DE4215217A1 - Verfahren zur Herstellung von Gummi-Metall-Dichtelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gummi-Metall-Dichtelementen, wie insbesondere von Flachdichtungen, mit auf die Dichtungsplatte ein- oder beidseitig aufgetragenen Auflagen aus elastomerem Material.

Nach beispielsweise der DE-PS 12 17 153 ist es bekannt, auf metallische Flachdichtungen, wie insbesondere Zylinderkopfdichtungen oder Auspuffflanschdichtungen für Verbrennungskraftmaschinen, elastomere, bevorzugt ringförmig die Flüssigkeitsöffnungen ein- oder beidseitig umgebende Auflagen aufzutragen. Die Auflagen dienen der Dichtpressungserhöhung und verbessern vor allem an den Flüssigkeitsöffnungen die Abdichtung gegenüber den gegebenenfalls unter hohem Druck stehenden Flüssigkeiten.

Nach der DE-PS 12 17 153 und nach den heute in der Technik überwiegend angewendeten Verfahren werden die elastomeren Auflagen im Siebdruckverfahren hergestellt, indem man siebdruckfähige elastomere Massen auf die Dichtungsplatte mit der gewünschten Kontur aufdruckt und danach thermisch auf der Dichtungsplatte ausvulkanisiert.

Nachteilig bei im Siebdruckverfahren hergestellten elastomeren Auflagen ist ihre schlechte Qualität, die gegebenenfalls in kritischen Anwendungsfällen nicht ausreicht. Nicht alle Elastomermischungen sind siebdruckfähig, so daß dem Fachmann für die Herstellung der Dichtung nicht immer hinsichtlich der Beständigkeitswerte und Festigkeitswerte die optimale Elastomerqualität zur Verfügung steht.

Gleichzeitig erfolgt das Vulkanisieren der aufgedruckten Auflagen auf der Dichtungsplatte drucklos ohne Verwendung von Faserwerkstoffen, so daß poröse und dadurch weniger feste und leichter durchlässige elastomere Auflagen gebildet werden. Zugleich können im Siebdruckverfahren nur mit Zusatzvorrichtungen und/oder zusätzlichen Verfahrensschritten dickere Auflagen hergestellt werden.

Zur Abhilfe ist es daher beispielsweise nach der GB-PS 1.568.901 bekannt, Vulkanisierformen zu verwenden und die Auflagen im Spritzgußverfahren auf die Dichtung aufzuspritzen und dort im Formwerkzeug auszuvulkanisieren. Die Qualität der so hergestellten Auflagen ist zwar wesentlich besser, und es ist möglich, nach diesem Verfahren problemlos dickere Auflagen herzustellen, allerdings ist die Verwendung spezieller Formwerkzeuge aufwendig und allenfalls bei der Herstellung von Dichtungen in der Serienfertigung mit hohen Stückzahlen wirtschaftlich gerechtfertigt. Vor allem für die Herstellung von Musterdichtungen oder Dichtungen mit kleineren Stückzahlen ist eine Herstellung unter Verwendung von Formwerkzeugen unwirtschaftlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Hauptpatentanspruches zu schaffen, mit dem mit elastomeren Auflagen versehene Dichtungen wirtschaftlich und ohne die beschriebenen Mängel hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem auf die Dichtung ganzflächig eine Elastomerschicht aufgetragen und vulkanisiert wird, und bei dem anschließend das aufgetragene und ausvulkanisierte Elastomermaterial in den Bereichen so entfernt wird, daß das Elastomer im Bereich der herzustellenden Auflagen stehen bleibt.

Durch die Erfindung ist jetzt eine Dichtung, wie insbesondere eine Flachdichtung mit elastomeren Auflagen verbesserter Qualität, wirtschaftlich herstellbar. Zum Auftragen der ganzflächigen Elastomerschichten auf die Dichtung nach den bekannten Verfahren können praktisch unbeschränkt alle Elastomermischungen verwendet werden. Das Ausvulkanisieren der aufgetragenen Elastomerschichten auf der Dichtung erfolgt bevorzugt in einer beheizbaren Presse zwischen den Formplatten unter Druckeinwirkung, wobei speziell auf den Anwendungsfall bezogen konstruierte Formwerkzeuge nicht erforderlich sind.

Die Qualität der elastomeren Auflagen ist dadurch gut, die Auflagen besitzen optimale Festigkeitseigenschaften, sie sind undurchlässig gegenüber den Abdichtmedien, und sie können dadurch, daß keinerlei Einschränkungen hinsichtlich der Elastomerauswahl besteht, die auf den Anwendungsfall bezogene optimale Beständigkeit besitzen.

Da das Auftragen der Elastomermischungen nach den bekannten Beschichtungsverfahren, wie insbesondere durch Aufwalzen der Schichten auf die Dichtungsplatte, erfolgt, können ohne zusätzliche Verfahrensschritte und zusätzliche Vorrichtungen die Schichten praktisch in beliebiger Dicke aufgetragen und auf der Dichtungsplatte ausvulkanisiert werden. Dadurch besitzt auch die elastomere Auflage für den jeweiligen Anwendungsfall die erforderliche Dicke.

Im Sinne der Erfindung kann die Beschichtung der Dichtungsplatte auch dadurch erfolgen, daß man eine ausvulkanisierte Elastomerfolie oder Platte direkt auf die Dichtung aufklebt. Das Entfernen des Elastomers von der beschichteten Dichtungsplatte kann nach den üblichen Verfahren, wie spanabhebend durch Schleifen, Schneiden oder Sandstrahlen oder auch durch Schneiden oder Stanzen und dergleichen, erfolgen. Bevorzugt und vorteilhaft kann jedoch die Entfernung des Elastomers mit einem Hochdruckwasserstrahl in einer Wasserstrahl-Schneidanlage erfolgen. Der Hochdruckwasserstrahl kann dann unter Entfernung der überflüssigen Elastomerbereiche numerisch gesteuert über die Dichtungsplatte geführt werden.

Beim Entfernen der überschüssigen Elastomerbereiche entsteht dabei ein sauberes Schnittbild, und durch die numerische Steuerbarkeit des Wasserstrahles in der Wasserstrahl-Schneidanlage lassen sich reproduzierbar und wirtschaftlich mit Auflagen versehene Dichtungen sowohl in kleinen Stückzahlen für Kleinserien oder Musterfertigung als auch für Großserien herstellen.

Die Außenkontur der Dichtungsplatte und/oder die Durchgangsöffnungen in der Dichtungsplatte können dabei gleichermaßen gut vor dem Entfernen der überflüssigen Elastomerbereiche als auch nach der Entfernung der überschüssigen Elastomerbereiche aus der Dichtungsplatte ausgestanzt oder ausgeschnitten werden.

Zweckmäßig ist es auch, in bestimmten Anwendungsfällen die Dichtungsplatte nicht ganzflächig, sondern nur teilflächig mit dem Elastomer in den Bereichen der herzustellenden Auflagen zu beschichten, so daß man die Auflagen unter Einsparung von Elastomer und Abtragungsarbeit wirtschaftlicher herstellen kann.

Ebenso kann zur Erleichterung der Abtragungsarbeit die Elastomerschicht zunächst nicht vollständig ausvulkanisiert sein, so daß erst nach dem Abtrag die verbliebenen Auflagen auf den Endzustand ausvulkanisiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit die wirtschaftliche Herstellung von mit Auflagen versehenen Dichtungen sowohl in hohen als auch in kleinen Stückzahlen. Die bevorzugt aus Elastomermaterial bestehenden Auflagen können dabei auch aus Kunststoffen oder sogar Metallen bestehen. Anstelle von Metall können im Sinne der Erfindung die Dichtungen auch aus anderen Materialien, wie bevorzugt verstärkten Kunststoffen und damit relativ festen Materialien, bestehen. Die hergestellten Dichtungen sind bevorzugt Zylinderkopfdichtungen oder Ansaugflanschdichtungen für Verbrennungskraftmaschinen, im Sinne der Erfindung können jedoch auch vor allem Flanschabdichtungen für ähnliche Anwendungsfälle nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die vier Abbildungen näher erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine mit Elastomer beschichtete, unbearbeitete Zylinderkopfdichtung in Aufsicht,

Fig. 2 die unbearbeitete Zylinderkopfdichtung der Fig. 1 in der Linie II-II im Querschnitt,

Fig. 3 die endbearbeitete Zylinderkopfdichtung der Fig. 1 in Aufsicht,

Fig. 4 die Zylinderkopfdichtung im Querschnittsbild der Fig. 3 in der Linie IV-IV.

Das Aufsichtsbild der Fig. 1 zeigt eine fertig ausgestanzte Zylinderkopfdichtung (1) mit einer Elastomerbeschichtung und den ausgestanzten Durchgangsöffnungen (2, 3, 4, 5) für die Brennräume (2), die Befestigungsschrauben (3), das Schmiermittel (4) und die Kühlflüssigkeit (5).

Das Querschnittsbild der Fig. 2 in der Linie II-II der Fig. 1 zeigt den Querschnitt im Bereich einer Schmiermittelöffnung (4) der Dichtung (1) und im Bereich der Brennraumöffnung (2). Die Dichtung (1) besteht aus der Metallplatte (6) im Kern und den beidseitig aufliegenden Elastomerschichten (7, 8).

Das Aufsichtsbild der Fig. 3 zeigt die Dichtung (1) der Fig. 1 nach Entfernung des überschüssigen Elastomers. Das Elastomer ist bis auf die ringförmig die Flüssigkeitsöffnungen (4, 5) umgebenden Bereiche (7′, 8′) entfernt, so daß die Flüssigkeitsöffnungen (4, 5) umgebende elastomere Auflagen (7′, 8′) gebildet sind, während die Restflächenbereiche der Dichtung (1) nur noch aus der unbeschichteten Metallplatte (6) bestehen.

Das Querschnittsbild der Fig. 4 zeigt den Querschnitt in der Linie IV-IV der Zylinderkopfdichtung aus Fig. 3 im Bereich zwischen den Öffnungen (2, 4). Die Dichtung (1) besteht aus der metallischen Trägerplatte (6) und besitzt als nicht entfernten Elastomerbereich die die Flüssigkeitsöffnung (4) beidseitig umgebende elastomere Auflage (7′, 8′).

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Gummi-Metall-Dichtelementen, wie insbesondere von Flachdichtungen, mit auf die Dichtungsplatte aufgetragenen Auflagen aus elastomerem Material, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Dichtungsplatte (7) ganzflächig ein- oder beidseitig eine Elastomerschicht (8) aufgetragen und aufgeklebt und/oder aufvulkanisiert wird, und daß daran anschließend das elastomere Schichtmaterial (8) bis auf die Bereiche rund um die Flüssigkeitsöffnungen (4, 5) entfernt wird, so daß die Flüssigkeitsöffnungen (4, 5) beidseitig umgebende Auflagen (9) gebildet werden.

2. Verfahren zur Herstellung von Gummi-Metalldichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen des elastomeren Schichtmaterials (8) aus den entsprechenden Bereichen mit einem numerisch gesteuerten Hochdruckwasserstrahl erfolgt.

3. Verfahren zur Herstellung von Gummi-Metalldichtungen näch den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerschicht teilflächig in den Bereichen der später zu bildenden Elastomerauflagen aufgetragen wird.

4. Verfahren zur Herstellung der Gummi-Metalldichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschichtung der Dichtung eine fertig ausvulkanisierte Elastomerfolie auf die Dichtung aufgeklebt wird.

5. Verfahren zur Herstellung der Gummi-Metalldichtungen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerschicht (8) nach dem Auftrag zunächst zur Formstabilität vorvulkanisiert wird, daß daran anschließend eine Elastomerschicht bis auf den Bereich der zu bildenden Auflagen (9) entfernt wird, und daß daran anschließend die belassenen Auflagen (9) völlig ausvulkanisiert werden.