DE2818472A1 - METALLIC CYLINGER HEAD GASKET - Google Patents
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Description
GOETZEWERKE λ Burscheid, d. 18. 04. 1978GOETZEWERKE λ Burscheid, d. April 18, 1978
Friedrich Goetze AG TZT 233/Lö. /Mo. ( 1654 )Friedrich Goetze AG TZT 233 / Lö. / Mon. (1654)
METALLISCHE ZYLINDERKOPFDICHTUNG METALLIC CYLINDER HEAD GASKET
Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einer Metallblechplatte mit ausgestanzten Durchgangs Öffnungen für die Brennräume, die Befestigungsschrauben und die Schmieröl - und Kühlmittelflüssigkeiten, sowie Auflagen auf den Dichtflächen. The invention relates to a cylinder head gasket for internal combustion engines, consisting of a sheet metal plate with a punched out passage Openings for the combustion chambers, the fastening screws and the Lubricating oil and coolant fluids, as well as supports on the sealing surfaces.
Als Werkstoffe für Zylinderkopf dichtungen werden in der Praxis entweder Weichstoffplatten oder Metallblechplatten eingesetzt. Die dabei bevorzugt aus gegebenenfalls metallisch verstärkten Asbestfaservliesen bestehenden Weichstoffplatten besitzen dabei neben ihrer vorzüglichen thermischen Beständigkeit auch eine gute Komprimierbarkeit, so daß sie sich beim Einbau schon unter geringen Dichtpressungsdrucken den Dichtflächen von Motorblock und Zylinderkopf anpassen können. Die vorzugsweise aus Kupfer - oder Stahlblechen bestehenden metallischen Dichtungsplatten lassen sich unter Druckeinwirkung nur schwer verformen und benötigen daher zur Erzielung einer optimalen Abdichtwirkung beim Einbau hohe Dichtpressungsdrucke. Entsprechend der Verformbarkeit werden auch die Zylinderkopfdichtungen je nach Anwendungsfall aus Weichstoff oder Metall gefertigt. So werden die Weichstoffplatten zur Abdichtung niedrig komprimierender Motoren eingesetzt, während Metallplatten ausschließlich in hoch komprimierenden Dieselmotoren Verwendung finden. Bekanntlich aber sind Asbestfasern, und vor allem auch Asbestfaserstäube, gesundheitsschädlich, so daß die Verwendung von Asbest nach Möglichkeit eingeschränkt werden soll und langfristig sogar mit einem Verbot der Verarbeitung und der Anwendung von Asbest zu rechnen ist. Ein reiner Ersatz des Asbestes durch Metalle scheidet aber von vornherein wegen der schlechten Verformbarkeiten aus. Allerdings werden metallische Zylinderkopfdichtungen zur Verbesserung ihrer Verformungs-In practice, the materials used for cylinder head gaskets are either Soft material panels or sheet metal panels are used. Which is preferred Soft material panels, which may consist of metallically reinforced asbestos fiber fleeces, have excellent thermal properties in addition to their excellent thermal properties Resistance also a good compressibility, so that during installation they can be applied to the sealing surfaces of Can adjust the engine block and cylinder head. The metallic sealing plates, which are preferably made of copper or steel sheets can only be deformed with difficulty under the action of pressure and therefore require high levels to achieve an optimal sealing effect during installation Sealing compression prints. According to the deformability, the cylinder head gaskets are made of soft material or, depending on the application Made of metal. Soft panels are used to seal low-compression engines, while metal panels are used exclusively find use in high compression diesel engines. As is well known, however, asbestos fibers, and above all asbestos fiber dust, are Harmful, so the use of asbestos should be restricted if possible and, in the long term, even with a ban the processing and use of asbestos can be expected. A pure replacement of asbestos by metals is different from the start because of the poor deformability. However, metallic cylinder head gaskets are used to improve their deformation
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Metallische Zylinderkopfdichtung ( 1654 )Metallic cylinder head gasket (1654) --
fähigkeit entweder gesickt, oder nach dem Vorschlag der DE - PS 922.452 werden metallische Zylinderkopfdichtungen im Bereich der Brennraumdurchgänge und Schraubenöffnungen gesickt, während auf den Restflächenbereichen zur Abstützung der Dichtflächen Auflagen aus Weichstoffmate rial aufgebracht sind. Derartige Dichtungen lassen sich zwar leichter verformen, da aber entsprechend der DE - PS 922.452 an bestimmten Stellen nicht auf Sicken verzichtet werden kann, benötigen diese Dichtungen für eine erfolgreiche Abdichtung weiterhin relativ hohe Anpreß kräfte, so daß ein universeller Ersatz von Weichstoffdichtungen nach diesem Vorschlag nicht möglich ist.ability either sent, or according to the proposal of DE - PS 922.452 metallic cylinder head gaskets are beaded in the area of the combustion chamber passages and screw openings, while on the remaining surface areas To support the sealing surfaces, pads made of soft material are applied. Such seals can be made easier deform, but according to DE-PS 922.452 it is not possible to dispense with beads at certain points, these require seals For a successful seal still relatively high contact pressure, so that a universal replacement of soft material seals after this proposal is not possible.
Andererseits ist es auch bekannt, metallische Dichtungen an den Stellen des erhöhten Dichtpressungsdruckes mit Einlageringen aus Weichstoff zu versehen. In diesen Fällen hat die Metallplatte im Restflächenbereich lediglich die Funktion eines Trägerbleches, während das Weichstoff material dichtend wirkt und somit ein Ersatz für eine Weichstoffflachdichtung geschaffen ist. Bei einer Zylinderkopfdichtung ist aber Asbestfasermaterial wegen seiner guten thermischen Beständigkeit bei gleichzeitig guter Verformbarkeit der ideale Werkstoff, insbesondere für die Einlageringe im thermisch beanspruchten Brennraumbereich. Eine metallische Zylinderkopfdichtung für den Einsatz in niedrig komprimierenden Motoren unter Verzicht auf die Anwendung von Asbest ist so auf diese Weise nicht geschaffen.On the other hand, it is also known to have metallic seals in place to provide the increased sealing pressure with insert rings made of soft material. In these cases, the metal plate only has in the remaining surface area the function of a carrier plate, while the soft material has a sealing effect and thus a replacement for a soft flat gasket is created. In the case of a cylinder head gasket, however, asbestos fiber material is good because of its good thermal resistance Deformability the ideal material, especially for the insert rings in the thermally stressed combustion chamber area. A metallic cylinder head gasket for use in low-compression engines while renouncing the use of asbestos is so in this way not created.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ohne Einsatz von Asbestmaterialien eine einfach herzustellende Zylinderkopfdichtung mit leichterer Verformungsfähigkeit zu schaffen, die sich auch zur Abdichtung niedrig komprimierender Motoren unter Verwendung niedriger Dichtpressungsdrucke einsetzen läßt.It is therefore the object of the present invention without the use of Asbestos materials create an easy-to-manufacture cylinder head gasket with easier deformability that can also be used for sealing low compression engines using lower sealing pressures.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine metallische Zylinderkopfdichtung mit Einlageringen aus polymerem Material rund um alle oder einen Teil der Durchgangs öffnungen gelöst, welche durch Umbiegen desAccording to the invention, this object is achieved by a metallic cylinder head gasket with insert rings made of polymer material around all or part of the through openings released, which by bending the
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Metallische Zylinderkopfdichtung ( 1654 ) L ° 'Metallic cylinder head gasket (1654) L ° '
Metallbleches eingebördelt sind. Die dabei mit eingebördelten Einlageringen versehenen Durchgangsöffnungen sind vorzugsweise die Brennraumöffnungen, während die Restflächenbereiche in aus der DE - PS 922.452 bekannter Weise mit Auflagen aus Weichstoff versehen sein können. Als Werkstoff für die Einlageringe werden bevorzugt temperaturbeständige Kautschuke oder Kunststoffe auf der Basis von Silikon -, Polyurethan oder Fluorpolymeren eingesetzt. Die Einlageringe können fest mit der Metallplatte verbunden sein, und sie können beispielsweise in Form einer Kautschukmischung durch Siebdrucken auf die Metallflächen aufgedruckt und dann dort thermisch anvulkanisiert oder sie können als fertig vulkanisierte Gummiringe auf das Metallblech aufgeklebt sein. Im Prinzip genügt es jedoch auch, wenn der aus fertig vulkanisiertem. Gummi bestehende Einlagering lose auf das Metallblech gelegt wird, da durch die anschliessende Umbördelung der Ring ausreichend befestigt ist. Ferner kann zusätzlich auf die Metallplatte ein - oder beidseitig in an sich bekannter Weise zur Verbesserung der Mikroabdichtung ein Kunststoffüberzug, beispielsweise aus einem Fluorpolymer, aufgetragen sein.Metal sheet are crimped. The ones with crimped inlay rings The through openings provided are preferably the combustion chamber openings, while the remaining surface areas in DE-PS 922.452 known way can be provided with pads made of soft material. Temperature-resistant materials are preferred as the material for the insert rings Rubbers or plastics based on silicone, polyurethane or fluoropolymers are used. The insert rings can be firmly attached to the Metal plate be connected, and they can be printed on the metal surfaces, for example in the form of a rubber mixture by screen printing and then thermally vulcanized there or they can be glued to the sheet metal as ready-vulcanized rubber rings. In principle it is sufficient It does, however, also apply to the vulcanized material. Existing rubber insert ring is placed loosely on the metal sheet, as the subsequent Flanging around the ring is adequately fastened. Furthermore, additionally on one or both sides of the metal plate in a manner known per se to improve the micro-sealing a plastic coating, for example made of a fluoropolymer.
Beim Einbau ist jetzt die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung gegenüber den bekannten metallischen Dichtungen leichter zu komprimieren. Durch die Druckeinwirkung wird der Einlagering verformt und nur teilweise aus dem erfindungsgemäß hergestellten Bördelraum herausgequetscht. Damit wird die Verformkennlinie im Brennraumbereich sowohl durch die relativ leicht zusammendrückbare metallische Umbiegung als auch durch das Einlageringmaterial bestimmt, und je nach Dicke, Volumen und Eigenschaft des Polymers kann die Verformungskennlinie im Brennraumbereich auf den speziellen Anwendungsfall abgestimmt werden. Dadurch kann die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung wie eine Weichstoffflachdichtung mit geringen Dichtpressungsdrucken eingesetzt werden. Zusätzlich können die Restflächenbereiche, wie aus der DE - PS 922.452 bekannt, mit Weichstoffmaterialien belegt sein, um eine optimale Pressungsverteilung zwischen Brennraum - und Restflächenbereich zu erhalten.When installing the cylinder head gasket according to the invention is now opposite the known metallic seals to compress more easily. The insert ring is deformed and only partially as a result of the pressure squeezed out of the flange space produced according to the invention. This means that the deformation curve in the combustion chamber area is both determined by the relatively easily compressible metallic bend as well as by the insert ring material, and depending on the thickness, The volume and properties of the polymer can be used to adapt the deformation curve in the combustion chamber area to the specific application will. As a result, the cylinder head gasket according to the invention can as a soft material flat gasket with low sealing pressure can be used. In addition, the remaining areas, as shown in the DE-PS 922.452 known to be covered with soft materials in order to achieve an optimal distribution of pressure between the combustion chamber and the remaining surface area to obtain.
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Besonders einfach lassen sich gleichzeitig die Brennraumkanten des Metallbleches umbiegen. Durch die entstandenen Bördel wird der Einlage ring vor den heißen Brennraumgasen ausreichend geschützt, und es kann dadurch vollständig auf die Verarbeitung und Verwendung von Asbest, wie entsprechend der Aufgabenstellung gefordert, verzichtet werden.At the same time, the edges of the combustion chamber of the sheet metal can be made particularly simple bend over. The liner ring is adequately protected from the hot combustion chamber gases by the resulting flange, and it can This completely eliminates the processing and use of asbestos, as required by the task at hand.
Anhand der Abbildungen sei die Erfindung näher erläutert, und zwar zeigen: The invention will be explained in more detail with the aid of the figures, namely show:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines TeilFigure 1 shows an embodiment of a part
stückes einer Zylinderkopfdichtung in Aufsichtpiece of a cylinder head gasket in plan
Figur 2 einen Querschnitt durch ein TeilFigure 2 shows a cross section through a part
stück der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung in der Linie IIpiece of the cylinder head gasket according to the invention in line II
In Figur 1 ist 1 die metallische Dichtungsplatte mit ausgestanzten Durchgangsöffnungen für den Brennraum 2, die Befestigungsschrauben 3, das Schmieröl 4 und die Kühlmittelflüssigkeiten 5. Im Brennraumbereich 6 ist das Metallträgerblech 1 bördelartig umgebogen, so daß ein Einlagering 8 eingeschlossen wird, während rund um die restlichen Durchgangs Öffnungen 3,4, 5 beidseitig Auflagen aus Weichstoff 7 aufgebracht sind.In Figure 1, 1 is the metallic sealing plate with punched through openings for the combustion chamber 2, the fastening screws 3, the Lubricating oil 4 and the coolant liquids 5. In the combustion chamber area 6 the metal support plate 1 is bent like a flange, so that an insert ring 8 is included, while around the remaining passage openings 3, 4, 5 pads made of soft material 7 are applied on both sides.
Die Querschnittsdarstellung der Figur 2 in der Schnittlinie II der Figur 1 zeigt die metallische Flachdichtung 1 mit Brennraumdurchgang 2 und öldürchgang 4. Die Metallträgerplatte 1 ist im Brennraumbereich 6 bördelartig umgebogen und umfaßt einen Einlagering 8 aus polymerem Material. Der öldürchgang 4 ist beidseitig von einer Auflage 7 aus Weichstoff umgeben. Zur Verbesserung der Mikroabdichtung ist auf die Unterseite der Metallplatte 1 ganzflächig ein Kunststoffüberzug 9 aufgebracht.The cross-sectional view of Figure 2 in the section line II of the figure 1 shows the metallic flat gasket 1 with combustion chamber passage 2 and oil passage 4. The metal support plate 1 is in the combustion chamber area 6 Bended like a flange and comprises an insert ring 8 made of polymeric material. The oil passage 4 is from a support 7 on both sides Surrounded by soft fabric. To improve the micro-sealing, a plastic coating 9 is applied over the entire surface of the underside of the metal plate 1 upset.
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