DE4325224A1 - Spiral-ring gasket - Google Patents

Spiral-ring gasket

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DE4325224A1
DE4325224A1 DE19934325224 DE4325224A DE4325224A1 DE 4325224 A1 DE4325224 A1 DE 4325224A1 DE 19934325224 DE19934325224 DE 19934325224 DE 4325224 A DE4325224 A DE 4325224A DE 4325224 A1 DE4325224 A1 DE 4325224A1
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Klaus Dipl Ing Cierocki
Ulrich Dipl Ing Haase
Klaus-Peter Dipl Ing Majewski
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Federal Mogul Sealing Systems GmbH
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Flexitallic Dichtungsfabrik 51399 Burscheid De GmbH
Flexitallic Dichtungsfabr GmbH
Goetze GmbH
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F01N13/1827—Sealings specially adapted for exhaust systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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    • F16J15/12—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering
    • F16J15/121—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering with metal reinforcement
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Abstract

A spiral-ring gasket of high temperature stability, especially for use in flange joints of exhaust gaskets of internal combustion engines, comprises strip steel wound into a spiral and provided on one or both sides with a layer of mica material consisting of 85 to 95 parts by weight of mica in powder or laminar form, 5 to 15 parts by weight of a synthetic rubber and, if required, up to 5 parts by weight of inorganic fibres. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Spiralringdichtung mit hoher Temperaturbeständigkeit, insbesondere zur Flanschabdichtung von Abgasrohren in Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einem spiralig aufgewickelten Stahlband mit einer ein- oder beidseitigen Auflage aus Weichstoffdichtungsmaterial.The invention relates to a spiral ring seal high temperature resistance, especially for Flange sealing of exhaust pipes in Internal combustion engines consisting of one spirally wound steel band with a single or double-sided overlay made of soft sealing material.

Es ist bekannt, zwischen zwei Flanschen zur Abdichtung Spiralringdichtungen zu verwenden, welche aus ein- oder beidseitig mit Weichstoffdichtungsmaterial beschichtetem und spiralig aufgewickeltem Stahlband bestehen. Bevorzugt besitzen die beschichteten Stahlbänder einen etwa V-förmigen Querschnitt, so daß das Stahlband sich beim spiraligen Aufwickeln ineinander unter Bildung eines Ringes mit verbesserter Festigkeit verschachteln und formschlüssig verbinden kann.It is known to seal between two flanges To use spiral ring seals, which consist of or on both sides with soft sealing material coated and spirally wound steel band consist. The coated preferably Steel strips have an approximately V-shaped cross section, so that the steel band is spiraling intertwined to form a ring with improved Nest strength and connect positively can.

Als Weichstoffdichtungsmaterial zum Beschichten der Stahlbänder wurden ursprünglich überwiegend Asbestfasermaterialien verwendet, während heute asbestfreie Weichstoffdichtungsmaterialien aus insbesondere Keramikfaservliesen verwendet werden. Beim Einsatz solcher Spiralringdichtungen als Flanschdichtungen in Abgasleitungen von Verbrennungskraftmaschinen, bei denen Betriebstemperaturen von 800°C und mehr auftreten können, werden nach Dauerbelastungen solche Spiralringdichtungen häufig undicht. Bei solchen Temperaturen zersetzen sich und verdampfen die für die Keramikfaservliese verwendeten polymeren Bindemittel aus meist synthetischen Kautschuken, wie Silikonkautschuken oder Nitrilkautschuken, so daß die dann ungebundenen Faservliese sich zerreiben und zerbröckeln.As a soft material sealing material for coating the Steel bands were originally predominant Asbestos fiber materials used during today asbestos-free soft material sealing materials in particular ceramic fiber fleeces are used. When using such spiral ring seals as Flange seals in exhaust pipes from  Internal combustion engines where Operating temperatures of 800 ° C and more occur can become such after permanent stress Spiral ring seals often leak. In such Temperatures decompose and evaporate for those Ceramic fiber nonwovens used polymeric binders made of mostly synthetic rubbers, such as Silicone rubbers or nitrile rubbers, so that the then untied nonwovens grate and crumble.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spiralringdichtung gemäß Oberbegriff des Hauptpatentanspruchs zu schaffen, die auch bei den hohen Temperaturbelastungen in vor allem Abgasleitungen von Verbrennungskraftmaschinen dauerhaft mit langer Lebensdauer funktionsfähig sind.The present invention is therefore based on the object based on a spiral ring seal according to the generic term to create the main patent claim, which also applies to the high temperature loads in particular Exhaust pipes from internal combustion engines are permanently functional with a long service life.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Spiralringdichtung gelöst, deren Weichstoffdichtungsmaterial zur Auflage auf das Stahlband aus 85 bis 95 Gewichtsprozent Glimmer in Pulver- oder Plättchenform und 5 bis 15 Gewichtsprozent eines synthetischen Kautschuks als Bindemittel besteht.According to the invention, this object is achieved by a Spiral ring seal released, whose Soft sealing material to rest on Steel band made of 85 to 95 weight percent mica in Powder or flake form and 5 to 15 Weight percent of a synthetic rubber as Binder exists.

Mit den erfindungsgemäß mit Auflagen versehenen Stahlbändern wurden Spiralringdichtungen hergestellt und ihre Beständigkeit unter Betriebbedingungen in Einbausituation bei Temperaturen von etwa 800°C getestet. Dabei wiesen alle getesteten Dichtungen auch nach Dauerbelastungen von bis zu 240 Stunden keine Leckagen auf. Obwohl auch in diesem Fall synthetische Kautschuke als Bindemittel verwendet worden waren, war die Glimmermaterial-Auflage nach dem Ausbau noch fest und wies keine Ausbrüche auf.With those provided according to the invention Steel bands were made spiral ring seals and their durability under operating conditions in  Installation situation at temperatures of around 800 ° C tested. All tested seals also showed after continuous loads of up to 240 hours none Leaks on. Although synthetic in this case too Rubbers had been used as binders the mica material layer is still firm after removal and had no outbreaks.

Obwohl die Glimmerauflagen der Stahlbänder durch beispielsweise Auftragen von Pasten aus Glimmerpulver und Bindemittel hergestellt werden können, werden bevorzugt handelsübliche Glimmerpapiere verwendet, die beispielsweise unter dem Handelsnamen Cogemicanite 504 der Firma Cogebi in Lot, Belgien, erhältlich sind. Die Glimmerpapiere enthalten zusätzlich etwa bis zu 5 Gewichtsprozent Glasfasern oder anorganische Synthesefasern, so daß sie bei guten Festigkeitswerten die für die Verarbeitung erforderliche Flexibilität besitzen. Die Glimmerpapiere können zur Verbesserung ihrer Festigkeit und flexiblen Verarbeitbarkeit auf ein Zugband aus Glasfaser/Keramikfaser-Material kaschiert sein. Bevorzugt wird das gegebenenfalls kaschierte Glimmerpapier unter Verwendung zusätzlicher Haftmittel auf das Stahlbandmaterial einseitig aufgeklebt. Die Dicke der auf das Stahlbandmaterial aufgeklebten Auflage liegt bevorzugt zwischen etwa 0,3 und 3 mm.Although the mica layers of the steel strips through for example applying pastes from mica powder and binders can be made preferably uses commercially available mica papers that for example under the trade name Cogemicanite 504 from Cogebi in Lot, Belgium. The Mica papers additionally contain up to about 5 Weight percent glass fibers or inorganic Synthetic fibers so that they have good strength values the flexibility required for processing have. The mica papers can be used for improvement their strength and flexible processability a drawstring made of glass fiber / ceramic fiber material to be concealed. If appropriate, this is preferred laminated mica paper using additional Adhesive on one side of the steel strip material glued. The thickness of the steel strip material adhesive pad is preferably between about 0.3 and 3 mm.

Durch die Erfindung ist somit eine Spiralringdichtung geschaffen, die auch im Dauerbetrieb unter den Hochtemperaturbelastungen der Abgasleitungen einer Verbrennungskraftmaschine beständig ist und mit langer Lebensdauer ohne Leckage einsatzfähig ist. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Spiralringdichtungen ist relativ einfach und nicht teurer als die Herstellung der bisher üblichen Spiralringdichtungen. Die erfindungsgemäße Spiralringdichtung soll in erster Linie zur Abdichtung in Abgasleitungen von Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden. Ihre Anwendung ist aber auch in ähnlich hochtemperaturbelasteten Anwendungsfällen, beispielsweise im industriellen Bereich, als Industriedichtung möglich.The invention thus provides a spiral ring seal  created, which is also in continuous operation among the High temperature loads on the exhaust pipes Internal combustion engine is stable and with long Service life without leakage is operational. The Production of the spiral ring seals according to the invention is relatively simple and not more expensive than that Manufacture of the spiral ring seals previously used. The spiral ring seal according to the invention is intended in the first Line for sealing in exhaust pipes from Internal combustion engines are used. Your Application is also similar high temperature applications, for example in the industrial sector, as Industrial seal possible.

Das Querschnittsbild verdeutlicht den Aufbau der erfindungsgemäßen Spiralringdichtung (1), die aus dem beschichteten (3) Stahlband (2) durch spiraliges Aufwickeln hergestellt ist. Die einseitige Auflage (3) des Stahlbandes (2) besteht aus einem handelsüblichen Glimmerpapier aus im wesentlichen Glimmer mit geringen Anteilen an Keramikfasern und einem Silikonkautschuk als Bindemittel. Die einzelnen Windungen des beschichteten Stahlbandes (2, 3) liegen verschachtelt ineinander. Dadurch erhält die Spiralringdichtung (1) ihre verbesserte Festigkeit und eine elastische Verformbarkeit bei Belastung durch den Dichtpressungsdruck.The cross-sectional view illustrates the structure of the spiral ring seal ( 1 ) according to the invention, which is produced from the coated ( 3 ) steel strip ( 2 ) by spiral winding. The one-sided support ( 3 ) of the steel strip ( 2 ) consists of a commercially available mica paper made of essentially mica with small proportions of ceramic fibers and a silicone rubber as a binder. The individual turns of the coated steel strip ( 2 , 3 ) are nested one inside the other. This gives the spiral ring seal ( 1 ) its improved strength and elastic deformability when loaded by the sealing pressure.

Claims (5)

1. Spiralringdichtung mit hoher Temperaturbeständigkeit, insbesondere zur Abdichtung von Flanschverbindungen in Abgasrohren von Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einem spiralig aufgewickelten Stahlband mit einer ein- oder beidseitigen Auflage aus Weichstoffdichtungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Weichstoffdichtungsmaterial (3) aus 85 bis 95 Gewichtsteilen Glimmer in Plättchen- oder Pulverform und 5 bis 15 Gewichtsteilen eines synthetischen Kautschuks als Bindemittel besteht.1. Spiral ring seal with high temperature resistance, in particular for sealing flange connections in exhaust pipes of internal combustion engines, consisting of a spirally wound steel strip with a one or both sides support made of soft material sealing material, characterized in that the soft material sealing material ( 3 ) from 85 to 95 parts by weight of mica in platelets - Or powder form and 5 to 15 parts by weight of a synthetic rubber as a binder. 2. Spiralringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Weichstoffdichtungsmaterial (3) zusätzlich bis zu 5 Gewichtsteile anorganischer Fasern enthält.2. Spiral ring seal according to claim 1, characterized in that the soft material sealing material ( 3 ) additionally contains up to 5 parts by weight of inorganic fibers. 3. Spiralringdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Weichstoffdichtungsmaterial (3) eine Dicke zwischen 0,3 und 3 mm besitzt.3. Spiral ring seal according to claims 1 and 2, characterized in that the soft material sealing material ( 3 ) has a thickness between 0.3 and 3 mm. 4. Spiralringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Weichstoffdichtungsmaterial (3) auf ein Zugband aus Glasfaser- und/oder Keramikfasermaterial kaschiert ist.4. Spiral ring seal according to claims 1 to 3, characterized in that the soft material sealing material ( 3 ) is laminated on a drawstring made of glass fiber and / or ceramic fiber material. 5. Spiralringdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Weichstoffdichtungsmaterial (3) ein handelsübliches Glimmerpapier ist.5. Spiral ring seal according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the soft material sealing material ( 3 ) is a commercially available mica paper.
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