WO2003072981A1

WO2003072981A1 - Flachdichtung für brennkraftmaschinen

Info

Publication number: WO2003072981A1
Application number: PCT/DE2003/000336
Authority: WO
Inventors: Timo Walz
Original assignee: Federal-Mogul Sealing Systems Bretten Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2003-09-04
Also published as: DE10208438B4; DE10208438A1; AU2003208281A1; DE10390782D2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Zylinderkopfdichtung (7,7`) mit mindestens einer metalllischen Lage, die im Bereich von abzudichtenden T-Stellen (8) mit einem elastisch-plastisch verformbaren Dichtelement (10) beschichtet ist. Das Dichtelement (10) ist von einer Sicke (9) umgeben die in Richtung der T-Stelle (8) unterbrochen ist. Die Sicke (9) dient als Transportschutz und als Verdrängungskörper für das Dichtelement (10).

Description

Flachdichtung für Brennkraftmaschinen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Zylinderkopfdichtung, mit mindestens einer metalllischen Lage, die im Bereich von abzudichtenden T-Stellen mit einem elastisch-plastisch verformbaren Dichtelement beschichtet ist, wobei das Dichtelement nach Einbau der Flachdichtung infolge Dichtflächenpressung derart verformt ist, dass es über einen stirnseitigen Endbereich der Flachdichtung hinaus in Richtung der T-Stellen verdrängt ist.

Die DE-A 198 45 320 beschreibt eine Zylinderkopfdichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem an einem Motorblock seitlich angeschraubten und von der Zylinderkopfdichtung abgedichteten Gehäuse zur Aufnahme von Antriebsmitteln, wobei zur Abdichtung des Gehäuses am stirnseitigen Endbereich der Zylinderkopfdichtung eine aus elastomeren Werkstoff bestehende elastische Dichtung angeordnet ist, die sich im Einbauzustand in einen Spalt erstreckt, der sich durch Motorkopfgehäuse und Zylinderkopf toleranzbedingt ergibt. Diese Art der Spalte werden als T-Stellen bezeichnet. Am stirnseitigen Endbereich der Zylinderkopfdichtung ist mindestens eine Senkung angeordnet, deren Tiefe vom Endbereich radial nach innen kontinuierlich abnimmt. In der Senkung ist die elastische Dichtung aufgenommen, ohne über den Endbereich der Zylinderkopfdichtung nach außen vorzustehen, wobei die Senkung beim Einbau der Zylinderkopfdichtung infolge der Dichtflächenpressung derart verformbar ist, dass die Dichtung zum stirnseitigen Endbereich verdrängt ist. Hier ist die Gefahr gegeben, dass beim Transport der Flachdichtung die elastische Dichtung aus der Senkung herausgedrückt wird und zwar dann wenn mehrere Metalllagen übereinandergeschichtet sind.

Der EP-B 0646 714 ist eine Metallflachdichtung für zwei mittels Schraubbolzen an ihren Stoßflächen miteinander zu verspannenden Teilen, insbesondere eines Verbrennungsmotors, zu entnehmen, mit einem aus einem Metallblech bestehenden Flachdichtungsteil, das eine zu den abzudichtenden Stoßflächen korrespondierende mit Löchern für die Schraubbolzen versehene Form aufweist und mit wenigstens einem Öffnungsbereich sowie einer den Öffnungsbereich vorzugsweise umgebenden Sicke versehen ist. Das Flachdichtungsteil ist oberflächenbeschichtet und im Bereich von abzudichtenden T-Stellen, vorzugsweise in Taschen, mit einem plastisch verformbaren Dichtungsmaterial derart beschichtet, dass bei der Montage das Dichtungsmaterial in die angrenzenden Bereiche des Flachdichtungsteiles gedrückt wird. Auch hier ist das Problem gegeben, dass das Dichtungsmaterial beim Transport der Flachdichtung ungeschützt ist, sobald ein geringer Druck auf die Tasche ausgeübt wird dringt Dichtungsmaterial über den Randbereich der Dichtung hinaus und kann dann abgeschert werden.

Bei Brennkraftmaschinen kommen unter anderem Bauformen zum Tragen, bei denen die Antriebskette ölgeschmiert in einem separaten Kettenkastengehäuse geführt wird. Ein derartiges Gehäuse kann mit dem Motorkopf und -block durch Ausbildung einer T- Stelle verbunden sein. Charakteristisch für die Abdichtung ist, dass an einer derartigen Schnittstelle mindestens zwei Dichtungen zueinander in Kontakt stehen müssen, wobei der Formschluß durch gezielt eingesetzte Abdichtelemente an den Stoßstellen der beiden Dichtungspartner hergestellt wird.

Infolge der beim Stand der Technik gegebenen Nachteile kann das Dichtungsmaterial bereits beim Transport zerstört werden, so dass es nicht gezielt in den angrenzenden Dichtbereich der T-Stelle eindringen kann. Somit kann es geschehen, dass lediglich eine partielle Abdichtung entsteht und nicht die erwünschte Dichtheit erreicht wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im gattungsbildenden Teil des ersten Patentanspruches beschriebenen Flachdichtung dahingehend weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr gegeben sind, so dass insbesondere Zylinderkopfdichtungen ohne Beschädigung der Dichtelemente leicht transportierbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dokumentiert. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist eine Möglichkeit geschaffen sowohl die Dichtung gegen Beschädigung während Lagerung und Transport zu schützen als auch ein kostengünstige Design, welches das Dichtungselement in die gewünschte Richtung verdrängt. Der Erfindungsgegenstand eignet sich sowohl für einlagige als auch für mehrlagige Flachdichtungen. Vorzugsweise kommt ein Dichtmaterial mit hoher Elastizität zum Einsatz um ein zerstörungsfreies Fließen bis in den abzudichtenden Spalt zu gewährleisten. Hierbei bieten sich flüssige oder pastöse Elastomermaterialien bzw. Silikone an.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Prinzipskizze einer möglichen Bauform einer Brennkraftmaschine

Fig. 2 Teilansicht einer eingebauten Flachdichtung in einer Brennkraftmaschine gem. Fig. 1

Fig. 3 Ausschnitt einer Draufsicht auf verschiedene Sickenverläufe gemäß Fig. 2

Figur 1 zeigt eine mögliche Bauform einer Brennkraftmaschine 1, beinhaltend einen Zylinderkopf 2, einen Zylinderblock 3 sowie einen Kettenkasten 4. Im Spalt 5 zwischen Zylinderkopf 2 und Zylinderblock 3 wird eine nicht weiter dargestellte Zylinderkopfdichtung positioniert. Im Spalt 6 wird zwischen Zylinderkopf 2 und Zylinderblock 3 und Kettenkasten 4 eine ebenfalls nicht dargestellte Flachdichtung eingebracht. Die Spalte 5,6 definieren die sogenannte T-Stelle 8. Die Figur 2 zeigt einen Ausschnitt einer einlagigen Flachdichtung die hier als Zylinderkopfdichtung 7 ausgebildet ist und auf dem Zylinderblock 3 aufliegt. Im Bereich der T-Stelle 8 ist an einer Stelle der Zylinderkopfdichtung 7 eine erfindungsgemäße Sicke 9 angeordnet. Die Sicke 9 umgibt ein Dichtelement 10 in Form eines Elastomerpunktes. Die Sicke 9 ist im noch nicht verspannten Zustand dargestellt. Am stirnseitigen Endbereich 11 der Zylinderkopfdichtung 7 ist die Sicke 9 unterbrochen, d.h. sie verläuft hauptsächlich um drei Seiten des Dichtelementes 10. Beim Verspannen des Zylinderkopfes 2 gegenüber dem Zylinderblock 3 wird zunächst die Sicke 9 verformt, dadurch, dass die Sicke 9 nicht umlaufend ausgebildet ist sondern zu einer Seite unterbrochen ist, kann beim Verspannen das Dichtelement 10 nur zu dieser offenen Seite ausweichen und damit die gewünschte Abdichtung im Bereich der T-Stelle 8 erzeugen.

Während des Transportes und der Lagerung Flachdichtung dient die Sicke 9 zum Schutz des Dichtelements 10. Auch bei mehrlagigen Flachdichtungen dient die Sicke 9 dazu, dass Dichtelement 10 nicht mit den anderen Lagen in Wirkverbindung kommt. Zu diesem Zweck muss die Höhe der Sicke 9 so ausgebildet sein, dass sie mindestens so groß wie die Höhe des Dichtelementes 10 ist.

Die Figur 3 zeigt verschiedene Varianten der Sicke 9,9',9" einer Zylinderkopfdichtung 7,7'. In der Figur 3a ist eine etwa hufeisenförmige Form dargestellt währen die Figur 3b eine etwa pilzförmige Form offenbart. Das Design der Sicke 9 ist abhängig vom Einzelfall und von der Menge des Volumens des Dichtelementes 10 (hier nicht dargestellt). Die Figur 3c offenbart darüber hinaus noch eine Ausnehmung 12 in der Zylinderkopfdichtung 7'. Diese Ausnehmung 12 dient als Ausweichraum für ein verdrängtes Dichtelement 10 wenn der abzudichtenden Spalt der T-Stelle bereits gefüllt ist aber noch reichlich Volumen des Dichtelementes zu Verdrängen ist. Die Ausnehmung ist so ausgebildet, dass eine Begrenzungskante 13 gegenüber dem stirnseitigen Endbereich 11 der Zylinderkopfdichtung 7' zurückgesetzt ist.

Claims

Patentansprüche

1. Flachdichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Zylinderkopfdichtung, mit mindestens einer metalllischen Lage, die im Bereich von abzudichtenden T-Stellen mit einem elastisch-plastisch verformbaren Dichtelement beschichtet ist, wobei das Dichtelement nach Einbau der Flachdichtung infolge Dichtflächenpressung derart verformt ist, dass es über einen stimseitigen Endbereich der Flachdichtung hinaus in Richtung der T-Stellen verdrängt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) von einer Sicke (9) umgeben ist, wobei die Sicke (9) am stimseitigen Endbereich (11) der Flachdichtung (7,7') unterbrochen ist.

2. Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittskontur der Sicke (9) in Umfangsrichtung gleichbleibend ausgebildet ist.

3. Flachdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Sicke (9) in Umfangsrichtung konstant verlaufend ausgebildet ist.

4. Flachdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Sicke (9) mindestens der Höhe des Dichtelementes (10) entspricht.

5. Flachdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im unterbrochenen Bereich der Sicke (9) eine Ausnehmung (12) in der Metalllage angeordnet ist, die als Ausweichraum für ein verdrängtes Dichtelement (10) fungiert.

6. Flachdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (12) eine Begrenzungskante (13) aufweist, die gegenüber dem stimseitigen Endbereich (11) der Flachdichtung (7,7') zurückgesetzt ist. Flachdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) durch ein flüssiges oder pastöses Material gebildet ist, welches nach seiner Vernetzung ein festes elastisch-plastisches Elastomermaterial darstellt und mit der Metalllage verklebt ist.