DE1948681C3

DE1948681C3 - Flat gasket, especially cylinder head gasket

Info

Publication number: DE1948681C3
Application number: DE19691948681
Authority: DE
Inventors: Fritz 5673 Burscheid Bondroit
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Filing date: 1969-09-26
Publication date: 1977-06-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung, insbesondere eine Zylinderkopfdichtung für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einer gegebenenfalls metallisch verstärkten Weichstoffplatte mit mindestens einem den Brennraumrand umfassenden Bördel mit U-förmigem Querschnitt.The invention relates to a flat gasket, in particular a cylinder head gasket for internal combustion engines, consisting of an optionally metallically reinforced soft material plate with at least one Flange encompassing the edge of the combustion chamber and having a U-shaped cross-section.

Zylinderkopfdichtungen aus Weichstoff, z. B. gummiodcr kunststoffgebundenem Asbest, sind mit oder ohne metallische Zwischenlage, z. B. Gewebe oder Rauhblech, allgemein bekannt. Zum Schutz der die Brennräume umgebenden Dichtungsränder gegen die heißen Verbrennungsgase sowie die hohen Verbrennungsdrükke sind solche Weichstoff-Flachdichtungen vielfach am Brennraumrand von einem metallischen Bördel eingefaßt. Letzterer weist einen U-förmigen Querschnitt auf und umfaßt mit seinen Schenkeln beidseitig den Rand der Dichtungsplatte.Cylinder head gaskets made of soft material, e.g. B. rubber iodcr plastic-bonded asbestos are available with or without a metallic intermediate layer, e.g. B. fabric or rough sheet metal, well known. To protect the sealing edges surrounding the combustion chambers against the hot Combustion gases as well as the high combustion pressures are such soft material flat gaskets in many cases The edge of the combustion chamber is bordered by a metallic bead. The latter has a U-shaped cross section and with its legs encompasses the edge of the sealing plate on both sides.

Zur Erhöhung der Dichtpressung in den Bördelbereichen einer zwischen Zylinderkopf und Motorblock verspannten Dichtung wurden bereits verschiedene Vorkehrungen getroffen. Beispielsweise wurden ebene oder quer zur Umfangsrichtung gewdlte Blechringe zwischen Dichtplatte und den Bördelschenkeln vorgesehen. Auch ist es nicht neu. einen Schenkel des Bördels langer auszubilden und das längen: Ende zurückzuschlagen, um durch Verstärkung eines Bördelbereiches eine Zone höherer Flächenpressung zu erreichen (DT-Gbm 19 53 039). Während einerseits das Umschlagen des radial äußeren Randes des Bördelschenkels fertigungstechnisch erhebliche Schwierigkeiten bereitet, bleibt andererseits die damit erzielte Zone höherer Flächenpressung während des Betriebes der Brennkraftmaschine erhalten. Dies hat zur Folge, daß über den innerhalb des Bördeis eingeschlossenen und insbesondere am Krümmungsbereieh des BÖrdels anliegen- A η Weichstoff ein ständiger pulsierender Druck auf fen S ausgeübt wird, welcher letztlich zur Erhöhung der Bördelbruchgefahr beiträgt.Various precautions have already been taken to increase the sealing pressure in the flange areas of a gasket clamped between the cylinder head and the engine block. For example, sheet metal rings that are flat or twisted transversely to the circumferential direction were provided between the sealing plate and the flanged legs. Nor is it new. to make one leg of the flange longer and the length: to fold back the end in order to achieve a zone of higher surface pressure by reinforcing a flange area (DT-Gbm 19 53 039). While, on the one hand, turning over the radially outer edge of the flanged leg causes considerable difficulties in terms of manufacturing technology, on the other hand, the zone of higher surface pressure achieved therewith remains intact during operation of the internal combustion engine. This has the consequence that a constant pulsating pressure is exerted on fen S via the A η soft material enclosed within the Bördeis and in particular on the curvature region of the flange, which ultimately contributes to increasing the risk of flange breakage.

In der neueren Zeit ist man zu der Erkenntnis ges langt, daß die Zone höherer Pressung besser im radial äußere" Bereich der Schenkelenden eines Bordeis Ik- Jn rmiß um eine zu starke Belastung des lnnenhegen-Ηρπ Krümmungsbereiches des BÖrdels und der dadurch drh häufig einstellenden frühzeitigen Bördelbrüche zu ,„ ermed^Uen^S Insbesondere ist es durch die DT-OS ifi 50 026 bekannt, den Krümmungsbere.ch des Bordeis weitgehend frei vom Weichstoff zu halten, um den Einfh.ß der Schwingbelastung über möglichst lang ausgebildete, nicht an die Gegendichtfläche angepreßte Bör-. s delschenkel zu reduzieren.In more recent times it is saturated to the conclusion reached that the zone of higher pressure better in the radially outer "area of the leg ends of a Bordeis Ik Jn rmiß to an excessive load on the lnnenhegen-Ηρπ curve portion of the flange and the resulting DRH frequently adjusting early Flange fractures to "ermed ^U en ^S" In particular, it is known from DT-OS ifi 50 026 to keep the curvature area of the Bordeis largely free of soft material in order to reduce the vibration load over the longest possible, not on the counter sealing surface to reduce the pressed-on wall legs.

Da einerseits die bekannten Mittel zur zonalen Erhöhung der Flächenpressung, insbesondere im rad.al äußeren Bördelbereich der Dichtung einen erhöhten Arbeits und Materialaufwand erfordern und andererseits beim Einfassen des Dichtungsrandes mit e.nem Bördel ein seitliches Wegfließen des We.chsioffes insbesondere auch in Richtung des Krümmungsbereiches des Bördeis nicht zu vermeiden ist, besteht die zu lösende Aufeabe darin durch besonders einfache Maßnahmen die *s vorgerannten Nachteile zu vermeiden und eine entsprechend verbesserte Dichtung zu schaffen.Since on the one hand the known means for zonal increase of the surface pressure, especially in the rad.al outer The flange area of the seal requires increased work and material expenditure and on the other hand when edging the sealing edge with a bead a sideways flow of the We.chsioffes in particular even in the direction of the area of curvature of the Bördeis cannot be avoided, the task to be solved exists by taking particularly simple measures to avoid the aforementioned disadvantages and one accordingly to create improved sealing.

Gemäß der Erfindung weist der sich zwischen den Schenkeln des Bördels erstreckende Weichstoffbereich am inneren Rand eine umlaufende Zone hoher Vorpressung (Verdichtung) auf.According to the invention, the soft material area extending between the legs of the flange has a circumferential zone of high pre-compression (compression) on the inner edge.

Beim Verspannen einer derart gekennzeichneten Zylinderkopfdichtung zwischen Zylinderkopf und Motorblock tritt durch den verbliebenen nicht vorgepreßten Weichstoffbereich zwischen den Schenkelenden des « Bördels der höchste Verformungswiderstand aul, so daß hier die gewünschte Zone höheren Anpreßdruckes der Schenkelenden an die abzudichtenden Maschinenteile entsteht. Darüber hinaus wird durch die starke Vorpressung des Weichstoffrandes ein seitliches Wegfließen des Weichstoffes in Richtung auf den Krümmungsbereich des Bördels beim Einbau der Dichtung vermieden, so daß auch nach dem Einbau, d. h. wahrend des Betriebszustandes, der Krümmungsbereich des Bördels im wesentlichen frei vom Weichstoff bleibt. Partiell vorgepreßte Weichstoffdichtungen sind zwar durch die DT-PS 6 87 548 bekannt, jedoch sind hier gerade die Dichtungsränder nicht vorgepreßt, wenngleich die damit zu erzielende Wirkung einer höheren Hachenpressung im montierten Zustand der Dichtung die gleiche ist. Zu der speziellen Ausbildung des Erfindungsgegenstandes mit der erzielten Vereinfachung gegenüber den zuvor verwendeten Beilagen zur Flächenpressungserhöhung sowie zur Reduzierung von Bördelbrüchen infolge einer gezielten Vorpressung des Weichstoffrandes konnte die DTPS 6 87 548 jedoch keine Anregung geben.When tensioning a cylinder head gasket marked in this way between the cylinder head and the engine block occurs through the remaining not pre-pressed Soft material area between the leg ends of the «flange has the highest resistance to deformation aul, see above that here the desired zone of higher contact pressure of the leg ends on the machine parts to be sealed arises. In addition, the strong pre-compression of the soft material edge causes it to flow away to the side of the soft material in the direction of the area of curvature of the flange when installing the seal avoided, so that even after installation, d. H. while of the operating state, the curvature area of the flange remains essentially free of the soft material. Partially pre-pressed soft material seals are known from DT-PS 6 87 548, but here are straight the sealing edges are not pre-pressed, although the effect to be achieved is a higher hook pressure is the same in the assembled state of the seal. About the special design of the subject matter of the invention with the achieved simplification compared to the previously used supplements to increase the surface pressure as well as to reduce flare breaks as a result of targeted pre-pressing of the soft material edge, however, DTPS 6 87 548 give no suggestion.

Auch die DT-PS 10 74341 offenbart nur den generellen Gedanken der örtlich unterschiedlichen Vorpressung einer Weichstoff-Dichtungsplatte mit oder ohne Randeinfassung, um die Verformungscharakteristik der Dichtungsplatte an die örtlich unterschiedlichen Preßkräfte der abzudichtenden Gegendichtflächen anzupassen. Eine örtlich definierte Vorpressung des Weichstoffbereiches unterhalb des Bördels im Hinblick auf ^ft5 die Vermeidung von Bördelbrüchen ist hieraus nicht abzuleiten.DT-PS 10 74341 also only reveals the general idea of locally different pre-pressing of a soft gasket sheet with or without an edging in order to adapt the deformation characteristics of the gasket sheet to the locally different pressing forces of the mating sealing surfaces to be sealed. A locally defined pre-compression of the soft material of the flange region below with regard to the avoidance of 5 ^ft Bördelbrüchen is not derive therefrom.

In der weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß die Breite der ZoneIn the further development of the subject matter of the invention it is suggested that the width of the zone

hoher Vorpressung etwa die Hälfte des vom Bördel eingefaßten Weichstoffbereiches umfa"-t. Die Größe der Vorpressung soll vorzugsweise etwa gleich dem Verformungsgrad sein, der sich sonst beim Verspannen der Weichstoffplatte ergibt, so daß im montierten Zu- s stand die Schenkel des Bördeis auch im vorgepreßten Weichstoffbereich zur Auflage kommen und somit eine genügende Abstützung erhalten.high pre-compression about half of the soft material area enclosed by the flange. The size The pre-compression should preferably be approximately the same as the degree of deformation that would otherwise occur during clamping of the soft material sheet, so that in the assembled Zu- s stood the legs of the Bördeis also come to rest in the pre-pressed soft material area and thus a get adequate support.

Denkbar ist es auch, daß die Vorpressung der Zone des Weichstoffrandes in Umfangsrichtung der Brennraumöffnung unterschiedlich groß. d. h. der jeweiligen Verzugsneigung der abzudichtenden Motorenteile angepaßt, ist.It is also conceivable that the pre-pressing of the zone of the soft material edge in the circumferential direction of the combustion chamber opening different sized. d. H. adapted to the respective tendency of the engine parts to be sealed to warp, is.

Für die Erfindung ist es belanglos, ob der Übergang zwischen vorgepreßlem Weichstoffrand und der übrigen nicht vorgepreßten Weichstoffplatte sprungartig oder stetig verläuft.For the invention it is irrelevant whether the transition between the pre-pressed soft material edge and the rest non-pre-pressed soft material board runs abruptly or steadily.

Die Erfindung isi an Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigenThe invention is illustrated in exemplary embodiments in the drawing and is described in more detail below. Show it

F i g. 1 und la je einen Querschnitt durch den brcnnraumbenachbarten Rand einer Zylinderkopfdichtung.F i g. 1 and la each have a cross-section through the adjacent combustion chamber Edge of a cylinder head gasket.

F i g. 2 und 2a die Dichtungsquerschnitte nach I 1 g. 1 und la im eingebauten, verspannten Zustand,F i g. 2 and 2a the seal cross-sections according to I 1 g. 1 and la in the installed, clamped state,

F i g. 3 und 3a die Pressungsverteilung zwischen Zy linderkopfdichtung und abzudichtendem Motorcntcil.F i g. 3 and 3a the pressure distribution between Zy cylinder head gasket and engine part to be sealed.

Der in F i g. 1 dargestellte Randquerschniu einer Zvlinderkopfdichuing besteht aus der Weichstoffplatte 1 und dem im Querschnitt U-förmigen Metallbördel 2. dessen beide Schenkel 3 und 4 unterschiedliche Langen aulweisen. Der vom Bördel eingefaßte Rand 5 der Weichstoffplatte 1 ist teilweise vorgepreßt. Die Vorpressung beträgt bei einer etva 1.4 mm starken Wei :hstoffplatte beidseitig 0,2 bis 0,3 mm, was etwa der zu erwartenden Verformung beim Einbau der Dichtung entspricht. Die Breite des vorgepreßten Weichstoffrandes 5 beträgt etwa die Hälfte de^r Bördelbreite.The in F i g. 1 shown Randquerschniu a cylinder head dichuing consists of the soft material sheet 1 and the cross-sectionally U-shaped metal flange 2. the two legs 3 and 4 of which have different lengths. The edge 5 of the soft material sheet 1, which is bordered by the flange, is partially pre-pressed. The pre-compression is 0.2 to 0.3 mm on both sides for a 1.4 mm thick white plastic panel, which roughly corresponds to the deformation to be expected when the seal is installed. The width of the pre-compressed soft material edge 5 is about half de ^r flange width.

Beim Einbau der Dichtung nach F i g. 2 zwischen Zylinderkopf 6 und Motorblock 7 und der damit verbundenen Verspannung werden die Schenke! 3. 4 des Bördeis 2 unter Verformung der dazwischenliegenden Weichstoffzone 10 in die Weichstoffplatte t eingedrückt wonach die gesamte Dichtung noch einer weiteren Querschnittsverringerung durch die gegenseitige Verspannung der Motorenieile 6 und 7 unterworfen wird.When installing the seal according to FIG. 2 between cylinder head 6 and engine block 7 and the associated one Tension will be the tavern! 3. 4 of Bördeis 2 with deformation of the intermediate one Soft material zone 10 pressed into the soft material plate t after which the entire seal is still another Cross-section reduction due to the mutual tensioning of the engine parts 6 and 7 will.

F i g. 3 zeigt die Pressungsverteilung der in F i g. 2 eingebauten Zylinderkopfdichtung, t inter Presslingsverteilung ist der örtliche Widerstand bzw. Reaktionsdruck der Dichtung gegenüber den abzudichtenden Maschinenteilen 6 und 7 /u verstehen. Die Zone höchster Pressung 9 verläuft dabei im nicht vorgep" eilten Weichstoffbereich 10 innerhalb des B^rdels 2.F i g. 3 shows the pressure distribution of the in FIG. 2 built-in cylinder head gasket, t inter pellet distribution is the local resistance or reaction pressure of the seal against the seal to be sealed Understand machine parts 6 and 7 / u. The highest zone The pressure 9 runs in the soft material area 10 that has not been prepped within the tangle 2.

In den korrespondierenden Fig. la. 2a und 3a ist eine Weichstoffdichtung mit einer Metalleinlage 11 und ebenfalls vorpepreßtcm Rand 5;; dargestellt, wobei der Übergang von der vorgepreßten Zone 5;i /um nicht vorgepreßten Weichstoffbereich 10,i stetig verlault. Ein entsprechend stetiger Übergang 12 der Pressungsverteilung isi aus !■' i g. Ja ersichtlich.In the corresponding Fig. La. 2a and 3a is a soft gasket with a metal insert 11 and also prepressedcm edge 5 ;; shown, with the Transition from the pre-pressed zone 5; i / um not pre-pressed soft material area 10, i continuously luffed. A correspondingly continuous transition 12 of the pressure distribution is from! ■ 'i g. Yes, it can be seen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1 flat gasket, in particular cylinder head gasket for internal combustion engines, consisting of a optionally metallically reinforced soft material plate with at least one edge of the combustion chamber comprehensive exchange! with a U-shaped cross-section, characterized in that der_ himself between the legs (3, 4) of the 3 flange (2) extending soft material area on the inner edge has a circumferential zone (5) of high pre-compression (compression),

2. Flat gasket according to claim 1. d? Durcn characterized in that the width of the zone (5) pre-pressing about half of that of the broth W enclosed soft fabric area.

3. Flat gasket according to the Pater t claims 1 and 2. characterized in that the size of the Pre-compression is roughly equal to the degree of deformation that would otherwise occur when the soft material sheet is braced results. .

4 flat gasket according to claims 1 to 3, characterized in that the pre-pressing of the zone (5) of the soft material edge in circumferential direction the combustion chamber opening of different sizes