KR100228144B1

KR100228144B1 - 금속 판 개스킷

Info

Publication number: KR100228144B1
Application number: KR1019950006272A
Authority: KR
Inventors: 바우다흐 데텔프; 바이츠 클라우스-페터
Original assignee: 독토 레르히너; 엘링 크링거 게엠베하; 독토 볼프
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1995-03-24
Publication date: 1999-11-01
Also published as: KR960034818A

Abstract

본 발명은 볼트를 사용해서 접촉면에서 클램핑되는 두 부분, 특히 내연기관의 두 부분에 사용되는 금속 판 개스킷에 관한 것으로서, 이 금속 판 개스킷은 밀봉할 접촉 표면들에 대응하는 모양을 가지며 볼트를 끼울 구멍(3)이 있고 금속 판재로 구성되는 판 개스킷 부분(1)과, 적어도 하나의 개구 영역(2) 및 이 개구 영역(2)을 둘러싸는 비드(4)를 구비한다. T 로케이션을 밀봉하기 위해서는 판 개스킷 부분(1)을 탄성중합체로 코팅하고 T 로케이션을 밀봉할 영역은 조립공정 동안에 소성 변형 가능한(plastically deformable) 탄성 재료(5)를 압착하여 판 개스킷 부분(1)의 접합 영역으로 들어가도록 또는 바람직하게는 포킷 방식으로 (in pocket) 밀봉하는 것에 착안하였다.

Description

금속 판 개스킷

제1도는 내연기관에 사용되는 최종 덮개 개스킷의 평면도이다.

제2도는 내연기관의 섬퍼(sump)와 엔진블록 사이에 배열되는 개스킷의 상세 평면도이다.

제3도는 제1도와 제2도를 선 Ⅲ-Ⅲ를 따라 절단한 단면도이다.

제4도는 제1도와 제2도를 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 판 개스킷 부분 2 : 개구(opening)

3 : 구멍 4 : 비드(bead)

5 : 소성 변형 가능한 밀봉 재료 6 : 포킷(pocket)

7 : 중심 부분 8 : 림(limb)

9 : 접속 웨브(connecting web) 10 : 탭(tab)

11 : 탄성체 밀봉 부분 12 : 칼라(collar)

13 : 고정 탭

본 발명은 두 부분, 특히 내연기관(internal combustion engine)의 두 부분들이 접촉 표면(abutting surface)에서 볼트(bolt)에 의해 서로 고정되도록 하는 금속 판 개스킷(metal flat gasket)에 관한 것으로서, 볼트를 끼울 구멍을 갖고 밀봉될 접합표면들에 대응하는 모양을 가지며 금속판으로 구성되는 판 개스킷 부분과, 적어도 하나의 개구 영역(opening region) 및 이 개구 영역을 둘러싸고 있는 비드(bead)를 가지고 있는 금속 판 개스킷에 관한 것이다.

실린더 헤드 개스킷 역할을 하는 이러한 종류의 금속 판 개스킷은 예컨대, 유럽특허공개공보 EP 0 230 804 A1에 공지되어 있다. 이러한 개스킷은 금속 판재로 구성되는데, 이 금속 판재는 엔진 블록(engine block)과 실린더 헤드(cylinder head)를 서로 고정시키는 볼트를 끼우기 위한 구멍과, 실린더 개구 및 이 실린더 개구 주위에 용접되는 환형 비드(encircling bead)에 의해 실린더 개구의 테두리 주변을 둘러싸고 있는 강화 링(reinforcing ring)을 구비하고 있다. 여기서 강화링은 비드가 완전히 납작하게 압착되는 것을 방지하기 위한 것이다.

그러나 내연기관에는 밀봉될 다른 영역들이 존재하는데, 예컨대, 섬퍼(sump)는 일반적으로 엔진블록에 플랜지(flange)되어 진다. 이렇게 하기 위해서 접합표면들은 적절한 방식으로 설치되며 탄성체 밀봉(elastomer seal)을 하기 위한 홈(groove)을 갖는다. 이 홈은 기계적 가공에 의해 아주 정확하게 만들어질 수 있지만 이것은 비용이 너무 많이 들기 때문에 홈은 일반적으로 섬퍼의 주조 공정 동안에 접합표면에 형성되고 접합표면을 그 다음에 편평하게 연마한다. 그러나 이렇게 하면, 장비의 마모가 심하고 홈 베이스(base)가 일정하지 않게 되며, 홈에 삽입되어져야만 하는 코드 패킹(cord packing)을 사용해서 원하는 밀봉을 하는 데에는 높은 압력이 필요하고 게다가 코드 패킹의 유연성 때문에 코드 패킹의 삽입이 다소 곤란해진다. 또한 최종 덮개를 밀봉하기 위해서는 부드러운 패킹을 별도로 삽입하여야 한다. 서로 수직인 두 평면을 밀봉해야 하는 곳에는 소위 T-로케이션(location)이 존재하는데, 이것은 지금까지는 부드럽고 유연성이 있는 패킹과 부가적인 봉합제의 사용에 의해서만 밀봉될 수 있었다. 이것은 또한 래더 프레임 밀봉(ladder frame seal)과 엔진의 앞뒤에 있는 커버 개스킷의 경우도 마찬가지이다.

본 발명의 목적은 T-로케이션을 밀봉하는 데에 적합한, 상술한 유형의 개스킷을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 판 개스킷 부분을 표면 코팅하고, 밀봉하고자 하는 T-로케이션 영역, 바람직하게는 포킷(pocket) 부위를 조립 공정 동안에 밀봉 재료가 압착되어 판 개스킷 부분의 주변 영역으로 들어가도록 하는 방식으로 소성 변형 가능한(plastically deformable) 재료를 이용하여 코팅함으로써 달성된다.

본 발명의 다른 목적 및 특징은 후술하는 상세한 설명에 의해 당업자에게 명백해 질 것이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 예시적인 구현예를 참고로 하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

제1도에 도시한 개스킷은 거의 삼각형 가까운 판 개스킷 부분(1)을 구비하는데, 이 판 개스킷 부분(1)은 (탄성이 요구되는 경우에) 탄성 중합체가 코팅된 금속 판, 특히 스프링 강과 같은 스틸로 이루어지며, 내연기관의 최종 덮개와 최종 덮개 플랜지 사이에 배치되는 반원 모양의 개구(2)를 갖는다. 밀봉될 접촉 표면에 대응하는 모양을 가지는 이러한 판 개스킷 부분(1)에는 최종 덮개를 단단하게 고정시키는 역할을 하는 볼트들의 배열과 일치하는 구멍(3)과, 이 구멍(3)과 개구(2) 사이의 영역에 배열되는 것이 바람직한 연속적인 비드(4)가 있다. T-로케이션을 밀봉하기 위해서는 판 개스킷 부분(1)의 두 모서리 영역 각각에 소성 변형 가능한 밀봉 재료(5)를 코팅하는데, 조립 동안 밀봉 재료(5) (예컨대, 실리콘)가 접합영역으로 압착되어 들어가서 T-로케이션을 밀봉할 수 있는 방식으로, 또 한편으로는 비드(4)는 판판하게 눌러져서 반원 모양의 개구(2) 주위에 선형 밀봉을 형성하는 방식으로 코팅한다.

제4도에서 볼 수 있는 바와 같이 포킷(6)은 판 개스킷 부분(1)의 모서리 영역에 설치되어서 소성 변형 가능한 밀봉 재료(5)를 수용할 수 있다.

제2도에 도시한 개스킷은 탄성이 요구되는 경우에는 탄성 중합체가 코팅된 금속판으로 구성된 특히, 스프링 강과 같은 스틸로 구성된 거의 U자 모양이나 O자 모양의 판 개스킷 부분(1)을 구비한다. 판 개스킷 부분(1)은 제1도의 판 개스킷 부분과 실질적으로 일치하는 반원에 가까운 중심부분(7)과 여기에서 뻗어나온 두개의 림(limb ; 8)을 구비한다. 림 (8)은 내연기관의 엔진 블록과 섬퍼 사이의 접합 표면들과 동일한 모양을 가지고 이 때문에 림(8)에는 섬퍼와 엔진블록 사이의 접합 표면에 뚫려있는 상호 정렬된 볼트 구멍에 대응하는 일련의 구멍(3)들이 있으며 볼트들을 이용하여 섬퍼와 엔진블록을 고정한다. 중심부분(7) (여기에도 구멍(3)이 뚫려 있음)은 최종덮개를 부착하기 위한 엔진블록의 접합표면의 모양과 일치하는 모양을 가지며, 엔진블록 접합표면에는 볼트를 끼우기 위한 구멍이 있다.

중심부분(7)과 각각의 림(8) 사이에는 목형태의 접속 웨브(necked connecting web : 9)가 있는데, 이 웨브 영역에서 중심부분(7)은 두 개의 림(8)에 대해서 90°로 구부려져 있다

늘어난 모양을 갖는 소성 변형 가능한 비드(4)는 중심부분(7)과 림(8)을 따라, 특히 구멍(3)의 안쪽으로 형성되는 것이 좋다. 엔진 블록과 섬퍼의 클램핑(clamping) 동안에 비드(4)는 볼트의 죔에 의해 납작하게 되고 접촉표면을 따라 선형 밀봉을 이루게 된다. 이에 의해서 엔진 블록의 해당 플랜지의 접촉표면과 최종 덮개 사이에 선형 밀봉이 형성된다. 제1도의 구현예와 마찬가지로 판 개스킷 부분(1)을 탄성 중합체로 코팅하는 것은 미세밀봉(microsealing)을 위한 것이다.

중심부분(7) 근처에는 각각의 림(8)에서 뻗어나온 폭이 좁은 탭(10)이 있는데, 이 탭(10)에는 탄성밀봉 부분(11)이 부착되어 있다. 탄성 밀봉 부분(11)은 최종 덮개에 의해 마무리되는 섬퍼의 반원 최종 개구에 있는 수용홈(receiving groove)에 삽입된다. 이 과정에서 원 모양의 최종 덮개의 한쪽은 섬퍼에 있는 반원 개구에 삽입되고 탄성체 밀봉 부분(11)에 의해 밀봉되며, 다른 쪽은 엔진 블록의 해당 플랜지의 반원 접촉 표면에 대해 고정되어 판 개스킷 부분(1)의 중심부분(7)에 의해 밀봉되는데 이것은 볼트에 의해 상기 엔진 블록에 클램프되어지는 것과 마찬가지이다.

탄성 밀봉 부분(11)은 예컨대 거의 8자 모양의 단면을 가질 수도 있으며 탭(10)에 포지티브하게(positively) 또는 그 반대로(non-positively) 연결된다. 예를 들면, 탄성 밀봉 부분(11)은 탭(10)에 접착(bond)되거나 또는 탭(10)의 홈구멍 삽입(anchoring insertion, slotting in)을 위해 끝부분에 개구부를 갖던가 또는 경화처리에 의해 접속된다.

림(8) 각각의 적어도 하나의 구멍(3)은 칼라(collar : 12)를 선택 사양으로 가질 수 있는데, 이 칼라(12)는 볼트용 구멍( 예컨대, 섬퍼의 접촉표면에 생김)에 삽입되어지고, 특히 드로잉 가공에 의해 형성된다. 이 칼라(12)는 개스킷의 정확한 위치를 찾는 보조 조립부품의 역할을 한다.

제1도의 구현예처럼 판 개스킷 부분(1)의 하나 이상의 구멍(3)이 칼라(12)에 존재할 수도 있다.

또한, 림(8)의 바깥쪽에 고정 탭(13)을 설치할 수도 있는데 이 탭은 개스킷을 고정시키기 위해 플랜지의 둘레를 감싸도록 구부려서 섬퍼의 접촉 표면을 형성할 수 있다. 고정 탭(13)은 가능한 한 칼라(12)에 가깝게 위치하는 것이 좋다.

제1도의 판 개스킷 부분(1)은 고정 탭(13)에 대응하는 방식으로 형성할 수도 있다.

만약에, 섬퍼의 양쪽 끝에 배열된 두개의 최종 덮개나 또는 대응 개구들이 있다면, 개스킷은 이에 대응해서 제2중시부분(7), 여기에 접촉한 탭(10)과 제2 탄성체 밀봉 부분(11)을 가질 수도 있다. 개구는 최종 덮개 대신에 다른 부품들 예컨대, 샤프트 등과 같은 것을 수용할 수도 있다.

밀봉할 T 로케이션의 영역, 특히 실린더 블록, 섬퍼 및 최종 덮개가 하나로 결합되는 영역에는, 판 개스킷 부분(1)은 소성 변형 가능한 밀봉 재료(5) (특히 실리콘)로서 포킷(6)에 의해 공급되는 밀봉 재료를 한번 더 코팅한다.

림(8)들은 탄성체 밀봉 부분(11)에 의해 서로 연결되고 제1도에 도시한 것처럼 판 개스킷 부분(1)과 합체되어 제2도의 개스킷 대신에 사용될 수도 있다.

Claims

볼트(bolt)에 의해 접촉표면에서 클램프되어지는 내연기관의 두 부분을 위한 금속 판 개스킷으로서, 밀봉될 접촉 표면들에 대응하는 모양을 가지고 볼트용 구멍이 있으며 금속 판재로 구성된 판 개스킷(flat gasket) 부분과 적어도 하나의 개구영역 및 상기 개구영역을 감싸는 비드(bead)를 구비하는 금속 판 개스킷에 있어서, 상기 금속 판 개스킷을 표면 코팅하고, 밀봉하고자 하는 T로케이션 영역의 포킷(pocket) 부위를 조립 공정 동안에 밀봉 재료가 압착되어 판 개스킷 부분의 주변 영역으로 들어가도록 하는 방식으로 소성 변형 가능한(plastically deformable) 밀봉재료를 이용하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.
제1항에 있어서, 상기 소성 변형 가능한 밀봉 재료는 실리콘인 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소성 변형 가능한 밀봉 재료는 포킷에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 비드는 밀봉될 매체에 대한 볼트용 구멍의 한쪽으로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 볼트용 구멍 중의 적어도 하나의 구멍에는 이 구멍에 삽입될 수 있는 칼라(collar)가 있는 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클램핑할 부분들 중 하나에 상기 개스킷을 단단하게 고정시키기 위한 고정 탭(tab)은 바깥쪽에 배열되는 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.
제6항에 있어서, 상기 고정 탭은 상기 칼라를 갖는 구멍 가까이에 배열되는 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 판 개스킷 부분은 스프링강(spring steel)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.
엔진블록의 접촉표면과 내연기관의 섬퍼 사이에 배열되는 금속 판 개스킷으로서 절반은 섬퍼에 그리고 삽입하고자 하는 절반은 엔진 블록과 섬퍼에 걸쳐 형성된 원형 개구와, 섬퍼의 적어도 한쪽 끝에 형성된 반원형의 수용홈(receiving groove)을 가지며, 상기 섬퍼와 엔진 블록은 상기 접촉 표면에 뚫려 있는 해당 구멍을 관통하는 볼트에 의해 연결될 수 있으며, 상기 섬퍼의 개구 중의 적어도 하나의 상기 수용홈에 삽입되는 탄성체 밀봉 부분을 갖는 제1항 또는 제2항의 금속 판 개스킷에 있어서, 상기 판 개스킷 부분은 두개의 림(limb)을 구비하는데 상기 림 각각은 상기 개구 근처에서 상기 탄성체 밀봉 부분이 부착되는 탭을 갖는 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.
제9항에 있어서, 상기 림들은 비드를 갖는 중심 부분에 의해서 상기 개구 근처에서 서로 연결되며, 반원형이 플랜지(flange)에 대응하는 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.
제9항에 있어서, 상기 탄성체 밀봉 부분은 상기 탭과 포지티브하게(positively) 또는 그 반대로 연결되는 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.
제11항에 있어서, 상기 탄성체 밀봉 부분은 상기 탭에 접합에 의해 접착(bonding)되는 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 탄성체 밀봉 부분은 홈 삽입에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.
제11항 또는 12항에 있어서, 상기 탄성체 밀봉 부분은 경화처리(vulcanization)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 금속 판 개스킷.