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Aus einem Metallträger mit Füllstoff bestehende druckelastische Dichtungsplatte
Die Erfindung bezieht sich auf druckelastische Dichtungsplatten, vorwiegend zur
Herstellung von Zylinderkopfdichtungen von Verbrennungsmotoren, die aus einem Metallträger
und Füllstoff bestehen, derart, daß der Metallträger zu beiden Seiten Hohlräume
zur Aufnahme des Füllstoffes besitzt, so daß beide Oberflächen der Dichtung aus
in schachbrettartiger Abwechslung in einer Ebene verteilten Metall- und Füllstoffeldern
bestehen.
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Es wurde schon eine Aufbaumöglichkeit einer derartigen Dichtung vorgeschlagen
und bekanntgegeben. Bei dieser Dichtungsplatte besteht der Träger aus einem Blech
oder metallenem Gitterwerk, das so gestaltet ist, daß es auf beiden Seiten abwechselnd
würfelförmige Vertiefungen aufweist, die mit Füllstoff gefüllt sind und so der Dichtung
eine schachbrettartige Oberflächengestalt verleihen. Diese Dichtungsplatte ist zwar
bestechend einfach, weist aber große Nachteile auf. So ist allein die Herstellung
des Metallträgers sehr schwierig und deshalb auch sehr teuer, d.b. unwirtschaftlich;
denn es ist nicht möglich, ihn auf einfache Art durch Prägen aus einem dünnen Blech
zu fertigen. Entweder muß er aus verhältnismäßig dickem Blech durch Pressen in glühendem
Zustand oder aber durch Gießen in Formen hergestellt werden; in beiden Fällen sind
aber dann die Wandstärken, vor allem die der senkrechten Stege und deren Kanten,
so dick, daß der ganze Metallträger einen harten, nicht federnden Metallkern darstellt.
Ferner ist der Füllstoff auch deshalb, weil er in allseitig geschlossenen Kammern
eingebettet ist und so keine Fließmöglichkeit hat, nicht in der Lage, ohne Verformung
oder Zerstörung seiner umschließenden Wände seine Aufgabe als weiche, nachgiebige
Dichtungsmasse zu erfüllen, im Gegenteil, er wird das beim Zusammendrükken der Dichtung
auftreten wollende Ausknicken
der senkrechten Stege verhindern,
weil er ja in den benachbarten Kammern eingeschlossen ist und somit die ganze Dichtung
noch stärker macht. Deshalb benötigt j@e Dichtung auch einen abnorm großen Anpr
sungsdruck.
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Um diese Nachteile zu beseitigen, wuid@ auch schon vorgeschlagen,
die ganze Dichtung finit einer Füllstoffdeckschicht zu versehen, die dann die Abdichtung
als elastische Masse übernimmt und so einige Nachteile beseitigt, dafür aber wieder
neue Nachteile mit sich bringt, z. B. schlechte Wärmedurchlässigkeit.
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Ferner wird bei jener bekannten Dichtung der Füllstoff in seinen Kammern
nur durch Reibung gehalten. Es ist deshalb leicht möglich, daß der Füllstoff schon
teilweise vor dem Einbau der Dichtung herausfällt. Meist wird er aber beim Ausbau
der Dichtung an den Maschinenteilen hängenbleiben und so eine weitere Verwendung
der Dichtung ausschließen.
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Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß
der Metallträger aus zwei miteinander verbundenen Blechen hergestellt ist, welche
Hohlräume zur Aufnahme des Füllstoffes enthalten. Dichtungen, die aus zwei mit einseitig
gepreßten Zellen versehenen und mit ihren gebuckelten Rückseiten aufeinandergelegten
und teilweise ineinandergeschobenen Blechen bestehen, sind an sich bereits bekannt.
Hierbei handelt es sich aber um reine Metalldichtungen ohne Füllstoff, bei welchen
die Abdichtung nur durch die in gleicher Ebene liegenden Ränder der Umfassungswand
der Zellen bewirkt werden soll. Diese Dichtungen weisen aber die bekannten Nachteile
reiner Metalldichtungen, insbesondere eine verhältnismäßig große Starrheit, auf.
Demgegenüber sind bei der Dichtung nach der Erfindung die obenerwähnten Hohlräume
zur Aufnahme eines Füllstoffes bestimmt und zu diesem Zweck als quadratische oder
rechteckige napfartige Vertiefungen ausgebildet, deren Böden aufgeschnitten und
an den Schnitträndern schräg nach oben gestellt sind. Die Bleche sind sodann so
zusammengelegt, daß je in der napfartigen Vertiefung des einen Bleches die mit schräg
aufgerichtete Ränder aufweisenden Öffnungen versehenen napfartigen Vertiefungen
des anderen Bleches liegen.
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Die Form der beiden Bleche ist so gewählt, daß sie unabhängig voneinander,
jedoch mit dem gleichen Werkzeug hergestellt werden können. Nach ihrem Zusammensetzen,
wobei Rücken auf Rücken zu liegen kommt, entstehen Oberflächen, die in regelmäßiger
Reihenfolge Metallträgerteile und dazwischen Füllstoffelder aufweisen. Die Füllstoffelder
sind jedoch nicht getrennt voneinander, sondern durch schmale Rinnen miteinander
verbunden. Infolgedessen kann der Füllstoff beim lusammendrücken der Dichtung in
gewissen lenzen von einem Feld in das andere hinz9ixierflie?jen. Es findet also
über die ganze Platte hinweg ein Druckausgleich statt. In der Oberfläche der Dichtungsplatte
liegen somit schachbrettartig verteilte, erhabene Felder, die mit vertieften, Füllstoff
enthaltenden Feldern abwechseln. Die Vertiefungen des einen Bleches liegen hinter
den Rücken der erhabenen Felder des anderen Bleches und sind mit Durchbrechungen
versehen, deren Ränder zweckmäßig schräg aufgerichtet sind, um ein sicheres Festhalten
des Füllstoffes zu erzielen.
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Einige Ausführungsbeispiele von Dichtungsplatten gemäß der Erfindung
sind in der Zeichnung veranschaulicht. Fig. i zeigt eine Draufsicht auf eine fertige
Dichtungsplatte, bei der teilweise der Füllstoff weggenommen ist, Fig. z ist ein
Schnitt nach Linie A-B der Fig. i, Fig. 3 ein Schnitt nach Linie C-D der Fig. i,
Fig. q. ist eine Draufsicht auf eine fertige Dichtungsplatte einer zweiten Ausfiilirungsforin
bei ebenfalls teilweise weggenommenem Füllstoff, Fig. 5 ist eine Draufsicht auf
eine fertige Dichtungsplatte einer dritten Ausführungsform in derselben Darstellungsweise
wie Fig. i und .:1., Fig. 6 ist ein Schnitt nach Linie E-F der Fig. 5.
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Den Grundbestandteil der Dichtungsplatte bildet bei allen drei Ausführungsformen
ein Träger, der aus zwei Teilen a. und b bestellt, die aus einem dafür besonders
geeigneten dünnen 2vIetallblecli geformt sind und infolge besonderer Gestaltung
hohe Druckelastizität besitzen. Vorzugsweise bestehen die beiden Bleche a und b
aus langen Bändern, deren Breite der Dichtungsbreite entspricht.
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Bei der Herstellung der Dichtungsplatten kann so verfahren werden,
daß die Bleche bzw. Blechbänder zuerst in regelmäßiger Abwechslung mit Löchern oder
Schlitzen versehen werden, so daß die quadratischen oder rechteckigen Felder abwechselnd
aus geschlossenen Blechteilen und aufgeschnittenen Blechteilen bestehen. Diese Durchbrüche
i durch die Bleche können gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i bis 3 au' kreisrunden
Löchern bestehen, sie können aber auch gemäß Fig. .I durch sich kreuzende, zweckmätlidiagonale
Schlitze gebildet sein oder geniäl.i Fig: 5 durch den Feldseiten parallele Schlitze
durch die Mitte der durchbrochenen Felder.
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Die die Löcher umgebenden :Metallteile oder die Schnittränder der
aufgeschnittenen Felder werden nun durchgedrückt bzw. aufgerichtet derart, daß Näpfe
gebildet werden, die aus
den Seitenwänden der quadratischen oder
rechteckigen Prägungen und einem gelochten oder aufgeschlitzten Boden bestehen.
Die Loch- bzw. Schlitzränder werden nun wieder schräg nach oben gedrückt. Durch
diese Gestaltungwerdenschachbrettartig abwechselnde, erhabene und vertiefte Felder
c und d geschaffen, jedoch derart, daß die erhabenen Felder nicht mit ihren Ecken
zusammenstoßen.
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Die so gestalteten Bleche a und b werden, wie im Ouerschnitt der Fig.
z gezeigt, Rükken gegen Rücken aufeinandergelegt, derart, daß die Näpfe ineinandergreifen,
so daß die aufgeschnittenen Böden der Näpfe des einen Bleches auf die rückwandigen
Flächenteile des anderen Bleches zu liegen kommen. Dadurch entstehen Kammern zur
Aufnahme des Füllstoffes lt, die jeweils nur nach der einen oder anderen
Seite der fertigen Dichtungsplatte hin offen sind und in denen der Füllstoff durch
die schräg aufgerichteten Ränder g sicher festgehalten wird.
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Nach diesem Zusammenlegen der beiden Bleche a und b werden die Verbindungsstreifen
e der einzelnen Blechfelder bis etwa zur Mitte des Trägers eingedrückt, so daß Verbindungen
der einzelnen Füllstoffelder entstehen. An diesen Stellen werden beide Bleche miteinander
so verbunden, daß sie einen kompakten Träger bilden. Dabei kann die feste Verbindung
in bekannter Weise durch Kleben, Löten oder Schweißen erfolgen.
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Die Herstellung des Trägers kann aber auch auf andere Art, nämlich
gemäß Fig. und 6, erfolgen Die beiden Bleche a und b werden in gleiche Felder eingeteilt,
die dann abwechselnd mit einem Schlitz durch ihre Mitte versehen werden, und zwar
bei dem einen Blech längs, bei dem anderen Blech quer zur Wandrichtung. Wenn nun
die beiden Bleche ea und b zusammengelegt werden, entstehen Näpfe, von denen zwei
Seitenwände und der Boden von dem einen Blech, die anderen zwei Seitenwände von
dem anderen Blech gebildet werden.
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Die Verbindung beider Bleche kann, wie oben angeführt, erfolgen. Sie
kann aber auch dadurch geschehen, daß die Seitenwände der einzelnen Näpfe schräg
ineinandergeschoben «-erden. Die so entstandenen Näpfe werden mit Füllstoff gefüllt,
der je nach dem jeweils vorliegenden Zweck und den Bedingungen entsprechend gewählt
wird. -Aus den so entstandenen Dichtungsplatten können ohne jegliche Nacharbeit
Dichtungen gestanzt werden.