DE2700662C2

DE2700662C2 - Weichstoffflachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für hochbeanspruchte Brennkraftmaschinen und ihr Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE2700662C2
Application number: DE19772700662
Authority: DE
Inventors: Martin Dr.-Ing. Morsbach; Friedhelm 5093 Burscheid Stecher
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1977-01-08
Filing date: 1977-01-08
Publication date: 1983-11-17
Also published as: DE2700662A1

Description

Die Erfindung betrifft eine imprägnierte Weichstoffflachdichtung für hochbeanspruchte Brennkraftmaschinen aus einer gegebenenfalls metallisch verstärkten Faserplatte mit Durchgangsöffnungen für die Brennräume, das Kühlmittel, das Schmieröl und die Befestigungsschrauben, bei der alle oder ein Teil der Öffnungsränder mit Einfassungsblechen eingebördelt sind, und ihr Herstellungsverfahren.

Zylinderkopfdichtungen für Brennkraftmaschinen bestehen meist aus einem stabilen Faserstoff, wie insbesondere einer Asbestfaserplatte, dem zur besseren Bindung in meist nur geringen Anteilen Natur- oder Synthesekautschuk hinzugefügt ist, sowie meist einer zur Verstärkung eingelagerten Metallplatte. Zur Verbesserung insbesondere ihrer Querschnittsdichtigkeit und ihrer Festigkeit werden diese Weichstoffzylinderkopfdichtungen mit meist vollständig polymerisierbaren Substanzen oder auch gegebenenfalls polymerisierbaren Substanzen in Lösungen, Dispersionen, Emulsionen oder Latices imprägniert, so daß die Poren der Weichstoffschicht meist zu 60 bis 90% ausgefüllt sind.

Gleichzeitig enthalten Zylinderkopfdichtungen Durchgangsöffnungen für die Brennkammern, das Schmieröl, das Kühlmittel und die Schrauben, deren Ränder unmittelbar den durchströmenden Medien ausgesetzt sind. Insbesondere die Ränder der von heißen Verbrennungsgasen hochbeanspruchten Brennraumöffnungen müssen daher durch Metalleinfassungen besonders abgestützt werden. Nachteilig ist dabei jedoch, daß dann die Dicke der eingefaßten Bereiche um die zweifache Dicke der Bördelbleche erhöht ist, so daß diese Zonen gegenüber den restlichen Flächen unterschiedlichen Flächenpressungen ausgesetzt sind. Daher werden nach der DE-OS 23 04 505 Weichstoffflachdichtungen so imprägniert, daß die Bereiche unterhalb der Einfassungen frei von Imprägniermittel bleiben. Diese Zonen besitzen dann eine höhere Belastbarkeit

ίο gegenüber den Restbereichen. Darüber hinaus ist es aus der DE-AS 24.35 957 bekannt, daß beim Imprägnieren fertig eingefaßter Zylinderkopfdichtungen eine gewisse Imprägniermittelmenge grundsätzlich in die Weiclhstoffbereiche unterhalb der Einfassungen gelangt.

Bei hochbeanspruchten Motoren jedoch, wie insbesondere Dieselmotoren, herrschen sehr hohe Betriebsdrücke, und die Zylinderkopfdichtungen müssen folglich mit sehr hohen Schraubenanzugsmomenten eingebaut werden. Bei diesen sehr hohen Drücken fängt das Asbestweichstoffmaterial sprunghaft ab bestimmten Drücken nach der Seite zu fließen an, so daß derartige Dichtungen für hochbeanspruchte Motoren nicht mehr geeignet sind. Gerade deshalb werden bisher in diesen Motoren Zylinderkopfdichtungen aus Metallblechen verwendet.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine imprägnierte Zylinderkopfdichtung zu schaffen, die auch in hochbeanspruchten Motoren eingesetzt werden kann. Das Verfahren ihrer Herstellung soll möglichst einfach und wirtschaftlich sein.

ErfindungsgemäiJ wird diese Aufgabe durch die Schaffung einer Zylinderkopfdichtung gelöst, deren Imprägniermittelkonzentration im Bereich unter dem Bördel geringer als in den Restflächenbereichen ist, und bei denen das Imprägniermittel unter dem Bördel wesentlich höher zu einer härteren Konsistenz vernetzt ist. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen beziehen sich vorzugsweise auf die Brennraumränder.

Im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren der Zylinderkopfdichtung werden dabei aus der Weichstoffplatte in einem ersten ArbeitsschriU die Konturen der Dichtung herausgestanzt, und zwar so, daß insbesondere die später eingefaßten Durchgänge einen um etwa 5—10 mm geringeren Durchmesser als im Fertigmaß besitzen. Im angeschlossenen Verfahrensschritt wird der spätere Einfassungsbereich zusammen mit dem überstehenden Bereich auf vorzugsweise eine Dichte, die der Enddichte einer konventionell eingefaßten Dichtung unter den Bördeln entspricht, komprimiert.

^w Die Zusammenpressung erfolgt daher vorzugsweise um die 1,5 bis 2,0fache Dicke des Bördelbleches. Durch die angeschlossene Imprägnierung dringt jetzt in die komprimierten Bereiche aufgrund deren höherer Dichte im Verhältnis weniger Imprägniermittel ein als in die Restflächenbereiche und durchdringt dabei vorzugsweise nur deren Oberflächenzonen. Infolge des durch das Vorkomprimieren stark verringerten Porenvolumens ist die von diesem Bereich aufgenommeine Imprägniermittelmenge ebenfalls sehr viel geringer und beträgt nur noch ca. ¹Ao der im nicht vorgepreßlen Bereich aufgenommenen Menge.

Anschließend wird nach einer gegebenenfalls notwendigen Trocknung das Imprägniermittel thermisch vernetzt. In den komprimierten Zonen nimmt dabei das nur in die Oberflächen eingedrungene Imprägniermittel im Verhältnis zu dem Restflächenbereich mehr Energie auf. Es wird zu einer höheren Härte vernetzt, wird nahezu spröde und erhiilt eine höhere Festigkeit. Das

Imprägniermittel in den Restflächenbereichen bleibt dagegen elastisch und weichen In den folgenden Verfab^rensscfaritten wird dann die Dichtung auf Fertigmaß gestanzt, und die komprimierten Zonen werden eir.gebördek.

Die erfindungsgemälie Zylinderkopfdichtung bietet den folgenden Vorteil: Der komprimierte und mit sehr hart vernetztem Imprägniermittel gefüllte Bereich unter den Einfassungsbördeln besitzt eine höhere Festigkeit Selbst bei den in hochbeanspruchten Motoren beim Einbau auftretenden hohen Schraubenanzugsmomenten kommt es nicht mehr zum seitlichen Wegfließen des Weichstoffes unter dem BördeL Die Dichtung kann jetzt in hochbeanspruchten Motoren statt der bisher eingesetzten Metallflachdichtungen verwendet werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Dichtung wirtschaftlich und einfach hergestellt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß die Durchgänge zunächst mit kleineren Durchmesser und dann erst nach der Imprägnation und dem Vernetzen auf Fertigmaß ausgestanzt werden. Nach dem bisherigen Verfahren der DE-OS 23 04 505 dringt bei der Imprägnation das Tränkemittel von der Seite her in ungeschützte Schnittkanten der Dichtung ein und erhöht in diesen Bereichen in unerwünschter Weise seine Konzentration. Diese Bereiche werden jetzt aber durch das nachträgliche Stanzen auf Fertigmaß entfernt, so daß das erfindungsgemäße Verfahren auch für die Herstellung weniger beanspruchter Dichtungen vorteilhaft eingesetzt werden kann.

Anhand der Figuren und eines Ausführungsbeispieles seien die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung und ihr Herstellungsverfahren näher erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch den brennraumbenachbarten Bereich einer nicht imprägnierten Dichtungsplatte, F i g. 2 den Schnitt nach dem Vorkomprimieren,

F i g. 3 den Schnitt nach der Imprägnation und dem Vernetzen,

F i g. 4 den Schnitt nach dem Stanzen auf Fertigmaß,

Fig.5 den fertig eingefaßten Schnitt durch den

brennraumbenachbarten Bereich der Dichtungsplatte.

ίο Aus einer Weichstoffplatte aus Asbestfasermaterial 1 mit einem Lochblech 2 als verstärkende Einlage werden die Konturen einer Zylinderkopfdichtung herausgestanzt, und zwar so, daß die Brennraumöffnungen einen um 7 mm kleineren Durchmesser als ihr Enddurchmesser besitzen. Anschließend wird der später unter den Einfassungen liegende Bereich der Weichstoffschicht 3 und der überstehende Bereich 4 um das Zweifache der Bördelblechdicke 5 komprimiert. Durch den angeschlossenen Imprägnationsvorgang durch fünfminütiges Ein-

tauchen in ein Bad, bestehend aus 100 Teilen flüssigem Polybutadien (Mg 1500), 12 Teilen nochsiedendem Mineralfüller und 1,5 Teilen Dicumylperoxid.als Vernetzer füllt das Imprägniermittel die Bereiche der Oberfläche 6 bis zu ca. 20% und der Schnittkante 7 des komprimierten Weichstoffes bis zu ca. 4 mm Tiefe mit einer Kon?.ontration von etwa 80 Prozent aus, während die Poren der Restflächenbereiche 8 auch zu etwa 80 Prozent durchtränkt werden. Anschließend wird das Imprägnationsmittel zwei Minuten bei 240°C im Ofen vernetzt. Nach dem Erkalten werden die Brennraumöffnungen auf Fertigmaß gestanzt und mit Einfassungsblerhen 9 von 0,2 mm Stärke eingefaßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Imprägnierte Weichstoffflachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für Brennkraftmaschinen, aus einer gegebenenfalls metallisch verstärkten Faserplatte aus vorzugsweise Asbestfasern, mit Durchgangsöffnungen für die Brennräume, das Schmieröl, das Kühlmittel und die Befestigungsschrauben, bei der alle oder ein Teil der Öffnungen mit Einfassungsblechen eingebördelt sind, und bei der die Imprägniermittelkonzentration im Weichstoff unterhalb der Bördel geringer als im Restflächenbereich ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel (6) unter dem Bördel (5) härter als in den Restflächenbereichen (8) vernetzt ist.

2. Verfahren zur Herstellung der Weichstoffflachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ausstanzen der Konturen und der Durchgangäiffnungen der Dichtungsplatte aus dem Weichstoffmaterial, wobei alle oder nur ein Teil der Durchgangsöffnungen mit kleinerem Durchmesser als dem Enddurchmesser ausgestanzt sind, die einzufassenden und die überstehenden Bereiche (3, 4) des Weichstoffes komprimiert werden, und daß nach der angeschlossenen Imprägnation, Trocknung und Vernetzung des Tränkemittels die Dichtungsplatte auf Fertigmaß gestanzt und eingebördelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompression um das 1,5 bis 2,0fache der Bnrdelblechdicke (5) erfolgt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle oder ein Teil der Durchgangsöffnungen i»n ersten Verfahrensschritt mit 5 bis 10 mm kleinerem Du.chmesser als dem Enddurchmesser ausgestanzt werden.