DE102004014869B4

DE102004014869B4 - Flachdichtung

Info

Publication number: DE102004014869B4
Application number: DE102004014869A
Authority: DE
Inventors: Thomas Langenbach; Markus Wagener; Ralf Flemming
Original assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Current assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2010-04-01
Anticipated expiration: 2024-03-27
Also published as: DE102004014869A1; US20050212219A1

Abstract

Flachdichtung, beinhaltend mindestens eine Lage, die mindestens eine zumindest partiell mit einer Elastomerschicht (2) versehene Dichtfläche (5) aufweist, in welche bedarfsweise Medien führende Ausnehmungen und Durchgangslöcher (3, 4) eingebracht sind, wobei die Lage zumindest partiell mit Sicken (10), insbesondere Halbsicken versehen ist und in nicht mit Ausnehmungen oder Durchgangslöchern (3, 4) versehenen Bereichen der Dichtfläche (5) zusätzliche Dichtbereiche (6) auf Basis elastisch verformbarer Materialien vorgesehen sind, wobei die zusätzlichen Dichtbereiche (6) zur Abdichtung Medien führender Ausnehmungen (8) korrespondierender Bauteile (7) vorgesehen sind und wobei der zusätzliche Dichtbereich (6) außerhalb der Sicke (10) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung, beinhaltend mindestens eine Lage, die mindestens eine zumindest partiell mit einer Elastomerschicht versehene Dichtfläche aufweist.
Der US 5,938,208 ist eine Metallflachdichtung zu entnehmen, die zumindest eine Dichtplatte aufweist, die zwischen einem Zylinderkopf und einem Motorblock einer Brennkraftmaschine positioniert werden kann. Auf den Dichtflächen werden zumindest zwei Schichten durch Siebdruck an unterschiedlichen Stellen der jeweiligen Dichtfläche aufgebracht. Die jeweilige Lage verfügt über gesickte Bereiche, wobei die Beschichtung sowohl im Bereich der Sicke, als auch außerhalb derselben vorgesehen werden kann.
In der WO 00/70245 wird eine Zylinderkopfdichtung beschrieben, beinhaltend eine Dichtungsplatte, die mindestens eine Metalllage mit elastischen Eigenschaften aufweist und in der eine Durchgangsöffnung ausgebildet ist, welche durch eine in dieser Metalllage ausgebildete Sicke umschlossen wird. Die Sicke bildet bei eingebauter Dichtung eine angenähert linienförmige, in sich geschlossene Abdichtungszone erhöhter Dichtflächenpressung. Die Metalllage ist auf ihrer, diese Abdichtungszone bildenden Seite mindestens im Bereich dieser Abdichtungszone sowie zu beiden Seiten der letzteren mit einer ersten Beschichtung aus einer Kunststoffmasse versehen, welche elastische Eigenschaften aufweist. Zur Verbesserung des Abdichtvermögens der Zylinderkopfdichtung ist um besagte Durchgangsöffnung herum die Metallage auf ihrer mit der ersten Beschichtung versehenen Seite mit einer die Durchgangsöffnung gleichfalls umschließenden, in sich geschlossenen Dichtwulst aus einer Kunststoffmasse beschichtet, welche auf der von der Durchgangsöffnung abgewandten Seite der Abdichtungszone sowie im bezüglich der Durchgangsöffnung radialen Abstand von letzterer angeordnet ist, wobei der Kamm der Dichtwulst von der sie tragenden Metalllage einen größeren Abstand aufweist als die Oberseite der ersten Beschichtung. Bei diesem Stand der Technik werden die Medien führenden Durchgangslöcher von der zweiten Elastomerschicht vollständig umgeben.
Die ältere Anmeldung DE 102 48 395 A1 offenbart eine Dichtung zur Anordnung zwischen zwei abzudichtenden Bauteilen, von denen mindestens eines ein erstes metallisches Material enthält, welches unedler ist als Aluminium, umfassend mindestens eine Dichtungslage mit einer Platte aus einem zweiten metallischen Material, welches edler ist als das erste metallische Material. Die Dichtungslage umfasst ein Dichtelement, das an einem äußeren Randbereich der Platte angeordnet ist. Es umfasst ferner ein Elastomermaterial, das im montierten Zustand der Dichtung den Spalt zwischen der Dichtungslage und dem Bauteil, welches das erste metallische Material enthält, im Wesentlichen flüssigkeitsdicht abdichtet.
Durch die EP 1 306 587 A2 ist eine Zylinderkopfdichtung mit einer Dichtungsbeschichtung bekannt geworden. Auf beiden Dichtflächen der Metalldichtung wird eine Mikrobeschichtung aufgebracht, die dünner ist als diejenige der Dichtungsbeschichtung.
Der DE 695 22 622 T2 ist eine metallische Flachdichtung zu entnehmen, mit einem Paar von Wulstplatten, die elastische Metallplatten aufweisen, welche im Betrieb zwischen gegenüberliegenden Oberflächen eines Zylinderblocks und eines an dem Zylinderblock befestigten Zylinderkopfes eingefügt sind und mit mindestens einer Zwischenplatte, welche zwischen den Wulstplatten eingefügt ist, wobei die Wulstplatten und die mindestens eine Zwischenplatte Verbrennungskammerbohrungen aufweisen, und wobei die Wulstplatten Wülste entlang der Umfangsränder der Verbrennungskammerbohrungen aufweisen. Diejenigen Abschnitte der Wulstplatten, in welchen die Betriebstemperatur örtlich hoch wird, weisen Kühlkontaktbereiche auf, welche das Kühlwasser, das in Wassermänteln die im Zylinderkopf und im Zylinderblock ausgebildet sind, im Betrieb berührt.
Schließlich offenbart die DE 689 24 832 T2 eine Metalldichtung mit einer Basis die eine Metallplatte ist, die mit einer notwendigen Öffnung versehen ist und zwei parallele ebene Oberflächen aufweist; Materialien A und B zur Erzeugung von Oberflächendruck, die auf den vorderen und rückwärtigen Oberflächen der Basis am äußeren Rand der Öffnung zur Abdichtung der Öffnung angebracht sind, derart, dass die Mittelposition der Materialien A zur Oberflächendruckerzeugung, bezogen auf die Breite, auf der einen Oberfläche der Basis in Radialrichtung der Öffnung in Abstand von den, bezogen auf die Breite, Mittelposition der Materialien B zur Erzeugung von Oberflächendruck auf der anderen Oberfläche der Basis liegen, wobei jedes Material A, B zur Erzeugung von Oberflächendruck eine Höhe gegenüber der entsprechenden Oberfläche aufweist.
An Motorbauteilen kann es durch die mechanische Bearbeitung der Oberflächen zu Kratzern, Riefen, usw. kommen. Die Fehlstellen können zum Teil > 30 μm betragen und sind geeignet Leckagen herbeizuführen, da sie mit herkömmlichen Beschichtungsdicken der Dichtflächen (ca. 25 μm) nicht mehr abgedichtet werden können. Die bisher im Stand der Technik angeführten Dichtungen weisen durchgehende Medienkanäle auf, wobei das Medium vom Motorblock durch die Medien führenden Kanäle der Zylinderkopfdichtung in den Zylinderkopf gelangt und von dort in entsprechender Weise weitergeleitet wird. Bei Motoren, die zwar Motorblöcke mit nach oben offenen Medien führenden Kanälen aufweisen, die jedoch keine Fortführung in den Zylinderköpfen aufweisen, stellen sich bezüglich der angesprochenen Riefen oder Kratzer andersartige Abdichtprobleme dar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderkopfdichtung bereitzustellen, die mit einfachen Mitteln auch den aufgezeigten Leckageproblemen Rechnung trägt, ohne dass es zu einer wesentlichen Erhöhung der Fertigungskosten kommt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Flachdichtung, beinhaltend mindestens eine Lage, die mindestens eine zumindest partiell mit einer Elastomerschicht versehene Dichtfläche aufweist, in welche bedarfsweise Medien führende Ausnehmungen und Durchgangslöcher eingebracht sind, wobei die Lage zumindest partiell mit Sicken, insbesondere Halbsicken versehen ist und in nicht mit Ausnehmungen oder Durchgangslöchern versehenen Bereichen der Dichtfläche zusätzliche Dichtbereiche auf Basis elastisch verformbarer Materialien vorgesehen sind, wobei die zusätzlichen Dichtbereiche zur Abdichtung Medien führender Ausnehmungen korrespondierender Bauteile vorgesehen sind und wobei der zusätzliche Dichtbereich außerhalb der Sicke angeordnet ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Durch den Erfindungsgegenstand können nun auch Bereich abgedichtet werden, deren Medien führende Kanäle ausschließlich im Bereich des Motorblockes bzw. des Zylinderkopfes vorgesehen sind. In diesen Medien führenden Bereichen des Zylinderblockes bzw. des Zylinderkopfes wird somit eine in diesen Bereichen nicht gelochte Dichtung zum Einsatz gebracht, die gerade hier mit den den jeweiligen Kanälen zugewandten Dichtbereichen versehen ist. Somit ist es nicht mehr möglich, dass das Medium in nicht abgedichtete Bereiche des Zylinderblockes, respektive des Motorkopfes, eindringen und durch hier gegebene Riefen oder Kratzer nach außen dringen kann. Bedingt durch das zusätzliche auf der ersten Beschichtung der Dichtfläche aufgebrachte zweite Material kann selbiges in die durch die Bearbeitung hervorgerufene Riefen oder Kratzer extrudieren und selbige somit füllen.
Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
1 Einlagige Zylinderkopfdichtung in der Draufsicht;
2 Zylinderkopfdichtung gemäß 1 in der Ansicht von unten;
3 Schnitt gemäß Linie A-A der 2;
4 bis 6 Unterschiedliche Positionen des zusätzlichen Dichtbereiches.
1 zeigt als Teilansicht eine Zylinderkopfdichtung 1, die in diesem Beispiel vollständig mit einer Elastomerschicht 2 überzogen ist, wobei die Schichtdicke 0,25 μm betragen soll. Die Zylinderkopfdichtung 1 soll in diesem Beispiel Brennraumdurchgangslöcher 3 und Schraubendurchgangslöcher 4 aufweisen. An vorgebbaren Stellen können auch, hier nicht weiter dargestellte Medien führende Ausnehmungen vorgesehen sein. Zur besseren Darstellung des Erfindungsgegenstandes werden diese hier nicht eingezeichnet.
2 zeigt die Zylinderkopfdichtung 1 gemäß 1 in der Ansicht von unten. Außerhalb der hier nicht weiter dargestellten Ausnehmungen, respektive der dargestellten Durchgangslöcher 3, 4, sind auf der planen Dichtfläche 5 zusätzliche Dichtbereiche 6 gebildet, und zwar auf Basis elastisch verformbarer Materialien, die beispielsweise durch partiellen Siebdruck auf die Elastomerschicht 2 der Zylinderkopfdichtung 1 aufgebracht sein können.
Diese zusätzlichen Dichtbereiche 6 können bedarfsweise, je nach konstruktiver Ausgestaltung der Zylinderkopfdichtung 1, an unterschiedlichen nicht gelochten Stellen der Zylinderkopfdichtung 1 vorgesehen werden, um hier weitere Dichtbereiche zur Verhinderung von Leckage zu bilden.
In 3 ist eine Möglichkeit dargestellt, wo beispielsweise ein derartiger zusätzlicher Dichtbereich 6 sinnvoll einsetzbar ist. Erkennbar ist ein angedeuteter Motorblock 7, der Medien führende Kanäle 8 aufweist, die in diesem Beispiel jedoch nicht in den nicht weiter dargestellten Zylinderkopf weitergeführt werden sollen. Die in diesem speziellen Bereich 8 des Motorblockes 7 vorgesehene nicht gelochte plane Dichtfläche 5 weist eine auf der Elastomerschicht 2 aufgebrachte Fluorpolymer-Siebdruckauflage 6 auf, die in Richtung der zugehörigen Stirnfläche 9 des Motorblockes 7 weist. Der zusätzliche Dichtbereich 6 entspricht hierbei der Kontur der Medien führenden Ausnehmung 8 und umschließt selbige dichtend. Gegebenenfalls durch Fertigungsschritte erzeugte Riefen im Bereich der Stirnfläche 9 können durch Extrudieren des Fluorpolymers 6 in diese Riefen sicher und dauerhaft abgedichtet werden.
Die 4 bis 6 zeigen mögliche Einsatzbereiche des zusätzlichen Dichtbereiches 6. Erkennbar ist die ebene nicht gelochte Dichtfläche 5, wobei bedarfsweise Sicken 10 vorgesehen sein können. Das den zusätzlichen Dichtbereich 6 bildende Elastomermaterial ist außerhalb der jeweiligen Sicke 10 auf der Dichtfläche 5 angeordnet. Wie bereits angesprochen, entspricht die Kontur des zusätzlichen Dichtbereiches 6 üblicherweise der Außenkontur des jeweiligen Medien führenden Kanals 8.

Claims

Flachdichtung, beinhaltend mindestens eine Lage, die mindestens eine zumindest partiell mit einer Elastomerschicht (2) versehene Dichtfläche (5) aufweist, in welche bedarfsweise Medien führende Ausnehmungen und Durchgangslöcher (3, 4) eingebracht sind, wobei die Lage zumindest partiell mit Sicken (10), insbesondere Halbsicken versehen ist und in nicht mit Ausnehmungen oder Durchgangslöchern (3, 4) versehenen Bereichen der Dichtfläche (5) zusätzliche Dichtbereiche (6) auf Basis elastisch verformbarer Materialien vorgesehen sind, wobei die zusätzlichen Dichtbereiche (6) zur Abdichtung Medien führender Ausnehmungen (8) korrespondierender Bauteile (7) vorgesehen sind und wobei der zusätzliche Dichtbereich (6) außerhalb der Sicke (10) angeordnet ist.
Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Material ein Fluorpolymer ist.
Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Material durch Silikon gebildet ist.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Material im Bereich der jeweiligen Ausnehmung (8) des Bauteiles (7) durch partiellen Siebdruck auf die Elastomerschicht (2) aufgebracht ist.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke des elastischen Materials zwischen 0,3 und 0,5 μm beträgt.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Dichtbereich (6) auf beiden Schenkeln außerhalb der Sicke (10) vorgesehen ist.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ausgebildet als Zylinderkopfdichtung (1) für eine Brennkraftmaschine.