DE3226661C2

DE3226661C2 - Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung

Info

Publication number: DE3226661C2
Application number: DE19823226661
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter 5093 Burscheid Majewski
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1982-07-16
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1984-08-16
Also published as: DE3226661A1

Abstract

Flachdichtungen, wie insbesondere Zylinderkopfdichtungen, sind auf ihren Dichtflächen ein- oder beidseitig mit Folien aus Kunstharz- und/oder Elastomeren versehen, die gegebenenfalls Faserverstärkungen sowie einseitige Klebebeschichtung und/oder eine einseitige Dehäsivbeschichtung auf der anderen Seite besitzen. Die Folien sind bevorzugt bis zu 0,4 mm stark. Die Kunstharz- und/oder Elastomerenkomponenten sind nicht auf ihre Endstufe vernetzt und somit unter Druck plastisch verformbar, so daß die Dichtungen sich beim Einbau den Dichtflächen von Motorblock und Zylinderkopf optimal anpassen. Zusätzlich können die Folien wie eine Einfassung über die Dichtränder gezogen sein, und/oder sie können in bestimmten Bereichen übereinanderliegend gefalzt sein, so daß mit dem Aufbringen der Folien gleichzeitig ausreichender Kantenschutz sowie Zonen erhöhter Dichtpressung gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung, insbesondere eine Zylinderkopfdichtung, bestehend aus eiiiem relativ harten Material, wie beispielsweise einem impräenierten Fasermaterial oder Metallblechen, mit ein- oder beidseitigen, relativ dünnen, ganzflächigen Oberzügen aus Kunstharzen und/oder Elastomeren.

Zylinderkopfdichtungen für Verbrennungskraftmaschinen bestehen in der Praxis vorzugsweise aus Metallblechen oder gegebenenfalls metallisch verstärkten Faservliesplatten auf der Basis von Asbestfasern. Vielfach sind die Faservliese zusätzlich imprägniert, und das Imprägniermittel ist anschließend zu einer meist harten Konsistenz thermisch vernetzt

ίο Zur Abdichtung im motorischen Betrieb und in der kaltstatischen Phase ist eine gute Oberflächenabdichtgüte der Zylinderkopfabdichtung erforderlich, und diese wird erreicht durch Verformung und Anpassung der Zylinderkopfdichtung an die Dichtflächen von Motorblock und Zylinderkopfdichtung beim Einbau unter dem Dichtpressungsdruck beim Anziehen der Befestigungsschrauben. Entsprechend der Höhe des Dichtpressungsdruckes werden Zylinderkopfdichtungen aus den verschiedenen Werkstoffen in Motoren eingesetzt Metallisehe Zylinderkopfdichtungen werden bevorzugt in Motoren mit sehr hohen Dichtpressurigsdrücken, wie beispielsweise Dieselmotoren, verwendet, da sie relativ verformungssteif sind und sich nur bei hoher Krafteinwirkung verformen und den Dichtflächen anpassen.

Weichstoffzylinderkopfdichtungen kommen entsprechend in Motoren mit niedrigen Dichtpressungsdrücken zur Anwendung, u:jd imprägnierte Zylinderkopfdichtungen nehmen in der Anwendung, je nach ihrer Auslegung, eine Mittelstellung ein.

Um die Anwendungsbreite von vor allem metallischen, aber auch von imprägnierten Zylinderkopfdichtungen zu erzielen, ist es beispielsweise nach der DE-OS 16 50 006 und der DE-OS 19 61 024 bekannt, die Dichtflächen von Zylinderkopfdichtungen ganzflächig oder partiell mit Kunstharzüberzügen aus Polytetrafluorethylen beziehungsweise Polyvinylchlorid zu versehen. In imprägnierten Zylinderkopfdichtungen wird beispielsweise nach der DE-AS 23 04 558 das Imprägniermittel bei der Fertigung zunächs' "uir zu einer noch plastischen oder formslabilen Konsistenz vorvernetzt, so daß die Endvernetzung nach dem Einbau in der Betriebshitze des Motors erfolgt. In beiden Fällen können sich die Dichtungen beim Einbau den Dichtflächen von Motorblock und Zylinderkopf anpassen, und die Oberflächenabdichtgüte wird auch bei kleineren Dichtpressungsdrücken verbessert. Allerdings sind derartige Maßnahmen relativ aufwendig und problematisch. So muß für das Aufbringen der Lackschichten der Haftgrund verbessert werden, die aufgetragenen Lacke müssen anschließend getrocknet und/oder gehärtet werden, und das Aufbringen von Lackschichten ist problemlos und kostengünstig nur bis zu sehr kleinen Schichtstärken möglich. Nur teilvernetztes Imprägniermittel kann insbesondere schon bei längerer Lagerung nachvernetzen, so daß derartig imprägnierte Zylinderkopfdichtungen hart werden und für den Einbau nur noch begrenzt geeignet sind.

Bei Zylinderkopfdichtungen ist es außerdem beispielsweise nach der DE-PS 12 17 153 üblich, die Zonen, in denen eine erhöhte Dichtpressung erforderlich ist, mit Auflagen insbesondere rund um die Durchgangsöffnungen zu versehen, und nach der DE-OS 2019 477 werden Kunststoffolien auf die Dichtflächen von Zylinderkopfdichtungen an den Brennraumöffnungen gelegt und mit den darübergezogenen Einfassungen befestigt. Ebenso können Profilierungen durch die Sickung von metallischen Zylinderkopfdichtungen erreicht werden, es werden die Durchgangsöffnungen metallisch einge-

faßt, und es werden in die Durchgangsöffnungen Ringe aus Elastomeren, Kunststoffen oder Wellen eingelegt Auch in diesem Fall sind die Maßnahmen relativ aufwendig und teuer, denn sie erfordern weitere Arbeitsschritte, da die Einfassungen, Einlagen und Auflagen separat gefertigt und an den Dichtungsplatten besonders befestigt werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Flachdicbtungen, wie insbesondere Zylinderkopfdichtungen aus relativ verformungssteifen Werkstoffen, wie beispielsweise aus Metallblechen oder imprägnierten, gegebenenfalls metallisch verstärkten Weichstoffplatten, mit verbesserter Oberflächenanpassung zu schaffen. Die Dichtungen sollen möglichst einfach herstellbar sein, und durch diese Maßnahmen sollen gleichzeitig die zur lokalen Erhöhung der Dichtpressung erforderlichen Profilierungen der Dichtungen hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Flachdichtung gelöst, deren Oberzüge aus faserverstärkten Folien bestehen, die unter Verwendung von Klebstoffen an die Dichtungsplatte gebunden sincj

Die Polymeranteile, und zwar insbesondere die Kunstharzanteile der Folien sind beim Auftrag auf die Dichtflächen bevorzugt noch nicht voll ausgehärtet und besitzen die noch plastische verformbare Konsistenz, so daß sie sich beim Einbau in den Motor den Dichtflächen von Motorblock und Zylinderkopf anpassen können und meist in der Betriebshitze des Motors voll aushärten und vernetzen. Die Folien sind bevorzugt unter Verwendung von Klebstoffen mit der Dichtungsplatte verbunden. Diese Klebstoffe sind entweder auf die Dichtungsplatte oder auf die Folien meist in Form einer Selbstklebeschicht aufgetragen.

Bevorzugt ist die äußere Folienfläche vor oder nach dem Auftrag auf die Dichtungsplatte mit das Kleben am Motorblock oder dem Zylinderkopf verhindernden Substanzen wie Talkum- oder Graphitpulver beschichtet oder es können Kunstharz-Dehäsivbeschichtungen eingesetzt werc:n. Zum Schutz eines oder aller Dichtungsränder an den Durchgangsöffnungen und/oder der äußeren Schnittkante der Dichtung sind bevorzugt von einer der beiden Seiten die Folien über die Schnittkanten wie eine Einfassung gezogen. Genauso können gegebenenfalls auch zusätzlich die Folien in den Zonen, in denen eine erhöhte Dichtpressung erreicht werden soll, ein- oder mehrfach übereinanderliegend gefalzt oder gefaltet sein, so daß auf der Dichtung in diesen Bereichen Profilierungen entstehen, die wie eine Auflage lokal die Dichtpressung erhöhen. Vorzugsweise sind diese Profilierungen rund um mindestens eine der Durchgangsöffnungtn oder an den äußeren Kanten der Dichtung angeordnet Im Sinne der Erfindung können im Prinzip auch auf die erste Folicnschichl ein- oder beidseitig weitere Folienschichten gleicher oder ähnlicher Beschaffenheit aufgetragen sein.

Durch die Erfindung ist somit eine Flachdichtung geschaffen, deren Oberflächen relativ weich und die dadurch anpassungsfähig sind und optimal an den Dichtflächen anliegen. Auf diese Weise können relativ formstabile Metalldichtungsplatten auch in Motoren mit geringeren Dichtpressungsdrücken hergestellt werden, und sie können gegebenenfalls sogar die gesundheitsgefährdenden Asbestfaserdichtungen, die bisher in derartigen Fällen eingesetzt werden, vollständig ersetzen. Die Folienüberzüge sind einfach und kostengünstig maschinell in der Massenfertigung in wesentlich größerer Schichtstärke aufzutragen und an der Dichtungsplatte zu befestigen. Insbesondere wenn durch Falzen oder Oberbiegen über die Dichtungsränder profilartige, die Dichtwirkung erhöhende Erhebungen und einfassungsartiger Dichtkanlenschutz gebildet werden, können gegenüber den bisher eingesetzten Dichtungen mit separat hergestellten Auflagen und Einfassungen wesentliche Herstellungskosten gespart werden.

Die F i g. 1 bis 5 zeigen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, und zwar

ίο F i g. 1 bis 4 in der Form von Querschnittszeichnungen,

F i g. 5 in einer Aufsichtdarstellung.
In Fig. 1 ist 1 eine Metalldichtungsplatte aus Stahl mit einer Durchgangsöffnung 2 für das Kühlwasser. Die Dichtungsplatte ist beidseitig mit einer oberen Abdeckfolie 3 und einer unteren Abdeckfolie 4 belegt, die eine Dicke von ca. 0,2 mm besitzen, und die durch Kleben mit der Dichtungsplatte 1 verbunden sind. Die Folien sind über die Dichtkante 5 der Durchgangsöffnung 2 gezogen, so daß diese dort wie eine Einfassung 6 die Dichtkante 5 schützen und übereinanderliege-id beidseitige. profilartige Erhebungen 7, 8 zur Erhöhung der Dichtpressung bilden.

In F i g. 2 besteht die Flachdichtungsplatte 9 aus einem imprägnierten und metallisch verstärkten Asbestfaservlies nut einer Durchgangsöffnung 10 für das Kühlmittel und einer Brennraumöffnung 11. Die Brennraumöffnung 11 ist mit einem metallischen Bördel 12 eingefaßt Die Restflächenbereiche sind beidseitig mit Folien 13 abgedeckt Sie sind beidseitig im Bereich 14 der Kühlmitteldurchgangsöffnung 10 übereinanderliegend gefalzt, so daß eine profilariige Erhebung 14 mit erhöhter Dichtpressung entstanden isL

Fig.3 zeigt eine metallische Zylinderkopfdichtungsplatte 15 mit einer äußeren Schnittkante 16. Die Dichtflächen sind beidseitig mit Folien 17,18 abgedeckt, und die obere Folie 18 ist über die äußere Schnittkante 16 der Dichtung gezogen, so daß ein verhältnismäßig breiter profilierter Bereich 19 zur Erhöhung der Dichtpressung entstanden ist.

Im Ouerschnittsbild der Fig.4 ist eine metallische Zylinderkopfdichtungsplatte 15 der F i g. 3 gezeigt, auf deren obere Folie 18 eine weitere Folie 24 aufgetragen ist.

Das Aufsichtsbild der F i g. 5 auf den Ausschnitt einer Zylinderkopfdichtung gemäß der Erfindung zeigt die durch die Folien auf den Dichtflächen gebildete profilartige Erhebung. Die Brennraumöffnungen 11' sind metallisch eingefaßt 20, und die Flüssigkeitsöffnungen 10' sind

V) mit ringförmig durch Falzen oder Umbiegen der Folie über die Dichlrändcr gebildeten profilarligen Erhebungen 21 umgeben (schraffiert). Um die äußere Dichtkante 22 der Dichtung ist die Folie gebogen, so daß eine relativ breite Zone 23 erhöhter Dichtpressung entstanden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, bestehend aus einem relativ harten Material, wie beispielsweise einem imprägnierten Faservliesmaterial oder Metallblechen, mit ein- oder beidseitigen, relativ dünnen, ganzflächigen Oberzügen aus Kunstharzen und/oder Elastomeren, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberzüge aus faserverstärkten Folien (3,4,13,18,17) bestehen, die unter Verwendung von Klebstoffen an die Dichtungsplatte (1, 9, 15) gebunden sind.

2. Rachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer beziehungsweise ein Teil der Polymere der Folien (3,4,17,18,13) beim Auftrag für die Dichtungsplatten (1, 9, 15) bis zu einer noch plastischen Konsistenz teilgehärtet beziehungsweise teilvulkanisiert sind, so daß die Folien (3,4,17,18,13) sich beim Einbau unter dem Dichtpressungsdruck verformen und den abzudichtenden Flächen anpassen, um dann erst in der Betriebshitze des Motors die Polymere auf ihren Endzustand auszuhärten beziehungsweise auszuvulkanisieren.

3. Flachdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß als Folien (3,4,13,18, 17) einseitig klebstoffbeschichtete Folien eingesetzt sind.

4. Rachdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Seite der Klebefolien (3,4,13,18,17) mit der Klebr<«keit entgegenwirkenden Kunstharzen wie Dehäsiv-Kunstharz, Talkum oder Graphit beschichtet ist.

5. Flachdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (3,4,13,17,18) eine Dicke von maximal 0,4 mm besitzen.

6. Flachdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Folien (3, 4, 13, 17) ein- oder beidseitig mindestens eine weitere Folie aufgetragen ist.

7. Flachdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien in den Zonen erhöhter Beanspruchung (14) ein- oder mehrfach übereinanderliegend gefalzt sind, so daß profilartige Erhebungen (14) entstehen.

8. Flachdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (3,4,18) im Schnittkantenbereich (5,15,32) der Dichtungsplatte wie eine Einfassung überlappend angeordnet sind, so daß Materialanhäufungen der Folie (19 und 7,8) entstehen.

9. Flachdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Folien (3, 4, 17, 18) gebildeten Erhebungen (7,8,14,19,21,22) sich rund um mindestens eine der Durchgangsöffnungen (2,10,11) erstrecken und/oder im Bereich (23) einer äußeren Schnittkante (22) der Dichtung angeordnet sind.