SE509315C2 - Packning - Google Patents

Description

15 20 25 509 315 Det innebär att det ställs ökade krav på packningama så att de skall kunna motstå de skjuvkrafier som de blir utsatta för som ett resultat av dessa teimiskt betingade tvärrörelser. Lösningen har hittills varit att öka antalet metallskikt i packningen.

Denna lösriing är emellertid av andra skäl inte att betrakta som den slutgiltiga. För det första kostar naturligtvis packningarna mera, när de blir konstruktivt mer komplicerade, då såväl materialkostnadema som tillverkningskostnaderna ökar radikalt. För det andra uppstår miljöbetingade problem. Ju tjockare packningar, desto större risk uppstår nämligen att det bildas sådana fickor som kan ge upphov till ökad halt oförbrända kolväten i avgaserna, en konsekvens som med nuvarande miljökrav är ytterst besvärande.

Ett idealiskt packningsrnaterial för moderna förbränningsmotorer skall således ha goda egenskaper vad gäller kompressibilitet, skjuvningsupptagande förmåga samtidigt som det skall vara tunt och enkelt och billigt att framställa förutom att det naturligtvis skall uppvisa tillräckligt s.k genomblåsningsmotstånd (blow-by resistance), vilket är särskilt viktigt i sammanhanget dvs. vara så tätande som möjligt vid de svåra förhållanden som råder for en topplockspackning.

En packning enligt ingressen har föreslagits i vår tidigare patentansökan SE-C2- 502513 och i motsvarande internationella patentansökan WO 95 / 29333 vilka härmed inkorporeras genom referens. Denna packning uppvisar unika egenskaper som god kompressibilitet och skjuvningsupptagande förmåga och gott genomblåsningsmotstånd (tätningsförmåga). Det är således viktigt att gumniiskikten dels har de specifika egenskaper och den specifika struktur som kalandrerade gurnmifilmer uppvisar, bla. en homogenitet och jämnhet vad gäller såväl fysikaliska egenskaper som dimensioner, och exempelvis vara så porfri som möjligt, vilka egenskaper inte kan uppnås med gumniiskikt pålagda som lösning eller deg, som valsats ut direkt på plåtytan, eftersom sådana bildade gumrriiskikt alltid kommer att innehålla rester av degbildnings eller lösningsmedelsrester som medför porbildning och andra inhomogeriiteter och därigenom ger upphov till försvagningszoner liksom även eventuella limskikt. Det är också viktigt att 10 15 20 25 30 509 315 forsvagningszoner liksom även eventuella limskikt. Det är också viktigt att gummifilmerna anbringats på plåten med hjälp av vid kalandreringen utnyttjad bärare, vilket tillforsäkrar en mycket god och framför allt plan anliggning mot plåtytan utan tendenser till några ojämnheter i anliggningsytoma och som dessutom medger att ytterytan har en sådan struktur som ges genom val av bärare.

Det har visat sig särskilt gynnsamt när den ytstruktur som erhålles när textilbärare, exempelvis med sk linnestruktur, används vid kalandrering och vulkanisering. Den närmast knottriga ytterytan har nämligen överraskande visat sig ge förbättrad anliggning och tätning mot metallytor. Med dessa förutsättningar kan också sammanvulkariiseringen ske utan problem vad gäller hållfastheten i gummi- plåtskarven.

Det kan emellertid ibland vara svårt att hitta lämplig gummikvalitet for laminatet eftersom, särskilt för högkomprimerade motorer, värmeutvecklingen kan bli så häftig att gummifilmen kommer att förstöras efter alltför kort användningstid. Om en mer värmebeständig kvalitet väljs blir istället nötningen större i de delar av packningen som uppvisar de största rörelserna. Ett problem med denna packning kan således vara att hitta en lämplig kompromiss mellan värmebeständighet och nötníngstålighet vad gäller gummifilmen.

Föreliggande uppfinning har till syfte att erbjuda en packning som har samtliga de goda egenskaper som vår tidigare packning har, men som även undanröjer de problem som antydes kan inträffa vid val av gummikvalitet for vissa tillämpningar, där värmeutvecklingen runt förbränningrummet är särskilt kraftig.

I detta syfte kännetecknas topplockspackningen enligt uppfinningen av de drag som framgår av tillhörande patentkrav. Packningen har således i ett område runt varje öppning for forbränningrummet och eventuellt även mellan dessa öppningar ett laminat med plåtkärnan belagd på vardera sidan med en film av gummi med hög värmebeständighet som är ihopvulkaniserad med plåten. Samtidigt består 509 315 10 15 20 25 gummifilmerna i laminatet i övriga områden av packningen av ett bärarkalandrerat nötningsbeständigt gummi. Det värmebeständiga gummit är företrädesvis även det bärarkalandrerat och utgörs helst av ett fluorgummi, medan det nötningsbeständiga gummit är nitrilgummi. Den värmebeständiga filmen kan ha olika form, men det foredrages att den är ringforrnad.

För att erhålla ett högre packningstryck runt cylindrarna kan lärnpligen den värrnebeständiga filmen ha en större tjocklek än den nötningsbeständiga filmen och en lämplig tjocklek är ca 0,15 mm, om den nötningsbeständiga filmen är ca 0,08 mm, vilket enligt tidigare befunnits mest lämpligt for den bärarkalandrerade gummifilmen. Ett alternativ, som befiinnits lämpligt är att plåttjockleken for den värmebeständiga filmen ökas med exempelvis 0,07 min och den värmebeständiga filmen är lika tjock som den nötningståliga filmen tex. 0,08 mm.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas med hänvisning till tillhörande ritning, där figur 1 visar en packning enligt uppfinningen sedd i vertikalled, figur 2 och 3 visar förstorade detaljer av samma packning, figur 4 visar en annan utforingsform av packningen och figur 5 en inre packning tillhörande denna utföringsform båda seddai vertikal led.

Figur 1 visar således en topplockspackning 10, även kallad cylinderhuvudpackning, bestående av en plåt 11 med fyra upptagna öppningar 12 för förbränningsrum..

Runt varje öppning 12 finns en ring 13 av en värmebeständig gummikvalitet. Övriga delar av plåten 11 är belagda med en nötningsbeständig gummifilm 14.

Plåten ll under ringen 13 kan vara separat och alltså avgränsad från den övriga plåten 11.

Figur 2 visar en förstorad detalj av en föredragen utföringsforrn av en packning 10 sedd från sidan i ett snitt längs linjen A - A i figur l. Plåten ll är på båda sidor belagd med en nötningsbeständig gummifilm 14 som är hopvulkaniserad med plåten 11. I området kring förbränningsrumsöppningen 12 finns på bägge sidor om plåten 1 1 A, som här är separat och avgränsad från plåten 11 genom en smal spalt 10 15 25 30 509 315 15, en ring 13 av värmebeständigt gummi, exempelvis fluorgummi, vilka ringar 13 är hopvulkaniserade med plåten 11. Ringarna 13 har större tjocklek än gummífilmema 14 för att ett högre packningstryck skall erhållas i området runt forbränningsrummen. Gummibeläggningen 14 på övriga delar av plåten ll är ett gummi med högre nötningsbeständighet än gumrnit i ringarna 13, exempelvis nitrilgummi. Det är i dessa yttre områden som de största rörelserna uppstår i packningen och därmed det största nötningsproblemet.

Figur 3 visar samma snitt som figur 2, men från en packning 10 som har en enda sammanhängande plåt 11, som alltså i figuren sträcker sig ända fram till hålet 12 under gurnmiringen 13. Plåten ll är således belagd med ett nötningsbeständigt gummiskikt 14 utom i området i en ring runt hålen 12, där beläggningen består av ett värmebeständigrt gummiskikt, som således utgör den tidigare nämnda gummíringen 13.

Figur 4 visar en packning 10 som består av två delar, nämligen en yttre del 16 framställd av ett laminat med beläggning av nötningsbeständigt gummi samt en inre del 17 framställd av ett laminat med beläggning av värmetåligt gummi. Båda laminaten har bärarkalendrerade gummifilmer som ihopvulkats med den mellanliggande plåten.

Figur 5 visar den inre packningsdelen 17 i packningen 10 enligt figur 4.

Vid framställning av packningar enligt uppfinningen tillverkas lämpligen först ett larninatband av film av nötningsbeständigt gummi belagd på båda sidor av en plåt och ihopvulkad med denna med hjälp av bärare och bandvulkmaskin, såsom beskríves i ett av våra tidigare patent som exmpelvis publicerats som EP-A-5 94601 (Wo 91/13758).

Vid utforandeforrnen med delad packning som illustreras av figurerna 2, 4 och 5 tillverkas även ett andra laminatband på analogt sätt, men med ett värmebeständigt gummi. Ur det första laminatbandet med nötningsbeständig gummibeläggning utstansas sedan yttre packningsdelar 16 och ur det andra laminatbandet inre 509 315 10 15 20 25 packningsdelar. De senare har tillverkats som enskilda packningar, exempelvis ringformiga, men det föredrages att ur olika tillverknings- och monteringsaspekter utföra dessa packningar som en enda sammanhängande inre packning 17. För att underlätta den vidare hanteringen fram till monteringen kan redan vid tillverkningen den inre packningen 17 på lämpligt sätt fästas ihop med den yttre packningen 16, exempelvis genom att det punktvis anbringats några droppar vidhäftningsmedel i spalten 15 utgörande gränsen mellan den inre och yttre packningen 16, 17.

Vid framställning av den andra utföríngsformen av packningen, som illustreras av figurerna l och 3, borttages gummiskiktet på laminatbandet i cirkelformade ornråden motsvarande hålen 12 och ringarna 13. Detta kan genomföras kemiskt eller mekaniskt, exempelvis genom vattenjetblästring. Därefter påläggs ett värmebeständigt gummiskikt i dessa områden, där plåten gjorts ren från det ursprungliga gummit. Denna beläggning kan enklast genomföras genom sprutning av gummilösning på känt sätt, men det är även möjligt att använda fardiga utstansade, icke vulkaniserade gummifilmer.

Härefter binds den nya beläggningen till plåten genom uppvärmning. Slutligen stansas färdiga packningar ut ur laminatbandet. I detta sista fall är således endast det nötningsbeständiga gummiskiktet bärarkalandrerat men detta kan i viss mån kompenseras av att plåten är sammanhängande, varför i vissa fall denna» utförandeform kan vara att föredraga.

Claims (6)

10 15 20 25 30 509 315 PATENTKRAV

1. Topplockspackning (10) för förbränníngsmotorer, som innefattar larninat bestående av en tunn plåt (11) av rostfritt och / eller vännebestandigt stål, vilken plåt (11) på vardera sidan är belagd med ännu tunnare, men åtminstone 0,05 mm tjock gumrnifilm (14) ihopvulkaniserad med stålplåten, och vilken packning (10) uppvisar öppningar (12) för förbränningsnim, k ä n n e t e c k n a d a v a t t gummifilmen (14) i laminatet, i ett område (13) runt och ev mellan dessa öppningar (12) , består av värmebeständigt gummi och i övriga områden av ett nötningsbeständigt gummi och att den nötningsbeständiga gummifilmen är bärarkalandrerad.

2. Topplockspackning enligt krav 1, kä n n e t e c k n a d a v a t t nämnda film av värmebeständigt gummi är bärarkalandrerad.

3. DJ Topplockspackning enligt krav 1 - 2, kännetecknad av att nämnda film av varmebeständigt gummi är fluorgummi.

4. Topplockspackning enligt krav 1 - 3, kännetecknad av att det nötningsbeständiga gummit är riitrilgummi.

5. Topplockspackning enligt krav 1 - 4, kännetecknad av att den värrnebeständiga gummifilmen har en tjocklek större än den nötningsbeständiga.

6. Topplockspackning enligt krav 5, kännetecknad av att nämnda tjocklek är omkring 0,15 mm.