DE2644371C2

DE2644371C2 - Cylinder head gasket for internal combustion engines

Info

Publication number: DE2644371C2
Application number: DE19762644371
Authority: DE
Inventors: Hans-Bernd 5090 Leverkusen Tegeler
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1976-10-01
Filing date: 1976-10-01
Publication date: 1982-05-19
Also published as: FR2366452A1; IT1114831B; DE2644371A1; GB1567407A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einer beschichteten Metallplatte, insbesondere einer Stahlplatte, deren Brenr.iaumränder mindestens eine ringförmig umlaufende Dichtsicke aufweisen und deren Flüssigkeitsdurchgänge durch poröse Weichstoffeinlagen abgedichtet sind.The invention relates to a cylinder head gasket for internal combustion engines, consisting of a coated one Metal plate, in particular a steel plate, the burner rims of which have at least one ring-shaped circumferential Have sealing bead and their liquid passages sealed by porous soft material inserts are.

Dichtungen aus Stahlblech mit gegebenenfalls den Brennraum ringförmig umlaufender, im Einbau/.ustand einer völligen Abflachung widerstehenden Dichtsicke können sehr hohen Flächenpressungen standhalten und werden daher in der Praxis meist in Dieselmotoren mit hohen Mitteldrucken und Drehzahlen eingesetzt. Aufgrund des geringen plastischen Anpassungsvermögens und der damit verbundenen geringen Oberflächendichtigkeit werden die thermisch weniger belasteten Flüssigkeitsdurchgangsöffnungen für Schmieröl und Kühlmittel zum Beispiel nach der US-PS 22 89 620 und der US-PS 33 52 564 von Auflagen aus vorzugsweise Elastomeren umgeben oder durch Einlagen aus Weichstoff in meist Ringform abgedichtet. Als Weichstoffe werden dabei meist Asbestfaserschichten mit gegebenenfalls metallischer Verstärkung eingesetzt. Das Metallblech hat gegebenenfalls zusätzliche Oberflächenbeschichtungen aus Fluorpolymeren, die auch im Dauerbetrieb plastisch und elastisch bleiben und damit eine Oberflächendichtigkeit garantieren (vgl. z. B. MTZ 31 (1970) Heft 1, Seite 33).Seals made of sheet steel with, if necessary, the combustion chamber surrounding the combustion chamber in a ring shape, when installed / a complete flattening resisting sealing bead can withstand very high surface pressures and are therefore mostly used in practice in diesel engines with high mean pressures and speeds. Due to the low plastic adaptability and the associated low surface impermeability the thermally less stressed fluid passage openings for lubricating oil and Coolant, for example, according to US-PS 22 89 620 and US-PS 33 52 564 from conditions preferably Surrounded by elastomers or sealed by inlays made of soft material, usually in a ring shape. As soft materials Asbestos fiber layers with, if necessary, metallic reinforcement are used. The metal sheet may have additional surface coatings made of fluoropolymers, which are also used in the Remain plastic and elastic in continuous operation and thus guarantee surface impermeability (see e.g. MTZ 31 (1970) issue 1, page 33).

Nachteilig ist es jedoch bei Zylinderkopfdichtungen dieser Art, daß an den rein metallisch abgedichteten Brennraumrändern Verbrennungsgase austreten und zwischen Dichtungsplatte und Motorblock beziehungsweise Zylinderblock gelangen können. Die sich dabei bildenden Druckposten sind unerwünscht, weil sie Weichstoffauf- oder -einlagen infolge des rückseitig auf sie einwirkenden Staudruckes seitlich in die Kühl- beziehungsweise Schmiermittelkanäle eindrücken, so daß öl- und Wasserleckagen entstehen. Zur Abhilf5 werden daher die Auf- und Einlagen an der Dichtungsplatte mit besonderen Maßnahmen befestigt. So wird zum Beispiel nach der US-PS 33 52 564 das Metallblech so perforiert, daß beim Auftrag der Elastomermischung diese sich in der Metallplatte mechanisch verankert und nach dem Vulkanisieren eine besondere Bildung zustande kommt. Nach der US-PS 22 89 620 wird durch thermisches Aufspritzen von Metall auf die Dichtungsplatte der Haftgrund verbessert, auf dem dann der Kunstharzüberzug besonders haftet. Asbesteinlagen werden unter Verwendung von Haftmitteln in die entsprechenden Öffnungen geklebt, allerdings ist das haftfeste Verbinden mit den Öffnungsrändern schwierig. Bei Dichtungen mit Oberzügen aus Fluorpolymeren auf ίο den Metallteilen müssen die Oberflächen in gesonderten Verfahrensschritten durch beispielsweise Phosphatieren haftfähig gemacht und dann überzogen werden.However, it is disadvantageous in cylinder head gaskets of this type that combustion gases escape at the purely metallic sealed combustion chamber edges and can get between the sealing plate and the engine block or cylinder block. The resulting pressure posts are undesirable because they press soft material pads or inserts laterally into the coolant or lubricant channels as a result of the back pressure acting on them, so that oil and water leaks occur. To remedy this, the supports and inserts are attached to the sealing plate with special measures. For example, according to US Pat. No. 3,352,564, the metal sheet is perforated in such a way that when the elastomer mixture is applied, it is mechanically anchored in the metal plate and a special formation occurs after vulcanization. According to US-PS 22 89 620, the adhesive base is improved by thermal spraying of metal onto the sealing plate, to which the synthetic resin coating then particularly adheres. Asbestos inlays are glued into the corresponding openings using adhesives, but it is difficult to adhere firmly to the edges of the opening. In the case of seals with coverings made of fluoropolymers on the metal parts, the surfaces must be made adhesive in separate process steps, for example by phosphating, and then coated.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine metallische Zylinderkopfdichtung mit von Weichstoffeinlagen abgedichteten Flüssigkeitsdurchgängen zu schaffen, bei denen die Weichstoffeinlagen eine hohe Festigkeit und Querschnittsdichtigkeit sowie eine gute Haftung an den Metallkanten besitzen. Zusätzlich sollen die Metallteile in preisgünstigenThe present invention is therefore based on the object of a metallic cylinder head gasket with to create liquid passages sealed by soft material inserts, in which the soft material inserts have high strength and cross-sectional impermeability as well as good adhesion to the metal edges. In addition, the metal parts should be inexpensive

Verfahren mit Überzügen für den Korrosionsschutz und eine gute Oberflächenabdichtung überzogen sein.Process to be covered with coatings for corrosion protection and a good surface seal.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Zylinderkopfdichtung gelöst, deren Poren der Weichstoffeiniagen ganz oder teilweise über die Fläche gleichmäßig mit Imprägniermittel durchtränkt sind und deren Metallflächen mit einer Auflageschicht aus Imprägniermittel versehen sind, wobei die Auflagenschicht ;ind das Imprägniermittel in einem einzigen Arbeitsprozeß aufgetragen sind. Das ImprägniermittelAccording to the invention, this object is achieved by a cylinder head gasket, the pores of which are made of soft material are completely or partially soaked evenly over the surface with impregnating agent and the metal surfaces of which are provided with a coating of impregnating agent, the coating ; ind the impregnation agent are applied in a single work process. The impregnation agent

so für die Auflagenschicht und die Imprägnation ist dabei bevorzugt eine organische, synthetische, vollständig polymerisierbare Flüssigkeit, die nach dem Auftragsprozeß vorzugsweise thermisch vernetzt wird. so for the support layer, and the impregnation is preferably an organic, synthetic, completely-polymerizable liquid which is preferably thermally cross-linked after the application process.

Zwar ist es bekannt, Dichtungen aus Asbestfaserschichten mit von metallischen Bördeln eingefaßten Brennraumrändern durch Tauchen, Aufwalzen oder Aufsprühen zu imprägnieren (vgl. zum Beispiel Prospekt der Firma Goetze» Die Dichtung« Nr. 6), so daß auf den Bördelschenkcln die Oberflächendichtigkeit verbessernde Überzüge entstehen, das Problem einer Haftung von Metall an Asbestfasermaterial besteht bei derartigen Asbestdichtungsplalten jedoch nicht.It is known to have seals made of asbestos fiber layers with metallic flanges Impregnate the edges of the combustion chamber by dipping, rolling or spraying (see for example brochure of the Goetze company "The Seal" No. 6), so that the surface tightness on the flange legs Improving coatings are created, and there is a problem with the adhesion of metal to asbestos fiber material however, not such asbestos sealing slats.

Die behandlung der eingesetzten Dichtung aus Metall mit Weichstoffeinlagen bietet nämlich den besonderen Vorteil, daß die Asbestfascrstoffeinlage durch die Tränkung aufquillt, sich an die sie umgebenden Metallkanten anpreßt, und durch die angeschlosse Polymerisation erfolgt dann im Sinne einer Anvulkanisation ein fester Verbund von Metall zu Weichstoff. Die Verwendung eines gesonderten Klebstoffes entfällt, und gleichzeitig erhält die Asbestfaserschicht im gleichen Verfahrensschritt neben einer verbesserten Querschnittsdichtigkeit eine hohe Festigkeit, so daß das bisher nachteilige Herausdrücken der Weichstoffschichten durch heiße Verbrennungsgase vermieden wird.The treatment of the inserted metal seal with soft material inserts offers something special Advantage that the Asbestosfascrstoffeinlage swells due to the impregnation, to those surrounding them Metal edges pressed on, and the subsequent polymerization then takes place in the sense of a vulcanization a solid bond between metal and soft material. There is no need to use a separate adhesive, and at the same time, the asbestos fiber layer is given an improved cross-sectional impermeability in the same process step high strength, so that the previously disadvantageous pressing out of the soft material layers is avoided by hot combustion gases.

Während bisher bei Dichtungen vielfach die Auflageschichten meist aus Lösungen von Fluorpolymeren hergestellt wurden, bei denen Schwierigkeiten der Haftung am Metall auftreten und in gesonderten Verfahrensstufen eine Vorbehandlung der Metallbleche erforderlich war, entsteht jetzt durch die Verwendung vollständig polymerisierbarer, organisch synthetischer Flüssigkeiten bei dem Vernetzen eine feste Haftung des Überzuges am Metall. Damit erhalten die Metallteile dieWhile so far the bearing layers for seals have mostly consisted of solutions of fluoropolymers where there are difficulties of adhesion to the metal and in separate Process stages a pretreatment of the metal sheets was required, now arises through the use fully polymerizable, organically synthetic liquids in the crosslinking a firm adhesion of the Plating on the metal. This gives the metal parts the

fr⁵ insbesondere für den Brennraumbereich wichtige Oberflächenabdichtgüte und den geforderten Korrosionsschutz. Vorteilhaft und kostensparend ist zusätzlich die einstufige Auftragung des Überzuges und dieFor ⁵ surface sealing quality and the required corrosion protection, which is particularly important for the combustion chamber area. The one-step application of the coating and the

gleichzeitige Impregnation.simultaneous impregnation.

Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwarThe drawings show an embodiment of the invention, namely

F i g. 1 die Zylinderkopfdichtung in Draufsicht.F i g. 1 the cylinder head gasket in plan view.

F i g. 2 einen Schnitt der Dichtung nach F i g. 1 in der Linie A-B. F i g. 2 shows a section of the seal according to FIG. 1 in line AB.

Die Zylinderkopfdichtung nach F i g. 1 besteht aus einer gleichmäßig starken Metallplatte 1 aus Stahlblech mit Brennraumöffnungen 2 sowie Durchgängen 3 und 4 für die Durchführung von Kühl- und Schmiermitteln. Zur besseren Abdichtung der Brennräume 2 sind in die abgrenzenden Ränder der Metallplatte 1 umlaufende Dichtsicken 5 eingeprägt. Die Abdichtung der Kühl- und Schmiermitteldurchgänge 3 und 4 übernehmen in die Metallplatte t Weichstoffeinlagen 6 und 6' aus metallisch verstärktem Asbestfaservlies.The cylinder head gasket according to FIG. 1 consists of an evenly thick metal plate 1 made of sheet steel with combustion chamber openings 2 and passages 3 and 4 for the passage of coolants and lubricants. For better sealing of the combustion chambers 2 are in the delimiting edges of the metal plate 1 circumferential Sealing beads 5 embossed. The sealing of the coolant and lubricant passages 3 and 4 take over in the Metal plate t soft material inserts 6 and 6 'made of metallically reinforced asbestos fiber fleece.

Der Querschnitt in F i g. 2 zeigt den Schnitt in der Linie A-B der Dichtung aus Fig. 1. Das Stahlblech 1 enthält im Bereich der Flüssigkeitsdurchgänge 3 die Einlagen 6 aus Asbestfaserschicht mit metallischer Verstärkung 7. Das Stahlblech i ist beidseitig mit einem 0,02 bis 0,2 mm starken Überzug 9 versehen, und die Weichstoffschicht 6 ist, wie durch die Schraffur 8 angedeutet, zu ²I^ ihres Querschnittes mit Imprägniermittel angereichert. Die den Überzug 9 und dieThe cross-section in FIG. 2 shows the section in the line AB of the seal from FIG. 1. In the area of the liquid passages 3, the steel sheet 1 contains the inserts 6 made of asbestos fiber layer with metallic reinforcement 7. The steel sheet i is 0.02 to 0.2 mm thick on both sides Coating 9 is provided, and the soft material layer 6 is, as indicated by hatching 8, enriched with impregnating agent ^{to 2} I ^ of its cross section. The coating 9 and the

ίο Imprägnation 8 bildende organische, synthetische und vollständig polymerisierbare Flüssigkeit ist nach dem Auftrag vollständig vernetzt. Zur Orientierung sind in dieser Figur mit 2, 3 und 5 Brennraumdurchgang, Flüssigkeitsdurchgang und die Jen Brennraum umgebende Dichtsicke eingezeichnet.ίο Impregnation 8 forming organic, synthetic and fully polymerizable liquid is fully crosslinked after application. For orientation purposes, in this figure with 2, 3 and 5 combustion chamber passage, liquid passage and the combustion chamber surrounding Jen Sealing bead drawn in.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Cylinder head gasket for internal combustion engines, consisting of a coated metal plate, in particular a steel plate, the edges of the combustion chamber have at least one annular circumferential sealing bead, and the fluid passages are sealed by porous soft material inserts, characterized in that the pores of the soft material inserts (6) over the area evenly are completely or partially enriched with impregnation agent (8), that the steel plate (1) is provided with an Aullageschichi (9) made of impregnation agent (8), and that the impregnation agent (8) and the overlay layer (9) are applied in a single work process .

2. Cylinder head gasket according to claim 1, characterized in that the impregnation (9) and the overlay layer (9) consists of an organic, syntheti's, fully polymerizable liquid.