DE29804534U1

DE29804534U1 - Metallische Flachdichtung

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Publication number: DE29804534U1
Application number: DE29804534U
Authority: DE
Original assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Current assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2008-03-14
Also published as: DE59909778D1; EP0942205B1; ES2221242T3; EP0942205A1

Description

Dipl.-lng. J. Pfenning (-1994) Dipl.-Phys. K. H. Meinig (-1995) Dr.-lng. A. Butenschön, München Dipl.-lng. J. Bergmann* Berlin Dipl.-Phys. H. Nöth, München Dipl.-Chem. Dr. H. Reitzle, München Dipl.-lng. U.Grambow, Dresden Dipl.-Phys. H. J. Kraus, München

*auch Rechtsanwalt

80336 München, Mozartstraße Telefon: 089/530 93 36-38 Telefax: 089/53 22 29 e-mail: muc@pmp-patent.de

10707 Berlin, Kurfürstendamm Telefon: 030/8844 810 Telefax: 030/88136 89 e-mail: bln@pmp-patent.de

01217 Dresden, Gostritzer Str. 61-63 Telefon: 03 51/8718160 Telefax: 03 51/8718162

München,

13. März 1998 RZ 08/97 (TO)

REINZ-Dichtungs-GmbH

Reinzstr. 3-7
89233 Neu-Ulm

Metallische Flachdichtung Metallische Flachdichtung

Die Erfindung betrifft eine metallische Flachdichtung mit mindestens einem Dichtungsdurchbruch und mit höchstens drei metallischen Lagen, wobei mindestens eine der metallischen Lagen eine Sickung aufweist und die gesickte oder eine weitere metallische Lage in einem an den Dichtungsdurchbruch angrenzenden Bereich auf wenigstens einer Oberfläche mit einem Verformungsbegrenzer versehen ist.

Bei gesickten metallischen Flachdichtungen werden häufig Verformungsbegrenzer vorgesehen, welche z.B. einer vollständigen Verformung der Sicke im eingebauten Zustand der Flachdichtung entgegenwirken. Nach einer vollständigen Verformung würde die Sicke dauerhaft an Elastizität einbüßen, was insbesondere 0 bei zyklisch auftretenden Belastungen mit einer

Verschlechterung der Flachdichtungsfunktionalität verbunden wäre. Die Verformungsbegrenzer dienen außerdem dem Zweck, infolge einer lokal vergrößerten Flachdichtungsbauhöhe den Anpreßdruck in einem an den Dichtungsdurchbruch grenzenden Bereich zu erhöhen, um die Abdichtwirkung der Flachdichtung zu verbessern.

Aus der DE 195 48 573 sind dreilagige metallische Flachdichtungen bekannt, welche zwei gesickte Außenbleche und ein dazwischen angeordnetes und mit einem Verformungsbegrenzer versehenes Trägerblech aufweisen. Der Verformungsbegrenzer ist als ringförmiges Element ausgebildet und aus einem anderen Material als das Trägerblech gefertigt. Aus der DE 195 48 573 ist außerdem eine vierlagige Flachdichtung mit zwei gesickten Außenblechen, welche ein Falzblech und ein Trägerblech umgeben, bekannt. Als Verformungsbegrenzer dient der um das Trägerblech gebördelte Rand des Falzbleches. Das Trägerblech ist im Bereich der Umbördelung mit einer plastisch verformbaren und im eingebauten Zustand der Flachdichtung eingeebneten Rillierung versehen.

Nachteilig bei derartigen Flachdichtungen ist die relativ aufwendige Fertigung der Flachdichtung für den Fall, daß Trägerblech und Verformungsbegrenzer einen Materialverbund bilden. Die Verwendung eines Falzbleches als Verformungsbegrenzer hat den Nachteil, daß mit dem Falzblech eine zusätzliche Blechlage benötigt wird.

Ausgehend von diesen und weiteren Nachteilen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe 5 zugrunde, eine metallische Flachdichtung zu schaffen,

welche einen Verformungsbegrenzer mit neuartigen Eigenschaften aufweist und zudem eine einfache Fertigung erlaubt. Der Verformungsbegrenzer sollte insbesondere auch bei ein- oder zweilagigen Flachdichtungen eine hohe Funktionalität gewährleisten und selbst im Falle dynamischer Beanspruchung eine hohe Langzeitstabilität aufweisen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Anspruch 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Eine maximal dreilagige metallische Flachdichtung, welche eine Lage mit einem durch Umformen gebildeten und einen Dichtungsdurchbruch umgebenden Verformungsbegrenzer in Form einer Rillierung aufweist, bildet in bezug auf die Begrenzung des Sickenfederweges und die lokale Erhöhung des Anpreßdruckes ein neuartiges Dichtungskonzept.

Die Rillierung, welche bei Flachdichtungen für ebene Dichtflächen ein über die Dicke des rillierten Bleches überstehendes Profil aufweist, kann als Ersatz für die im Stand der Technik als Verformungsbegrenzer verwendeten Falzbleche dienen. Bei einem Einbau der erfindungsgemäßen Flachdichtung zwischen zwei Dichtflächen, die zumindest im Bereich der Rillierung der Flachdichtung eine über mindestens eine Dichtflächenebene stufenförmig überstehende Erhebung aufweisen, sollte die Summe aus dem Gesamtüberstand der Erhebungen über die beiden Dichtflächen und der maximalen Stärke der rillierten Lage im rillierten Bereich größer sein als die Stärke der rillierten Lage außerhalb ihres rillierten Bereiches. Unter der maximalen Stärke ist dabei der fiktive Abstand von zwei auf

gegenüberliegenden Seiten des rillierten Bleches im rillierten Bereich angeordneten planaren Auflagen zu verstehen. Auch die vorstehend beschriebene Anordnung gestattet aufgrund der erfindungsgemäßen Riliierung eine falzblechlose Ausgestaltung der Flachdichtung. Die falzblechlose Ausgestaltung erweist sich insbesondere bei einlagigen Flachdichtungen als notwendig.

Vorteilhafterweise weist der erfindungsgemäße Verformungsbegrenzer zumindest geringfügig und bevorzugt vorwiegend elastische Eigenschaften auf, um auch bei dynamischen Belastungen, wie sie beispielsweise bei Zylinderkopfdichtungen für Brennkraftmaschinen auftreten, voll funktionsfähig zu bleiben. Für eine zumindest im rillierten Bereich der metallischen Lage aufgebrachte Beschichtung aus z.B. einem Elastomer bewirkt die Rillierung im eingebauten Zustand der Flachdichtung eine Fixierung der Beschichtung im an den Dichtungsdurchbruch angrenzenden Bereich. Zur 0 Erzielung dieses Kammereffektes darf die Rillierung

im eingebauten Zustand der Flachdichtung nicht voll-. ständig eingeebnet werden.

Die Rillierung ist auf einer der Sickenwölbung zugewandten Oberfläche oder auch auf beiden Oberflächen des rillierten Bleches ausgebildet. Da die einzelnen Rillen bevorzugt den Dichtungsdurchbruch konzentrisch einfassen, ist es ausgeschlossen, daß ein den Dichtungsdurchbruch durchströmendes fluides Medium in das 0 Innere der Flachdichtung eindringt. Wenn zwischen den konzentrischen Erhebungen der einzelnen Rillen Stege vorgesehen werden, welche im wesentlichen senkrecht zu den Rillen verlaufen und ungefähr die selbe Höhe wie die Erhebungen aufweisen, kann eine umlaufende Leckage ausgeschlossen werden. Im Falle eines Lecks

werden nur wenige, durch Rillen und Stege definierte Zellen gefüllt.

Vorteilhafterweise läßt sich die Rillierung bei gleichbleibenden Dichtungseigenschaften und gleichbleibend geringem Fertigungsaufwand um beliebig geformte Dichtungsdurchbrüche (kreisrund, oval, mehreckig) anordnen. Bei den Verformungsbegrenzern des . Standes der Technik dagegen steigt der Fertigungsaufwand in der Regel proportional zur Komplexität der Form des Dichtungsdurchbruches.

Die Rillierung läßt sich durch Verfahren wie Pressen, Stauchen oder Rollen ausbilden. In Frage kommt dabei sowohl die Kaltverformung als auch, z.B. für rillierte Lagen aus besonders elastischem Federstahl, die Heißverformung.

Weitere Einzelheiten und bevorzugte, aber beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Figuren und den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Es zeigen jeweils im Halbschnitt:

Fig. 1: Eine einlagige Flachdichtung mit dem erfindungsgemäßen Verformungsbegrenzer;

Fig. 2: eine zweilagige Flachdichtung mit dem erfindungsgemäßen Verformungsbegrenzer; 30

Fig. 3: eine dreilagige Flachdichtung mit dem erfindungsgemäßen Verformungsbegrenzer; und

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung 5 für einen Buchsenmotor.

In Fig. 1 ist eine einlagige Flachdichtung mit einer den Dichtungsdurchbruch konzentrisch umgebenden RiI-lierung 2 dargestellt. Ein rillierter Bereich 4 ist auf beiden Oberflächen der metallischen Lage 1 angeordnet. Die mit einer Sicke 3 versehene metallische Lage 1 kann aus C-Stahl oder Federstahl gefertigt sein.

In Fig. 2 ist eine zweilagige Flachdichtung mit einer gesickten Lage 5 und einer Lage 1' aus dünnem C-Stahl, welche eine beidseitige Rillierung 2 aufweist, dargestellt.

Fig. 3 zeigt eine dreilagige Flachdichtung mit zwei gesickten Außenblechen 5 und einem zwischen den beiden Außenblechen angeordneten rillierten Distanzblech l'. Das Distanzblech 1', welches dicker als die Außenbleche 5 ausgestaltet sein kann, ist im Bereich der Rillierung 2 mit einem U-Bördel 10 umbördelt. Die Außenbleche 5 sind im Bereich des U-Bördels 10 zurückversetzt. Die Rillierung 2 fungiert als Verformungsbegrenzer für den U-Bördel 10.

In Fig. 4 ist eine einlagige Zylinderkopfdichtung für einen Buchsenmotor dargestellt. In den Motorblock 6 und ggf. auch in den nicht abgebildeten Zylinderkopf ist im Bereich der Zylinderbohrung eine Buchse 8 eingelassen, welche einen Überstand 9 über die Dichtfläche 7 des Motorblocks 6 bzw. des Zylinderkopfes auf-0 weist. Während die maximale Stärke der rillierten Lage 1 im rillierten Bereich 4 der metallischen Lage 1 geringer ist als die Stärke der Lage 1 außerhalb des rillierten Bereiches 4, ist die Summe aus maximaler Stärke der rillierten Lage 1 im rillierten Bereich 4 und Gesamtüberstand der Buchse 8 über Motor-

blockebene 7 und ggf. Zylinderkopfebene größer als die Stärke der Lage 1 außerhalb des rillierten Bereiches 4. Damit ist die Funktion der Rillierung als Verformungsbegrenzer bzw. zur lokalen Erhöhung des Anpreßdruckes gewährleistet. Sofern nur in den Motorblock 6 eine Buchse 8 eingelassen ist, ist der Gesamtüberstand identisch mit dem Überstand 9.

Die erfindungsgemäße Flachdichtung eignet sich als Flanschdichtung außer als Zylinderkopfdichtung insbesondere auch als Achsdichtung, Auspuffdichtung oder Abgasdichtung. Die Rillierung kann dabei alle Arten von Durchbrüchen und insbesondere Brennraumdurchbrüche oder Durchbrüche für den Durchtritt fluider Medien einfassen. Das zumindest bereichsweise Aufbringen von Beschichtungen, z.B. auf den rillierten Bereich 4 der rillierten Lage oder andere Lagen der erfindungsgemäßen Flachdichtung, ist möglich. Auch können Lagen der Flachdichtung mit ein- oder beidseitiger Gummiauflage versehen sein.

Claims

Schutzansprüche

1. Metallische Flachdichtung für den Einbau zwi-

sehen zwei abzudichtenden Flächen mit mindestens

einem Dichtungsdurchbruch und mit höchstens drei metallischen Lagen, wobei mindestens eine der metallischen Lagen eine Sickung aufweist, und die gesickte oder eine weitere metallische Lage in einem an den Dichtungsdurchbruch angrenzenden Bereich auf wenigstens einer Oberfläche mit einem Verformungsbegrenzer versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verformungsbegrenzer an die metallische Lage (1, 1') angeformt ist und als eine den

Dichtungsdurchbruch einfassende Rillierung (2) ausgebildet ist, wobei die Stärke der rillierten Lage (1, 1') außerhalb des rillierten Bereiches (4) geringer ist die maximale Stärke der rillierten Lage (1, 1') im rillierten Bereich (4)

oder die Summe aus der maximalen Stärke der rillierten Lage (1, 1') im rillierten Bereich (4) und einem Gesamtüberstand von mindestens einer stufenförmigen Erhebung (9) der abzudichtenden Flächen im Bereich der Rillierung (2).

2. Metallische Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillierung (2) elastische Eigenschaften aufweist.

3. Flachdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im rillierten Bereich (4) Stege angeordnet sind, die im wesentlichen senkrecht zur Rillierung (2) ver-

5 laufen.

4. Flachdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung eine gesickte Einlagendichtung ist.

5. Flachdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung eine Zweilagendichtung mit einer gesickten Lage (5) und einer die Rillierung (2) aufweisenden ungesickten Lage (1') ist. 10

6. Flachdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung eine Dreilagendichtung ist.

7. Flachdichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung zwei gesickte Außenlagen (5) und eine rillierte, ungesickte Zwischenlage (1') umfaßt.

8. Flachdichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillierung (2) von einer U-förmigen Umbördelung (10) eingefaßt ist und die Außenlagen (5) im Bereich der Umbördelung (10) zurückversetzt sind.

9. Flachdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rillierte Lage (1, 1') zumindest im rillierten Bereich mit einer elastomeren Beschichtung verse-

0 hen ist.

10. Flachdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung eine Flanschdichtung ist.

• ·

11. Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung eine Zylinderkopfdichtung ist.