DE102005006204B4

DE102005006204B4 - Flachdichtung

Info

Publication number: DE102005006204B4
Application number: DE200510006204
Authority: DE
Inventors: Christoph Hilgert
Original assignee: FEDERAL MOGUL SEALING SYS SpA; Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Current assignee: FEDERAL MOGUL SEALING SYS SpA; Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Priority date: 2005-02-11
Filing date: 2005-02-11
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2025-02-12
Also published as: DE102005006204A1

Abstract

Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, beinhaltend mindestens zwei mit mindestens einer Durchgangsöffnung (2), insbesondere Brennraumdurchgangsöffnung, sowie im Bereich derselben vorgesehene Schraubendurchgangslöcher (3) versehene Lagen (1', 1''), wobei im Bereich der Durchgangsöffnung (2) ein nach außen abgedichteter Kanal (4) vorgesehen ist, in welchem ein kompressibles gasförmiges Medium eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Schraubendurchgangslöcher (3) ein nach außen abgedichteter Kanal (5) in mindestens einer der Lagen (1'') vorgesehen ist, und die einzelnen Kanäle (4, 5) zumindest teilweise durch nach außen abgedichtete Stichkanäle (6) unter Bildung eines Kanalsystems miteinander verbunden sind, wobei zumindest der die jeweilige Durchgangsöffnung (2) umgebende Kanal (4) mit, in Umfangsrichtung gesehen, querschnittsmäßig ungleichförmigem Umfangsbereichen (7, 8) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für eine Verbrennungskraftmaschine.
Die DE 77 16 544 U1 offenbart eine Flachdichtung bei der in die Dichtungslage Rinnen eingebracht sind die zusammen mit dem abzudichtenden Bauteil wie Zylinderkopf oder -block ein Kanalsystem für Flüssigkeiten bilden.
Gemäß der DE 100 60 555 A1 ist es bekannt, zwei Metalllagen so miteinander zu verbinden, dass Sickenbereiche übereinander angeordnet sind um so Einfluss auf das Rückfederverhalten der Sicken zu nehmen.
Der DE 100 60 514 A1 ist eine Flachdichtung für eine Kolbenkraft- oder Arbeitsmaschine zu entnehmen, bestehend aus mindestens einem Blech einer Dicke von 0,05 bis 0,5 mm, das zumindest auf den nach außen weisenden Seiten in zumindest einem Abdichtungsbereich mit einer Beschichtung aus einem elastomeren Film versehen ist, das eine durch die Außenkontur und/oder durch zumindest eine Zylinderbohrung und/oder einen Wasser- und/oder Öldurchlass des Zylinderkopfes gebildeten Randbereich aufweist, an den zumindest ein umlaufender, in sich geschlossener Hohlraum angrenzt, der vollständig mit einem hydraulischen Medium gefüllt ist. Durch die Einspannkraft der Zylinderkopfschrauben soll die Flachdichtung zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock verpresst werden, wodurch sich im Hohlraum ein konstanter hydrostatischer Druck ausbilden soll. Problematisch wird hierbei gesehen, dass durch die Inkompressibilität des hydraulischen Mediums beim Verspannen von Zylinderkopf und Zylinderblock Bereiche extrem hoher Innendrücke gebildet werden, die in Abhängigkeit der Einspannkraft zu Beschädigungen an den Dichtstellen führen und unter Umständen ein unerwünschtes Austreten des hydraulischen Mediums bewirken.
Die DE 31 34 015 A1 offenbart eine Zylinderkopfdichtung bei der im Bereich des Brennraumes ein mit einer Füllung versehener Kanal vorgesehen ist. Eine Verbindung mit den Schraubenlöchern ist nicht vorgesehen.
In der US 5 370 406 A wird eine aus mehreren Lagen unterschiedlicher Federcharakteristik gebildete Zylinderkopfdichtung beschrieben, die im Bereich der Innenraumdurchgangslöcher umlaufende Sicken aufweist, die, in Umfangsrichtung gesehen, an vorgebbaren Stellen fest miteinander verbunden sind. Die Verbindungsbereiche sind hierbei zwischen den Schraubendurchgangslöchern vorgesehen. Infolge der unterschiedlichen Federcharakteristika soll beim Verspannen von Zylinderkopf und Zylinderblock eine bessere Anpassung der Lagen, insbesondere in Umfangsrichtung der jeweiligen Sicken, herbeigeführt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Abdichtsystem, insbesondere im Bereich der jeweiligen Durchgangsöffnung, insbesondere Brennraumdurchgangsöffnung bei einer Zylinderkopfdichtung, bereitzustellen, bei welchem eine möglichst gleichmäßige Abdichtpressung, über den gesamten Umfang der Durchgangsöffnung, insbesondere Brennraumdurchgangsöffnung, gesehen, herbeigeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Von besonderem Vorteil ist die einzelnen Kanäle durch Stichkanäle, unter Bildung eines Kanalsystems, miteinander zu verbinden.
Die Lagen einer zwei- oder mehrlagigen Flachdichtung werden dergestalt miteinander verbunden, dass sich geschlossene Kanäle ergeben, die den jeweils abzudichtenden Bereich umgeben. In diesen Kanälen befindet sich ein pneumatisches Medium, welches im Einbauzustand unter erhöhtem Druck steht. Dieser innere Druck in der Flachdichtung führt zu einer gleichmäßigen Abdichtpressung zwischen Dichtung und Flansch, insbesondere Zylinderkopf und Zylinderblock. Da der Druck in allen Bereichen des jeweiligen Kanals/Kanalssystems gleich ist, können die ungleichmäßigen Pressungen, wie sie durch Flanschverzüge an den Verschraubungsstellen entstehen, kompensiert und vergleichmäßigt werden. Um einen definierten Druck in den Kanälen, respektive dem Kanalsystem, zu erzeugen, können Volumenkammern in diejenigen Stellen der Flachdichtung eingebracht werden, die ursprünglich der höchsten Pressung unterliegen. Durch gezielte Verbreiterung der Kanäle kann die jeweils gewünschte Kräfteverteilung zwischen den Flanschen und der Flachdichtung eingestellt werden.
In seiner einfachsten Ausgestaltung befindet sich in den Kanälen, respektive dem Kanalsystem, zumindest unter Atmosphärendruck stehende Luft.
Je nach Anwendungsfall kann in den Kanälen, respektive dem Kanalsystem, ein den Umgebungsdruck geringfügig übersteigender Innendruck erzeugt werden, wobei beispielsweise nach Fertigstellung der Flachdichtung an bestimmten Bereichen der Kanäle Querschnittsverjüngungen eingebracht werden.
Alternativ zu Luft kann natürlich jedes andere gasförmige Medium in den jeweiligen Kanal eingebracht werden. Der Fachmann wird das geeignete Medium für den jeweiligen Anwendungsfall auswählen und den Kanal nach Einbringung des Mediums wieder dicht umschließen.
Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
1 Teildarstellung einer als Zylinderkopfdichtung einsetzbaren Flachdichtung;
2 bis 5 Unterschiedliche Schnitte durch die Flachdichtung gemäß 1.
1 zeigt als Teilansicht eine als Zylinderkopfdichtung für eine Verbrennungskraftmaschine einsetzbare Flachdichtung 1, wobei in diesem Beispiel lediglich eine als Brennraumdurchgangsöffnung ausgebildete Durchgangsöffnung 2 dargestellt ist. Ferner erkennbar sind die Durchgangsöffnung 2 umgebende Schraubendurchgangslöcher 3. Sowohl die Durchgangsöffnung 2 als auch die Schraubendurchgangslöcher 3 sind von nach außen abgedichteten Kanälen 4, 5 umgeben, wobei die Kanäle 4, 5 in diesem Beispiel durch Stichkanäle 6 miteinander in Wirkverbindung stehen. Durch diese Anordnung wird ein in sich geschlossenes Kanalsystem zwischen den einzelnen Schraubendurchgangslöchern 3 und der Durchgangsöffnung 2 gebildet, das vollständig nach außen abgedichtet ist. Die Abdichtung kann beispielsweise durch Schweißen oder Kleben herbeigeführt werden. In 1 ist dargestellt, dass der die Durchgangsöffnung 2 umgebende Kanal 4, in Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung 2 gesehen, mit unterschiedlichen Querschnitten versehen ist. Die den Schraubendurchgangslöchern 3 etwa radial gegenüber liegenden Umfangsbereiche 7 des Kanals 4 weisen geringere Querschnitte auf als die zwischen den Schraubendurchgangslöchern 3 vorgesehenen Umfangsbereiche 8 des Kanals 4. Beim Verspannen der Flachdichtung 1 zwischen nicht weiter dargestellten Flanschen ist in den Umfangsbereichen 7 eine höhere Pressung gegeben als in den Umfangsbereichen 8, so dass das im Kanalsystem 4, 5, 6 vorgesehene kompressible Gas (Luft) in den Umfangsbereichen 8 eine Erhöhung des Innendruckes bewirkt, wodurch eine gewünschte Kräfteverteilung in allen Umfangsbereichen 7,8 der Durchgangsöffnung 2 herbeigeführt werden kann.
Die 2 bis 5 zeigen unterschiedliche Schnitte durch Teilbereiche der 1.
2 zeigt den Schnitt gemäß Linie A-A. Erkennbar sind zwei die Flachdichtung 1 bildende Lagen 1', 1'', wobei der Schnitt gemäß Linie A-A durch den Kanal 4 mit dem geringsten Querschnitt (Umfangsbereich 7) gelegt ist. Die Lage 1' ist in diesem Beispiel flach ausgebildet, während die Lage 1'' mit einer Sicke 9 versehen ist.
3 zeigt den Schnitt gemäß Linie B-B der 1. Erkennbar sind die Lagen 1', 1'' sowie die Sicke 9, die in dieser Darstellung einen größeren Querschnitt (Umfangsbereich 8) aufweist als in 2.
4 zeigt den Schnitt gemäß Linie C-C der 1. Erkennbar ist der umlaufende Kanal 5. Auch hier ist die Lage 1' flach ausgebildet, während die Lage 1'' mit einer das Schraubenloch 3 umgebenden Sicke 10 versehen ist.
5 zeigt einen Schnitt gemäß Linie D-D der 1. Erkennbar ist ein Schraubendurchgangsloch 3 samt umlaufender Sicke 10 sowie ein Stichkanal 6 ebenfalls gebildet durch eine Sicke 11, der endseitig in den Kanal 4 einläuft.
Die durch Sicken 9–11 gebildeten Kanäle 4, 5, 6 sind nach außen durch nur angedeutete Schweißverbindungen 12 abgedichtet. Durch diese Maßnahme kann sich das bereits angesprochene, in etwa gleiche Druckniveau in allen Bereichen der Kanäle 4, 5, 6 im Betriebszustand einstellen, so dass, in Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung 2 gesehen, die jeweils gewünschte Kräfteverteilung gegeben ist.

Claims

Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, beinhaltend mindestens zwei mit mindestens einer Durchgangsöffnung (2), insbesondere Brennraumdurchgangsöffnung, sowie im Bereich derselben vorgesehene Schraubendurchgangslöcher (3) versehene Lagen (1', 1''), wobei im Bereich der Durchgangsöffnung (2) ein nach außen abgedichteter Kanal (4) vorgesehen ist, in welchem ein kompressibles gasförmiges Medium eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Schraubendurchgangslöcher (3) ein nach außen abgedichteter Kanal (5) in mindestens einer der Lagen (1'') vorgesehen ist, und die einzelnen Kanäle (4, 5) zumindest teilweise durch nach außen abgedichtete Stichkanäle (6) unter Bildung eines Kanalsystems miteinander verbunden sind, wobei zumindest der die jeweilige Durchgangsöffnung (2) umgebende Kanal (4) mit, in Umfangsrichtung gesehen, querschnittsmäßig ungleichförmigem Umfangsbereichen (7, 8) versehen ist.
Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Lagen (1') zumindest im Bereich des/der Kanäle (4, 5, 6) flach und mindestens eine weitere Lage (1'') mit die Kanäle (4, 5, 6) bildenden Profilen (9, 10, 11) versehen ist.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die jeweilige Durchgangsöffnung (2) umschließende Kanal (4) zwischen einzelnen Schraubendurchgangslöchern (3) einen Umfangsbereich (8) größeren Querschnitts als im den Schraubendurchgangslöchern (3) etwa radial gegenüber liegenden Umfangsbereich (7) aufweist.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufenden Profile (9, 10, 11) durch Sicken gebildet sind.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (1', 1'') zumindest im Bereich der Kanäle (4, 5, 6) durch Schweißen (12) oder Kleben fest miteinander verbunden sind.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium durch zumindest unter Atmosphärendruck stehende Luft gebildet ist.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (1', 1'') aus Metall bestehen.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (1', 1'') aus Kunststoff bestehen.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (1', 1'') aus Gummi bestehen.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (4, 5, 6) mit Verpressungsbegrenzern (13) zusammenwirken.
Flachdichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpressungsbegrenze (13) benachbart zu den Kanälen (4, 5, 6) angeordnet sind.