DE2818472A1

DE2818472A1 - Metallische zylingerkopfdichtung

Info

Publication number: DE2818472A1
Application number: DE19782818472
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Majewski; Martin Dr Ing Morsbach
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1979-10-31
Also published as: GB2022725A; FR2424455A1; IT7921927A0; IT1112304B

Description

GOETZEWERKE λ Burscheid, d. 18. 04. 1978

Friedrich Goetze AG TZT 233/Lö. /Mo. ( 1654 )

METALLISCHE ZYLINDERKOPFDICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einer Metallblechplatte mit ausgestanzten Durchgangs Öffnungen für die Brennräume, die Befestigungsschrauben und die Schmieröl - und Kühlmittelflüssigkeiten, sowie Auflagen auf den Dichtflächen.

Als Werkstoffe für Zylinderkopf dichtungen werden in der Praxis entweder Weichstoffplatten oder Metallblechplatten eingesetzt. Die dabei bevorzugt aus gegebenenfalls metallisch verstärkten Asbestfaservliesen bestehenden Weichstoffplatten besitzen dabei neben ihrer vorzüglichen thermischen Beständigkeit auch eine gute Komprimierbarkeit, so daß sie sich beim Einbau schon unter geringen Dichtpressungsdrucken den Dichtflächen von Motorblock und Zylinderkopf anpassen können. Die vorzugsweise aus Kupfer - oder Stahlblechen bestehenden metallischen Dichtungsplatten lassen sich unter Druckeinwirkung nur schwer verformen und benötigen daher zur Erzielung einer optimalen Abdichtwirkung beim Einbau hohe Dichtpressungsdrucke. Entsprechend der Verformbarkeit werden auch die Zylinderkopfdichtungen je nach Anwendungsfall aus Weichstoff oder Metall gefertigt. So werden die Weichstoffplatten zur Abdichtung niedrig komprimierender Motoren eingesetzt, während Metallplatten ausschließlich in hoch komprimierenden Dieselmotoren Verwendung finden. Bekanntlich aber sind Asbestfasern, und vor allem auch Asbestfaserstäube, gesundheitsschädlich, so daß die Verwendung von Asbest nach Möglichkeit eingeschränkt werden soll und langfristig sogar mit einem Verbot der Verarbeitung und der Anwendung von Asbest zu rechnen ist. Ein reiner Ersatz des Asbestes durch Metalle scheidet aber von vornherein wegen der schlechten Verformbarkeiten aus. Allerdings werden metallische Zylinderkopfdichtungen zur Verbesserung ihrer Verformungs-

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fähigkeit entweder gesickt, oder nach dem Vorschlag der DE - PS 922.452 werden metallische Zylinderkopfdichtungen im Bereich der Brennraumdurchgänge und Schraubenöffnungen gesickt, während auf den Restflächenbereichen zur Abstützung der Dichtflächen Auflagen aus Weichstoffmate rial aufgebracht sind. Derartige Dichtungen lassen sich zwar leichter verformen, da aber entsprechend der DE - PS 922.452 an bestimmten Stellen nicht auf Sicken verzichtet werden kann, benötigen diese Dichtungen für eine erfolgreiche Abdichtung weiterhin relativ hohe Anpreß kräfte, so daß ein universeller Ersatz von Weichstoffdichtungen nach diesem Vorschlag nicht möglich ist.

Andererseits ist es auch bekannt, metallische Dichtungen an den Stellen des erhöhten Dichtpressungsdruckes mit Einlageringen aus Weichstoff zu versehen. In diesen Fällen hat die Metallplatte im Restflächenbereich lediglich die Funktion eines Trägerbleches, während das Weichstoff material dichtend wirkt und somit ein Ersatz für eine Weichstoffflachdichtung geschaffen ist. Bei einer Zylinderkopfdichtung ist aber Asbestfasermaterial wegen seiner guten thermischen Beständigkeit bei gleichzeitig guter Verformbarkeit der ideale Werkstoff, insbesondere für die Einlageringe im thermisch beanspruchten Brennraumbereich. Eine metallische Zylinderkopfdichtung für den Einsatz in niedrig komprimierenden Motoren unter Verzicht auf die Anwendung von Asbest ist so auf diese Weise nicht geschaffen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ohne Einsatz von Asbestmaterialien eine einfach herzustellende Zylinderkopfdichtung mit leichterer Verformungsfähigkeit zu schaffen, die sich auch zur Abdichtung niedrig komprimierender Motoren unter Verwendung niedriger Dichtpressungsdrucke einsetzen läßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine metallische Zylinderkopfdichtung mit Einlageringen aus polymerem Material rund um alle oder einen Teil der Durchgangs öffnungen gelöst, welche durch Umbiegen des

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Metallbleches eingebördelt sind. Die dabei mit eingebördelten Einlageringen versehenen Durchgangsöffnungen sind vorzugsweise die Brennraumöffnungen, während die Restflächenbereiche in aus der DE - PS 922.452 bekannter Weise mit Auflagen aus Weichstoff versehen sein können. Als Werkstoff für die Einlageringe werden bevorzugt temperaturbeständige Kautschuke oder Kunststoffe auf der Basis von Silikon -, Polyurethan oder Fluorpolymeren eingesetzt. Die Einlageringe können fest mit der Metallplatte verbunden sein, und sie können beispielsweise in Form einer Kautschukmischung durch Siebdrucken auf die Metallflächen aufgedruckt und dann dort thermisch anvulkanisiert oder sie können als fertig vulkanisierte Gummiringe auf das Metallblech aufgeklebt sein. Im Prinzip genügt es jedoch auch, wenn der aus fertig vulkanisiertem. Gummi bestehende Einlagering lose auf das Metallblech gelegt wird, da durch die anschliessende Umbördelung der Ring ausreichend befestigt ist. Ferner kann zusätzlich auf die Metallplatte ein - oder beidseitig in an sich bekannter Weise zur Verbesserung der Mikroabdichtung ein Kunststoffüberzug, beispielsweise aus einem Fluorpolymer, aufgetragen sein.

Beim Einbau ist jetzt die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung gegenüber den bekannten metallischen Dichtungen leichter zu komprimieren. Durch die Druckeinwirkung wird der Einlagering verformt und nur teilweise aus dem erfindungsgemäß hergestellten Bördelraum herausgequetscht. Damit wird die Verformkennlinie im Brennraumbereich sowohl durch die relativ leicht zusammendrückbare metallische Umbiegung als auch durch das Einlageringmaterial bestimmt, und je nach Dicke, Volumen und Eigenschaft des Polymers kann die Verformungskennlinie im Brennraumbereich auf den speziellen Anwendungsfall abgestimmt werden. Dadurch kann die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung wie eine Weichstoffflachdichtung mit geringen Dichtpressungsdrucken eingesetzt werden. Zusätzlich können die Restflächenbereiche, wie aus der DE - PS 922.452 bekannt, mit Weichstoffmaterialien belegt sein, um eine optimale Pressungsverteilung zwischen Brennraum - und Restflächenbereich zu erhalten.

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Besonders einfach lassen sich gleichzeitig die Brennraumkanten des Metallbleches umbiegen. Durch die entstandenen Bördel wird der Einlage ring vor den heißen Brennraumgasen ausreichend geschützt, und es kann dadurch vollständig auf die Verarbeitung und Verwendung von Asbest, wie entsprechend der Aufgabenstellung gefordert, verzichtet werden.

Anhand der Abbildungen sei die Erfindung näher erläutert, und zwar zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Teil

stückes einer Zylinderkopfdichtung in Aufsicht

Figur 2 einen Querschnitt durch ein Teil

stück der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung in der Linie II

In Figur 1 ist 1 die metallische Dichtungsplatte mit ausgestanzten Durchgangsöffnungen für den Brennraum 2, die Befestigungsschrauben 3, das Schmieröl 4 und die Kühlmittelflüssigkeiten 5. Im Brennraumbereich 6 ist das Metallträgerblech 1 bördelartig umgebogen, so daß ein Einlagering 8 eingeschlossen wird, während rund um die restlichen Durchgangs Öffnungen 3,4, 5 beidseitig Auflagen aus Weichstoff 7 aufgebracht sind.

Die Querschnittsdarstellung der Figur 2 in der Schnittlinie II der Figur 1 zeigt die metallische Flachdichtung 1 mit Brennraumdurchgang 2 und öldürchgang 4. Die Metallträgerplatte 1 ist im Brennraumbereich 6 bördelartig umgebogen und umfaßt einen Einlagering 8 aus polymerem Material. Der öldürchgang 4 ist beidseitig von einer Auflage 7 aus Weichstoff umgeben. Zur Verbesserung der Mikroabdichtung ist auf die Unterseite der Metallplatte 1 ganzflächig ein Kunststoffüberzug 9 aufgebracht.

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Leerseite

Claims

GOETZEWERKE 3urjcheid, d. 18. 04. 1978

Friedrich Goetze AG T Z T 233/Lö./Mo. (1654)

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PATENTANSPRÜCHE

Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einer Metallplatte mit ausgestanzten Durchgangsöffnungen für die Brennräume, die Befestigungsschrauben, das Schmieröl und die Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallblechplatte ( 1 ) im Bereich mindestens einer Durchgangs öffnung ( 2,3,4,5 ) wie ein Bördel ( 6 ) umgebogen ist, der einen Einlagering ( 8 ) aus polymerem Material umfaßt.

. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallblechplatte ( 1 ) im Bereich der Brennraumdurchgänge ( 2 ) wie ein Bördel ( 6 ) umgebogen ist.

. Zylinderkopfdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Restflächenbereich Auflagen aus Weichstoff ( 7 ) aufgebracht sind.

. Zylinderkopfdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlagering ( 8 ) mit der Metallblechplatte ( 1 ) fest verbunden ist.

. Zylinderkopfdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlagering ( 8 ) aus einem temperaturbeständigen Polymer besteht.

. Zylinderkopfdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Metalldichtungsplatte ( 1 ) ein - oder beidseitig ein Überzug ( 9 ) aus einem polymeren Material aufist.

OFUGINAL INSPECTED