DE102017122233A1

DE102017122233A1 - Metallic seal assembly and and method of manufacture

Info

Publication number: DE102017122233A1
Application number: DE102017122233.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Friedow
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2019-02-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine metallische Dichtungsanordnung in Form einer Mehrlagendichtung mit mindestens einer zwei Dichtungslagen (6), die eine im Wesentlichen entlang des Randes einer Brennraum-Durchgangsöffnung (2) verlaufende Sicke (8) aufweist.Um die Abdichtung um Brennräume und auch im Hinterland mit Übergängen von Medienleitungen zu verbessern wird vorgeschlagen, dass mindestens eine der Dichtungslagen (6) und/oder eine Stopperlage (7) im Bereich einer Sicke (8) einer benachbarten Dichtungslage (6) eine Freisparung (13) oder einen Rücksprung aufweist.The present invention relates to a metallic sealing arrangement in the form of a multi-layer seal with at least one two sealing layers (6), which has a substantially along the edge of a combustion chamber through-opening (2) extending bead (8). To the sealing around combustion chambers and also in the hinterland to improve with transitions of media lines is proposed that at least one of the gasket layers (6) and / or a stopper layer (7) in the region of a bead (8) of an adjacent gasket layer (6) has a cutout (13) or a recess.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine metallische Dichtungsanordnung in Form einer Mehrlagendichtung und ein Verfahren zu dessen Herstellung.The present invention relates to a metal seal assembly in the form of a multi-layer seal and a method for its production.

Aus dem Stand der Technik sind diverse Ansätze zur Ausbildung derartiger Dichtungsanordnungen bekannt, die z.B. gemäß der DE 39 15 566 A1 u.a. als Zylinderkopfdichtungen verwendet werden. Hier müssen durch mindestens ein profiliertes Blech zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock wesentliche Bereich an einem Motorblock unter hohen Temperaturen, starken Druckschwankungen sowie unterschiedlichen Werkstoffen mit stark voneinander abweichenden Wärme-Ausdehnungen zuverlässig und dauerhaft abgedichtet werden.Various approaches to the formation of such sealing arrangements are known from the prior art, for example, according to the DE 39 15 566 A1 be used as cylinder head gaskets. Here must be reliably and permanently sealed by at least one profiled sheet metal between the cylinder head and cylinder block essential area on an engine block under high temperatures, high pressure fluctuations and different materials with highly divergent heat expansions.

Verbesserungen der Dichtigkeit durch geschlossen um eine Ausnehmung für einen Brennraum verlaufende Sicken in einer Dichtungslage im Zusammenspiel mit einer sog. Stopperlage sind in der DE 195 15 329 C1 offenbart. Die Abdichtung zu einer Brennraum-Durchgangsöffnung hin erfolgt dabei durch eine im Wesentlichen entlang des Randes der Brennraum-Durchgangsöffnung verlaufende Brennraumsicke, die durch die Pressung des Zylinderkopfes auf die Zylinderkopfdichtung bzw. den darunterliegenden Zylinderblock zusammengepresst wird und somit ihre Dichtfunktion gewährleistet. Zudem wird in der genannten Mehrlagen-Metalldichtung für die sich unter dieser Pressung verformende Brennraumsicke eine Brennraumsickenabstützung vorgesehen, einen sogenannten Stopper. Der Stopper ist flächig als sog. Stopperlage ausgeführt. Diese Konstruktion gewährleistet, dass die Brennraumsicke im Kraftnebenschluss verpresst wird. Im Gegensatz zu einer Variante ohne Stopper kann damit verhindert werden, dass die Brennraumsicke flachgepresst wird.Improvements of the tightness by closed around a recess for a combustion chamber extending beads in a gasket layer in conjunction with a so-called. Stopperlage are in the DE 195 15 329 C1 disclosed. The seal to a combustion chamber through-opening is effected by a substantially along the edge of the combustion chamber passage opening extending combustion chamber bead, which is compressed by the pressure of the cylinder head on the cylinder head gasket and the underlying cylinder block and thus ensures their sealing function. In addition, a combustion chamber bead support, a so-called stopper, is provided in said multi-layer metal gasket for the combustion chamber bead deforming under this pressure. The stopper is flat as a so-called. Stopperlage executed. This design ensures that the combustion chamber bead is compressed in the force shunt. In contrast to a variant without stopper can thus be prevented that the combustion chamber bead is pressed flat.

Gerade die Trennstelle zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock erfordert aber nicht nur eine Abdichtung um die Brennkammern der Zylinder herum, sondern auch im Bereich von Medienleitungen im sog. Hinterland. Im Motorblock werden neben Öl auch Kühlwasser geführt. Und selbstverständlich darf es auch hier nicht zu Undichtigkeiten kommen. Andernfalls kann es durch Medienübertritt zu bekannten Fehlfunktionen und Störungen im Betrieb einer Brennkraftmaschine kommen.But the separation point between the cylinder head and cylinder block requires not only a seal around the combustion chambers of the cylinder around, but also in the range of media lines in the so-called. Hinterland. In the engine block cooling water is led in addition to oil. And of course it must not come to leaks here. Otherwise it can come to media known to malfunction and malfunction in the operation of an internal combustion engine.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Abdichtung um Brennräume und auch in deren Umfeld im Hinterland mit Übergängen von Medienleitungen zu verbessern.It is therefore an object of the present invention to improve the sealing around combustion chambers and also in their environment in the hinterland with transitions of media lines.

Diese Aufgabe wird bei einer metallischen Dichtungsanordnung in Form einer Mehrlagendichtung mit mindestens einer Dichtungslage und/oder einer Stopperlage erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass in einer Mehrlagen- Metalldichtung mindestens eine Lage im Bereich einer Sicke einer benachbarten Dichtungslage eine Freisparung oder einen Rücksprung aufweist, der den freien Bereich hier erweitert.This object is achieved in a metal seal assembly in the form of a multi-layer seal with at least one sealing layer and / or a stopper according to the invention by the features of claim 1, characterized in that in a multi-layer metal seal at least one layer in the region of a bead of an adjacent gasket layer a cutout or a Has return, which expands the free area here.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis des Nachteils zugrunde, dass stark zusammengedrückte oder sogar ganz flachgedrückte Sicken ihr Rückfedervermögen zu einem Großteil einbüßen. Bei Dichtungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik werden nur im unmittelbaren Bereich um eine jeweilige Brennraumsicke herum diese unterstützt, während andere Sicken flachgedrückt werden können, insbesondere im Hinterland. Werden in einer einzelnen Zylinderkopfdichtung einerseits Sicken abgestützt, andere, welche jedoch auch auf eine Abstützung angewiesen wären, jedoch nicht, büßt die Zylinderkopfdichtung ihre elastische Verformbarkeit ein, so dass es zu einer verminderten Dichtung oder auch zu einem Verziehen benachbarter Bauteile kommen kann. Beide Effekte können Quellen für Leckagen und/oder Medienübertritte sein.The present invention is based on the recognition of the disadvantage that strongly compressed or even completely flattened beads lose their resilience to a large extent. In sealing devices of the prior art, these are supported only in the immediate area around a respective combustion chamber bead, while other beads can be flattened, especially in the hinterland. If, on the one hand, beads are supported in a single cylinder head gasket, while others, which would also depend on a support, are not, the cylinder head gasket loses its elastic deformability so that a reduced seal or warping of adjacent components can occur. Both effects can be sources of leaks and / or media transits.

Im Gegensatz hierzu ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass mindestens eine Lage in einer Mehrlagen- Metalldichtung im Bereich einer Sicke einer benachbarten Dichtungslage eine Freisparung oder einen entsprechend dimensionieren Rücksprung aufweist, beispielsweise als vergrößerter Durchmesser einer elliptischen oder runden Freisparung. Diese Freisparungen können in der Stopperlage oder einer anderen Dichtungslage der metallischen Mehrlagendichtung vorgesehen werden.In contrast, it is now provided according to the invention that at least one layer in a multi-layer metal seal in the region of a bead of an adjacent gasket layer has a recess or a correspondingly dimensioned recess, for example as an enlarged diameter of an elliptical or round cutout. These recesses may be provided in the stopper layer or other sealing layer of the metallic multi-layer seal.

Hierdurch kann einerseits die betreffende Sicke nicht länger vollständig flachgedrückt werden, da sie in die Freisparung hinein einfedern kann, andererseits wird aber auch eine Schraubenkraft nun vollständig auf ein Dichtungspaket aus mindestens einer Dichtungslage und einer Stopperlage aufgebracht, ohne durch ein Flachpressen von Sicken vermindert zu werden. Es hat sich gezeigt, dass aufgrund von Temperatur- und/oder Druckänderungen auftretende Spaltänderungen Rückfederungen einer Dichtungslage erforderlich machen. Damit ist eine Aufrechterhaltung eines maximalen Rückfedervermögens sehr vorteilhaft möglich und im Vergleich zu einer Standardausführung kann durch die bessere Schraubenkraftverteilung insgesamt eine höhere Mindestdichtkraft im gesamten Dichtungsbereich erreicht werden.In this way, on the one hand, the respective bead can no longer be completely flattened because it can spring into the recess, on the other hand, but a screw force is now completely applied to a seal package of at least one gasket layer and a stopper layer without being reduced by a flat pressing of beads , It has been found that due to changes in temperature and / or pressure occurring gap changes make springbacks of a gasket layer required. In order to maintain a maximum resilience is very advantageous possible and compared to a standard version can be achieved throughout the sealing area by the better distribution of screw force overall higher minimum sealing force.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Demnach weist eine Mehrlagen-Metalldichtung in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Freisparungen der vorstehend genannten Art in Bereichen um jegliche Ausnehmung einer Dichtungslage auf. Freisparungen in einer Dichtungslage sind möglich in Mediendurchführungen für Zu- und Abfluss von Öl oder Wasser und/oder Ausnehmungen für Zugbolzen oder Verschraubungen.Advantageous developments are the subject of the dependent claims. Accordingly, in a preferred embodiment of the invention, a multilayer metal gasket has recesses of the aforementioned type in areas around any recess of a gasket layer. Recesses in a gasket layer are possible in Media feedthroughs for inlet and outlet of oil or water and / or recesses for draw bolts or screw connections.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Freisparung einem Verlauf einer Sicke entsprechend ausgebildet. Damit bilden eine Sicke und eine zugehörige Freisparung quasi parallel verlaufende Linien. Damit unterscheidet sich eine erfindungsgemäß abgewandelte Metall-Dichtung gegenüber einer ursprünglichen Bauform von außen betrachtet so gut wie gar nicht. Die Unterschiede fallen nur durch ein i.d.R. leicht vermindertes Gesamtgewicht sowie bei der Untersuchung entsprechender Schnittebenen auf, wie nachfolgend noch anhand der Zeichnung mit Darstellung von Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben wird.According to a preferred embodiment of the invention, the cutout is formed corresponding to a course of a bead. Thus, a bead and an associated cutout form quasi-parallel lines. Thus, an inventively modified metal seal differs from an original design viewed from the outside as good as not at all. The differences only fall through an i.d.R. slightly reduced total weight and in the investigation of corresponding cutting planes, as will be described below with reference to the drawing showing embodiments of the invention.

Vorteilhafterweise ist eine Weite einer Freisparung relativ zu einer zugehörigen Sicke so bemessen, dass sie sich von einer Sickenkante aus von Null bis zu mehreren Millimetern erstreckt. Damit ist weiterhin eine vergleichsweise einfache Fertigung durch einen Stanzprozess möglich, wobei an die Abmessungen der Freisparungen selber grundsätzlich keine hohen Anforderungen gestellt werden müssen. In jedem Fall können Sickenfüße frei in die Freisparung einfedern. Damit bleibt es bei verbesserter Verteilung der Schraubenkräfte und erhöhter Dichtigkeit im Bereich der Sicken der Dichtungslage vorteilhafterweise bei einer einstückigen Stopperlage oder entsprechend ausgebildeter zweiter Dichtungslage.Advantageously, a width of a cutout relative to an associated bead is dimensioned such that it extends from a bead edge from zero to several millimeters. In order for a comparatively simple production by a punching process is still possible, in principle, no high demands on the dimensions of the recesses must be made. In any case, sickle feet can spring freely into the cutout. With an improved distribution of the screw forces and increased tightness in the region of the beads of the gasket layer, this advantageously remains with a one-piece stopper layer or a correspondingly formed second gasket layer.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Freisparung nicht in einer Stopperlage, sondern in eine der anderen gesickten Lage ausgeführt. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine innenliegende Dichtungslage zum Anordnen einer Freisparung gewählt.In one embodiment of the invention, a cutout is made not in a stopper ply but in one of the other plyed ply. In an advantageous embodiment of the invention, an inner sealing layer is selected for arranging a cutout.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Sicke an den Dichtungslagen um eine Ausnehmung herum umschließend asymmetrisch aufgeführt. Dies kann in einer Ausführungsform der Erfindung dazu führen, dass eine Sicke an einer Dichtungslage um eine Ausnehmung herum vertieft ausgeführt ist, wohingegen eine jenseits der Stopperlage angeordnete Dichtungslage um diese Ausnehmung herum zumindest in diesem Abschnitt quasi als Glattblech ausgeführt ist.In a further embodiment of the invention, a bead is listed asymmetrically surrounding the sealing layers around a recess. In one embodiment of the invention, this can lead to a bead being made recessed on a sealing layer around a recess, whereas a sealing layer arranged beyond the stopper layer is executed, at least in this section, virtually as a smooth sheet around this recess.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer metallischen Dichtungsanordnung in Form einer Mehrlagendichtung unter Verwendung mindestens einer Dichtungslage und einer Stopperlage, an der Sicken um Ausschnitte und Ausnehmungen herum in die Dichtungslage eingeprägt werden zeichnet sich dadurch aus, dass in der Stopperlage im Bereich einer Sicke einer in einer Einbausituation benachbart liegenden Dichtungslage dadurch eine Freisparung so gebildet wird, dass der Ausschnitt in der Stopperlage mit einem Werkzeug so herstellt wird, dass es einen gegenüber dem korrespondierten Ausschnitt der Dichtungslage einen leicht vergrößertem Durchmesser bzw. eine Freisparung aufweist. Diese Verfahren ist z.B. durch Verwendung einer entsprechend vergrößerten Stanzform oder Anpassung eines Laserschnitts bei der Herstellung der Stopperlage oder der zweiten Dichtungslage in einfacher Weise praktisch umsetzbar. Vorteilhafterweise werden erfindungsgemäß auch Möglichkeiten eines nicht mehr spiegelsymmetrischen Aufbaus zweier zusammenwirkender Dichtungslagen um den Bereich einer Ausnehmung im Zusammenspiel mit der dazwischenliegend angeordneten Stopperlage eröffnet, die Vorteile bei der Einstellung der Federeigenschaften der einzelnen Lagen zum Garantieren einer verbesserten Dichtigkeit in dem betreffenden Bereich erschließen.An inventive method for producing a metallic seal assembly in the form of a multi-layer seal using at least one gasket layer and a stopper layer are embossed on the beads around cutouts and recesses around in the gasket layer is characterized in that in the stopper layer in the region of a bead in a Installation situation adjacent gasket layer thereby a cutout is formed so that the cutout in the stopper position with a tool is made so that it has a relation to the corresponding section of the gasket layer a slightly larger diameter or a cutout. This method is e.g. by using a correspondingly enlarged die or adaptation of a laser cut in the production of the stopper layer or the second gasket layer in a simple manner practically feasible. Advantageously, the present invention also opens up possibilities of a no longer mirror-symmetrical construction of two cooperating gasket layers around the region of a recess in interaction with the stopper layer arranged therebetween, which opens up advantages in the adjustment of the spring properties of the individual layers for guaranteeing improved tightness in the relevant area.

Nachfolgend werden weitere Merkmale und Vorteile erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischer Darstellung:

1: eine perspektivische Ansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Mehrlagen-Metall-Dichtungspakets;
2: eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels in einer Ebene A-A von 1;
3: eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels analog der Darstellung von 2;
4a und 4b: Schnittdarstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels analog der Darstellung der 1 und 2 mit einer weiteren Dichtungslage und ohne Stopperlage mit und ohne einer weiteren Freisparung und
5: eine Schnittdarstellung einer bekannten Ausführung einer Abdichtung mit zusätzlichen Maßnahmen zur Verbesserung der Abdichtung analog der Darstellung der 2.

Further features and advantages of embodiments according to the invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments with reference to the drawing. Therein show in a schematic representation:

1 a perspective view of a known from the prior art multilayer metal gasket package;
2 FIG. 3 is a sectional view of a first embodiment in a plane AA of FIG 1 ;
3 : A sectional view of another embodiment analogous to the representation of 2 ;
4a and 4b FIG. 2: sectional views of a further exemplary embodiment analogous to the illustration of FIG 1 and 2 with a further sealing layer and without stopper layer with and without a further cutout and
5 : A sectional view of a known design of a seal with additional measures to improve the seal analogous to the representation of 2 ,

Über die verschiedenen Abbildungen hinweg werden für gleiche Elemente stets die gleichen Bezugszeichen verwendet. Throughout the various illustrations, the same reference numerals are always used for the same elements.

Die Abbildung von 1 zeigt eine Draufsicht auf ein aus dem Stand der Technik bekanntes Mehrlagen-Metall- Dichtungsanordnung als Dichtungspaket 1. In Anpassung auf einen nicht weiter dargestellten Zylinderkopf mit zugehörigem Zylinderblock sind hier Ausschnitte 2 für Brennräume 3 von drei Zylindern sowie ebenfalls im Hinterland abzudichtende Durchführungen 4 für eine Ölversorgung und Kühlung durch Wasser sowie Durchführungen 5 nicht weiter dargestellte Verschraubungen oder Zugbolzen im zusammengebauten Zustand vorgesehen, wie hier nur exemplarisch dargestellt. In dieser Ansicht auf eine Dichtungslage 6, die eine Stopperlage 7 überdeckt, sind Sicken 8 erkennbar, nicht aber eine erfindungsgemäße Abwandlung zur nachhaltigen Verbesserung der Dichtungsfunktionalität. Um zwei Durchführungen 5 sind im sog. Hinterland in 1 exemplarisch einmal Dimpel 10 und ein anderes Mal Strahlen-Stopper 11 ungefähr halbkreisförmig an den Dichtungslagen 6 bei Durchführungen 5 eingeprägt worden. Beide stellen bekannte Maßnahmen zur Erhöhung der Dichtigkeit dar.The picture of 1 shows a plan view of a known from the prior art multilayer metal gasket assembly as a gasket package 1 , In adaptation to a cylinder head not shown with associated cylinder block are here cutouts 2 for combustion chambers 3 of three cylinders and also in the hinterland sealed bushings 4 for oil supply and cooling by water and feedthroughs 5 not shown screwed or draw bolt provided in the assembled state, as shown here only as an example. In this view, on a gasket layer 6 that a stopper situation 7 Covered, are beads 8th recognizable, but not a modification of the invention for sustainable improvement of the sealing functionality. To two bushings 5 are in the so-called hinterland in 1 exemplarily once dimple 10 and another time ray stopper 11 approximately semicircular at the gasket layers 6 at bushings 5 stamped. Both represent known measures to increase the tightness.

5 zeigt als Schnittdarstellung einer bekannten Ausführung eine Abdichtung, die mit zusätzlichen Maßnahmen eine Verbesserung der Abdichtung bewirken sollen. Hier sind zum Beispiel bekannte konstruktive Maßnahmen ergriffen worden, wie Auffaltungen 9 und Karo-Stopper 12 in der vergleichsweise weicheren Stopperlage 7 sowie - der Abbildung von 1 und der Lage dieser Schnittebene A - A entsprechend hier nicht sichtbar - Dimpel 10 oder Strahlen-Stopper 11 im Bereich der Dichtungslagen 6. Nachteilig an dieser bekannten Lösung ist vor allem die Tatsache, dass neben erhöhtem Fertigungsaufwand die Schraubenkräfte zu einem wesentlichen Teil für ein Zusammendrücken dieser Sickenanordnung verwendet werden. Damit stehen diese Schraubenkräfte nicht für ein Bewirken und Sicherstellen einer hohen Dichtigkeit in anderen Bereichen zur Verfügung, insbesondere im Hinterland zur Abdichtung von Mediendurchführungen. 5 shows a sectional view of a known embodiment, a seal that should cause additional measures to improve the seal. Here, for example, known design measures have been taken, such as folds 9 and check stoppers 12 in the comparatively softer stopper position 7 and - the picture of 1 and the location of this cutting plane A - A not visible here - Dimpel 10 or beam stopper 11 in the area of gasket layers 6 , A disadvantage of this known solution is especially the fact that in addition to increased manufacturing costs, the screw forces are used to a significant extent for compressing this bead assembly. Thus, these screw forces are not available for effecting and ensuring a high density in other areas, especially in the hinterland for sealing media ducts.

Im Gegensatz hierzu sieht das Ausführungsbeispiel von 2 Freisparungen 13 an der Stopperlage 7 in einem Bereich die von Sicken 8 umschlossenen Durchführungen 4, 5 vor. Die Freisparung 13 in der Stopperlage 7 an der Durchführung 5 weist einen Durchmesser auf, der einem Sickenrand 14 entspricht. Demgegenüber weist die zu der Durchführung 4 gehörige Freisparung 13 in der Stopperlage 7 einen Durchmesser auf, der über einen Sickenrand 14 jeweils um ein Maß Δ hinausgeht. In beiden Fällen werden die zugehörigen Sickenfüße 15 in einer Einbaulage mit vollflächiger Verpressung des dargestellten mehrlagigen Blechaufbaus in die jeweilige Freisparung 13 hinein einfedern. Durch das Maß Δ ist ein freier Federweg an der Variante von Durchführungen 4 vergrößert, so dass sich hier auch ein noch verbessertes Rückstellvermögen des Materials der Dichtungslagen einstellt.In contrast, the embodiment of 2 recesses 13 at the stopper position 7 in a range of beads 8th enclosed bushings 4 . 5 in front. The cut-out 13 in the stopper position 7 at the implementation 5 has a diameter corresponding to a bead edge 14 equivalent. In contrast, that points to the implementation 4 proper cut-out 13 in the stopper position 7 a diameter that over a bead edge 14 each one measure Δ goes. In both cases the corresponding squeezing feet become 15 in an installation position with full-surface pressing of the illustrated multilayer sheet structure in the respective cutout 13 to spring into it. By the measure Δ is a free travel on the variant of bushings 4 enlarged, so that adjusts itself here even better resilience of the material of the gasket layers.

Die jeweiligen Freisparungen 13 sind in ihrem Verlauf einer Sicke 8 entsprechend ausgebildet. So ergibt sich im einfachsten Fall einer Durchführung mit einem kreisförmigen Ausschnitt 2 in der Dichtungslage 6 eine gestanzte Freisparung 13 in der Stopperlage 7 mit einem im Vergleich zu dem kreisförmigen Ausschnitt 2 bis zu dem Sickenrand 14 leicht vergrößertem Durchmesser. Bei der Freisparung 13 der Durchführung für die Verschraubung 5 ist dieser Durchmesser um das Maß 2*Δ vergrößert.The respective recesses 13 are in their course a bead 8th trained accordingly. In the simplest case, this results in a bushing with a circular cutout 2 in the gasket layer 6 a punched cutout 13 in the stopper position 7 with one in comparison to the circular cutout 2 to the bead edge 14 slightly larger diameter. In the free-cutting 13 the implementation for the screwing 5 this diameter is increased by the dimension 2 * Δ.

Das Ausführungsbeispiel von 2 legt damit einen Schwerpunkt auf einen Bereich abseits eines Umfeldes der Ausschnitte 2 der jeweiligen Brennräume 3 und betrachtet das sog. Hinterland, um hier eine Verbesserung der Dichtungsfunktionalität zu erreichen. Am Beispiel einer Durchführung 4 für eine Ölversorgung und Kühlung wird ein gepunktet umfasster Bereich der bekannten Situation um eine Durchführung 5 für eine Verschraubung oder einen im bestimmungsgemäßen Einsatz durchzuführenden Zugbolzen gegenübergestellt. Bei einem vollflächigen Verpressen dieser Anordnung in einer Einbausituation kann in diesem Ausführungsbeispiel nun die Sicke 8 der Dichtungslage 6 in die Freisparung 13 der Stopperlage 7 hinein einfedern, so dass die Sicke 8 im Gegensatz zu Anordnungen nach dem Stand der Technik nicht vollständig bzw. auf Block zusammengedrückt werden kann. Damit verschiebt sich ein Arbeitspunkt der betreffenden Sicke 8 vorteilhaft in einen Bereich, in dem ein erhöhtes Rückstellvermögen der Sicke 8 und damit eine verbesserte Dichtungswirkung der Sicke 8 auch in einem Dauerbetrieb dieser metallischen Dichtungsanordnung 1 erhalten bleibt.The embodiment of 2 puts a focus on an area away from an environment of the cutouts 2 the respective combustion chambers 3 and looks at the so-called hinterland to achieve an improvement in sealing functionality. The example of an implementation 4 for an oil supply and cooling, a dotted area of the known situation is an implementation 5 for a screw connection or to be performed in the intended use draw bolt. In a full-surface pressing this arrangement in a mounting situation, in this embodiment, now the bead 8th the gasket layer 6 in the cut-out 13 the stopper position 7 Press in, so that the bead 8th in contrast to prior art arrangements, can not be completely or block compressed. This shifts an operating point of the respective bead 8th advantageous in a range in which an increased resilience of the bead 8th and thus an improved sealing effect of the bead 8th even in a continuous operation of this metallic seal assembly 1 preserved.

Während in dem Ausführungsbeispiel von 2 der Aufbau der Dichtungslagen 6 um eine Ausnehmung 4, 5 spiegelsymmetrisch ausgebildet ist und beide Sicken 8 der Dichtungslagen 6 gleichermaßen in die Freisparung 13 der Stopperlage 7 hinein einfedern können, zeigt das Ausführungsbeispiel von 3 einen klar asymmetrischen Aufbau. Hier ist eine Sicke 8 an einer Dichtungslage 6a um die Ausnehmung 4 herum vertieft ausgeführt. Eine jenseits der Stopperlage 7 angeordnete Dichtungslage 6b um dieselbe Ausnehmung 4 herum ist dagegen quasi als Glattblech ausgeführt. Durch diese deutliche unterschiedliche Verformung der Dichtungslagen 6a, 6b sind hinsichtlich der Federcharakteristik der jeweiligen Metallbleche so auch andere Arbeitspunkte eingestellt worden. Damit ist in diesem Ausführungsbeispiel durch einen einfachen Aufbau eine neue Möglichkeit geschaffen worden, um eine Kennlinie einer metallischen Dichtungsanordnung 1 in einem bestimmten Bereich besser einstellen zu können. Als weitere Variationsmöglichkeiten stehen darüber hinaus weiterhin Kombinationen härterer und weicherer Federstähle für die Dichtungslagen 6, 6a, 6b zur Verfügung. While in the embodiment of 2 the structure of the gasket layers 6 around a recess 4 . 5 is formed mirror-symmetrically and both beads 8th the gasket layers 6 equally in the cut-out 13 the stopper position 7 in the spring can show, the embodiment of 3 a clearly asymmetrical structure. Here is a bead 8th on a gasket layer 6a around the recess 4 executed deepened around. One beyond the stopper position 7 arranged gasket layer 6b around the same recess 4 around, on the other hand, is almost executed as a smooth sheet. Due to this significant different deformation of the gasket layers 6a . 6b have been adjusted with regard to the spring characteristic of the respective metal sheets as well as other operating points. Thus, a new possibility has been created in this embodiment by a simple structure to a characteristic of a metallic seal assembly 1 be able to adjust better in a certain area. In addition, combinations of harder and softer spring steels for the gasket layers continue to be available as further variations 6 . 6a . 6b to disposal.

Die Extrakosten zur Umsetzung einer erfindungsgemäßen Maßnahme erschöpfen sich auf den Einsatz eines entsprechend abgeänderten, separaten Stanzwerkzeugs bei der Herstellung der Stopperlage 6 zur Ausbildung entsprechender Freisparungen 13 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Dafür können aber aus dem Stand der Technik bekannte Maßnahmen ersatzlos gestrichen werden, wie z.B. ein umgefalteter oder aufgeschweißter Stopper, ein Stopper mit eingeprägten Karo-, Strahlen- oder Dimpel-Stopper oder Verdickungen in Form von Aufschweißungen etc.. Alle diese vorstehend genannten Maßnahmen ist gemein, dass sie mit deutlichen Zusatzkosten durch erhöhte Werkzeugkosten, separate Fertigungsschritte mit Prozesszeit und/oder weiteres Material verbunden sind, die nun bei Umsetzung eines Ausführungsbeispiels gemäß vorliegender Erfindung entfallen können. Zudem wird durch bekannte Maßnahmen eine Vorspannung innerhalb einer betreffenden Mehrlagen-Metall-Dichtungsanordnung 1 erzeugen, die eine erhöhte Schraubenkraft erforderlich machen und zugleich aber die Presskräfte insbesondere in Bereichen des Hinterlandes herabsetzen. Das kann dort auch bei den gegenüber den Brennraum-Abdichtungen reduzierten Drücken und reduzierten Temperaturen zu Undichtigkeiten führen.The extra costs for implementing a measure according to the invention are exhausted by the use of a correspondingly modified, separate punching tool in the production of the stopper layer 6 for the formation of appropriate recesses 13 according to the present embodiment. However, measures known from the prior art can be deleted without replacement, such as a folded or welded stopper, a stopper with embossed diamond, ray or dimple stopper or thickening in the form of welds etc. All these measures mentioned above have in common that they with significant additional costs due to increased tooling costs, separate production steps with process time and / or further material are connected, which can now be omitted when implementing an embodiment according to the present invention. In addition, by known measures, a bias within a respective multi-layer metal seal assembly 1 generate, which require an increased screw force and at the same time reduce the pressing forces, especially in areas of the hinterland. This can also lead to leaks in the case of the pressures and reduced temperatures which are reduced compared with the combustion chamber seals.

4b zeigt schließlich eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Kombination der vorangehenden Ausführungsbeispiele mit einer oberen Dichtungslage 6 gemäß 1 und einer dazu asymmetrisch geformten unteren Dichtungslage 6 gemäß 2. Hierbei ist nun aber mit einer weiteren Dichtungslage 6 auf eine Stopperlage 7 verzichtet worden. Dabei sind die Freisparungen 13 wieder nur in der mittleren Lage dieser Mehrlagen-Metall-Dichtungsanordnung 1 vorgehen, auch wenn diese nun selber ebenfalls aus einem Federstahlblech gebildet ist. 4b Finally, shows a sectional view of another embodiment of a combination of the preceding embodiments with an upper gasket layer 6 according to 1 and an asymmetrically shaped lower gasket layer 6 according to 2 , This is now but with a further gasket layer 6 on a stopper position 7 has been dispensed with. Here are the recesses 13 again only in the middle position of this multi-layer metal seal assembly 1 proceed, even if this itself is also formed from a spring steel sheet.

Demgegenüber ist das Ausführungsbeispiel von 4a an der mittleren Dichtungslage 6 noch um einer große Freisparung um die Durchführung 5 für eine nachfolgende Verschraubung erweitert worden. Damit ist die hier vorgeschlagene konstruktive Maßnahme wieder auf alle soweit dargestellten Durchführungen in jeweils angepasster Art und Weise angewendet worden, was aber nicht zwingend ist, da fluidführende Durchführungen 4 hinsichtlich einer hohen und dauerhaft zuverlässigen Dichtigkeit als kritischer anzusehen sind, als Durchführung 5 für eine Verschraubung oder Zugbolzen. Aber auch hier führt eine Undichtigkeit auf Dauer zu einer Störung mit der Konsequenz eines Ausfalls der Brennkraftmaschine.In contrast, the embodiment of 4a at the middle gasket layer 6 still around a large cutout around the bushing 5 has been extended for a subsequent screwing. Thus, the constructive measure proposed here is again applied to all bushings as far as shown in each adapted manner, but this is not mandatory because fluid-carrying bushings 4 be regarded as critical in terms of a high and permanently reliable tightness, as implementation 5 for a screw connection or tension bolt. But even here, a leak permanently leads to a fault with the consequence of a failure of the internal combustion engine.

Gegenüber bekannten Aufbaustrukturen von Mehrlagen-Metall-Dichtungsanordnung 1 als Dichtungspaket zeigt sich ein erfindungsgemäßer Aufbau über alle vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele hinweg auch bei Druck- und/oder Temperaturschwankungen deutlich anpassungsfähiger. Eine Anwendung ist ausdrücklich nicht auf einen hier ausschließlich dargestellten Einsatz kreisförmiger Ausnehmungen 2, 4, 5 beschränkt und lässt sich in angepasster Weise auf beliebige Konturen anwenden. Ein erfindungsgemäß weiterhin in einem federelastischen Bereich befindlicher Arbeitspunkt garantiert gegenüber bekannten Maßnahmen einen Ausgleich bei den genannten Schwankungen, so dass weiterhin eine hohe Dichtigkeit aufrecht erhalten bleibt. Da so nun auch ein vollständiges Zusammendrücken einer Mehrlagen-Metall-Dichtungsanordnung 1 zur Erzielung einer hohen Dichtigkeit nicht mehr erforderlich sein muss, können auch Schrauben- und/oder Bolzenkräfte bei hoher Dichtigkeit im Vergleich zu bekannten Anordnungen für einen gleichen Einsatzfall gesenkt werden.Compared to known body structures of multilayer metal seal assembly 1 As a seal package, an inventive construction over all embodiments described above, even with pressure and / or temperature fluctuations significantly adaptable. An application is expressly not to an exclusively shown here circular recesses 2 . 4 . 5 limited and can be applied in an adapted way to any contours. An operating point according to the invention, which continues to be located in a resilient region, guarantees a compensation in the case of said fluctuations compared to known measures, so that furthermore a high tightness is maintained. So now also a complete compression of a multi-layer metal seal assembly 1 To achieve a high density no longer necessary, also screw and / or bolt forces can be reduced with high tightness compared to known arrangements for a same application.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Mehrlagen-Metall-Dichtungsanordnung als DichtungspaketMulti-layer metal seal arrangement as a seal package
22: Ausschnittneckline
33: Brennraumcombustion chamber
44: Durchführung für eine Ölversorgung und KühlungFeedthrough for oil supply and cooling
55: Durchführung für eine Verschraubung oder ZugbolzenFeedthrough for a screw connection or draw bolt
66: Dichtungslagesealing layer
77: Stopperlagestopper layer
88th: SickeBeading
99: Auffaltungfolding
1010: Dimpel bzw. Napf in der Dichtungslage 6Dimple or cup in the gasket layer 6
1111: Strahlen-Stopper in der Dichtungslage 6Radiation stopper in the gasket layer 6
1212: Karo- bzw. Honigwaben-Stopper in der Stopperlage 7Check or honeycomb stoppers in the stopper layer 7
1313: Freisparungcutout
1414: SickenrandSick edge
1515: Sickenfußbead foot
1616: Brennraum Stopper, geschweißt Combustor stopper, welded
ΔΔ: Maß der Vergrößerung der gestanzten FreisparungMeasure of the enlargement of the punched cutout

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3915566 A1 [0002]
DE 19515329 C1 [0003]

Claims

Metallic sealing arrangement (1) in the form of a multi-layer seal with at least one sealing layer (6) and / or a stopper layer (7), characterized in that the stopper layer (7) and / or at least one further sealing layer (6) in the region of a bead (8 ), which is arranged on a neighboring gasket layer (6) a passage (4, 5) enclosing, a cutout (13).

Sealing arrangement according to the preceding claim, characterized in that provided in the stopper layer (7) and / or a sealing layer (6) recesses (13) in areas around any recess (2, 4, 5) of a gasket layer (6) or more gasket layers are.

Sealing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the cutout (13) is formed corresponding to a course of a respective bead (8).

Sealing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a width of a cutout (13) follows a bead edge (14) of the associated bead (8) and on the other hand has a magnifying degree (Δ) of greater than or equal to zero to several millimeters in length.

Sealing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a bead (8) on the gasket layers (6) around a recess (2, 4, 5) is shown enclosing asymmetrically.

Sealing arrangement according to the preceding claim, characterized in that a bead (8) is recessed on a sealing layer (6a) around a recess (2, 4, 5) and a sealing layer (6b) arranged beyond the stopper layer (7) around this Recess (2, 4, 5) is executed around as a smooth sheet metal.

Method for producing a metallic sealing arrangement (1) in the form of a multi-layer seal according to one of the preceding claims using at least one gasket layer (6) and a stopper layer (7) and / or a further gasket layer (6) at the beads (8) around cutouts and recesses (2, 4, 5) are embossed around in the sealing layer (6), characterized in that in the stopper layer (7) and / or at least one further sealing layer (6) in the region of a bead (8) one in a mounting situation a recessed area (13) is formed in such a way that the cutout (2) in the stopper layer (7) is produced with a tool in such a way that it has a relation to the corresponding cutout (2) of the gasket layer (6) having a slightly enlarged diameter or a cutout (13).

Method according to the preceding claim, characterized in that the cutout (13) has a width which is greater than the cutout or the recess (2, 4, 5), for which a measure relative to a bead edge (14) of the respectively associated bead (8) (Δ) is used as an addition from zero to several millimeters.

Method according to one of the two preceding claims, characterized in that a bead (8) on a sealing layer (6a) recessed around a recess (2, 4, 5) around and beyond the stopper layer (7) arranged sealing layer (6b) to On the other hand, the same recess (2, 4, 5) is executed, as it were, almost as a smooth sheet metal, in order to create a possibility for setting a characteristic curve by means of a structure which is asymmetrical with respect to the stopper layer (6).

Method according to the preceding claim, characterized in that in addition combinations of harder and further spring steels for the gasket layers (6, 6a, 6b) are used for setting a characteristic curve.