DE3421909A1

DE3421909A1 - Impregnated compressible flat gasket

Info

Publication number: DE3421909A1
Application number: DE19843421909
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef 5068 Odenthal Giesen; Detlev 5090 Leverkusen Lachnit; Hans-Rainer Dr. 5093 Burscheid Zerfaß
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1984-06-13
Filing date: 1984-06-13
Publication date: 1985-12-19

Abstract

In the case of an impregnated compressible flat gasket, such as in particular a cylinder head gasket for internal-combustion engines, having at least one metallically bordered through-opening, underlays of pressure-resistant and temperature-resistant material, such as preferably a highly filled epoxy or phenolic resin, are arranged underneath the bordering elements and are adhesively firmly bonded on one or both sides to the compressible material. By these measures, a significantly increased deformation resistance of the compressible material is achieved in the bordering areas, so that the gasket can be used even in cases of extreme loading with high sealing pressures.

Description

Imprägnierte Weichstoffflachdichtung.Impregnated soft material flat gasket.

Die Erfindung betrifft eine imprägnierte Weichstoffflachdichtung, wie insbesondere eine Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einem gegebenenfalls metallisch verstärkten Faservlies mit mindestens einer eingefaßten Durchgangsöffnung sowie unter den Einfassungsschenkeln ein- oder beidseitig angeordneten Unterlagen aus einem verformungssteifen Material.The invention relates to an impregnated soft material flat gasket, such as, in particular, a cylinder head gasket for internal combustion engines made of an optionally metallically reinforced fiber fleece with at least one Edged through opening as well as under the edging legs on one or both sides arranged pads made of a deformation-resistant material.

Weichstoffzylinderkopfdichtungen für Verbrennungskraftmaschinen bestehen üblicherweise aus gegebenenfalls metallisch verstärkten Faservliesplatten. Vorzugsweise die Brenaraumöffaungen werden durch U-förmig über den Dichtrand gebogene Einfassungsbleche geschützt, und zur Dichtpressungserhöhung ist es üblich, unterhalb der Einfassungen Unterlegscheiben aus verformungssteifem Material, wie bevorzugt Metallbleche, anzuordnen.There are soft material cylinder head gaskets for internal combustion engines usually made of optionally metallically reinforced fiber fleece panels. Preferably the fire room openings are formed by mounting plates bent in a U shape over the sealing edge protected, and in order to increase the sealing pressure, it is customary below the surrounds To arrange washers made of deformation-resistant material, such as preferably sheet metal.

Zur Erhöhung vor allem der Querschnittsdichtigkeit und Festigkeit ist es üblich, die Weichstoffflachdichtungen zu imprägnieren und das Imprägniermittel bevorzugt thermisch zu vernetzen. Allerdings wird durch eine Imprägnation die Belastbarkeit des Weichstoffmaterials herabgesetzt, das heißt das Dichtungsmaterial beginnt schon bei relativ niedrigen Dichtpressungsdrücken sich bleibend plastisch zu verformen. Insbesondere an den eingefaßten Brennraumöffnungsrändern, an denen ein hoher Dichtpressungsdruck erforderlich ist, wirkt sich die niedrige Fließgrenze des imprägnierten Weichstoffmaterials besonders nachteilig aus.Above all, to increase the cross-section tightness and strength it is common practice to impregnate the soft material flat gaskets and the impregnating agent preferably to be crosslinked thermally. However, impregnation increases the load-bearing capacity of the soft material is reduced, i.e. the sealing material has already started to permanently deform plastically at relatively low sealing pressures. In particular at the bordered edges of the combustion chamber opening, where there is a high sealing pressure required affects the low Yield point of the impregnated Soft material particularly disadvantageous.

Daher werden beispielsweise nach der DE-AS 23 04 505 die rohen und bereits fertig eingefaßten Zylinderkopfdichtungen durch bevorzugt Tauchen so imprägniert, daß die von den Einfassungen abgeschirmten Weichstoffbereiche frei von Imprägniermittel bleiben. Allerdings wird so das Einfließen von Imprägniermittel nicht ganz vermieden, und es wurde gefunden, daß schon geringe Mengen an unter die Bereiche der Einfassungen gelangtem Imprägniermittel die Fließgrenze des We-ichstoffes nachteilig beeinflussen.Therefore, for example, according to DE-AS 23 04 505, the raw and already completely framed cylinder head gaskets impregnated by preferably dipping in such a way that that the soft material areas shielded by the borders are free of impregnating agent stay. However, this does not completely prevent the impregnating agent from flowing in, and it has been found that even small amounts of under the areas of the surrounds impregnating agent that has passed adversely affect the flow limit of the plastic.

Nach beispielsweise der DE-PS 27 13 542 werden die Einfassungsschenkelenden und die angrenzenden Weichstoffbereiche zur besonderen Schutzmaßnahme durch eine polymere Schicht abgedeckt, allerdings wird auch damit das Einfließen von Imprägniermitteln in die Bereiche unterhalb der Einfasssungen nicht ganz verhindert.According to DE-PS 27 13 542, for example, the mount leg ends and the adjacent soft material areas for special protective measures by a polymeric layer, but this also prevents impregnating agents from flowing in in the areas below the bezels not entirely prevented.

Andererseits ist es auch bekannt, unter den Einfassungen Unterlegscheiben anzuordnen, um lokal in bestimmten Bereichen die Dicht pressung zu erhöhen, allerdings ist es aufwendig, die Unterlegbleche zusammen mit den Einfassungen zu montieren, und vor allem aber wird so das Einfließen von Imprägniermitteln in die Bereiche unterhalb der Einfassungen auch nicht ganz verhindert. In anderen Fällen wurden schon anstelle von metallischen Einfassungen Auflagen aus polymerem Material am Brennraumrand eingesetzt, allerdings sind Auflagen aus polymerem Material alleine insbesondere am Brennraumrand den Belastungen vor allem der heißen Brenngase nicht gewachsen.On the other hand, it is also known to use washers under the bezels to be arranged to increase the sealing pressure locally in certain areas, however it is time-consuming to assemble the shims together with the bezels, and above all, impregnating agents will flow into the areas also not entirely prevented below the borders. In other cases were instead of metallic edging, pads made of polymer material on the The edge of the combustion chamber is used, but the pads are made of polymeric material alone especially at the edge of the combustion chamber, there is no exposure to the hot combustion gases in particular grown.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine imprägnierte Weichstoffflachdichtung, wie insbesondere eine Zylinderkopfdichtung, zu schaffen, deren Bereiche unterhalb der Einfassungen vor einfließendem Imprägniermittel besonders geschützt sind, so daß unter Verwendung von Unterlagen an den eingefaßten Öffnungsrändern eine erhöhte Dichtpressung bei erhöhter Fließgrenze des Weichstoffes erzielt werden kann.The present invention is therefore based on the object of a impregnated soft flat gasket, such as a cylinder head gasket in particular, to create the areas below the borders from inflowing impregnation agent are specially protected, so that using documents to the bordered Opening edges have an increased sealing pressure with an increased flow limit of the soft material can be achieved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durcb ein- oder beidseitig unter den Einfassungsschenkeln angeordnete Unterlagen aus einem druck- und temperaturbeständigen und mit dem Werkstoff unter gegebenenfalls der Verwendung von Haftmitteln verbundenen polymeren Material gelöst. Bevorzugt wird als polymeres Material ein Epoxidharz oder Phenolharz eingesetzt, welches bevorzugt 50 bis 70 Gewichtsprozent mineralische Füllstoffe enthält. Als Füllstoffe werden insbesondere aktives Siliziumdioxid, Silikate und/oder Aluminiumoxid verwendet. Die Unterlagen werden im Siebdruckverfahren auf die entsprechenden Weichstoffbereiche aufgetragen und dann auf der Dichtungsplatte bevorzugt thermisch vernetzt, so daß ein fester Verbund zwischen Dichtungsplatte und Weichstoff entsteht. Die Dicke der Unterlagen liegt zwischen 0,05 und 0,25 mm.According to the invention, this task is carried out on one or both sides The supports arranged on the frame legs are made of a pressure- and temperature-resistant material and bonded to the material with the use of adhesives if necessary polymeric material dissolved. An epoxy resin is preferred as the polymeric material or phenolic resin used, which is preferably 50 to 70 percent by weight mineral Contains fillers. In particular, active silicon dioxide, silicates, are used as fillers and / or aluminum oxide is used. The documents are screen printed on the corresponding soft material areas are applied and then on the sealing plate preferably thermally crosslinked, so that a solid bond between the sealing plate and soft material is created. The thickness of the documents is between 0.05 and 0.25 mm.

Gegebenenfalls kann das aufgetragene polymere Material bis zu 2 Gewichtsprozent eines oleophobierenden Mittels enthalten.Optionally, the applied polymeric material can be up to 2 percent by weight contain an oleophobic agent.

Durch die Erfindung ist somit eine Flachdichtung geschaffen, deren haftfest mit der Dichtungsplatte verbundene Unterlagen unterhalb der Einfassungen beim Imprägnieren das Einfließen von Imprägniermitteln in die entsprechenden Weichstoffbereiche wirkungsvoll verhindern. Die Belastbarkeit des Weichstoffes durch hohe Dichtpressungsdrücke ist somit möglich. Das polymere Material ist zugleich einfach auftragbar und durch das Vernetzen mit der Dichtungsplatte verbindbar, und die Unterlagen sind insbesondere durch die hohen mineralischen Füllstoffanteile temperaturbeständig und durch hohe Dichtpressungsdrücke belastbar. Auf diese Weise sind die so hergestellten Zylinderkopfdichtungen auch in besonderen Anwendungsfällen mit extremen Belastungen einsetzbar.The invention thus creates a flat gasket whose Adhesively bonded to the sealing plate underlays below the borders During impregnation, impregnating agents flow into the corresponding areas of the soft material prevent effectively. The resilience of the soft material due to high sealing pressures is thus possible. The polymer material is at the same time easy to apply and through the crosslinking can be connected to the sealing plate, and the pads are in particular temperature-resistant due to the high mineral filler content and high Sealing pressures resilient. This is how the cylinder head gaskets so produced are can also be used in special applications with extreme loads.

Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele und anhand der Abbildung näher erläutert.The invention is based on two exemplary embodiments and on the basis of Figure explained in more detail.

Beispiel 1 Ausgegangen wird von einem Kunstharzgemisch aus 100 g Phenolharz (Firma Dukelite, Bezeichnung SN 7772) 200 g Aluminiumoxid (Korund, durchschnittliche Korngröße 0,1 mm) 7 g aktives Siliziumdioxid (Aerosil) 7 g Je 203 als Farbstoff 50 g Wasser Das Kunstharzgemisch wird auf die rohe und fertig ausge- stanzte Zylinderkopfdichtung im Bereich der einzufassenden Öffnungen mit einer Stärke von 0,1 mm beidseitig aufgetragen und 10 Minuten bei 1800C vernetzt. Durch das Einfassen der Öffnungen mit den Einfassungsblechen wird die Zylinderkopfdichtung mit einer Porenfüllung von 80 Volumenprozent durch Tauchen imprägniert, und das Imprägniermittel wird anschließend vernetzt.Example 1 The starting point is a synthetic resin mixture made from 100 g phenolic resin (Dukelite company, name SN 7772) 200 g aluminum oxide (corundum, average Grain size 0.1 mm) 7 g of active silicon dioxide (Aerosil) 7 g of 203 as a dye 50 g water The synthetic resin mixture is applied to the raw and finished punched Cylinder head gasket in the area of the openings to be bordered with a thickness of 0.1 mm applied on both sides and crosslinked for 10 minutes at 1800C. By bordering The cylinder head gasket is fitted with a Pore filling of 80 percent by volume impregnated by dipping, and the impregnating agent is then networked.

Anschließend wird das Verformungsverhalten der Dichtung am eingefaßten Dichtungsrand und im Restflächenbereich bestimmt. Das Diagramm der Abbildung zeigt in Kurve 1 das Verformungsverhalten der Einfassung und in Kurve 2 das Verhalten des imprägnierten Weichstoffes im Restflächenbereich.Then the deformation behavior of the seal on the bordered Sealing edge and determined in the remaining area. The diagram in the figure shows in curve 1 the deformation behavior of the edging and in curve 2 the behavior of the impregnated soft material in the remaining area.

Ausgegangen wird von einem Kunstharzgemisch aus 100 g Epoxidharz (MY der Firma Ciba-Geigy) 100 g Epoxidhärter 100 g Epoxidflexibilisator 3 g Beschleuniger 350 g Normalkorund (Korngröße 0,1 mm) 5 g Siliziumdioxid (Aerosil) 2 g Fe2 203 Nach dem Auftrag und Fertigstellen der Zylinderkopfdichtungen wie im Beispiel 1 wird das Verformungsverhalten an der Einfassung und im imprägnierten Restflächenbereich gemessen, und das Ergebnis ist in der Abbildung durch die Kurve 3 und Kurve 4 wiedergegeben.A synthetic resin mixture of 100 g epoxy resin (MY from Ciba-Geigy) 100 g epoxy hardener 100 g epoxy flexibilizer 3 g accelerator 350 g normal corundum (grain size 0.1 mm) 5 g silicon dioxide (Aerosil) 2 g Fe2 203 Nach the application and completion of the cylinder head gaskets as in example 1 the deformation behavior on the edging and in the impregnated remaining surface area measured, and the result is shown in the figure by curve 3 and curve 4.

Im Diagramm der Abbildung ist die Verformung der Dichtung in Abhängigkeit von der Flächenpressung dargestellt. Der Anstieg der Kurven 1 und 3, gemessen an den Einfassungen der Dichtungen aus den Beispielen, beginnt erst bei einer 2 Flächenpressung von über 300 [N/mm21 stärker abzufallen, während der Anstieg der Kurven 2 und 4, gemessen an den imprägnierten Dichtflächen, schon bei Dichtpressungs-2 drücken von etwa 200 [N/mm ] stark abzufallen beginnt.In the diagram in the figure, the deformation of the seal is dependent represented by the surface pressure. The slope of curves 1 and 3, measured on the surrounds of the seals from the examples only starts with a 2 surface pressure of more than 300 [N / mm21 fall more sharply, while the rise of curves 2 and 4, measured on the impregnated sealing surfaces, already at sealing pressure-2 pressures of about 200 [N / mm] begins to drop sharply.

Claims

Claims: 1. Impregnated soft material flat gasket, such as in particular a cylinder head gasket for internal combustion engines, from a possibly metallically reinforced nonwoven fabric with at least one bordered through opening as well as under the border legs on one or both sides arranged documents made of a deformation-resistant material, characterized in that the supports made of a pressure and temperature resistant and using the soft material optionally consist of adhesives firmly bonded polymeric material.

2. Soft material flat gasket according to claim 1, characterized in that that the documents consist of a highly filled epoxy resin or phenolic resin.

3. Soft flat gasket according to Claims 1 and 2, characterized in that that the polymeric material is between 50 and 75 percent by weight of a mineral filler contains.

4. Soft material flat gasket according to Claims 1 to 3, characterized in that that the fillers are made of active silicon dioxide, silicates and / or aluminum oxide exist.

5. Soft material flat gasket according to claims 1 to 4, through this characterized in that the documents are screen-printed from the liquid polymer Mass applied and thermally crosslinked on the soft board.

6. Soft flat gasket according to Claims 1 to 5, characterized in that that the thickness of the documents is between 0.05 and 0.25 mm.

7. Soft material flat gasket according to Claims 1 to 6, characterized in that that the backing material contains up to 2 percent by weight of an oleophobic agent contains.