DE8102660U1

DE8102660U1 - Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE8102660U1
Application number: DE8102660U
Authority: DE
Original assignee: Elring Dichtungswerke GmbH
Current assignee: Elring Dichtungswerke GmbH
Publication date: 1981-07-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen/ bestehend aus einem - ggf. metallisch verstärkten - Weichstoffmaterial mit Durchgängen, an deren Rand umlaufende Einfassungen bzw. Auflagen für die gegeneinander abzudichtenden Teile angeordnet sind, wobei die Einfassungen bzw. Auflagen mittels Blechelementen, die flas angrenzende Weichstoffmaterial flankenartig übergreifen, mit flem Weichstoffmaterial verbunden sind.

Eine Zylinderkopfdichtung der vorbezeichneten Art ist beispielsweise durch die Deutsche Gebrauchsmusterschrift 7710555 bekanntgeworden. Die bekannte Dichtung besitzt, wie bei derartigen Zylinderkopfdichtungen allgemein üblich, an ihren Brennraumflurchgängen jeweils eine im Querschnitt u-förmige Randeinfassung, die mit ihren beiden Flanken das angrenzende Weichstoffmaterial beidseitig übergreift und auf diese Weise mit dem Weichßtoffmaterial verbunden ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, geeignete Maßnahmen dafür zu treffen, daß der Material- und Montageaufwand für derartige Flachdichtungen weiter verringert wird. Hierdurch sollen insgesamt die Herstellungskosten für derartige Dichtungen herabgesetzt werden.

Das Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus der Halteebene der Blechelemente mindestens einseitig einzelne zungenartige Befestigungselemente abgebogen und abgekröpft sind, flie das angrenzende Weichstoffmaterial als Flanken übergreifen.

Durch die Erfindung wird insbesondere bei Brennraumeinfassungen von Zylinderkopfdichtungen der wesentliche Vorteil erreicht, daß nur eine Flanke der Brennraumeinfassung als Auflagefläche verbreitert ausgebildet zu werden braucht, wohingegen ein Übergreifen des Weichstoffmaterials auf der gegenüberliegenden

Fläche durch die andere Flanke der Brennraumeinfassung überhaupt nicht mehr erforderlich ist. Bei derartigen Brennraumdurchgängen Von Zylinderkopf dichtungen bildet die BrennraumeinfaJäsung zugleich das Blechelement.

In zweckmäßiger Ausgestaltung des Grundgedankens der Erfindung wird vorgeschlagen, daß aus einer einseitig das Weichstoffmaterial übergreifenden Flanke der metallischen Randeinfassung einzelne zungenartige Befestigungselemente zunächst in Axialrichtung oder im wesentlichen in Axialrichtung und anschließend in Radialrichtung abgebogen sind, derart, daß sie die gegenüberliegende Fläche des angrenzenden Weichstoffmaterials übergreifen.

Die Erfindung eignet sich in besonderer Weise zur Anwendung bei Zylinderkopfdichtungen, bei denen das von der im Querschnitt u-förmigen metallischen Einfassung umschlossene, vorzugsweise metallische, Dichtungsmaterial von dem angrenzenden Weichstoffmaterial durch einen Ringspalt ohne oder mit einzelnen Materialverbindungen gänzlich oder überwiegend getrennt ist. Hierbei kann der Ringspalt von den zungenartigen Befestigungselementen axial oder im wesentlichen axial durchsetzt werden, was den Vorteil hat, daß keine speziellen Ausnehmungen im Weichstoffmaterial für den Durchtritt der zungenartigen Befestigungselemente vorgesehen zu sein brauchen.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die im Ouerschnitt U-förmige metallische Randeinfassung einseitig das angrenzende Weichstoffmaterial am gesamten oder am überwiegenden Umfang flankenartig übergreift und daß aus der Flankenebene einzelne zunqenartige Befestigungselemente herausgebogen sind, die die gegenüberliegende Flanke des angrenzenden Weichstoffmaterials übergreifen. Die Fläche der einzelnen zungenartigen Befestioungselemente ist klein. Deshalb genügen kleine Montaaekräfte, um sie soweit in den Weichstoff zu pressen, daß eine unerwünschte Abstützung, welche die Dichtpressuna vermindern würde, nicht auftritt.

Diese vorteilhafte Ausführungsform läßt sich jedoch zur Erreichung einer wesentlichen Materialeinsparung dadurch noch weiter verbessern, daß die im Querschnitt U-förmic*e metallische Randeinfassung einseitia das angrenzende Weichstoffmaterial nur an einzelnen, vorzugsweise drei Stellen des Umfangs flankenartig übergreift und daß aus der Flankenebene, vorzugsweise jeweils aus der Mitte derselben, einzelne zungenartige Befestigungselemente herausgebogen sind, die die gegenüberliegende Fläche des angrenzenden Weichstoffmaterials übergreifen.

Die erfindunqsgerr.äße Maßnahme der versetzt angeordneten Dichtungselemente hat folgende entscheidende Vorteile:

a) Es sind keine Ziehvorgänge an Finfassungsflanken mit stark sich ändernder Breite notwendig.

b) Die Breite der Einfassungsflanken muß sich nur nach den Dichtprpssungsverhältnissen und nicht nach der BefesticTungsmöqlichkeit richten. Das heißt, die funktionsgerechte Gestaltung konkurriert nicht mit der ebenfalls wichtigen montagegerechten Gestaltung der Dichtung.

c) Machteilige Materialanhäufungen werden vermieden. Damit wird die Dichtpressung und die Dichtungspressungsverteilung vergleichmäßigt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können aus den Unteransprüchen sowie - anhand von Ausführungsbeispielen aus der Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung entnommen werden. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, in Draufsicht gesehen (teilweise Darstellung),

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II - II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III - III in Fig. 1,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer Zylinderkopfdichtung, in Darstellung entsprechend Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V - V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI - VI in Fig. 4,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII - VII in Fig. 4,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII - VIII in Fic. 7,

Fig. 9 einen als vormontiertes Teil ausgebildeten Bestand teil einer Zylinderkopfdichtung, in Schnittdarstellung entsprechend Fig. 2, und

Fig.10 einen anderen, ebenfalls als vormontiertes Teil

ausgebildeten Bestandteil einer Zylinderkopfdichtung, in Schnittdarstellung entsprechend Fig. 3.

Die Zylinderkopfdichtung nach Fig. 1 - 3 besteht im wesentlichen aus einem plattenförmigen Weichstoffmaterial 10, in das metallische Verstärkungen 11 eingelagert sind. In d,s Weichstoffmaterial 10 sind in üblicher Weise zahlreiche Ausnehmungen, z. B. 12 - 16, eingestanzt, die in bekannter Weise als Durchgänge für Befestigungsschrauben, Kühlmittel, Schmiermittel und dgl. dienen. Bei den mit 12 bezifferten kreisrunden Ausnehmungen größten Durchmessers handelt es sich um die Brennraumdurchgänge. Die Brennraumdurchgänge 12 sind von einer im Querschnitt u~förmigen metallischen Einfassung 17 umgeben, durch die das an den

4 I t I · t ' * t

Brennraum unmittelbar angrenzende Weichstoffmaterial der Dichtung gegen die dort herrschende hohe thermische und mechanische Beanspruchung geschützt wird. Der Aufbau der Brennraumeinfassung 17 ist im einzelnen aus der vergrößerten Darstellung der Fig. 2 ersichtlich. Danach weist die Brennraumeinfassung 17 zwex Flanken 18, 19 auf, zwischen denen eine zweischichtige ringförmige Einlage 20, 21 aus metallischem Dichtungsmaterial eingeschlossen ist. Zwischen der metallischen Einlage 20, 21 und dem angrenzenden Weichstoffmaterial 10 erstreckt sich ein ringförmiger Spalt 22 mit der Breite b.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die untere Flanke 18 der Brennraumeinfassung 17 an insgesamt 3 Stellen ihres Umfangs jeweils drei zungenartige Verlängerungen 23, 24 und 25 auf. Hierbei untergreifen die beiden äußeren, in Fig. 1 gestrichelt dargestellten zungenartigen Befestigungselemente 23, 24 das Weichstof fmaterial 10 an seiner Unterseite, wohingegen - wie Fig. 2 zeig;. - das mittlere zungenartige Befestigungselement 25 nach oben abgekröpf*: ausgebildet ist und schließlich die Oberseite des Weichstoffm .terials 10 übergreift. Das mittlere zungenartige Befestigungselement 2 5 durchsetzt hierbei den erwähnten Ringspalt 22, der hierbei vorteilhaft zugleich als Aussparung für den Durchtritt des zungenartigen Befestigungselements 25 dient.

Die ringspaltförmige Aussparung 22 dient zugleich auch als Verdrehsicherung für die Brennraumeinfassung 17 und als Justierhilfe bei der Montage derselben.

Fig. 3 zeigt nun, in vergrößerter Darstellung, einen Schnitt durch zwei weitere Durchgänge der Zylinderkopfdichtung, die in Fig. 1 mit 15 bzw. 15a bezeichnet sind. Die Durchgänge 15 bzw. 15a sind jeweils von einer ringförmigen Gumrniauflage 26 bzw. 26a umgeben, die beidseitig eine gewellte Oberfläche 2:7 bzw. 28 besitzt. Die Gummiauflage 26 bzw. 26a weist einen radialen Schlitz 29 auf, in die ein Blechelement 30 eingreift. Das Blech-

element 30 ist in seinem rückwärtigen Bereich radial eingeschnitten, wodurch sich zwei zungenartige Befestigungselemente 31, (bzw. 31a, 32a) ergeben, die nach oben abgekröpft sind und das Weichstoffmaterial 10 an seiner Oberseite (Fig. 3) übergreifen. Die untere, mit 33 bezeichnete Flanke des Blechelements 30, die übrigens über den gesamten Umfang der Ausnehmung 15 bzw. 15a durchgehend ausgebildet ist, weist ebenfalls eine Abkröpfung, in diesem Fall jedoch nach unten, auf, so daß sie das Weichstoffmaterial 10 an dessen Unterseite übergreift (Fig. 3). Damit ist die Gummiauflage 26, 26a insgesamt, d. h. im Querschnitt gesehen, symmetrisch gestaltet. Die Gummiauflage 26, 26a selbst, d. h. ohne metallisches Halteelement 30, kann bei Kleinserien als Stanzteil oder Meterware eingeklebt, bei Massenartikeln angespritzt werden.

Im folgenden sei nun die Ausführungsform einer Zylinderkopfdichtung nach Fig. 4-8 beschrieben. Der prinzipielle Aufbau derselben, d. h. Grundmaterial aus Weichstoff 10 mit metallischen Verstärkungen 11 entspricht auch hier der Ausführungsform nach Fig. 1-3. Auch der hier ebenfalls mit 12 bezifferte Brennraumdurchgang weist, ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. - 3, eine im Querschnitt u-förmige Brennraumeinfassung 17 aus Blechmaterial auf, die zwischen ihren beiden Flanken 18h und 19b aine metallische Einlage 20b einschließt.

Der Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach Fic. 1-3 besteht hier im wesentlichen darin, daß die obere Flanke 19b der Brennraumeinfassung 17b über einen wesentlichen Teil ihres gesamten Umfangs auf dem Weichstoffmaterial 10 aufliegt (vgl. hierzu insbesondere Fig. 4 und 5). Die untere Flanke 18b dagegen ist nur an insgesamt vier Stellen ihres Umfangs verlängert ausgebildet und untergreift dott mit zungenartigen Befestigungselementen 25b das Weichstoffmaterial an dessen Unterseite (Fig. 7).

Eine Besonderheit der Ausführungsform nach Fig. 7 ut;d 8 besteht ferner darin, daß die einseitig das Weichstoffmaterial

übergreifende, die Halteebtiie bildonde Flanke 19b der metallischen Randeinfassung 17b im Bereich der ringspalt.förmioen Aussparung 22 gesickt ausgebildet ist. Hierbei sind mehrere - bezogen auf den zugeordneten Durchgang 12 b - radial gerichtete Sicken 33 vorgesehen, die in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen sternförmig angeordnet sind. Die Sicken 33 dienen vorteilhaft zur Versteifung und besseren Zentrierung der Dichtunq.

Fig. 9 veranschaulicht nun die Montage der Brennraumeinfassung 17, z. B. einer solchen nach Fig. 1 und 2. Die Brennraumfassung 17 ist als vormontiertes Teil (fertig kalibriert und Einlegteile 20 zentriert) ausgebildet, wobei das zungenartige Befestigungselement 25 zunächst, wie in Fig. 9 in ausgezogenen Linien gezeigt, lediglich in Axialrichtung, d. h. bei der Darstellung nach Fig. 9 nach oben, abgebogen iL-t. Die beiden seitlichen zungenartigen Befestigungselemente 23 und 24 (vgl. hierzu Fig. und 2) weisen dagegen bereits im vormontierten Zustand des Teils 17 ihre endgültige Stellung (radiale Richtung) auf. Das Teil kann nun in die Brennraumausnehmung 12 des Weichstoffmaterials eingelegt werden; anschließend wird das zungenartige Befestigung= element 25 in Radialrichtung umgebogen und durch entsprechende Preßkräfte in das Weichstoffmaterial 10 eingedrückt (gestrichelte Linien). Die hierzu erforderlichen Preßkräfte sind wegen der verhältnismäßig kleinen Flächen der Befestigungselemente 23 nur gering.

Fig.ΊΟ zeigt eine Montagemöglichkeit für die Gummiauflage 26 nach Fig. 3. Die Teile 26, 30 bilden hierbei eine vormontierte Einheit, wobei im Vormontagezustand das zungenartige Befestigung= element 32, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 9, senkrecht nach oben abgebogen ist und erst beim Zusammenbau der Einheit 26, 30 mit dem Weichstoffmaterial 10 in Radialrichtung umgebogen und in das Weichstoffmaterial 10 eingedrückt wird.

Zusammenfassung

Eine Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für Verbrennunqskraftmaschinen, besteht aus einem - gegebenenfalls metallisch verstärkten - Weichstoffmaterial (10) mit Durchgängen (12 - 16), an deren Rand umlaufende Einfassungen (17) bzw. Auflagen (26) für die geaeneinander abzudichtenden Teile angeordnet sind, wobei die Einfassungen (17) bzw. Auflagen (26) mittels Blechelementen (17, 30 - 33), die das angrenzende Weichstoffmaterial (10) flankenartig übergreifen, mit dem Weichstoffmaterial (10) verbunden sind.

Aus der Halteebene (18 bzw. 30) der Blechelemente (17 bzw. 30 - 33) sind mindestens einseitig einzelne zungenartige Befestigungselemente (25 bzw. 31, 32) abgebogen und abgekröpft, die das angrenzende Weichstoffmaterial (10) als Flanken übergreifen. Hierdurch läßt sich der Material- und Montageaufwand für derartige Flachdichtungen verringern und insgesamt die Herstellungskosten herabsetzen. Hierbei wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß nur eine Flanke der Brennraumeinfassung als Auflagefläche verbreitert ausgebildet zu werden braucht, wohingegen ein übergreifen des Weichstoffmaterials auf der gegenüberliegenden Fläche durch die andere Flanke der Brennraumeinfassung überhaupt nicht mehr erforderlich ist. Die Fläche der einzelnen zungenartigen Befestigungselemente (23, 24, 25) ist klein. Deshalb genügen kleine Montagekräfte, um sie soweit in den Weichstoff zu pressen, daß eine unerwünschte Abstützung, welche die Dichtpressung vermindern könnte, nicht auftritt.

(Fiq. 1)

Claims

> - III! ■ I j ί ' jP ATl E N TA N,W|Α·£τ ' · DlPL-ING. DIETRICH G.SCHEFFLER 7 STUTTGART I (BOTNANG) FU RTWAN C LE H STR ASS E 81 TELEFON I07II) 69 59 SA 30.1.1981 ED 29 - S/ab Anmelderin: elring Dichtungswerke GmbH, 7012 Fellbach Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen Ansprüche

1. Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einem - ggf. metallisch verstärkten - Weichstoffmaterial mit Durchgängen, dn deren Rand umlaufende Einfassungen bzw. Auflagen für die gegeneinander abzudichtenden Teile angeordnet sind, wobei die Einfassungen bzw. Auflagen mittels Blechelementen, die das angrenzende Weichstoffmaterial flankenartig übergreifen, mit dem Weichstoffmaterial verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet, daß aus der Halteebene (18 bzw. 30) der Blechelemente (17 bzw. 30 - 33) mindestens einseitig einzelne zungenartige Befestigungselemente (25 bzw. 31, 32) abgebogen und abgekröpft sind, die das angrenzende Weichstoffmaterial (10) als Flanken übergreifen.

2. Flachdichtung nach Anspruch 1, mit im Querschnitt u-förmiger metallischer Randeinfassung an Durchgängen, wobei die Randeinfassung zugleich das Blechelement bildet, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer einseitig das Weichstoffmaterial (10) übergreifenden Flanke (18 bzw. 19b) der

f OSTSC H EC KKONTO »Τ UTT C. A« T^- \1, %1 βρ- 1<3t, " B AjN); K O |V/ T₁O fSKlJ-«ANK DOSSiIDOIIF (BLZ 300309 00t Il OR .1 7 - 16

ι ι » ·

• · I

•j.. ·2 -

metallischen Randeinfassung (17 bzw. 17b) einzelne zungenartige Befestigungselemente (25 bzw. 25b) zunächst in Axialrichtung oder im wesentlichen in Axialrichtung und anschließend in Radialrichtung abgebogen sind, derart, daß sie die gegenüberliegende Fläche des angrenzenden Weichstoff materials (10) übergreifen.

3. Flachdichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Weichstoffmaterial (10) an den Stellen (22), an denen es von den zungenartigen Befestigungselementen (25, 25b, 31, 32) axial oder im wesentlichen axial durchsetzt wird, ausgespart ausgebildet ist.

4. Flachdichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das von der im Querschnitt u-förmigen metallischen Einfassung umschlossene, vorzugsweise metallische, Dichtungsmaterial von dem angrenzenden Weichstoffmaterial durch einen Ringspalt ohne oder mit einzelnen Materialverbindungen gänzlich oder überwiegend getrennt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (22) von den zungenartigen Befestigungselementen (25) axial oder im wesentlichen axial durchsetzt wird (Fig. 2).

5. Flachdichtung nach Ansprach 2, 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt u-förmige metallische Randeinfassung (17b) einseitig dar; angrenzende Weichstoffmaterial (10) am gesamten oder am überwiegenden Umfang flankenartig übergreift und daß aus der Flankenebene einzelne zungenartige Befestigungselemente (25b) herausgebogen sind, die die gegenüberliegende Fläche des angrenzenden Weichstoffmaterials (¹O) übergreifen (Fig. 4-7).

6. Flachdichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt u-förmige metallische Randeinfassung (17) einseitig das angrenzende

Weichstoffmaterial (10) nur an einzelnen, vorzugsweise drei Stallen des Umfangs flankenartig übergreift und daß aus der Flankenebene, vorzugsweise jeweils aus der Mitte derselben, einzelne zungenartige Befestigungselemente (25) herausgebogen sind, die die gegenüberliegende Fläche des angrenzenden Weichstoffmaterials (10) übergreifen (Fig. 1 und 2).

7. Flachdichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt u-förmige metallische Randeinfassung (17) einseitig das angrenzende Weichstoffmaterial (10) jeweils mi/ttels zweier zungenförmiger Befestigungselemente (23, 24) flankenartig übergreift und daß aus der Flankenebene in der Mitte zwischen den beiden zungenförmigen Befestigungselementen (23, 24) ein drittes zungenförmiges Befestigungselement (25) abgebogen ist, welches die gegenüberliegende Fläche des angrenzenden Weich Stoffmaterials (10) übergreift (Fig. 1 und 2).

8. Flachdichtung nach Anspruch 1, wobei innerhalb von Durchgängen des Weichstoffmaterials den Konturen der Durchgänge entsprechende geschlossene Auflagen aus Gummi oder einem technisch gleichwertigen Werkstoff angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechelemente jeweils mit ihrem die Halteebene bildenden mittleren Bereich (30) radial in eine entsprechende schlitzförmige Ausnehmung (29) der Auflage (26) eingreifen und daß die Blechelemente im radial eingeschnittenen rückwärtigen Bereich (31, 32, 33) zunächst in beiden Richtungen axial und dann in einer Richtung radial abgebogen sind und mit den sich hierdurch ergebenden Flanken das angrenzende Weichstoffmaterial (10) beic seitig übergreifen (Fig. 3).

9. Flachdichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß das Blechelement (30 - 33) in rückwärtiger Richtung abgekröpft ausgebildet ist und der abgekröpfte Teil (33) die eine das angrenzende Weichstoff-

material (10) nahezu am gesamten Umfang des Durchgangs (15) übergreifende Planke bildet und daß aus dem rückwärtigen Bereich (33) des Blechelements heraus einzelne zungenförmige Befestigungselemente (31, 32) in entgegengesetzter Richtung abgekröpft sind und die gegenüberliegende Fläche des angrenzenden Weichstoffmaterials (10) übergreifen .

10. Flachdichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Blechelemente (17, 30 - 33) als Stanzteile ausgebildet und die zungenartigen Befestigungselemente (25, 32) im vormontierten Zustand lediglich in Axialrichtung abgebogen sind (Fig. 8 und 9).

11. Flachdichtung nach Anspruch 10 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 - 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Randeinfassung (17) einschließlich der von ihr umschlossenen Einlage (20, 21), als vormontiertes Teil ausgebildet ist und mittels der zungenartigen Befestigungselemente (25) mit dem Weichstoffmaterial (10) verbunden ist (Fig. 8).

12. Flachdichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die einseitig das Weichstoffir.aterial (10) übergreifende, die Halteebene bildende Flanke (19b) der metallischen Randeinfassung (17b) im Bereich der ringspaltförmigen Aussparung (22) gesickt (33) ausgebildet ist (Fig. 7 und 8).

13. Flachdichtung nach Anspruch i2,

dadurch gekennzeichnet, daß mehrere - bezogen auf den zugeordneten Durchgang (12b) - radial Gerichtete Sicken (33) vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung in gleichmäßiaen Abständen sternförmig angeordnet sind.