DE19808362A1 - Flachdichtung - Google Patents

Description

Die Anmeldung betrifft eine ein- oder mehrlagige Flachdich­ tung und insbesondere eine Zylinderkopfdichtung. Bei derar­ tigen Dichtungen wird in neuerer Zeit häufig zur Abdichtung einer Durchgangsöffnung das sogenannte Zwei-Linien-Dicht­ konzept angewendet. Dabei erfolgt die Abdichtung der Durch­ gangsöffnung mit zwei Dichtelementen, welche die Durchgangs­ öffnung mit radialem Abstand voneinander umgeben. Als eines der Dichtelemente dient häufig eine Sicke, welche mit einem Abstand zur Durchgangsöffnung verläuft und diese vollstän­ dig umgibt. Das zweite Dichtelement, das im allgemeinen als Stopper bezeichnet wird, befindet sich näher an der Durch­ gangsöffnung und verläuft in aller Regel an deren Rand. Der Stopper ist üblicherweise so aufgebaut, daß er - gege­ benenfalls im Zusammenwirken mit weiteren Dichtungslagen - den Dichtspalt zwischen den abzudichtenden Flächen im Be­ reich um die Durchgangsöffnung ausfüllt. Der Stopper ist fest eingespannt, so daß in diesem Bereich eine hohe Flä­ chenpressung vorherrscht.

Neben der Dichtfunktion für die Durchgangsöffnung dient der Stopper außerdem dazu, ein vollständiges Abflachen der radial hinter dem Stopper verlaufenden Sicke während des Betriebs der Dichtung zu verhindern. Auf diese Weise kann die Elastizität der Sicke und damit ihre Funktionsfähig­ keit über einen langen Zeitraum erhalten bleiben.

Zylinderkopfdichtungen, welche nach dem Zwei-Linien-Dicht­ prinzip arbeiten, sind beispielsweise aus der EP-A-230 804 bekannt. Dort ist eine Dichtung beschrieben, welche zwei gesickte Deckbleche aufweist, deren Sickenwölbung aufein­ ander zu weist. Zwischen den gesickten Deckblechen sind zwei weitere Dichtungslagen vorhanden, bei deren einer der Rand­ bereich um den Rand der anderen umgebördelt ist. Der umge­ bördelte Randbereich bildet einen Verformungsbegrenzer für die eine der Sicken.

Eine ähnliche Zwei-Linien-Dichtung ist in der EP-A-627 581 beschrieben. Anstelle der Umbördelung wird der Stopper hier durch einen eingelegten Metallring gebildet. Der Metallring besitzt eine größere Dicke als die mittlere Dichtungslage, an welcher der Ring angeordnet ist. Dadurch ergibt sich zu beiden Seiten der mittleren Dichtungslage ein Überstand, der als Verformungsbegrenzer für die beiden Sicken in der oberen und unteren Decklage der Dichtung wirkt. Der Metall­ ring wird durch Pressen mit Hilfe einer ringförmigen Preß­ form hergestellt. Die Herstellung der Metallringe ist ver­ gleichsweise aufwendig. Soll der gleiche Dichtungstyp in unterschiedlichen Motorentypen verwendet werden, müssen je­ weils neue Preßformen für den Stopperring gefertigt wer­ den. Die Variationsmöglichkeiten bei der Herstellung des Stopperrings sind relativ gering.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flachdichtung anzugeben, welche nach dem Zwei-Linien-Dichtkonzept arbei­ tet, bei welcher der Stopperbereich auf einfache und ko­ stengünstige Art und Weise herstellbar ist und bei welcher auf einfache Weise Anpassungen des Stopperbereichs an die jeweiligen Abdichtungsanforderungen erreicht werden können.

Die Lösung der Aufgabe gelingt mit der Flachdichtung gemäß Anspruch 1. Das erfindungsgemäße Konzept kann sowohl mit ein- als auch mit mehrlagigen Flachdichtungen verwirklicht werden. Die erfindungsgemäße Dichtung weist wenigstens eine Durchgangsöffnung auf, die von wenigstens einer Sicke umge­ ben ist. Außerdem ist im Bereich des Randes der Durchgangs­ öffnung ein Stopper vorhanden, der ein vollständiges Abfla­ chen der wenigstens einen Sicke im Einbauzustand der Dich­ tung verhindert. Erfindungsgemäß umfaßt der Stopper einen Ring, der dadurch hergestellt ist, daß man aus einem Aus­ gangsmaterial größerer Länge ein Teilstück abtrennt und dieses Teilstück zu einem Ring formt.

Der im Stopper umfaßte Ring wird erfindungsgemäß also da­ durch hergestellt, daß von einem geeigneten Ausgangsmateri­ al ein Teilstück abgetrennt wird, dessen Länge zweckmäßig entsprechend der Größe der Durchgangsöffnung gewählt werden kann, so daß ein Ring geeigneter Größe erhalten wird. Es ist damit beispielsweise nicht mehr notwendig, entsprechend der Größe der Durchgangsöffnungen unterschiedliche Preß­ formen für einen Stopper herzustellen, sondern es ist aus­ reichend, von dem Ausgangsmaterial ein entsprechend langes Teilstück abzutrennen.

Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Ringes besteht da­ rin, das Teilstück des Ausgangsmateriales so lang zu wäh­ len, daß es geschlossen die Durchgangsöffnung einmal voll­ ständig umgibt. In einer anderen Variante wird das Teil­ stück länger gewählt, so daß die Durchgangsöffnung mehr als einmal umlaufen wird, beispielsweise zwei- oder dreimal. Selbstverständlich sind auch Zwischenwerte denkbar, wie beispielsweise ein Teilstück, das so zum Ring gewickelt ist, daß dieser die Durchgangsöffnung beispielsweise einein­ halbmal umläuft.

Die Enden des zum Ring geformten Teilstücks können bei­ spielsweise miteinander verklebt, verschweißt, verlötet, verklammert oder auf ähnliche Weise miteinander verbunden werden. Andererseits ist es möglich, die Enden des Teil­ stückes unverbunden zu lassen, so daß die Ringenden sich erst beim Einbau der Dichtung gegeneinander pressen und so ein die Durchgangsöffnung vollständig umgebender Stopper­ ring entsteht.

Analog können bei mehrfach gewickelten Ringen die Enden lose bleiben oder auf eine der beschriebenen Weisen an einer benachbarten Wicklung befestigt werden.

Der Stopperring kann auf an sich bekannte Weise mit der Dichtung verbunden werden. Beispielsweise ist es möglich, ihn anzulöten, anzuschweißen, anzukleben oder ihn zu ver­ klammern. Es ist gegebenenfalls auch ausreichend, den Ring nur lose in die Dichtung einzulegen.

Wird ein einfach gewickelter Ring mit aneinanderstoßenden Enden verwendet, kann das Verbinden der Enden miteinander im selben Schritt erfolgen wie die Befestigung des Ringes an der Dichtungslage. Beispielsweise werden also beide Ring­ enden mit einem Schweißpunkt miteinander verbunden und da­ bei der Ring an der Dichtungslage angeschweißt. So wird auf einfache Weise sichergestellt, daß der Ring in diesem Be­ reich dicht ist.

Erfindungsgemäß ist der Ring im Bereich des Randes der Durchgangsöffnung in der Dichtung angeordnet. Vorzugsweise ist der Ring unmittelbar am Rand der Durchgangsöffnung an­ gebracht. Um ein Verrutschen des Ringes zu verhindern, kann der Ring in dem Bereich, der an die Dichtung angrenzt, eine in Umfangsrichtung verlaufende Vertiefung aufweisen. In dieser Vertiefung kommt dann der Randbereich der Dichtungs­ lage zu liegen, an welcher der Ring angeordnet ist.

In der erfindungsgemäßen Dichtung trägt der Ring zur Stop­ perfunktion, welche eingangs bereits beschrieben wurde, bei oder übernimmt sie allein. Im letzteren Fall ist die Dicke des Ringes größer als die Dicke der Dichtungslage, an wel­ cher der Ring angeordnet ist. Zum einen bildet der Ring al­ so eine erste Dichtlinie, mit welcher die wenigstens eine Durchgangsöffnung in der erfindungsgemäßen Dichtung abge­ dichtet wird. Durch den Vorstand des Ringes über die Dich­ tungslage hinaus, an welcher der Ring angeordnet ist, liegt der Ring im Hauptkraftschluß. Im Falle einer einlagigen Dichtung ist der Ring entsprechend zweckmäßig so ausgelegt, daß er den Dichtspalt zwischen den abzudichtenden Flächen ausfüllt.

Sowohl bei einer einlagigen als auch bei mehrlagigen Dich­ tungen ist es alternativ möglich, den Ring auf einer der Dichtungslagen anzuordnen. Im Falle einer Mehrlagendichtung ist dies vorzugsweise eine der inneren Dichtungslagen. Um einen symmetrischen Überstand des Stoppers zu beiden Seiten der Dichtungslage zu erreichen, auf welcher der Ring ange­ ordnet ist, wird die Dichtungslage vorzugsweise gekröpft, so daß der von Dichtungslage und Ring gebildete Stopper über beide Oberflächen der Dichtungslage mit gleicher Höhe vorsteht. Im Falle des auf einer Dichtungslage aufgelegten Ringes werden die Dicken von Dichtungslage und Ring zweck­ mäßig so aufeinander abgestimmt, daß beide gemeinsam den Dichtspalt zwischen den abzudichtenden Flächen ausfüllen. Im Falle mehrlagiger Dichtungen können weitere Dichtungsla­ gen in diese Funktion einbezogen werden.

Eine bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Dichtung ist als Zylinderkopfdichtung in Verbrennungsmotoren.

Die erfindungsgemäße Dichtung kann auch in Motoren mit Zylinderlaufbuchsen verwendet werden, bei welchen die Laufbuchsen in ihrer Höhe über die Oberfläche des Motor­ blocks überstehen. Der erfindungsgemäße Stopperring, der im Bereich des Randes der Durchgangsöffnung, hier nämlich der Brennraumöffnung, angeordnet ist, befindet sich im Falle von Laufbuchsenmotoren über der Zylinderlaufbuchse. Für die Stopperfunktion kann die Höhe des Buchsenüberstan­ des mitverwendet werden. In einem derartigen Fall ist also die Dicke des Ringes gemeinsam mit der Höhe des Buchsen­ überstandes größer als die Dicke der Dichtungslage, an welcher der Ring angeordnet ist. Der Ring selbst kann dann gegebenenfalls eine gleiche oder geringere Dicke aufweisen als die Dichtungslage, an der er angeordnet ist.

Kommt der Ring mit einer oder beiden abzudichtenden Ge­ genflächen in Berührung, kann eine bessere Dichtwirkung da­ durch erreicht werden, daß sich der Ring an die abzudich­ tenden Gegenflächen anpaßt. Dies kann durch geeignete Mate­ rialwahl, eine gezielte Ausgestaltung der Ringoberfläche und/oder durch Beschichtung des Rings erreicht werden.

Beispielsweise kann der Ring- elastische Eigenschaften auf­ grund seiner Formgebung aufweisen und/oder aus einem ela­ stischen Material bestehen. Beispielhaft können herkömmli­ che Metalle, Zweistoffmaterialien oder Composites genannt werden. Außerdem sind Materialien mit Memory-Effekt geeig­ net, also beispielsweise Materialien, welche sich unter Druck verformen und nach Temperaturerhöhung ihre ursprüng­ liche Form wieder einnehmen.

Treten im Bereich der Dichtung hohe Temperaturen und Drücke auf - wird die erfindungsgemäße Dichtung also beispielswei­ se als Zylinderkopfdichtung verwendet, in welcher der Ring eine Brennraumöffnung umgibt -, besteht der Ring vorzugs­ weise aus einem plastisch verformbaren Material und insbe­ sondere aus Metall. Grundsätzlich sind hier alle im Bereich des Dichtungsbaus eingesetzte Materialien verwendbar, bei­ spielsweise Stahl oder Aluminium.

Eine besonders gute Anpassung des Ringes an die Bauteilto­ pographie kann dadurch erreicht werden, daß auf der Ober­ fläche des Ringes - und entsprechend auf der Oberfläche des Ausgangsmaterials, aus dem der Ring hergestellt wird - Er­ höhungen und/oder Vertiefungen vorgesehen sind. Die so er­ haltenen vorspringenden Bereiche auf der Oberfläche des Ringes sind im Einbauzustand der Dichtung einer besonders hohen Flächenpressung ausgesetzt und stellen Bereiche er­ höhter Verformbarkeit dar. Durch die plastische Verformung dieser Bereiche erfolgt bereits beim Einbau der Dichtung eine Anpassung an die abzudichtenden Oberflächen.

Der Ring kann außerdem topographisch ausgestaltet sein, also beispielsweise eine den abzudichtenden Flächen angepaßte Oberflächengestaltung aufweisen. Zweckmäßig ergibt sich die Topographie von selbst durch plastische Anpassung des Ringes beim Einbau der Dichtung.

Besonders bevorzugt werden erfinderungsgemäß solche Ringe, welche plastische und elastische Eigenschaften in sich ver­ einigen und sich den abzudichtenden Gegenflächen bei Einbau und Betrieb der Dichtung sowohl plastisch als auch ela­ stisch anzupassen.

Um die Anpassung des Rings an die abzudichtenden Oberflä­ chen zu verbessern, kann der Ring außerdem beschichtet sein. Auch hier können alle üblicherweise im Dichtungsbau verwendeten Beschichtungen eingesetzt werden. Im Falle von Zylinderkopfrichtungen sind Gleitbeschichtungen bevorzugt, wie solche aus MoS₂ oder Teflon. Ist der Ring unbe­ schichtet, wird als Material für ihn vorzugsweise ein Mate­ rial mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten verwendet. Um einen niedrigen Reibungskoeffizienten zu erzielen, kön­ nen auf dem Ring auch quasikristalline Schichten aufge­ bracht sein.

Das Ausgangsmaterial für den Ring kann im wesentlichen draht- oder bandförmig sein. Damit soll jedoch nicht gesagt werden, daß das erfindungsgemäße Ausgangsmaterial aus­ schließlich einen runden oder rechteckigen Querschnitt be­ sitzen kann. Es soll vielmehr lediglich wiedergegeben wer­ den, daß das Ausgangsmaterial eine große Länge besitzt, also sozusagen als Meterware bezeichnet werden kann, von der Teilstücke geeigneter Länge zur Herstellung des Ringes abgetrennt werden. Das Ausgangsmaterial zur Herstellung der Ringe kann grundsätzlich jeden beliebigen Querschnitt be­ sitzen. Querschnittsgröße und -form werden entsprechend dem jeweiligen Dichtungstyp und den Abdichtungsanforderungen gewählt. Beispiele geeigneter Ausgangsmaterialien sind sol­ che mit einem im wesentlichen rechteckigen, trapezförmigen, runden, ovalen, tonnen-, kissen-, spiral-, V- oder U-förmi­ gen Querschnitt. Außerdem können, wie erwähnt, auf der Oberfläche des Ausgangsmaterials zusätzliche Erhöhungen und/oder Vertiefungen vorgesehen sein, um die plastische Anpassung des Ringes an die abzudichtenden Gegenflächen zu verbessern.

Das Ausgangsmaterial kann zudem mit einer Beschichtung ver­ sehen sein. Alternativ ist es möglich, erst den fertigen Ring zu beschichten.

Eine weitere Variante, die Abdichtungseigenschaften des Ringes zu verbessern, besteht darin, den Ring mit elasti­ schen Elementen zu versehen. Beispielsweise kann der Ring eine in Umfangsrichtung verlaufende Sicke aufweisen. Durch ihre Elastizität ist die Sicke in der Lage, Dichtspaltbe­ wegungen während des Betriebs der Dichtung zu folgen. Die gleiche Wirkung kann mit V- oder U-förmigen oder in Quer­ richtung gewickelten Ringen erreicht werden. Letztere Ringe bzw. das entsprechende Ausgangsmaterial weisen also einen spiralförmigen Querschnitt auf, wobei der Umriß der Ringe nicht nur rund sein kann, sondern beispielsweise auch oval oder eckig.

Das erfindungsgemäße Dichtungskonzept eignet sich sowohl für einlagige als auch für mehrlagige Flachdichtungen. Als Beispiele von erfindungsgemäßen Mehrlagendichtungen können solche genannt werden, in denen wenigstens eine gesickte Dichtungslage vorhanden ist, zu der sich eine Distanzlage benachbart befindet. Während es grundsätzlich möglich ist, den Stopperring an der gesickten Dichtungslage anzuordnen, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, den Ring an der Distanz­ lage anzubringen. Sind in der Mehrlagendichtung zwei gesick­ te Dichtungslagen symmetrisch zueinander angeordnet, ist der Ring bezüglich der Distanzlage ebenfalls vorzugsweise symmetrisch angebracht. Außerdem ist der Ring bezüglich der Sicken in diesem Fall zweckmäßig ebenfalls symmetrisch. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß die Sicken im Betrieb der Dichtung gleichmäßig belastet werden.

Im Falle von Mehrlagendichtungen ist es denkbar, daß der Ring mit wenigstens einer der weiteren Dichtungslagen ganz oder teilweise überlappt. Andererseits muß dies nicht der Fall sein, sondern die weiteren Dichtungslagen können vor dem Ring enden, so daß keine Überlappung vorhanden ist. Beide Varianten sind im Rahmen der Erfindung möglich.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand einer Zeichnung am Beispiel von Zylinderkopfdichtungen näher erläutert werden. Darin zeigen

Fig. 1 schematisch eine Teildraufsicht auf eine er­ findungsgemäße Dichtung;

Fig. 2 bis 6 schematisch Teilquerschnitte durch weitere er­ findungsgemäße Dichtungen;

Fig. 7 mögliche Ausgangsmaterialien für einen Stop­ perring einer erfindungsgemäßen Dichtung in perspektivischer Darstellung;

Fig. 8 schematisch Querschnitte durch verschiedene Varianten mehrfach gewickelter Ringe entlang der Linie A-A in Fig. 1 und

Fig. 9 schematisch einen Teilquerschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Dichtung für einen Motor mit Zylinderlaufbuchsen.

In Fig. 1 ist eine Teildraufsicht auf eine erfindungsgemäße metallische Dichtung 1 gezeigt. Die Draufsicht gilt für al­ le in den nachfolgenden Fig. 2 bis 6 und 9 dargestellten Zylinderkopfdichtungen gleichermaßen. Die Zylinderkopfdich­ tung 1 weist Brennraumöffnungen 2 auf und daneben Bolzen-, Öl- und Wasserdurchgänge, die nicht mit Bezugszeichen ver­ sehen sind. Die Brennraumöffnung 2 ist von zwei Dichtlinien umgeben. Die erste Dichtlinie verläuft unmittelbar am Rand 4 der Brennraumöffnung 2. Sie umfaßt erfindungsgemäß Ring 5, der dadurch hergestellt ist, daß aus einem Ausgangs­ material größerer Länge ein Teilstück abgetrennt und zu einem Ring geschlossen wird. Der Ring 5, der als Stopper wirkt, hat neben der Abdichtfunktion auch Stützfunktion für die radial außerhalb des Ringes 5 verlaufende zweite Dicht­ linie. Diese zweite Dichtlinie wird hier von einer Sicke 3 gebildet. Die zweite Dichtlinie mit Sicke 3 bildet den ela­ stischen Bereich der Dichtung, während der Stopperbereich mit Ring 5 eher statisch ist. Da der Stopperbereich eine größere Dicke aufweist als die dem Stopper benachbarte Dichtungslage, verhindert der Stopper im Betriebszustand der Dichtung ein vollständiges Abflachen der Sicke 3, so daß deren Elastizität über einen langen Zeitraum erhalten bleibt.

In Fig. 2 bis 6 und 9 sind mögliche Ausgestaltungsformen erfindungsgemäßer Zylinderkopfdichtungen im Teilquerschnitt in einem an eine Brennraumöffnung 2 angrenzenden Bereich angegeben. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche Teile der Dichtungen.

In Fig. 2 ist eine Mehrlagendichtung dargestellt, die zwei mit Sicken 3 versehene Dichtungslagen 9 und 9' aufweist. Die Dichtungslagen 9 und 9' sind symmetrisch und die Sic­ kenwölbungen einander zugekehrt. Zwischen den Dichtungsla­ gen 9 und 9' ist eine mittlere Dichtungslage 10 angeordnet, die nachfolgend als Distanzlage bezeichnet werden soll.

Die der Brennraumöffnung 2 benachbarten Ränder der drei Dichtungslagen enden auf einer Linie. Entsprechend überlap­ pen die äußeren Dichtungslagen 9 und 9' nicht mit dem Ring 5, welcher am Rand 4 der Distanzlage 10 angeordnet ist. Die Dicke d1 des Ringes 5 ist größer als die Dicke d2 der Di­ stanzlage 10. Der Ring 5 kann an die Distanzlage 10 ange­ schweißt, angelötet oder angeklebt sein, was jedoch nicht ausdrücklich dargestellt ist. Zur Verbesserung der Befesti­ gung des Ringes 5 am Rand 4 der Distanzlage 10 ist in Um­ fangsrichtung des Ringes 5 eine Vertiefung 7 vorgesehen, in welche der Rand der Distanzlage 10 eingefügt ist.

Der Ring weist in Umfangsrichtung eine Sicke 8 auf. Durch dieses elastisch verformbare Element ist der Ring im Be­ triebszustand der Dichtung in der Lage, sich Dichtspaltbe­ wegungen anzupassen und ihnen zu folgen.

Fig. 3 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung. Sie unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten Dichtung lediglich in der Ausgestaltung des Ringes 5. Auch hier ist der Ring aus einem im wesentlichen bandförmigen Ausgangsmaterial herge­ stellt, jedoch weist er keine Sicke auf, sondern besitzt einen im wesentlichen tonnenförmigen Querschnitt. Die Dicke des Ringes ist größer als die Summe der Dicken der drei Dichtungslagen 9, 9' und 10.

Fig. 4 zeigt eine zweilagige Zylinderkopfdichtung mit einer oberen Dichtungslage 9 mit einer Sicke 3 sowie einer Di­ stanzlage 10, an welcher wiederum ein Ring 5 angeordnet ist. Der Ring 5 kann, wie schon die Ringe in den vorange­ gangenen Dichtungsvarianten, aus einem plastisch verformba­ ren Material wie beispielsweise Metall bestehen. Um die Anpassung des Ringes 5 an die abzudichtenden Gegenflächen, hier also Motorblock und Zylinderkopf, zu verbessern, sind auf Ober- und Unterseite des Ringes 5 über die Oberflächen vorstehende Stege 11 vorhanden. Im Bereich dieser Stege 11 ist der Ring 5 besonders leicht plastisch verformbar. Da­ durch wird die Anpassung an die Bauteiltopographie erleich­ tert.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Einla­ gendichtung. In der einzigen Dichtungslage 9 ist eine Sicke 3 vorhanden, an welche sich eine zur anderen Seite der Dichtungsebene vorstehende Halbsicke anschließt. Der am Rand 4 der Durchgangsöffnung 2 angeordnete Ring 5 besitzt einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt mit einer Vertiefung 7 zur Aufnahme des Dichtungsrandes. Der Ring 5 ist bezüglich der Dichtungsebene bzw. Sicke 3 und Halbsicke symmetrisch angeordnet. Er bildet einen Vorstand gegenüber Ober- und Unterseite der Dichtungslage 9. Dadurch wird ver­ hindert, daß Sicke 3 und Halbsicke im Betrieb der Dichtung vollständig zusammengepreßt werden können.

In Fig. 6 ist erneut eine dreilagige Dichtung gezeigt, de­ ren Aufbau demjenigen der Dichtung gemäß Fig. 2 ähnelt. An­ stelle des gesickten Ringes in Fig. 2 ist hier ein U-förmi­ ger Ring vorhanden, der ebenfalls elastische Eigenschaften aufweist. Die Randbereiche der beiden gesickten Dichtungs­ lagen 9 und 9' überlappen mit dem Ring 5.

In Fig. 7 sind einige Beispiele für Ausgangsmaterialien dargestellt, wie sie zur Herstellung des Ringes in den er­ findungsgemäßen Dichtungen verwendet werden können. Die Ausgangsmaterialien 6 sind schematisch in perspektivischer Darstellung wiedergegeben, wobei die schraffierten Flächen den Querschnitt des Ausgangsmaterials verdeutlichen sollen.

Fig. 7a zeigt ein im wesentlichen drahtförmiges Ausgangsma­ terial 6 mit trapezförmigem Querschnitt, während der Quer­ schnitt des Ausgangsmaterials in Fig. 7b im wesentlichen tonnenförmig ist. Das in Fig. 7c gezeigte Ausgangsmaterial 6 weist auf Ober- und Unterseite Erhöhungen 11 auf, wie sie bereits im Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert wurden. Die Ausgangsmaterialien, welche in Fig. 7d und e gezeigt sind, weisen seitlich zwei bzw. eine Vertiefung auf, die über die gesamte Länge des Ausgangsmaterials vorhanden ist. Das in Fig. 7f dargestellte, gesickte bandförmige Ausgangsmaterial entspricht im wesentlichen demjenigen, aus welchem der in Fig. 2 dargestellte Ring gefertigt wurde, jedoch fehlt die Vertiefung 7. Fig. 7g zeigt das Ausgangs­ material mit U-förmigem Querschnitt, das bereits im Zusam­ menhang mit Fig. 6 besprochen wurde.

Im Ausgangsmaterial gemäß Fig. 7h sind zwei bandförmige, mit Sicken 8 versehene Materialien übereinander angeordnet, wobei die Sickenwölbungen voneinander weg weisen. Die bei­ den Bänder können lose aufeinander gelegt werden oder an einem oder beiden Rändern miteinander verbunden sein. Eine andere Variante besteht darin, ein Band doppelter Breite mit zwei parallel verlaufenden Sicken in der Mitte umzufal­ zen, so daß beide Sicken übereinander zu liegen kommen. Aufgrund der elastisch verformbaren Elemente kann sich ein aus dem Ausgangsmaterial gemäß Fig. 7h gefertigter Ring 5 Dichtspaltbewegungen elastisch anpassen.

Gleiches gilt für das spiralförmige Ausgangsmaterial, wel­ ches in Fig. 7i gezeigt ist. Anstelle der im wesentlichen ringförmigen Spirale könnten auch ovale oder eckige Grund­ formen verwendet werden.

Fig. 7j zeigt ein weiteres bandförmiges Ausgangsmaterial, welches Vertiefungen 11' auf Ober- und Unterseite aufweist.

Die im Zusammenhang mit Fig. 7 dargestellten Ausgangsmate­ rialien 6 bilden nur einen kleinen Ausschnitt der erfin­ dungsgemäß einsetzbaren Materialien, um den Stopperring 5 der erfindungsgemäßen Dichtungen herzustellen. Die Beispie­ le sollten jedoch deutlich gemacht haben, daß das erfin­ dungsgemäße Konzept dem Fachmann eine Vielzahl von Möglich­ keiten an die Hand gibt, den Stopperring den Abdichtungs­ anforderungen gezielt anzupassen.

In Fig. 8 sind drei unterschiedliche Varianten von mehr­ fach gewickelten Ringen im Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 dargestellt.

In Fig. 8a wurde ein bandförmiges Ausgangsmaterial 6 ver­ wendet, das spiralförmig derart gewickelt wurde, daß es die Durchgangsöffnung der Dichtung viermal umgibt. Für die in Fig. 8b und c dargestellten Ringe 5 wurde das Ausgangsmaterial so gewickelt, daß die Durchgangsöffnung jeweils dreimal umlaufen wird. Zusätzlich wurde das band­ förmige Ausgangsmaterial mit elastischen Elementen verse­ hen, um die elastische Anpassung des Ringes an die abzu­ dichtenden Gegenflächen zu verbessern. Das in Fig. 8b dar­ gestellte Ausgangsmaterial weist einen V-förmigen Quer­ schnitt auf; das in Fig. 8c gezeigte besitzt eine Sicke.

In Fig. 9 ist eine erfindungsgemäße Dichtung dargestellt, welche auf einem Motor mit Zylinderlaufbuchsen angeordnet ist. Die Dichtung ist im Teilquerschnitt in einem Bereich gezeigt, der sich an eine Brennraumöffnung 2 anschließt. Die Laufbuchse 12, welche die Brennraumöffnung 2 umgibt, weist gegenüber dem Motorblock einen Überstand auf, des­ sen Höhe mit h bezeichnet ist. Die erfindungsgemäße Dich­ tung besteht aus drei Lagen, nämlich zwei mit je einer Sicke 3 versehenen Dichtungslagen 9 bzw. 9', zwischen welchen eine Distanzlage 10 angeordnet ist. Die Dich­ tungslagen 9' und 10 enden an der Zylinderlaufbuchse 12, während die obere Dichtungslage 9 bis zur Brennraumöff­ nung 2 verläuft. Zwischen dieser Dichtungslage 9 und der Zylinderlaufbuchse 12 ist der Ring 5 angeordnet. In sei­ ner Ausgestaltung entspricht er dem in Fig. 7j darge­ stellten Ausgangsmaterial mit Vertiefungen 11'. In der dargestellten Anordnung wirkt der Überstand h der Zylin­ derlaufbuchse 12 bei der Ausübung der Stopperfunktion mit dem Ring 5 zusammen. Laufbuchsenüberstand und Stopperring 5 bewirken gemeinsam, daß die Sicken 3 im Betrieb der Dich­ tung nicht vollständig abgeflacht werden können.

Claims (23)

1. Flachdichtung (1) mit einer oder mehreren Dichtungs­ lagen (9, 9', 10) und wenigstens einer Durchgangs­ öffnung (2), die von wenigstens einer Sicke (3) umge­ ben ist, sowie einem Stopper, der im Bereich des Ran­ des (4) der Durchgangsöffnung (2) angeordnet ist und ein vollständiges Abflachen der wenigstens einen Sicke (3) im Einbauzustand der Dichtung verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopper einen Ring (5) umfaßt, der hergestellt ist durch Abtrennen eines Teilstücks aus einem Aus­ gangsmaterial (6) größerer Länge und Formen des Teilstücks zu einem Ring.

2. Flachdichtung, nämlich Zylinderkopfdichtung, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (d1) des Ringes (5) größer ist als die Dicke (d2) der Dichtungslage, an welcher der Ring (5) angeordnet ist.

3. Flachdichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (d1) des Ringes (5) zusammen mit der Höhe (h) des Buchsenüberstandes eines Motors mit Zy­ linderlaufbuchsen (12) größer ist als die Dicke (d2) der Dichtungslage, an welcher der Ring (5) angeordnet ist.

4. Flachdichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) auf einer der Dichtungslagen, insbe­ sondere auf einer inneren Dichtungslage (10) angeord­ net ist.

5. Flachdichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungslage (10) gekröpft ist, so daß der von der Dichtungslage (10) und dem Ring (5) gebildete Stopper über beide Oberflächen der Dichtungslage (10) mit gleicher Höhe vorsteht.

6. Flachdichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) die Durchgangsöffnung (2) mehrfach umgibt.

7. Flachdichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) am Rand (4) der Durchgangsöffnung (2) formschlüssig angebracht und insbesondere angelötet, angeschweißt, verklammert oder angeklebt ist.

8. Flachdichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Teilstücks des Ausgangsmaterials (6) nicht miteinander verbunden oder verklammert, ver­ klebt, verlötet oder verschweißt sind.

9. Flachdichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) in seinem der Dichtungslage (10), an welcher er angeordnet ist, zugewandten Randbereich eine in Umfangsrichtung verlaufende Vertiefung (7) aufweist.

10. Flachdichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) aus einem Material mit Memory-Ef­ fekt besteht.

11. Flachdichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) aus einem elastischen Material be­ steht.

12. Flachdichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) aus einem plastisch verformbaren Material und insbesondere aus Metall besteht.

13. Flachdichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) aus einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten besteht.

14. Flachdichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) mit einer Beschichtung und insbe­ sondere einer Gleitbeschichtung versehen ist.

15. Flachdichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) eine quasikristalline Oberfläche aufweist.

16. Flachdichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial (6) im wesentlichen draht- oder bandförmig ist.

17. Flachdichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial (6) einen im wesentlichen rechteckigen, trapezförmigen, runden, ovalen, tonnen-, kissen-, spiral-, V- oder U-förmigen Querschnitt auf­ weist.

18. Flachdichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial (6) wenigstens ein in Längs­ richtung verlaufendes elastisches Element und insbe­ sondere eine Sicke (8) aufweist.

19. Flachdichtung gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial (6) auf seiner Oberfläche Erhöhungen (11) und/oder Vertiefungen (11') aufweist.

20. Mehrlagige Flachdichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, welche wenigstens eine gesickte Dichtungs­ lage (9) und eine zu der wenigstens einen gesickten Dichtungslage benachbarte Distanzlage (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) an der Distanzlage (10) angeordnet ist.

21. Mehrlagige Flachdichtung gemäß Anspruch 20 mit zwei symmetrisch angeordneten gesickten Decklagen (9, 9'), dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) symmetrisch bezüglich der Distanzla­ ge (10) angeordnet ist.

22. Mehrlagige Flachdichtung gemäß Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der der Durchgangsöffnung (2) benachbarte Bereich der wenigstens einen gesickten Dichtungslage (9, 9') im Einbauzustand der Dichtung mit dem Ring (5) ganz oder teilweise überlappt.

23. Mehrlagige Flachdichtung gemäß Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der der Durchgangsöffnung (2) benachbarte Be­ reich der wenigstens einen gesickten Dichtungslage (9, 9') im Einbauzustand der Dichtung mit dem Ring (5) nicht überlappt.