DE102005012172B4

DE102005012172B4 - Flachdichtung

Info

Publication number: DE102005012172B4
Application number: DE102005012172A
Authority: DE
Inventors: Klaus Schmitt
Original assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Current assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2025-03-18
Also published as: DE102005012172A1

Abstract

Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung (1), für Brennkraftmaschinen, beinhaltend mindestens eine Funktionslage (2, 2'), die brennraumseitig mit mindestens einer Sicke (3, 3') versehen ist und mit mindestens einer Distanzlage (10) zusammenwirkt sowie mindestens einem brennraumseitig vor der Sicke (3, 3') angeordneten ringförmig ausgebildeten mit der Funktionslage (2, 2') fest verbundenen Stopperelement (4, 4'), wobei im der Sicke (3, 3') zugewandten Endbereich (5, 5') des Stopperelementes (4, 4') stopperelementseitig und/oder funktionslagenseitig, respektive im dem Endbereich (5, 5') gegenüberliegenden Bereich der Distanzlage (10), ein durch mechanische Formgebung erzeugter Entlastungsbereich (6, 7, 8, 9, 12) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (5) des Stopperelementes (4) mit einer Entlastungsprägung (6) versehen ist, dass der dem Endbereich (5') des Stopperelementes (4') gegenüberliegende Bereich der Distanzlage (10) mit einer Entlastungsprägung (12) oder einer Entlastungssicke (9) versehen ist, dass die Tiefe der Entlastungsprägung (8, 12) bzw. der Entlastungssicke (7, 9) maximal der Dicke des Stopperelementes (4, 4') entspricht,...

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung, insbesondere eine Zylinderkopfdichtung für Brennkraftmaschinen gemäß gattungsbildendem Teil des ersten Patentanspruchs.
Der EP 0 531 076 A1 ist eine Flachdichtung mit einer elastischen Platte aus metallischem Material zu entnehmen, die mit Öffnungen für die Brennräume und gefalzten Abschnitten versehen ist, die jeweils bezüglich der Öffnungen radial nach außen weisen. Öffnungsseitig sind mindestens zwei beabstandete Ringnuten vorgesehen, wobei die Falzung im Bereich der innenliegenden Ringnut vorgenommen wird und der freie Schenkel des umgefalzten Bereiches oberhalb der weiteren Ringnut endet.
Die DE 101 43 431 A1 offenbart eine metallische Zylinderkopfdichtung für eine einen benachbarte Brennkammern aufweisenden Zylinderblock und einen damit verschraubten Zylinderkopf aufweisende Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem Deckblech aus elastischem Metall und einem Trägerblech, die übereinander angeordnet und mit mehreren Brennkammeröffnungen entsprechend Brennkammern der Brennkraftmaschine versehen sind, wobei um jede Brennkammeröffnung herum mit Abstand zu dieser unter Belassung eines randseitigen Blechabschnitts im Öffnungsrandbereich eine Sicke vorgesehen ist, deren Federweg durch wenigstens einen sich konzentrisch zur Sicke im axialen Bereich des randseitigen Blechabschnitts und/oder im axialen Bereich radial außenseitig zur Sicke angeordneten Verformungsbegrenzer begrenzt ist. Im axialen Bereich des wenigstens einen Verformungsbegrenzers ist beabstandet bezüglich dessen Kanten ein separat vom Verformungsbegrenzer ausgebildetes Abstützelement vorgesehen, das die Kantenpressung am radial äußeren Rand des Verformungsbegrenzers begrenzt.
Durch die JP 4 088 264 A ist eine metallische Flachdichtung bekannt geworden, die mindestens eine mit einer Sicke versehene Funktionslage aufweist, die im Bereich des Brennraumes mit einem Stopperelement versehen ist. Bei der Erzeugung des Stopperelementes fallen im Bereich der inneren und äußeren Umfangsfläche Grate an. Bei dieser Druckschrift sollen die Stopperelemente dergestalt auf der Funktionslage positioniert werden, dass die Grate von der Funktionslage wegweisen, damit im Einbauzustand der Flachdichtung keine Beschädigungen der Funktionslage durch die Grate entstehen.
Da die Grate optisch kaum sichtbar sind, jedoch durch hohe Kontaktpressungen an den Funktionslagen Stopperkantenrisse im motorischen Betrieb entstehen können, ist es sehr zeitintensiv, herauszufinden, an welcher Stirnseite sich die Grate befinden, so dass diese Lösung als unpraktisch angesehen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flachdichtung dahingehend weiterzubilden, dass trotz vorhandener Grate im Bereich des Stopperelementes eine Beschädigung der mit dem Stopperelement in Wirkverbindung stehenden Teile der ein- oder mehrlagig aufgebauten Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung, unterbleibt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Endbereich des Stopperelementes mit einer Entlastungsprägung versehen ist, dass der dem Endbereich des Stopperelementes gegenüberliegende Bereich der Distanzlage mit einer Entlastungsprägung oder einer Entlastungssicke versehen ist, dass die Tiefe der Entlastungsprägung bzw. der Entlastungssicke maximal der Dicke des Stopperelementes entspricht, und dass durch entsprechende Formgebung der jeweiligen Entlastungsprägung bzw. der jeweiligen Entlastungssicke ein zusätzlicher Dichtbereich erzeugbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Mit dem Erfindungsgegenstand ist es nun möglich, ohne Vorsortierung der Stopperelemente, selbige mit der Funktionslage zu verbinden, unabhängig davon, wo sich der Grat befindet.
Der Erfindungsgegenstand eröffnet mehrere wahlweise einsetzbare Möglichkeiten zur Erzeugung entsprechender Entlastungsbereiche.
Zum einen ist es möglich, den Endbereich des Stopperelementes selber mit einer Entlastungsprägung zu versehen, wodurch dieser Endbereich mit einer leichten Rundung versehen wird und ein eventuell vorhandener Grat dadurch weggedrückt wird.
Alternativ besteht die Möglichkeit, unterhalb des Endbereiches des Stopperelementes die Funktionslage mit einer Entlastungsprägung oder mit einer Entlastungssicke zu versehen, in welche ein möglicherweise vorhandener Grat im Einbauzustand eindringen kann, ohne die zugehörige Funktionslage zu beschädigen.
Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
1 bis 5 Unterschiedliche Ausgestaltungen von Entlastungsbereichen (Entlastungsprägungen und Entlastungssicken) im Bereich von ein- und mehrlagigen Flachdichtungen.
Die 1 bis 5 zeigen konstruktiv unterschiedlich aufgebaute, als Zylinderkopfdichtungen einsetzbare Flachdichtungen 1.
Die 1, 3 und 5 geben nicht die Erfindung wieder und zeigen jeweils eine aus einer metallischen Funktionslage 2 bestehende Zylinderkopfdichtung, die brennraumseitig mit einer Sicke 3 versehen ist. Brennraumseitig vor der Sicke 3 ist ein ringförmig ausgebildetes Stopperelement 4 vorgesehen, das bedarfsweise durch Schweißen, Nieten oder dergleichen mit der Funktionslage 2 verbunden ist. Derartige Stopperelemente 4 werden vielfach durch Stanzen hergestellt, wobei Stanzgrate im Bereich mindestens einer Umfangsfläche entstehen, die bei Kontakt mit der Funktionslage 2, zumindest im Endbereich 5, infolge hoher Kontaktpressungen im Einbauzustand Stopperkantenrisse im Bereich der zugehörigen Funktionslage 2 bewirken können.
Zur Vermeidung derartiger Risse bei der Anlage des Endbereiches 5 an der Funktionslage 2 werden nun Entlastungsbereiche, in Form von Entlastungsprägungen, respektive Entlastungssicken, vorgesehen.
1 zeigt eine Entlastungsprägung 6 im Endbereich 5 des Stopperelementes 4, dergestalt, dass der Endbereich 5 abgerundet und somit der Grat nicht mehr gegeben ist.
3 zeigt eine unterhalb des Endbereiches 5 in die Funktionslage 2 eingebrachte Entlastungssicke 7, in welche möglicherweise vorhandene Grate im Endbereich 5 des Stopperelementes 4 im verpressten Zustand eindringen können, ohne eine Beschädigung der Funktionslage 2 im Kontaktbereich Stopperelement 4 – Funktionslage 2 zu bewirken.
5 zeigt einen eingeprägten Bereich 8 unterhalb des Endbereiches 5 in der Funktionslage 2, der einerseits einen Aufnahmebereich für mögliche Grate des Stopperelementes 4 und andererseits einen zusätzlichen Dichtbereich 8' bildet.
Die 2 und 4 zeigen Zylinderkopfdichtungen 1, die aus einer mit einer Sicke 3' versehenen Funktionslage 2' bestehen, mit welcher ein Stopperelement 4' brennraumseitig zusammenwirkt. Auch hier sind Endbereiche 5' am Stopperelement 4' vorgesehen.
2 zeigt eine Entlastungssicke 9, die in diesem Beispiel in einer der Funktionslage 2' zugeordneten Distanzlage 10 eingebracht ist und von ihrer Breite und Tiefe her dergestalt ausgebildet ist, dass sie einen Teil des Endbereiches 5' untergreift und sich darüber hinaus in Richtung der Sicke 3' erstreckt.
In 4 ist ebenfalls eine Distanzlage 10 vorgesehen, die in diesem Beispiel ebenfalls eine Sicke 11 beinhaltet. Ähnlich wie in 5 dargestellt, ist auch hier ein Prägebereich 12 vorgesehen, der einerseits mögliche Grate des Endbereiches 5' aufnimmt und andererseits eine zusätzliche Dichtstelle 12' bildet.
Die in den 1 bis 5 dargestellten Entlastungsprägungen, respektive Entlastungssicken, reduzieren die Kontaktpressung an der jeweiligen Stopperkante, so dass im verpressten Zustand der Flachdichtung, insbesondere der Zylinderkopfdichtung, keine Risse im Kontaktbereich Stopperkante – Funktion-, respektive Distanzlage, die einen Ausfall der Zylinderkopfdichtung herbeiführen können, entstehen. Vorteilhafterweise kann diese Prägung/Sicke eine zusätzliche Abdichtzone darstellen.

Claims

Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung (1), für Brennkraftmaschinen, beinhaltend mindestens eine Funktionslage (2, 2'), die brennraumseitig mit mindestens einer Sicke (3, 3') versehen ist und mit mindestens einer Distanzlage (10) zusammenwirkt sowie mindestens einem brennraumseitig vor der Sicke (3, 3') angeordneten ringförmig ausgebildeten mit der Funktionslage (2, 2') fest verbundenen Stopperelement (4, 4'), wobei im der Sicke (3, 3') zugewandten Endbereich (5, 5') des Stopperelementes (4, 4') stopperelementseitig und/oder funktionslagenseitig, respektive im dem Endbereich (5, 5') gegenüberliegenden Bereich der Distanzlage (10), ein durch mechanische Formgebung erzeugter Entlastungsbereich (6, 7, 8, 9, 12) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (5) des Stopperelementes (4) mit einer Entlastungsprägung (6) versehen ist, dass der dem Endbereich (5') des Stopperelementes (4') gegenüberliegende Bereich der Distanzlage (10) mit einer Entlastungsprägung (12) oder einer Entlastungssicke (9) versehen ist, dass die Tiefe der Entlastungsprägung (8, 12) bzw. der Entlastungssicke (7, 9) maximal der Dicke des Stopperelementes (4, 4') entspricht, und dass durch entsprechende Formgebung der jeweiligen Entlastungsprägung (8, 12) bzw. der jeweiligen Entlastungssicke (7, 9) ein zusätzlicher Dichtbereich (8', 12') erzeugbar ist.
Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unterhalb des Endbereiches (5) des Stopperelementes (4) vorhandene Bereich der Funktionslage (2) mit einer Entlastungsprägung (8) oder einer Entlastungssicke (7) versehen ist.
Flachdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsprägung (8, 12) bzw. die Entlastungssicke (7, 9) sich funktions- oder distanzlagenseitig ausgehend von einem Bereich unterhalb des Stopperelementes (4, 4'), über den Endbereich (5, 5') des Stopperelementes (4, 4') hinaus in Richtung der Sicke (3, 3') erstreckt.