DE1475676A1

DE1475676A1 - Flat seal

Info

Publication number: DE1475676A1
Application number: DE19651475676
Authority: DE
Inventors: Otha Leroy Colwell
Original assignee: Felt Products Mfg Co LLC
Current assignee: Felt Products Mfg Co LLC
Priority date: 1964-07-28
Filing date: 1965-07-28
Publication date: 1969-02-06
Also published as: GB1067389A

Description

DR. ING. F. WTJKSTHOFF « M U K UUJS M »DR. ING. F. WTJKSTHOFF "M U K UUJS M" DIPL, ING. G. PtTLS hum w «e«awa«o« SDIPL, ING. G. PtTLS hum w «e« awa «o« S

Expl.Expl.

1Δ-30 2441Δ-30 244

Beschreibung 14 75676 Description 14 75676

zu der Patentanmeldungto the patent application

FELT PRODUCTS MFG., 00.,FELT PRODUCTS MFG., 00.,

Skokle, Illinois,
U.S.A.Skokle, Illinois,
United States

betreffend
Flaohdiohtung concerning
Flaohdiohtung

Die Erfindung bezieht sich auf dünne, mehrlagige Flachdichtungen erhöhter Dichtwirkung und Lebensdauer, wie sie insbesondere für die Abdichtung des Zylinderkopfes gegenüber dem Motorblock um die Zylinderbohrungen und-Strömungsmitteldurchtrltte herum verwendet warlen.The invention relates to thin, multi-layer flat seals with increased sealing effect and service life, as they do especially for sealing the cylinder head against the engine block around the cylinder bores and fluid passages used warlen around.

Die Erfindung wird anhand einer Flachdichtung zur" Abdichtung der Zylinderbohrungen und Strömungsmitteldurchtritte in Hochdruckmotoren beschrieben, für die sie besondere Vorteile aufweist. Dichtungen zur Verwendung in Hochdruckmotoren müssen neben allen generell von Dichtungen zu fordernden Eigenschaften zusätzlich eine geringe Picke von höchsten 0,75 mm aufweisen, um die Erzielung -ii'her Verdichtungsverhältnisse zu unterstützen. Die Fa>'er.-i öler koapressiblen Zwischenla^en der erfindungsgemäß'.'~. υ LeitungThe invention is based on a flat gasket for "sealing the cylinder bores and fluid passages described in high pressure engines for which they has particular advantages. Seals for use in high-pressure engines must, in addition to all seals in general Properties to be demanded also have a small peck of a maximum of 0.75 mm in order to achieve -ii'her To support compression ratios. The Fa> 'er.-i Oilers coapressible intermediate layers of the invention '.' ~. υ management

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

sind unter den Temperatur- und Druckbedingungen, wie sie in " Hochdruckrnotoren auftreten, formstabil. Auf diese Weise iet es möglich, diese Zwischenlagen (Einlagen) innerhalb des angegebenen Bereiches mit gleicher Dicke herzustellen, die sie im G-ebrauch auch praktisch unverändert beibehalten, wodurch erstmals die Möglichkeit zur Herstellung der gewünschten ' dünnen Flachdichtungen gegeben ist.are under the temperature and pressure conditions as described in " High pressure motors occur, dimensionally stable. In this way iet it is possible to manufacture these intermediate layers (deposits) within the specified range with the same thickness as they practically unchanged in use, which means that for the first time it is possible to produce the desired ' thin flat seals is given.

Die erflndungsgemäße Dichtung stellt eine Dichtung fürThe seal according to the invention provides a seal for

ι die Zylinderbohrungen und StrÖmungsmitteldurchtritte inι the cylinder bores and fluid passages in

Hochdruckmotoren mit einer so hohen Wirksamkeit dar, wie sie von bekannten Dichtungen nicht erreicht werden kann. ι Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf Flachdichtungen für Hochdruckmotoren beschränkt, sondern es können die erfindungsgemäßen Dichtungen auch in entsprechenden anderen Anwendungsfällen verwendet werden.High-pressure engines with such a high efficiency, as it can not be achieved by known seals. The invention is of course not limited to flat seals for high-pressure engines, but the seals according to the invention can also be used in corresponding other applications.

Man hat festgestellt, daß die Verwendung von Dichtungen mit einer Gesamtdicke von mehr als 0,75 um zum Einsatz in Hoohdruckmotoren uaorteilhaft sind, da sie dazu neigen, das Verdichtungsverhältnis eher zu erniedrigen als zu er höhen, was eine Erniedrigung des Wirkungsgrads derartiger Motoren zur Folge hat. Mit den erfindungsgemäJ3en> Dichtün-It has been found that the use of seals with a total thickness of more than 0.75 µm for use in high-pressure engines are, inter alia, advantageous because they tend to lower the compression ratio rather than increase it, which results in a decrease in the efficiency of such engines Has. With the inventive> sealing thin-

CD gen werden erheblich höhere Verdichtungsverhältnisse als οCD gen will have significantly higher compression ratios than ο

to niit konventionellen Dichtungen erzielt, ohne daß die Dichco to niit conventional seals without the Dichco

^ tungscualität dadurch herabgesetzt wird. Relativ dicke _o Dich%u.pfcen, in der Form, in der sie aus Metallblech mit^ service quality is thereby reduced. Relatively thick _o you % u.pfc en, in the form in which they are made of sheet metal with

cn Asbestzwischaxiiagen bisher UbIich und erhältlich waren, cn asbestos intermediate axii have hitherto been common and available,

haben sich bei Hociidruckmotoren --als nicht ;ranz zufriedencta1 band erwiesen. Derartige Dichtungen sind beispielsweisehave been satisfied with high-pressure engines - than not; ranzcta1 band proved. Such seals are for example

BAD ORIGINAL ">BAD ORIGINAL ">

in der US-Patentschrift 2 130 110 beschrieben. Diese Dichtung 1st aus einer Reihe miteinander verbundener Metallblech und Asbest-Zwischenlagen gefertigt. Die gesamte Dicke einer derartigen Dichtung ist so groß, daß deren Verwendung in Hochdruckmotoren wirtschaftlich unannehmbar ist. Dickere Dichtungen haben die Tendenz, ein Verwerfen der Gußkörper zu begünstigen, da sie eine Konzentration des Verschraubungsdruckes auf die die Schrauben umgebenden Bereiche bewirken, so daß die Dichtungen in den Zwischenbereichen zwischen den Schrauben zum . Klaffen aeigen. Das Klaffen an den Kanten der Dichtungen führt zu einem Verbiegen der Gußkörper. Dünne Flachdichtungen dagegen verhindern das Klaffen an den Dichtungsrändern, so daß der Verbiegeeffekt und damit das Verwerfen des Gußkörpers vermieden wird.in U.S. Patent 2,130,110. This seal Made from a series of interconnected sheet metal and asbestos spacers. The whole The thickness of such a seal is so great that its use in high pressure engines is economically unacceptable is. Thicker seals have a tendency to encourage warping of the cast body because they cause concentration of the screw connection pressure on those surrounding the screws Areas so that the seals in the intermediate areas between the screws to. Gape aeigen. The gaping at the edges of the seals leads to bending of the castings. Thin flat seals on the other hand prevent gaping at the sealing edges, like this that the bending effect and thus the discarding of the cast body is avoided.

Als Dichtungen mit einer Gesamtdicke von weniger als 0,75 mm haben viele Automobilhersteller Stahldichtungen mit geprägter Oberfläche verwendet. Diese Stahldichtungen mit geprägter Oberfläche sind als Dichtungen für Hochdruckmotoren ungeeignet, da deren Wirkung ganz von der Maßgenauigkeit der Ausprägungen und von den Kunststoffbeschichtungen der Oberfläche der Ausprägungen zur Erzielung der Dichtwirkung abhängen. Diese DichtungenAs seals with a total thickness of less than 0.75 mm, many automobile manufacturers have steel seals used with an embossed surface. These steel gaskets with an embossed surface are used as gaskets for High-pressure engines unsuitable because their effect depends entirely on the dimensional accuracy of the characteristics and the plastic coatings depend on the surface of the features to achieve the sealing effect. These seals

ο, sind in hohem Grade unwirksam, wenn kleine Unregelmäßigem
cn kelten in der Bndbearbeitung der aufeinander-zullegenkom-ο, are highly ineffective if small irregular
cn celts in the processing of the

o menden Gußflachen vorliegen. Obwohl sich die Kosten einer co o menden cast surfaces are present. Although the cost of a co

^ - Stahldichtung im normalen Bahmen bewegen, ist der erforderliche Arbeitsaufwand zu deren Austausch bei der Wartung^ - Moving the steel seal in the normal frame is required Labor required to replace them during maintenance

sehr beträchtlich. Darüber hinaus steht deren Verwendung der üblicherweise sehr kritisch· und empfindlich· Zustand der Gußkörperoberfläohe entgegen.very considerable. Their use is also available the usually very critical and sensitive condition against the cast body surface.

Eine AusfUhrungsform einer erflnduagsgemäien Tlach-" dichtung umfaßt eine komprimierbare Zwisohensohieht zwischen zwei dünnen äußeren Metallblechen. Die äußeren Ietallbleohe haben eine gleichmäßige Dioke la Bereich von etwa 0,14 bis 0,18 mm und dl· ZwieoheaiOhloht eine gesamte Dicke von nicht mehr als 0,38 um. Die Zwieohensohioht weist keine Kaltfließeigenschaften auf und bietet bei den Temperatur- und Druckbedingungen, denen die Diohtung In Hoohdruokaotoren unterworfen wir4, fora·tatoll.One embodiment of an inventive flat seal comprises a compressible intermediate layer between two thin outer metal sheets. The outer metal sheets have a uniform diameter of about 0.14 to 0.18 mm and dl · ZwieoheaiOhloht a whole Thickness of not more than 0.38 µm. The Zwieohensohioht points exhibits no cold flow properties and offers fora · tatoll under the temperature and pressure conditions to which the diohting in Hoohdruokaotoren is subjected.

Di· EwiBohensohloht umfaßt ein· oder ivel Zwisohenlagen aus gewebten ader ungewebten fasern, die mit einem gegen den Angriff von* Wasser, Ithylenglykol, Alkohol, Schmiermittel, Dampf und Kühlflüssigkeit bei 4·η Temperatur- und Druokbedingungen, dem die Diohtung zwischen Zylinderblock und Zylinderdeckel eines Hoohdrüöknotore unterworfen ist, widerstandsiähigen Binder imprägniert ist. Bei Dichtungen, die zwischen den beiden äußeren Metallbleohen nur eine einzige Zwischenlage aufweisen, können diese noch eine dünne Mctallbleohbellage zwischen der Zwischenlage Und dem oberen Metallblech aufweisen. Die Metallbleohbeilage 1st rorzugeweise alt einem gehärteten värmehärtbaren Kunstharz überzogen.Di · EwiBohensohloht comprises one · or four intermediate layers of woven and non-woven fibers, which are protected against the attack of * water, ethylene glycol, alcohol, lubricants, steam and coolant at 4 · η temperature and Pressure conditions to which the seal between the cylinder block and cylinder cover of a Hoohdrüöknotore is subject, resistant binder is impregnated. In the case of seals that have only one have only one intermediate layer, they can still have a thin Mctallbleohbellage between the intermediate layer and the upper one Have sheet metal. The lead metal insert is sometimes coated with a hardened, thermosetting synthetic resin.

909106/0087 "⁵"909106/0087 " ⁵ "

• Bei einer anderen Ausführungsform weist die Dichtung .nur eine einzige Zwischenlage und zwei äußere Metallbleche .auf, die vorzugsweise durch Schweißen miteinander an einer Anzahl auseinanderliegender Stellen in der Nähe der Außenkante fest verbunden sind.In another embodiment, the seal has only a single intermediate layer and two outer metal sheets .on, which are preferably welded to one another at a Number of spaced apart places near the outer edge are firmly connected.

Bei dieser Ausführungsform hat die Zwischenlage an den Stellen, an denen die Schweißstellen liegen, öffnungen, so daß die äußeren Metallbleohe direkt miteinander in metallische Berührung gebracht werden können. Der Binder, mit dem die Fasern der Zwischenschicht imprägniert sind, kann ein synthetische* Elastomer oder ein wärmehärtender Kunstharz sein. Der vorzugsweise verwendete Binder Hängt von der Art der Pastrn in der Zwischenschicht ab. Obwohl grundsätzlich jeder Binder mit Jeder Faserart verwendet werden kann, wird im allgemeinen ein Elastomer für At>estfasern und ein Kunstharz für die anderen.Fasern, die in den Zwischenlagen Anwendung finden, verwendet. In den Zwisohenlagen werden zwar vorzugsweise Asbestfasern verarbeitet, Jedoch können auch natürliche Fasern wie beispielsweise Baumwolle oder Piaohs oder synthetische Fasern wie beispielsweise Nylon 7 verwendet werden. Zwisohenlagen aus Asbestfasern werden vorzugsweise mit einen Neopren-Binder imprägniert; es können jedoch auchIn this embodiment, the intermediate layer to the Places where the welds are, openings so that the outer metal sheets are directly connected to one another in metallic Can be brought into contact. The binder with which the fibers of the intermediate layer are impregnated can be a synthetic * elastomer or a thermosetting resin. The preferred binder depends on the type the paste in the intermediate layer. Although basically Any binder can be used with any type of fiber, is generally an elastomer for aesthetic fibers and a synthetic resin used for the other fibers that are used in the intermediate layers. In the Zwisohenlagen are preferred Asbestos fibers are processed, however, natural fibers such as cotton or piaohs or synthetic fibers such as nylon 7 can be used. Asbestos fiber interlinings are preferred impregnated with a neoprene binder; however, it can also

t synthetiadhe Ilaatomtre zur Anwendung kommen. t synthetiadhe Ilaatomtre are used.

Werden Baumwoll-, Flaohs- oder Nylonfasern in den Zwischenlagen verarbeitet, so 1st es besonders vorteilhaft, diese mit eLnem Härmehärtbaren Kunstharz, wie beispielsweiseAre cotton, fluff or nylon fibers in the intermediate layers processed, it is particularly advantageous to use a thermosetting synthetic resin such as

909808/0867909808/0867

-o--O-

.6- 147567B.6-147567B

Phenol-Pormaldehydharz, Melamin-Formaldehydharz, Epoxyharz oder dgl. zu imprägnieren. Derartige Zwisohenlagen werden aum Aushärten des Kunstharzes einer der üblichen Aushärteverfahren unterworfen. Als Beispiel einer derartigen Zwischenlage sei ein Baumwollfaservlies aus Fasern gleicher Stärke angeführt, das mit einem ausgehärteten "Phenol-Formaldehydharz imprägniert ist, wie es von der Firma Spauldlng Fiber Company unter derHandelsbezeichnung Spaulding No . 33 vertrieben wird.Phenol-formaldehyde resin, melamine-formaldehyde resin, epoxy resin or the like. To be impregnated. Such intermediate layers are one of the usual curing processes for curing the synthetic resin subject. As an example of such an intermediate layer, a cotton fiber fleece made of fibers is the same Strength cited with a cured "phenol-formaldehyde resin." is impregnated, as is available from Spaulding Fiber Company under the trade name Spaulding No. 33 is distributed.

Die kunstharzimprägnierte Zwischenlage ist nicht saugfähig und resistent gegenüber Flüssigkeiten und Gasen.The synthetic resin-impregnated intermediate layer is not absorbent and resistant to liquids and gases.

Die Dichtung weist für jede Zylinderbohrung und für alle anderen Durchtrltte des Zylinderbiocks,für den sie gedacht ist, entsprechende mit diesen übereinstimmende Burohbrechungen auf. Eines der äußeren Metallbleche, vorzugsweise das untere Metallblech, hat am Umfang der den Zylinderbohrungen im Motorblock, für den die Diohtung gedacht ist, entsprechenden öffnungen hochstehende Flansohe, Von den Zwisohenlagen jeder Dichtung reichen die Auflenränder der Öffnungen mindestens einer Zwischenlage bis unmittelbar an den hochstehenden Flansch heran. Beim Zusammenbau der Dichtung werden die hochstehenden Flansche nach unten umgebördelt, wobei sie den angrenzenden Rand der Zwischenlage überlappen und eine me tallge schlitz te Sandfläche an jeder Kante der Diohtung, die an eine Zylinderbohrung anzuliegen kommt, bildet.The seal points for each cylinder bore and for all other passages of the cylinder block for which it is intended is corresponding to these corresponding office breaks on. One of the outer metal sheets, preferably the lower metal sheet, has the cylinder bores on the circumference in the engine block for which the seal is intended, corresponding openings upstanding flansohe, from the Intermediate layers of each seal reach the outer edges of the Openings of at least one intermediate layer right up to the upright flange. When assembling the seal the upstanding flanges are flanged downwards, overlapping the adjacent edge of the intermediate layer and a metal slit sand area on each edge of the diohtung, which comes to rest against a cylinder bore forms.

909806/0867 . 7 -909806/0867. 7 -

Bei den Ausführungsformen der Dichtung mit entweder einer weiteren Metallblechbeilage oder einer zweiten Zwischenlage zwischen der ersten Zwischenlage und dem oberen Metallblech sind die Bänder der ausgeschnittenen öffnungen in der Metallblechbeilage oder der zweiten Zwischenlage so weit eurüokgeschnitten, daß die nach unten gegen das obere Metallblech umzubiegenden flansche des unteren Metallbleohs so viel Platz haben, daß sie die Öffnungskanten der Metallblechbeilage oder der zweiten Zwischenlage nicht überlappen. Die Flansche werden vorzugsweise durch Druckwalzen so weit gleichmäßig heruntergebogen, daß sie das obere Metallblech berühr«v ohne jedoch mit ihm fest verpreßt zu sein. Die Bandzonen der Dichtung werden dabei so weit nach unten umgebogen, daß sie mit den übrigen Mitteltellen fluchten. HSfig wird es jedoch vorgezogen, die Bandzonen ein kleines bißchen über die Mittelteil« der Dichtung herausstehen zu lassen, bis die Dichtung zwisten Zylinderblock und -kopf des Motors bei der Montage zusammengedrückt wird.In the embodiments of the seal with either a further sheet metal insert or a second intermediate layer between the first intermediate layer and the upper metal sheet the strips of the cut-out openings in the sheet metal insert or the second intermediate layer are cut so far that the down against the upper sheet metal flanges of the lower metal bleoh to be bent over so much Have space so that they do not overlap the opening edges of the sheet metal insert or the second intermediate layer. The flanges are preferably made uniform so far by pressure rollers bent down so that it touches the upper metal sheet without but to be pressed tightly with him. The tape zones of the seal are bent down so far that they with the other central places are aligned. However, it is preferred to allow the tape zones to protrude a little over the central portion of the gasket until the gasket is in place between the cylinder block and cylinder head of the engine is compressed during assembly.

Die Dichtung wird mit einem wärmehärtbaren Kunstharz auf geeignete Weise beschichtet, beispielsweise durch Tauchen oder Besprühen; in einer Nachbehandlung wird das Harz ausgehärtet. Die Kunstharzbeschichtung der äußeren Dichtungsflächen bewirkt einen innigen und gleichmäßigen Kontakt zu den Dichtflächen der Gußkörper. Die Kunststoffbeschichtung dichtet ebenfalls die Bänder an den anderen DichtungedurchbreohungenThe seal is coated with a thermosetting synthetic resin in a suitable manner, for example by dipping or spraying; in an aftertreatment, the resin hardened. The synthetic resin coating of the outer sealing surfaces creates an intimate and even contact with the sealing surfaces of the castings. The plastic coating also seals the tapes on the other gasket perforations

909006/0667909006/0667

für die anderen Durchtritte im Zylinderblock ab, um diese flüssigkeitsresistent zu machen. Diese Bänder haben keine Metallschutzflächen, wie die Dichtungsränder um die Zylinderbohrungen herum, die diese gegenüber den hohen Temperaturen und Drucken, diejdurch die Tr eib stoff Verbrennungen in den Zylindern erzeugt werden, widerstandsfähig machen. Sie sind jedoch wegen der Kunststoffbehandlung in hohem Maße gegen Kühlflüssigkeiten, Schmiermittel und Treibstoffe resistent.for the other passages in the cylinder block from these to make liquid-resistant. These bands do not have any protective metal surfaces like the sealing edges around the cylinder bores around that these against the high temperatures and pressures that the fuel burns in the cylinders are produced, make them resistant. However, they are in high because of the plastic treatment Dimensions resistant to coolants, lubricants and fuels.

Die höchste Dichtwirkung wird durch das Zusammendrükken der Dichtung zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderdeckel auf di-e kleinstmögliche Dicke im gesamten Dichtflächenbereich erreicht. Beim Anziehen des Zylinderdakels gegen den Zylinderblock unter Zwischenlage der Dichtung werden durch den Druck zunächst die Eandzonen der Dichtung bis sie mit dem Mittelteil fluchten, wenn Rand- und Mittelzone nicht von vorneherein miteinander fluchten, und beim weiteren Anziehen dann die Band- und Mittelzonen gleichermaßen zusammengedrückt. Die Randzonen dichten zwischen Zylinderblock und Deckel, wenn diese auf ihre kleiniste Dicke zusammengepreßt eind. Polglich wird die endgültige Dichtwirkung, die sioh Über die ganze Dichtfläche erstreckt, dann erreicht, wenn die Randzonen in ihre Dichtungslagefsueammengedrüokt sind.The greatest sealing effect is achieved by compressing the seal between the cylinder block and the cylinder cover to the smallest possible thickness in the entire sealing surface area achieved. When tightening the cylinder dagger against the cylinder block with the gasket in between First, the pressure causes the end zones of the seal to align with the middle part, if the edge and middle zone do not align with each other from the outset, and when you continue to tighten the belt and middle zones equally pressed together. The edge zones seal between the cylinder block and cover when they are down to their smallest thickness compressed in. Pole, the final sealing effect, which extends over the entire sealing surface, is reached when the edge zones are pressed into their sealing position are.

Die Aueführungsform, durch die die erwähnten und weitere Vorteile der Erfindung erreicht werden, wird anhand senema ti β oher Zeichnungen an mehreren AuBführunfibeliplelen näher erläutert.90 9806/0ΘΘ7 . . ; The embodiment, through which the mentioned and other advantages of the invention are achieved, is explained in more detail on the basis of several drawings in several embodiments. 90 9806/0ΘΘ7. . ;

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Dichtung, wobei Teile zur Illustration deren Aufbaus weggebrochen sind.1 shows a seal according to the invention, with parts broken away to illustrate its structure.

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer vergrößerten Draufsicht des TQiIs einer Dichtung, der an den Rand der Zylinderbohrung^en zu liegen kommt, wobei einige Teilstücke wie in Fig. 1 weggebrochen sind,2 shows a detail from an enlarged plan view of the TQiIs of a seal which is attached to the edge of the cylinder bore ^ en comes to rest, with some parts broken away as in Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie IH-III der Fig. 1,3 shows an enlarged cross-section along the line IH-III in FIG. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt wie Fig. 3 für eine andere Ausführungsform der Dichtung,FIG. 4 shows a cross section like FIG. 3 for another embodiment of the seal,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ähnlich Fig. 1 undFig. 5 is a plan view of a further embodiment of the subject matter of the invention similar to FIGS. 1 and

Fig. 6 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie VI-VI der fig. 5.Fig. 6 is an enlarged cross section along the line VI-VI of fig. 5.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine erfindungsgemäße Dichtung 11 dargestellt, die ein dünnes Metallblech.12 aus kaltgewalztem, vorzugsweise ζ inn-plattier tem Stahl, das die untere lage der Dichtung bildet, ein zweites oberes dünnes Metallbleoh 13 aus gleichem Material wie das untere Metallblech,1 to 3 is a seal according to the invention 11, which is a thin sheet of metal. 12 of cold-rolled, preferably ζ inn-clad steel, which is the lower layer of the seal, a second upper thin metal bleoh 13 made of the same material as the lower metal sheet,

-10--10-

909808/0867 "909808/0867 "

eine untere bzw. Bodenzwischenlage 14 und eine obere Zwischenlage 15 umfaßt. Die vier Lagen sind etwa flächengleich und weisen mehrere korrespondierende öffnungen 16 auf, die den Zylinderbohrungen im Zylinderblock entsprechen, für den sie verwendet werden sollen. Die vier Schichten haben ferner Durchbrechungen für die anderen Durchtritte im Zylinderblock, beispielsweise für Schrauben- oder Bolzenbohrungen. Die Zwischenschicht umfaßt zwei Zwischenlagen aus gewebten oder ungewebten, vorzugsweise ungewebten Fasern. Als Fasern kommen Baumwollfasern, jedoch auch andere natürliche Fasern, beispielsweise Flachs, oder synthetische Fasern, beispielsweise ilylon 7, ivx Betracht, die in hohem Ha3e hitzebeständig sind. Diese Eigenschaft der Fasern begründet die Widerstandsfähigkeit der Dichtung gegenüber hohen Temperatur- und Druckbeanspruchungen mit, wie sie in Hochdruckmotoren auftreten. Eine Faserlage ist mit einem wärmehärtbaren Kunstharz imprägniert; vorteilhaft sind Phenol-Formaldehydharz, Melamin-Formaldehydharz, Epoxyharz od.dgl., um die Zwischenlage dann zur Aushärtung des Harzes nachbehandeln zu können. Die Zwischenlage ist dann gegenüber Flüssigkeiten und Gasen resistent, ist nicht saugfähig und zersetzt sich unter der Einwirkung der Hitze- und Druckbedingungen, die normalerweise in Hochdruckmotoren während des Betriebes herrschen, nicht. Im Betrieb sind die Zwischenlagen kompressibel, verformen sich jedoch quer weder unter Druck allein noch unter Druck und Hitzeeinwirkung.a bottom or bottom liner 14 and an upper liner 15 comprises. The four layers are roughly the same area and have several corresponding openings 16, which correspond to the cylinder bores in the cylinder block, for the they should be used. The four layers also have openings for the other passages in the cylinder block, for example for screw or bolt holes. The intermediate layer comprises two intermediate layers made of woven or non-woven, preferably non-woven, fibers. Come as fibers Cotton fibers, but also other natural fibers, for example flax, or synthetic fibers, for example ilylon 7, ivx consideration, which are heat-resistant to a high degree are. This property of the fibers is what makes the seal resistant to high temperature and pressure loads with how they occur in high pressure engines. A fiber layer is impregnated with a thermosetting synthetic resin; phenol-formaldehyde resin, melamine-formaldehyde resin, Epoxy resin or the like. In order to be able to post-treat the intermediate layer to harden the resin. The liner is then resistant to liquids and gases, is not absorbent and decomposes under the influence the heat and pressure conditions that normally prevail in high pressure engines during operation. The intermediate layers are compressible during operation, but do not deform transversely either under pressure alone or under pressure and exposure to heat.

909006/0867909006/0867

Durch die Kunstharzimprägnierung der Faserschicht können die Zwischenlagen durch Kallandderen nachbearbeitet werden, wobei die Dicke der Zwischenlagen mit hoher Genauigkeit eingestellt und sehr dünne Zwischenlagen gleichmäßiger Dicke über die gesamte Fläche hergestellt werden können.Due to the synthetic resin impregnation of the fiber layer, the intermediate layers can be reworked using Kallandderen with the thickness of the intermediate layers set with high accuracy and very thin intermediate layers uniform thickness over the entire surface can be produced.

Eine Dichtung mit einer Gesamtdicke von mehr als 0,75 mm ist zur Dichtung der Zylinderbohrungen in Hochdruckautomotoren wirtschaftlich ungeeignet. In einer Ausführung sform der Erfindung 1st die Zwischenlage vorzugsweise 0,18 mm stark, kann jedoch jede Dicke im Bereich von 0.165 bis 0,19 mm aufweisen. Die äußeren Metallbleche sind vorzugsweise etwa 0,15 mm dick; die Dicke kann jedoch im Bereich von 0,14 bis 0,18 mm liegen. Bei einer solchen Dichtung ist jede Zwischenlage etwa 0,025 mm dikker als die Metallbleohe. Durch diesen Dickenuntersohied der ZwischecLagen gegenüber den Metallblechen wird der Mittelteil der Diohtung etwa 0,025 mm dicker als die Handzone. Dies bewirkt eine wirksame Abdichtung über die gesamte Dichtungsfläche im eingebauten und zusammengepreßten Zustand. Eine Dichtung, die zwei Zwischenlagen und zwei äußere Metallbleohe der oben genannten Dicken aufweist, übersteigt eine Gesamtdicke von 0,75 mm, der wirtsohaftlioh annehmbaren Grenze für in Hoohdruekautomobilmotoren zu verwendende Flachdiohtungen, nicht.A gasket with a total thickness of more than 0.75 mm is used to seal the cylinder bores in high-pressure automobile engines economically unsuitable. In one embodiment of the invention, the intermediate layer is preferred 0.18 mm thick, but can be any thickness in the range 0.165 to 0.19 mm. The outer metal sheets are preferably about 0.15 mm thick; however, the thickness can range from 0.14 to 0.18 mm. At a In such a seal, each intermediate layer is approximately 0.025 mm thicker than the sheet metal. Because of this difference in thickness of the intermediate layers opposite the metal sheets is the Middle part of the thread about 0.025 mm thicker than the hand zone. This creates an effective seal over the whole Sealing surface in the built-in and compressed State. A gasket comprising two intermediate layers and two outer metal sheets of the above thicknesses, exceeds a total thickness of 0.75 mm, which is economical acceptable limit for in Hoohdruek automobile engines Flat wires to be used, not.

909*06/0887909 * 06/0887

Fig. 3 zeigt, daß das untere Metallblech einen hochstehenden Plansch 17 aufweist, der die in Flg. 1 gezeigte Öffnung 16 bildet, die der Zylinderbohrung des Motorblokkes, für den die Dichtung gedacht ist, entspricht. Die untere Zwischenlage ist so ausgestanzt, daß der Rand 18 am hochstehenden Flansch anliegt. Die korrespondierende Öffnungskante 19 der oberen Zwischenlage ist jedoch gegenüber der Öffnung 16 weit genug zurückgesetzt, damit der Flansch 17 nach unten umgebogen werden kann, ohne dabei die obere w Zwischenlage zu überlappen. Der Flansch 17 ist über den Öffnungsrand des oberen Metallbleches umgebogen, so daß eine MetallUberlappung in Form eines ringförmigen BandesFig. 3 shows that the lower metal sheet has an upright plan 17, which in Flg. 1 forms opening 16 which corresponds to the cylinder bore of the engine block for which the seal is intended. The lower intermediate layer is punched out so that the edge 18 rests against the upright flange. The corresponding opening edge 19 of the upper intermediate layer is, however, set back from the opening 16 far enough so that the flange can be bent down 17 without overlapping the upper w liner. The flange 17 is bent over the opening edge of the upper metal sheet, so that a metal overlap in the form of an annular band

bohrungs 20 entsteht, der die Zylinde/dffnung umgibt. Durch ,diesen Hand hat die Diohtung eine metällgeschützte Randfläche um die Zylinderbohrung herum, wodurch sie den hohen Temperaturen und Drucken, die durch die Treibmittelverbrennung im Zylinder erzeugt werden, widerstehen kann.Bore 20 arises, which surrounds the cylinder / opening. Through this Hand the Diohtung has a metal-protected edge surface around the cylinder bore, which allows it to withstand the high temperatures and can withstand pressures generated by the propellant combustion in the cylinder.

^ Die Flansche 17 werden durch,Walzen umgebördelt, um^ The flanges 17 are flanged around by rolling

den Rand gleichmäßig stark herunterzudrücken. Der Walzdruck wird nicht Eoch gewählt, mm den Rand nicht fest gegen das obere Metallblech zu drücken. Daher ragt der Rand 20 etwas , über das obere Metallblech hinaus, bevor die Dichtung zwischen Zylinderblock und Zylinderdeckel eingebaut ist. Die Dichtung wird mit einem wärmehärtbaren Kunstharz durch Tauchen.pressing down the edge evenly. The rolling pressure is not chosen, the edge is not firmly against the press upper metal sheet. Therefore, the edge 20 protrudes a little , beyond the upper metal sheet before the seal is installed between the cylinder block and the cylinder cover. the Seal is made with a thermosetting resin by dipping.

- 13 -- 13 -

909806/0867909806/0867

oder durch Sprühen beschichtet und anschließend zur Aushärtung naolibehandelt. Die Kunstharzoberflächenbesohlchtung an den äuÄeren Flächen der Dichtung bewirkt, da3 die Dichtung einen gleichmäßigen innigen Kontakt mit den GuBflachen, zwischen die sie zu liegen kommt, aufweist. Die Kunstharzbesohiohtung verschließt gleichzeitig die Kanten der Diohtung um die Bohrungen herum, die nicht durch eine Metallfläche, wie duroh den Flansch 17 um die Zylinderöffnung 16 herum,' geschützt sind.or coated by spraying and then naoli treated to harden. The synthetic resin surface soling on the outer surfaces of the seal causes the seal to have even, intimate contact with the GuBflachen, between which it comes to lie, has. The Kunstharzbesohiohtung closes the same time Edges of the sealing around the holes that are not are protected by a metal surface such as the flange 17 around the cylinder opening 16.

Beim Anziehen des Zyllnderdeokels gegen den Motor«blook wird zunäohst Druck auf die Ränder 20 ausgeübt, wonach dann die ganze Dichtung zusammengedrückt wird, bis die Bandzonen ihre kleinste Dicke erreicht haben und dadurch ain weiteres Zusammenpressen der ganzen Dichtung verhindern. Die Breite des umgebogenen ringförmigen Randes 20 1st kleiner als der Querabstand zwischen dem hochstehenden Plansch 17 und der entsprechenden Öffnungskante 19 der oberen Zwischenlage. Beim Zusammendrücken der Verbindung preßt sich der Rand 20 in den Ringraum zwischen Flansoh 17 und der Öffnungskante I9» die Randzone 21 des oberen Metallbleches wird naoh unten gegen die Oberfläche der unteren Zwischenlage gepreßt, wobei sioh eine Dich-When tightening the cylinder plug against the engine «blook pressure is first exerted on the edges 20, after which the entire seal is compressed, until the band zones have reached their smallest thickness and thereby a further compression of the entire seal impede. The width of the bent-over annular rim 20 is smaller than the transverse distance between the upstanding one Splash 17 and the corresponding opening edge 19 of the upper intermediate layer. When squeezing the connection the edge 20 presses into the annular space between the flange 17 and the opening edge 19 »the edge zone 21 of the upper metal sheet is pressed near the bottom against the surface of the lower intermediate layer, with a seal

ι · ■ι · ■

tungsrandzone ausbildet, die. dreimal die Dicke der Metallblech· und einmal die der unteren Zwischenlage aufweist.formation edge zone that . three times the thickness of the metal sheet and once that of the lower intermediate layer.

Di· ganze Diohtung wird auf eine einheitlich· Dioke zuiaamengedrUokt. Der Mittelteil der Diohtung 1st Jedooh dioker «1· die klelnitnugliohe Dioke der Diohtungsrandzonen, The whole direction is expressed in a uniform way. The middle part of the diohting 1st Jedooh dioker «1 · the klelnitnugliohe dioke of the diohtungsrandzones,

'.•0M06/OM7'-'. • 0M06 / OM7'-

^ßAD ORIGINAL ^ß AD ORIGINAL

- T4 -- T4 -

da sie zusätzlich die Dicke der oberen Zwischenlage über die Dicke des Metallrandes 20 hat. Auf diese Welse wird ■ die Mittelzone der Dichtung zur Dlchtungsanlage zwischen Zylinderblock und Zylinderdeckel dadurch gebracht, daß die Bandzone auf ihre miniaiale Dicke zusammengepreßt wird.as they additionally exceed the thickness of the top liner the thickness of the metal rim 20 has. In this way ■ the middle zone of the seal to the sealing system between Cylinder block and cylinder cover brought by the fact that the band zone is pressed together to its minimum thickness.

Die in Pig. 4 dargestellte Ausführungsform der Erfindung weist die gleichen Außenflächen wie bei der Ausführung gemäß der Pig. 1 bis 3 auf, weshalb diese mit den gleichen Be-zugszeichen versehen sind. Die Zwischenschicht dieser Ausführungsform weist eine Faserlage 22, die in hohem Maße gegen Hitze resistent 1st, beispielsweise aus Asbest, und eine dünne Metallblechieilage 23 zwischen der Oberfläche der Zwischenlage 22 und dem oberen Metallblech 13 auf. Ebenso wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 haben die Ketallbleche 12 und 13 eins gleichmäßige Dicke im Bereich von etwa 0,14 bis 0,13 mm. Die Metallblechbeilage 23 hat ebenfalls eine gleichmäßige¹ Dicke im gleichen Dickenbereich wie die äußeren Metallbleche.The one in Pig. The embodiment of the invention shown in FIG. 4 has the same outer surfaces as in the embodiment according to the Pig. 1 to 3, which is why they are provided with the same reference symbols. The intermediate layer of this embodiment has a fiber layer 22, which is highly resistant to heat, for example made of asbestos, and a thin sheet metal layer 23 between the surface of the intermediate layer 22 and the upper metal sheet 13. As in the embodiment according to FIGS. 1 to 3, the metal sheets 12 and 13 have a uniform thickness in the range from approximately 0.14 to 0.13 mm. The sheet metal shim 23 also has a uniform ¹ thickness in the same thickness range as the outer sheet metal.

Die Asbestfasern sind mit einem Binder imprägniert; geeignet 1st ein synthetisches Elastomer, beispielsweise Neopren. Sie werden zu Bahnen etwa gleioher Dicke wie die Dickeder Zwischenschichten der Ausführungsform gemäß der ?ig. 1 bis 3 verarbeitet. Eine untere Zwischenlage 22 wird auf dem unttren Metallblech 12 mit den öffnungetenten 24 an den Flanschen I7 anliegend angeordnet. Auf der Zwischenlage 22The asbestos fibers are impregnated with a binder; A synthetic elastomer, for example neoprene, is suitable. They become webs of approximately the same thickness as the thickness of the intermediate layers of the embodiment according to FIG. 1 to 3 processed. A lower intermediate layer 22 is arranged on the lower metal sheet 12 with the opening 24 adjacent to the flanges 17. On the intermediate layer 22

copycopy

. ' A. ■ > .ft. ' i . ' A. ■ > .ft. 'i

- 15 - U75676- 15 - U75676

wird eine Metallblechbailage 23 mit den den öffnungskanten 24 der Zwischenlage 22 entsprechenden öffnungskanten 25 von den öffnungskanten 24 ein ausreichendes Stück nach innen zurückgesetzt, um ein Umbiegen des Flansches 17 ohne Überlappen zu ermöglichen, angeordnet. Das obere Metallblech 15 liegt auf der iietallblechbeilage 23 auf. Der Flansch 17 wird nach innen und nach unten über die angrenzenden Eandzonen 21 des oberen Metallblechs 13 gebördelt, wobei er den Band 20 bildet und das obere Metallblech 13 und die Metallblechbeilage 23 in ihrer Lage festhält. 3eim Anziehen des Zylinderkopfes gegen den Motorblock wird der Rand 20 nach unten gepreßt, bis er mit der Oberfläche des äußeren Metallbleches 13 fluchtet. Durch weiteres Anziehen wird das Blech 13 und der Rand 20 dann solange weiter nach unten gedrängt, bis die Handzone ihre kleinstmögliche Dicke einnimmt. Beim 31aderpressen des Metallblocks 13 wird dann die Zwischenlage 22 auf eine gleichmäßige Dicke im gewünschten Bereich von etwa 0,165 bis 0,19 mm zusammengepreßt, so daß sich eine Flachdichtung mit Zwischenlagen, die eine Asbestfaserzwischenlage umfassen, mit einer G-esamtdicke von weniger als 0,75 mm ergibt.a sheet metal reinforcement 23 is arranged with the opening edges 25 corresponding to the opening edges 24 of the intermediate layer 22 set back from the opening edges 24 a sufficient distance inward to enable the flange 17 to be bent over without overlapping. The upper metal sheet 15 rests on the metal sheet insert 23. The flange 17 is crimped inwardly and downwardly over the adjacent edge zones 21 of the upper metal sheet 13, forming the band 20 and holding the upper metal sheet 13 and the metal sheet shim 23 in place. When the cylinder head is tightened against the engine block, the rim 20 is pressed down until it is flush with the surface of the outer metal sheet 13. By further tightening, the sheet metal 13 and the edge 20 are then pushed further down until the hand zone assumes its smallest possible thickness. When the metal block 13 is pressed together, the intermediate layer 22 is then pressed together to a uniform thickness in the desired range of about 0.165 to 0.19 mm, so that a flat gasket with intermediate layers comprising an asbestos fiber intermediate layer with an overall thickness of less than 0, 75 mm results.

Bei den in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsforrnen weist die Flaohdioatung 26 nur eine einzige Zwlachenlage 27 auf, die der der Zwischenlagen 14 und 22 gleichen kann, die zwischen zwei dünnen äußeren Metallblechen 28 und 29 gehalttn ist. Di· Dichtung 27 weist' öffnungen 30 auf, die In the embodiments shown in FIGS. 5 and 6, the flake coating 26 has only a single intermediate layer 27, which can be the same as that of the intermediate layers 14 and 22, which is held between two thin outer metal sheets 28 and 29. The seal 27 has openings 30 which

909806/0867909806/0867

-16--16-

CocyCocy

-ι Q--ι Q-

mit den Zylinderbohrungen des Maschinenblookes und mit den ; anderen Durchtrittsöffnungen 31 für Kühlmittel, Schmiermittel, Bolzen oder dergl. übereinstimmen. Die Zwischenlage 27 weist noohwsitere mit 32 bezeichnete Durchbrechungen an einer Reihe auseinanderliegender Stellen in der Nähe der Außenränder auf, deren Aufgabe noch angegeben wird. An den öffnungen 30 sind die Kanten 33 des unteren Metallblechs 28 zunächst nach oben und dann zurückgebogen, wobei sie die Ränder 36, dte die Ränder 34- der Zwischenlage 27 überlappen, bilden. Die Oberfläche des Randes 36 fluchtet mit der Oberfläche des oberen Metallbleches 29. Der Rlngschlitz zwischen den Kanten 33 und 35 ist sehr schmal.with the cylinder bores of the machine block and with the; other passage openings 31 for coolant, lubricant, Bolts or the like. Match. The intermediate layer 27 has noohwsitere with 32 designated openings on one Row of spaced-apart places near the outer edges, the function of which will be specified. At the openings 30, the edges 33 of the lower metal sheet 28 are first bent upwards and then back, whereby they the edges 36, dte the edges 34 of the intermediate layer 27 overlap. The surface of the rim 36 is flush with the surface of the upper metal sheet 29. The longitudinal slot between the edges 33 and 35 is very narrow.

- Wie In Fig. 6 dargestellt, sind die Metallbleche 28 und 29, wie bei 37 und 38 dargestellt, eingeprägt, um durch die öffnungen 32 direkt metallisch miteinander in Beruhrung kommen zu können. Die Metallbleche 28 und 29 sind im Bereioh der Durchbrechungen 32 durch Schweißen oder in anderer geeigneter Weise dauerhaft miteinander verbunden. Anstatt beide Metallbleche, wie bei 37 und 38 dargestellt, einzuprägen, kann auoh eines der beiden Bleche doppelt so stark wie dargestellt eingeprägt werden, während das andere flach bleibt.- As shown in Fig. 6, the metal sheets 28 and 29, as shown at 37 and 38, embossed in order to come into direct metallic contact with one another through the openings 32 to be able to come. The metal sheets 28 and 29 are in the region of the openings 32 by welding or otherwise suitably permanently connected to each other. Instead of embossing both metal sheets as shown at 37 and 38, one of the two sheets can also be embossed twice as strongly as shown, while the other remains flat.

Bei der Ausführungsform gemäß den Pig. 5 und 6 sind die Sohweiflstellen nahe gbUg beieinander angeordnet, um die ■Fasern der Zwischenlage 27 durch das Obere Metallblech 29 Über dl· ganze Diohtflacht auf eine gleiohe Dicke »unammenzudrücken» ■ 'In the embodiment according to the Pig. 5 and 6, the Sohweiflstellen are arranged close to each other, around the ■ Fibers of the intermediate layer 27 through the upper metal sheet 29 »to be compressed» over the entire flat sheet to an equal thickness ■ '

909 806/0867 Patentansprüche 1909 806/0867 claims 1

Claims

UY5676

:1. Compressible multilayer flat gasket, in particular Cylinder head gasket for combustion engine, with sheet metal layers and soft interlayers made of fibrous material, thereby marked without t, that the flat wire (11) has two outer metal sheets (12, 13; 28, 29) and an intermediate layer (14,15,22,23,27) between the metal sheets, and that the intermediate layers have at least one intermediate layer (14,15,22 ^ 27) made of fibrous material bound with a binder.

2. Flat gasket naoh claim 1, characterized in that the intermediate layers consist of a first binder-bound fibrous intermediate layer (14; 22) as well as a second binder-bound fiber intermediate layer (15) or second Metallble.chieilage (23) exist.

t ',■■■· t ', ■■■ · * ■* ■

■ hi■ hi

^r-i. ^r -i.

3. Flat gasket according to claim 2, characterized in that the first intermediate layer (14,22) has a Band zone to have an opening through the seal, which beyond the corresponding band zone of the second intermediate layer, and dad the corresponding opening edge of the metal bleohs in contact with the first liner is flanged and rolled over, and the corresponding opening edges of the other metal sheet (13) and the corresponding Jjandaonen of the first intermediate layer (14,22) overlaps.

909806/0867909806/0867

ORlGfNAL INSPECTED

ASAS

4. Flat gasket according to claim 3, characterized in that the second intermediate layer (15, 23) about 0.025 mm thicker than the one with the metal sheet (12) in contact with the first fiber material intermediate layer (14, 22).

5. Flat gasket according to claim 1, characterized in that the opening edges the opening through the flat seal of an intermediate layer over the opening edge of one (29) of the metal sheets (28, 29) and that the corresponding opening edges of the other metal sheet (28) so crimped around the opening edges of the intermediate layer (27) are that they extend to the opening edge (35) of the metal sheet (29) and their surfaces together cursing.

6. Flat gasket according to one of claims 1 to 5, characterized by a number of openings (32) in the intermediate layers through which the metal sheets (37, 38) are in contact with one another and are permanently connected to one another.

1083 '

909806/0867909806/0867

ORIGINAL INSPECTED