DE3831051C2 - Flachdichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung mit mindestens
zwei miteinander in zumindest partiellem Formschluß stehenden
metallischen Dichtungsteilen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Aus dem DE-GM 19 78 062 ist eine Flachdichtung bekannt, bei
der in einem im Querschnitt C-förmigen Mantel eine eingelegte
Feder abgestützt ist. Zum Ausgleich von Höhendifferenzen
am Umfang einer abzudichtenden Öffnung oder längs
der Ringdichtung ist die Feder bzw. der Ringkörper senkrecht
zum Dichtspalt mit Schlitzen versehen. Durch die
Vielzahl der auf diese Weise gebildeten, federnden Einzelelemente
soll eine bessere Anpassungsfähigkeit an dicht
nebeneinanderliegende Spaltdifferenzen erreicht werden.
In der US-PS 31 80 649 ist ein Dichtungsring für Rohrverbindungen
beschrieben, bei dem die Schenkel eines U-förmigen
Kunststoffrings in das Rohrinnere gerichtet sind und an
den zu verbindenden Stirnflächen der Rohre anliegen. Zur
verbesserten Dichtwirkung ist ein aus vier Kreissektoren
bestehender Messingeinsatz innerhalb des Kunststoffringes
angeordnet und von einer ringförmigen Schlitzfeder gehalten.
Die Dichtungsvorrichtung der DE-PS 6 52 275 betrifft unter
hohem Druck stehende Gefäße. In einer Ringnut des Gefäßflansches
ist ein federndes Metallband vorgespannt angeordnet,
das auf einen Metallring mit kegeligen Druckflächen
wirkt, so daß über eine sattelförmige Ringaussparung
eines Dichtringes aus plastischem Material dieser
Dichtring gegen den Gefäßdeckel gepreßt wird.
Die bekannten Flachdichtungen sind als Brennraumabdichtungen
wenig geeignet. Die bei Verbrennungsmotoren vor
allen Dingen aus Temperaturschwankungen resultierenden
Änderungen des Dichtspaltes können nur zum Teil kompensiert
werden. Gerade die modernen Motorenkonzepte, die in
Richtung der Gewichtseinsparung gehen und hohe Verdichtungsgrade
schaffen sollen, oder auch Bimetall-Konstruktionen,
stellen immer höhere Anforderungen an eine optimale
Abdichtung auch bei entsprechenden Dichtspaltänderungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flachdichtung
in kostengünstiger Weise so zu gestalten, daß
Dichtspaltänderungen aufgrund eines Temperaturwechsels im
Brennraumbereich hinreichend sicher kompensiert werden
können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen
Flachdichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Kerngedanke der Erfindung kann darin gesehen werden,
als eine Ursache für die Dichtungsschwachstellen die Temperaturänderungen
im Motorenbereich selbst zur Steuerung einer
Kompensation dieser Schwachstellen zu nutzen. Man geht
daher den Weg, die Temperatur zur Steuerung der Dichtpressung
anzuwenden. Im Hinblick auf die Temperaturunterschiede
muß daher die Flachdichtung ein temperaturabhängiges Verhalten
zeigen. Dieses Verhalten muß selbstverständlich auch
bei entgegengesetzten Betriebszuständen des Motors bzw.
Brennraums mit entgegengesetzter Wirkung funktionsfähig
sein.
Die Berücksichtigung dieser Kriterien wird bei der Erfindung
durch eine Flachdichtung mit mindestens zwei miteinander
in zumindest partiellem Formschluß stehenden metallischen
Dichtungsteilen dadurch realisiert, daß ein Dichtungsteil
keilförmig ausgebildet ist und daß das andere
Dichtungsteil eine den Keil teilweise aufnehmende U- oder
V-förmige Innenkontur aufweist. Beide Dichtungsteile weisen
unterschiedliche Ausdehnungseigenschaften auf und sind
relativ zueinander in der Weise beweglich angeordnet, daß
bei einer Temperaturerhöhung der Dichtung eine Spreizwirkung
zwischen den beiden Dichtungsteilen weitgehend senkrecht
zur Ausdehungsrichtung auftritt.
Indem die Dichtungsteile nicht nur druck-, sondern erfindungsgemäß
temperaturabhängig relativ beweglich zueinander
gekoppelt sind, erreicht man eine dynamische, die
Schwachstellenursachen nutzende Flachdichtung. Aufgrund der
formschlüssigen Kopplung zwischen den zwei Dichtungsteilen,
die unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten, aber auch
aufgrund ihrer Formgebung und Anordnung unterschiedliches
Ausdehnungsverhalten aufweisen können, beeinflußt das eine
Dichtungsteil das andere nicht nur bei Druck-, sondern auch
bei Temperaturwechselvorgängen. Die Wirkungsweise hängt dabei
von der Anordnung der beiden Dichtungsteile selbst ab.
Dies bedeutet, daß die dynamische Dichtwirkung z. B. gegenüber
dem Zylinderkopf entsprechend der Anordnung der Flachdichtung
vom ersten oder zweiten Dichtungsteil stammen
kann, insbesondere jedoch durch ihr Zusammenwirken zustande
kommt.
In zweckmäßiger Weise greifen die beiden Dichtungsteile in
einander, wobei eine Spreizwirkung des einen Dichtungsteils
auf das andere vorhanden ist. Diese Spreizwirkung ist je
nach Betrachtung der Kraftflußrichtung auch im Sinne einer
Verschiebung des anderen Dichtteils zu verstehen.
Besonders geeignet für das dynamische Dichtungsverhalten auf
grund von Temperatur- und Lastunterschieden erscheint eine
Kraftflußumsetzung von einer Richtung bei einem Dichtungs
teil in eine etwa senkrecht dazu orientierte Richtung beim
anderen Dichtungsteil. Selbstverständlich sind auch hier je
nach konkreter geometrischer Konfiguration der Dichtungsteile
andere Umlenkungen des Kraftflusses möglich.
Bevorzugt wird eine Ausbildung der metallischen Flachdichtung
mit einem in etwa keilförmigen Dichtungsteil, das in eine etwa
V-förmige oder U-förmige Nut oder in ein Bördel eingreift.
Materialmäßig sind die Dichtungsteile in Art einer Bi-Metall-
Konstruktion ausgelegt, wobei die Schenkel der Nut eine federn
de Elastizität aufweisen und im Regelfall den Formschluß in
Art eines Linienkontaktes mit den Schrägflächen des keilförmi
gen Dichtungsteils haben. Der keilförmige Dichtungsteil ragt
jedoch mit seiner Basisfläche einerseits über die Enden zumin
dest geringfügig hinaus. Die Tiefe der Nut ist üblicherweise
größer als die Höhe des keilförmigen Dichtungsteils senkrecht
zu dessen Basisfläche.
Bei der Ausbildung des einen Dichtungsteils als V-förmige Nut
und des anderen Dichtungsteils als darin eingreifender keil
förmiger Dichtungsring ist der Winkel der Keilform größer ge
halten als der Öffnungswinkel der V-Nut.
Zur Verdeutlichung der Funktionsweise der metallischen Flach
dichtung sei angenommen, daß die Flachdichtung als Dichtungs
ring vorliegt und zwischen dem Motorblock und dem aufgeschraub
ten Zylinderkopf um die Öffnung einer Zylinderbrennkammer vor
gesehen ist. Die Schenkelenden des als V-förmige Nut ausge
bildeten Dichtungsteils und die Basisfläche des anderen keil
förmigen Dichtungsteils sollen koaxial zur Achse der Zylin
derbrennkammer vorgesehen sein. Sofern daher der temperatur
abhängige Ausdehnungskoeffizient des keilförmigen Dichtungs
teils größer als des anderen Dichtungsteils gewählt wurde,
wird eine sich bei Erhöhung der Temperatur einstellende grö
ßere Materialausdehnung des keilförmigen Dichtungsteils über
den Formschluß mit den Schenkeln der V-förmigen Nut, diese nach
außen drücken, also erweitern. Bei unterstellter, rein radia
ler Ausdehnung des keilförmigen Dichtungsteils wird daher durch
die Spreizung der V-Nut bzw. die Kraftumlenkung auf die Schen
kel der V-Nut eine höhere axiale Dichtpressung gegenüber dem
Motorblock und dem Zylinderkopf erreicht.
In ganz analoger Weise würde bei der vorstehenden Anordnung
die Erhöhung des Innendruckes im Brennraum eine radiale Erwei
terung und Verschiebung des keilförmigen Dichtungsteils mit
sich bringen, so daß auch hierdurch eine axiale Dichtspaltände
rung durch Spreizung der Schenkel des anderen Teils kompensiert
werden kann.
Im Hinblick auf eine zuverlässige Montage dieser metallischen
Flachdichtung sind die zwei Dichtungsteile miteinander so ge
sichert, daß ein Trennen der Dichtungsteile voneinander verhin
dert wird. Geeigneterweise kann dies in Form einer punktartigen
Verbindung z. B. mittels Kleber oder auch mittels einer Klammer
vorgenommen werden, wobei diese Verbindung nur eine Hilfsver
bindung für Montagezwecke darstellt und die Funktion im einge
bauten Zustand nicht beeinträchtigt.
In ganz vergleichbarer Weise kann auch die Anbindung bzw. Lage
fixierung der metallischen Flachdichtung gegenüber dem angren
zenden radial außenliegenden Weichstoffmaterial vorgenommen
werden.
Die Dichtungsteile können unterschiedliche metallische
Materialien im Sinne eines Bi-Metalls aufweisen, wobei
dies mit angepaßten Formgebungen der Dichtungsteile und
ihrer Anordnung zueinander kombiniert werden kann.
Die metallische Flachdichtung kann je nach Anordnung um die
entsprechende zu dichtende Öffnung auch unterschiedliche
Dichtbereiche aufweisen. So können beispielsweise die freien
Schenkel des V- bzw. U-förmigen Dichtungsteils zur Brennkammer
zeigen oder gerade abgewandt dazu angeordnet werden. In ver
gleichbarer Weise ist auch eine Öffnung der Nut in Achsrich
tung möglich.
Insgesamt gesehen muß die konstruktive Auslegung der beiden
miteinander zusammenwirkenden Dichtelemente so konzipiert
sein, daß eine temperatur- bzw. lastbedingte Verschiebung oder
Formänderung des einen Dichtungsteils eine weitgehend senk
recht dazu wirkende Formänderung oder Verschiebung des anderen
Teils bewirkt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Ausführungs
beispiele noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine bruchstückartige Darstellung einer ringförmig
vorliegenden Flachdichtung mit den zwei Dichtungs
teilen in perspektivischer Ansicht;
Fig. 2 einen axialen Schnitt durch den Randbereich einer
Flachdichtung mit deren Zuordnung zur Achse eines
Brennraums und einem Weichstoffmaterial der Dichtung
wobei die Öffnung des äußeren Dichtungsteils zur
Achse zeigt;
Fig. 3 ebenfalls einen axialen Schnitt ähnlich dem nach
Fig. 2, wobei jedoch die Öffnung des einen Dich
tungsteils dem Weichstoffmaterial zugewandt ist;
Fig. 4 einen Axialschnitt durch ein weiteres Ausführungs
beispiel, in dem die Öffnung des einen Dichtungs
teils etwa parallel zur Achse verläuft;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Flachdichtung im
axialen Schnitt, die eine blockförmige Struktur des
einen Dichtungsteils aufweist und
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Flachdichtung mit
insgesamt drei Dichtungsteilen.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer metallischen Flach
dichtung 1 als Teilstück aus einem Dichtungsring perspekti
visch dargestellt. Die zwei metallischen Dichtungsteile 2 und
3 weisen Bi-Metall-Charakter auf, so daß sie unterschiedliche
Ausdehnungskoeffizienten haben. Das Dichtelement 2 hat in die
ser Konfiguration eine etwa horizontal liegende U-Form. In die
ses Dichtteil 2 eingreifend ragt von rechts das zweite keil
förmige Dichtteil 3. Die Basisfläche 5 dieses Dichtteils 3
weist hierbei eine größere Breite auf als der minimale innere Abstand
zwischen den Enden 7 und 8 der Schenkel des U-förmigen Dicht
teils 2. Die Spitze 9 der Keilform des Dichtteils 3 endet da
bei im Freiraum der U-Form. Aufgrund der größeren Breite der
Basisfläche 5 liegen die Enden 7, 8 im Sinne eines linienförmi
gen Formschlusses gegen die Schrägflächen 4 des Dichtteils 3 an.
Mit anderen Worten ist das keilförmige Dichtteil 3 nicht voll
ständig in der U-Form aufgenommen, so daß ein Spreizen bei hori
zontalem nach innen Schieben des Dichtteils 2 möglich ist. Auf
grund der gleichseitigen Kegelstruktur und der gleichmäßigen,
weitgehend linienförmig, ggf. aber auch flächenmäßigen Anlage
der Enden 7, 8 an den Schrägflächen 4 verläuft der Verschiebe
vorgang des Dichtteils 5 weitgehend horizontal, was durch den
entsprechenden Pfeil angedeutet ist. Als resultierende Wirkung
aufgrund einer derartigen Verschiebung wird daher eine Spreiz
bewegung der Enden 7, 8 bei einer nach innen gerichteten Bewe
gung des Dichtteils 3 durchgeführt. Die entsprechende Kraft
komponente an den Schenkeln bzw. Enden 7, 8 des U-förmigen Dich
tungsteils 2 hat dementsprechend eine weitgehend senkrechte
Ausrichtung zur Verschieberichtung des Dichtteils 3.
Im Hinblick auf die Funktionsbetrachtung sei angenommen, daß
die metallische Flachdichtung 1 nach Fig. 1 ringförmig um
die Zylinderöffnung in einem Motorblock angeordnet ist. Die
weitere Flachdichtung, die auch Weichstoffmaterialien be
kannter Zusammensetzung einschließt, soll hierbei im wesent
lichen unberücksichtigt bleiben. Nach Aufbringen des Zylin
derkopfes ist daher die in Fig. 1 dargestellte metallische
Flachdichtung 1 mit der Außenfläche des oberen Schenkels am
Zylinderkopf und mit der Außenfläche des unteren Schenkels
des Dichtteils 2 am Motorblock abdichtend eingespannt. Die
Basisfläche 5 des Dichtteils 3 begrenzt sozusagen die Öff
nung des Zylinderbrennraums, wobei der keilförmige Dicht
teil 3 die Dichtpressung des Dichtteils 2 gegenüber dem
Zylinderkopf und dem Motorblock steuert.
Da gerade bei Kaltstarts von Motoren, also in der Anfahr
phase des Motors, ungünstige Übergangszustände vorliegen
können, ist eine Flachdichtung 1 der vorausgehend beschrie
benen Art zum Ausgleich eines unterschiedlichen Ausdehnungs
verhaltens zwischen Motorblock und Zylinderkopf prädestiniert.
Je nach Aufbau des Motors können z. B. zwischen den Schrauben
des Zylinderkopfes und dem Motorblock aufgrund der unter
schiedlichen Wärmeleitfähigkeiten der Materialien Unterschie
de im Ausdehnungsverhalten vorhanden sein, solange nicht ein
stabilisierter Betriebszustand erreicht ist. Die Flachdichtung
1 eignet sich gerade speziell zum Ausgleich von motorspezifi
schen ungünstigen Übergangszuständen da das Zusammenwirken
der Dichtelemente 2 und 3 eine Kompensation von Dichtspalt
veränderungen in alle Richtungen bei einer Temperaturverände
rung ermöglicht.
Das zweite Dichtungsteil 3 und insbesondere seine Basisfläche
5 ist daher vor allen Dingen den Temperaturschwankungen des
Motors ausgesetzt. Unter der Annahme eines höheren temperatur
abhängigen Ausdehnungskoeffizienten des Dichtteils 3 als das
Dichtteil 2 wird daher bei einer Temperaturerhöhung, die zu
einer Dichtspaltvergrößerung zwischen Zylinderkopf und Motor
block führt, die Ausdehnung in horizontaler und vertikaler
Richtung des Dichtteils 3 stärker sein als die des Dichtteils 2.
Wirkungsmäßig werden daher die Enden 7, 8 des Dichtteils 2 ge
spreizt, um damit der Ursache für die Dichtspaltänderung fol
gend durch die Aufspreizung die Änderung des Dichtspalts kom
pensieren zu können. Dies kann sowohl weg- wie auch druckmäßig
erfolgen.
In einer Abkühlungsphase, z. B. einem Temperaturrückgang des
Motors, würde das Dichtteil 3 stärker "schrumpfen", so daß
durch die dem Dichtteil 2 und insbesondere seinen Schenkeln
innenwohnende Federkraft eine Verringerung der Dichtungsstärke
in vertikaler Richtung vorhanden wäre.
Die Ausdehnungsstrecken zwischen den beiden Dichtteilen 2 und
3 sind in Abstimmung mit der Materialstärke und insbesondere
der Breite der Basisfläche 5 so dimensioniert, daß ein verti
kales Überstehen der Schrägflächen über die Ebenen der Außen
flächen der Schenkel verhindert wird.
In anderen Anwendungsfällen, in denen der Innendruck pi im
Verbrennungsraum zunimmt, wird daher die Basisfläche 5 mit
einer höheren Kraft beaufschlagt, so daß auch hierüber wie
derum eine Spreizung des Dichtteils 2 und eine höhere Dicht
pressung gegenüber der Fläche des Zylinderkopfes bzw. des
unten liegenden Motorblockes erzeugt wird. Ein Rückgang des
Innendruckes pi würde daher zu einer niedrigeren Dichtpres
sung der Flachdichtung gegenüber den anliegenden Teilen führen.
Im Beispiel nach Fig. 2 ist eine ganz analoge Anordnung der
metallischen Flachdichtung 1 wie nach Fig. 1 dargestellt. Der
axiale Schnitt umfaßt jedoch in diesem Fall das angrenzende
Weichstoffmaterial 21, wobei auch hier der Zylinderkopf und
der Motorblock aus Vereinfachungsgründen weggelassen sind. Um
in der Phase der Montage sowohl der gesamten Flachdichtung als
auch während des Dichtungseinbaus auf dem Motorblock eine si
chere und einfache Handhabung zu gestatten ist eine Anbindung
z. B. mittels punktartigen Klebens oder einer Halterung als
Klammer oder Nase zwischen der Flachdichtung 1 und dem Weich
stoffmaterial 21 vorgesehen. In ganz vergleichbarer Weise sind
auch die beiden Dichtteile 2, 3 in der Montagephase sicherungs
mäßig verbunden. Diese Sicherung wird jedoch automatisch im
praktischen Einsatz aufgehoben, z. B. mit einer Verflüchti
gung des Klebstoffes oder dergleichen, so daß keinerlei Be
hinderung im Ausdehnungsverhalten der Dichtteile 2, 3 vor
liegt. Die Flächendichtung 20 nach Fig. 2 ist ringförmig zur
Achse 22 ausgelegt. In radialer Richtung zur Achse 22 ist die
Kraftrichtung des Innendruckes Pi angedeutet, während die
Flächenpressung σ durch senkrecht zu den Oberflächen stehen
den Pfeilen gekennzeichnet ist.
Die dynamische Anpassung dieser Flächendichtung an Druck-
und Temperaturunterschiede verläuft daher wie vorausgehend
zu Fig. 1 beschrieben.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Flachdich
tung 25 dargestellt. Der Unterschied gegenüber den vorausgehen
den Beispielen der Fig. 1 und 2 besteht darin, daß in diesem
Fall die Basisfläche des Dichtteils 3 sozusagen gegen das
Weichstoffmaterial anliegt und die Außenkontur, zumindest
im bogenförmigen Bereich des U-förmigen Dichtungsteils 2
zur Achse 22 ausgerichtet ist, also zum Brennraum zeigt.
Insbesondere Druckänderungen werden hierbei daher zunächst
auf das Dichtteil 2 übertragen. Das Dichtteil 2 gleitet sozu
sagen mit seinen Enden an den Schrägflächen nach radial aus
wärts, so daß in diesem Fall senkrecht an seinen Außenflächen
eine Erhöhung der Dichtpressung auftritt. Im Hinblick auf das
Temperaturverhalten kann durch geeignete Materialwahl ein
gleiches Dichtungsverhalten erreicht werden.
In der axialen Schnittdarstellung nach Fig. 4 ist ein weiteres
Beispiel einer Flachdichtung 30 gezeigt. In diesem Fall ist
die Längsmittelachse nicht wie im Beispiel nach Fig. 1 hori
zontal, sondern vertikal vorgesehen. Die Längsmittelachse der
Flachdichtung aus den Dichtungsteilen 2 und 3 nach Fig. 4 ver
läuft daher parallel zur Achse 22. In diesem Fall liegt der
bogenförmige Verlauf des Dichtteils 2 gegenüber der Dichtflä
che des Motorblocks und die Basisfläche des keilförmigen Dicht
teils 3 an der Dichtfläche des Zylinderkopfes an. Das dynami
sche Verhalten der Flachdichtung in Abhängigkeit von Tempera
tur und Druck kann entsprechend der Materialwahl und der Form
gebung der Dichtteile in gleicher Weise wie in den anderen
Beispielen abgestimmt werden.
Die alternative Ausführung nach Fig. 5 zeigt eine weitere Flach
dichtung 35 bruchstückartig im Axialschnitt. Anstelle des U-
förmigen Dichtteils 2 ist in diesem Beispiel ein im Schnitt
blockartiger Dichtring 11 gewählt, in dessen oberer Fläche eine
U-förmige Rinne 12 vorgesehen ist. In dieser Rinne 12 greift
partiell ein keilförmiges Dichtteil 3 ein.
Die Funktionsweise dieser Flachdichtung 35 entspricht bei glei
cher Materialwahl dem Beispiel nach Fig. 4. Es ist jedoch er
kennbar daß in dieser Konstruktion, gleiche Materialeigen
schaften vorausgesetzt, zwischen dem kleinsten Innendurch
messer des Dichtteils 11 und dem durch die Basisfläche 5
bewirkten Dichtbereich, z. B. am Zylinderkopf, eine Abstands
vergrößerung besteht. Das Ausdehnungs- bzw. Druckver
halten des blockartigen Dichtungsteils 11 wird selbst
verständlich durch seine Form und durch die gewählten
Materialeigenschaften bestimmt.
Im Hinblick auf das unterschiedliche Ausdehnungsverhalten
der Dichtungsteile 2 und 3 ist neben einer unterschiedli
chen Materialauswahl im Sinne einer Bi-Metallkombination
auch die Anordnung der beiden Dichtungsteile 2 und 3 von
größter Bedeutung. Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2,
in denen der Zylinderkopf im oberen Bereich und der Motor
block im unteren Bereich aus Vereinfachungsgründen wegge
lassen wurden, kann die Kompensationswirkung der Flach
dichtung 1 auch durch die spezifische Anordnung interpre
tiert werden. Bei gleicher Materialwahl der Dichtungsteile
2 und 3 erwärmt sich der keilförmige Dichtungsteil 3 auf
grund der linienförmigen Berührung mit den Enden 7, 8 we
sentlich schneller. Dies kann auf die linienförmige Berüh
rung und zudem auf die brennraumseitige Anordnung des Dich
tungsteiles 3 zurückgeführt werden. Andererseits aber wird
der Dichtungsteil 2, der am Zylinderkopf bzw. Motorblock
anliegt, nur relativ träge aufgeheizt, so daß in der Anfahr
phase auch von einer Kühlung des Dichtungsteiles 2 im Ver
gleich zum Dichtungsteil 3 gesprochen werden kann. Aus die
ser Anordnung der Dichtungsteile 2, 3 im Dichtspalt resul
tiert auch eine unterschiedliche Einwirkung der Temperatur
des Brennraumes und dementsprechend ein unterschiedliches
Temperaturverhalten dieser Dichtungsteile 2, 3.
In der Fig. 6 ist schematisch eine weitere Flachdichtung
40 dargestellt, die etwa vergleichbar ist mit der Ausfüh
rungsform nach Fig. 5. Zwischen dem Zylinderkopf 43 und
dem Motorblock 44 ist das Weichstoffmaterial 21 angeordnet,
das brennraumseitig die Flachdichtung 40 aufweist. Diese
Flachdichtung 40 besteht aus einem etwa ringförmigem Auf
nahmeblock 41. Im Aufnahmeblock 41 ist eine obere und un
tere Nut 46 in radialer Richtung versetzt angeordnet. In
diese Nuten 46 greifen keilförmige Dichtungsteile 3 ein.
Dabei liegt der obere Dichtungsteil 3 mit seiner Basisflä
che gegen den Zylinderkopf und der untere Dichtungsteil 3
gegen den Motorblock 44.
Da die keilförmigen Dichtungsteile 3 in Kontakt mit dem
Zylinderkopf 43 bzw. dem Motorblock 44 stehen, werden sie
sozusagen durch diese Teile auch bei einer Temperaturerhö
hung im Brennraum gekühlt. Der Aufnahmeblock 41 hingegen
weist keine Kontaktfläche mit den brennraumumgebenden Teilen
auf, so daß beim Aufnahmeblock ein wesentlich stärkeres Tem
peraturverhalten vorliegt, als bei den Dichtteilen 3. Der
weitgehend linienförmige Kontakt zwischen den Dichtungs
teilen 3 und dem Aufnahmeblock 41 kann auch hier im Hin
blick auf die Wärmeleitfähigkeit nahezu unberücksichtigt
bleiben. Es entstehen daher bei dieser Flachdichtung 40
deutliche Temperaturunterschiede zwischen den Dichtungs
teilen 3 und dem Aufnahmeblock 41, so daß auch unterschied
liche Ausdehnungscharakteristiken erreicht werden und darü
ber Dichtspaltänderungen sehr elegant kompensiert werden
können.
Die Erfindung schafft somit eine dynamische Flachdichtung
die die Ursachen für die bisherigen Schwachstellen bei Dicht
spaltveränderungen zur Korrektur und Kompensation dieser
Schwachstellen nutzt.
Claims (5)
1. Flachdichtung mit mindestens zwei miteinander in
zumindest partiellem Formschluß stehenden metallischen
Dichtungsteilen,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Dichtungsteil (3) keilförmig ist und das
andere Dichtungsteil (2, 11, 41) eine den Keil teilweise
aufnehmende U- oder V-förmige Innenkontur aufweist,
daß beide Dichtungsteile (3, 2, 11, 41) unterschiedliche
Ausdehnungseigenschaften aufweisen und daß sie relativ
zueinander in der Weise beweglich angeordnet sind, daß
bei einer Temperaturerhöhung der Dichtung eine Spreizwirkung
zwischen den beiden Dichtungsteilen (3, 2, 11,
41) weitgehend senkrecht zur Ausdehnungsrichtung auftritt.
2. Flachdichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtungsteile (2, 3, 11, 41) unterschiedliche
thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.
3. Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Dichtungsteil (2) federnd nachgiebig einen
äußeren Formschluß mit einer Schrägfläche (4) des
zweiten Dichtungsteils (3) bildet.
4. Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das äußere Dichtungsteil (2) als U-Bördel
ausgebildet ist.
5. Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Hilfsfixierung der Dichtungsteile (2, 3) miteinander
und/oder mit dem angrenzenden Weichstoffmaterial,
insbesondere mittels punktartiger Klebung, mittels
einer eingreifenden Halterungsachse oder dergleichen,
vorgesehen ist.
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