DE3720838A1

DE3720838A1 - Flat packing, particularly a cylinder head gasket

Info

Publication number: DE3720838A1
Application number: DE19873720838
Authority: DE
Inventors: Reinhold Buck; Helmut Ruess; Kurt Schwenkel
Original assignee: Elring Dichtungswerke GmbH
Current assignee: Elring Dichtungswerke GmbH
Priority date: 1987-06-24
Filing date: 1987-06-24
Publication date: 1989-01-05

Abstract

Flat packing having a single-layer metal packing plate and a through-opening which is bordered with an annular rubber packing element and for which the packing plate has a receiving aperture, to the edge of which is attached a flat, annular single-layer metal carrier which has the through-opening and to which the rubber packing element enclosing the edge of the through-opening is attached. In this case a flat packing which is solid, but cheap to manufacture can be obtained because an outer edge area of the carrier projects radially outwards from the packing element and this edge area is joined to the packing plate by a laser welded joint.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung, insbesondere eine Zylinderkopfdichtung, mit einer einlagigen metallischen Dichtungsplatte und einer mit einem ringförmigen Gummi- Dichtelement eingefassten Durchgangsöffnung, für die die Dichtungsplatte eine Aufnahmeöffnung besitzt, an deren Rand ein flacher einlagiger metallischer Träger befestigt ist, der die Durchgangsöffnung aufweist und an dem das den Rand der Durchgangsöffnung umfassende Gummi-Dichtelement befestigt ist.The invention relates to a flat gasket, in particular a Cylinder head gasket, with a single-layer metallic Sealing plate and one with an annular rubber Sealing element bordered through opening for which the Sealing plate has a receiving opening on the edge a flat single-layer metallic carrier is attached, which has the through opening and at which the edge the through-hole comprehensive rubber sealing element attached is.

Bei bekannten, von der Anmelderin auf den Markt gebrachten Flachdichtungen dieser Art besitzt die Dichtungsplatte kreis förmige Aufnahmeöffnungen, in denen jeweils eine Abdicht einheit, bestehend aus einem kreisringförmigen metallischen Träger und einem im Querschnitt ungefähr U-förmigen Gummi- Dichtelement, befestigt ist. Bei dem Gummi-Dichtelement handelt es sich um eine an den Träger anvulkanisierte elastomere Dichtlippe, in die der kreisringförmige metallische Träger derart vollständig eingebettet ist, dass seine radial äussere Stirnkante mit derjenigen des Gummi-Dichtelements bündig ist. Zur Befestigung der aus Träger und Gummi-Dicht element bestehenden Abdichteinheit wird die metallische Dichtungsplatte am Rand ihrer die Abdichteinheit aufnehmenden Aufnahmeöffnung mit Stempeln so verformt, dass die Abdicht einheit in der Aufnahmeöffnung verstemmt wird. Nachteilig ist dabei, dass, wird die Dichtungsplatte mit den Stempeln zu wenig verformt, die Gefahr besteht, dass sich die aus Träger und Gummi-Dichtelement bestehende Abdichteinheit aus der Dichtungsplatte herauslöst; hingegen wird das Gummi- Dichtelement beschädigt, wenn man die Dichtungsplatte mit den Stempeln etwas zu stark verformt. Dieselben, aus kreis ringförmigem Träger und Gummi-Dichtelement bestehenden Abdichteinheiten wurden auch schon in Aufnahmeöffnungen von Weichstoff-Dichtungsplatten eingeklebt; derartige Klebver bindungen sind aber z.B. gegen heisses Kühlwasser nicht hinreichend beständig, beim Auftragen des Klebers besteht die Gefahr, dass dieser über die elastomere Dichtlippe läuft und diese unbrauchbar macht, vor allem dann, wenn es sich um einen langsam abbindenden Kleber handelt, und wenn man einen schnell abbindenden Kleber verwendet, wird das Ein kleben der Abdichteinheiten erschwert.In known, put on the market by the applicant Flat gaskets of this type have the sealing plate circle shaped receiving openings, in each of which a seal unit consisting of an annular metallic Carrier and a rubber in cross section approximately U-shaped Sealing element is attached. With the rubber sealing element it is a vulcanized to the carrier elastomeric sealing lip into which the circular metallic Carrier is fully embedded such that its radial outer end edge with that of the rubber sealing element is flush. For attaching the carrier and rubber seal element existing sealing unit is the metallic Sealing plate on the edge of the sealing unit receiving it Receiving opening with stamps deformed so that the seal unit is caulked in the receiving opening. Disadvantageous is that, the sealing plate with the stamps deformed too little, there is a risk that it will form Carrier and rubber sealing element consisting of sealing unit the sealing plate detaches; however, the rubber Sealing element damaged when using the sealing plate the stamps deformed a little too much. The same, from circle ring-shaped carrier and rubber sealing element existing Sealing units have also been made in the receiving openings of Glued soft sealing plates; such adhesive Bonds are e.g. against hot cooling water sufficiently resistant, when applying the adhesive the danger that it runs over the elastomeric sealing lip and makes it unusable, especially if it is is a slowly setting adhesive, and if you using a quick-setting adhesive, the one sticking the sealing units difficult.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, wie eine Flachdichtung mit einer metallischen Dichtungsplatte und in Aufnahmeöffnungen derselben befestigten Abdichteinheiten, bestehend aus einem flachen ringförmigen metallischen Träger und einem ringförmigen Gummi-Dichtelement, so ausgestaltet werden kann, dass sie eine kostensparende Großserienfertigung erlaubt und sich dennoch funktionssichere Dichtungen ergeben.The invention was therefore based on the object of a way to point out how a flat gasket with a metallic Fasten the sealing plate and in the openings in the same Sealing units consisting of a flat annular metallic carrier and an annular rubber sealing element, can be designed to be a cost-saving Large-scale production allowed and still reliable Seals result.

Ausgehend von einer Flachdichtung der eingangs erwähnten Art lässt sich diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch lösen, dass der Träger mit einem äusseren Randbereich radial nach aussen aus dem Dichtelement herausragt und dass dieser Rand bereich durch eine Laserschweißverbindung mit der Dichtungs platte verbunden wird.Starting from a flat gasket of the type mentioned at the beginning According to the invention, this object can be achieved by that the carrier with an outer edge area radially towards protrudes from the outside of the sealing element and that this edge area through a laser welded joint with the seal plate is connected.

Für das Verständnis des durch die Erfindung bewirkten tech nischen Fortschritts muss man sich das Folgende vor Augen halten: Vor allem bei Zylinderkopfdichtungen werden die zwischen deren Durchgangsöffnungen in der Dichtungsplatte verbleibenden Stege immer schmäler, und die Breite dieser Stege würde bei vorgegebenen Durchmessern der Durchgangs öffnungen und einer nicht zu unterschreitenden Breite der Gummi-Dichtelemente durch in radialer Richtung über die letzteren beträchtlich hinausragende Träger in für die Stabilität der Dichtung nicht mehr tragbarer Weise vermindert werden. Bei einem verhältnismässig geringen radialen Über stand der Träger über die Gummi-Dichtelemente bringt aber ein Verstemmen einer aus Träger und Gummi-Dichtelement bestehenden Abdichteinheit in einer Aufnahmeöffnung einer metallischen Dichtungsplatte nach wie vor die oben geschilder ten Gefahren mit sich, und bei einem relativ geringen radialen Überstand der Träger würden die Gummi-Dichtelemente auch dann beschädigt werden, wenn man die Träger in der metallischen Dichtungsplatte durch Punktschweissen befestigen würde, denn der Durchmesser der für das Punktschweissen erforderlichen Elektroden liegt in der Grössenordnung von 3 bis 6 mm. Wenn man aber die Träger mittels einer Laserschweißverbindung in der Dichtungsplatte befestigt, genügt schon ein radialer Überstand der Träger von grössenordnungsmässig 1 mm, um Beschädigungen der Gummi-Dichtelemente beim Laserschweißen vermeiden zu können. To understand the tech caused by the invention As you progress, you have to keep the following in mind hold: Especially with cylinder head gaskets between their through openings in the sealing plate remaining webs getting narrower, and the width of this Ridges would be the passage at given diameters openings and a width of the Rubber sealing elements through in the radial direction the latter significantly outstanding carriers in for the Stability of the seal is no longer reduced will. With a relatively small radial over the carrier stood over the rubber sealing elements but brings a caulking of a carrier and rubber sealing element existing sealing unit in a receiving opening metallic sealing plate as above ten dangers, and with a relatively low radial The rubber sealing elements would also protrude from the carrier then be damaged if you put the carrier in the metallic Would attach the sealing plate by spot welding, because the diameter of those required for spot welding Electrodes are on the order of 3 to 6 mm. If but the carrier in a laser welded connection attached to the sealing plate, a radial is sufficient Protrusion of the beams of the order of 1 mm, um Damage to the rubber sealing elements during laser welding to be able to avoid.

Die Erfindung ermöglicht auch eine kostengünstige Herstellung von Flachdichtungen mit aus peroxidisch vernetzten Fluor elastomeren bestehenden Gummi-Dichtelementen, die sich an metallischen Trägern nur schlecht anvulkanisieren lassen: Das Anvulkanisieren solcher Gummi-Dichtelemente an metallische Träger setzt nämlich voraus, dass die letzteren vorbehandelt werden, insbesondere durch Phospatieren, was sich bei den verhältnismässig kleinen ringförmigen Trägern der erfindungs gemässen Flachdichtung kostengünstig durchführen lässt, und wenn einmal die Verbindung zwischen einem Gummi-Dichtelement und einem Träger unzulänglich ist, muss nicht gleich eine ganze Flachdichtung verworfen werden, sondern nur eine einzige Abdichteinheit aus Träger und Gummi-Dichtelement.The invention also enables inexpensive manufacture of gaskets with fluoride cross-linked from peroxide existing elastomeric rubber sealing elements that adhere to have difficult to vulcanize metallic supports: The vulcanization of such rubber sealing elements to metallic ones The carrier requires that the latter be pre-treated be, especially by phosphating what happens in the relatively small annular carriers of the Invention according to flat gasket can be carried out inexpensively, and once the connection between a rubber sealing element and a carrier is inadequate, does not have to be one entire flat gasket should be discarded, but only one Sealing unit made of carrier and rubber sealing element.

Der durch die vorliegende Erfindung bewirkte Fortschritt wird aber auch im Vergleich zu anderen bekannten Zylinderkopf dichtungen deutlich:The progress brought about by the present invention but also compared to other known cylinder heads seals clear:

Bei der Zylinderkopfdichtung nach der DE-PS 30 01 599 sind ringförmige Gummi-Dichtelemente unmittelbar an die Ränder von Aufnahmeöffnungen einer metallischen Dichtungsplatte an vulkanisiert oder angespritzt. Dies erfolgt in einem verhält nismässig grossen und komplizierten Werkzeug, in das die Dichtungsplatte eingelegt wird und in dem dann alle Gummi-Dicht elemente gleichzeitig hergestellt bzw. an die Dichtungsplatte anvulkanisiert werden. Damit die Gummi-Dichtelemente an der Dichtungsplatte zuverlässig halten, muss letztere insgesamt vorbehandelt werden, z.B. durch Phosphatieren, eine nicht gerade umweltverträgliche Technik, wobei sich die Dichtungs platten wegen ihrer Grösse auch nicht in einer Trommel behandeln lassen, wie dies bei den kleinen Trägern er findungsgemässer Flachdichtungen der Fall ist, und wenn die Dichtungsplatte oberflächenbeschichtet ist, so wird je nach Beschichtungsart (z.B. PTFE) das Anvulkanisieren oder An spritzen von Gummi-Dichtelementen erschwert oder gar unmöglich, weil sich keine ausreichende Haftung der Gummi-Dichtelemente an der Dichtungsplatte ergibt. Ausserdem hat diese bekannte Zylinderkopfdichtung den Nachteil, dass sie insgesamt als Ausschuß verworfen werden muss, wenn bei der Herstellung auch nur ein einziges Gummi-Dichtelement einen Fehler aufweist oder an der Dichtungsplatte nicht richtig haftet, was die Her stellungskosten stark belastet.In the cylinder head gasket according to DE-PS 30 01 599 ring-shaped rubber sealing elements directly on the edges from receiving openings of a metallic sealing plate vulcanized or molded. This is done in a behaves big and complicated tool into which the Sealing plate is inserted and then all rubber seals elements manufactured simultaneously or to the sealing plate be vulcanized. So that the rubber sealing elements on the The sealing plate must hold reliably, the latter as a whole are pretreated, e.g. by phosphating, one not just environmentally friendly technology, whereby the sealing because of their size, they also do not plate in a drum get treated like this for the small porters inventive flat seals is the case, and if the Sealing plate is surface-coated, so depending on Type of coating (e.g. PTFE) vulcanization or on spraying of rubber sealing elements difficult or even impossible, because there is insufficient adhesion of the rubber sealing elements on the sealing plate. In addition, this has known Cylinder head gasket has the disadvantage that it as a whole Committee must be discarded if in the manufacture too only a single rubber sealing element has a defect or what the Her service costs heavily burdened.

Ännliches gilt für die Zylinderkopfdichtung nach der FR-OS 25 63 600, bei welcher an einem im Querschnitt U-förmigen Brennraumring, der eine Brennraum-Durchgangsöffnung der Zylinderkopfdichtung abdichtet, zwei einander diametral gegenüberliegende, ungefähr nierenförmige Trägerplatten be festigt sind, welche Durchgangsöffnungen für Kühlwasser und Schmieröl aufweisen, die durch an die Trägerplatten ange spritzte Gummi-Dichtelemente eingefasst sind. Der Befestigung der Trägerplatten am Brennraumring dienen an den einen Schenkel des letzteren angeformte Lappen, auf denen die Trägerplatten durch Punktschweissen befestigt sind. Wenn ein einziges Gummi-Dichtelement schadhaft ist oder an seiner Trägerplatte nicht richtig haftet, muss also eine halbe Zylinderkopfdichtung als Ausschuß verworfen werden. Ausserdem müssten auch bei der Herstellung dieser bekannten Zylinder kopfdichtung relativ grosse Teile, nämlich die Trägerplatten vorbehandelt werden, wenn für die Gummi-Dichtelemente die heutzutage bevorzugten peroxidisch vernetzten Fluorelastomere oder andere Elastomere, die an metallischen Trägern ebenso schwierig anzubringen sind, verwendet werden. Auch eignet sich ein Dichtungsaufbau, wie ihn die FR-OS 25 63 600 zeigt, nicht für Mehrzylinderdichtungen, infolge ihres Aufbaus haben sie eine geringe Steifigkeit und sind deshalb schlecht zu handhaben, und weil die Dicke der Trägerplatten nur etwa ein Drittel der Dicke des Brennraumrings beträgt, können Spritzwasser und Schmutz von aussen auf die Trägerplatten der in einen Motor eingebauten Dichtung gelangen, was dazu führt, dass die Bauteile des Motors korrosionsgefährdet und die empfindlichen elastomeren Dichtelemente ohne Schutz sind. Auch führt eine Übertragung der Schraubenkräfte zwischen Motorblock und Zylinderkopf allein durch den Brennraumring und damit durch den Brennraumbereich zu hohen Verzügen in den Zylindern, was einen hohen Ölverbrauch des Motors nach sich zieht, und wenn in stärkerem Umfang Verbrennungsgase über den Brennraumring hinweg an den Brennraum-Durchgangs öffnungen austreten, so fällt die bekannte Zylinderkopf dichtung sofort als Ganzes aus, weil die heissen Verbrennungs gase die elastomeren Dichtelemente zerstören.The same applies to the cylinder head gasket according to FR-OS 25 63 600, in which a U-shaped cross section Combustion chamber ring, which is a combustion chamber through opening of the Cylinder head gasket seals two diametrically opposite, approximately kidney-shaped carrier plates be which through openings for cooling water and Have lubricating oil, which is due to the carrier plates sprayed rubber sealing elements are edged. The attachment the carrier plates on the combustion chamber ring serve on one Leg of the latter integrally formed rag on which the Carrier plates are fixed by spot welding. If a single rubber sealing element is defective or on it Carrier plate does not adhere properly, so it must be half Cylinder head gasket should be discarded as scrap. Also would also have to be used in the manufacture of these known cylinders Head gasket relatively large parts, namely the carrier plates be pretreated if the for the rubber sealing elements today preferred peroxidically cross-linked fluoroelastomers or other elastomers attached to metallic supports as well are difficult to attach. Also suitable a seal structure, as shown in FR-OS 25 63 600, not for multi-cylinder seals, due to their construction they have low stiffness and are therefore poor too handle, and because the thickness of the support plates only about is one third of the thickness of the combustion chamber ring Splashing water and dirt from the outside onto the carrier plates the seal built into an engine, what to do with it leads to the components of the engine being at risk of corrosion and the sensitive elastomeric sealing elements are without protection. There is also a transfer of screw forces between Engine block and cylinder head only through the combustion chamber ring and thus too high delays due to the combustion chamber area the cylinders, resulting in high engine oil consumption withdraws, and if to a greater extent combustion gases over the combustion chamber ring to the combustion chamber passage openings emerge, so the well-known cylinder head falls seal immediately as a whole, because the hot combustion gases destroy the elastomeric sealing elements.

Wie bereits erwähnt, kann die Breite des radial nach aussen aus dem Gummi-Dichtelement herausragenden Randbereichs des metallischen Trägers einer Abdichteinheit bei einer erfindungs gemässen Flachdichtung in der Grössenordnung von nur 1 mm liegen, weil beim bevorzugten Anpunkten des Trägers an der Dichtungsplatte mittels eines Lasers der erhitzte Bereich ausserordentlich klein ist und nur eine verhältnismässig geringe Wärmemenge in den Träger eingebracht wird. Bei bevor zugten Ausführungsformen der erfindungsgemässen Flachdichtung beträgt die radiale Breite des äusseren freien Randbereichs des Trägers ca. 0,8 mm bis ungefähr das Dreifache dieses Wertes.As already mentioned, the width of the radially outward edge area protruding from the rubber sealing element metallic support of a sealing unit in a fiction according to the flat gasket in the order of magnitude of only 1 mm lie because at the preferred point of the wearer at the Sealing plate using a laser the heated area is extraordinarily small and only a relative one small amount of heat is introduced into the carrier. Before before preferred embodiments of the flat gasket according to the invention is the radial width of the outer free edge area the carrier about 0.8 mm to about three times this Worth.

Wenn, wie bei einer bevorzugten Ausführungsform, das Gummi- Dichtelement aus einem peroxidisch vernetzten Fluorelastomer besteht, empfiehlt sich die Verwendung eines Trägers aus einem zwar an sich blanken, jedoch vorbehandelten und ins besondere phosphatierten Stahlblech, während für die Dich tungsplatte metallisch blanke oder organisch beschichtete Stahlbleche be vorzugt werden, da man ja keine Rücksicht darauf nehmen muss, ob das für die Gummi-Dichtelemente verwendete Elastomer an der Dichtungsplatte gut haftet, nachdem die Gummi-Dichtelemente nicht unmittelbar an der Dichtungsplatte angebracht werden - billige und an Metallteilen gut haftende Elastomere lassen sich heutzutage nicht mehr einsetzen; nun bedingt aber die Forderung nach einer guten Beständigkeit der Gummi-Dichtelemente gegenüber den verschiedenen Medien Elastomere, die sich an metallische Dichtungsteile nicht gut anbinden lassen, denn meistens weisen Elastomermischungen mit guten physikalischen und chemischen Eigen schaften eine sehr schlechte Anbindefähigkeit auf. Da bei erfindungsgemässen Flachdichtungen die Gummi-Dichtelemente aber an den verhältnissmässig kleinen metallischen Trägern angebracht werden und sich solche Kleinteile kostengünstig vorbehandeln lassen, und da ausserdem eine schadhafte Abdichteinheit aus Träger und Gummi-Dichtelement nicht gleich bedeutend mit einer schadhaften Dichtung ist, ermöglicht es die Erfindung sogar, für die Gummi-Dichtelemente eine Mischung von Elastomeren und PTFE-Pulver zu verwenden, die zu besonders beständigen Dichtelementen führt. If, as in a preferred embodiment, the rubber Sealing element made of a peroxidically cross-linked fluoroelastomer , the use of a carrier is recommended one bare in itself, but pretreated and ins special phosphated steel sheet, while for you sheet metal blank or organically coated steel sheets be preferred, since you don't have to consider whether that is for the rubber sealing elements used elastomer on the sealing plate adheres well after the rubber sealing elements are not immediately to be attached to the sealing plate - cheap and on Nowadays, metal parts have good adhesive properties no longer use; but now the demand for good resistance of the rubber sealing elements the various media elastomers that adhere to metallic Do not allow sealing parts to be tied up well, because they usually point Elastomer mixtures with good physical and chemical properties create a very poor connectivity. There with flat seals according to the invention the rubber sealing elements but on the relatively small metallic supports be attached and such small parts inexpensive let it be pretreated and also a defective one Sealing unit made of carrier and rubber sealing element not the same is significant with a defective seal, it allows the invention even one for the rubber sealing elements Mixture of elastomers and PTFE powder to be used leads to particularly durable sealing elements.

Vorstehend wurde darauf hingewiesen, dass bei der bekannten Zylinderkopfdichtung nach der FR-OS 25 63 600 mit ihren im Vergleich zum Brennraumring dünneren Trägerplatten über den Brennraumring austretende heisse Verbrennungsgase die Gummi- Dichtelemente rasch zerstören. Wenn nun bei einer erfindungs gemässen Flachdichtung die Dicke der Träger der Gummi-Dicht elemente grösser gewählt wird als diejenige der Dichtungs platte, so wird dadurch die vorstehend geschilderte Gefahr verringert, weil für an den Brennraum-Durchgangsöffnungen austretende heisse Verbrennungsgase die dickeren Träger wie eine Barriere vor den Gummi-Dichtelementen wirken und so die letzteren schützen.It was pointed out above that in the known Cylinder head gasket according to FR-OS 25 63 600 with their im Comparison to the combustion chamber ring thinner support plates over the Hot combustion gases escaping from the combustion chamber ring Destroy sealing elements quickly. If now with a fiction according to the flat gasket the thickness of the gasket of the rubber seal elements is chosen larger than that of the seal plate, so the danger described above reduced because for the combustion chamber through openings escaping hot combustion gases like the thicker carriers act a barrier in front of the rubber sealing elements and so protect the latter.

Wenn hingegen, wie dies wegen der Übertragung der Schrauben kräfte bevorzugt wird, die Dichtungsplatte dicker als die Träger ist, lässt sich durch das Laserschweißen Material der Dichtungsplatte auf die Träger der Gummi-Dichtelemente herunterschmelzen, um so für eine besonders sichtbare Be festigung der Träger in der Dichtungsplatte zu sorgen.If, however, like this because of the transfer of the screws forces is preferred, the sealing plate thicker than that Can be made by laser welding material Sealing plate on the carrier of the rubber sealing elements melt down, so for a particularly visible loading to secure the support in the sealing plate.

Schliesslich empfiehlt es sich, die Träger nur durch einzelne Schweisspunkte mit der Dichtungsplatte zu verbinden, so dass man zwischen diesen Schweisspunkten jeweils einen engen Spalt zwischen Träger und Dichtungsplatte vorsehen kann, der nicht nur die Wärmeleitung vom Bereich der Brennraum-Durch gangsöffnung zu den Gummi-Dichtelementen drastisch vermindert, sondern auch dazu führt, dass im Falle von an der Brennraum- Durchgangsöffnung austretenden Verbrennungsgasen durch diesen Spalt hindurch ein Druckausgleich zwischen den beiden Seiten der Flachdichtung stattfinden kann. Finally, it is advisable to wear the straps only by individuals Connect welding points to the sealing plate so that a narrow one between these welding points Can provide a gap between the carrier and the sealing plate, the not just the heat conduction from the area of the combustion chamber passage opening to the rubber sealing elements drastically reduced, but also leads to the fact that in the Combustion gases emerging through this opening A pressure equalization between the two sides runs through the gap the flat gasket can take place.

Durch die Erfindung wird auch eine Art Baukastensystem ermöglicht; es können nämlich Abdichteinheiten aus einem Träger und einem an diesem befestigten Gummi-Dichtelement standardisiert und in grossen Stückzahlen hergestellt werden, die sich dann in die unterschiedlichsten Dichtungsplatten einsetzen und in diesen befestigen lassen, da man ja nur dafür sorgen muss, dass die Aufnahmeöffnungen der Dichtungsplatten der Umfangsgestalt der Träger der Abdichteinheiten ent sprechen. Natürlich lassen sich alle vorstehend aufgeführten Vorteile auch dann noch erreichen, wenn sich ein Träger über mehr als nur eine einzige Durchgangsöffnung erstreckt, z.B. also zwei Durchgangsöffnungen aufweist und infolgedessen mit zwei Gummi-Dichtelementen bestückt ist - es wäre grundsätzlich aber auch denkbar, dass ein einziges Gummi-Dichtelement zwei Durchgangsöffnungen einfasst -, jedenfalls so lange, als die Träger nicht eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen aufweisen, wie dies bei der Zylinderkopfdichtung nach der FR-OS 25 63 600 der Fall ist. Die erfindungsgemässe Lösung eignet sich für Zylinderkopfdichtungen in Einzel- und Mehrzylinderausführung, aber auch für hoch beanspruchte Nebendichtungen. Besonders bevorzugt werden Ausführungsformen, bei denen die Abdicht elemente für die Brennraum-Durchgangsöffnungen die Gestalt von in die Dichtungsplatte eingeformten, die Brennraum- Durchgangsöffnungen ringförmig umgebenden Sicken haben, ob wohl natürlich auch andere, z.B. an die Dichtungsplatte mittels eines Lasers angeschweisste Dichtelemente möglich sind. In die Dichtungsplatte können Leckgaskanäle eingear beitet sein, über die Verbrennungsgase an den Gummi-Dicht elementen vorbei nach aussen abgeleitet werden, wobei das gute Wärmeleitvermögen der Dichtungsplatte dazu führt, dass die im Bereich der Brennraum-Durchgangsöffnungen herrschenden hohen Temperaturen in radialer Richtung schnell abnehmen, da die Wärme in den Motorblock und den Zylinderkopf abgeleitet wird. Bei entsprechender Anordnung der Schweisspunkte zwischen der Dichtungsplatte und den Trägern, nämlich derart, dass sich eine elastische Befestigung der Träger an der Dichtungs platte ergibt, werden die Gummi-Dichtelemente bei thermisch bedingten Schiebebewegungen nicht mit verschoben und unter liegen dann keinem Verschleiß durch die Dichtflächen von Motorblock und Zylinderkopf. Schliesslich soll noch erwähnt werden, dass die Erfindung grundsätzlich auch auf Flach dichtungen anwendbar ist, deren Dichtungsplatte aus mehreren Metallblechlagen besteht, obwohl einlagige Dichtungsplatten bevorzugt werden, ebenso wie es bevorzugt wird, dass die Dicke der Dichtungsplatte ein Vielfaches der Dicke der Träger beträgt, wobei ein Dickenverhältnis von 3:1 sich als beson ders vorteilhaft erwiesen hat. Dichtungsplatten mit einer grösseren Dicke als die Träger führen auch zu dem Vorteil, dass sich um die Gummi-Dichtelemente herum auf beiden Seiten der Flachdichtung kreisringförmige Entspannungsräume für an den Brennraum-Durchgangsöffnungen eventuell austretende Verbrennungsgase ergeben, so dass sich diese abkühlen, ehe sie an die elastomeren Dichtlippen gelangen.The invention also provides a kind of modular system enables; it can namely sealing units from one Carrier and a rubber sealing element attached to this standardized and manufactured in large quantities, which then fit into a wide variety of sealing plates insert and fasten in this, because you only do it must ensure that the receiving openings of the sealing plates the circumferential shape of the carrier of the sealing units ent speak. Of course, all of the above can be listed Achieve benefits even when a carrier is over extends more than a single through opening, e.g. thus has two through openings and consequently with two rubber sealing elements - it would be basic but also conceivable that a single rubber sealing element two Surrounds through openings - at least as long as that Carriers do not have a plurality of through openings, like this for the cylinder head gasket according to FR-OS 25 63 600 the case is. The solution according to the invention is suitable for Single and multi-cylinder head gaskets, but also for highly stressed secondary seals. Especially preferred are embodiments in which the seal elements for the combustion chamber through openings of molded into the sealing plate, the combustion chamber Through-holes have annular beads surrounding whether of course also others, e.g. to the sealing plate sealing elements welded by means of a laser are possible are. Leakage gas ducts can be built into the sealing plate be prepared, via the combustion gases to the rubber seal elements are diverted to the outside, whereby the good thermal conductivity of the sealing plate causes that those prevailing in the area of the combustion chamber through openings high temperatures quickly decrease in the radial direction because the heat is dissipated into the engine block and cylinder head becomes. With an appropriate arrangement of the welding points between the sealing plate and the carriers, namely such that there is an elastic attachment of the carrier to the seal plate results, the rubber sealing elements at thermal conditional sliding movements not shifted with and under then there is no wear from the sealing surfaces of Engine block and cylinder head. Finally it should be mentioned be that the invention basically on flat seals is applicable, the sealing plate of several Sheet metal layers exist, although single-layer sealing plates are preferred, just as it is preferred that the Thickness of the sealing plate is a multiple of the thickness of the carrier is, with a thickness ratio of 3: 1 special which has proven advantageous. Sealing plates with one greater thickness than the carrier also lead to the advantage that are around the rubber sealing elements on both sides the flat gasket circular relaxation rooms for through the combustion chamber through openings Combustion gases result, so that they cool down before they reach the elastomeric sealing lips.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten zeichnerischen Darstellung sowie der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemässen Flachdichtung, wobei es sich bei allen diesen Ausführungsformen um Zylinderkopf dichtungen handelt. Further features, advantages and details of the invention result from the attached drawing as well as the following description of some preferred ones Embodiments of the flat gasket according to the invention, wherein all of these embodiments are cylinder heads seals.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 Eine Draufsicht auf die erste Ausführungsform; Fig. 1 is a plan view of the first embodiment;

Fig. 2 und 3 Schnitte durch die in Fig. 1 gezeigte Zylinder kopfdichtung nach den Linien 2-2 und 3-3 in Fig. 1; Fig. 2 and 3 sections through the cylinder head gasket shown in Figure 1 along lines 2-2 and 3-3 in Fig. 1.

Fig. 4 eine Draufsicht auf die zweite Ausführungsform; Fig. 4 is a plan view of the second embodiment;

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 4; Fig. 5 is a section along the line 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Teil der dritten Aus führungsform, und Fig. 6 is a plan view of part of the third imple mentation form, and

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 6. Fig. 7 is a section along the line 7-7 in FIG. 6.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Dichtungsplatte 10, bei der es sich um eine einlagige Stahlplatte handeln soll. Sie be sitzt zwei Brennraum-Durchgangsöffnungen 12, um die herum jeweils eine kreisringförmige Sicke 14 in die Dichtungsplatte 10 eingeprägt wurde, welche als Brennraum-Dichtelement dient. Die in Fig. 1 gezeigte Zylinderkopfdichtung besitzt ferner mehrere Schraubenlöcher 16, eine Reihe von Schmieröl- Durchgangsöffnungen 18 sowie mehrere Kühlwasser-Durchgangs öffnungen 20. Figs. 1 to 3 show a gasket plate 10, which is intended to be a single-layer steel plate. It sits two combustion chamber through-openings 12 , around which an annular bead 14 was stamped into the sealing plate 10 , which serves as a combustion chamber sealing element. The cylinder head gasket shown in Fig. 1 also has a plurality of screw holes 16 , a number of lubricating oil through openings 18 and a plurality of cooling water through openings 20th

Anhand der Fig. 2 soll nun die Gestaltung der erfindungs gemässen Zylinderkopfdichtung im Bereich der Durchgangs öffnungen 18 und 20 anhand einer der Kühlwasser-Durchgangs öffnungen 20 erläutert werden. Für jede dieser Durchgangs öffnungen ist aus der Dichtungsplatte 10 eine Aufnahmeöffnung 22 herausgestanzt worden, die eine als Ganzes mit 24 be zeichnete Abdichteinheit aufnimmt. Letztere besteht aus einem ringförmigen metallischen Träger 26 und einem Gummi-Dicht element 28 mit ungefähr U-förmigem Querschnitt, welches den Träger 26 teilweise aufnimmt, jedoch ragt ein äusserer Randbereich 30 des Trägers radial nach aussen aus dem Gummi- Dichtelement 28 heraus. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist die Dicke des Trägers 26 geringer als die Dicke der Dichtungsplatte 10, so dass es möglich ist, bei der Herstellung von Laserschweißverbindungen 34 Metall der Dichtungsplatte 10 auf den Träger 26 herunterzuschmelzen. Wenn es sich bei den Laserschweißverbindungen 34 um Schweiß punkte handelt, ergibt sich dank der Abmessungsverhältnisse in den Bereichen zwischen den Schweißpunkten sowie zwischen der Dichtungsplatte 10 und dem Träger 26 ein Spalt 36, durch den hindurch ein Druckausgleich von der einen Seite der Flachdichtung zur anderen stattfinden kann.With reference to FIG. 2, the design of the cylinder head gasket according to the Invention will now openings in the area of passage 18 and 20 using one of the cooling water passage openings 20 will be explained. For each of these through openings, a receiving opening 22 has been punched out of the sealing plate 10 , which receives a sealing unit as a whole with 24 be marked. The latter consists of an annular metallic carrier 26 and a rubber sealing element 28 with an approximately U-shaped cross section, which partially receives the carrier 26 , but an outer edge region 30 of the carrier projects radially outward from the rubber sealing element 28 . In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the thickness of the carrier 26 is less than the thickness of the sealing plate 10 , so that it is possible to melt down metal of the sealing plate 10 onto the carrier 26 when producing laser welded connections 34 . If the laser welded connections 34 are welding spots, there is a gap 36 thanks to the dimensional relationships in the areas between the welding spots and between the sealing plate 10 and the carrier 26 , through which pressure equalization takes place from one side of the flat gasket to the other can.

Bei dem Gummi-Dichtelement 28 soll es sich um eine an dem Träger 26 anvulkanisierte elastomere Dichtlippe aus einem peroxidisch vernetzten Fluorelastomer handeln, und der radiale Überstand "x" des Trägers 26 soll ca. 1 mm betragen.The rubber sealing element 28 should be an elastomeric sealing lip made of a peroxidically cross-linked fluoroelastomer vulcanized onto the carrier 26 , and the radial projection "x" of the carrier 26 should be approximately 1 mm.

Für den Fall, dass heisse Verbrennungsgase eine der Sicken 14 überwinden können und in den Bereich einer der Ringnuten 40 gelangen, von denen die Gummi-Dichtelemente 28 umgeben werden (sh. Fig. 2), sind in die Dichtungsplatte 10 Leckgas kanäle 42 eingeprägt, die von den Ringnuten 40 zum Rand der Dichtungsplatte 10 führen. In the event that hot combustion gases can overcome one of the beads 14 and reach the area of one of the annular grooves 40 , by which the rubber sealing elements 28 are surrounded (see FIG. 2), leakage gas channels 42 are stamped into the sealing plate 10 , that lead from the ring grooves 40 to the edge of the sealing plate 10 .

Die Schweissraupen oder Schweisspunkte der Laserschweiss verbindungen 34 können alle auf einer Seite der Flachdichtung angeordnet sein, es können aber auch auf beiden Seiten der artige Laserschweissverbindungen hergestellt werden oder können die Schweissverbindungen in der einen Hälfte eines Trägers auf der Oberseite und in der anderen Hälfte auf der Unterseite der Zylinderkopfdichtung liegen.The welding beads or welding points of the laser welding connections 34 can all be arranged on one side of the flat gasket, but it can also be made on both sides of the type of laser welding connections or the welding connections in one half of a carrier on the top and in the other half on the Bottom of the cylinder head gasket.

Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 zeigen die Fig. 4 und 5 eine Ausführungsform, bei der ein Träger 26′ zwei Durchgangsöffnungen 18′ und 20′ aufnimmt. Da im übrigen keine Abweichungen zur ersten Ausführungsform zu verzeichnen sind, wurden darüber hinaus dieselben Bezugs zeichen wie in den Fig. 1 bis 3 verwendet, so dass sich eine ausführliche Beschreibung der zweiten Ausführungsform erübrigt.In contrast to the embodiment according to FIGS. 1 to 3, FIGS. 4 and 5 show an embodiment in which a carrier 26 'receives two through openings 18 ' and 20 '. Since there are no other deviations from the first embodiment, the same reference numerals were used as in FIGS. 1 to 3, so that a detailed description of the second embodiment is unnecessary.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher eine Dichtungsplatte 10′′ eine geringere Dicke aufweist als der Träger 26′′ eines Gummi-Dichtelements 28′′. Ausserdem hat bei dieser Zylinderkopfdichtung das Dichtelement für eine Brennraum-Durchgangsöffnung 12′′ eine andere Gestalt, da es sich um einen an sich bekannten Bördelring 14′′ handelt. Wie die Fig. 7 erkennen lässt, liegen bei dieser Ausführungs form die Laserschweissverbindungen 34′′ auf verschiedenen Seiten des Trägers 26′′. FIGS. 6 and 7 show an embodiment in which a sealing plate 10 '' has a smaller thickness than the carrier 26 '' of a rubber sealing member 28 ''. In addition, in this cylinder head gasket, the sealing element for a combustion chamber passage opening 12 '' has a different shape, since it is a known flare ring 14 ''. As can be seen in FIG. 7, in this embodiment the laser welded connections 34 '' lie on different sides of the support 26 ''.

Bei dieser Ausführungsform können sich Leckgase nach dem Passieren des Bördelrings 14′′ weiträumig ausdehnen, nachdem die Dichtungsplatte 10′′ eine geringere Dicke aufweist als die Träger 26′′, so dass schon aus diesem Grund heisse Leck gase die Gummi-Dichtelemente 28′′ nicht gefährden können. Ausserdem bilden die dickeren Träger 26′′ für diese Leckgase eine Art Barriere vor den Gummi-Dichtelementen 28′′.In this embodiment, leakage gases can expand after passing the flare ring 14 '' after the sealing plate 10 '' has a smaller thickness than the carrier 26 '', so that for this reason hot leak gases, the rubber sealing elements 28 '' cannot endanger. In addition, the thicker carrier 26 '' form a kind of barrier for the leak gases in front of the rubber sealing elements 28 ''.

Claims

1. Flat gasket with a single-layer metallic sealing plate in particular and a through opening bordered with an annular rubber sealing element, for which the sealing plate has a receiving opening, on the edge of which a flat, annular, single-layer, metallic carrier is fastened, which has the through opening and on which the rubber sealing element comprising the edge of the through opening is fastened, characterized in that the carrier ( 26 ) with an outer edge region ( 30 ) protrudes radially outward from the sealing element ( 28 ) and that this edge region ( 30 ) by means of a laser welding connection ( 34 ) is connected to the sealing plate ( 10 ).

2. Flat gasket according to claim 1, characterized in that the radial width of the outer edge region ( 30 ) of the carrier ( 26 ) is approximately 0.8 mm to approximately three times this value.

3. Flat gasket according to claim 1, characterized in that the carrier ( 26 ) consists of a pretreated, in particular special phosphated, steel sheet.

4. Flat gasket according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sealing plate ( 10 ) consists of a galvanized sheet steel.

5. Flat gasket according to one or more of the preceding claims, characterized in that the rubber sealing element ( 28 ) consists of a peroxidically cross-linked fluoroelastomer.

6. Flat gasket according to one or more of the preceding claims, characterized in that the thickness of the carrier ( 26 '') is greater than that of the sealing plate ( 10 '').

7. Flat gasket according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the sealing plate ( 10 ) is thicker than the carrier ( 26 ) and that material of the sealing plate is melted down on the carrier.

8. Flat gasket according to one or more of the preceding claims, characterized in that the carrier is connected to the sealing plate ( 10 ) only by welding spots ( 34 ), between each of which a narrow gap ( 36 ) between the carrier ( 26 ) and the sealing plate ( 10 ) runs.