DE3719189A1

DE3719189A1 - Sealing ring

Info

Publication number: DE3719189A1
Application number: DE19873719189
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing Klein
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1987-06-09
Filing date: 1987-06-09
Publication date: 1988-12-22

Abstract

A sealing ring for use in liquid openings of flat gaskets, such as, in particular, in oil passages or cooling-water passages of metallic cylinder head gaskets for internal combustion engines, is composed of elastomeric material and, at the outer circumference, has a reinforcing ring of circular cross-section preferably composed of spring steel, thus allowing the sealing ring to be pressed securely, with a press fit, into the opening without the possibility of deformation, with subsequent leaks, by the sealed medium flowing through. Owing to the small axial and radial wall thickness of the reinforcing ring, which is less than the axial thickness of the gasket and the radial wall thickness of the sealing ring, the sealing ring is not deformed by the sealing compression pressure during installation and has little if any influence on the elastic deformation properties and hence the sealing behaviour of the sealing ring. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring, insbesondere zum Einsatz in Flüssigkeitsöffnungen von Flachdichtungen, wie Öldurchgängen oder Kühlwasserdurchgängen von Zylinderkopfdichtungen, bestehend aus einem elastisch verformbaren Material mit einem eingelegten Versteifungsring aus verformungssteifem Material.The invention relates to a sealing ring, in particular for Use in liquid openings of flat seals, such as Oil passages or cooling water passages from Cylinder head gaskets consisting of an elastic deformable material with an inserted stiffening ring made of rigid material.

Bei vor allem metallischen Zylinderkopfdichtungen von Verbrennungskraftmaschinen ist es bekannt, in die Flüssigkeitsöffnungen für das zirkulierende Schmieröl und die zirkulierende Kühlflüssigkeit Elastomerringe zur Verbesserung der Abdichtung einzusetzen. Die Ringe besitzen bevorzugt ein kammartiges Profil mit die Öffnung umgebenen ringförmigen Erhebungen und Tälern, so daß bei einer größeren Ringdicke als die Dichtungsdicke der Elastomerring beim Einbau elastisch verformt wird und mit seiner elastischen Rückverformungskraft am Öffnungsrand abdichtet.With mainly metallic cylinder head gaskets from Internal combustion engines are known in the Liquid openings for the circulating lubricating oil and the circulating coolant elastomer rings for improvement the seal. The rings preferably have one comb-like profile with ring-shaped surrounding the opening Elevations and valleys, so that with a larger ring thickness than the seal thickness of the elastomer ring is elastic when installed is deformed and with its elastic recovery force seals at the opening edge.

Problematisch ist die Befestigung der Dichtungsringe an den Öffnungsrändern der Flachdichtung. Bei einem in die Öffnung lediglich eingepreßten Dichtungsring kann die unter Druck stehende Flüssigkeit den flexiblen Dichtungsring hinterspülen und ihn, in den Öffnungsraum hineinwölbend, verformen, so daß es zu Leckagen an der Öffnung kommt. Zur Verbesserung werden die Ringe daher meist in die Öffnungen eingeklebt und/oder einvulkanisiert. Die Verbindung der Ringe am Außenumfang mit dem sehr schmalen Dichtungsrand ist aufwendig und im Prinzip genauso störanfällig, so daß es zu Abrissen mit entsprechenden Leckagen kommen kann.The attachment of the sealing rings to the is problematic Opening edges of the flat gasket. With one in the opening only pressed-in sealing ring can be under pressure Flush standing liquid through the flexible sealing ring and deform it, arching into the opening space, so that there are leaks at the opening. To be improvement the rings are therefore mostly glued into the openings and / or vulcanized. The connection of the rings on the outer circumference with the very narrow sealing edge is complex and in principle just as prone to failure, so that it breaks down with appropriate Leakage can occur.

Nach beispielsweise der EP-PA 01 87 554 ist der Dichtungsöffnungsrand in der Form eines ringförmigen Vorsprunges gestaltet, und der Dichtungsring wird mit einer ringförmigen korrespondierenden Ausnehmung am Außenumfang in diesem Vorsprung eingeknöpft. Die Befestigung des Dichtungsringes in der Dichtung ist dadurch zwar wesentlich verbessert, der ringförmige Vorsprung am Öffnungsrand muß aber aus der Dichtung aufwendig herausgearbeitet werden, die Dichtung wird dadurch teuer und kann vielfach nicht mehr wirtschaftlich eingesetzt werden.According to, for example, EP-PA 01 87 554 Seal opening edge in the form of an annular Projection designed, and the sealing ring is with a annular corresponding recess on the outer circumference in buttoned this lead. The attachment of the Sealing ring in the seal is therefore essential improved, the ring-shaped projection at the opening edge must are elaborately worked out of the seal, the As a result, seals become expensive and in many cases cannot be used economically.

Nach der DE-OS 33 44 734 ist in einem kammartig profilierten elastomeren Einlagedichtungsring ein federnder Metallblechring einvulkanisiert, der den Dichtungsring versteift, so daß der jetzt nicht mehr flexible Dichtungsring ohne die beschriebenen Nachteile in die Flüssigkeitsöffnungen eingesetzt werden kann. In diesem Fall aber besitzt der einvulkanisierte Metallblechring annähernd die radiale Wandstärke des Dichtungsringes, so daß er den Dichtungsring in zwei Hälften teilt. Der verformbare Elastomeranteil wird verringert und dadurch die Abdichtwirkung verschlechtert. Bei der Konstruktion der DE-OS 33 44 734 wird zwar auch der federnde Metallblechring beim Einbau elastisch verformt und trägt mit seiner elastischen Rückverformung zur Abdichtung bei, die elastische Verformung der Metallblechringe tritt aber erst bei solche hohen Dichtpressungsdrücken auf, die zur Abdichtung an den Flüssigkeitsöffnungen eigentlich überhaupt nicht erforderlich ist.According to DE-OS 33 44 734 is profiled in a comb elastomer insert sealing ring is a resilient sheet metal ring vulcanized, which stiffens the sealing ring, so that the now no longer flexible sealing ring without the described Disadvantages in the liquid openings can be used. In this case, however, the vulcanized Sheet metal ring approximately the radial wall thickness of the Sealing ring so that it is the sealing ring in half Splits. The deformable proportion of elastomer is reduced and thereby deteriorating the sealing effect. In the Construction of DE-OS 33 44 734 is also the resilient Metal sheet ring deforms elastically during installation and supports its elastic recovery to seal the however, elastic deformation of the metal sheet rings only occurs such high sealing pressures to seal on the liquid openings actually not at all is required.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Dichtungsring gemäß Oberbegriff des Hauptpatentanspruches zu schaffen, der eine ausreichende Steifigkeit besitzt, so daß er bei gleichzeitig guten elastischen Verformungs- und Funktionseigenschaften in Flüssigkeitsöffnungen von Flachdichtungen durch Preßsitz zu befestigen ist. Der Dichtungsring soll zugleich einfach und kostensparend herstellbar sein.The present invention is therefore based on the object a sealing ring according to the preamble of Main patent claim to create an adequate Has rigidity so that it is good at the same time elastic deformation and functional properties in Liquid openings of flat seals by means of an interference fit attach is. The sealing ring is designed to be both simple and can be produced in a cost-saving manner.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Dichtungsring aus elastomerem Material gelöst, in den im Bereich des Dichtungsringaußenumfang ein Ring aus verformungssteifem Material einvulkanisiert ist, dessen axiale und radiale Wandstärke geringer als die axiale Höhe der Dichtungsplatte ist. Bevorzugt besteht der einvulkanisierte Dichtungsring aus einem Federstahl und ist als in sich geschlossener Federstahlring mit rundem Ringquerschnitt gestaltet.According to the invention, this object is achieved by a sealing ring made of elastomeric material in the area of the Sealing ring outer circumference a ring made of deformation-resistant Vulcanized material, its axial and radial Wall thickness less than the axial height of the sealing plate is. The vulcanized sealing ring preferably consists of a spring steel and is as a self-contained Spring steel ring designed with a round ring cross-section.

Beim Einsetzen des erfindungsgemäßen Dichtungsringes in die Flüssigkeitsöffnung der Flachdichtung liegt jetzt der einvulkanisierte Dichtungsring unmittelbar am Öffnungsrand der Dichtung an. Bei Fertigung des Dichtungsringes mit Übermaß kann er in die Öffnung mit der Dichtung fest verbunden eingepreßt werden, und aufgrund der Versteifung bei der Handhabung während der Lagerung, dem Transport oder der Montage aus der Dichtung kann er nicht mehr herausfallen. Im Betrieb kann die strömende Flüssigkeit den Dichtungsring nicht hinterspülen, es tritt keine Verformung des versteiften Dichtungsringes in die Öffnung hinein auf, und entsprechend entstehen keine dadurch bedingten Leckagen.When inserting the sealing ring according to the invention in the Liquid opening of the flat gasket is now the vulcanized sealing ring directly at the opening edge of the Seal. When manufacturing the sealing ring with oversize it can be firmly connected to the seal in the opening be pressed in, and due to the stiffening at the Handling during storage, transport or the The assembly can no longer fall out of the seal. in the The flowing liquid cannot operate the sealing ring rinse, there is no deformation of the stiffened Sealing ring into the opening, and accordingly there are no resulting leaks.

Die geringe axiale und radiale Höhe des Versteifungsringes beeinflußt die elastische Verformbarkeit und damit das Abdichtverhalten des elastomeren Dichtungsringteiles allenfalls wenig. Beim Einbau unter der axialen Belastung des Dichtpressungsdruckes wird lediglich das elastomere Dichtungsteil bis maximal auf Flachdichtungshöhe zusammengepreßt, ohne daß eine Verformung des einvulkanisierten Versteifungsringes und eine Dichtungspressungsbegrenzung durch den einvulkanisierten Versteifungsring erfolgen kann. Die radiale Wandstärke des gesamten Dichtungsringes ist ferner wesentlich größer als die radiale Wandstärke des am Außenumfang einvulkanisierten Versteifungsringes und liegt bevorzugt etwa beim 3- bis 6fachem Wert des Versteifungsringes. Dadurch ist das elastomere Dichtungsringteil im größeren Teil durch den Dichtpressungsdruck über den gesamten Querschnitt in axialer Richtung elastisch verformbar und besitzt eine hohe, vom Versteifungsring unbeeinflußte, elastische Verformbarkeit mit entsprechend guter Abdichtwirkung gegenüber den Abdichtmedien.The low axial and radial height of the stiffening ring affects the elastic deformability and thus that Sealing behavior of the elastomeric sealing ring part little if anything. When installing under the axial load of the Sealing pressure only becomes the elastomer Sealing part up to a maximum of flat gasket height pressed together without deformation of the vulcanized stiffening ring and one Sealing pressure limitation by the vulcanized Stiffening ring can be done. The radial wall thickness of the entire sealing ring is also much larger than that radial wall thickness of the vulcanized on the outer circumference Stiffening ring and is preferably about 3- to 6 times the value of the stiffening ring. That’s it elastomer sealing ring part in the larger part by Sealing pressure over the entire cross section in axial Direction elastically deformable and has a high, from Stiffening ring unaffected, elastic deformability with correspondingly good sealing effect against the sealing media.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Dichtungsringes erfolgt bevorzugt in Vulkanisierformen nach einem der bekannten Formgebungsverfahren. Eine mögliche Verformung des in der Form fixierten Versteifungsringes beim Einpressen der Elastomermasse unter gegebenenfalls hohem Druck wird durch die Federwirkung des bevorzugt eingesetzten Federstahlmaterials während der Aufheizphase beim Verflüssigen des Elastomers in der Vulkanisierform wieder ausgeglichen. Durch den bevorzugt runden Querschnitt des Versteifungsringes kann dieser vom Elastomer beim Einpressen gut umflossen werden.The sealing ring according to the invention is produced preferably in vulcanizing molds according to one of the known Molding process. A possible deformation of the shape fixed stiffening ring when pressing the Elastomer mass under high pressure, if necessary, is caused by the Spring action of the preferably used spring steel material during the heating phase when the elastomer is liquefied in the vulcanization form balanced again. Preferred by the round cross-section of the stiffening ring can this from The elastomer must be flowed around well when pressed in.

Durch die Erfindung ist somit ein Dichtungsring zum Einsatz in vor allem Flüssigkeitsöffnungen von Flachdichtungen geschaffen, der am Außenumfang bei guten elastischen Verformungseigenschaften eine solche Festigkeit besitzt, daß er in den Öffnungen mit Preßsitz befestigt werden kann. Der Dichtungsring dichtet mit guten elastischen Eigenschaften ab und ist einfach und kostengünstig zu fertigen.The invention thus provides a sealing ring for use in especially liquid openings of flat seals created the outer circumference with good elastic Deformation properties have such a strength that it can be press-fitted in the openings. The Sealing ring seals with good elastic properties and is easy and inexpensive to manufacture.

Während bevorzugt der erfindungsgemäße Dichtungsring in Flüssigkeitsöffnungen von metallischen Zylinderkopfdichtungen eingesetzt werden soll, ist es auch möglich, den Dichtungsring als Einsatzring in Weichstoffdichtungen zu verwenden. Gegebenenfalls kann der Dichtungsring auch als separater Ring zur Abdichtung eingesetzt werden, oder er kann außer einem Elastomer auch aus polymerem Material generell oder sonstigem flexiblen Abdichtmaterial bestehen. Der Dichtungsring kann zusätzlich zur weiteren Verbesserung der Bindung auch in die Öffnungen eingeklebt sein.While preferably the sealing ring according to the invention in Liquid openings of metallic cylinder head gaskets it is also possible to use the sealing ring to use as insert ring in soft material seals. If necessary, the sealing ring can also be used as a separate ring can be used for sealing, or he can save one Elastomer also made of polymeric material in general or otherwise flexible sealing material. The sealing ring can in addition to further improving the bond also in the Openings must be glued.

Die Erfindung wird durch das in der Abbildung dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is illustrated by that in the figure Embodiment explained in more detail.

Die Abbildung zeigt im Querschnitt den Ausschnitt einer metallischen Zylinderkopfdichtung 1, in deren Kühlwasseröffnung 2 ein erfindungsgemäßer elastomerer Dichtungsring 3 eingesetzt ist. Der elastomere Dichtungsring 3 ist kammprofiliert und besitzt beidseitig jeweils drei die Öffnung ringförmig umlaufende Wellenhöhen 4 und Wellentäler 5. Am Außenumfang des Dichtungsringes 3 ist etwa mittig der Versteifungsring 6 einvulkanisiert, er besteht aus einem Federstahldraht und besitzt einen runden Querschnitt. Der Durchmesser des Versteifungsringes 6 ist wesentlich geringer als die Dicke der Dichtung 1 und die radiale Dicke des Dichtungsringes 3, so daß beim Einbau der Dichtungsring 3 bis maximal auf die Dicke der Dichtung 1 zusammengepreßt wird. Der Versteifungsring 6 wird unter dem Dichtpressungsdruck nicht verformt, und die elastische Verformbarkeit des Dichtungsringes 3 und damit seine Abdichtwirkung werden allenfalls geringfügig durch den Versteifungsring 6 beeinflußt.The figure shows in cross section the section of a metallic cylinder head gasket 1 , in the cooling water opening 2 of which an elastomeric sealing ring 3 according to the invention is inserted. The elastomeric sealing ring 3 is comb-profiled and has three wave heights 4 and wave troughs 5 that ring around the opening on both sides. On the outer circumference of the sealing ring 3 , the stiffening ring 6 is vulcanized in approximately in the middle, it consists of a spring steel wire and has a round cross section. The diameter of the stiffening ring 6 is substantially less than the thickness of the seal 1 and the radial thickness of the sealing ring 3 , so that when the sealing ring 3 is installed, it is compressed to a maximum of the thickness of the seal 1 . The stiffening ring 6 is not deformed under the sealing pressure, and the elastic deformability of the sealing ring 3 and thus its sealing effect are at most slightly influenced by the stiffening ring 6 .

Claims

1.Sealing ring, in particular for use in liquid openings of flat gaskets, such as oil passages or cooling water passages of cylinder head gaskets for internal combustion engines, consisting of an elastically deformable material with an inserted stiffening ring made of deformation-resistant material, characterized in that the stiffening ring ( 6 ) on the outer circumference in the sealing ring ( 3 ) is vulcanized in, and that the axial and radial wall thickness of the stiffening ring ( 6 ) is smaller than the axial height of the flat seal ( 1 ) and the radial wall thickness of the sealing ring ( 3 ).

2. Sealing ring according to claim 1, characterized in that the stiffening ring is made of spring steel.

3. Sealing ring according to claims 1 and 2, characterized in that the stiffening ring ( 6 ) is a self-contained spring steel ring with a round cross-section.

4. Sealing ring according to claims 1 to 3, characterized in that the radial wall thickness of the elastomeric sealing ring part ( 3 ) is about 3 to 6 times larger than the radial wall thickness of the vulcanized stiffening ring ( 6 ).

5. Sealing ring according to claims 1 to 4, characterized in that the sealing ring ( 3 ) is comb-profiled on both sides and each has three annular crests ( 4 ) and wave troughs ( 5 ) surrounding the opening ( 2 ).