Nachfertigungsaktion 27: "Zylinderkopfdichtungen" - Abgeschlossen

[Letzter Fuffziger]

@Gerald
Tatsächlich war mir die Ausfürung mit den schmalen Stegen auch immer am liebsten. In dieser Ausführung liegen nämlich alle Teile der Dichtung zwischen den beiden Metallkörpern. Es gibt außer dem Mittelsteg im großen Ölkasten oben keine Fläche, die nicht "eingezwickt" ist. Ergo wölbt sich auch nichts auf und "hängt" dann abgehoben vom Kopf in einen Gehäuse-Hohlraum hinein. So war es beim Zerlegen alter Originalmotoren immer wieder zu beobachten.
Das sind aber nun wirklich Feinheiten. Ich kann mir vorstellen, dass mehr stehen gelassenes Material beim Anfertigen günstiger ist.

Gruß
Manfred

[borgideluxe]

Gerald,

danke für deine Bemühungen.

Gruß
Joachim

[Uwe-Peter]

Hallo zusammen,

eine IG wie die unsere lebt davon, daß sich Ihre Mitglieder austauschen und gegenseitig helfen. Bei dem hier vorliegenden Thema ist uns das in dankenswert objektiver Weise mit geringer emotionaler Beimischung auch gelungen, ich möchte mich dafür bei Euch an dieser Stelle bedanken.

Gerald und ich haben uns natürlich bevor wir uns zu dieser neuerlichen Nachfertigungsaktion entschlossen haben auch über die Nachfertigungsaktion 10 gleichen Inhalts und den diesbezüglichen Kritikpunkten unterhalten. Hierzu fanden ja reichlich ausführliche Diskussionen statt.

Uns sind genau 2 Fälle bekannt, bei denen die Montage nicht funktioniert hat.

Der erste Fall ist der von Heinz. Bei der Montage seines Motors wurde gemäß den Angaben des Werkstatthandbuchs verfahren, was in diesem Fall die falsche Vorgehensweise war. Wie bereits von Gerald in dieser Diskussion dargelegt, ist zwingend die Montage in 3 Schritten notwendig
• 1. Schritt: Montage der Zylinderkopfdichtungen mit dem Anzugsdrehmoment von 45 NM in der vom Werkstatthandbuch vorgeschriebenen Anzugsreihenfolge
• 2. Schritt: Nachdem der Motor 24 Stunden geruht hat ein Nachziehen der Schrauben mit ebenfalls diesen 45 NM, da sich die Dichtung über Nacht setzt, danach Einstellung der Ventile
• 3. Schritt: Nach dem Warmlaufen des Motors diesen Abkühlen lassen und die Zylinderköpfe ein letztes Mal anziehen, Ventile nochmals einstellen, fertig!
An dieser Stelle übergehe ich die im Vorfeld notwendigen Schritte einer sorgfältigen Montage-Vorbereitung, dies ist durch Manfred schon im hinreichenden Maße geschehen.

Beim zweiten Fall kennen wir die Details der Montage nicht, wissen allerdings, daß in der Vergangenheit trotz ambitioniertem Einsatz bei der Reparatur von Motoren oder Getrieben Probleme aufgetaucht sind. Aus diesem Grund müssen wir auch hier von einer nicht sachgemäßen Montage der Zylinderkopfdichtungen ausgehen.

Gerald und ich müssen uns allerdings vorwerfen lassen, daß wir es beim Verkauf der Dichtungen nur haben bei einem mündlichen Hinweis in Bezug auf die Montage bewenden lassen und nicht explizit diese in schriftlicher Form beigefügt haben. Wir werden künftig noch strenger darauf achten, daß wir auf abweichende Montageanweisungen zum Werkstatthandbuch in schriftlicher Form hinweisen. Die Montagen, die entlang dem o.a. Vorgehen durchgeführt wurden, waren alle erfolgreich, die meisten wurden hierbei von Manfred mit den angegebenen zusätzlichen Vorsichtsmaßnahmen durchgeführt.

Heinz fragt nun berechtigterweise, weshalb wir uns das Leben nicht einfach leicht machen und diese Dichtungen exakt genauso produzieren lassen, wie die Originale waren. Der Grund ist im Prinzip nur ein einziger:
• wie Manfred berichtet hat verziehen sich die Motorgehäuse im Laufe der Jahre und es wird immer schwieriger, dies auszugleichen. Die Gehäuse- und Buchsenränder stehen nicht 100%ig parallel zueinander und ein Schiefstand kann nur durch die Weißblechränder ausgeglichen werden, solange er nicht zu deutlich ist (< 0,03 mm). Selbstverständlich setzen sich diese Weißblechbördel für den Fall, daß alle Maße eingehalten werden, beim Anziehen auf das Maß weit genug. An dieser Stelle verstehe ich die Diskussion nicht, bin aber nur Betriebswirt
Ich verstehe natürlich den Ärger von Heinz aber in dieser Diskussion geht es darum, ob das Material oder die Montage Schuld an den Problemen ist. Die Faktenlage spricht bisher dafür, daß es die Montage gewesen ist. Wir wollen aber sicherstellen, daß sich die Zylinder-Dichtränder, solange alle Originalmaße und die "neuen" Montagevorgaben eingehalten werden weit genug setzen, sodaß alle übrigen Bereiche der Dichtung genügend Quetschung erreichen und dichthalten.

Deshalb haben wir uns zu einem 2-stufigen Vorgehen entschieden
• Gerald wird sich von der von Joachim genannten Firma WOLF Dichtungen ein Exemplar beschaffen und die Maße vergleichen (s. Beitrag oben)
• Markus wird dankenswerter Weise, nachdem bei seinem neuen Motor NOS-Dichtungen von mir (die Weißblechbördel waren etwas ankorrodiert, wohl etwas zu viel ) und die Dichtungen von AutoDus undicht waren, seinen Motor ein 3. Mal auseinandernehmen und die Zylinderkopfdichtungen von Gerald verbauen. Hierüber wird es einen expliziten bebilderten Montagebericht hier im Forum geben inklusive einem Fahrbericht über die ersten 500 KM.

Sollten beide Maßnahmen bestätigen, daß diese Dichtungen funktionieren, werden wir die Nachfertigungsaktion starten. Carl F.W. Borgward selbst war immer bestrebt, technologisch auf dem aktuellsten Stand zu sein. Weshalb sollten wir diesen Anspruch nicht auch haben?


Liebe Grüße

Uwe

Anmerkung: Habe am 04.02. Präzisierungswünsche seitens Manfred in diese Aussage mit aufgenommen.

[jensschumi]

Perfekter geht's nicht

Gruß
Jens

[Ezam]

Hallo zusammen,

so, mein Motor ist wieder mit den neuesten Zylinderkopfdichtungen (von Gerald) zusammengebaut, ist dicht und läuft. Die ersten 500km waren problemlos. Dem zur Folge ist jetzt auch dieser angekündigte Bericht fällig, der evtl. etwas ausschweifender wird, damit der chronologische und technische Ablauf zu verstehen ist. Alle maßlichen Aussagen in diesem Bericht sind so gut, wie für einen Erkenntnis-Zugewinn, nötig und, zur Beschränkung des Aufwandes, nicht so exakt wie möglich. Hierfür habe ich meine Messmittel, eine Bügelmessschraube und einen digitalen Messschieber verwendet, sowie die Messergebnisse meines Motorinstandsetzers.
Zuerst stelle ich die Ausgangsbasis vor, dann den weiteren Verlauf und das Endergebnis.
Nach längerer Warte- und Bearbeitungszeit habe ich im November 2020 die überarbeiteten Einzelteile von meinen Motorspezialisten aus Graben-Neudorf zurückbekommen. Den Motor wollte ich selber zusammenbauen.

Teil 1: Die Ausgangsbasis
Der gezeigte Motor war ursprünglich in meiner Arabella de Luxe Bj.1961 (seit 1986 in meinem Besitz) verbaut. Anfang der 90er Jahre hat es auf einer Fahrt nach Marburg das Novotexrad zerbröselt und ich habe den Motor mit einem Ersatzmotor von Fam. Peschel aus Bremen ersetzt. Dieser war damals noch relativ günstig für 1.300,- DM (ohne Austausch!) zu bekommen. Allerdings hat der Motor mit zunehmenden Alter und Laufleistung durch stark erhöhten Ölverbrauch, ungleicher Kompression und lauten Motorgeräuschen sein Laufzeitende deutlich angekündigt. So habe ich mich entschieden endlich einen zuverlässigen Motor neu aufzubauen. Damit ich trotzdem weiterhin meine Arabella bewegen konnte, habe ich mich für dieses Projekt für den ursprünglich verbauten Motor entschieden.
Mein Motorinstandsetzer hat festgestellt, dass die Zylinder und Kolben bereits im 2. Übermaß waren und die Lager auch nicht das erste Mal getauscht wurden. Kolben und Lager wurden erneuert, Zylinderlaufbuchsen wo erforderlich ersetzt bzw. was ging, überarbeitet z.B. die Kurbelwelle. Die Sitze der Zylinderlaufbuchsen in einer Motorgehäusehälfte mussten etwas nachgearbeitet werden, da ansonsten die Laufbuchsen schräg im Gehäuse gesessen hätten. Mein Motorbauer meinte, dass sich selbst stabiles Alugußmaterial mit der Zeit und unter Belastung etwas verformen kann, wenn auch nur geringfügig. Dies war auch bei den Hauptlageraufnahmen festzustellen. Beim Vermessen hat er festgestellt, dass die 3 Lager nicht in einer Flucht lagen und dies ggf. zu einer Verspannung der Kubelwelle geführt hätte. Er musste also das mittlere Lager in einem größeren Übermaß einsetzten und hat es dann fluchtend zu den beiden anderen Lagern aufgespindelt.
Auch die Zylinderköpfe wurden komplett überarbeitet, d.h. Korrosionslunker in den Köpfen wurden aufgeschweißt und anschließend geplant. Ventile, Ventilführungen und Ventilschaftdichtungen wurden erneuert. Die Kipphebel und Kipphebelwelle wurden überarbeitet. Selbst die Ventilsitzringe habe ich durch gehärtete Sitzringe tauschen lassen.
Mit diesem nahezu perfekten Material konnte ich also den Motorzusammenbau angehen. Beim durchsuchen meines Teilefundus habe ich jedoch festgestellt, dass ich nur noch Zylinderkopfdichtungen von Autodus im Bestand (Bj. 2005) hatte und da war mir damals schon aufgefallen, dass hier die Dichtung keinen Kupferring an der Ölsteigleitung hatte. Bei einem Austausch mit Uwe, hat er mir dann Originaldichtungen (Bj. 60?) mitgegeben, die auch zunächst sehr gut aussahen. Außerdem fehlten mir noch Fußdichtungen, die ich dann auch bei Uwe bekommen habe.
Den Motor habe ich übrigens mit Motorinnenlack versiegelt. Da Aluminumguß zur Öldiffusion neigt. Das kann man dann an einem leichten Ölfilm auf den Gehäuseteilen feststellen.

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[Ezam]

Teil 2: Weiterer Verlauf Zylinderkopfdichtungen

Für den ersten Zusammenbau habe ich mich nach den Vorgaben des Reparaturhandbuches gerichtet.
D.h. einen Zylinderüberstand von ca. 0,2mm und den Anzug der Zylinderkopfmuttern wie vorgeschrieben.

Beim ersten Probelauf habe ich dann direkt die Wasserundichtigkeiten auf der Motorunterseite gesehen. Es hat regelrecht getropft. Also Köpfe nochmal nachziehen, Ölwechseln und nochmal starten. Und, fast das gleiche Problem. Dann habe ich doch die Dichtungen von Autodus verbaut.
Die sahen äußerlich auch wieder recht gut aus und waren halt 45 Jahre jünger. Auch diesen Zusammenbau habe ich nach Reparaturhandbuch gemacht. Dann Motor starten und zu Beginn war er auch dicht.
Jedoch nach der ersten Probefahrt habe ich dann doch wieder Wassertropfen an der Motorunterseite an der Dichtungsfläche gesehen. Beim Öl ablassen kam dann direkt auch erstmal ein kleiner Schwall Wasser vor dem Öl.
Da Uwe noch einen Satz von Geralds Kopfdichtungen übrig hatte, war mein Gedanke, da ich den Motor sowieso noch mal auseinander nehmen muss, kann ich hier auch gleich die Dokumentation für die neuen Zylinderkopfdichtungen erstellen. Gesagt getan, der Motor hat durch das „bissserl“ Wasser zum Glück nichts abbekommen. Also Lager usw. alles ok. Den Zusammenbau habe ich dann auch wirklich noch penibler durchgeführt. Um Undichtigkeiten der Laufbuchsen Fußdichtungen komplett auszuschließen habe ich das Elring Dichtmittel El-Liq 74 (Empfehlung meines Motorbauers), speziell für Metall auf Metall und im anaeroben Bereich, eingesetzt. Die neuen Kopfdichtungen habe ich dann mit den Vorgaben von Gerald eingebaut. Also Köpfe mit Drehmoment festziehen, eine Nacht „setzten“ lassen, mit Drehmoment nachziehen, nach dem ersten Warmlaufen nochmal die Muttern mit dem Drehmomentschlüssel kontrollieren. Den Laufbuchsen-Überstand habe ich übrigens zwischen 0,1 und 0,15mm gewählt.
Schon bei ersten Nachziehen nach der Nachtruhezeit haben sich die Zylinderkopfmuttern nochmal nachziehen lassen. Hier hauptsächlich die oberhalb der Laufbuchsen also zum Stößelbereich. Nach dem ersten Warmlaufen ließen sich dann nochmal 2 Muttern minimal nachziehen.

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[Ezam]

Teil 3: Ergebnisse und Erkenntnisse

Beim ersten richtigen Probelauf konnte ich auch sehr schön feststellen: „Ich habe den Motor noch nie so trocken um den Bereich der Zylinderkopfdichtungen gesehen“. Wie schon geschrieben ist der Motor auch nach den ersten 500km noch dicht. Also ein Erfolg auf der ganzen Linie.
Nach den jeweiligen Demontagen habe ich natürlich versucht, die jeweiligen Zylinderkopfdichtungen zu beurteilen und Erkenntnisse daraus abzuleiten.
1. Die Originaldichtung von 1960 (Ausgangsstärke 1,35 mm durchgängig) zeigt im Bereich der Laufbuchsen kaum Kompressionsspuren, d.h. hier hat die Dichtung nahezu nicht nachgegeben. Vermutlich ist das Material ausgehärtet und die Weichmacher sind verschwunden. Das erklärt dann sicherlich auch den erheblichen Wasseraustritt.
2. Die Autodus Dichtung (Ausgangsstärke 1,25 mm durchgängig) zeigt im Bereich um die Laufbuchsen deutliche Kompressionsspuren. Der Dickenunterschied im Verhältnis zu dem unkomprimierten Dichtungsmaterial beträgt ca. 0,2mm also nahezu das, was zuvor als Laufbuchsenüberstand durch die Fußdichtungen eingestellt war. Warum die Dichtung nicht wirklich dicht war lässt sich äußerlich kaum erkennen. Jedoch sieht das weiche (graue) Material im Bereich der Dichtflächen sehr spröde aus und die Ausgangsstärke ist ja nicht wirklich dick, so dass ich vermute, dass sich das Wasser hier allmählich durch die Mikro-Porosität seinen Weg gebahnt hat.
3. Das weiche (graue) Dichtungsmaterial bei Geralds Dichtung wirkt deutlich geschlossener in der Oberflächenstruktur und scheint an den entscheidenden Stellen Unebenheiten an den Dichtflächen besser ausgleichen zu können. Jedenfalls hat der Motor mit diesen Dichtungen keinen Wasseraustritt mehr.

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[Gerald & Thomas]

Lieber Michael,
danke für deinen leidvollen (3mal Motorausbau) ausführlichen Bericht.
Zur Info für alle: Die Ausschnitte für die Kühlerflüssigkeit (welche Joachim bemängelt hat) der neuen nachgefertigten Kopfdichtungen werden dem der originalen Kopfdichtung entsprechen - Material und Verarbeitung wie bisher.
Liebe Grüße Gerald

[borgideluxe]

Zunächst einmal recht Herzlichen Dank für den ausführlichen Bericht.

Ich habe meine Bedenken zu den unterschiedlichen Maßen der Dichtungen geäußert, welche ich hier bereits ausführlich beschrieben habe.

Was ich vermisse ist die Testung mit den Dichtungen der Firma Wolf, die den originalen ja am besten entsprechen sollen.
Vor allem haben diese Dichtungen eine Stärke, (Durchgehend 1,5 mm) was das Risiko von Undichtigkeiten im Wasser und Öl- Bereich
(um den geht es ja ausschließlich) erheblich minimiert und man kann nach der vom Werk vorgegebenen altbewährten Methode arbeiten.

Es soll hier kein Meckern sein und ich freue mich sehr, wenn sich die Arbeit gelohnt hat. Der Schreiber des Berichtes kennt aber sicherlich
auch den Aufwand, wenn man die Arbeiten mehrmals machen muss. Lässt man die Arbeiten in einer Werkstatt machen, geht es richtig ins Geld.
(Wie es vor ca. 4 Wochen wieder einmal geschehen ist.)
Das ist der eigentliche Grund meiner Hartnäckigkeit und kein böser Wille.

Schöne Grüße
Joachim

[Arabella]

Sehr informativer und ausführlicher Beitrag, danke dafür.
Grüsse,
Rainer