DE102005020923A1

DE102005020923A1 - Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung

Info

Publication number: DE102005020923A1
Application number: DE102005020923A
Authority: DE
Inventors: Christoph Hilgert
Original assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Current assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Priority date: 2005-05-04
Filing date: 2005-05-04
Publication date: 2006-11-16
Also published as: US20060249916A1

Abstract

Mehrlagige Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer ersten, mindestens eine Durchgangsöffnung sowie mehrere Schraubendurchgangslöcher aufweisenden Lage, mindestens einem die Durchgangsöffnung umgebenden Auflagering und mindestens einer zweiten Lage, die mit mindestens einer mindestens partiell umlaufend ausgebildeten Sicke versehen ist, wobei die Sicke mit dem Auflagering in Wirkverbindung steht und, in Umfangsrichtung gesehen, durch mechanische Formgebung mit Bereichen unterschiedlicher Federsteifigkeit ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrlagige Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für eine Verbrennungskraftmaschine.

Durch die US-A 5,628,518 ist eine metallische Flachdichtung, insbesondere eine Zylinderkopfdichtung, bekannt geworden, die mehrere Lagen aufweist und bei welcher um die Brennraumdurchgangsöffnung herum bedarfsweise mindestens ein Auflagering aufgebracht werden kann. Die Lagen der Zylinderkopfdichtung sind mit Sicken versehen, wobei die Sicken mit dem Auflagering in Wirkverbindung stehen. Die Sicken sind vom Querschnitt her in Umfangsrichtung gleichmäßig ausgebildet.

Der EP-B 0 306 766 ist eine dem vorbezeichneten US-Patent ähnliche Flachdichtung zu entnehmen, bei welcher der Auflagering unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen kann.

In der EP-A 0 863 335 wird eine metallische Flachdichtung, insbesondere eine Zylinderkopfdichtung, beschrieben, die mindestens eine sickenartige Verformung im Bereich einer Durchgangsöffnung aufweist, wobei die metallische Flachdichtung zum Abdichten flächiger Bauteile dient. Die Dichtung soll hierbei topographisch verteilte Zonen mit unterschiedlichen Härten an unterschiedlichen Stellen sowie Zonen mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften aufweisen, welche sich über den gesamten oder einen Teil des Querschnitts einer Dichtungslage erstrecken. Zur Erzielung unterschiedlicher Härten werden die Sicken an unterschiedlichen Stellen thermisch behandelt, so dass topographisch verteilte Zonen in der Metalllage mit unterschiedlichen Gefügeausbildungen erzeugt werden. Dies bedingt einen nicht unerheblichen Aufwand.

Durch unterschiedliche Bauteilsteifigkeiten der Flansche und der endlichen Anzahl von Schrauben kommt es naturgemäß zu Verformungen der Dichtflächen. Bei dem Stand der Technik entsprechenden Dichtungen stellen sich unerwünschte unterschiedliche Dichtpressungen ein oder aber der Fertigungsaufwand ist erhöht. Derartige Maßnahmen sind unerwünscht, da das Dichtsystem immer nach dem schwächsten Glied ausgelegt werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine beispielsweise im US-Patent 5,628,518 beschriebene Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung, dahingehend weiterzubilden bzw. mit einfachen Mitteln herzustellen, dass im Bereich der jeweiligen Durchgangsöffnung, insbesondere der Brennraumdurchgangsöffnung, eine gleichmäßigere Pressung bei reduzierten Schraubenkräften gegeben ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine mehrlagige Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer ersten, mindestens eine Durchgangsöffnung sowie mehrere Schraubendurchgangslöcher aufweisenden Lage, mindestens einem die Durchgangsöffnung umgebenden Auflagering und mindestens einer zweiten Lage, die mit mindestens einer, mindestens partiell umlaufend ausgebildeten Sicke versehen ist, wobei die Sicke mit dem Auflagering in Wirkverbindung steht und, in Umfangsrichtung gesehen, durch mechanische Formgebung mit Bereichen unterschiedlicher Federsteifigkeit ausgebildet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Löst die EP-A 0 863 335 bereits ein Teilproblem, nämlich durch aufwändige Wärmebehandlung Bereiche mit unterschiedlicher Gefügestruktur zu erzeugen, so stellt der Erfindungsgegenstand demgegenüber ein wesentlich einfacheres Verfahren, und zwar in Kombination mit einem Auflagering, dar.

In denjenigen Bereichen, in denen naturgemäß eine hohe Pressung, z.B. im Bereich der Schrauben, entsteht, wird die Sicke weniger steif gestaltet. Dagegen wird die Sicke in Bereichen, in denen naturgemäß eine niedrige Pressung gegeben ist, z.B. zwischen den Schrauben, steifer ausgestaltet. Die Steifheit der Sicke kann durch unterschiedliche Maßnahmen herbeigeführt werden:
Durch Verbreitern der Sicke, Verringern der Sickenhöhe oder flachere Sickenschenkel wird die Sicke weniger steif ausgeführt.

Durch Reduzieren der Breite, Anheben der Sickenhöhe oder steilere Sickenschenkel wird die Sicke steifer ausgestaltet.

Kombinationen dieser Maßnahmen sind ebenfalls denkbar.

Derartige, den jeweiligen Betriebsbedingungen angepasste Sicken führen zu einer gleichmäßigeren Pressung, um die Durchgangsöffnung, respektive die Brennraumdurchgangsöffnung, und verbrauchen somit weniger der verfügbaren Schraubenkräfte. Dies wiederum hat einen positiven Einfluss auf die Dauerhaltbarkeit der Dichtverbindung und führt zu einer geringeren Verzerrung der angrenzenden Bauteile.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
1 Prinzipskizze einer als Zylinderkopfdichtung ausgebildeten mehrlagigen Flachdichtung;
2 bis 5 Unterschiedliche Schnitte durch die in 1 dargestellte Flachdichtung.
1 zeigt in der Draufsicht eine als Zylinderkopfdichtung für eine Verbrennungskraftmaschine einsetzbare mehrlagige Flachdichtung 1, beinhaltend mehrere Brennraumdurchgangsöffnungen bildende Durchgangsöffnungen 2 sowie selbige umgebende Schraubendurchgangslöcher 3. Im linken Teil der Flachdichtung 1 ist erkennbar, dass ein Auflagering 4 vorgesehen ist, auf welchem eine Sicke 5 einer weiteren Lage aufliegt, wobei die Sicke 5 Bereiche 6, 7 unterschiedlicher Breite beinhaltet.
Im rechten Teil der 1 ist ebenfalls ein Auflagering 4 vorgesehen, auf welchem eine Sicke 8 aufliegt, die in Umfangsrichtung über gleiche Breitenanteile, jedoch unterschiedliche Höhen (hier nicht dargestellt) verfügt.
Die 2 und 3 zeigen Schnitte durch den linken Teil der Flachdichtung 1. Erkennbar sind zwei Lagen 1', 1'' sowie der Auflagering 4. Der Schnitt gemäß Linie A-A durch 1 zeigt einen Bereich, in welchem die Sicke 5 breiter (7) ausgebildet ist als bei dem Schnitt gemäß Linie B-B. Durch diese Maßnahme können in Umfangsrichtung die bereits in 1 angesprochenen Bereiche 6, 7 unterschiedlicher Federsteifigkeit gebildet werden. Im Bereich der Schraubendurchgangslöcher weist die Sicke 5 einen breiteren Bereich 7 auf und ist somit weniger steif ausgeführt. Zwischen den Schraubendurchgangslöchern 3 ist die Sicke 5 schmaler 6 ausgeführt, was zu einer Erhöhung der Steifigkeit führt.
Die Variante gemäß rechtem Teil der Flachdichtung 1 zeigt in den Schnitten C-C, D-D unterschiedlich hoch ausgebildete Sicken 8, die von ihrer Breite her im Wesentlichen, über den Umfang gesehen, gleich bleiben. Auch hier sind die Lagen 1', 1'' sowie der Auflagering 4 gegeben.
Durch die in der linken und der rechten Hälfte der 1 dargestellten technischen Lösungen können gleichmäßige Pressungen um die Brennraumdurchgangsöffnung 2 herum eingestellt werden, wobei weniger der verfügbaren Schraubenkräfte benötigt werden.

Claims

Mehrlagige Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer ersten, mindestens eine Durchgangsöffnung (2) sowie mehrere Schraubendurchgangslöcher (3) aufweisenden Lage (1''), mindestens einem, die Durchgangsöffnung (2) umgebenden Auflagering (4) und mindestens einer zweiten Lage (1'), die mit mindestens einer, mindestens partiell umlaufend ausgebildeten Sicke (5, 8) versehen ist, wobei die Sicke (5, 8) mit dem Auflagering (4) in Wirkverbindung steht und, in Umfangsrichtung gesehen, durch mechanische Formgebung mit Bereichen (6, 7, h, h') unterschiedlicher Federsteifigkeit ausgebildet ist.
Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (5, 8) eine Vollsicke ist.
Flachdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erhabene Bereich der Vollsicke (5, 8) auf dem Auflagering (4) aufliegt.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (5, 8) in Umfangsbereichen (7, h) hoher Pressung weniger steif und in Umfangsbereichen (6, h') geringer Pressung steifer ausgebildet ist.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch Verbreitern (7) der Sicke (5, 8), Verringern der Sickenhöhe (h) oder flacherer Sickenschenkel eine geringere Steifigkeit der Sicke (5, 8) einstellbar ist.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch Reduzieren der Sickenbreite (6), Anheben der Sickenhöhe (h') oder steilere Sickenschenkel eine größere Steifigkeit der Sicke (5, 8) einstellbar ist.
Flachdichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Kombination der die Steifigkeit der Sicke (5, 8) beeinflussenden Parameter.