsprechend groß ist. Auch wenn eine Verdichtungsreduzierung oder Verdichtungserhöhung gewünscht wird, lässt sich dies relativ einfach umsetzen. Die Stärke des Ausgangsmaterials wird angepasst und unter Umständen die Materialstärke des gewählten Edelstahls für die Brennraumeinfassung ebenfalls. Wenn Zylinderkopfdichtungen mit mehr als 2,0 mm Stärke benötigt werden, dann können auch zwei identische Dichtungen miteinander in einem besonderen Verfahren miteinander verklebt werden. Das Ausgangsmaterial besitzt die maximale Stärke von 2,0 mm. Größere Brennraumdurchmesser bei Metall-Lagen-Dichtungen sind grundsätzlich möglich. Es gibt zwei Möglichkeiten: Bei Dichtungen aus der Großserie kann der Brennraum mit einem Laser aufgrund der Geometrie von Sicken und Stopper vergrößert werden, aber normalerweise nur um wenige Zehntel Millimeter. Hierbei werden die Nieten, die die Lagen zusammenhalten, ausgebohrt und die einzelnen Lagen dann getrennt mit dem Laser auf den benötigten Durchmesser geschnitten und anschließend wieder vernietet. Die zweite Methode ist die Herstellung neuer Funktionslagen, welche allerdings auch viel teurer ist und oft das verfügbare Budget überschreitet. Diese Methode erfordert entsprechende Werkzeuge, um die Sicken in die Edelstahl-Lagen zu prägen, und ein weiteres Werkzeug, um die Stopper anzupassen. Diese Methode eignet sich nur für größere Stückzahlen oder im Motorsport, wo große Budgets verfügbar sind.
Ablauf und Beratung:
Die einfachste und schnellste Möglichkeit, um herauszufinden, was für einen bestimmten Motor möglich ist, besteht darin, über die E-Mail service@elring.de oder über die Website www.elring.com Kontakt aufzunehmen. Die Anfrage wird dann direkt an die entsprechende Abteilung weitergeleitet, die sich mit den eingereichten Informationen befasst und nach Klärung mit dem Musterbau beim Interessenten meldet. Je genauer die Angaben sind, desto einfacher und schneller kann ein Angebot abgegeben werden.
Zum Schluss:
Auch wenn bisher nur über Zylinderkopfdichtungen gesprochen wurde, können die Spezialisten von ElringKlinger jede andere Dichtung rund um den Motor modifizieren oder nach Vorgabe produzieren.//
