DE1923482A1 - Flat gasket, in particular cylinder head gasket - Google Patents
Flat gasket, in particular cylinder head gasketInfo
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Description
Flachdichtung, insbesondere ZylinderkopfdichtungFlat gasket, especially cylinder head gasket
Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für Brennkraftmaschinen, aus einer oder mehreren Lagen Metallblech mit die Brennraum- und evtl. sonstigen Öffnungen umgebenden, erhaben aus der Dichtebene hervorstehenden, umlaufenden Dichtkämmen in Form von Werkstoffanhäufungen.The invention relates to a flat gasket, in particular a cylinder head gasket for internal combustion engines, made of one or more layers of sheet metal with the combustion chamber and possibly other openings surrounding, Circumferential sealing ridges protruding raised from the sealing plane in the form of material accumulations.
Für die Abdichtung von beispielsweise Rohrflanschen sind kreisrunde Dichtungsringe bzw. -scheiben allgemein bekannt, die aus Gründen der erforderlichen hohen Dichtpressung mit konzentrisch umlaufenden Dichtkämmen versehen sind. Die Dichtkämme sind in diesem Fall durch spanende Bearbeitung aus einer ebenen Dicht scheibe herausgebildet.For the sealing of pipe flanges, for example, are circular Sealing rings or washers are generally known, which for reasons of the required high sealing pressure with concentric circumferential sealing ridges are provided. In this case, the sealing combs are machined from a flat sealing washer formed.
Bei metallischen Flachdichtungen, vornehmlich bei Zylinderkopf dichtungen für Brennkraftmaschinen, wurden zur Erhöhung der lokalen Flächenpressung Sicken in die den Brennraum sowie die Kühl- und Schmiermittelräume umgebenden Dichtung sr ander eingeprägt, vgl. DBP 893 598. Beim Einprägen von Sicken wird das Blech im Bereich der Sicke verringert. Eine wirksame Sickenhöhe bedingt bei bestimmter Blechstärke auch eine bestimmte Sickenbreite. Bei relativ schmalen, zwischen zwei Räumen verlaufenden Dichtungsstegen lassen sich keine wirksamen Sicken einprägen, da sie sich ohne erheblichen Kraftaufwand auf die Ausgangsblechstärke zurückverformen lassen. Die gerade an den kritischen Stellen ver-With metallic flat gaskets, primarily with cylinder head gaskets For internal combustion engines, beads were used to increase the local surface pressure in the combustion chamber and in the The seal surrounding the coolant and lubricant spaces is embossed on the other side, see DBP 893 598. When embossing beads, this becomes Sheet metal reduced in the area of the bead. For a certain sheet thickness, an effective bead height also requires a certain bead width. In the case of relatively narrow sealing webs running between two rooms, no effective beads can be impressed, because they can be deformed back to the original sheet thickness without considerable effort. Which are currently being used at the critical points
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langte Dichtpressungserhöhung bleibt dabei aus. Darüberhinaus sind örtliche, im Bereich nahe der Dichtung sr ander aufgebrachte Verdickungen bei Zylinderkopfdichtungen mehrfach bekannt; z.B. hat man dazu dünne Blechstreifen oder Formstücke aufgewalzt. Auch hat man bei Stahlblechdichtungen zuvor aufgebrachte Beschichtungen teilweise weggeätzt, so daß Stellen höherer Flächenpressung verblieben. In beiden Fällen ist der erforderliche Arbeitsaufwand zu hoch sowie das individuelle Anpassungsvermögen der Dichtung an die abzudichtenden Flächen zu gering.There is no long-term increase in sealing pressure. In addition, local ones in the area near the seal are applied separately Thickenings in cylinder head gaskets known several times; E.g. thin sheet metal strips or shaped pieces were rolled on for this purpose. In the case of sheet steel seals, previously applied coatings have also been partially etched away, so that areas of higher surface pressure have been created remained. In both cases, the workload required and the individual adaptability of the Insufficient seal on the surfaces to be sealed.
Die Erfindung geht von einer Flachdichtung aus, wie sie in dem französischen Patent 642 575 beschrieben ist. Die darin dargestellte Zylinderkopfdichtung besteht aus endlos miteinander verbundenen schmalen Dichtstreifen gleicher Breite, wobei deren Querschnitt durch Prägung erzeugte, beidseitig einander gegenüberliegende Dichtkämme aufweist. Beim Verspannen der Dichtung zwischen Motorblock und Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine lassen sich die im Querschnitt dreieckigen Dichtkämme teilweise plattdrücken, wobei der Werkstoff infolge der relativ schmalen Breite der Dichtstreifen seitwärts wegfließen muß. Auf diese Weise wird eine individuelle Anpassung der Dichtung an die abzudichtenden Flächen unter hoher spezifischer Pressung erreicht.The invention is based on a flat gasket as described in French patent 642 575. The one shown therein Cylinder head gasket consists of endlessly interconnected narrow sealing strips of the same width, whereby their cross-section has sealing combs generated by embossing, opposite one another on both sides. When tensioning the seal between In the engine block and cylinder head of an internal combustion engine, the sealing ridges, which are triangular in cross-section, can be partially flattened, the material must flow away sideways due to the relatively narrow width of the sealing strips. In this way becomes an individual Adjustment of the seal to the surfaces to be sealed achieved under high specific pressure.
Aufbauend auf dem zuletzt beschriebenen Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, bei einer aus einer oder mehreren Metallplatten bestehenden Flachdichtung die spezifische Flächenpressung im Bereich der Dichtungsränder durch erhaben aus der Dichtebene hervortretende Dichtkämme in Form von Werkstoffanhäufungen zu erhöhen, wobei im verspannten Zustand die Dichtkämme soweit rückverformbar sind, daß ein Auf-Block-ZiehenBuilding on the prior art described last, the object of the present invention is, in one of a or several metal plates existing flat gasket the specific surface pressure in the area of the sealing edges by raised to increase sealing ridges protruding from the sealing plane in the form of accumulations of material, with in the clamped state the sealing combs can be deformed back to such an extent that they can be pulled open
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der beiden Dichtflansche über die Dichtungsplatte möglich ist.of the two sealing flanges is possible via the sealing plate.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unmittelbar neben den Dichtkämmen entsprechende Täler (Vertiefungen in der Dichtebene) verlaufen. Dadurch wird erreicht, daß beim Verspannen der Dichtung infolge der auf die Dichtkämme einwirkenden erhöhten Flächenpressung «in Werkstoffluß vom Dichtkamm zum Dichttal eintritt, wobei der nahezu vollständig rückzuverformende Dichtkamm sich der genauen Kontur der durch Verzug niemals exakt ebenen Dichtfläche anpaßt. Die hohe Flächenpressung verbunden mit dem hohen Anpassungsvermögen der Dichtkämme an die abzudichtenden Flächen ergeben eine optimale Primärdichtwirkung am Dichtungsrand. Darüberhinaus wird eine sekundäre Dichtfunktion über die ebenfalls an den abzudichtenden Flächen anliegenden Metallplattenbereiche der nahezu gesamten Flachdichtung erzielt. Gleichzeitig wird die Schwingungsanfälligkeit des Dicht systems durch das Auf-Block-Ziehen der Dichtung auf ein Minimum herabgesetzt.According to the invention, this object is achieved in that directly Corresponding valleys (depressions in the sealing plane) run next to the sealing ridges. This ensures that when bracing the seal as a result of the increased surface pressure acting on the sealing combs in the flow of material from the sealing comb to the Sealing valley enters, whereby the almost completely re-deformable sealing ridge never follows the exact contour of the warpage adapts exactly to the even sealing surface. The high surface pressure combined with the high adaptability of the sealing combs to the ones to be sealed Surfaces result in an optimal primary sealing effect on the edge of the seal. It also has a secondary sealing function via the metal plate areas also resting on the surfaces to be sealed of almost the entire flat gasket. At the same time, the susceptibility of the sealing system to vibrations is reduced the pulling of the gasket open to the block is reduced to a minimum.
In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagein, daß zwischen je zwei Dichtkämmen ein Tal vorgesehen ist. Die Anordnung von zwei parallel zueinander verlaufenden Dächtkämmen mit einem sich dazwischen erstreckenden Tal erhöht die Dichtwirkung. Vorzugsweise ist der Querschnitt des Tales unterhalb der Dichtebene gleich der Summe der Querschnitte beider benachbarter Dichtkämme oberhalb der Dichtebene. Damit ist es möglich, daß im Extremfall beide Dichtkämme vollständig bis in die Dichtebene rückverformt werden können, da der Werkstoff in das zwischen beiden Dichtkämmen verlaufende Tal fließen und dieses somit ausfüllen kann.In the further embodiment of the invention it is proposed that that a valley is provided between each two sealing ridges. The arrangement of two roof ridges running parallel to each other with a valley extending in between increases the sealing effect. The cross-section of the valley below the sealing plane is preferably equal to the sum of the cross-sections of the two adjacent ones Sealing ridges above the sealing level. In this way it is possible that, in extreme cases, both sealing combs completely down into the sealing plane can be reshaped because the material flows into the valley running between the two sealing ridges and thus fills it can.
Während es im Prinzip möglich ist, die Dichtkämme und Täler nurWhile it is possible in principle, the ridges and valleys only
in einer Dichtungsoberfläche anzuordnen, läßt sich aber eine verbesserte Dichtwirkung erzielen, wenn beide Oberflächen der Dichtung einander gegenüberliegende Diehtkamme und ebenfalls einander gegenüberliegende Täler aufweisen.to be arranged in a sealing surface, but an improved sealing effect can be achieved if both surfaces of the Seal opposing Diehtkamme and also have opposing valleys.
Zur Anpassung einer Zylinderkopfdichtung an die unterschiedliche Steifigkeit bzw. Verzugsneigung des Zylinderkopfes und/oder des Motorblockes ist es vorteilhaft, wenn die Höhe der .Dichtkämme und die Tiefe der Täler in Abhängigkeit vom Abstand zu den Schraubendurchgangslöchern unterschiedlich ausgebildet sind» wie " dies an sich bei Siekendichtungen bekannt ist. Möglichst sollteTo adapt a cylinder head gasket to the different rigidity or warpage tendencies of the cylinder head and / or the Engine blocks, it is advantageous if the height of the .Dichtkämme and the depth of the valleys depending on the distance to the Screw through-holes are designed differently "as" this is known per se in the case of sieve seals
die Höhe der Dichtkämme und die Tiefe der Täler kontinuierlich variieren, um keine sprungartigen Übergänge von einem zum anderen Niveau zu erhalten.the height of the ridges and the depth of the valleys vary continuously, so as not to make any sudden transitions from one to the other Level.
Ebenfalls bei Sickendichtungen bekannt ist das Merkmal der Erfindung, die Höhe der Dichtkämme und die Tiefe der Täler am Brennraumrand größer als an den anderen DichtungSrändern auszubilden, um die für die Abdichtung des Brennraumes erforderliche spezifische Dichtpressung infolge des zeitweise im Brennraum herrschenden hohen Druckes zu vergrößern, während man zur Abdichtung der ' nur unter geringen Drücken stehenden Kühl- und SchmiermittelkanäleThe feature of the invention is also known for bead seals, make the height of the sealing ridges and the depth of the valleys at the edge of the combustion chamber greater than at the other edges of the seal, to the specific required for sealing the combustion chamber To increase sealing pressure as a result of the high pressure temporarily prevailing in the combustion chamber, while one is used to seal the '' Coolant and lubricant channels that are only under low pressures
auch mit einer geringeren spezifischen Flächenpressüng im Bereich der Dichtkämme auskommt»also with a lower specific surface pressure in the area the sealing combs get by "
Ein besonders gutes Verformungsvermögen der Dichtkämme kann erreicht werden, wenn die Dichtkämme durch Aufwerfen des aus den Tälern verdrängten Werkstoffes gebildet sind» Ein weiterer Vorteil ist dabei auch in der einfachen !Herstellungsmethode derartiger Flachdichtungen zu sehen.A particularly good deformation capacity of the sealing combs can can be achieved when the sealing combs by throwing up the the valleys of displaced material are formed »Another advantage is the simple! production method of such To see flat seals.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it
Fig. 1 eine Ansicht einer Zylinderkopfdichtung für Brennkraftmaschinen Fig. 1 is a view of a cylinder head gasket for internal combustion engines
Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Zylinderkopfdichtung gemäßFig. 2 shows a partial section through the cylinder head gasket according to
Angabe in Fig. 1Information in Fig. 1
Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Zylinderkopfdichtung längs3 shows a partial section through the cylinder head gasket longitudinally
eines Dichtkammes durch das Dichttala sealing ridge through the sealing valley
Fig. 4 einen Teilschnitt einer zwischen Zylinderblock und -kopf4 shows a partial section between a cylinder block and cylinder head
verspannten Dichtungstrained seal
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Zylinderkopfdichtung besteht aus einer Metallplatte 1 mit einer Brennraumöffnung 2 sowie mehreren Kühl- und Schmiermittelöffnungen 3 und 4. In den die Öffnungen 2,3 und 4 umschließenden Dichtungsrändern sind Dichtkämme 5,6 und 7. sowie Täler 8,9 und Io in die Oberflächen 11 und 12 der Metallplatte 1 eingeformt.The cylinder head gasket shown in FIGS. 1 to 4 consists from a metal plate 1 with a combustion chamber opening 2 and several coolant and lubricant openings 3 and 4. In the Sealing edges enclosing openings 2, 3 and 4 are sealing ridges 5, 6 and 7, as well as valleys 8, 9 and Io in surfaces 11 and 12 of the metal plate 1 are molded.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist der Brennraumrand 13 der Metallplatte 1 beidseitig mehrere nebeneinander verlaufende Dichtkämme und Täler 8 auf, während der dem KühlmitteIraum zugewandte Dichtungsrand 14 beidseitig mit jeweils einem Dichtkammpaar 6 mit jeweils einem dazwischen verlaufenden Tal 9 versehen ist. Die Höhe der Dichtkämme 5 und die Tiefe der Täler 8 am Brennraumrand 13 ist dabei größer als bei dem Diehtkammpaar 6 und dem Tal 9 am Kühlrnittelrand 14 der Dichtung.As can be seen from Fig. 2, the combustion chamber edge 13 has the metal plate 1 has a plurality of sealing ridges and valleys 8 running next to one another on both sides, while the one facing the cooling medium space Sealing edge 14 is provided on both sides with a pair of sealing combs 6 each with a valley 9 running between them. the The height of the sealing ridges 5 and the depth of the valleys 8 at the edge of the combustion chamber 13 are greater than in the case of the pair of Dieht ridges 6 and the valley 9 on the edge of the coolant 14 of the seal.
Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt des Brennraumrandes 13 in Umfangsrichtung gemäß Angabe in Fig. 1, insbesondere die unterschiedlicheFig. 3 shows a partial section of the combustion chamber edge 13 in the circumferential direction as indicated in Fig. 1, in particular the different
6/... 009846/08716 / ... 009846/0871
v- 6 - v - 6 -
Höhe des Dichtkammes 5 und des Tales 8 zwischen zwei Schraubendurchgängen in bezug auf die gestrichelt dargestellte Dichtebene 17, die der Oberfläche der Metallplatte 1 entspricht.Height of the sealing ridge 5 and the valley 8 between two screw passages with respect to the sealing plane 17 shown in dashed lines, which corresponds to the surface of the metal plate 1.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt der zwischen Zylinderkopf 18 und Zylinderblock 19 verspannten Zylinderkopfdichtung. Im Bereich der Dichtkämme 5 verlaufen Zonen erhöhter Pressung, die die Hauptabdichtung übernehmen.Fig. 4 shows a section between the cylinder head 18 and cylinder block 19 tensioned cylinder head gasket. In the area of the sealing ridges 5, there are zones of increased pressure that form the main seal take over.
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