DE10015604C2 - Metallische Flachdichtung - Google Patents
Metallische FlachdichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine metallische Flachdich
tung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für einen
Verbrennungsmotor mit einem eine Brennraum-Durch
gangsöffnung aufweisenden Dichtungsblech, einem be
nachbart zur Brennraum-Durchgangsöffnung liegenden
Verformungsbegrenzer und einer Deck- und Bodenlage.
Aus der DE 42 19 709 A1 sind metallische Flachdich
tungen in verschiedenen Ausgestaltungen beschrieben.
Eine der offenbarten Flachdichtungen enthält einen
Verformungsbegrenzer, der als Umfalzung eines Ringab
schnitts des Dichtungsblechs an der Brennraum-
Durchgangsöffnung gebildet ist. Beim Umfalzen wird
ein Teil des Ringabschnitts, der eine gegenüber dem
Dichtungsblech reduzierte Materialstärke aufweist,
auf sich selbst umgelegt, so daß der Verformungsbe
grenzer durch Verdopplung der reduzierten Material
stärke gebildet ist.
Wenn ein derart mit einem Verformungsbegrenzer oder
Stopper versehenes Dichtungsblech von zwei Deckble
chen mit Sicken in Zwischenlage genommen wird und die
so ausgebildete dreilagige Dichtung verpreßt wird,
werden die Preßkräfte ungleichmäßig übertragen, so
daß die Deckblechentlastung ungleichmäßig ist.
Auch sind mit einem Harz oder dergleichen gefüllte
unsymmetrische Sicken allgemein bekannt.
In der EP 0 747 614 A1 ist eine metallische Zylinder
kopfdichtung offenbart, die zwei äußere Deckbleche
mit Sicken und einem zwischen diesen angeordneten
Trägerblech aufweist, die mit einem oder mehreren
Brennraumdurchgängen versehen sind. Benachbart zu den
Sicken der Deckbleche ist an dem Trägerblech um den
Brennraumdurchgang herum ein Verformungsbegrenzer
vorgesehen, der an den den Deckblechen zugewandten
Oberflächen mit Rundungen versehen ist.
Die EP 0 939 256 A1 offenbart ein aus einem Motor
block eines Verbrennungsmotors, einem Zylinderkopf und
einer Zylinderkopfdichtung bestehendes Dichtungssys
tem. Die Zylinderbohrungen des Motorblocks sind mit
einen Buchsenvorstand aufweisenden Laufbuchsen verse
hen, die von zwei radial außerhalb des Bereiches des
Buchservorstandes gesickten Deckblechen der Zylinder
kopfdichtung und einem Abstützbereich der zwischen
den Deckblechen angeordneten Distanzlage abgedeckt
werden. Der Abstützbereich weist dabei in einer be
vorzugten Ausführung eine Sicke mit Füllung auf.
Die WO 98/28559 A1 hat ein Laminat aus Metallblech
platten mit einer Verbrennungskammeröffnung zum Ge
genstand, wobei die Außenbleche eine radial um die
Verbrennungsraumöffnung angeordnete Sicke aufweisen,
die einen aus einem abgebogenen Ausgleichblech und
einem Ausgleichmittel bestehenden Ausgleichsbereich
radial umfasst.
Die EP 0 937 924 A2 offenbart eine Metalldichtung mit
einer Durchgangsöffnung, die von einer ersten Sicke
und zwei Hilfssicken umgeben ist. Die beiden Hilfssi
cken befinden sich dabei an den Flanken der Hauptsi
cke und weisen der Hauptsickenauswölbung entgegenge
setzte Auswölbungen auf.
Die DE 198 29 958 A1 sieht eine Flachdichtung aus ei
ner Distanzlage und zwei mit auf der Distanzlage auf
liegenden Sicken versehenen Decklagen vor, wobei die
Distanzlage als Stopper eine aus mindestens einem Du
roplasten und mindestens einem metallischen Füllstoff
bestehende Beschichtung aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gat
tungsgeämße metallische Flachdichtung zu schaffen,
die bei einfachem Aufbau eine gleichmäßige Verpres
sung und ein verbessertes, anpassbares Verformungs
verhalten aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn
zeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung
mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.
Dadurch, daß der Verformungsbegrenzer als bezüglich
der Deck- und Bodenlage symmetrische Sicke ausgebil
det ist, derart, dass zu einer der Lagen eine Erhö
hung gerichtet ist und gegenüberliegend eine zu der
anderen
der Lagen zugewandte Vertiefung vorgesehen ist,
die von zwei gegenüber der Oberfläche des Dichtungs
bleches vorspringenden Erhebungen eingefaßt ist, wo
bei in der Vertiefung eine Füllung aufgenommen ist,
kann auf den üblichen im Stand der Technik vorgesehe
nen Stopper verzichtet werden bzw. die Stopperlage
wird durch die symmetrische Sicke ersetzt. Weiterhin
wird eine gleichmäßige Verpressung möglich und die
Boden- und Decklage werden gleichmäßig entlastet.
Durch die besondere Form der Sicke in Zusammenhang
mit der Füllung paßt sie sich beim Einbau an die Mo
tortopographie an, wobei sie auf ein vorgebbares Maß
in der Zusammenpressung einstellbar ist.
Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnah
men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse
rungen möglich.
Besonders vorteilhaft ist, daß die Erhöhung der Sicke
mit einem Radius oder einer Wölbung versehen ist, wo
durch die Flächenpressung erhöht werden kann. Durch
Vorgabe des Füllgrades der Füllung in der Vertiefung
bzw. der Breite und Höhe der Füllung und/oder durch
die Größe des Radius, der nach der Pressung bis zu
einer Geraden übergehen kann, kann eine gezielte
Pressungssteuerung vorgenommen werden und die Anpas
sung an den Motor eingestellt werden, wodurch seine
Dynamik und die Dichtspaltschwingungen verringert
werden können.
Insgesamt ergibt die Symmetrie der Sicke eine gleich
mäßige Verteilung der Kraft von den Sicken der Boden-
und Deckbleche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt
einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Flachdich
tung.
Die in der Figur teilweise dargestellte metallische
Flachdichtung 1, die im Ausführungsbeispiel eine Zy
linderkopfdichtung eines Verbrennungsmotors ist,
weist ein Dichtungsblech 2 mit einer Decklage bzw.
einem Deckblech 3 und einer Bodenlage bzw. einem Bo
denblech 4 auf. Das Deck- und Bodenblech 3, 4, die
üblicherweise aus einem Federstahl hergestellt sind,
sind jeweils mit einer Sicke 5, 6 versehen. Eine als
Verformungsbegrenzer wirkende Sicke 7 in dem Dich
tungsblech 2 ist benachbart zu einer Brennraum-
Durchgangsöffnung 8 angeordnet, die den Brennraum 8
umgibt.
Die Sicke weist eine dem Bodenblech 4 zugewandte Er
höhung 9 mit einem Radius bzw. einer Sickenwölbung
auf, deren Höhe, die von der Oberfläche des Dich
tungsblech 2 bis zum Scheitel der Erhöhung 9 reicht,
mit a bezeichnet wird. Das dargestellte Ausführungs
beispiel zeigt die Dichtung im unverpreßten Zustand.
Bezüglich der Oberfläche des Dichtungsbleches 2 ist
die Erhöhung 9 von zwei vertieften Einsenkungen 10,
11 umgeben bzw. von diesen begrenzt, die vorzugsweise
eine Tiefe von a bezüglich der Oberfläche des Dich
tungsbleches 2 haben.
Der Erhöhung 9 gegenüberliegend ist in der Oberfläche
des Dichtungsbleches 2 eine Vertiefung 12 eingeformt,
wobei die Vertiefung 12 von zwei gegenüber der Ober
fläche des Dichtungsbleches 2 vorspringenden Erhebun
gen 13, 14 eingefaßt ist, deren Höhe bezüglich der
Oberfläche des Dichtungsblechs das Maß a aufweist.
Die Vertiefung 12, die vorzugsweise eine Tiefe von 2a
aufweist, ist mit einer Füllung 15 mit Überstand,
ganz oder teilweise gefüllt, die als "Hardcoating"
bezeichnet wird und die aus einem einem Duroplast
und/oder Thermoplast, versetzt mit Füllmaterial, be
steht. Diese Füllung 15 verhindert weitgehend ein Zu
sammendrücken der Vertiefung 12 bei der Verformung
zur Dichtung und stellt eine zusätzliche Dämpfung des
Verformungsverhaltens der Sicke 7 bereit. In einem
anderen Ausführungsbeispiel kann die Füllung auch als
Metallfolie oder dergleichen ausgebildet sein.
Die Sicke 7 wird durch Formpressen in einer Werkzeug
form hergestellt, wobei eine Verschiebung des Materi
als des Dichtungsbleches aufgrund der Erhöhung und
Vertiefungen der Sicke 7 stattfindet. Die Füllung 15,
deren Höhe und Breite veränderbar ist, kann im Sieb
druckverfahren hergestellt oder mit Dispenser aufge
bracht werden. Eine als Metallfolie ausgebildete Fül
lung kann z. B. eingestaucht werden.
Die Anpassung der Dichtung 1 an die Motortopographie
beim Einbau kann durch den Radius der Erhöhung 9 und
durch den Füllgrad, d. h. durch die Höhe und Breite
der Füllung 15 gezielt eingestellt werden, wobei beim
Einbau der Radius bis zu einer Geraden übergehen
kann.
Die Sicke 7 wird als symmetrisch bezeichnet, da die
Höhe der Erhebungen 13, 14 im wesentlichen gleich der
Höhe der Erhöhung 9 ist. Durch die Symmetrie der Si
cke 7 ergibt sich beim Einbau eine gleichmäßige Ver
teilung der Kraft der Sicken 5 und 6 vom Deck- und
Bodenblech 3, 4. Selbstverständlich kann das Deck
blech 3 durch ein Bodenblech 4 ersetzt werden und um
gekehrt oder es können mehrere Deck- bzw. Bodenlagen
vorgesehen sein.
Claims (5)
1. Metallische Flachdichtung, insbesondere Zylin
derkopfdichtung für einen Verbrennungsmotor, mit
einem einen mindestens eine Brennraum-
Durchgangsöffnung aufweisenden Dichtungsblech,
einem benachbart zur Brennraum-Durchgangsöffnung
liegenden Verformungsbegrenzer und mindestens je
einer Deck- und Bodenlage,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verformungsbegrenzer als bezüglich der
Deck- und Bodenlage (3, 4) symmetrische Sicke
(7) ausgebildet ist, derart, dass zu einer der
Deck- und Bodenlage (3, 4) eine Erhöhung (9) ge
richtet ist, wobei die Erhöhung (9) von zwei ge
genüber der Oberfläche des Deckblechs (2) ver
tiefende Einsenkungen (10, 11) begrenzt ist und
gegenüberliegend eine zu der anderen der Deck-
und Bodenlagen (3, 4) zugewandte Vertiefung (12)
vorgesehen ist, die von zwei gegenüber der Ober
fläche des Dichtungsblechs (2) vorspringenden
Erhebung (13, 14) eingefasst ist, wobei in der
Vertiefung (12) eine Füllung aufgenommen ist mit
der Maßgabe, dass die Höhe a der Erhöhung (9)
bezüglich der Oberfläche des Dichtungsbleches im
wesentlichen der Höhe a der die Vertiefung (12)
eingrenzenden Erhebung (13, 14) entspricht.
2. Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erhöhung (9) mit einem Radius
oder einer Wölbung versehen ist.
3. Flachdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Füllgrad der Füllung
(15) in der Vertiefung (12) abhängig vom ge
wünschten Verformungsverhalten gewählt ist.
4. Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß über die Größe des
Radius oder der Wölbung der Erhöhung (9) das
Verformungsverhalten einstellbar ist.
5. Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung (15) ei
nen Füllstoff und ein Duroplast und/oder ein
Thermoplast aufweist oder als Metallfolie ausge
bildet ist.
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