Zylinderkopfdichtungssatz für den Luftpresser

Ein Zylinderkopfdichtungssatz für den Luftpresser ist der Dichtungssatz, der drei getrennte Kreise im Kompressorkopf auseinanderhält: einströmende Ansaugluft, hochtemperierte Druckluft auf dem Weg zum Lufttrockner, und bei wassergekühlten Einheiten das Motorkühlmittel. Versagt die Dichtung, tritt einer dieser Kreise in einen anderen über – Kühlmittel ins Luftsystem, Druckluft in den Kühlmantel, oder Druckluft kurzschließt zurück zur Ansaugseite, sodass der Kompressor nie den erwarteten Druck aufbaut. Die Dichtung selbst ist günstig; die Reparatur hält nur, wenn Kopf und Auflagefläche sauber und plan sind und die Schrauben in der richtigen Reihenfolge und in Stufen angezogen werden.

Was die Kopfdichtung tatsächlich abdichtet

Bei einem typischen Nutzfahrzeug-Kompressor trägt der Zylinderkopf die Einlass- und Auslassventilbaugruppen, den Druckanschluss und – bei wassergekühlten Bauformen – Kühlmittelkanäle, die an den Motorkühlkreislauf angeschlossen sind. Die Dichtung (Verbundwerkstoff oder mehrlagiger Stahl, manchmal mit einer separaten Ventilplattendichtung kombiniert) muss vier verschiedene Grenzen gleichzeitig halten:

• Druckluft zur Atmosphäre – die heißeste Verbindung am Kompressor, direkt am Druckanschluss.
• Druckluft zur Ansaugseite – die Trennung, die verhindert, dass geförderte Luft direkt zur Einlassseite zurückströmt.
• Kühlmittel zur Luft – die Dichtstege um jeden Kühlmittelkanal.
• Kühlmittel zur Atmosphäre – die äußere Kühlmittelverbindung an der Kopffläche.

Bremsluftsysteme sind pneumatisch, daher landet alles, was diese Stege passiert, nachgeschaltet in den Behältern und Ventilen statt in einem Flüssigkeitskreis. Deshalb zeigt sich eine kühlmittelseitige undichte Stelle als Verunreinigung im Nassbehälter und schließlich an jedem Ventil, das die Luft durchläuft.

Warum Kompressor-Kopfdichtungen versagen

Hitze verursacht die meisten Schäden. Druckluft verlässt den Kopf extrem heiß, und alles, was diese Hitze staut, greift zuerst die Dichtung am Druckanschluss an. Die üblichen Ursachen, ungefähr nach Häufigkeit geordnet:

• Verengte Druckleitung. Kohlenstoffablagerung verengt das Druckrohr und treibt die Kopftemperatur hoch. Ist die Leitung verkokt, hält auch die neue Dichtung nicht lange – siehe Kohlenstoffablagerung in der Druckleitung.
• Schlechter Kühlmittelfluss. Ein geknickter Kühlmittelschlauch, ein verstopfter Kanal oder altes, verkalktes Kühlmittel lässt den Kopf heißlaufen, selbst wenn die Motoranzeige normal aussieht.
• Verzogener oder erodierter Kopf. Wiederholte Hitzezyklen ziehen den Kopf aus der Ebene, oder Dampferosion schneidet einen Kanal zwischen einem Kühlmittelsteg und dem Druckanschluss.
• Hohe Einschaltdauer. Ein Kompressor, der meiste Zeit belastet ist – Systemlecks, eine Luftfederung, die nie ausgleicht, ein Entlaster, der nicht löst – läuft heißer als einer mit normalem Zyklus.
• Montagefehler. Wiederverwendete Dichtung, schmutzige Auflagefläche, falsche Dichtungsausrichtung, ungleichmäßig oder zu locker angezogene Schrauben, oder Dichtmittel auf einer Dichtung, die nie dafür vorgesehen war.

Symptome richtig deuten

Was ein Zylinderkopfdichtungssatz enthält

Der Inhalt variiert je nach Kompressorbaureihe, aber ein Kopfdichtungssatz ist normalerweise auf die Verbindungen ausgelegt, die man beim Abnehmen des Kopfes stört:

• Zylinderkopfdichtung (und Ventilplattendichtung bei Bauformen mit separater Platte)
• Zylinderkopfdeckel- bzw. Deckeldichtung
• Kühlmittelanschluss-O-Ringe, Tüllen oder Dichtringe
• Einlass- und Auslassventilkomponenten bei Sätzen, die diese bündeln – Scheiben, Federn und Sitze
• Entlasterkolben-Dichtungen und O-Ringe, wenn der Entlaster im Kopfgehäuse sitzt

Nicht mit einem kompletten Überholsatz verwechseln, der Kolbenringe, Lager, Grunddichtungen und Weiteres ergänzt. Sätze sind nach der OE-Kompressorbaureihe katalogisiert – Bendix, Knorr-Bremse, Wabco/ZF und OEM-Einheiten an Motoren von Cummins, Detroit, Mercedes, Volvo und DAF – daher die Kompressorgehäusenummer statt des Lkw-Modells abgleichen. VADEN Original führt Kopf- und Überholsätze nach Kompressorbaureihe in seiner Kategorie Luftpresser-Reparatursätze.

Zusammenbau: Flächen zuerst, Anzugsmoment danach

Die meisten wiederkehrenden Ausfälle entstehen bei der Montage, nicht im Betrieb.

1. Reinigen ohne Riefen. Kohlenstoff und altes Dichtungsmaterial mit einem Kunststoff- oder Messingschaber entfernen. Riefen im Aluminiumkopf oder in der Auflagefläche schaffen genau den Leckpfad, den man schließen will.
2. Ebenheit prüfen. Ein Haarlineal in beide Richtungen und diagonal über die Kopffläche legen und mit einer Fühlerlehre gegen den Herstellergrenzwert prüfen. Ein Kopf außerhalb des Grenzwerts wird plangeschliffen oder ersetzt – eine neue Dichtung überbrückt das nicht.
3. Ventilsitze und Platte prüfen. Angefressene oder gerillte Auslasssitze halten den Kopf auch mit neuer Dichtung heiß.
4. Dichtung trocken und richtig herum montieren. Mehrlagige und beschichtete Dichtungen werden ohne Dichtmittel eingebaut, sofern die Servicedaten es nicht ausdrücklich vorschreiben, und viele haben eine markierte Oberseite und asymmetrische Anschlüsse.
5. Stufenweise anziehen, von der Mitte nach außen. Saubere Gewinde, geschmierten oder trockenen Zustand nach Vorgabe, dann etwa ein Drittel, zwei Drittel, dann Endwert im Kreuzmuster von der Mitte ausgehend. Das OEM-Anzugsmoment für diesen Kompressor verwenden – Kopfschraubenwerte unterscheiden sich stark zwischen den Baureihen und sind nicht zu erraten.
6. Druckweg freihalten. Eine verkokte Druckleitung ersetzen oder reinigen und den Kühlmittelfluss bestätigen, bevor die Arbeit als abgeschlossen gilt.

Manche Hersteller schreiben ein Nachziehen nach einem Hitzezyklus vor. Verlangen die Servicedaten das, sollte es gemacht werden – das ist meist der Unterschied zwischen einer Dichtung, die hält, und einer, die innerhalb eines Monats am Druckbereich weint.

Reparatur überprüfen

Motor laufen lassen und das System aufladen lassen. Der Regler sollte im Bereich 120-135 psi abschalten und bei etwa 100-110 psi wieder einschalten, mit einem vollständig geladenen System nahe 120 psi. Die Aufbauzeit zwischen den vom OEM angegebenen Drücken stoppen und mit dem veröffentlichten Wert vergleichen – ein Kompressor, der noch langsam aufbaut, hat einen weiteren Fehler. Dann bestätigen, dass die Sicherheitsebene noch funktioniert: Die Niederdruckwarnung sollte bei etwa 60 psi beim Druckabfall ansprechen, und die Federspeicher sollten im Bereich 20-45 psi anlegen. Zuletzt die Behälter nach ein bis zwei Betriebstagen entleeren und das Kondensat prüfen. Klares Wasser ist normale Kondensation; alles Ölige oder Kühlmittelgetönte bedeutet, die Arbeit ist nicht fertig.