DE4402399C1 - Flachdichtung, insbesondere metallische Zylinderkopfdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung, insbesondere eine metallische Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, mit mindestens einer die Dichtpressung und die Abdichtwirkung erhöhenden Auflage aus einem elastomeren Material ein- oder beidseitig auf der Dichtfläche.

Bei Zylinderkopfdichtungen für Verbrennungskraftmaschinen ist es üblich, auf die Dichtflächen ein- oder beidseitig Auflagen aus einem elastomeren Material zur Erhöhung der Dichtpressung und/oder der Abdichtwirkung aufzutragen. Die Auflagen können, falls erforderlich, im Restflächenbereich der Dichtung angeordnet sein, hauptsächlich jedoch sind die Auflagen ringförmig, die Flüssigkeitsöffnungen für das Schmieröl und Kühlmittel umgebend, beidseitig auf der Dichtung angeordnet. Die Auflagen werden bevorzugt mit vernetzungsfähigen plastischen Elastomermischungen im Siebdruckverfahren im gewünschten Muster auf die Dichtung aufgedruckt und dort thermisch ausvulkanisiert.

Nachteilig bei im Siebdruckverfahren aufgetragenen und thermisch ausvulkanisierten Auflagen ist vor allem ihre durch die formlose Vulkanisation bedingte geringe Festigkeit, so daß die Siebdruckauflagen durch hohen Dichtpressungsdruck und Schiebebewegungen zwischen Motorblock und Zylinderkopf leicht zerquetschen und dadurch zerstört werden.

Zur Abhilfe werden daher heute die elastomeren Auflagen vielfach nach in der Elastomertechnik üblichen Formgebungsverfahren auf die Dichtungen aufgetragen und in der Form unter Druck auf der Dichtung ausvulkanisiert und mit dieser verbunden. Die so hergestellten Auflagen besitzen gegenüber Siebdruckauflagen wesentlich verbesserte Festigkeitswerte.

Die DE 35 00 071 A1 offenbart eine Zylinderkopfdichtung mit einer Dichtungspaltte aus einem Trägerblech, welches beidseitig mit einer Elastomerschicht beschichtet ist, wobei metallische Dichtelemente, die die Brennraumdurchgangsöffnungen begrenzen, unmittelbar am Trägerblech befestigt sind und die Elastomerschichten Ausweichräume zur Erzielung einer ausreichenden Kompressibilität aufweisen.

Die DE-OS 14 75 623 offenbart ein Formgebungsverfahren zur Aufvulkanisierung von Elastomerkörpern.

Aus der GB-PS 9 69 700 ist eine Metall-Elastomerdichtung zu entnehmen, bei der beidseitig Auflagen mit rasterförmigem Profil aufgetragen sind.

Gemäß der DE 41 09 951 A1 werden getrennt hergestellte elastomere Dichtelemente mit dem Blechkörper der Dichtung verbunden.

Insbesondere bei Flachdichtungen aus Metall mit allenfalls geringer elastischer Verformbarkeit können durch extreme Belastungen, durch Dichtpressungsdruck und Schiebebewegungen großvolumige Auflagen mit verhältnismäßig großer Dicke und Breite trotz der verbesserten Festigkeitswerte zerstört werden, und es können Leckagen entstehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flachdichtung gemäß Oberbegriff des Hauptpatentanspruches zu schaffen, deren elastomere Auflagen auch bei größerer Dicke und Breite vor Zerstörungen bei extremen Belastungen geschützt sind, und deren elastomere Auflagen auch im Schadensfall bei Zerstörungen eine Sicherung vor Leckagen durch ausfließendes Abdichtmedium besitzen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch die Unteransprüche 2 und 3.

Die Flachdichtungen wurden unter extremen Druckbelastungen und Scherbelastungen unter Betriebsbedingungen getestet, und es wurden bei den erfindungsgemäß profilierten Auflagen wesentlich größere Belastbarkeiten gegenüber herkömmlichen unprofilierten Auflagen festgestellt. Und zwar können jetzt bei Druck- und Scherbelastungen die elastomeren Stege sich in die Vertiefungen hinein verformen, ohne daß es sofort zu Zerquetschungen und Zerstörungen der Auflagen kommt. Selbst großvolumige Auflagen größerer Dicke und Breite besitzen dadurch eine verbesserte elastische Verformbarkeit und sind vor sofortigen Zerstörungen durch extreme Belastungen geschützt. Selbst beim Einriß und Zerstörung eines einzelnen Steges treten nicht sofort Leckagen in der Dichtung auf.

Das System aus Vertiefungen und Stegen bildet ein Kammersystem, das als Labyrinth das Auslaufen von Dichtungsflüssigkeiten verhindert. Dadurch daß mindestens drei Stege über den Querschnitt der Auflagenbreite angeordnet sind, werden auf jeden Fall die über einen zerstörten Steg auslaufenden Dichtungsflüssigkeiten von den nachfolgenden Stegen abgefangen. Damit eine verbesserte Haftung der Auflagen auf der Dichtungsplatte erreicht wird, kann außer den üblichen haftverbessernden Maßnahmen durch Aufrauhen der Dichtungsplatte oder durch Verwendung von Klebstoffen die Dichtung an den mit Auflagen zu versehenden Bereichen perforiert sein, so daß die Elastomermasse beim Auftrag die Löcher durchfließt und sich mit der gegenseitigen Auflage verbindet.

Durch die Erfindung ist somit eine Flachdichtung geschaffen, deren elastomere Auflagen bei wesentlich verbesserten Festigkeitswerten eine hohe elastische Verformbarkeit aufweisen, so daß sie auch bei extremen Belastungen gleichbleibend gut abdichten. Insbesondere können Auflagen auf metallischen Flachdichtungen, wie insbesondere metallischen Zylinderkopfdichtungen, mit langer Lebensdauer eingesetzt werden. Die Auflagen können vorteilhaft auch großvolumig mit größerer Dicke und Breite eingesetzt werden, wobei die Auflagen zusätzlich bei eventuell auftretenden Schäden vor einem völligen Undichtwerden gesichert sind.

Die Erfindung wird durch die Abbildungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Aufsichtsbild auf eine erfindungsgemäße Flachdichtung

Fig. 2 ein Querschnittsbild gemäß Schnittlinie III in starker Vergrößerung

Fig. 3 Draufsicht gemäß III der Fig. 1 in starker Vergrößerung.

In Fig. 1 ist (1) das Teilstück einer metallischen Flachdichtung mit einer Öffnung (2) für das Schmiermittel sowie Öffnungen (3) für das Kühlwasser. Die Öffnungen (2, 3) sind von einer elastomeren Auflage (4) umgeben. Die Auflage (4) ist rasterförmig profiliert. Das Profil der beidseitigen Auflage (4, 4′) besteht aus den Vertiefungen (6, 6′) und den die Vertiefungen (6, 6′) umgebenden Stegen (7, 7′). Auf diese Weise werden dreieckige Seitenflächen (10, 11) gebildet (Fig. 2) mit etwa quadratischer Grundfläche. Das Trägerblech (8) ist im Bereich der Auflagen (4, 4′) perforiert, so daß die Elastomermischung beim Auftragen durch die Perforation (9) fließt und dadurch die Auflagen (4, 4′) am Trägerblech (8) verankert.

Das Aufsichtsbild der Fig. 3 zeigt die Aufsicht auf die Auflage (4) gemäß Fig. 1 (Linie III) in starker Vergrößerung. Es wird ein aus pyramidenförmigen Vertiefungen (6) und Stegen (7) bestehendes Raster gebildet.

Unter Druck- und Scherbelastung unter Betriebsbedingungen werden die elastomeren Stege (7) in die Vertiefungen (6) hinein verformt, so daß auch bei hohen Belastungen das Elastomer sich elastisch ohne Zerstörungen verformen kann. Die Auflagen (4, 4′) wirken mit ihrem rasterförmig angeordneten System aus Vertiefungen (6) und Stegen (7) als Labyrinth, in dem überlaufende Abdichtflüssigkeiten aufgefangen werden, ohne daß es zu Leckagen kommt. Kommt es dennoch zu einem Schaden durch Zerstörung eines Steges (7), wirken die dahinterliegenden Stege (7) als Ersatzabdichtung, die den zerstörten Steg (7) funktionsmäßig ersetzen, und es kommt insgesamt auch dann nicht zu Leckagen.

Claims (3)

1. Flachdichtung, insbesondere metallische Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, mit mindestens einer die Dichtpressung und Abdichtwirkung erhöhenden Auflage aus einem elastomeren Material ein- oder beidseitig auf der Dichtfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagen (4, 4′) in einem Formgebungsverfahren auf die Dichtungsplatte (8) aufvulkanisiert sind, und daß die Auflagen (4, 4′) ein rasterförmiges Profil aus Vertiefungen (6, 6′) und die Vertiefungen (6, 6′) umgebenden Stegen (7, 7′) besitzen, und daß die Dichtungsplatte (8) im Bereich der Auflagen (4, 4′) perforiert (9) ist.

2. Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (6, 6′) eine etwa quadratische Grundfläche besitzen.

3. Flachdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die Breite der Auflage (4, 4′) verteilt, im Querschnitt radial von den Öffnungen (2) ausgehend, mindestens je drei Vertiefungen (6) und Stege (7) angeordnet sind.