DE1003523B - Flachdichtung mit Verstaerkung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Für bestimmte Anwendungsgebiete, besonders zur Abdichtung von Zylinderköpfen in Verbrennungsmotoren und Kompressoren, für Auspuffdichtungen u. dgl., haben sich reinmetallische Dichtungen aus einer oder mehreren Blechlagen bewährt, vor allem in solchen Fällen, in denen, einerseits hohe thermische Beanspruchungen die Verwendung von reinmetallischen Dichtungen zweckmäßig erscheinen lassen, andererseits genügend Anpreßkräfte zur Verfügung stehen, um die für metallische Abdichtungen erforderliehen hohen Dichtpressungen herbeizuführen. Eine hohe Dichtpressung ist schon beim Einbau einer derartigen Dichtung, auch ohne Einwirkung der zu erwartenden Betriebsbeanspruchung, wichtig, da zunächst die Unebenheiten und Riefen der Dichtflächen ausgefüllt werden müssen, was in der Regel nur durch entsprechende Verformung der Dichtungsoberfläche möglich ist. Dies heißt aber, daß die Pressungen bei metallischen Dichtungen in der Nähe der Fließgrenze des Materials liegen müssen.

Es ist allgemein bekannt, die Abdichtungseigenschaften dieser reinmetallischen Lagendichtungen durch Einprägen von einer oder mehreren, in sich ge:- schlossenen Sicken zu verbessern. Da beim Einbau derartiger Dichtungen im Anfangszustand nur die Sicken an den Dichtflächen zur Anlage kommen, so wird durch die zur Verfügung stehende Dichtkraft eine wesentlich höhere Dichtpressung hervorgerufen, als wenn die Dichtflächen auf der ganzen Fläche zur Auflage kommen würden, Außerdem wird die Verformungsfähigkeit der Dichtung, um die immer vorhandenen Abweichungen der Dichtflächen; von der Planparallelität aufzufangen, wesentlich erhöht.

Dieser Verformbarkeit oder Weichheit der Sicke sind allerdings Grenzen, gesetzt, da sich die metallische Oberfläche einer derartig gesickten Dichtung nur dann unter der Einwirkung der Anfangsdichtpressung genügend verformen und damit die Oberflächenrauhigkeiten der Dichtfläche ausgleichen wird, wenn die Sicke genügend steif ist, d. h. ihr Formänderungswiderstand diesen Pressungen gewachsen ist.

Während die Anfangsdichtpressung in erster Linie den Formschluß zwischen Dichtung und Dichtfläche bewirkt, erfordert die Betriebsbeanspruchung durch Druck und Temperatur einen zusätzlichen Kraftschluß zwischen Dichtung und Dichtfläche, d. h., die Sicke muß eine gewisse elastische Spannung besitzen, um die notwendige Anpressung auf die Dauer aufrechtzuerhalten. Die richtige Abstimmung zwischen notwendiger Weichheit und ausreichender Steifigkeit ist eine der schwierigsten Aufgaben bei der Herstellung einer brauchbaren Sickendichtung.

Da die für die Abdichtung zur Verfügung stehenden Anpreßkräfte in den meisten Fällen begrenzt Flachdiditung mit Verstärkung

Anmelder:

Paul Lechler o. H. G.,

Stuttgart-N, Kronenstr. 50

Dipl.-Ing. Konrad Schmid, Stuttgart,
ist als Erfinder genannt worden

sind und beispielsweise in einer Zylinderkopfdichtung die verschiedenen Abdichtungsstellen auch ganz verschiedenen Beanspruchungen genügen müssen, etwa an den Kompressionsraumdurchgängen in erster Linie hohen Drücken und Temperaturen, an den, Flüssigkeitsdurchgängen heißem öl und Wasser, zum Teil auch Dampf, ist es zweckmäßig, die Dichtpressung den verschiedenen Anforderungen entsprechend im einzelnen abzustimmen. Eine bekannte Maßnahme ist die Anordnung verschieden hoher oder verschieden breiter Sicken an den verschiedenen Abdichtungsstellen.

Da durch die auf eine Dichtung wirkenden· Einspannkräfte die abzudichtenden Maschinenteile bzw. ihre Dichtflächen selbst Verformungen erleiden, ist immer damit zu rechnen, daß einzelne Dichtstellen, vor allem in größerem Abstand von den, Schrauben, Entlastungen erfahren, die die einwandfreie Abdichtung gefährden. Es wurde deshalb auch versucht, diesen^ Mangel durch Sicken zu beseitigen, die in ihrer Höhe oder in ihrer Breite zu- und abnehmen und dadurch einen wechselnden Verformungswiderstand ergeben,. Die Herstellung der dafür erforderlichen Werkzeuge ist jedoch nicht einfach und stellt durch die wechselnden Höhen oder Breiten hohe Ansprüche an die Meß- und Herstellungsgenauigkeit.

Beobachtungen an Sickendichtungen haben ergeben, daß die Steifigkeit einer Sicke nicht nur durch die Höhe oder Form einer Sicke, die im Querschnitt ein Gewölbe darstellt, beeinflußt wird, sondern auch durch den Einspannungszustand des »Gewölbefußes«, der unter dem Einfluß der Verformungskräfte nach der Seite auszuweichen versucht. Diesem Bestreben, wirken in geringem Maß die Reibungskräfte zwischen Sicke und Dichtflächen, überwiegend aber die nicht besonders hohe Knicksteifigkeit des zwischen den Sicken liegenden, nicht eingespannten^ glatten Blechteils entgegen.

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Ein Schnitt durch eine zwischen z.wei Flächen eingespannte Sickendiehtung (Abb. 1) zeigt, daß die Dichtpressung p über den »Gewölbescheitel« der Sicke auf den, »Gewölbefuß« übertragen wird und von dort aus der dazwischenliegende glatte Blechteil durch die horizontale Schubkomponente mehr oder weniger aufgewölbt wird, wie dies an jeder ausgebauten Sicken-dichtung beobachtet werden kann. Die Verformung der Sicke wird also durch die Aufwölbung des zwischen, den Sicken liegenden, nicht eingespannten, glatten Blechteils, erleichtert.

Wenn, wie dies aus einigen Ausführungsformen bekanntgeworden ist, anschließend und parallel zur Dichtungssicke weitere Sicken gleicher oder geringerer Höhe geprägt werden, so wird die Steifigkeit des dazwischenliegenden glatten Blechteils dadurch noch mehr vermindert, da diese Parallelsicken unter der Einwirkung der horizontalen Schubkomponente wie ein Metallfaltenbalg wirken. Außerdem wird bei gleich hohen Parallelsicken durch Vergrößerung der Dichtfläche die Dichtpressung in unerwünschter Weise abgebaut.

Erfindungsgemäß wird dagegen vorgeschlagen, die Biegesteifigkeit des zwischen den Sicken liegenden, nicht eingespannten, glatten Blechteils je nach Erfordernis durch Einprägen von Wellen im wesentlichen senkrecht zum Verlauf der Dichtsicken, ähnlich wie bei einem Wellblech, zu erhöhen. Diese WeIlsicken sollen keine Abdichtfunktion übernehmen. Sie sind deshalb in der Regel niedriger ausgebildet als die Dichtsicken. Außerdem können sie breiter und damit weicher ausgeführt werden, so daß sie sich bei der Zusammenpressung der Sickendiehtung ohne wesentliche Beeinflussung der Dichtpressung mitverformen.

Diese Maßnahme gibt die Möglichkeit, die eigentliehen, Abdichtsicken in bekannter Weise in in sich gleichmäßiger Breite und Höhe auszuführen, und die Versteifungssicken entweder im selben oder in einem davon unabhängigen Arbeitsgang nachträglich einzuprägen. Dies ist besonders deshalb von Vorteil, weil bei der Herstellung einer Sickendiehtung, beispielsweise für einen bestimmten Motortyp, die erforderliche Sickensteifigkeit an den einzelnen Abdichtstellen nicht im voraus endgültig festgelegt werden, kann., sondern nur durch praktische Versuche. Bei erfin,-dungsgemäßem Vorgehen ist es möglich, Versuchsreihen durchzuführen, bei denen die Sickensteifigkeit den Erfordernissen entsprechend abgestimmt werden kann, ohne das verhältnismäßig kostspielige Werkzeug für die Herstellung der Dichtsicken gleichzeitig ändern zu müssen.

Abb. 2 zeigt das Beispiel einer erfindungsgemäß gestalteten Sickendiehtung im Grundriß;

Abb. 3 zeigt einen Schnitt in Ebene A-B;

Abb. 4 zeigt einen Schnitt in Ebene C-D.

Für das Wesen der Erfindung ist es ohne Bedeutung, ob es sich um eine reinmetallisch gesickte Lagendichtung aus einer oder mehreren Blechlagen, handelt oder ob einzelne Stellen durch nichtgesickte Ränder oder durch Weichstoffe abgedichtet sind.

Eine zusätzliche Verbesserung der Abdichtgüte bringt, wie bekannt und schon mehrfach vorgeschlagen, die Lackierung der Oberfläche mit einem geeigneten Lack oder ein galvanisch oder auf andere Weise aufgebrachter metallischer Belag.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Flachdichtung aus einer oder mehreren Lagen von Metallblech mit Sicken an abzudichtenden Stellen, vorwiegend zur Abdichtung von Zylinderköpfen an Kraftfahrzeugmotoren, Kompressoren und ähnlichen Verwendungszwecken, dadurch gekennzeichnet, daß nicht der Abdichtung dienende flache Teile zwischen den Dichtsicken durch Versteifungssicken, die vorzugsweise niedriger als die Dichtsicken sind und im wesentlichen senkrecht dazu verlaufen, verformt sind.

2. Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche — wie an sich bekannt — entweder galvanisch oder auf anderem Wege ein metallischer Belag aufgebracht wird.

3. Flachdichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung mit einer an sich bekannten, die Abdichtung verbessernden Oberflächenlackierung versehen, ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 893 598.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen