DE19928602C2 - Metallische Flachdichtung - Google Patents
Metallische FlachdichtungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine metallische Flachdichtung 1, insbesondere Zylinderkopfdichtung für einen Verbrennungsmotor, mit einer eine Sicke 3 für eine Brennraum-Durchgangsöffnung 22 aufweisenden Dichtungsplatte 2 und mit einer Sickenklammereinrichtung 6, 9, 10 zum Beeinflussen des Verformungsverhaltens der Sicke 3, wobei die Sickenklammereinrichtung ein im wesentlichen flaches Halteblech 6 ist, das an der Dichtungsplatte 2 in einer die Sicke 3 überdeckenden Position angeordnet und beidseits der Sicke 3 mit der Dichtungsplatte 2 fest verbunden ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine metallische Flachdichtung,
insbesondere Zylinderkopfdichtung für einen Verbren
nungsmotor, mit einer eine Sicke für eine Brennraum-
Durchgangsöffnung aufweisenden Dichtungsplatte und mit
einer Sickenklammereinrichtung zum Beeinflussen des
Verformungsverhaltens der Sicke.
Aus der EP 0 494 801 B1 ist eine metallische Flachdich
tung für einen Verbrennungsmotor bekannt geworden, die
einen zweilagigen Aufbau aus zwei im wesentlichen ähn
lichen und aneinander anliegenden Grund- oder Dich
tungsplatten aufweist. Beide Platten weisen Sicken im
Bereich von Brennraumöffnungen auf, wobei jeweils eine
Sicke der einen Platte einer entsprechenden, jedoch
kleiner ausgebildeten Sicke der anderen Platte zugeord
net ist und diese überdeckt. Die beiden Platten sind an
ihren flachen, aneinander anliegenden Abschnitten zumindest
zwischen den Sicken und der Brennraumöffnung
fest miteinander verbunden. Die feste Verbindung
beeinflußt das Verformungsverhalten der beiden aufein
anderliegenden Sicken, wobei die jeweiligen Federkräfte
der einzelnen Sicken zusammenwirken.
Die EP 0 853 204 A1 offenbart eine Zylinderkopfdichtung
mit einer Sicke. Der durch die Sicke gebildete Hohlraum
ist dabei einer flachen Metallage benachbart und mit
einem festen Harz gefüllt.
Die DE 196 05 871 A1 offenbart ebenfalls eine Zylinder
kopfdichtung mit einer einem Stopper benachbarten Sicke
in einer Trägerlage. Diese Sicke ist auf ihrer konkaven
Seite durch einen Blechring abgedeckt, der als Verfor
mungsbegrenzer für Sicken in der Lagenebene benachbar
ter Metallagen dient und dessen Höhe so gewählt ist,
daß er der Überhöhung der Sicke auf ihrer konkaven Sei
te entspricht. Der Blechring kann auch durch Schweiß
punkte, Kleben oder dergleichen befestigt sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gat
tungsgemäße metallische Flachdichtung zu schaffen, die
bei einfachem Aufbau ein verbessertes, anpassbares Ver
formungsverhalten der Sicken aufweist.
Die Aufgabe wird bei der oben angegebenen, gattungsge
mäßen metallischen Flachdichtung dadurch gelöst, daß
die Sickenklammereinrichtung ein flaches Halteblech
ist, das an der Dichtungsplatte in einer die Sicke ü
berdeckenden Position angeordnet und beidseits der Si
cke mit der Dichtungsplatte durch eine fortlaufende
Verschweißung fest verbunden ist. Wenn die Flachdich
tung beim Einbau und gegenseitigen Verspannen der abzu
dichtenden Bauteile belastet wird und eine Druckkraft
auf die Sicke einwirkt, so daß sich deren gegenüberlie
gende Flanken zusammen mit den angrenzenden Sickenrand
bereichen der Dichtungsplatte verformen und verlagern
möchten, so verhindert oder erschwert zumindest das
Halteblech diese Verformung bzw. Verlagerung. Da das
flache Halteblech im Gegensatz zu der in der EP 0 494 801 B1
beschriebenen Flachdichtung keine Sicke auf
weist, könnte es in Abhängigkeit seines Materials und
seiner Dimensionierung lediglich einer definierten Län
gung ausgesetzt sein, so daß im Gegensatz zu dem kom
plizierten Biege- und Verformungsverhalten der als Si
ckenklammereinrichtung dienenden, gesickten Platte der
bekannten Flachdichtung durch eine Abstimmung der Fes
tigkeit des Halteblechs an die Kräfte- und Verformungs
bedingungen im Bereich der Sicke der Dichtungsplatte
ein Verformungsverhalten bzw. eine Verformungskennlinie
der Sicke beeinflußt und im gewünschten Umfang einge
stellt werden kann. Auf diese Weise kann die Elastizi
tität und das Dämpfungsverhalten der Sicke festgelegt
werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Da das Halteblech als Klammer oder Spannband für die
Sicke schon ausreichend bemessen ist, wenn es nur ge
ringfügig breiter ist als die Sicke, genügt zweckmäßi
gerweise eine ringförmige Ausbildung des Halteblechs
bei einer entsprechend ringförmig gestalteten Sicke. Da
das Halteblech keine Dichtungsfunktion übernehmen muß,
kann das Material und die Dimensionierung des Halte
blechs auf die Halte- oder Spannfunktion hin optimiert
werden. Statt einer vollständigen Ringform kann das
Halteblech auch aus mehreren Ringabschnitten gebildet
sein. Selbstverständlich ist die Anzahl, die Anordnung
und die Gestaltung der Sicken entsprechend den Dich
tungserfordernissen in weitem Rahmen wählbar.
Wenn die Dichtungsplatte mit einer vertieften Ausneh
mung an dem Bereich gebildet ist, an dem das Halteblech
an der Dichtungsplatte anliegt, kann auch ein ver
gleichsweise dickes Halteblech zum Verspannen der Sicke
verwendet werden, wodurch eine steifere Verformungs
kennlinie erzielt werden kann. Durch die vertiefte Aus
nehmung kann das Halteblech auch ohne Überstand an der
Dichtungsplatte angeordnet sein.
Wenn auch das flache Halteblech vorzugsweise als be
grenztes, der Sicke zugeordnetes Element vorgesehen
ist, so kann es dennoch auch als eine zusätzliche Dich
tungsplatte der Flachdichtung gebildet sein. Generell
kann die Flachdichtung aus zumindest zwei oder mehreren
Dichtungsplatten gebildet sein, wobei mit Sickenklam
mereinrichtungen verspannte Sicken in jeder Dichtungs
platte enthalten sein können. In den von den Sicken
entfernten äußeren Abdichtbereichen der Flachdichtung
können die Dichtungsplatten weitere Verbindungsbereiche
aufweisen.
Das Halteblech ist mit der Dichtungsplatte verschweißt,
um die feste Verbindung herzustellen.
Die Verschweißung ist fortlaufend ausgeführt, um eine
gleichmäßige Festigkeit der Verbindung und eine gleich
mäßige Beeinflussung der Verformungskennlinie zu erzie
len. Zum Einstellen spezieller Verformungskennlinien in
unterschiedlichen Richtungen oder Bereichen der Sicke
kann die fortlaufende Verschweißung mit Unterbrechungen
ausgeführt sein.
Als eine weitere Maßnahme zur Beeinflussung des Verfor
mungsverhaltens der Sicke kann eine von der Sicke ge
bildete und von dem Halteblech abgedeckte Vertiefung
der Dichtungsplatte eine Füllung enthalten. Die weitge
hend inkompressible Füllung ist in der Vertiefung ge
kapselt aufgenommen und verhindert ein Zusammendrücken
der Sicke. Die Füllung kann beispielsweise ein Füllma
terial mit einem Binder aus einem Duroplast und/oder
einem Thermoplast sein. Als Füllmaterial eignen sich
insbesondere metallische Werkstoffe in z. B. Pulver-
oder Kugelform, während als Duroplast z. B. Epoxidhar
ze, Silikonharze oder Polyamidharze und als Thermoplast
z. B. PTFE, PE oder PP verwendet werden können. Die
Füllung kann als ein an die Form der Vertiefung im we
sentlichen angepaßtes Formteil ausgebildet sein.
Wenn die Dichtungsplatte neben der ersten Sicke eine
benachbarte zweite Sicke aufweist, kann das Halteblech
zusätzlich diese zweite Sicke überdecken. Dabei kann
das Halteblech auch für die zweite Sicke eine Si
ckenklammereinrichtung bilden, wenn es beidseits der
zweiten Sicke mit der Dichtungsplatte fortlaufend ver
schweißt ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher er
läutert. Es zeigt:
Fig. 1 in einer Schnittansicht eine Sicke einer
Dichtungsplatte einer Flachdichtung mit einer
Sickenklammereinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 in einer Schnittansicht ein zweites Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 in einer Schnittansicht ein drittes Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 in einer Schnittansicht ein viertes Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 in einer Schnittansicht ein fünftes Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung;
Eine in Fig. 1 ausschnittsweise und schematisch darge
stellte metallische Flachdichtung 1 enthält eine Dich
tungsplatte 2 mit einer Sicke 3, die in bekannter Weise
als eine eine dichtungsunterseitige Vertiefung 4 bil
dende, in etwa trapezförmige Erhebung oder Ausbauchung
5 aus der Dichtungsplatte 2 geformt ist und ringförmig
eine Brennraum-Durchgangsöffnung 22 der Flachdichtung 1
umgibt. Eine Sickenklammereinrichtung weist ein flaches
Halteblech 6 auf, das entsprechend der um die Brenn
raum-Durchgangsöffnung 22 verlaufenden Sicke 3 ringför
mig gebildet ist, an der Dichtungsplatte 2 im Bereich
der Sicke 3 an der der Ausbauchung 5 gegenüberliegenden
Seite, die hier als Unterseite 7 bezeichnet ist, an den
beiden Sickenrandbereichen 8 der Dichtungsplatte 2 an
liegt und die Vertiefung 4 und die Sicke 3 überdeckt.
Das Blech 6 ist mit der Dichtungsplatte 2 beidseits der
Vertiefung 4 der Sicke 3 an den beiden Randbereichen 8
durch Schweißnähte 9, 10 fortlaufend bzw. umlaufend
fest verbunden. Wenn beim Einbau der Flachdichtung 1
die Sicke 3 durch Druckkraft senkrecht zur Dichtungs
platte 2 belastet
wird (Pfeile A in Fig. 1) und als Reaktion darauf sich
die beiden Randbereiche 8 der Dichtungsplatte 2 hori
zontal voneinander entfernen wollen (Pfeile B in Fig.
1), wirkt das Blech 6 einer Verformung der Sicke 3 und
einer Verlagerung der beiden Randbereiche 8 entgegen,
indem es die beiden Randbereiche 8 der Dichtungsplatte
2 in der Art einer Klammer miteinander verbunden und
verspannt hält. Dabei wird in Abhängigkeit von dem Ver
formungsverhalten des gewählten Blechs 6 und in Abstim
mung mit der Sicke 3 das gesamte Verformungsverhalten
der Sicke 3 bei Belastung abgestimmt und festgelegt.
Ein hochfestes, sich im wesentlichen nicht längendes
Blech 6 bildet in Abstimmung mit dem Material der Sicke
3 z. B. eine steife und sich nur geringfügig verformen
de Sicke 3.
Eine im wesentlichen nicht komprimierbare Füllung 11
kann in der von dem Blech 6 abgedeckten Vertiefung 4
gekapselt enthalten sein. Diese Füllung 11 verhindert
weitgehend ein Zusammendrücken der Vertiefung 4 bei der
Verformung der Sicke 3 und stellt somit eine zusätzli
che Dämpfung des Verformungsverhaltens der Sicke 3 be
reit.
In einer alternativen Gestaltung kann das Blech 6 eine
sich über die beschriebene Ringform der Sicke 3 hinaus
erstreckende Form, wie z. B. eine der Dichtungsplatte 2
entsprechende Form, aufweisen.
Bei einer Ausführungsvariante (siehe Fig. 2) enthält
die Flachdichtung 1 eine Dichtungsplatte 2 mit einer
Sicke 3 und der beschriebenen Sickenklammereinrichtung
mit dem Blech 6 als zentrale Lage sowie zusätzlich ein
oberes und ein unteres Deckblech 12 bzw. 13 mit einer
jeweiligen Sicke 14 bzw. 15. Die Dichtungsplatte 2 kann
eine vertiefte Ausnehmung 23 an dem Bereich aufweisen,
an dem das Blech 6 an der Dichtungsplatte 2 anliegt.
Die Ausnehmung 23 kann durch eine Reduzierung der Dicke
der Dichtungsplatte 2 im Bereich der Sicke 3 und der
beiden angrenzenden Randbereichen 8, 8' gebildet sein.
Andererseits kann auch eine nur einseitige Ausnehmung
23 an dem rechten, äußeren Randbereich 8' ausgebildet
sein und der brennraumseitige innere Randbereich 8 der
Sicke 3 weist eine geringere Kröpfung auf, so daß das
Blech 6 dennoch in ebener Position an der Dichtungs
platte 2 angeordnet ist.
Die Ausführungsform der Flachdichtung gemäß Fig. 3 ent
hält neben der Dichtungsplatte 2 mit der verspannten
oder verklammerten Sicke 3 eine weitere Deckplatte 16
mit einer Sicke 17, die die verspannte Sicke 3 über
greift und dabei auf dieser aufliegen kann. Bei der
Montage stützt die verspannte Sicke 3 die darüber ange
ordnete Sicke 17 ab, wodurch die Steifigkeit der kombi
nierten Sicken 3 und 17 erhöht wird.
Fig. 4 zeigt eine Flachdichtung 1 mit einer oberen
Dichtungsplatte 2, die eine mit einem Blech 6 verspann
te Sicke 3 aufweist. Zusätzlich enthält die Flachdich
tung 1 eine ungesickte zentrale Dichtungsplatte 18 so
wie eine untere Dichtungsplatte 19.
Die in Fig. 5 dargestellte Flachdichtung 1 weist eine
Dichtungsplatte 2 mit zwei benachbarten, auf derselben
Seite erhabenen Sicken 3 und 3' sowie ein Halteblech 6'
in Form einer zusätzlichen flachen Dichtungsplatte auf,
die an den beiden Randbereichen 8 neben der ersten Si
cke 3 mit der gesickten Dichtungsplatte 2 mit Schweiß
nähten 9, 10 fortlaufend verschweißt ist und auf diese
Weise die Verklammerung oder Verspannung bildet. Fakul
tativ kann durch eine zusätzliche Verschweißung 20 auch
die zweite Sicke 3' verspannt werden. Das untere Halte
blech 6' kann auch auf die Sicken 3 und 3' begrenzt
sein.
Claims (10)
1. Metallische Flachdichtung, insbesondere Zylin
derkopfdichtung für einen Verbrennungsmotor,
mit einer eine Sicke für eine Brennraum-
Durchgangsöffnung aufweisenden Dichtungsplatte
und mit einer Sickenklammereinrichtung zum Be
einflussen des Verformungsverhaltens der Sicke,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sickenklammereinrichtung ein flaches
Halteblech (6) ist, das an der Dichtungsplatte
(2) in einer die Sicke (3) überdeckenden Positi
on angeordnet und beidseits der Sicke (3) mit
der Dichtungsplatte (2) durch eine fortlaufende
Verschweißung fest verbunden ist.
2. Metallische Flachdichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das flache Halte
blech (6) eine der Sicke (3) entsprechende Ring
form oder Ringabschnittsform aufweist.
3. Metallische Flachdichtung nach Anspruch 1 oder
2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsplatte
(2) eine vertiefte Ausnehmung (23) aufweist, in
der das Halteblech (6) an der Dichtungsplatte
(2) anliegt.
4. Metallische Flachdichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das flache Halte
blech (6) von einer zusätzlichen Dichtungsplatte
(6') der Flachdichtung (1) gebildet ist.
5. Metallische Flachdichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest zwei
Dichtungsplatten (2, 6', 12, 13, 16, 18, 19)
aufweist.
6. Metallische Flachdichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Sicke
(3) gebildete und von dem Halteblech (6) abge
deckte Vertiefung (4) der Dichtungsplatte (2)
eine Füllung (11) enthält.
7. Metallische Flachdichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung (11) ein
Füllmaterial und ein Duroplast und/oder ein
Thermoplast aufweist.
8. Metallische Flachdichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial
pulverförmig oder kugelförmig ist.
9. Metallische Flachdichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Halteblech (6,
6') zusätzlich eine benachbarte zweite Sicke
(3') der Dichtungsplatte (2) überdeckt.
10. Metallische Flachdichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Halteblech (6,
6') auch für die zweite Sicke (3') eine Si
ckenklammereinrichtung bildet.
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EP0853204A1 (de) * | 1997-01-13 | 1998-07-15 | Nippon Reinz Co., Ltd. | Metall-Laminatdichtung |
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