DE10015604C2 - Metallische Flachdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine metallische Flachdich­ tung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem eine Brennraum-Durch­ gangsöffnung aufweisenden Dichtungsblech, einem be­ nachbart zur Brennraum-Durchgangsöffnung liegenden Verformungsbegrenzer und einer Deck- und Bodenlage.

Aus der DE 42 19 709 A1 sind metallische Flachdich­ tungen in verschiedenen Ausgestaltungen beschrieben. Eine der offenbarten Flachdichtungen enthält einen Verformungsbegrenzer, der als Umfalzung eines Ringab­ schnitts des Dichtungsblechs an der Brennraum- Durchgangsöffnung gebildet ist. Beim Umfalzen wird ein Teil des Ringabschnitts, der eine gegenüber dem Dichtungsblech reduzierte Materialstärke aufweist, auf sich selbst umgelegt, so daß der Verformungsbe­ grenzer durch Verdopplung der reduzierten Material­ stärke gebildet ist.

Wenn ein derart mit einem Verformungsbegrenzer oder Stopper versehenes Dichtungsblech von zwei Deckble­ chen mit Sicken in Zwischenlage genommen wird und die so ausgebildete dreilagige Dichtung verpreßt wird, werden die Preßkräfte ungleichmäßig übertragen, so daß die Deckblechentlastung ungleichmäßig ist.

Auch sind mit einem Harz oder dergleichen gefüllte unsymmetrische Sicken allgemein bekannt.

In der EP 0 747 614 A1 ist eine metallische Zylinder­ kopfdichtung offenbart, die zwei äußere Deckbleche mit Sicken und einem zwischen diesen angeordneten Trägerblech aufweist, die mit einem oder mehreren Brennraumdurchgängen versehen sind. Benachbart zu den Sicken der Deckbleche ist an dem Trägerblech um den Brennraumdurchgang herum ein Verformungsbegrenzer vorgesehen, der an den den Deckblechen zugewandten Oberflächen mit Rundungen versehen ist.

Die EP 0 939 256 A1 offenbart ein aus einem Motor­ block eines Verbrennungsmotors, einem Zylinderkopf und einer Zylinderkopfdichtung bestehendes Dichtungssys­ tem. Die Zylinderbohrungen des Motorblocks sind mit einen Buchsenvorstand aufweisenden Laufbuchsen verse­ hen, die von zwei radial außerhalb des Bereiches des Buchservorstandes gesickten Deckblechen der Zylinder­ kopfdichtung und einem Abstützbereich der zwischen den Deckblechen angeordneten Distanzlage abgedeckt werden. Der Abstützbereich weist dabei in einer be­ vorzugten Ausführung eine Sicke mit Füllung auf.

Die WO 98/28559 A1 hat ein Laminat aus Metallblech­ platten mit einer Verbrennungskammeröffnung zum Ge­ genstand, wobei die Außenbleche eine radial um die Verbrennungsraumöffnung angeordnete Sicke aufweisen, die einen aus einem abgebogenen Ausgleichblech und einem Ausgleichmittel bestehenden Ausgleichsbereich radial umfasst.

Die EP 0 937 924 A2 offenbart eine Metalldichtung mit einer Durchgangsöffnung, die von einer ersten Sicke und zwei Hilfssicken umgeben ist. Die beiden Hilfssi­ cken befinden sich dabei an den Flanken der Hauptsi­ cke und weisen der Hauptsickenauswölbung entgegenge­ setzte Auswölbungen auf.

Die DE 198 29 958 A1 sieht eine Flachdichtung aus ei­ ner Distanzlage und zwei mit auf der Distanzlage auf­ liegenden Sicken versehenen Decklagen vor, wobei die Distanzlage als Stopper eine aus mindestens einem Du­ roplasten und mindestens einem metallischen Füllstoff bestehende Beschichtung aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gat­ tungsgeämße metallische Flachdichtung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine gleichmäßige Verpres­ sung und ein verbessertes, anpassbares Verformungs­ verhalten aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Dadurch, daß der Verformungsbegrenzer als bezüglich der Deck- und Bodenlage symmetrische Sicke ausgebil­ det ist, derart, dass zu einer der Lagen eine Erhö­ hung gerichtet ist und gegenüberliegend eine zu der anderen der Lagen zugewandte Vertiefung vorgesehen ist, die von zwei gegenüber der Oberfläche des Dichtungs­ bleches vorspringenden Erhebungen eingefaßt ist, wo­ bei in der Vertiefung eine Füllung aufgenommen ist, kann auf den üblichen im Stand der Technik vorgesehe­ nen Stopper verzichtet werden bzw. die Stopperlage wird durch die symmetrische Sicke ersetzt. Weiterhin wird eine gleichmäßige Verpressung möglich und die Boden- und Decklage werden gleichmäßig entlastet. Durch die besondere Form der Sicke in Zusammenhang mit der Füllung paßt sie sich beim Einbau an die Mo­ tortopographie an, wobei sie auf ein vorgebbares Maß in der Zusammenpressung einstellbar ist.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse­ rungen möglich.

Besonders vorteilhaft ist, daß die Erhöhung der Sicke mit einem Radius oder einer Wölbung versehen ist, wo­ durch die Flächenpressung erhöht werden kann. Durch Vorgabe des Füllgrades der Füllung in der Vertiefung bzw. der Breite und Höhe der Füllung und/oder durch die Größe des Radius, der nach der Pressung bis zu einer Geraden übergehen kann, kann eine gezielte Pressungssteuerung vorgenommen werden und die Anpas­ sung an den Motor eingestellt werden, wodurch seine Dynamik und die Dichtspaltschwingungen verringert werden können.

Insgesamt ergibt die Symmetrie der Sicke eine gleich­ mäßige Verteilung der Kraft von den Sicken der Boden- und Deckbleche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Flachdich­ tung.

Die in der Figur teilweise dargestellte metallische Flachdichtung 1, die im Ausführungsbeispiel eine Zy­ linderkopfdichtung eines Verbrennungsmotors ist, weist ein Dichtungsblech 2 mit einer Decklage bzw. einem Deckblech 3 und einer Bodenlage bzw. einem Bo­ denblech 4 auf. Das Deck- und Bodenblech 3, 4, die üblicherweise aus einem Federstahl hergestellt sind, sind jeweils mit einer Sicke 5, 6 versehen. Eine als Verformungsbegrenzer wirkende Sicke 7 in dem Dich­ tungsblech 2 ist benachbart zu einer Brennraum- Durchgangsöffnung 8 angeordnet, die den Brennraum 8 umgibt.

Die Sicke weist eine dem Bodenblech 4 zugewandte Er­ höhung 9 mit einem Radius bzw. einer Sickenwölbung auf, deren Höhe, die von der Oberfläche des Dich­ tungsblech 2 bis zum Scheitel der Erhöhung 9 reicht, mit a bezeichnet wird. Das dargestellte Ausführungs­ beispiel zeigt die Dichtung im unverpreßten Zustand. Bezüglich der Oberfläche des Dichtungsbleches 2 ist die Erhöhung 9 von zwei vertieften Einsenkungen 10, 11 umgeben bzw. von diesen begrenzt, die vorzugsweise eine Tiefe von a bezüglich der Oberfläche des Dich­ tungsbleches 2 haben.

Der Erhöhung 9 gegenüberliegend ist in der Oberfläche des Dichtungsbleches 2 eine Vertiefung 12 eingeformt, wobei die Vertiefung 12 von zwei gegenüber der Ober­ fläche des Dichtungsbleches 2 vorspringenden Erhebun­ gen 13, 14 eingefaßt ist, deren Höhe bezüglich der Oberfläche des Dichtungsblechs das Maß a aufweist. Die Vertiefung 12, die vorzugsweise eine Tiefe von 2a aufweist, ist mit einer Füllung 15 mit Überstand, ganz oder teilweise gefüllt, die als "Hardcoating" bezeichnet wird und die aus einem einem Duroplast und/oder Thermoplast, versetzt mit Füllmaterial, be­ steht. Diese Füllung 15 verhindert weitgehend ein Zu­ sammendrücken der Vertiefung 12 bei der Verformung zur Dichtung und stellt eine zusätzliche Dämpfung des Verformungsverhaltens der Sicke 7 bereit. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Füllung auch als Metallfolie oder dergleichen ausgebildet sein.

Die Sicke 7 wird durch Formpressen in einer Werkzeug­ form hergestellt, wobei eine Verschiebung des Materi­ als des Dichtungsbleches aufgrund der Erhöhung und Vertiefungen der Sicke 7 stattfindet. Die Füllung 15, deren Höhe und Breite veränderbar ist, kann im Sieb­ druckverfahren hergestellt oder mit Dispenser aufge­ bracht werden. Eine als Metallfolie ausgebildete Fül­ lung kann z. B. eingestaucht werden.

Die Anpassung der Dichtung 1 an die Motortopographie beim Einbau kann durch den Radius der Erhöhung 9 und durch den Füllgrad, d. h. durch die Höhe und Breite der Füllung 15 gezielt eingestellt werden, wobei beim Einbau der Radius bis zu einer Geraden übergehen kann.

Die Sicke 7 wird als symmetrisch bezeichnet, da die Höhe der Erhebungen 13, 14 im wesentlichen gleich der Höhe der Erhöhung 9 ist. Durch die Symmetrie der Si­ cke 7 ergibt sich beim Einbau eine gleichmäßige Ver­ teilung der Kraft der Sicken 5 und 6 vom Deck- und Bodenblech 3, 4. Selbstverständlich kann das Deck­ blech 3 durch ein Bodenblech 4 ersetzt werden und um­ gekehrt oder es können mehrere Deck- bzw. Bodenlagen vorgesehen sein.

Claims (5)

1. Metallische Flachdichtung, insbesondere Zylin­ derkopfdichtung für einen Verbrennungsmotor, mit einem einen mindestens eine Brennraum- Durchgangsöffnung aufweisenden Dichtungsblech, einem benachbart zur Brennraum-Durchgangsöffnung liegenden Verformungsbegrenzer und mindestens je einer Deck- und Bodenlage, dadurch gekennzeichnet, dass der Verformungsbegrenzer als bezüglich der Deck- und Bodenlage (3, 4) symmetrische Sicke (7) ausgebildet ist, derart, dass zu einer der Deck- und Bodenlage (3, 4) eine Erhöhung (9) ge­ richtet ist, wobei die Erhöhung (9) von zwei ge­ genüber der Oberfläche des Deckblechs (2) ver­ tiefende Einsenkungen (10, 11) begrenzt ist und gegenüberliegend eine zu der anderen der Deck- und Bodenlagen (3, 4) zugewandte Vertiefung (12) vorgesehen ist, die von zwei gegenüber der Ober­ fläche des Dichtungsblechs (2) vorspringenden Erhebung (13, 14) eingefasst ist, wobei in der Vertiefung (12) eine Füllung aufgenommen ist mit der Maßgabe, dass die Höhe a der Erhöhung (9) bezüglich der Oberfläche des Dichtungsbleches im wesentlichen der Höhe a der die Vertiefung (12) eingrenzenden Erhebung (13, 14) entspricht.

2. Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erhöhung (9) mit einem Radius oder einer Wölbung versehen ist.

3. Flachdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllgrad der Füllung (15) in der Vertiefung (12) abhängig vom ge­ wünschten Verformungsverhalten gewählt ist.

4. Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß über die Größe des Radius oder der Wölbung der Erhöhung (9) das Verformungsverhalten einstellbar ist.

5. Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung (15) ei­ nen Füllstoff und ein Duroplast und/oder ein Thermoplast aufweist oder als Metallfolie ausge­ bildet ist.