DE102017212889A1

DE102017212889A1 - Flachdichtung, Baugruppe und Verbrennungsmotor diese enthaltend

Info

Publication number: DE102017212889A1
Application number: DE102017212889.5A
Authority: DE
Inventors: Harald Rebien; Ahmet Oruc
Original assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Current assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2018-02-01
Also published as: DE202016104123U1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flachdichtung, eine Baugruppe mit einer derartigen Flachdichtung sowie einen Verbrennungsmotor, der eine derartige Flachdichtung oder eine derartige Baugruppe enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flachdichtung, eine Baugruppe mit einer derartigen Flachdichtung sowie einen Verbrennungsmotor, der eine derartige Flachdichtung oder eine derartige Baugruppe enthält.
Flachdichtungen werden insbesondere bei Verbrennungsmotoren verwendet, um zwischen zwei flächig aufeinander stoßenden Bauteilen abzudichten. Beispielsweise werden Zylinderkopfdichtungen verwendet, um zwischen Zylinderkopf einerseits und Kurbelgehäuse sowie Kettenkasten andererseits abzudichten.
Bei derartigen Baugruppen treten oftmals Bereiche auf, an denen drei Bauteile aufeinander treffen. So ist beispielsweise bei Verbrennungsmotoren auf der Fläche, die sich zwischen dem Zylinderkopf einerseits und andererseits dem Kurbelgehäuse mit daran angebrachtem Kettenkasten befindet, eine Flachdichtung zur Abdichtung eingesetzt. In einer alternativen Bauweise erstreckt sich der Kettenkasten über die Stirnfläche des Kurbelgehäuses und des Zylinderkopfes. Dann erfolgt die Abdichtung mit einer Flachdichtung zwischen der Fläche des Kettenkastens einerseits und der daran anliegenden Stirnflächen von Kurbelgehäuse und Zylinderkopf andererseits.
An den Übergängen zwischen Zylinderkopf und Kettenkasten oder zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse, die auf einer Seite der Flachdichtung liegen, ergibt sich oftmals ein Absatz, da die jeweiligen Oberflächen nicht exakt miteinander fluchten.
Dennoch muss gewährleistet sein, dass die auf dieser Fläche angebrachte Flachdichtung die gesamte Fläche zum Rand hin abdichtet und folglich auch im Bereich des Versatzes an der Stoßstelle zwischen den beiden Bauteilen (Zylinderkopf und Kettenkasten bzw. Kurbelgehäuse und Kettenkasten) hinreichend nach außen bzw. nach innen abdichtet.
Ein ähnlicher Versatz kann auch zwischen zwei Bereichen einer Oberfläche eines einzelnen Elementes, z. B. als Bearbeitungsstufe auftreten. Hier wird im Kontext dieser Erfindung von zwei Bauteilen gesprochen, auch wenn es sich um zwei (gegebenenfalls einstückig) zusammenhängende Teile eines einzelnen Funktionselementes, beispielsweise um durch eine Stufe oder einen Versatz getrennte Abschnitte eines einzigen, einteiligen Funktionselements handelt. Die Bauteile können dabei beliebige Bauteile eines Verbrennungsmotors einschließlich seines Abgasstrangs sein.
Flachdichtungen weisen zur Abdichtung ihrer Ränder oftmals an ihrem Umfangsrand eine Dichtstruktur auf, beispielsweise eine geprägte Dichtsicke. Der Rand einer Flachdichtung kann dabei ein Außen- oder ein Innenrand sein, analog umfasst der Begriff Umfangsrand einen Außenumfangsrand und ggf. auch einen Innenumfangsrand. Im Bereich der oben beschriebenen Stoß- oder Versatzstelle erfolgt jedoch zu einer Seite der Stoß- bzw. Versatzstelle eine Überpressung dieser Dichtstruktur und zur anderen Seite der Stoß- bzw. Versatzstelle keine Verpressung, vielmehr besteht hier sogar das Risiko, dass ein Durchgang verbleibt. Daher ist eine Stoßstelle zwischen zwei Bauelementen bzw. der Bereich eines Versatzes in der Oberfläche eines Bauelementes eine Schwachstelle bezüglich der Abdichtung zum Rand der Flachdichtung hin.
Nach dem Stand der Technik werden daher an derartigen Stoßstellen Dichtmassen eingebracht, die sich an den Höhensprung anpassen. Derartige Dichtmassen sind jedoch schwer zu dosieren, um eine gute Abdichtung zu erreichen. Insbesondere werden die eingebrachten Dichtmassen häufig überdosiert, um eine sichere Füllung des Höhensprungs im Bereich der Dichtstruktur zu gewährleisten. Dabei besteht das Risiko, dass die Dichtmasse nicht seitlich, d. h. quer zum Verlauf der Dichtstruktur aus dem Bereich der Stoßstelle herausextrudiert wird, sondern in der Dichtebene. Dies hat zur Folge, dass einzelne Abschnitte des Verlaufs der Dichtstruktur gestört, beispielsweise überhöht werden, so dass trotz der Dichtmasse keine zuverlässige Abdichtung gewährleistet werden kann. Auch bei Unterdosierungen ergeben sich Abdichtprobleme, da die Dichtstruktur im Bereich des Stoßes bereichsweise keine ausreichende Verpressung erfährt.
Die vorliegende Erfindung macht es sich daher zur Aufgabe, eine Flachdichtung zur Verfügung zu stellen, mit der auch im Bereich der Stoßstelle zweier Bauteile eine sichere Abdichtung der Oberfläche der beiden Bauteile, die an der Stoßstelle zusammenstoßen, gewährleistet wird. Die Erfindung stellt weiterhin eine Baugruppe mit zwei derartigen Bauteilen und einer erfindungsgemäßen Flachdichtung sowie einen Verbrennungsmotor mit einer derartigen Baugruppe oder einer derartigen Flachdichtung zur Verfügung.
Diese Aufgabe wird durch die Flachdichtung nach Anspruch 1, die Baugruppe nach Anspruch 13 und den Verbrennungsmotor nach Anspruch 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Flachdichtung, der erfindungsgemäßen Baugruppe und des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors werden in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.
Wird im Folgenden von zwei Bauteilen, die eine Stoßstelle aufweisen, gesprochen, kann es sich auch um ein einziges, einteiliges Bauteil mit einer Oberfläche mit einer Stufe statt einer Stoßstelle handeln. Die durch die Stufe getrennten Abschnitte werden hier als Bauteile bezeichnet.
Die erfindungsgemäße Flachdichtung weist mindestens eine metallische Lage auf. Eine derartige metallische Lage weist zu ihren beiden Seiten eine erste und eine zweite Oberfläche auf, wobei die erste Oberfläche mit einem ersten und einem zweiten Bauteil in Kontakt gebracht werden kann und die zweite Oberfläche mit einem weiteren oder mehreren weiteren Bauteilen in Kontakt gebracht werden kann. Das erste und das zweite Bauteil stoßen dabei weitgehend bündig, ggf. unter Ausbildung eines Versatzes, an einer Stoßstelle aneinander.
Um die Oberflächen der beiden Bauteile, die der ersten Oberfläche gegenüber liegen, zu ihrem Umfangsrand hin hinreichend abzudichten, weist die erste metallische Lage der Flachdichtung auf der ersten Oberfläche einen ersten und einen zweiten Bereich auf. Diese beiden Bereiche entsprechen in ihrer Erstreckung vorteilhafterweise im Wesentlichen der im montierten Zustand benachbarten Oberflächen der beiden Bauteile. Diese beiden Bereiche sind seitlich zueinander benachbart angeordnet. Sie bilden gegenüber der Grenzfläche der beiden Bauteile einen Übergangsbereich (der im montiertem Zustand auf der Stoßstelle zu liegen kommt) aus, der in besonderer Weise erfindungsgemäß ausgebildet ist. Der erste Bereich der Flachdichtung weist eine erste, sich zumindest bereichsweise oder auch vollständig entlang des Umfangsrandes des ersten Flächenbereiches erstreckende Dichtsicke auf. Auch der zweite Bereich weist eine derartige, zumindest bereichsweise entlang des Umfangrandes des zweiten Bereichs sich erstreckende Dichtsicke auf. Diese Dichtsicken dienen der Abdichtung zumindest von Bereichen der Flachdichtung längs des Umfangsrandes der ersten metallischen Lage. Auch im Kontext der Erfindung umfasst der Begriff Umfangsrand einen Außenumfangsrand und/oder einen Innenumfangsrand.
Um auch den Umfangsrand der ersten metallischen Lage abzudichten, erstrecken sich nun die erste Dichtsicke des ersten Bereiches und die zweite Dichtsicke des zweiten Bereiches jeweils ausgehend vom Umfangsrand außerhalb des oben genannten Übergangsbereiches zumindest bereichsweise entlang des Übergangsbereichs benachbart zueinander in den Übergangsbereich. Mit anderen Worten erstrecken sich die erste und die zweite Dichtsicke längs des Umfangsrandes des ersten bzw. des zweiten Bereichs und erstrecken sich weiter im Bereich des Übergangsbereichs benachbart zueinander in den Übergangsbereich hinein.
Wird nun der Übergangsbereich zwischen den beiden Dichtsicken bei der Montage der Flachdichtung über der Stoßstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil angeordnet, so werden der erste Bereich und der zweite Bereich hinreichend abgedichtet. Der Übergangsbereich, soweit er sich zwischen der ersten und der zweiten Dichtsicke befindet, überspannt die Stoßstelle, wobei die beiden, in den Übergangsbereich ragenden Abschnitte der beiden Dichtsicken auf verschiedenen Bauteilen zu liegen kommen. Damit kann der Übergangsbereich dort Höhenunterschiede der Oberflächen des ersten und des zweiten Bauteils überspannen. Da sich die Dichtsicken nicht wie im Stand der Technik über diese Stoßstelle erstrecken, sondern die erste Dichtsicke und die zweite Dichtsicke sich benachbart zueinander in den Übergangsbereich hinein, ausgehend vom Randbereich der ersten und zweiten Bereiche erstrecken, d. h. sich in Projektion in die Ebenen der Bauteile sich jeweils abschnittsweise benachbart zu der Stoßstelle erstrecken, erfolgt eine sichere Abdichtung zum Umfangsrand hin benachbart zu der Stoßstelle.
Als Dichtsicken können insbesondere Voll- oder Halbsicken verwendet werden, auch eine beliebige Kombination von Halb- und Vollsicken für die einzelnen Dichtsicken ist möglich. Besonders bevorzugt ist es, wenn die beiden Dichtsicken unterschiedlich bzgl. Querschnitt und/oder Größe und/oder Größenverhältnissen und dergleichen ausgeführt sind. Insbesondere ist es auch möglich, dass zumindest eine der Sicken im Bereich des Übergangsbereichs eine andere Höhe aufweist als in einem anderen, z. B. im Bereich eines längs des Umfangsrands verlaufenden Abschnitts, wobei sich die Höhen hier graduell ändern können.
Eine derartige Abdichtstruktur ist auf einfache Weise, beispielsweise zusammen mit anderen Stanz- und Prägeschritten herstellbar. Die erfindungsgemäße Flachdichtung zeigt einen verringerten Öl-/Medienverlust, da mögliche Leckagen in den einzelnen Bereichen der Flachdichtung verringert sind.
Es erfolgt also eine sichere Abdichtung am Übergang bzw. an der Stufe zwischen den beiden benachbart zueinander angeordneten Bauteilen. Die erfindungsgemäße Dichtstruktur der erfindungsgemäßen Flachdichtung ist insbesondere sehr flexibel und ermöglicht es, dass die Flachdichtung sich auch an unterschiedliche Stufenhöhen an der Stoßstelle zwischen den Bauteilen anpasst.
Vorteilhafterweise kann die erste Dichtsicke vollständig um den ersten Bereich umlaufen und/oder die zweite Dichtsicke vollständig um den zweiten Bereich umlaufen.
Vorteilhafterweise kann auf der Oberfläche der Flachdichtung zwischen der ersten Dichtsicke und der zweiten Dichtsicke zumindest abschnittsweise längs des Übergangsbereichs eine elastomere Beschichtung und/oder Füllung aufgebracht werden. Diese passt sich der Stoßstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil, insbesondere auch plastisch, an und führt zu einer weiter verbesserten Abdichtung, insbesondere zwischen den beiden Dichtsicken. Anders als im Stand der Technik ergibt sich hier im Übergangsbereich ein relativ langgestreckter Bereich, in dem idealerweise zumindest an einem Querschnitt durch den Übergangsbereich eine vollständige Füllung des Zwischenraums zwischen den Bauteiloberflächen und der Oberfläche der Flachdichtung gegeben ist. Überschüssige Dichtmasse kann innerhalb dieses Zwischenraums längs der Dichtsicken verdrängt werden, ohne dass die Abdichtung beeinträchtigt wird.
Wesentlich bei der vorliegenden Erfindung ist, dass die erste und die zweite Sicke sich benachbart zueinander entlang des Übergangsbereichs in den Übergangsbereich hinein erstrecken. Dabei ist es nicht erforderlich, dass die erste Dichtsicke und die zweite Dichtsicke sich geradlinig erstrecken, vielmehr ist auch eine gekrümmte Form oder mäandrierende Form oder jede andere Form möglich. Die erste Dichtsicke und die zweite Dichtsicke müssen auch nicht parallel zueinander verlaufen, sondern können jeweils individuell ausgestaltet sein, solange sie sich abschnittsweise entlang des Umfangsrandes und in den Übergangsbereich hinein erstrecken.
Das erste und das zweite Bauteil können verschiedene Bauteile sein, die an der Stoßstelle aufeinander treffen und dort, ggf. durch Bearbeitungsunterschiede verursacht, einen Absatz erzeugen. Es ist jedoch auch möglich, dass erstes und zweites Bauteil einstückig ausgebildet sind und an der „Stoßstelle” eine Stufe, beispielsweise einen Bearbeitungsabsatz aufweisen, der durch die erfindungsgemäße Flachdichtung sicher überbrückt wird.
Zur Abdichtung einer ähnlichen Stufe in einem Bauteil gegenüber der zweiten Oberfläche der Flachdichtung kann die Flachdichtung auch auf der zweiten Oberfläche entsprechend wie die erste Oberfläche an der Stoßstelle von erstem und zweitem Bauteil ausgebildet sein. Die Flachdichtung kann auch zweilagig sein, wobei die zweite Lage auf der zweiten Oberfläche der beschriebenen ersten Lage angeordnet ist und optional auf ihrer Außenseite eine erfindungsgemäße Anordnung von ersten und optional zweiten Dichtsicken aufweist. Auch ist es möglich, dass die erfindungsgemäße Flachdichtung weitere Lagen aufweist, die auf der der ersten Oberfläche abgewandten zweiten Oberfläche angeordnet sind. In Abwandlung der vorstehend beschriebenen zweilagigen Flachdichtungen können auch zwischen diesen beiden Lagen, die die äußeren Lagen bilden, weitere Lagen angeordnet sein.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn entlang des Übergangsbereichs die erste Dichtsicke und/oder die zweite Dichtsicke als Halbsicken ausgebildet sind, die im Querschnitt senkrecht zu ihrer entlang des Übergangsbereiches gerichteten Erstreckungsrichtung mit relativ zur Lagenebene entgegengesetzte Kröpfungsrichtung ausgebildet sind. Unter Kröpfungsrichtung wird dabei die Richtung der Kröpfung verstanden, die sich ergibt, wenn ein Betrachter dem Querschnitt quer zu den beiden Dichtsicken entlang der neutralen Faser der metallischen Lage folgt. Mit anderen Worten kann die erste Halbsicke sich ausgehend von einem Bereich entfernt von dem Übergangsbereich eine Versetzung in Richtung der zweiten Oberfläche der metallischen Lage bilden, während im weiteren Verlauf der neutralen Faser der metallischen Lage die zweite Dichtsicke eine Versetzung in Richtung der ersten Oberfläche der metallischen Lage bildet. Wird die Lage von einem Standpunkt oberhalb der zweiten Oberfläche der metallischen Lage betrachtet, so zeigen, ausgehend von dem Bereich zwischen den beiden Dichtsicken im Übergangsbereich, beide Dichtsicken einen Versatz in gleicher Richtung, beispielsweise in Richtung der ersten Oberfläche.
Die Erfindung umfasst auch einen Verbrennungsmotor, in dem eine erfindungsgemäße Flachdichtung und/oder eine erfindungsgemäße Baugruppe verbaut ist. Beispielsweise kann das erste Bauteil ein Kurbelgehäuse, das zweite Bauteil ein Kettenkasten und das dritte Bauteil ein Zylinderkopf sein, wobei die erfindungsgemäße Flachdichtung dabei zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Kettenkasten einerseits und dem Zylinderkopf andererseits eingebaut ist.
Als weiteres Beispiel kann die in einem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor verbaute Baugruppe als erstes Bauteil einen Zylinderkopf und als zweites Bauteil ein Kurbelgehäuse umfassen. Diese beiden Bauteile bilden dann eine gemeinsame Stirnfläche aus, die an der Stoßstelle zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse eine Stufe aufweist. Auf dieser Stirnfläche ist die erfindungsgemäße Flachdichtung als weiteres Element der Baugruppe angeordnet. Auf der zweiten Seite der Flachdichtung kann beispielsweise ein Kettenkasten als drittes Bauelement angeordnet werden, so daß die erfindungsgemäße Flachdichtung zwischen der Stirnfläche von Zylinderkopf und Kurbelgehäuse einerseits und dem Kettenkasten andererseits abdichtet.
Ein erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor kann beispielsweise auch als Funktionselement einen Abgaskrümmer oder einen Wärmetauscher mit jeweils mindestens einer Bearbeitungsstufe auf einer Dichtfläche aufweisen, wobei die zu der Bearbeitungsstufe benachbarte Teile des Abgaskrümmers oder der Wärmetauschers als Bauteile zu betrachten sind, die an der Bearbeitungsstufe aneinander angrenzen. Hier stellen also die beiden durch die Bearbeitungsstufe getrennten Teile des Funktionselementes im Kontext dieser Erfindung zwei verschiedene Bauteile der erfindungsgemäßen Baugruppe dar.
Im Folgenden werden einige Beispiele erfindungsgemäßer Dichtungen, erfindungsgemäßer Baugruppen und erfindungsgemäßer Verwendungsmotoren gegeben. Dabei werden für gleiche oder ähnliche Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, so dass die Beschreibung der Bezugszeichen teilweise nicht wiederholt wird. In den nachfolgenden Beispielen sind neben den gemäß Anspruch 1 wesentlichen Merkmalen der vorliegenden Erfindung jeweils eine Vielzahl von optionalen Weiterbildungen in Kombination miteinander dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, die vorliegende Erfindung durch lediglich jeweils eines der optionalen Merkmale weiterzubilden, oder durch eine Kombination der dargestellten optionalen Merkmale innerhalb eines Beispiels oder auch einer Kombination verschiedener optionaler Merkmale in verschiedenen Beispielen weiterzubilden.

Es zeigen:

Figur 1	einen Ausschnitt einer Baugruppe aus einem ersten und einem zweiten Bauteil;
	eine Aufsicht auf einen Abschnitt einer Flachdichtung und ein Querschnitt einer Baugruppe aus einem ersten und einem zweiten Bauteil nach dem Stand der Technik;
Figur 2	eine Draufsicht auf eine Flachdichtung und eine Seitenansicht der entsprechenden Baugruppe nach der vorliegenden Erfindung;
Figuren 4, 5 6 und 8	verschiedene Baugruppen nach der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht;
Figur 7	eine Aufsicht auf einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Flachdichtung und einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Baugruppe aus einem ersten und einem zweiten Bauteil;
Figuren 9 und 10	eine Aufsicht auf eine Flachdichtung nach der vorliegenden Erfindung.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Baugruppe mit einem ersten Bauteil 1 und einem zweiten Bauteil 2. Die Bauteile 1 und 2, die gemeinsam einen Innenraum 40 umschließen, sind dabei so dargestellt, dass die dem Betrachter zugewandten Abschnitte der Bauteile 1 und 2 jeweils weggelassen wurden, damit der Innenraum 40 besser erkennbar ist. Auf gebrochene Kanten wurde dabei in der Darstellung verzichtet. Beispielsweise kann das erste Bauteil 1 ein Kurbelgehäuse und das zweite Bauteil 2 ein Kettenkasten sein. In jedem der Bauteile ist in den gezeigten Abschnitten jeweils eine Bohrung 4a, 4b für Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben, vorgesehen. An der Stoßstelle zwischen den Bauteilen 1 und 2 befindet sich, beispielsweise aufgrund von Bearbeitungsungenauigkeiten, eine Stufe 3, die in der Aufsicht eigentlich nicht erkennbar ist, in einem Bauteilübergangsbereich.
2 zeigt in Teilfigur 2A eine Flachdichtung 10 des Stands der Technik in Aufsicht, in Teilfigur 2B eine Baugruppe nach dem Stand der Technik im Querschnitt. Das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 sind wie dasjenige in 1 ausgebildet. Zwischen den Bauteilen 1 und 2 ist wiederum eine Stufe 3 vorhanden. Auf den Bauteilen 1 und 2 ist eine Flachdichtung 10 mit einer ersten durchgehenden metallischen Lage 11 angeordnet, die hier mit ihrer Blechdicke dargestellt ist. In 2A ist die Stufe 3 gestrichelt angedeutet.
Die metallische Lage 11 weist nun einen ersten Bereich 14 und einen zweiten Bereich 15 auf, die jeweils zum ersten Bauteil bzw. zum zweiten Bauteil 2 korrespondieren. Damit ergibt sich zwischen den beiden Bereichen 14 und 15 längs der Stufe 3 ein Übergangsbereich. Die Bereiche 14 und 15 können beispielsweise korrespondierend zu den Oberflächen der Bauteile 1 und 2 oberhalb der Oberflächen der Bauteile 1 und 2 definiert werden.
Längs des dargestellten Abschnitts der Flachdichtung 10 verläuft zur dem Betrachter abgewandten Seite der Flachdichtung über die Lagenebene überstehend eine Dichtsicke 13, beispielsweise als Voll- bzw. hier als Halbsicke. Diese Sicke 13 dichtet den Raum zwischen den Bauteilen 1 und 2 einerseits sowie den Innenraum 40 gegen den Außenraum 50 ab. Sie verläuft dabei zwischen den Außenumfangsrändern 21, 22 und den Innenumfangsrändern 24, 25 der Flachdichtung 10.
2B zeigt einen Querschnitt über die Stufe 3 benachbart zur Dichtsicke 13. Die Dichtsicke 13 erstreckt sich vom ersten Bereich 14 über einen Übergangsbereich 18 weiter in den zweiten Bereich 15. Im ersten Bereich 14 und im zweiten Bereich 15 dichtet die Dichtsicke jeweils anliegend an die Oberfläche der Bauteile 1 und 2 den Zwischenraum zwischen den Bauteilen 1 und 2 und der Flachdichtung 10 ab. Im Bereich der Stufe und des Übergangsbereiches 18 ergibt sich jedoch ein Spalt 6 zwischen der Flachdichtung 10 und den Bauteilen 1 und 2, so dass dort in der Lagenebene bzw. parallel zur Lagenebene der Flachdichtung 10 eine Leckage möglich ist. Ein Verschluß des Spalts 6 ist auch beim Verpressen der Sicke nicht möglich.
3 zeigt in den Teilbildern 3A und 3B eine Aufsicht (3A) sowie eine Seitenansicht (3B) längs der Kante der Bauteile 1 und 2 und der Flachdichtung 10.
Im ersten Bereich 14 ist wie im Stand der Technik eine Dichtsicke 16 als erste Dichtsicke angeordnet, die sich entlang des Umfangsrandes, hier abschnittsweise sowohl des Innen- als auch des Außenumfangsrandes 21, 24, der Dichtung 10 erstreckt. Auch im zweiten Bereich 15 ist eine entsprechende zweite Dichtsicke 17 angeordnet, die sich ebenfalls entlang des Umfangsrandes, hier abschnittsweise sowohl des Innen- als auch des Außenumfangsrandes 22, 25 der Flachdichtung 10 erstreckt. Erfindungsgemäß erstrecken sich nun im Übergangsbereich 18, der die Stoßstelle 13 bzw. Stufe 3 überdeckt, die beiden Dichtsicken 16 und 17 in den Übergangsbereich 18 und verlaufen dort entlang des Übergangsbereichs (also entlang der Stoßstelle bzw. Stufe 3) benachbart zueinander, hier insbesondere zumindest in einem kurzen Abschnitt parallel zueinander.
3B zeigt eine Seitenansicht der Bauteile 1, 2 und 10. Die erste Dichtsicke und die zweite Dichtsicke 16 und 17 sind jeweils als Halbsicken ausgebildet, die sich, bei Betrachtung längs der neutralen Faser der metallischen Lage der Flachdichtung 10 ausgehend von einem Bereich über dem ersten Bauteil 1 zu einem Bereich über dem zweiten Bauteil 2 in verschiedene Richtungen erstrecken. Die Halbsicken bilden dabei gemeinsam eine über den Übergangsbereich 18 sich erstreckende Vollsicke, die bei Verpressung den Höhenunterschied an der Stufe 3 ausgleichen kann. Durch die Führung der Sicken 16 und 17 in den Übergangsbereich 18 benachbart zueinander und parallel zur Stufe 3, sind die jeweiligen Bereiche 14 und 15 zuverlässig nach außen abgedichtet.
Um auch den Übergangsbereich 18 zuverlässig nach außen abzudichten, kann wie in 4 dargestellt, eine elastomere Masse 20 in den Übergangsbereich 18 zwischen den Bauteilen 1 und 2 einerseits und dem Sickendach 23 der aus den Halbsicken 16 und 17 im Übergangsbereich 18 gebildeten Vollsicke der Flachdichtung 10 eingebracht werden. Hierbei wurde zumindest soviel elastomere Masse eingebracht, dass sie an einer sich quer zur Stufe 3 erstreckenden Ebene eine vollständige Füllung des Raumes zwischen der Flachdichtung 10 und den Bauteilen 1 und 2 bewirkt. Das Risiko einer Überdosierung ist minimiert, da sich die ggf. überschüssige elastomere Masse entlang der Vollsicke verteilen kann, ohne die Dichtwirkung dabei zu beeinträchtigen.
In 5 ist ein weiteres Beispiel dargestellt, das ähnlich wie das der 3 aufgebaut ist. Hier weist die Flachdichtung 10 zusätzlich zu der den beiden Bauteilen 1, 2, zugewandten ersten Lage 11 noch eine Glattblechlage 9, die auch eine deutlich größere Materialstärke relativ zu der ersten Lage 11 aufweisen kann, sie dient überwiegend der Dickeneinstellung der Flachdichtung 10. Eine zweite gesickte Lage 12, die flächig benachbart zu der Lage 11 angeordnet ist, ist ebenfalls eine metallische Lage und weist eine Dichtstruktur auf, die bezüglich der Gesamtlagenebene symmetrisch zu derjenigen der ersten metallischen Lage 11 ausgebildet ist. Insbesondere weist die zweite Lage 12 ebenfalls einen ersten Bereich 14c und einen zweiten Bereich 15c auf, zwischen denen ein Übergangsbereich 18c angeordnet ist. Die beiden Halbsicken 16c und 17c bilden im Übergangsbereich 18c eine parallel zur Stufe 3 verlaufende und die Stufe 3 übergreifende Vollsicke, wobei deren Sickendach 23c auf dem Sickendach 23 der aus den Halbsicken 16 und 17 gebildeten Vollsicke der ersten metallischen Lage 11 aufliegt. Mit einer derartigen Flachdichtung 10 ist es möglich, beispielsweise eine Stufe in einem hier nicht dargestellten oberhalb der zweiten metallischen Lage 12 angeordneten Bauteil zu überbrücken und abzudichten. Zum anderen ist es möglich, die Pressung der Halbsicken 16 und 17 auf die Bauteile 1 und 2 zu erhöhen und dadurch die Abdichtwirkung zu verbessern. Weiter unterscheidet sich das erfindungsgemäße Beispiel der 5 von den vorhergehenden erfindungsgemäßen Beispielen dadurch, dass die beiden Bauteile 1 und 2 lediglich durch eine Stufe 3 in Richtung der Flachdichtung abgesetzte Abschnitte/Teile eines einzigen Funktionselements sind.
6 zeigt ein Beispiel, bei dem die Flachdichtung ähnlich wie in 4 ausgebildet ist. Zusätzlich zur ersten Lage 11 weist diese Flachdichtung 10 eine zweite Lage 12 auf, die ähnlich wie die zweite Lage 12 der 5 ausgebildet ist, hier ist jedoch in der aus den zum Umfangsrand sich erstreckenden Halbsicken 16c, 17c gebildeten Vollsicke eine elastomere Füllung 20c angeordnet. Weiter sind die Bauteile 1 und 2 nicht unmittelbar aneinander anschließend angeordnet, sondern weisen einen Spalt zwischen sich auf, der mit einer Dichtung, z. B. einer Profildichtung 30 gefüllt ist.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Baugruppe und einer erfindungsgemäßen Flachdichtung 10. Im Unterschied zu 3 sind nunmehr die ersten und zweiten Dichtsicken 16 und 17 jeweils als Vollsicken ausgebildet, die mit ihrem Sickendach auf dem ersten Bauteil 1 bzw. auf dem zweiten Bauteil 2 aufliegen. Wie aus der Draufsicht der Teilfigur 7B erkennbar, weisen in dem Bereich, in dem sich die Dichtsicken 16, 17 entlang des Innenrandes 24, 25 der Flachdichtung 10 erstrecken, die Sickenflanken 161, 171 zum von den Bauteilen 1, 2 umschlossenen Innenraum 40 und die Sickenflanken 162, 172 zum Außenraum 50. Dadurch, dass die beiden Dichtsicken 16 und 17 mit ihrem Sickendach zu den Bauteilen 1 und 2 orientiert sind, ergibt sich zwischen diesen beiden Sicken 16 und 17 wiederum ein Bereich, der seinerseits als Vollsicke betrachtet werden kann und der die Stufe 3 überspannt.
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Baugruppe und einer erfindungsgemäßen Flachdichtung 10 unmittelbar vor dem Zusammenbau, wobei ein drittes Bauteil 5 die Stufe 3 überspannend auf dem ersten Bauteil 1, dem zweiten Bauteil 2 und der Flachdichtung 10 angeordnet ist. Die Flachdichtung 10 entspricht in ihrem Aufbau im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der 7, wobei hier zusätzlich eine elastomere Füllmasse 20 in den Zwischenraum zwischen die von den Sickenschenkeln 161, 171 der Vollsicken 16, 17 gebildeten Vollsicke eingebracht ist, vergleichbar den Beispielen der 4 und 6.
Beispielsweise kann das erste Bauteil 1 ein Kurbelgehäuse, das zweite Bauteil 2 ein Kettenkasten und das dritte Bauteil 5 ein Zylinderkopf sein.
Als weiteres Beispiel kann das erste Bauteil 1 ein Zylinderkopf und das zweite Bauteil 2 ein Kurbelgehäuse sein. Die beiden Bauteile 1 und 2 bilden dann eine gemeinsame Stirnfläche aus, die an der Stoßstelle zwischen Zylinderkopf 1 und Kurbelgehäuse 2 eine Stufe 3 aufweist. Als drittes Bauelement 5 kann hier beispielsweise ein Kettenkasten angeordnet werden.
Es ist in weiteren Beispielen auch möglich, dass das erste und das zweite Bauteil einstückig ausgebildet sind und die Stufe 3 beispielsweise ein bei der Herstellung unvermeidlicher Bearbeitungsabsatz ist, wie dies in 5 gezeigt ist.
9 zeigt ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Flachdichtung. Die Flachdichtung weist im Gegensatz zu 3 nunmehr eine weitere Dichtsicke 19 auf, die wie eine herkömmliche Dichtsicke gemäß 2 ausgebildet ist und außerhalb der ersten Dichtsicke 16 und der zweiten Dichtsicke 17 zwischen dieser und dem Aussenumfangsrand 21, 22 der Flachdichtung 10 verläuft. Hierdurch wird eine doppelte Abdichtung erzielt.
10 zeigt ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Flachdichtung 10 ähnlich der in 7B dargestellten Flachdichtung. Im Unterschied zu 7B sind nunmehr die erste weitere Dichtsicke 17d und die zweite weitere Dichtsicke 17d im Übergangsbereich 18 nicht benachbart verlaufend zu den Dichtsicken 16 und 17, sondern erstrecken sich in entgegengesetzter Richtung entlang des Übergangsbereichs benachbart zu-einander.

Claims

Flachdichtung (10) mit mindestens einer ersten metallischen Lage (11), wobei die erste metallische Lage (11) auf einer ersten Oberfläche einen ersten Bereich (14) und einen zweiten Bereich (15) aufweist, wobei der erste Bereich (14) und der zweite Bereich (15) seitlich benachbart zueinander angeordnet sind und unter Ausbildung eines sich in beiden Bereichen erstreckenden Übergangsbereiches (18) aneinander anschließen, wobei der erste Bereich (14) eine erste, sich zumindest bereichsweise entlang des Umfangsrandes des ersten Bereichs erstreckende Dichtsicke (16) aufweist, und wobei der zweite Bereich (15) eine zweite, sich zumindest bereichsweise entlang des Umfangsrandes des zweiten Bereichs erstreckende Dichtsicke (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtsicke (16) und die zweite Dichtsicke (17) sich jeweils ausgehend vom Umfangsrand außerhalb des Übergangsbereiches (18) zumindest bereichsweise entlang des Übergangsbereichs (18) benachbart zueinander in den Übergangsbereich (18) erstrecken.
Flachdichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Oberfläche zwischen der ersten Dichtsicke (16) und der zweiten Dichtsicke (17) zumindest abschnittsweise längs des Übergangsbereiches (18) zwischen der ersten und der zweiten Sicke (16, 17) eine elastomere Füllung (20) angeordnet ist.
Flachdichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abstand der ersten und zweiten Dichtsicke in ihrem Verlauf entlang des Übergangsbereichs (18) verändert.
Flachdichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtsicke (16) und/oder die zweite Dichtsicke (17) zumindest entlang des Übergangsbereichs (18) als Halbsicken ausgebildet sind, die im Querschnitt senkrecht zu ihrer entlang des Übergangsbereiches (18) gerichteten Erstreckungsrichtung mit relativ zur Lagenebene entgegengesetzter Kröpfungsrichtung ausgebildet sind.
Flachdichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Sicke (16, 17) zumindest bereichsweise im Übergangsbereich (18) eine symmetrische oder asymmetrische Vollsicke bilden.
Flachdichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Übergangsbereich (18) zumindest abschnittsweise ein von der ersten Oberfläche abgewandtes Sickendach (23) ausbildet.
Flachdichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite metallische Lage (12), die zur ersten Lage (11) unmittelbar benachbart oder durch eine oder mehrere weitere Lagen von der ersten metallischen Lage zumindest bereichsweise getrennt zur ersten Lage (11) mittelbar benachbart angeordnet ist.
Flachdichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite metallische Lage (12) dritte und vierte Dichtsicken (16c, 17c) aufweist, die zumindest bereichsweise senkrecht zur Lagenebene benachbart zu der ersten bzw. der zweiten Dichtsicke (16, 17) der ersten metallischen Lage (11) verlaufen.
Flachdichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Dichtsicke (16c) mit ihrem Sickendach auf dem Sickendach der ersten Dichtsicke (16) und/oder die vierte Dichtsicke (17c) mit ihrem Sickendach auf dem Sickendach der zweiten Dichtsicke (17) aufliegt.
Flachdichtung (10) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Dichtsicke (16c) und/oder die vierte Dichtsicke (17c) zumindest längs des Übergangsbereichs (18c) als Halbsicken ausgebildet sind, die im Querschnitt senkrecht zu ihrer entlang des Übergangsbereiches gerichteten Erstreckungsrichtung mit relativ zur Lagenebene entgegengesetzter Kröpfungsrichtung ausgebildet sind.
Flachdichtung (10) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte und/oder die vierte Dichtsicke (16c, 17c) zumindest bereichsweise im Übergangsbereich (18c) eine symmetrische oder asymmetrische Vollsicke bilden.
Flachdichtung (10) nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass längs des Übergangsbereiches (18, 18c) auf der Innenseite des Sickendaches zwischen der dritten und der vierten Sicke (16c, 17c) eine elastomere Füllung (20c) angeordnet ist.
Baugruppe mit einem ersten Bauteil (1) und einem zweiten Bauteil (2), wobei das zweite Bauteil (2) längs eines Bauteilübergangsbereiches (3) dem ersten Bauteil (1) benachbart ist und an dieses anschließt unter Ausbildung einer gemeinsamen, abzudichtenden Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der gemeinsamen Oberfläche der Baugruppe eine Flachdichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist derart, dass das erste Bauteil (1) mit dem ersten Bereich (14) der Flachdichtung (10), das zweite Bauteil (2) mit dem zweiten Bereich (15) der Flachdichtung (10) sowie der Bauteilübergangsbereich (3) mit dem Übergangsbereich (18) der ersten Oberfläche der Flachdichtung (10) jeweils zumindest bereichsweise aufeinander und unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind.
Baugruppe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich des Anschlusses des zweiten Bauteils (2) an das erste Bauteil (1) die abzudichtende Oberfläche eine sich zumindest bereichsweise längs des Bauteilübergangsbereiches (3) erstreckende Stufe und/oder Lücke zwischen den beiden Bauteilen (1, 2) aufweist.
Baugruppe nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (1) ein Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors ist.
Baugruppe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (2) ein Ketten- oder Räderkasten des Verbrennungsmotors ist und die aneinandergrenzenden Oberflächen des Kurbelgehäuses und des Ketten- oder Räderkastens die abzudichtende Oberfläche ausbilden.
Verbrennungsmotor mit einer Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder mit einer Baugruppe nach einem der Ansprüche 13 bis 16.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 17 mit einer Baugruppe nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem ersten Bauteil (1) ein Zylinderkopf (5) derart angeordnet ist, dass der erste Bereich (14) der Flachdichtung (10) zwischen dem ersten Bauteil (1) und dem Zylinderkopf (5) angeordnet ist.
Baugruppe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (2) ein Zylinderkopf des Verbrennungsmotors ist und die Stirnfläche des Kurbelgehäuses und die daran angrenzende Stirnfläche des Zylinderkopfs die abzudichtende Oberfläche ausbilden.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 17 mit einer Baugruppe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass auf der abzudichtenden Oberfläche ein Ketten- oder Räderkasten derart angeordnet ist, dass der erste Bereich (14) der Flachdichtung (10) zwischen dem ersten Bauteil (1) und dem Ketten- oder Räderkasten angeordnet ist.