DE3714528A1

DE3714528A1 - Seal for internal combustion engines

Info

Publication number: DE3714528A1
Application number: DE19873714528
Authority: DE
Inventors: Jerome G Belter
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1987-12-03
Also published as: BR8702494A; JPS631862A

Abstract

The invention relates to a seal for internal combustion engines, especially for abutting aluminium parts of an internal combustion engine. The said abutting parts each have a passage opening. The openings align when the parts are connected to one another and form a passage for fluids or gases. The seal is arranged between the abutting parts when these are connected to one another in order to form a fluid-tight seal around the openings in the parts. The seal has an opening which is aligned with the openings in the engine parts. The seal has an aluminium alloy core, in order to increase the strength. The aluminium core is coated on both sides with a thin coating of an elastic material such as, for example, nitrile rubber, thereby achieving a secure and reliable seal. The core of the seal is provided with raised sections, thereby improving the sealing between the openings in the abutting aluminium parts.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für Verbrennungsmotoren. Zwischen aneinanderliegenden mechanischen Teilen werden Dichtungen ver wendet, um eine Leckage von Flüssigkeiten oder Gasen zu verhindern.The invention relates to a seal for internal combustion engines. Seals are placed between adjacent mechanical parts to prevent leakage of liquids or gases.

Bei Fahrzeugmotoren werden solche Dichtungen gewöhnlich verwendet beim Anschluß von Vergasern, Verteilern oder Zylinderköpfen oder dgl. am Motorgehäuse. Damit diese Dichtungen bei einer Brennkraftmaschine zuverlässig arbeiten, müssen sie widerstandsfähig sein gegen Ab nutzung durch Korrosion, Wärme oder mechanische Beanspruchung. In manchen Fällen, z.B. zwischen der Ansaugleitung des Motors und dem Motorblock wurden Dichtungen mit einem metallischen Kern vorge schlagen.Such seals are commonly used in vehicle engines Connection of carburetors, distributors or cylinder heads or the like on Engine housing. So that these seals in an internal combustion engine work reliably, they must be resistant to ab use due to corrosion, heat or mechanical stress. In some cases, e.g. between the intake pipe of the engine and The engine block was pre-sealed with a metallic core beat.

Bisher wurden die einzelnen Komponenten von Motoren gewöhnlich aus Stahl gefertigt. Dichtungen für diese Motoren waren ebenfalls aus Stahl, um eine dauerhafte Abdichtung zwischen den einzelnen Stahl teilen des Motors zu erreichen. Gegenwärtig sind aber viele Komponenten von Brennkraftmaschinen aus Aluminiumlegierungen, die wesentlich leichter sind als Stahl. Die bisherigen Dichtungen aus Stahl begannen aber vor zeitig zu korrodieren, wenn sie zwischen Aluminiumteilen angeordnet waren, wegen des Kontaktes mit ungleichen Metallen. Auch ist der Wärme dehnungskoeffizient von Aluminium verschieden von demjenigen von Stahl, was zu Leckagen führte, weil die Maschinenteile und die Dichtung mit unterschiedlichen Stärken bei Änderungen der Temperatur sich ausdehnen.So far, the individual components of engines have usually been made Made of steel. Gaskets for these engines were also out Steel to create a permanent seal between each steel parts of the engine to achieve. However, there are currently many components of internal combustion engines made of aluminum alloys that are much lighter are as steel. The previous seals made of steel started before Correct in time if placed between aluminum parts because of contact with dissimilar metals. Also is the warmth elongation coefficient of aluminum different from that of steel, which led to leakage because of the machine parts and the seal different strengths when the temperature changes.

Die Erfindung sucht daher eine verbesserte Dichtungsstruktur zu schaffen, die auch in Verbindung mit Aluminiumteilen einer Brennkraftmaschine ver wendet werden kann.The invention therefore seeks to provide an improved sealing structure ver also in connection with aluminum parts of an internal combustion engine can be applied.

Die Erfindung betrifft somit eine Dichtung zur Verwendung zwischen Aluminium teilen bei einer Brennkraftmaschine. Die betreffenden Aluminiumteile des Motors haben jeweils eine Öffnung, wobei die Öffnungen miteinander ausge richtet sind, wenn die Teile miteinander verbunden werden, um eine Leitung für den Durchgang von Flüssigkeit oder Gasen zu schaffen. Die Dichtung ist zwischen den aneinanderstoßenden Teilen angeordnet, wenn diese mitein ander verbunden werden, um eine fluiddichte Abdichtung um die aneinander stoßenden Öffnungen zu bilden, die in den Teilen ausgebildet sind. Die Dichtung hat eine Öffnung, die mit den fluchtenden Öffnungen in den Metallteilen ausgerichtet ist. Die Dichtung hat vorzugsweise einen Kern aus einer Aluminium-Legierung, um ihre Haltbarkeit zu erhöhen. Der Aluminium kern ist auf beiden Flächen oder Seiten mit einer dünnen Schicht eines elastischen Materials überzogen, z.B. Nitril-Gummi, um eine zuverlässige Dichtung zu schaffen. Um die durch die Dichtung verlaufende Öffnung sind Erhöhungen vorgesehen, um die Dichtung zwischen den fluchtenden Öffnungen in den Aluminium-Motorteilen weiter zu erhöhen.The invention thus relates to a seal for use between aluminum share in an internal combustion engine. The relevant aluminum parts of the Motors each have an opening, the openings being out together are aimed when the parts are joined together to form a pipe to create for the passage of liquid or gases. The seal is arranged between the abutting parts when they are together be connected to each other to create a fluid-tight seal around each other to form abutting openings which are formed in the parts. The seal has an opening that is aligned with the openings in the Metal parts is aligned. The seal preferably has a core made of an aluminum alloy to increase its durability. The aluminum core is on both faces or sides with a thin layer of one covered with elastic material, e.g. Nitrile rubber to ensure reliable Creating seal. Around the opening that runs through the seal Raises provided around the seal between the aligned openings in the aluminum engine parts.

Die Erfindung befaßt sich somit mit einer verbesserten Dichtung zur Ver wendung zwischen aneinanderliegenden Aluminiumteilen einer Brennkraft maschine. Die Dichtung hat vorzugsweise einen Aluminiumkern, der auf beiden Seiten mit einem elastischen Material beschichtet ist.The invention is therefore concerned with an improved seal for Ver turning between adjacent aluminum parts of an internal combustion engine machine. The seal preferably has an aluminum core on top is coated on both sides with an elastic material.

Eine solche Dichtung ist dauerhaft und zuverlässig.Such a seal is durable and reliable.

Eine beispielsweise Ausführungsform wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in derAn example embodiment is described below with reference to the drawing explained in the

Fig. 1 einen Teilschnitt einer erfindungsgemäßen Dichtung zeigt, die zwischen zwei aneinanderstoßenden Aluminiumteilen einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Fig. 1 shows a partial section of a seal according to the invention, which is arranged between two abutting aluminum parts of an internal combustion engine.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Dichtung nach Fig. 1. FIG. 2 is a top view of the seal of FIG. 1.

Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2. FIG. 3 is a section along line 3-3 of FIG. 2.

Fig. 1 zeigt einen Teil einer Brennkraftmaschine 10 mit einer erfindungs gemäßen Dichtung 12. Die Maschine oder der Motor 10 hat zwei aneinander liegende oder aneinanderstoßende Teile 14 und 16, welche zur Ansaugleitung 14 oder Einlaßleitung des Zylinderkopfes 16 gehören können. Die Einlaßleitung 14 und der Zylinderkopf 16 bestehen beide aus einer Aluminiumlegierung und sie haben entsprechende Öffnungen 14 a und 16 a. Die Öffnungen 14 a und 16 a fluchten miteinander, wenn der Einlaßverteiler oder die Einlaßleitung 14 am Zylinderkopf 16 befestigt ist. Die Öffnungen 14 a und 16 a bilden einen Kanal für den Durchgang von Gasen durch die Leitung 14 in den Zylinder kopf 16 des Motors 10, wie dargestellt. Die Dichtung 12 dient dazu, eine Abdichtung zwischen den Teilen der Leitung 14 und dem Zylinder kopf 16 zu schaffen, welche die Öffnungen 14 a und 16 a umgeben, um zu verhindern, daß die Fluide, die durch die Öffnungen 14 a und 16 a strömen, nach außen austreten können. Alternativ können die Öffnungen 14 a und 16 a einen Verbrennungsbereich um einen Kolben bzw. Zylinder in dem Motor 10 oder eine andere Leitung für den Durchgang von verschiedenen Fluiden oder Gasen durch den Motor 10 bilden. In anderen Worten, die Dichtung 12 nach der Erfindung kann als Dichtung zwischen beliebigen zwei aneinander stoßenden Teilen des Motors 10 verwendet werden, die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Fig. 1 shows part of an internal combustion engine 10 with a fiction, modern seal 12. The machine or the engine 10 has two abutting or abutting parts 14 and 16 , which can belong to the intake pipe 14 or the intake pipe of the cylinder head 16 . The inlet line 14 and the cylinder head 16 both consist of an aluminum alloy and they have corresponding openings 14 a and 16 a . The openings 14 a and 16 a are aligned with one another when the inlet manifold or the inlet line 14 is attached to the cylinder head 16 . The openings 14 a and 16 a form a channel for the passage of gases through the line 14 in the cylinder head 16 of the engine 10 , as shown. The seal 12 serves to provide a seal between the parts of the line 14 and the cylinder head 16 which surround the openings 14 a and 16 a to prevent the fluids flowing through the openings 14 a and 16 a , can escape to the outside. Alternatively, the openings 14 a and 16 a can form a combustion area around a piston or cylinder in the engine 10 or another line for the passage of different fluids or gases through the engine 10 . In other words, the gasket 12 according to the invention can be used as a gasket between any two abutting parts of the engine 10 made of aluminum or an aluminum alloy.

In den Fig. 2 und 3 ist der Aufbau der Dichtung im Detail dargestellt. Die Dichtung 12 ist im wesentlichen flach und hat eine oder mehr durch gehende Öffnungen 12 a, die mit den Öffnungen 14 a und 16 a im Motor 10 aus gerichtet werden können. Eine Mehrzahl von kleineren Öffnungen 12 b ist ebenfalls in der Dichtung 12 vorgesehen für den Durchgang von nicht ge zeigten Schrauben. Mittels der Schrauben wird die Einlaßleitung 14 am Motorblock 16 in bekannter Weise angeschraubt. Ein Wulst oder eine Er höhung 18 ist um den Umfang jeder Öffnung 12 a herum vorgesehen, deren Zweck noch erläutert wird.In FIGS. 2 and 3, the construction of the seal is shown in detail. The seal 12 is substantially flat and has one or more through openings 12 a , which can be aligned with the openings 14 a and 16 a in the engine 10 . A plurality of smaller openings 12 b is also provided in the seal 12 for the passage of screws not shown ge. By means of the screws, the inlet line 14 is screwed onto the engine block 16 in a known manner. A bead or a heightening He is 18 around the periphery of each opening 12 around, the purpose of which will be explained a provided.

Wie Fig. 3 am besten zeigt, hat die Dichtung 12 einen Kern 20 mit an diesem anhaftenden Beschichtungen 22 und 24 auf gegenüberliegenden Seiten des Kerns. Der Kern 20 besteht z.B. aus einer Aluminiumlegierung, wie z.B. der 5052 H-38 Aluminiumlegierung. Die Dicke des Kerns beträgt etwa 0,53mm bei dem hier beschriebenen besonderen Anwendungsfall der Dichtung 12, es können aber auch andere Dicken für diese oder andere Anwendungen der Dichtung 12 benutzt werden. Die Überzugsschichten 22 und 24 bestehen vor zugsweise aus einem elastischen Material, wie z.B. Nitril-Gummi, und sie haben eine kleinere Dicke als der Kern 20. Die Schichten 22 und 24 haben etwa eine Dicke von jeweils 0,125 mm bei diesem Anwendungsfall, es können aber auch andere Dicken für diese oder andere Anwendungen der Dichtung 12 verwendet werden. Die Schichten 22 und 24 steigern die Abdichtung zwischen der Leitung 14 und dem Zylinderkopf 16, da sie eine bessere Anpassung der Dichtung an die sich gegenüberliegenden Oberflächen der Metallteile er möglichen. Die Schichten 22 und 24 haben gute Formeigenschaften und können auf den Kern 20 in jeder bekannten Weise aufgebracht werden. Das Material für die Dichtung 12, nämlich für den Aluminiumkern 20 und für die Beschichtungen 22 und 24 aus Nitril-Gummi ist handelsüblich käuflich.As best shown in FIG. 3, the seal 12 has a core 20 with coatings 22 and 24 adhered to it on opposite sides of the core. The core 20 consists, for example, of an aluminum alloy, such as the 5052 H-38 aluminum alloy. The thickness of the core is approximately 0.53 mm in the particular application of the seal 12 described here, but other thicknesses can also be used for this or other applications of the seal 12 . The coating layers 22 and 24 are preferably made of an elastic material, such as nitrile rubber, and they have a smaller thickness than the core 20th The layers 22 and 24 each have a thickness of approximately 0.125 mm in this application, but other thicknesses can also be used for this or other applications of the seal 12 . The layers 22 and 24 increase the seal between the line 14 and the cylinder head 16 because they allow a better adaptation of the seal to the opposite surfaces of the metal parts. Layers 22 and 24 have good shape properties and can be applied to core 20 in any known manner. The material for the seal 12 , namely for the aluminum core 20 and for the coatings 22 and 24 made of nitrile rubber, is commercially available.

Beim Einbau der Dichtung 12 in den Motor 10 wird die Dichtung 12 zunächst zwischen die Saugleitung 14 und den Zylinderkopf 16 so eingesetzt, daß die Öffnungen 14 a, 12 a und 16 a miteinander fluchten, wie Fig. 1 zeigt. Danach wird die Einlaßleitung 14 am Motorblock 16 mittels nicht gezeigter Schrauben befestigt. Beim Anschrauben wird die Einlaßleitung 14 an den Motorblock 16 angezogen, wodurch die dazwischenliegende Dichtung 12 zusammengepreßt wird. Wenn eine vorgegebene Zusammendrückung der Dichtung 12 erreicht ist, werden die Schrauben nicht weiter angezogen. Die zusammengepreßte Dichtung 12 er möglicht eine sichere Abdichtung zwischen der Einlaßleitung 14 und dem Zylinderkopf 16, so daß Gase, die durch die Öffnungen 14 a und 16 a strömen, wirksam an einem Austritt gehindert werden.When installing the seal 12 in the engine 10 , the seal 12 is first inserted between the suction line 14 and the cylinder head 16 so that the openings 14 a , 12 a and 16 a are aligned with one another, as shown in FIG. 1. Then the inlet pipe 14 is attached to the engine block 16 by means of screws, not shown. When screwing the inlet line 14 is tightened to the engine block 16 , whereby the intermediate seal 12 is pressed together. When a predetermined compression of the seal 12 is reached, the screws are no longer tightened. The compressed seal 12 he enables a secure seal between the inlet line 14 and the cylinder head 16 , so that gases that flow through the openings 14 a and 16 a are effectively prevented from escaping.

Der Aluminiumkern 20 der Dichtung ist relativ inkompressibel. Der Kern 20 ist daher mit einem erhabenen Rand oder Wulst 18 versehen, der dem Aluminiumkern 20 eine gewisse Verformbarkeit und Anpaßfähigkeit um die Öffnungen 14 a und 16 a gibt. Die Abdichtung zwischen der Einlaßleitung 14 und dem Zylinderkopf 16 wird dadurch weiter verbessert.The aluminum core 20 of the seal is relatively incompressible. The core 20 is therefore provided with a raised edge or bead 18, which gives the aluminum core 20, a certain deformability and conformability to the openings 14 a and 16 a. The seal between the inlet line 14 and the cylinder head 16 is further improved.

Ferner wird die Dichtfähigkeit der Dichtung durch die Überzüge 22 und 24 weiter erhöht. Die elastomere Natur der Schichten 22 und 24 ermöglicht es, daß diese besser an die sich gegenüberliegenden Oberflächen der Einlaß leitung 14 und des Zylinderkopfes 16 anpaßbar sind, als der Aluminiumkern 20 allein.Furthermore, the sealability of the seal is further increased by the coatings 22 and 24 . The elastomeric nature of the layers 22 and 24 allows them to be more adaptable to the opposing surfaces of the inlet pipe 14 and the cylinder head 16 than the aluminum core 20 alone.

Die Verwendung einer Dichtung 12 mit einem Aluminiumkern 20 zwischen auf einanderliegenden Aluminiumkomponenten 14 und 16 einer Brennkraftmaschine 10 führt zu mehreren beachtlichen Vorteilen gegenüber bisherigen Dichtungen aus anderen Materialien, z.B. aus Stahl. Zunächst wurde gefunden, daß das Aufeinanderliegen unterschiedlicher Metalle im Bereich einer Brennkraft maschine 10 zurKorrosion führt. Bei der Dichtung 12 nach der Erfindung tritt jedoch der Aluminiumkern 20 nicht in Wechselwirkung mit den Aluminium- Maschinenteilen 14 und 16 in korrodierender Weise. Ferner, da unterschied liche Metalle unterschiedliche Wärmedehnungskoeffizienten haben, erlaubt die Dichtung 12 nach der Erfindung eine zuverlässigere Abdichtung, weil der Aluminiumkern 20 praktisch dieselbe Wärmedehnungsrate hat, wie die Maschinenteile 14 und 16. Die Gefahr einer Leckage zwischen der Dichtung 12 und den Maschinenteilen 14 und 16 wird daher stark reduziert.The use of a seal 12 with an aluminum core 20 between aluminum components 14 and 16 of an internal combustion engine 10 lying on top of each other leads to several considerable advantages over previous seals made of other materials, for example made of steel. First, it was found that the stacking of different metals in the area of an internal combustion engine 10 leads to corrosion. In the seal 12 according to the invention, however, the aluminum core 20 does not interact with the aluminum machine parts 14 and 16 in a corroding manner. Furthermore, since different metals have different coefficients of thermal expansion, the seal 12 according to the invention allows a more reliable seal because the aluminum core 20 has practically the same rate of thermal expansion as the machine parts 14 and 16 . The risk of leakage between the seal 12 and the machine parts 14 and 16 is therefore greatly reduced.

Claims

1. Gasket for internal combustion engines with a first and a second part made of an aluminum material, the parts each having an opening which are in alignment with one another when the parts are connected to one another, a seal between the machine parts to seal them to the outside, thereby characterized in that the seal has a core made of an aluminum material with opposing surfaces, that the core has a through hole which is aligned with the openings in the machine parts when they are connected to each other, and that both sides of the core are coated with an elastic material are.

2. Seal according to claim 1, characterized in that the loading layers are made of nitrile rubber.

3. Seal according to claim 1 or 2, characterized in that the core of the seal is provided with at least one bead ( 18 ) around each of the openings ( 12 a ).