DE8436806U1

DE8436806U1 - Imprägnierte Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen

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Publication number: DE8436806U1
Application number: DE19848436806
Authority: DE
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1984-12-15
Filing date: 1984-12-15
Publication date: 1986-11-06

Description

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Imprägnierte Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung \-

für Verbrennungskräftmäschinen , \

j«¹ Beschreibung: |'

Die Neuerung betrifft eine imprägnierte |

Weichstoffflachdichtung, wie insbesondere eine f

Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschine^ bestehend |

aus einem gegebenenfalls metallisch verstärkten Faservlies, i

dessen Poren mit einem anschließend vernetzten |

Imprägniermittel ganz oder teilweise gefüllt sind, wobei die j.

Dichtung eine von Ort zu Ort unterschiedliche %

Verformungscharakteristik aufweist. ?

Insbesondere Zylinderkopfdichtungen, Auspuffflanschdichtungen

oder andere Flachdichtungen in Verbrennungskraftmaschinen aus

gegebenenfalls metallisch verstärkten Faservliesen werden vor

allem zur Erhöhung ihrer Festigkeit, zur Verbesserung ihrer '[

Beständigkeit gegenüber den Abdichtmedien und zur Verbesserung

ihres Abdichtverhaltens imprägniert. Imprägniermittel sind

beispielsweise nach der DE-AS 23 04 505 vernetzbare und

lösungsmittel freie Imprägniermittel, und die Imprägniermittel

werden anschließend in der Dichtungsplatte unter Zusatz von

vor allem Peroxiden meist thermisch vernetzt. Bevorzugte f

Imprägniermittel sind dabei flüssige Polybutadiene, I

Polyacrylate, ungesättigte Polyester oder flüssige |

Silikonelastomere, die ohne Abgabe verdampfender Substanzen f

unter Polyaddition über die Kohlenstoffdoppelbindungen · |

vernetzen. In der Praxis ist dabei nach beispielsweise der US-PS 4.291.087 auch bekannt, die in diesem Fall aus Polyacrylaten bestehenden Imprägniermittel durch die Einwirkung energiereicher Elektronenstrahlen zu vernetzen.

Zylinderkopfdichtungen werden ferner beim Einbau zwischen die Dichtflächen von Motorblock und Zylinderkopf je nach Konstruktion des Motors durch die unterschiedliche Dichtpressung unterschiedlich stark belastet. Zum Ausgleich ist es beispielsweise nach der DE-AS 23 04 505 üblich, die Bereiche des Weichstoffes unterhalb der metallischen Einfassungen insbesondere an den Brennraumöffnungen frei von Imprägniermittel zu halten, um so in diesen belasteten Zonen die Dichtpressung zu erhöhen.

Nach der DE-AS 10 74 341 ist es bekannt, zur Vergleichmäßigung der Dichtpressung und zur Vermeidung von ZyIinderverzügen die Verformungscharakteristik der Dichtung, angepaßt an den Anwendungsfall, von Ort zu Ort unterschiedlich zu gestalten. Nach einer bevorzugten Lösung der DE-AS 10 74 341 wird dazu die Weichstoffdichtung mit einer die Verformbarkeit beeinflussenden Tränkung versehen, wobei dafür gesorgt wird, daß die Tränkemittelaufnahme der Dichtung von Ort zu Ort verschieden hoch ist.

Das Imprägnieren von Weichstoffdichtungsplatten mit einer partiellen beziehungsweise von Ort zu Ort unterschiedlichen Tränkemittelaufnahme ist jedoch in der Praxis schwierig. So werden nach der DE-AS 23 04 505 die fertig mit Einfassungen versehenen Dichtungen bevorzugt durch Tauchen imprägniert.

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Trotz der abschirmenden Einfassungen kann bei einem solchen Verfahren das Eindringen von Imprägniermittel unter die Einfassungen nicht ganz vermieden werden. Ebenso breitet sich beim partiellen Imprägnieren der Flachdichtungen nach der DE-AS 10 74 341 das flüssige Tränkemittel über die ganze Dichtungsplatte allmählich aus, und es entsteht schließlich eine ganzflächig gleichmäßig imprägnierte Flachdichtung.

Der vorliegenden Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine imprägnierte Weichstoffflachdichtung mit einer von Ort zu Ort unterschiedlichen Verformungscharakteristik zu schaffen. Die Dichtung soll möglichst einfach und kostensparend herzustellen sein, und vor allem soll sie produktionssicher, mit definierter, von Ort zu Ort unterschiedlicher Verformungscharakteristik mit regulierbarer Gleichmäßigkeit hergestellt werden können.

Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine mit einem additionsvernetzenden Imprägniermittel imprägnierte Flachdichtung gelöst, deren Imprägniermittel durch Elektronenstrahlung von Ort zu Ort unterschiedlich stark vernetzt ist.

Durch den Vernetzungsvorgang wird das fließende , beziehungsweise plastisch leicht verformbare Imprägniermittel in einen härteren beziehungsweise elastischen, nur noch schwer verformbaren Zustand überführt. Je nach Vernetzungsgrad des Imprägniermittels besitzt dadurch die imprägnierte Flachdichtung eine von Ort zu Ort unterschiedliche Verformungscharakteristik und einen Zustand zwischen leichter

ρ plastischer Verformbarkeit bei nur schwach vernetztem

I Imprägniermittel und hoher Verfotrmungssteifigkeit bei stark

I beziehungsweise nahezu vollständig vernetztem

I Imprägniermittel. Die Anordnung der Dichtzonen mit stark oder

j; BCi'iwSCl'i Verriet.«: tem Imprägniermittel erfolgt entsprechend dem

? Spezifischen Anwendungs fall und wird bevorzugt nach

•ι empirischen Ergebnissen festgelegt.

I Zur Herstellung der neuerungsgemäßen Flachdichtur.g wird von

I einer nach einem der bekannten Verfahren imprägnierten

I Flachdichtun^ ausgegangen, wobei das Imprägniermittel

I aus einer elektronenstrahlvernetzbaren Flüssigkeit mit

I gegebenenfalls Vernetzungsmitteln und weiteren Zusätzen

ξ besteht. Die Dichtung wird mit einer Schablone aus einem

unterschiedlich elektronenstrahldurchlässigen Material Ί

! abgedeckt, und anschließend erfolgt die Vernetzung des

[ Imprägniermittels durch Bestrahlung der von der Schablone

j nicht abgedeckten Dichtungsbereiche mit Elektronenstrahlen,

! wobei der gebündelte Elektonenstrahl bevorzugt rasterartig

|. über die Schablone geführt wird. Der Prozeß kann dann auf der

\ anderen Dichtungsseite wiederholt werden.

ί Entsprechend der Abdeckung der Dichtung durch die Schablone

dringen die Elektronenstrahlen mit gesteuerter

H unterschiedlicher Intensität in die Dichtungsplatte ein und

jf vernetzen dort das Imprägniermittel entsprechend. Die

ff Schablone besitzt dabei in entsprechender Anordnung Öffnungen,

|i durch die die Elektronenstrahlen auf die Dichtung fallen und dort das Imprägniermittel vernetzen. Abgeschirmte Dichtungsbereiche werden dann nicht vernetzt. Die Schablone

kann aber auch aus einer mehr oder weniger elektronenstrahldurchl'ässigen Folie bestehen. In diese Folie sind dann Öffnungen gestanzt, durch die Elektronenstrahlen auf die Dichtung ungeschwächt fallen. In den Bereichen der Dichtungen, in denen das Imprägniermittel nicht vernetzt werden soll, ist die Schablone mit Metallstreifen aus elektronenstrahlundurchlässigem Material entsprechend abgedeckt, und in den Bereichen einer geringen Vernetzung des Imprägniermittels ist die Folie entsprechend dick gestaltet, so daß ein Teil der vernetzenden Elektronenstrahlen herausgefiltert wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung kann die imprägnierte Flachdichtung nach dem Vernetzen einer Extraktion mit einem Lösungsmittel ausgesetzt werden. Dabei werden leicht lösliche unvernetzte und schwach vernetzte Imprägniermittel aus der Dichtung herausgelöst, und es entstehen beispielsweise am nachträglich eingefaßten Brennraumrand imprägniermittel freie Zonen.

Im Sinne der Neuerung ist es auch möglich, das Imprägniermittel in der Dichtung zunächst nach einem konventionellen Verfahren bevorzugt thermisch vorzuvernetzen und daran anschließend unter Verwendung von Schablonen mit Elektronenstrahlen nachzuvernetzen. Auf diese Weise wird eine längere Bestrahlungszeit der Dichtung verringert.

Durch die Neuerung ist somit eine imprägnierte Flachdichtung geschaffen, welchp Bereiche mit unterschiedlich starker Vernetzung des Imprägniermittels und gegebenenfalls auch

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Imprägniermittelfreiheit besitzt. Die Dichtung hat somit eine von Ort zu Ort unterschiedliche Verformungscharakteristik, sie besitzt entsprechend der Vernetzung des Imprägniermittels eine optimale Abdichtungsgüte in den erforderlichen Bereichen und eine optimale Anpassung an die Konstruktion der entsprechenden Maschinenteile. Die Dichtung wirkt damit, insbesondere in Verbrennungskraftmaschinen, gegebenenfalls auftretenden ZyIinderverzügen wirkungsvoll entgegen.

Durch die Verwendung von Schablonen mit öffnungen, von Ort zu Ort unterschiedlicher Dicke und gegebenenfalls Auflagen aus elektronenstrahlundurchlässigem Material ist der Vernetzungsgrad des Imprägniermittels steuerbar, auf den jeweiligen Anwendungs fall abgestimmt, einzustellen. Auf diese Weise können Flachdichtungen einfach und kostensparend und insbesondere in der Massenfertigung reproduzierbar mit optimal angepaßten Verformungseigenschaften hergestellt werden.

Die Neuerung wird anhand der Abbildungen 1 bis 3, die sich auf eine bevorzugte Anwendung der Erfindung beziehen, näher erläutert. Und zwar zeigt:

Figur 1 ein Teilstück einer Zylinderkopfdichtung in

Aufsicht

Figur 2 das Teilstück einer Schablone zur Herstellung

der Dichtung nach Figur 1

Figur 3 einen Querschnitt des Dichtungsteilstückes aus Figur 1 in der Linie III - Hl¹ mit der aufliegenden

Schablone nach Figur 2.

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In Figur 1 ist 1 die Dichtungsplatte mit den Brennraumöffnungen 2, den Flüssigkeitsöffnungen 3 und den Schraubenöffnungen 4. Das Imprägniermittel ist in einer ringförmigen Zone 5 rund um die Flüssigkeitsöffnungen 3 stark vernetzt, so daß in diesen eine verbesserte Dichtpressung, Abdichtungswirkung und Medienbeständigkeit besteht. In den Bereichen 6 zwischen den Brennraumöffnungen 2 beziehungsweise zwischen Stirnfläche 7 der Dichtung 1 und einer Brennraumöffnung ?. ist das Imprägniermittel ebenfalls zur Erhöhung der Dichtpressung stärker vernetzt. Der die Brennraumöffnungen 2 umgebende Bereich 8, der bei der einbau fertigen Dichtung metallisch eingefaßt ist, ist durch Extraktion von unvernetztem Imprägniermittel imprägniermittelfrri. In den weniger belasteten Restflächenbereichen der Dichtung 1 ist das Imprägniermittel formstabil mit mittlerem Vernetzungsgrad vernetzt.

Die Schablone 9 der Figur 2 besteht aus einer leicht elektronenstrahlendurchlässigen Aluminiumnfolie, und sie besitzt öffnungen 2',3' und 4¹ entsprechend den öffnungen 2,3 und 4 der Zylinderkopfdichtung der Figur 1. Die öffnungen 3' sind um die Breite 5' erweitert, und als weitere öffnungen eind die Öffnungen 6¹ vorgesehen, so daß beim Bestrahlen die Elektronenstrahlen mit voller Intensität auf die Dichtung 1 auftreten und dort als Imprägniermittel hart vernetzen. Rund um die öffnungen 2' ist auf die Schablonenplatte 9 eine Auflage 8' als Bleifolie aufgetragen, und die Bleifolie schirmt die Elektronenstrahlen ab. Das beim Bestrahlen darunterliegende Imprägniermittel bleibt unvernetzt und kann dufch Extrahieren entfernt werden. Die Aluminiumfolie der

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Schablone 9 läßt Elektronenstrahlen mit schwach verminderter Intensität durchtreten, und das beim Bestrahlen darunterliegende Imprägniermittel im Restflächenbereich kann entsprechend formstabil vernetzt werden.

Im Querschnitt der Figur 3 ist 1 die Zylinderkopfdichtung ait den Brennraumöffnungen 1. Die aufliegende Schablone 9¹ besitzt die öffnungen 2¹ und 6¹ und Auflagen 8¹ aus Bleifolie benachbart zu den öffnungen 6¹. Beim Bestrahlen wird das Imprägniermittel im Bereich 6 unter der Schablonenöffnung 6¹ durch die mit voller Intensität einfallenden Elektronenstrahlen hart vernetzt. Durch die Bleiauflage 8' auf der Schablone 9 ist das Imprägniermittel in der Zone 8 rund um die öffnungen 2,2' vor Elektronenstrahlen abgeschirmt, es bleibt unvernetzt und wird durch Extrahieren mit Lösungsmittel entfernt. Die Restflächenbereiche der Dichtung 1 sind lediglich von Aluminiumfolie abgedeckt, die Elektronenstrahlen werden lediglich in der Intensität abgeschwächt, und das Imprägniermittel im darunterliegenden Weichstoffbereich wird bis zur Formstabilität vernetzt.

Claims

Schutz anspriiche:

1. Imprägnierte Weichstoffflachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung Für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einem gegebenenfalls metallisch verstärkten Faservlies, dessen Poren mit einem anschließend vernetzten Imprägniermittel ganz oder teilweise gefüllt sindj^dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel durch Elelektronenstrahlung von Ort zu Ort unterschiedlich stark vernetzt ist,

2. Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung (1) imprägniermittel freie Zonen (8) aufweist.

3. Zylinderkopfdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das unvernetzte oder nur schwach vernetzte Imprägniermittel durch Lösungsmittel aus der Dichtung (1) extrahiert ist.

4. Flachdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel in der Dichtung unter Verwendung einer Schablone mit Bereichen (2',3',5',6',S¹) unterschiedlicher Durchlässigkeit für Elektronenstrahlen vernetzt ist.

5. Flachdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel in der Flachdichtung Unter Verwendung einer Schablone mit

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Bereichen (2 ' ,3 ' ,5',6*,8') mit unterschiedlicher Durchlässigkeit für Elektronenstrahlen vernetzt ist, wobei die Bereiche (2',3',5',6',8 ' ) unterschiedlicher Durchlässigkeit durch öffnungen (2^Ι,3',5^Ι,6^Ι) in der Schablonenplatte durch Auflagen (8^!) auf der Dichtungsplatte aus elektronenstrahlundurchlässigem Material und/oder Zonen unterschiedlicher Dicke gebildet sind.

6. Flachdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel in der Flachdichtung unter Verwendung einer Schablone aus einem Material vernetzt ist, welches Elektronenstrahlen nur unter geringem Intensitätsverlust durchläßt.