DE2304558A1

DE2304558A1 - Flachdichtung, insbesondere zylinderkopfdichtung

Info

Publication number: DE2304558A1
Application number: DE19732304558
Authority: DE
Inventors: Josef Dr Fazekas; Paul Joehren; Martin Dr Morsbach; Friedhelm Stecher
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1973-01-31
Filing date: 1973-01-31
Publication date: 1974-08-15
Also published as: JPS49109758A; DE2304558B2; FR2216865A5; JPS5824468B2; IT1002194B; GB1447143A

Description

GOETZEWERKE Burscheid, den 19. Januar 1973

Friedrich Goetze AG Zentr.-Büro Techn./329/Lö/Mo. (1449 I)

Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung aus einem faserartigen und/ oder porösen Werkstoff, insbesondere eine Zylinderkopfdichtung, die aus einer gegebenenfalls metallisch verstärkten Weichstoffplatte besteht, die teilweise oder vollständig mit einer Flüssigkeit getränkt ist.

Zylinderkopfdichtungen für Brennkraftmaschinen bestehen vielfach aus einem Faserstoff, wie zum Beispiel Asbest, der gegebenenfalls mit einer oder mehreren ein- oder aufgelagerten Metallplatten verstärkt ist. Ausgangswerkstoff für solche Zylinderkopfdichtungen ist eine mit Bindemitteln, wie Natur- oder Synthesekautschuk, vermischte Asbestfasermasse, die in Plattenform mit den Metallplatten verbunden ist.

Zylinderkopfdichtungen enthalten Durchgänge für die Brennkammern, das Kühlwasser und das Schmieröl. Im Bereich dieser Durchgänge müssen die Dichtungsränder besonders undurchlässig gegen die heißen Gase des Brennraums, gegen das Schmieröl und gegen das

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gegebenenfalls Frostschutzmittel haltige Kühlwasser sein, wobei insbesondere die Verbrennungsgase unter einem erhöhten Druck stehen. Dafür reicht eine einfache Dichtung aus Asbestfaser, Bindemittel und gegebenenfalls verstärkenden Metallplatten nicht aus, da die Querschnittsdichtigkeit des porösen Asbestfaserwerkstoffes unzulänglich ist und die abzudichtenden Medien durch die Dichtung austreten. Eine zusätzliche Verbesserung der Dichtigkeit des Asbestmaterials ist erforderlich.

Üblicherweise -wird die Mikroabdichtung an der Oberfläche von Zylinderkopfdichtungen verbessert, indem diese mit Überzugs schichten versehen werden. Ebenso wird nach bekannten Verfahren die Querschnittsdichtigkeit verbessert, indem die Asbestfaser schicht imprägniert bzw. durchtränkt wird. Als Imprägnations- bzw. Durchtränkungsmittel werden hierzu Lösungen, Dispersionen, Emulsionen oder Latices von polymerisierten oder auch polymerisierbaren Substanzen verwendet. Nach der DT-PS 1.072.032 wird zum Beispiel mit derartigen Mitteln imprägniert, allerdings nur im unmittelbaren Bereich der Durchgänge. Nach anderen Verfahren benutzt man als Imprägnationsmittel selbsttrocknende pflanzliche Öle, wie zum Beispiel Leinöl mit oder ohne Zusätzen (vgl. DT-PS 740.388 und QS-PS 2.040.348).

Bei den zuerst genannten Verfahren ist von Nachteil, daß der polymerisierte oder auch polymerisierbare Stoff zusammen mit Lösungsmittel, Dispersionsmittel oder Emulsionsmittel in die Asbestfaserschicht eingebracht wird. Diese Bestandteile verdampfen im anschließenden Trocknungsprozeß, es entstehen Hohlräume bzw.

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Poren, und das Material bläht sich auf. Damit der Stoff eine besonders gute Fähigkeit zur Abdichtung erhält, muß anschließend durch eine Pressung nachverdichtet werden.

Der Einsatz von selbsttrocknenden Ölen pflanzlichen Ursprungs hat sich als Imprägnationsmittel nicht durchgesetzt. Vermutlich liegt es daran, weil das verharzte Leinöl verseifbar und nicht beständig genug gegen Schmieröle, Wasser und Brenngase ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderkopfdichtung mit einer verbesserten Querschnittsdichtigkeit herzustellen, wobei gleichzeitig die bei den bisher bekannten Zylinderkopfdichtungen vorhandenen Mangel behoben und deren Herstellungskosten möglichst gering sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem als Tränkmittel eine organische, synthetische und vollständig polymerisierbare Flüssigkeit verwendet wird. Das Tränkmittel ist in an sich bekannter "Weise durch Tauchen, Aufsprühen oder Aufwalzen in die Asbestfaserschicht eingebracht und anschließend thermisch, peroxydisch, mit Schwefel oder nach anderen Verfahren vernetzt. Die Flüssigkeit muß daher vollständig polymersierbar sein bzw. darf beim Erhitzen auf die maximale Betriebstemperatur des Motors keine verdampfenden Substanzen abgeben im Gegensatz zu den bisher bekannten Tränkmitteln, und sie muß eine geringe Viskosität besitzen, damit mindestens im Bereich der Oberflächen eine vollständige Tränkung des Fasermaterials gewährleistet ist. Es ist dabei unbedeutend, ob das Tränkmittel zu geringem Anteil hochsiedende Streckmittel oder

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Weichmacher enthält. Für die Erfindung spielt es keine Rolle, ob es sich hierbei um eine bloße Weichstoffdichtung, eine aus zwei äußeren Weichstoffplatten mit dazwischengelagerter Metallplatte oder aus einer einseitig mit einer Metallplatte bedeckten Weichstoffplatte handelt.

Um eine gut abdichtende Zylinderkopfdichtung zu erhalten, muß die Asbestfaserschicht noch komprimierbar sein, das heißt, es dürfen nicht alle Poren mit Tränkflüssigkeit gefüllt sein.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn das Tränkmittel in der einbaufertigen Zylinderkopfdichtung nur teilpolymerisiert ist. Die vollständige Nachvernetzung erfolgt dann im eingebauten Zustand. Damit erreicht man, daß die Dichtung beim Einbau sich den Unebenheiten der abzudichtenden Flächen plastisch anpassen kann. Die Steuerung der Teilpolymerisation kann gegebenenfalls auch mit Zusätzen erreicht werden. Gegebenenfalls können der Tränkflüssigkeit auch feste Stoffe in Dispersion zugegeben werden, die sich beim Tränken an der Oberfläche der Asbestfaser anreichern. Diese Stoffe sind der Klebrigkeit entgegenwirkende Stoffe, wie zum Beispiel Graphit oder Talkum.

Mit der Erfindung werden gleichzeitig die Herstellungskosten reduziert, da keine Lösungsmittel, Dispersionsmittel oder Emulsionsmittel in langwierigen Trocknungsverfahren aus der getränkten Dichtung entfernt und mit teuren Anlagen zurückgewonnen werden müssen. Außerdem wird eine bisher übliche Nachverdichtung des Asbestwerkstoffes überflüssig.

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Beispiel: Es wird eine fertig gestanzte und gebördelte Asbestzylinderkopfdichtung in ein Bad mit 100 Teilen viscösem Polybutadien (MG 1500) und 12 Teilen Mineralöl als Streckmittel so getaucht, daß ein Teil der Poren in der Asbestfaserschicht mit Tränkmitteln durchsetzt sind. Die anschließende Vernetzung erfolgt bei ca. 130 C. im Ofen über ca. 3 Stunden. Durch Zugabe von zum Beispiel Alterungsschutzmitteln wird durch Kettenabbruchreaktionen der Vernetzungsgrad so eingestellt, daß das Polymerisat noch eine gute Plastizität aufweist. Anschließend wird die Oberfläche nach bekannten Verfahren mit einer Schicht überzogen, die Graphit, Talkum oder ähnliche der Klebrigkeit entgegenwirkende Substanzen enthält. Die so erhaltene Zylinderkopfdichtung wird in den Motor eingebaut. Sie schmiegt sich den Unebenheiten der abzudichtenden Flächen gut an, weil die Asbestschicht noch Poren enthält und die Tränkflüssigkeit noch plastisch und komprimierbar ist.

Nach Einbau in den Motor erfolgt bei dessen Betriebstemperatur die thermische Nachvernetzung des Tränkmittels, dadurch stellt sich die gewünschte Querschnittsdichtigkeit mit der gewünschten Undurchlässigkeit gegen Brenngase, Schmieröle und Kühlflüssigkeit ein.

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Claims

GOETZEWERKE Burscheid, den 19. Januar 1973

Friedrich Goetze AG Zentr.-Büro Techn./329/Lö/Mo. (1449

Patentansprüche

Flachdichtung aus einem faserartigen und / oder porösen Werkstoff, insbesondere eine Zylinderkopfdichtung, die aus einer gegebenenfalls metallisch verstärkten Weichstoffplatte besteht, die teilweise oder vollständig mit einer Flüssigkeit getränkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Tränkmittel eine organische, synthetische und vollständig polymerisierbare Flüssigkeit ist.
2.) Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Tränkmittel thermisch, peroxydisch, mit Schwefel oder mit anderen Härtungsverfahren polymerisiert ist.
3.) Flachdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tränkrnittel in der einbaufähigen Flachdichtung bis zu einer plastischen Konsistenz teilpolymerisiert ist.
4.) Flachdichtung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Tränkmittel feste Stoffe

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in Dispersion enthält.
5.) Flachdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Stoffe der Klebrigkeit entgegenwirkende Stoffe wie zum Beispiel Graphit oder Talkum sind.

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