DE2816459A1

DE2816459A1 - Impraegnierte weichstoffflachdichtung, insbesondere zylinderkopfdichtung fuer verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2816459A1
Application number: DE19782816459
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Wagner
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1978-04-15
Filing date: 1978-04-15
Publication date: 1979-10-18
Also published as: DE2816459C2

Description

Imprägnierte Weichstoffflachdichtung, insbesondere
Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschine, Die Erfindung betrifft eine imprägnierte Weichstoffflach@@@@@ung, insbesondere eine Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, restehend aus einer gegebenenfalls metallisch verstärkten Weichstoffplatte vorzugsweise aus einem Asbestfaservlies mit Durchgangsöffnungen tjr den Brennraum, die Schrauben, die Kühlmittel- und Schmierölflüssigkeiten swie einer Imprägnation aus einem anschließend ausgehärteten Impragniermittel.
Weichstoffflachdichtungen der eingangs beschriebenen Art werden beispielsweise nach der DE - AS 2 304 558 zur Erhöhung ihrer Festigkeit und der Abdichtgüte ganzflächig mit einer Porenfüllung zu etwa 50 - 100 % imprägniert. Als Imprägniermittel dient in diesem Fall eine organisch-synthe tische vollständig polymerisierbare Flüssigkeit, welches anschließend thermisch und / oder durch Verwendung von Vernetzungsmitteln vorzugs weise auf der Basis organischer Peroxide oder Schwefel, zunächst zu ei-:er noch plastischen Konsistenz vorpolymerisiert wird, so daß die Dichtuil(; beim Einbau sich den Unebenheiten der Dichtflächen anpassen kann und dann erst in der Betriebshitze des Motors vollständig ausgehärtet wird.
Bei derartigen Zylinderkopfdichtungen werden zugleich je nach Anwendungsfall die Bereiche rund um alle oder einen Teil der Durchgangs örfnungen durch metallische Einfassungen gegen Hitze-, Brenngas-, Schmieröl- oder Kühlmitteleinfluß geschützt. Insbesondere die Bereiche rund um die Brennraumdurchgänge sind dabei den höchsten Beanspruchungen ausgesetzt, so daß nach der DE - AS 2 304 505 dem Weichstoff unterhalb dieser Einfassungen durch Imprägniermittelfreiheit eine höhere Fließgrenze gegeben Imprägnierte Weichstoffflachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaicn.nen ( 1544 / wird. Diese Bereiche erhalten dann bei Einbau einen größeren Dichtpressungsdruck und sind im motorischen Betrieb stärker belastbar Solc Zylinderkopfdichtungen werden durch Imprägnation der fertig ausgestandten und ein gefaßten rohen Dichtungsplatten hergestellt. Die Einfassungen verhindern dann das Eindringen der Imprägniermittel unter die Bördek, @@@@dings @@@ auch die Einfassung nach der Montage auffedern und bej seXcher Dichtungsplatten können Imprägniermittel gerade durch der entstandenen spalt diese Bereiche beim Tauchen verstärkt eindringen. Zur Vermeidung eines er höhten Ausschusses werden zum Beisp-iel in gesonderten Verfahrensschritten die Einfassungen am Weichstoff besonders befestigt. Dadurch de zwar die oben geschiderten Nachteile beseitigt, allerdings erhöhen diese zusätzlichen Verfahrensschritte die Fertigungskosten solcher Dichtungen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Weichstoffflachdichtung zu schaffen, deren Bereiche rund um die hochbelasteten Durchgangsöffnungen neben einer guten Beständigkeit gegen Temperatur- und Brenngaseinwirkungen sowie Schmieröl- und Kühlmitteleinwirkungen auch ene erhöhte Dichtpressung aufweist. Gleichzeitig soll das Herstellungsverfahren möglichst einfach und kostensparend sein.
ErfindungSgemäß wird diese Aufgabe durch eine ganzflächig gleichmäßig im prägnierte Weichstoffflachdichtung gelöst, bei der das Imprägniermittel rund um alle oder einen Teil der Durchgangsöffnungen höher als in den Restflächenbereichen vernetzt ist. Die erfindungsgemäß durchgeführte erhöhte Vernetzung wird durch eine erhöhte Vernetzungsmittelkonzentration in den entsprechenden Zonen erreicht. Bei den bevorzugt verwendeten Imprägniermitteln auf Basis eines flüssigen Polybutadien wird infolgedessen die rohe fertig ausgestanzte Weichstoffdichtungsplatte vor der eigentlichen Imprägnierung durch beispielsweise Tauchen in ein Bad aus flüssigem Polybutadien mit Gehalten an Vernetzungsmitteln auf Basis eines organischen Peroxids und gegebenenfalls weiteren in der Kautschuk-Kunststofftechnik üblichen Hilfsmitteln, im Bereich der gewünschten Zonen rund um die Durchgangsöffnungen, mit einer Lösung aus organischem Peroxid partiell vorgetränkt. Nach dem Antrocknen wird entsprechend der DE - AS 2 304 558 in Imprägnierte Weichstoffflachdichtung insbesondere Zyl inder kopfdichtung für VerbrennungskraTtmaschinen ( 65&; 16Di gewohnter Weise gnzflächig gleichmäßig imprägniert und durch die angeschlossene Wärmebehandlung wird jetzt das Imprägniermittel -m Bereich der vorbehandelten Zonnen aufgrund der höheren peroxidkonzentration härter als in den Restflächenbereichen vernetzt. Das jetzt @@rter vernetzte Imprägniermittel besitzt einen höheren Verförmungswiderstand, so daß dort nach Einbau eine höhere Dichtpressung herrscht.
ist dort das Imprägniermittel aufgrund seines höheren Vernet@@ngrsgrades beständiger gegen Temeperatur- und Brenngaseinflüssen sowie gegebenenfalls Schmieröl- und Kühlmitteleinwiekungen als das Imprägniermittel in den Restflächenbereichen, so daß in diesen Zonen auf de bisher ublichen metallischen Einfassungen verzichtet werden kann.
Bei den bevorzugten erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtungen wird lediglich der Bereich rund um die Brennraumdurchgänge auf einer reize von etwa einer Bördelschenkellänge, also in etwa einer 2 - 8 rm breiten Zone, stärker ausgehärtet. Im Sinne der Erfindung können jedoch auch je nach Anwendungsfall die Zonen rund um die restlichen Ourchga-ngsöffnungen eingefaßt, nicht eingefaßt, oder entsprechend der Erfindung stärker vernetzt sein.
Durch die erfindungsgemäße Flachdichtung ist somit eine impregnierte Dichtungsplatte geschaffen, die im Bereich der hochbeanspruchten Zonen sowohl eine erhöhte Dichtpressung, als auch eine erhöhte Beständigkeit aufweist. Damit kann sie als Zylinderkopfdichtung auch in hochbelasteten Motoren mit hervorragender Abdichtgüte eingesetzt werden, wobei besonders vorteilhaft ist, dort auf die bisher üblichen Einfassungen, also Metall, verzichtet werden kann.
Die Erfindung sei an Hand eines Ausführungsbeispieles und den vier zugehörigen Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt: Figur 1 den Ausschnitt eines Querschnitts der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung im brennraumbenachbarten Bereich Imprägnierte Weichstoffflachdichtung, insbesondere Zyl inder kopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen t 1CS5 ) Figur 2 die Dichtpressungsverteilung einer eing bauten, erfindungsgemäß imprägnierten Zyl inderkopfdichtung Figur 3 die Verformungskenniinie einer erfindunsgemäß imprägnierten Zylinderkopfdichtung im brennraumbenachbarten Bereich Figur 4 die Verformungskennlinie einer erfinuungsgemäß imprägnierten Zylinderkopfdichtung im Restflächenbereich Eine Weichstoffdichtungsplatte mit den Konturen einer Zylinderkopfdixhtung von 2,0 mm Stärke, bestehend aus einem Asbestfaservlies mit ca 5 % Kautschuk als Bindemittel anteil, einer Porösität von ca. 40 Volu1enprozent und einer eingelegten Rauhblechplatte von 0,25 mm Stärke wird auf einer Breite von 4 mm rund um die Brennraumdurchgänge mit einer 20 prozent=;;en Lösung von Dicumylperoxid als Vernetzer in Tetrachlorkohlenstoff getränkt.
Nach dem Trocknen bei ca. 40°C wird die Dichtungsplatte durch Tauchen in ein Bad, bestehend aus 100 Teilen flüssigem Polybutadien (MG 1.500) und 3 Teilen Dicumylperoxid auf eine Porenfüllung von 100 % imprägniert Anschließend wird 3 Minuten bei 250°C vernetzt, so daß der vorimprägnierte Bereich rund um die Brennraumdurchgänge eine wesentlich größere Härte als der noch plastisch leicht verformbare Restflächenbereich aufweist.
In der Figur t ist ein Teilstück eines Querschnitts der entstandenen Zylinderkopfdichtung dargestellt. Die Flachdichtungsplatte 1, bestehend aus einem metallisch verstärkten Asbestfaserviies 2 ist gleichmäßig mit Imprägniermittel ausgefüllt, welches im brennraumbenachbarten Bereich 3, wie durch die stärkere Schraffur angedeutet, härter als im Restflächenbereich 4 vernetzt ist.
Imprägnierte Weichstoffflachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen C 1655 ) Im Diagramm der Figur 2 ist die Dichtpressungsverteilung der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung im Einbauzustand dargestet lt. Im Restflächenbereich 4 ist die Dichtpressung 5 etwa halb so groß wie im Bereicjh rund um die Brennraumdurchgänge.
In den Figuren 3 und 4 ist die Verformung 6 der Dicke der Dichtungsplatte des brennraumbenachbarten Bereichs 3 beziehungweise des Restflächenbereichs 4 gegen die Druckbelastung 1 aufgetragen. Die Kurve 3 zeigt einen wesentlich steileren Verlauf als die Kurve 4; Die Fließgrenzen am Wendepunkt der Kurven 8 ist im stärker vernetzten Bereich 3 gegenüber dem Restflächenbereich 4 auf den etwa 1 1/2-fachen Wert gestiegen Im Motortest zeigt die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung eine ausgeo zeichnete Abdichtgüte im Brennraumbereich. Durch die fehlenden Bördel kann damit auf noch höhere Dichtpressung, die einer eingebördelten Dichtung entsprechen würden, und Fließgrenzen des Weichstoffs im Brennraumbereich verzichtet werden.
L e e r s e i t e

Claims

PATENTANSPR0CUE 1. Weichstoffflachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einer gegebenfalls metallisch verstärkten Weichstoffplatte mit DurchgangsöFnungen für den Brennraum, die Befestigungsschrauben, das Kühl und Schmiermittel sowie einer Imprägnation des Weichstoffs mit einem polymerisierten Imprägniermittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel im Bereich rund um alle oder einen Tei der Durchgangsöffnungen (3) stärker als in den Restflächenbereichen (4) vernetzt ist.
2. Weichstoffflachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stärkere Vernetzung des Imprägniermittels im Bereich rund um die Durchgangsöffnungen (3) durch eine erhöhte Vernetzungsmittelkonzentration in diesem Bereich erfolgt ist.
3. Weichstoffflachdichtung nach den Ansprüchen l und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Imprägniermittel ein flüssiges Polybutadien mit einem Molekulargewicht zwischen 1.000 - 2.000verwendet worden ist, welches mit einem peroxydischen Vernetzungsmittel vernetzt worden ist.
4. Weichstoffflachdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erhöhte Vernetzungsmittelkonzentration im Bereich rund um alle oder einen Teil der Durchgangsöffnungen (3) vor der Imprägnation durch ein gesondertes Tränkungsverfahren hergestellt ist.
Imprägnierte Weichstoffflachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen / Patentansprüche (1655) -5. Weichstoffflachdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel rund um die Brennraum durchgänge (3) stärker vernetzt ist.
6. Weichstoffflachdichtung nach den Ansprüchen 1 bis , dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel in einer 2 - 8 riirn breiten Zone (5) rund um die Brennraumdurchgänge stärker vernetzt ist.