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Aus einem Metallträger mit Füllstoff bestehende Dichtungsplatte Für
die Abdichtung der Zylinder von Brennkraftmaschinen und ähnlichen Maschinenteilen
werden die verschiedensten Arten ,von Dichtungsplatten verwendet. Bekannt sind z.
B. solche, die aus einem reinen Metallgewebe oder aus einem Metallasbestgewebe bestehen,
dessen Poren mit einem Asbestgemisch ausgefüllt sind, das zugleich, sei es in Form
von Platten oder als Brei, lose aufgetragen, zur Erzielung einer glatten Oberfläche
dient. Weiter gibt es Dichtungsplatten, deren tragender Stoff aus verfilzter Stahlwolle
besteht, die mit einem mit Füllstoffen versehenen Bindemittel zusammengeklebt ist.
Die bekannteste Art der Dichtungsplatten sind die sogenannten Metall-Asbest-Dichtungen.
Diese bestehen aus einer ,Asbestplatte, die beiderseits mit metallischen Blechen,
vorzugsweise Kupfer, Eisen oder- Aluminium bedeckt ist und deren ausgestanzte Durchbrüche,
insbesondere für die Verbrennnungsräume, mit U-förmigen Metallstreifen eingefaßt
sind. Umgekehrt wird verfahren bei den Dichtungsplatten, die innen einen glatten,
.gelochten, geriffelten oder gepackten Metallkern haben, dessen beide Seiten mit
Asbest oder einem ähnlichen Werkstoff, der zum Schutz gegen Flüssigkeiten imprägniert
ist, beklebt sind. Auch hier sind die Löcher für die Verbrennungsräume und erforderlichenfalls
andere Durchbrüche mit U-förmigen Metallstreifen eingefaßt. Bei dieser Art von Dichtungen
hat man auch versucht, die wärmeisolierende Wirkung der Asbestplasten abzuschwächen,
indem man aus dem Metallkern Zacken herausstanzte, diese durch die Asbestplatten
hindurchführte und, an deren Oberfläche umlegte, so -,daß also der durchgehende
Metallkern eine direkte metallische Verbindung vermittelte zwischen den beiden abzudichtenden
Flächen; also zwischen Zylinderblock und Zylinderkopf. , -Alle diese Dichtungsplatten
weisen Nachteile in der einen oder anderen Richtung.auf, sei es, daß sie nicht genügend
druckelastisch sind, sei es; . daß sie eine ungleich harte Oberfläche haben, sei
es, daß sie übermäßig großen Anpressungsdruck benötigen, sei es; daß sie
keinen
genügenden Wärmeaustausch zwischen den beiden Zylinderflächen zulassen, oder daß
beim Ausbau einer derartigen Dichtung die Oberflächen derselben an den Zylinderkopf
bzw. Zylinderblock ankleben bleiben oder andere Mängel im praktischen Betrieb auftreten.
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Es ist ferner bereits eine Dichtungsplatte bekannt, bei welcher als
Träger der Dichtung ein Metallblech dient, das auf beiden Seiten abwechselnd prismatische
oder würfelförmige napfartige Vertiefungen aufweist, die dem Grundblech einenschächbrettartigenoderrautenartigen
Charakter verleihen. Abgesehen davon, daß die Herstellung dieser Metallkörper große
Schwierigkeiten bietet und praktisch überhaupt nur bei großer Blechstärke oder durch
Vergießen möglich ist, müssen bei dieser Dichtungsplatte entweder die Füllstoffeinlagen
einzeln in die Vertiefungen des Grundkörpers eingepreßt werden und werden in diesem
lediglich durch Reibung festgehalten, so daß im Betrieb mit einer: baldigen Zerstörung
gerechnet werden muß; oder es müssen die Füllstoffeinlagen auf beiden Seiten der
Platte so weit überhöht werden, daß der Füllstoff auch deren metallische Oberfläche
überdeckt, in welchem Falle die Wärmeübertragung durch die Platte gestört ist und
die metallische Platte als solche überhaupt nicht an der Dichtfläche zur Wirkung
kommt.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Dichtungsplatte, bei welcher die
den verschiedenen bekannten Dichtungen anhaftenden Nachteile dadurch vermieden werden,
däß der Metallträger durch ein dünnes zusammenhängendes Metallblech gebildet wird,
das durchgehend eine parallel vgrlaufende Faltung erhält, die im Schnitt die Gestalt
von z. B. abwechselnd einseitig -offenen Trapezen, Rechtecken, Parallelogrammen
oder ähnlichem zeigt. Die in diese Faltung gelegten zusammenhängenden Füllstoffstreifen
sind durch ausgeschnittene Lappen der in den Oberflächenebenen des Trägers liegenden
Faltenteile in regelmäßigen Abständen abwechselnd auf beiden Seiten überdeckt und
dadurch fest mit dem Metallträger verankert. Die Oberfläche, die in regelmäßiger
Abwechslung Felder aus Metall und Füllstoff aufweist; ist demnach weder über die
ganze Fläche hin: hart noch weich, sondern ergibt den für eine einwandfreie Abdichtung
günstigsten Mittelwert, und ein ' Haftenbleiben des Füllstoffes an dem Zylinderkopf
bzw. Zylinderblock wird vermieden. Die einzelnen Metallteile auf beiden Oberflächen
sind durch die mittleren Stege der einzelnen Falten durch die Platte hindurch, also
metallisch, d. h. gut wärmeleitfähig miteinander verbunden, so da13 der Wärmeaustausch
zwischen den beiden abzudichtenden Maschinenteilen schnell und einwandfrei vor sich
gehen- kann. Die einzelnen Faltungen ergeben mit den über die offene Seite gelegten
Lappen aus den nebenliegenden Faltungen ein geschlossenes Gebilde, das so gestaltet
werden kann, daß es in Richtung des Anpreßdruckes nachgiebig ist. Man kann also
hiermit der Platte die gewünschte Druckelastizität geben, d. h: den Anpreßdruck
genau festlegen. Ferner wird durch diese Faltung der Füllstoff der Plätte so unterteilt,
daß die Füllstoffe der einzelnen Streifen unabhängig voneinander sind, jeder für
sich einen guten Hält im Trägerkörper hat und gegen Einflüsse jeglicher Art gut
geschützt ist. Da der Füllstoff nicht in einzelnen Würfeln, sondern in über die
ganze Breite durchlaufendem Streifen eingelegt und in gleichmäßigenAbständen von
aus dem Metallkern ausgeschnittenen Lappen überdeckt wird, ist er auch gegen ein
Herausfallen zuverlässig gesichert. Diese Art von Dichtungsplatte kann in beliebig
großen Einheiten hergestellt werden, aus welchen die jeweils benötigten Dichtungen
nach Bedarf herausgeschnitten werden können; ohne daß es einer nachträglichen Einfassung
an den bedarf. Beim Ausstanzen einer fertigen Dichtung aus der Platte kann hierbei
die Platte so gelegt werden, daß die Verbindungsstege in Längsrichtung zwischen
zwei Verbrennungsräume zu liegen kommen, so daß gerade der am höchsten beanspruchte
Teil der Dichtung am besten geschützt ist.
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Den Grundbestandteil einer Dichtungsplatte gemäß der Erfindung bildet
also ein Träger. Dieser Träger besteht aus irgendeinem dafür geeigneten Werkstoff,
vorzugsweise dünnem Metallblech, und ist so gefaltet oder geprägt, daß, in Querrichtung
gesehen, kleine Trapeze, Rhomben, Rechtecke oder- ähnliche; parallel hintereinander
gereihte Gebilde entstehen, die in Richtung des Anpressungsdruekes nachgiebig bzw.
federnd sind: Diese Gebilde können noch metallisch miteinander verankert werden,
beispielsweise dadurch, daß in entsprechenden Abständen aus den die Oberflächenebenen
bildenden Teilen der Gebilde Lappen ausgestanzt; umgebogen und in dem folgenden
oder einem anderen Trägergebilde verankert werden. Diese Verankerung kann dem Zweck
entsprechend auf verschiedene Arten geschehen. Besondere Lappen zur Verankerung
können auch vermieden werden, indem Oberflächenteile der einzelnen Falten bis zur
anderen Seite durchgedrückt werden. Die so hergestellten Platten sind nach allen
Richtungen hin zug- und druckfest.
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Die auf diese Weise im Träger entstandenen Hohlräume werden mit einem
geeigneten Füllstöff ausgefüllt. Dieser kann in Form von Streifen oder Schnüren
eingelegt oder aber als Brei eingegossen oder sonstwie eingebracInt werden. Seine
Beschaffenheit und sein Bindemittel
berühren den E findungsgedänken
an sich nicht.
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Die mit denn Füllstoff versehenen Platten werden sodanrx ebengewalzt
oder gepreßt, und falls nicht schon irn= Füllstoff eine Imprä= gnierungsflüssigkeit
vorhanden- ist, sofern es für notwendig erachtet wird, mit einem geeigneten Mittel
imprägniert; das den:. Füllstoff gegen Flüssigkeiten, Gase usw. unempfindlich macht
und gleichzeitig den Metallträger gegen, äußere Einflüsse, z. B. Oxydation, schützt.
Aus den so hergestellten Dichtungsplatten können ohne weitere Bearbeitung Dichtungen
beliebiger-Form gestanzt bzw: geschnitten werden.
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Einige Ausführungsbeispiele von Dichtungsplatten gemäß' der Erfindung
sind in den Zeichnungen in schematischer Form dargestellt.
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Fig. i .zeigt eine Draufsicht auf, eine Dichtungsplatte, Fig. z einen,
Schnitt längs der Linie A-A der Fig. i, Fig. 3: einen Schnitt längs der Linie-B-.B:
der Fig. i, Fig. q: einen Schnitt längs der Linie C-C der, Fig: i, Fig. 5 eine Draufsicht
auf das ungefaltete, . jedoch ausgeschnittene Trägerblech, Fig. 6, eine Draufsicht
auf das- gefalteteTrägerblech mit hochgestellten Lappen, Fig. 7-einen Schnitt längs
der Linie. D -D der Fig:. 6. Fig:. 8 bis =i zeigen einige weitere Beispiele
für die Art, in welcher das Blech gefaltet werden kann. Fig: 12 zeigt eine Draufsicht
auf eine zweite Dichtungsplatte. Fig. 13 bis 17 zeigen Schnitte längs der Linien
E-E, F-F, G-G, H-H, I-I der Fig. =2, Fig. 18 eine Draufsicht auf das gefaltete Blech.
Fig. =g einen Schnitt längs der Linie K-K der Fig. z8, ' Fig. 2o eine Draufsicht
auf das fertige Trägerblech.: Fig. 2z-22 zeigen Schnitte längs der Linien L-Z, M-M
der Fig. 2o.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. ibis4, dessen. hauptsächlichste
Herstellungsstadien die Fig. 5 bis 7 darstellen, dient als Träger der Dichtungsplatte
ein dünnes Metallblech i, das so gefaltet ist, daß im Schnitt durch die Faltung
abwechselnd einseitig offene, parallel nebeneinander liegende Trapeze 2 gemäß Fig.
2 entstehen. Dadurch werden zunächst zu der Schnittebene der Fig. 2 senkrecht verlaufende
streifenförmige Metalloberflächen gebildet, zwischen welchen trapezförmige Hohlräume
2 liegen. Aus diesen streifenförmigen Oberflächenteilen sind in gleichmäßigen Abständen
Lappen 3 ausgeschnitten, die umgebogen und über die anschließende offene Trapezseite
gelegt und mit der folgenden metallenen Trapezfläche durch Umlegen verankert sind.
Die durch die Faltung und Verankerung entstandenen Zwischenräume sind mit einem
geeigneten PüllstOff q. ausgefüllt, der in diesem Falle beispielsweise als Streifen
oder Schnur -quer durch die ganze Platte gelegt sein kann. Dadurch entsteht eine
schachbrettartige Oberfläche nach Fig. i, wobei der besseren Klarstellung wegen-'`
die metallischen Teile der- Oberfläche durch weiße Flächen, jene Stellen, an' welchen
der Füllstoff sichtbar ist, durch schraffierte- Flächen gekennzeichnet sind.
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Aus den Fig. z und: 3# ist zu ersehen:; in, welch günstiger Weise
bei dieser. Dichtungsplatte die Durchleitung der Wärme- von der, einen= zur anderen
Oberfläche gesichert ist., Fig. 4. zeigt einen Schnitt, aus welchem ersichtlich
ist wie der Füllstoffstreifen zwischen. den Metall-. feldern. liegt. -Aus den Fig.
q bis 7 ist zu, ersehen,, wie; das: Trägerblech r -geschnitten und: gefaltet wird:
Aus dem glatten Blech, Fig. 5, sind in regeP mäßiger Abwechslung parallel: zueinander
schmale Lappen 3 geschnitten, derart, daß sie an einer. Schmalseite 5 noch mit dem
Trägerblech verbunden- sind. Das. soweit fertige Blech wird - nun um die: gestrichelten
Linien 6r , 1i, a, d; e; f der Figg. 5- entsprechend:
den -Fig. 6- und 7- gebogen, wobei- die Lappen 3 in Pfeilrichtung 6 hochgestellt:
und - nach, dem Füllen der einzelnen Spalte mit Füllstoff weiter in Pfeilrichtung
6= gebogen werden,. bis. sie auf dem nächstfolgenden Blechteil aufliegen und dort
entsprechend: -Fig.. 3 - durch-Einbiegen in den freien Schlitr- 7 verankert werden.
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Die: Fig. 8bisii- zeigen weitere Möglichkeiten der, Querschnittsgestaltungg
des Trägers, ohne daß dadurch die praktisch in Frage kommenden Formgebungen erschöpft
sind.
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Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. i2 bis 22 zeigt die Fig.
12 die Ansicht einer Dichtungsplatte, während die Fig. 12 bis 1,7 in gleicher Reihenfolge
Schnitte längs den Linien E-E, F-F, G-G, H-H, I-I der Fig. 12. darstellen. Die Fig.
18 bis 22 zeigen die verschiedenen Herstellungsstadien des Trägerbleches. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist die Notwendigkeit eines Ausstanzens und Verankerung besonderer
Lappen aus der Oberfläche dadurch vermieden, daß der Querschnitt rechteckig gestaltet
ist und ein Teil der gefalteten Oberflächenstreifen, und zwar die einzelnen Teile
3, . durch parallele Schlitze quer zur Faltung von dem übrigen Teil seitlich abgetrennt
und von der einen Seite der Platte zur anderen durchgedrückt sind, so daß hier die
Oberflächenteile gut: miteinander verbunden und entsprechend versteift sind. Diese
Maßnahme erfolgt abwechselnd nach der einen und nach der anderen Seite; wodurch
gleichfalls eine in regelmäßiger Abwechslung von Metall- und Füllstoff unterteilte
Oberfläche gemäß Fig. 12 entsteht. In die durch denMetallträgeri gebildetenZwischenräume
wird auch in diesem Falle der Füllstoff q. in geeigneter Form eingebracht. Zur Herstellung
des Trägers wird auch hier ein glattes Blech verwandt, das entsprechend den Fig.
18 und =g mit_parallelen Faltungen B. von rechteckigem"oder quadratischem Querschnitt
versehen
wird. Dies so gefaltete Blech i wird nun entsprechend Fig. 2o bis 22 auf der einen
Oberflächenseite an den Stellen g und io, auf der anderen Oberflächenseite an den
Stellen ff und =2 aufgeschnitten und die Teile 3 in Pfeilrichtung =3 bzw: 14 gegen
die andere Oberfläche hin durch die Platte hindurchgedrückt. Dies erfolgt in regelmäßiger
Abwechslung und ergibt eine Platte entsprechend Fig. 2o. In diese so entstandenen
Kanäle wird der Füllstoff 4 gebracht, der beim Ausstanzen der Platte die Lappen
3 entsprechend den Fig. 14 und 15
vollends bis zur Oberfläche durchdrückt.