DE19847335A1

DE19847335A1 - Metallische Flachdichtung

Info

Publication number: DE19847335A1
Application number: DE1998147335
Authority: DE
Inventors: Klaus Schmitt; Joerg Schmitz; Markus Heilig; Christoph Hilgert
Original assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Current assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2000-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine ein- oder mehrlagige metallische Flachdichtung 1 für Verbrennungskraftmaschinen. Die zur Abdichtung von Durchgangsöffnungen 2, 3, 4, 5 vorgesehene Sicke 6 weist Abschnitte 10, 11 mit verminderter Dicke auf, die als Vertiefungen 12, 12', 13, 13' ausgebildeten Abschnitte reduzieren die Federsteifigkeit der Sicke 6.

Description

Die Erfindung betrifft eine ein - oder mehrlagige Flachdichtung aus metallischem Werkstoff wie insbesondere eine Zylinderkopfdichtung oder Auspuffflanschdichtung für Verbrennungskraftmaschinen mit mindestens einer gesickten Metallage, deren Sicke mindestens mit einem Sickenfuß und -kamm zur Abdichtung von Durchgangsöffnungen auf einer abzudichtenden Fläche aufliegt, wobei die Metallage Abschnitte aufweist, in denen die Dicke der Metallage verringert ist.

Metallische Flachdichtungen werden eingesetzt zur Abdichtung von Bauteilen, die ständigen Pressungsänderungen unterworfen sind z. B. durch oszillierende Druck- oder Temperaturschwankungen. Um der Dichtung gute und dauerhafte Federungseigenschaften zu geben, werden die zur Abdichtung notwendigen Sicken durch die Geometrie ihres Querschnittes und dem Werkstoff festgelegt.

Aus der EP 0230 804 ist eine metallische Flachdichtung zu entnehmen, bei der eine gesickte Metallage verwendet wird, deren Sicke entlang der abzudichtenden Durchgangsöffnung unterschiedliche Höhen und Breiten aufweist.

Kennzeichnend für die Federeigenschaft der Sicke ist u. a. die Federkennlinie. Diese muß so ausgelegt sein, daß der Arbeitsbereich der Sicke abgedeckt ist. Die Federkraft der Sicke ist von der Steifigkeit der Sicke abhängig. Wenn die Dicke der Metallage erhöht wird, wird die Sicke steifer. Bei konstanter Sickenbreite nimmt die Sickenkraft mit der Sickenhöhe zu und mit abnehmender Sickenhöhe ab.

Insgesamt läßt sich die Federkennlinie durch Varianten von Höhe und Breite nur in engen Grenzen verändern.

Um Schadraumvolumen im Bereich von Zylinderkopfdichtungen zu verringern, wird verstärkt der Einsatz von kleinen Einbauhöhen gefordert. Dieser Forderung wird man mit einlagigen Flachdichtungen am besten gerecht.

Aus der DE 197 51 293 A1 ist eine gattungsgemäße metallische Flachdichtung zu entnehmen. Die Flachdichtung kann aus einer oder mehreren Metallagen ausgebildet sein.

Zur Verminderung der Dichtungsbetriebsdicke weist die Dichtung Abschnitte mit verminderter Dicke auf. Diese Abschnitte sind am Brennraumrand als Kanäle ausgebildet und dienen dazu, nach einem Falt- und Prägeprozeß Werkstoff aufzunehmen, der durch den Falt- und Prägeprozeß verformt wird.

Die Abschnitte verminderter Dicke nehmen aber keinen Einfluß auf die Steifigkeit der Sicke.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Flachdichtung zu schaffen, bei der eine Änderung der Federkennlinie der Sicke in weiten Grenzen vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dokumentiert. Durch die Verringerung der Materialdicke in definierten Bereichen der Sicke ist die Steifigkeit der Sicke in Abhängigkeit vom Anwendungsfall gezielt einstellbar. Durch Änderung von Sickenbreite und -höhe in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Dickenveränderung lassen sich Federkennlinien in großen Bandbreiten herstellen. Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Teilansicht einer Zylinderkopfdichtung für Brennkraftmaschinen

Fig. 2 Teilschnitt gemäß Schnittlinie II-II in Fig. 1

Fig. 3 Ausschnittsvergrößerung gemäß Ausschnitt III, IV der Fig. 2

Fig. 4 alternative Ausgestaltung der Sicke gemäß Fig. 3

Die metallische Flachdichtung nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einer gesickten Metallage 1, in der Durchbrüche für Kühl- und Schmiermittelkanäle 2, 3, Schraubenbolzen 4 sowie Brennraumöffnungen 5 eingebracht sind. Diese Durchgangsöffnungen werden teilweise von elastischen Abdichtmitteln in Form von Sicken umgeben.

In der Fig. 2 ist dies exemplarisch anhand der Durchgangsöffnung 5, welche die Brennraumöffnung darstellt. Die Sicke 6 umschließt die Brennraumöffnung 5 vollkommen. Im eingebauten Zustand (nicht dargestellt), liegt die Sicke 6 mit ihrem Sickenkamm 7 z. B. an dem Zylinderkopf und mit ihren Sickenfüßen 8, 8' an den Zylinderblock dichtend an. Damit die Sicke 6 nicht vollständig zwischen Zylinderblock und -kopf plattgedrückt werden kann, können Verpressungsbegrenzer auf der Metallage befestigt sein. Im Ausführungsbeispiel ist ein Ring 9 auf einer Oberfläche der Metallage angeordnet.

Beim Einsatz von relativ dicken Metallagen 1 besteht das Problem, daß die Sicke 6 eine hohe Steifigkeit aufweist und deshalb keine guten elastischen Eigenschaften besitzt. Erfindungsgemäß ist deshalb wie in der Fig. 3 dargestellt, in den Abschnitten 10, 11, d. h. im Bereich der Sickenfüße 8, 8' und des Sickenkammes 7 durch Einbringen von Vertiefungen die Dicke der Metallage 1 verringert. Vorzugsweise sind die Vertiefungen auf der Oberfläche der Metallage angeordnet, an der der Werkstoff einer Stauchbeanspruchung unterliegt. Bei dickeren Metallagen 1' können wie in Fig. 4 dargestellt auch auf der Oberfläche der Metallage 1' Vertiefungen 13, 13' vorgesehen sein, an der der Werkstoff einer Streckbeanspruchung unterliegt. Auf diese Weise sind doppelseitige Einschnürungen 12, 13; 12', 13' gebildet.

Die Abschnitte 10, 11 mit den Vertiefungen 12, 12', 13, 13' können sich kontinuierlich entlang der Sicke 6 erstrecken oder aber partiell, d. h. über den Umfang der Brennraumöffnung S sind an definierten Stellen Einschnürungen angeordnet, während sie an anderen Stellen fehlen.

Die Erfindung eignet sich nicht nur für Zylinderkopfdichtungen, sondern auch für andere Flachdichtungen, bestehend aus ein oder mehreren Lagen.

Claims

1. Ein- oder mehrlagige Flachdichtung aus metallischem Werkstoff wie insbesondere eine Zylinderkopfdichtung oder Auspuffflanschdichtung für Verbrennungskraftmaschinen mit mindestens einer gesickten Metallage, deren Sicke mindestens mit einem Sickenfuß und -kamm zur Abdichtung von Durchgangsöffnungen auf einer abzudichtenden Fläche aufliegt, wobei die Metallage Abschnitte aufweist, in denen die Dicke der Metallage verringert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (10, 11) sich entlang des Sickenfußes (8, 8') und/oder -kammes (7) der Sicke (6) erstrecken, derart, daß die Steifigkeit der Sicke (6) vermindert ist.

2. Metallische Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verringerte Dicke der Metallage (1, 1') in den Abschnitten (10, 11) durch Einbringen von Vertiefungen (12, 12', 13, 13') erzeugt ist.

3. Metallische Flachdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (12, 12') auf jeweils der Oberfläche der Metallage (1, 1') angeordnet sind, auf der der Werkstoff nach Herstellung der Sicke (6) einer Stauchbeanspruchung unterworfen ist.

4. Metallische Flachdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (13, 13') auf jeweils der Oberfläche der Metallage 1, 1' angeordnet sind, auf der der Werkstoff einer Streckbeanspruchung unterworfen ist.

5. Metallische Flachdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (12, 12', 13, 13') auf der Oberfläche der Metallage (1, 1') angeordnet sind, auf der der Werkstoff einer Streckbeanspruchung unterworfen ist, und zusätzlich auf der Oberfläche auf der der Werkstoff einer Stauchbeanspruchung unterworden ist, so daß die Abschnitte (10, 11) als doppelseitige Einschnürungen ausgebildet sind.

6. Metallische Flachdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (12, 12', 13, 13') sich partiell entlang des Sickenfußes (8, 8') und/oder kammes (7) erstrecken.