DE2118610A1

DE2118610A1 - Seals

Info

Publication number: DE2118610A1
Application number: DE19712118610
Authority: DE
Inventors: Terence Peter Craigmillar Stocksfield Northumberland Nicholson (Großbritannien)
Original assignee: Corrugated Packing Sheet Metal
Current assignee: Corrugated Packing Sheet Metal
Priority date: 1971-04-16
Filing date: 1971-04-16
Publication date: 1972-10-19

Description

Dichtungen Die Erfindung erschließt einen neuen Weg zur Lösung dichtungstechnischer Aufgaben. Seals The invention opens up a new way of solving sealing technology Tasks.

Im Rahmen der Erfindung weist eine Dichtung zur Vermittlung einer Dichtwirkung zwischen Flächen auf einer Seite oder auf beiden Seiten zumindest in einem Teilbereich ihrer zwischen die abzudiohtenden Flächen einzufügenden Oberfläche, meistens aber im größeren Teilbereich derselben, eine Anzahl von allseitig umschlossenen Vertiefungen oder eine Anzahl von Durchbre ohungsöffnungen auf. In the context of the invention, a seal for conveying a Sealing effect between surfaces on one side or on both sides at least in a part of its surface to be inserted between the surfaces to be audited, but mostly in the larger part of the same, a number of all sides enclosed Depressions or a number of Durchbre oh openings.

Sehr oft erstreckt sich der Bereich, in dem die Vertiefungen oder Durchbrechungsöffnungen vorgesehen sind, im wesentlichen über die Gesamtoberfläche der zwischen die abzudichtenden Flächen einzugliede rnd en Dichtung. Die Vertiefungen oder Durchbrechungsö ffnungen können können eine beliebige, regelmäßige oder unregelmäßige Form haben und können in regelmäßigen oder unregelmäßigen Reihen oder Schemata angeordnet oder auch aleatorisch verteilt sein. In einigen Fällen können eine oder mehrere der folgenden Variablen von einer Stelle der Dichtung zur anderen Unterschiede aufweisen: (1) die Form oder Größe der Vertiefungen oder iurchbrechungsöffnungen, (2) ihre Anordnung und (3) ihre Häufigkeit, bezogen auf die Flächeneinheit.Very often the area in which the depressions or Breakthrough openings are provided, essentially over the entire surface the seal to be incorporated between the surfaces to be sealed. The depressions or perforation openings can be any, regular or irregular in shape and can be in regular or irregular rows or schemes or aleatorically distributed. In some cases can transfer one or more of the following variables from a point of the seal to have other differences: (1) the shape or size of the indentations or perforations, (2) their arrangement and (3) their frequency, based on the unit area.

Mitunter kann auch vorgesehen sein, daß die Dichtung in bestimmten Teilbereichen keine Vertiefungen oder Durchbrechungsöffnungen aufweist.Sometimes it can also be provided that the seal in certain Partial areas have no depressions or perforations.

In vielen Fällen wird die gesamte Dichtung oder doch fast die gesamte Dichtung aus einem flächigen Material bestehen, das die obenerwähnten Vertiefungen oder Öffnungen aufweist. Die Erfindung ist beispielartig in den beigegebenen Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen zeigen: Figur 1 einen Teil eines flächigen Materials, das Vertiefungen aufseist und zur Herstellung einer Dichtung dienen kann; Figur 2 eine Schnittansicht in einem entlang der Linie II-II der Figur 1 gelegten Schnitt; Figur 3 einen Teil eines anderen flächigen Materials, das von dffnungen durchbrochen ist Figur 4 eine Schnittansicht in einem entlang der Linie IV-IV der Figur 3 gelegten Schnitt; und Figur 5 eine Zylinderkopfdichtung. In many cases, the entire seal, or almost all of it Seal made of a sheet material, which the above-mentioned wells or has openings. The invention is illustrated by way of example in the accompanying drawings shown. The drawings show: FIG. 1 a part of a flat material, the recesses and can serve to produce a seal; figure FIG. 2 shows a sectional view in a section taken along the line II-II of FIG. 1; FIG. 3 shows a part of another flat material, which is broken through by openings FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG Cut; and FIG. 5 shows a cylinder head gasket.

In den Figuren 1 und 2 der Zeichnungen handelt es sich bei dem Material 10 um eine Metallamelle oder ein dünnes Blech mit Stegen 12 und 14 auf beiden Seiten, die sich im rechten Winkel schneiden, so daß in jeder der beiden Oberflächen Vertiefungen 16 ausgespart bleiben. Dieses Material kann in einer beliebigen, geeigneten Weise hergestellt sein, so zum Beispiel also durch Walzen, Schmieden, durch die übliche maschinelle Bearbeitung, durch elektroohemische Bearbed tung oder durch Fressen. Die in den Figuren in senkrechter Erstreckung dargestellten Stegwandungen können gegen die Vertikale auch einen Winkel bilden und können kons?ex oder l:onk~v sein sein. In den Figuren 3 und 4 ist das Material 10 von Öffnungen 20 durchbrochen, wobei die Darstellung hier kreisrunde Öffnungen zeigt, die in Reihen angeordnet sind, die miteinander jeweils einen Winkel von 600 bilden. In Figures 1 and 2 of the drawings, it is the material 10 around a metal lamella or a thin sheet with bars 12 and 14 on both sides, which intersect at right angles, so that depressions in each of the two surfaces 16 are left out. This material can be used in any suitable manner be manufactured, so for example by rolling, forging, by the usual machining, electrochemical machining or milling. The web walls shown in the figures in a vertical extension can also form an angle to the vertical and can be cons? ex or l: onk ~ v be. In Figures 3 and 4, the material 10 is pierced by openings 20, wherein the illustration here shows circular openings arranged in rows, which each form an angle of 600 with each other.

In jedem dieser Fälle kann das flächige Material statt aus Metall aber auch aus Kunststoff bestehen. In each of these cases, the sheet material can be made of metal but also made of plastic.

Figur 5 zeigt eine Zylinderkopfdichtung, die zum größten Teil ebenfalls wie das in den Figuren 3 und 4 dargestellte flächige Produkt von Öffnungen 20 durchbrochen ist. Es sind außerdem große Öffnungen 22 vorgesehen, die den Zylinderbohrungen entsprechen, und in diese Öffnungen sind Zündungsringe 24 eingepaßt. Die Zündungsringe 24 sind paarweise gefertigt und sind paarweise durch einen Steg 32 miteinander verbunden, wobei in diesen Stegen 32 jeweils Öffnungen 34 vorgesehen sind. Die Zündungsringe bieten die Gewähr, daß in der Zylinderlaufbuchse eines Dieselmotors ein konstanter Druck aufrechterhalten wird und daß es bei einem Benzinmotor nicht zu Frühzündungen kommt, was nämlich eintreten könnte, falls eine der dünnen Randkanten an den Zylinderbohrungen bis zum Glühen erhitzt wird. Statt der Montage gesonderter Zündungsringe kann auch vorgesehen sein, die in der Dichtung ausgesparten Öffnungen 22 für die Zylinderbohrungen ösenartig einzufassen. Für die Zylinderbolzen sind Öffnungen 26 vorgesehen, für andere Zwecke, beispielsweise zum Hindurohführen von Durchflußkanälen, weitere Öffnungen 28. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wurde das Anordnungßschema der Durchbrechungsöffnungen 20 auch am Umfangsrand der Dichtung oder an den Öffnungen 28 meistens beibehalten, oder anders ausgedrückt, es wurde vorgesehen, daß jede der am Umfangsrand der Dichtung oder am Rand einer Öffnung 28 gelegene Durchbre chungsöffnung 20 die betreffende Randkontur anschneidet, sofern dieses Anschneiden der Randkontur für den Funktionszweck der Öffnung unerheblich ist. Falls es jedoch wesentlich darauf ankäme, daß jede der Öffnungen 28 eine bestimmte Größe hat, so könnte es sich als notwendig erweisen, dafür Sorge zu tragen, daß die Durchbrechungsöffnungen diese Randkonturen nicht verletzen. In einigen Fällen mag es nötig sein, die Öffnungen 28 mit einem gesonderten Ring oder mit einer Anschlußöse zu versehen, so beis-elsweise dann, wenn eine Öldruckanzapfung einer WasserdurchlaBöffnuog durchlaßöffnung sehr nahegelegen ist und die Durchbrechungsöffnungen groß genug sind, um ein Durchsickern zwischen der Anzapfungsstelle und der Wasseröffnung zu gestatten. Am äußeren Umfang der beiden großen Öffnungen 28 (in der Zeichnung in der oberen linken Ecke und in der unteren rechten Ecke der Dichtung) sind in dem etwas schmalen Rand schli tsförmige Durchbre chungsöffnungen 30 vorgesehen. Figure 5 shows a cylinder head gasket, most of which are also like the flat product shown in FIGS. 3 and 4, perforated by openings 20 is. There are also large openings 22 which correspond to the cylinder bores, and ignition rings 24 are fitted in these openings. The ignition rings 24 are manufactured in pairs and are connected to one another in pairs by a web 32, openings 34 being provided in each of these webs 32. The ignition rings offer the guarantee that in the cylinder liner of a diesel engine a constant Pressure is maintained and that there is no pre-ignition in a gasoline engine comes, which could happen if one of the thin marginal edges on the cylinder bores heated until glowing. Instead of installing separate ignition rings, you can also be provided, the recessed openings 22 in the seal for the cylinder bores To be bordered like an eyelet. For the cylinder bolts openings 26 are provided for other purposes, for example for leading through flow channels, further openings 28. As can be seen from the drawing, the arrangement scheme of the perforations 20 mostly retained on the circumferential edge of the seal or at the openings 28, or in other words, it has been envisaged that each of the circumferential edges of the seal or located at the edge of an opening 28 breakthrough opening 20 the relevant Edge contour cuts, provided that this cutting of the edge contour for the functional purpose the opening is irrelevant. But if it were essential that each the openings 28 has a certain size, it may prove necessary to to ensure that the through openings do not have these edge contours hurt. In some cases it may be necessary to have the openings 28 with a separate Ring or to be provided with a connection eyelet, for example if there is an oil pressure tap a water passage opening port is very close and the perforations are large enough to prevent seepage between the Allow tapping point and the water opening. On the outer periphery of the two large openings 28 (in the drawing in the upper left corner and in the lower right corner of the seal) are slit-shaped openings in the somewhat narrow edge openings 30 are provided.

Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, bestehen somit bei den Durchbrechungsöffnungen von den kleinen Öffnungen 20 bis zu den größeren Öffnungen 34 Größenunterschiede, und auch ihre Form kann unterschiedlich sein, wie dies die Schlitze 70 erkennen lassen, ebenso aber auch die Anzahl der Öffnungen in der Verteilung pro Flächeneinheit. As can be seen from the drawing, there are therefore openings in the perforations from the small openings 20 to the larger openings 34 size differences, and their shape can also be different, as is recognized by the slots 70 let, but also the number of openings in the distribution per unit area.

Es braucht nicht betont zu werden, daß die Dichtung statt der Durchbrechungsöffnungen auch allseitig ums chlo s sene Verti efungen aufweisen kann, d.h. die Dichtung kann in diesem Fall größtenteils aus einem Material der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Art bestehen, wobei dann auch die Durchbrechungsöffnungen 30 und 34 durch Vertiefungen ersetzt sein können. Needless to say, the seal instead of the perforations can also have recesses that are closed on all sides, i.e. the seal can in this case largely made of a material of the type shown in FIGS Art exist, in which case the through openings 30 and 34 are also formed by depressions can be replaced.

Wenngleich die durch die Erfindung geschaffenen Dichtungen für zahlreiche Verwendungszwecke in Betracht kommen, bezieht sich die nachfolgende Beschreibung insbesondere auf Zylinderkopfdichtungen für Benzin- oder Dieselmotoren von Kraftfahrzeugen. Although the seals created by the invention for numerous Purposes of use come into consideration, the following description refers in particular on cylinder head gaskets for gasoline or diesel engines of motor vehicles.

Bei Motoren dieser Art handelt es sich bei dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock in der Hauptsache nur um eine Ummantelung, die dazu dient, die Zylinderbohrungen und die Verbrennungs kammer von Kühlwasser umströmen zu lassen, um ein Heißlaufen-zu vermeiden. In engines of this type, the cylinder head and the The cylinder block mainly just has a jacket that serves to hold the cylinder bores and to allow cooling water to flow around the combustion chamber in order to overheat avoid.

Die aufeinandergepaßten Flächen des Zylinderblocks und des Zylinderkopfes sind daher trotz der Absteifung durch Verstärkungarippen relativ empfindlich und unterliegen beim Aufspannen einer Deformierung, und diese Sachlage erfährt noch eine weitere Zuspitzung, wenn die Dichtung zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock festgespannt wird. Aus diesem Grund ist es erforderlich, daß die Zylinderkopfdichtung diese schwankenden Belastungen aufzunehmen vermag und eine vollkommene Abdichtung vermittelt. The mating surfaces of the cylinder block and the cylinder head are therefore relatively sensitive and despite the stiffening by reinforcement ribs are subject to deformation when clamping, and this state of affairs is still being experienced a further exacerbation when the gasket between the cylinder head and the cylinder block is clamped. For this reason, it is necessary that the cylinder head gasket able to absorb these fluctuating loads and a perfect seal conveyed.

1 Bei Bei Dichtungen der üblichen Art mit Ausnahme einer gerillten Dichtung, die jedoch grob bearbeitete Flächen nicht abzudichten vermag, steht für ein Fließen des Materials kein Raum zur Verfügung, wenn man von den Randkanten einmal absieht, und die sehr hohen Druckkräfte in Bereichen wie beispielsweise in der Umgebung der Bolzen und an anderen hochbeanspruchten Stellen bringen es daher mit sich, daß das Dichtungsmaterial in Richtung der mechanisch schwächeren Bereiche ausweicht, so daß die Dichtung in diesen relativ schwachen oder dünnen Bereichen oftmals die Bettung (nämlich den Zylinderkopf oder -block) über die Streckgrenze hinaus belastet, statt die Durchbi egungsb ewegung der aufeinandergepaß ten Flächen selbst aufzunehmen, wobei die Bettung dann eine bleibende Verformung erfährt. Dies führt zu häufigeren Dichtungsdefekten, und bevor eine neue Dichtung eingesetzt werden kann, muß der Zylinderkopf entweder nachgeschliffen oder sehr oft auch erneuert werden. Die Erfindung bietet demgegenüber die Gewähr, daß beim Anziehen des Zylinderkopfes für die Dichtung an den Stellen größten Drucks ein hinreichender Raum zum Ausweichen im Zuge einer Verformung in Richtung der durch die Vertiefungen oder die Durchbrechungsöffnungen gebildeten Zwischenräume zur Verfügung steht, und aus diesem Grund kann sich die Dichtung im gesamten Bereich der Dichtfläche allen auftretenden Einsatzbedingungen unterschiedlicher Art anpassen. 1 at With seals of the usual type with the exception a grooved seal, which, however, does not seal roughly machined surfaces is able to, there is no room for the material to flow if one of apart from the marginal edges, and the very high compressive forces in areas such as in the vicinity of the bolts and in other highly stressed areas therefore bring it with it that the sealing material in the direction of the mechanically weaker areas evades, so that the seal in these relatively weak or thin areas often the bedding (namely the cylinder head or block) over the yield point loaded, instead of the Durchbi egungsb ewegung the surfaces matched one another take up yourself, whereby the bedding then experiences a permanent deformation. this results in more frequent seal failures and before a new seal is installed the cylinder head must either be reground or very often replaced will. In contrast, the invention offers the guarantee that when the cylinder head is tightened there is sufficient space for the seal to evade at the points of greatest pressure in the course of a deformation in the direction of the depressions or the perforation openings formed spaces is available, and because of this, the Seal in the entire area of the sealing surface for all operating conditions that occur customize different ways.

Die durch die Erfindung geschaffene Dichtung vermag in dieser Weise nicht nur Stärkenänderungen hinzunehmen, sondern hat auch noch andere, sehr wesentliche Vorzllge Sollte der Zylinderkopf an der Dichtfläche beispielsweise eine Schleifmarke aufweisen, und wird eine solche Rille durch die Stege oder die äußeren Flächen, welche die Vertiefungen oder die Durchbrechungsöffnungen umgeben, nicht zwangsweise ausgefüllt, so würde eine Anzahl von Vertiefungen oder Öffnungen wie ein Labyrinth wirken und die Abdichtung bleibt nach wie vor gewährleistet. The seal created by the invention is capable of this not only to accept changes in strengths, but also have other, very important ones Vorzllge Should the cylinder head, for example, have a grinding mark on the sealing surface have, and will have such a groove through the ridges or the outer surfaces, which surround the recesses or the through openings, not necessarily filled in, a number of depressions or openings would appear like a labyrinth act and the seal is still guaranteed.

Auch beim Abdichten des Kühlwassers verhält sich die Dichtung anders als übliche Dichtungen. Sobald sich bei einer üblichen Dichtung ein Kriechweg erst einmal bildet, läßt sich sein Weitergreifen nicht mehr verhindern, doch kann dies bei der erfindungsge mäßen mäßen Dichtung nicht eintreten. Sollte die Flüssigkeit unter einem der Stege oder unter einem Teil der Außenfläche hindurch sickern, so würde der Leckvorgang doch zum Stillstand kommen, sobald die Flüssigkeit die nächste Vertiefung oder Öffnung erreicht hat, und bevor die Flüssigkeit hier erneut weitersickern könnte, müßte sie erst eine weitere schwache Stelle finden, und dies wurde sich dann wiederholen, da jeder Steg oder jeder Teil der Außenfläche als eine neu aufgebaute Barriere wirkt. The seal also behaves differently when sealing the cooling water than usual seals. As soon as there is only a creepage path in a conventional seal once it forms, it can no longer be prevented from reaching further, but it can at the erfindungsge MAESSEN do not allow a seal to occur. Should the liquid passes under one of the webs or under part of the outer surface seep, then the leakage process would come to a standstill as soon as the liquid leaks has reached the next indentation or opening, and before the liquid is here could trickle down again, it would first have to find another weak spot, and this would then be repeated, as every web or every part of the outer surface acts as a newly built barrier.

Bei der Festlegung der Stärke der Dichtung orientiert man sich an dem Grad der zu erwartenden Verformung der aufeinanderzupas senden Flächen. Das Material, aus dem die Dichtung besteht, seine Härte sowie die Größe, Form, Anordnung und Anzahl der Durchbrechungsöffnungen oder Vertiefungen je Flächeneinheit (ferner auch die Tiefe der letztgenannten) werden in Abhängigkeit von den jeweils vorherrschenden Bedingungen gewählt, beispielsweise also je nach der Größe der Dichtfläche, dem Bolzendruck und dem Zylinderdruck. When determining the strength of the seal one orientates oneself on the degree of the expected deformation of the surfaces to be matched. That Material from which the seal is made, its hardness and the size, shape, arrangement and number of through openings or depressions per unit area (furthermore also the depth of the latter) will depend on the prevailing in each case Conditions selected, for example, depending on the size of the sealing surface, the Bolt pressure and the cylinder pressure.

In gewissen Fällen kann eine Materialwahl erforderlich sein, die einen Schutz des Materials gegen Korrosion oder besondere Maßnahmen zur Hervorbringung erwünschter Eigenschaften bedingt, beispielsweise in Form einer anodischen Oxydation oder in Form der Lackierung, des Farbauftrags, der Elektroplattierung oder der Beschichtung mit einem geeigneten Kunststoffmaterial, mit Asbest oder einer Asbeetmasse oder mit Gummi. In certain cases a choice of material may be necessary that a protection of the material against corrosion or special measures for the creation desired properties, for example in the form of anodic oxidation or in the form of painting, application of paint, electroplating or coating with a suitable plastic material, with asbestos or an asbeet compound or with rubber.

patentansprüche patent claims

Claims

Claims 1. Seal for producing a sealing effect between two surfaces, characterized by the presence of a number on all sides enclosed depressions (16) on at least one of its two sides or one Number of perforation openings (20, 30, 34) penetrating the seal at least in a partial area of the surface to be inserted between the surfaces to be sealed.

2. Seal according to claim 1, characterized in that a number recesses (16) enclosed on all sides are provided on both sides of the seal is.

3. Seal according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the area in which the number of depressions (16) or perforations (20, 30, 34) is provided over the greater part of the to be sealed between the Faces to be pasted extending surface.

4. Seal according to claim 3, characterized in that the Area in which the number of recesses (16) or perforation openings (20, 30, 34) is provided, essentially over the entire area to be sealed between the Surface to be inserted extends.

5. Seal according to one of the preceding claims, characterized in that that the recesses (16) or the through openings (20, 30, 34) in differ in size from one point of the seal to the other.

6. Seal according to one of the preceding claims, characterized in that that the recesses (16) or the through openings (20, 30, 34) in their frequency per unit area from one point of the seal to the other differ from each other.