DE20017774U1

DE20017774U1 - Metal gasket

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Publication number: DE20017774U1
Application number: DE20017774U
Authority: DE
Original assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Current assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2001-01-18
Anticipated expiration: 2010-10-18

Description

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17. Oktober 2000 RZ 10/99 (SE)17 October 2000 RZ 10/99 (SE)

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MetallflachdichtungMetal flat gasket

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REINZ-Dichtungs-GmbH & Co. KG
RZ 10/99REINZ Sealing GmbH & Co. KG
RZ 10/99

MetallflachdichtungMetal flat gasket

Die Erfindung betrifft eine Metallflachdichtung mit mindestens einem Dichtungsblech, an der um mindestens eine Durchgangsöffnung eine Sicke und ein Verformungsbegrenzer (Stopper) für die jeweilige Sicke ausgebildet sind.The invention relates to a metal flat gasket with at least one sealing sheet, on which a bead and a deformation limiter (stopper) for the respective bead are formed around at least one through opening.

An miteinander abzudichtenden Flächen, insbesondere bei Zylinderkopfdichtungen, ändert sich die Pressung an einer Dichtung ständig. Zur Aufrechterhaltung einer einwandfreien Abdichtung über einen längeren Zeitraum, ist es daher erforderlich eine Dichtung mit entsprechenden Federungseigenschaften zur Verfügung zu stellen. Hierzu werden bei metallischen Flachdichtungen Sicken ausgebildet, die durch die elastische Verformbarkeit die gewünschten Federeigenschaften erreichen. Zur Vermeidung einer über ein bestimmtes Maß hinausgehenden plastischen Verformung der Sicken ist es üblich, Verformungsbegrenzer in unmittelbarer Nähe derOn surfaces that are to be sealed together, especially cylinder head gaskets, the pressure on a gasket changes constantly. To maintain a perfect seal over a longer period of time, it is therefore necessary to provide a gasket with appropriate spring properties. For this purpose, beads are formed in metallic flat gaskets, which achieve the desired spring properties through elastic deformability. To avoid plastic deformation of the beads beyond a certain extent, it is usual to install deformation limiters in the immediate vicinity of the

Sicken an einer solchen Flachdichtung auszubilden. Die häufig auch als "Stopper" bezeichneten Verformungsbegrenzer können bei mehrlagigen metallischen Flachdichtungen sowohl an der Metallage, in der auch die jewei-. lige Sicke ausgebildet ist, wie auch an benachbart zu dieser Lage angeordneten Lagen angeordnet sein.Beads are formed on such a flat gasket. The deformation limiters, often referred to as "stoppers", can be arranged on multi-layer metallic flat gaskets both on the metal layer in which the respective bead is formed and on layers arranged adjacent to this layer.

Solche Verformungsbegrenzer werden üblicherweise durch Verformung der jeweiligen metallischen Lage hergestellt,, wobei in den häufigsten Fällen eine Umbiegung bzw. Umbördelung der jeweiligen Lage zur Herstellung eines Verformungsbegrenzers durchgeführt wird. Es werden aber auch andere Formgebungsverfahren für das Einprägen bestimmter Formen bzw. Konturen für die Ausbildung solcher Verformungsbegrenzer eingesetzt.Such deformation limiters are usually produced by deforming the respective metal layer, whereby in most cases the respective layer is bent or flanged to produce a deformation limiter. However, other forming processes are also used to emboss certain shapes or contours for the formation of such deformation limiters.

Aus der DE 197 31 490 Al ist eine metallische Flachdichtung bekannt, die wenigstens eine Dichtungslage mit wenigstens einer Durchgangsöffnung aufweist, wobei die Durchgangsöffnung von einer Sicke vollständig umschlossen ist. Gemäß der vorstehend erwähnten Offenlegungsschrift ist es auch vorgesehen, daß die dort angesprochene Sicke durch Anstauchen des Dichtungsrandes im Bereich der Durchgangsöffnung verdickt wird.From DE 197 31 490 A1, a metallic flat gasket is known which has at least one sealing layer with at least one through-opening, the through-opening being completely enclosed by a bead. According to the above-mentioned publication, it is also provided that the bead mentioned there is thickened by upsetting the sealing edge in the area of the through-opening.

Weiterhin beschreibt die EP 0 747 614 Al eine metallische Zylinderkopfdichtung bei der ein Trägerblech von zwei Deckblechen eingefaßt ist. Das Trägerblech weist, dabei brennraumseitig eine ballige Verdickung auf, die so ausgeformt ist, daß Rundungen von ausreichendem Radius vorhanden sind, so daß keine hohen Kantenpressungen auftreten.Furthermore, EP 0 747 614 A1 describes a metal cylinder head gasket in which a carrier plate is enclosed by two cover plates. The carrier plate has a spherical thickening on the combustion chamber side, which is shaped in such a way that the curves have a sufficient radius so that no high edge pressures occur.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch die vorstehend beschriebene Flachdichtung noch nicht dazu geeignet sind, eine ausreichende Vergleichmäßigung der Pres-However, it has been shown that the flat gasket described above is not yet suitable for achieving sufficient equalization of the pressure

sungsverteilung und eine Verringerung der Dynamik des Dichtspaltes zu erreichen.solution distribution and a reduction in the dynamics of the sealing gap.

Ausgehend hiervon ist es die Aufgabe der vorliegende Erfindung, eine verbesserte metallische Flachdichtung mit einem Verformungsbegrenzer für Sicken zur Verfügung zu stellen, der einfach und kostengünstig herstellbar ist und der gleichzeitig eine Vergleichmäßigung der Pressungsverteilung gewährleistet.Based on this, the object of the present invention is to provide an improved metallic flat gasket with a deformation limiter for beads, which can be produced easily and inexpensively and which at the same time ensures an even distribution of pressure.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Metallflachdichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung, können mit den in den untergeordneten Ansprüchen enthaltenen Merkmalen erreicht,werden.According to the invention, this object is achieved with a metal flat gasket according to claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention can be achieved with the features contained in the subordinate claims.

Die erfindungsgemäße Metallflachdichtung besteht aus mindestens einem Dichtungsblech, wobei an und um eine Durchgangsöffnung mindestens eine Sicke ausgebildet ist. Am Dichtungsblech oder einem zusätzlichen Dichtungsblech ist ein Verformungsbegrenzer (Stopper) für die entsprechende. Sicke vorhanden. Neben dem bereits erwähnten einen Dichtungsblech kann auch ein zweites Dichtungsblech auf der anderen Seite (Dreilagendichtung) vorhanden sein. Am zweiten Dichtungsblech kann ebenfalls eine Sicke ausgebildet sein.The metal flat gasket according to the invention consists of at least one sealing sheet, with at least one bead being formed on and around a through-opening. A deformation limiter (stopper) for the corresponding bead is present on the sealing sheet or an additional sealing sheet. In addition to the one sealing sheet already mentioned, a second sealing sheet can also be present on the other side (three-layer seal). A bead can also be formed on the second sealing sheet.

Der an einem Dichtungsblech angeordnete Verformungsbegrenzer ist infolge einer Stauchung, ausgehend vom Rand, der zur jeweiligen Durchgangsöffnung weist, erhalten worden. Durch das Stauchen wird eine Verdikkung des Blechmaterials erreicht, ohne daß zusätzliches Material erforderlich ist oder ein Umbiegen bzw. Umbördeln durchgeführt werden muß. Wesentlich ist, daß die Dicke des Stoppers über seine Länge im wesentlichen gleich ist und daß die Verdickung gleichzeitig geformtThe deformation limiter arranged on a sealing sheet is obtained as a result of compression, starting from the edge that faces the respective through-opening. The compression results in a thickening of the sheet material without the need for additional material or bending or flanging. It is important that the thickness of the stopper is essentially the same over its length and that the thickening is formed at the same time.

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ist. Die Verformung selbst ist in Form von Einschnitten, Nuten, Sicken und/oder Rillierungen ausgebildet.The deformation itself is in the form of incisions, grooves, beads and/or corrugations.

Der Verformungsbegrenzer kann so hergestellt werden, daß das Blech fest eingespannt und eine radial wirkende Druckkraft gegen den Rand des Bleches zu einer Verdickung des Randbereiches führt, wobei das Blech-Halbfabrikat eine kleinere Öffnung, als die Durchgangsöffnung vor dem Stauchvorgang aufweisen sollte. 'The deformation limiter can be manufactured in such a way that the sheet is firmly clamped and a radially acting pressure force against the edge of the sheet leads to a thickening of the edge area, whereby the sheet metal semi-finished product should have a smaller opening than the through opening before the upsetting process. '

Das Blechmaterial ist so gestaucht und verformt, daß der Verformungsbegrenzer eine größere Dicke, als die Blechdicke des jeweiligen Dichtungsbleches aufweist.The sheet material is compressed and deformed in such a way that the deformation limiter has a greater thickness than the sheet thickness of the respective sealing sheet.

Nach dem Stauchen wird eine Verformung des Blechmaterials im Bereich des Verformungsbegrenzers durchgeführt, so daß der Verformungsbegrenzer sowohl elastisch, wie auch plastisch verformbar ist. Somit kann zusätzlich zur Verformungsbegrenzerfunktion auch ein gewisses Maß an Sikenfunktion durch einen so erhaltenen Verformungsbegrenzer erfüllt werden. Das Verformen kann aber auch gleichzeitig mit dem Stauchen durchgeführt werden.After upsetting, the sheet material is deformed in the area of the deformation limiter so that the deformation limiter can be deformed both elastically and plastically. In addition to the deformation limiter function, a deformation limiter obtained in this way can also fulfill a certain degree of siken function. However, the deformation can also be carried out at the same time as upsetting.

Die Verformung kann mit entsprechend der gewünschten. Verformungskontur, negativ konturierten Werkzeugen, die von beiden Seiten gegen das Blech gepreßt werden, durchgeführt werden. Bei der Verformung fließt das verdrängte Metall gezielt in die Konturen. Dadurch kann der Verformungsbegrenzer nicht nur in Form einer Verdickung ausgebildet, sondern auch gezielt verformt werden.The deformation can be carried out using negatively contoured tools that are pressed against the sheet metal from both sides, depending on the desired deformation contour. During the deformation, the displaced metal flows into the contours in a targeted manner. This means that the deformation limiter can not only be formed in the form of a thickening, but can also be deformed in a targeted manner.

Der Verformungsbegrenzer kann so um die eine bzw. auch mehrere Durchgangsöffnungen ringförmig ausgebildet werden, wobei die jeweiligen Ringe sowohl in Form vonThe deformation limiter can thus be designed in a ring shape around one or more through holes, whereby the respective rings can be in the form of

nutenförmigen Einschnitten, wie auch als entsprechende Erhebungen, bevorzugt mit teilkreisförmigen bzw. sinusförmigen Querschnitten ausgebildet werden können.groove-shaped incisions, as well as corresponding elevations, preferably with part-circular or sinusoidal cross-sections.

Es besteht auch die Möglichkeit mehrere solcher Ringe (Einschnitte bzw. Erhebungen) in radialer Richtung miteinander um eine Durchgangsöffnung auszubilden, so daß die plastischen und elastischen Eigenschaften weiter verbessert werden können.It is also possible to form several such rings (cuts or elevations) in a radial direction around a through opening, so that the plastic and elastic properties can be further improved.

Die Höhe und auch die Tiefe von benachbart zu einander angeordneten Einschnitten bzw. Erhebungen kann unterschiedlich groß sein, wodurch eine differenzierte Federwegbegrenzung der Sicken und eine unterschiedliche Elastizität und Plastizität in unterschiedlichen Bereichen eines solchen Verformungsbegrenzers erreichbar sind.The height and also the depth of incisions or elevations arranged adjacent to one another can vary, whereby a differentiated spring travel limitation of the beads and a different elasticity and plasticity in different areas of such a deformation limiter can be achieved.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Metallflachdichtung ist eine gute Anpassung an unterschiedliche Bauteilsteifigkeiten bzw. die sich ständig ändernden Pressungsänderungen, während des Betriebes und insbesondere bei der Nutzung als Zylinderkopfdichtung möglich. Die Federeigenschaften der Sicke(n) können dauerhaft gesichert und so eine einwandfreie Abdichtung über einen längeren Zeitraum gesichert werden.The metal flat gasket designed according to the invention allows good adaptation to different component stiffnesses or the constantly changing pressure changes during operation and especially when used as a cylinder head gasket. The spring properties of the bead(s) can be permanently secured and thus a perfect seal can be ensured over a longer period of time.

Durch die Verdickung (Überhöhung), die der erfindungsgemäße Verformungsbegrenzer darstellt, ist es in Verbindung mit der einen bzw. zwei aktiven Sicken möglich eine Abdichtung über den gesamten Umfang der Durchgangsöffnung zu erreichen und es wird während des Betriebes keine unzulässig große Verformung zugelassen.Due to the thickening (elevation) represented by the deformation limiter according to the invention, in conjunction with the one or two active beads, it is possible to achieve a seal over the entire circumference of the through-opening and no unacceptably large deformation is permitted during operation.

Durch die plastische und elastische Verformbarkeit des Verformungsbegrenzers kann eine gleichmäßige Pressungsverteilung um eine Durchgangsöffnung erreicht werden. Selbst im Bereich zwischen Zylinderkopfschrauben tritt nur ein sehr geringer Pressungsabfall auf und zusätzlich wird die Dynamik der Bewegung der Metallflachdichtung und demzufolge auch die Dynamik im Dichtspalt stark verringert.The plastic and elastic deformability of the deformation limiter enables a uniform pressure distribution around a through hole. Even in the area between cylinder head bolts, only a very small drop in pressure occurs and, in addition, the dynamics of the movement of the metal flat gasket and consequently also the dynamics in the sealing gap are greatly reduced.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using exemplary embodiments.

Dabei zeigen Fign. 1 bis 5 Beispiele für in unterschiedlicher Form verformte Trägerbleche mit Verformungsbegrenzern. Figs. 1 to 5 show examples of carrier plates deformed in different shapes with deformation limiters.

Bei den in den Fign. 1 bis 5 gezeigten Beispielen wurden unterschiedlich gestaltete Verformungsbegrenzer 4, durch eine Stauchung und Verformung eines Trägerbleches 2 erhalten.In the examples shown in Figs. 1 to 5, differently designed deformation limiters 4 were obtained by compressing and deforming a carrier sheet 2.

In Fig. 1 ist ein Teil einer Dreilagen-Metallflachdichtung, bestehend aus zwei außenseitig angeordneten Dichtungsblechen 1 mit jeweils einer Sicke 3 und einem dazwischen angeordneten Trägerblech 2 gezeigt.Fig. 1 shows part of a three-layer metal flat gasket, consisting of two sealing sheets 1 arranged on the outside, each with a bead 3 and a carrier sheet 2 arranged between them.

Wie mit dem nach links weisenden Pfeil angedeutet, ist der in Richtung auf eine Durchgangsöffnung der Dichtung weisende Rand des Trägerbleches 2 gestaucht und anschließend bzw. gleichzeitig verformt worden. Dabei bildete sich durch die auftretende Materialverschiebung eine Verdickung am Trägerblech 2 aus. Während des Stauchvorgangs wird das Trägerblech 2 außerhalb des zu stauchenden Teiles fest eingespannt und beim Stauchen die Verdickung des Blechmaterials erreicht. Die Stau^ chung und Verformung führt zur bereits im allgemeinenAs indicated by the arrow pointing to the left, the edge of the carrier sheet 2 pointing towards a through hole in the seal has been compressed and then or simultaneously deformed. The material displacement that occurs causes a thickening to form on the carrier sheet 2. During the compression process, the carrier sheet 2 is firmly clamped outside the part to be compressed and the thickening of the sheet material is achieved during compression. The compression and deformation leads to the already generally

Teil der Beschreibung erwähnten elastischen und plastischen Verformbarkeit des Verformungsbegrenzers 4.Part of the description mentioned elastic and plastic deformability of the deformation limiter 4.

Beim Beispiel nach Fig. 1 sind um die Durchgangsöffnung an der Oberseite des Trägerbleches 2 ein nutenförmiger Einschnitt in Ringform und auf der Unterseite eine entsprechende Erhebung, ebenfalls in Ringform, durch Verformung des Trägerblechmaterials ausgebildet worden.In the example according to Fig. 1, a groove-shaped incision in ring form has been formed around the through opening on the upper side of the carrier plate 2 and a corresponding elevation, also in ring form, has been formed on the underside by deformation of the carrier plate material.

In dieser, wie auch in den anderen Figuren wird deutlich erkennbar, daß die Dicke des Verformungsbegrenzers 4 in bezug zum nicht gestauchten Bereich des Bleches 2 größer ist, wobei jedoch ein bestimmter Federweg für die Sicken 3 freigehalten worden ist.In this, as well as in the other figures, it is clearly visible that the thickness of the deformation limiter 4 is greater in relation to the non-compressed area of the sheet 2, although a certain spring travel has been kept free for the beads 3.

Beim Beispiel nach Fig. 2 ist lediglich die Form des Verformungsbegrenzers 4 unterschiedlich gewählt worden. Dabei sind an beiden Seiten des Trägerbleches 2 oder eines Dichtungsbleches, z.B. an einer einlagigen Metallflachdichtung in versetzter Anordnung verdickte Erhebungen am Trägerblech 2 ausgebildet worden.In the example according to Fig. 2, only the shape of the deformation limiter 4 has been chosen differently. In this case, thickened elevations on the carrier plate 2 have been formed on both sides of the carrier plate 2 or a sealing plate, e.g. on a single-layer metal flat gasket in a staggered arrangement.

Der in Fig. 3 gezeigte Verformungsbegrenzer 4 hat an seiner Oberseite einen nutenförmigen konvexen Einschnitt und an der Unterseite eine konkave Erhebung. Ein solcher Verformungsbegrenzer 4 kann auch beidseitig konkav gewölbt sein.The deformation limiter 4 shown in Fig. 3 has a groove-shaped convex incision on its upper side and a concave elevation on the underside. Such a deformation limiter 4 can also be concavely curved on both sides.

Bei dem Beispiel nach Fig. 4 ist der Verformungsbegrenzer 4 durch mäanderförmige, angeschrägte Einschnitte und Erhebungen gebildet worden, wobei Einschnitte und Erhebungen an jeweils einer Seite des Trägerbleches 2 alternieren.In the example according to Fig. 4, the deformation limiter 4 has been formed by meandering, beveled incisions and elevations, with incisions and elevations alternating on each side of the carrier plate 2.

Beim in Fig. 5 dargestellten Beispiel ist der Verforiaungsbegrenzer 4 an seiner Oberseite mit zwei benachbart zueinander angeordneten Einschnitten in Rillenbzw. Ringform und an der Unterseite mit entsprechend abgerundeten Erhebungen als konkave und konvexe RiI-lierung verformt. Eine beidseitige konkave bzw. konvexe Rillierung ist aber ebenso möglich.In the example shown in Fig. 5, the deformation limiter 4 is deformed on its upper side with two adjacently arranged incisions in the form of grooves or rings and on the underside with correspondingly rounded elevations as concave and convex grooving. However, concave or convex grooving on both sides is also possible.

In den. Beispielen, die in den Fign. 2 und 5 dargestellt worden sind, ist auf die Darstellung von mindestens einem zusätzlichen Dichtungsblech 1 verzichtet worden. Die Metallflachdichtung kann aber mindestens ein zusätzliches Dichtungsblech 1 aufweisen, wobei auch andere Sickenformen, als die die in Fig. 1 dargestellt worden ist, zum Einsatz kommen können.In the examples shown in Figs. 2 and 5, the representation of at least one additional sealing sheet 1 has been omitted. However, the flat metal gasket can have at least one additional sealing sheet 1, and other bead shapes than those shown in Fig. 1 can also be used.

Insbesondere bei den in den Fign. 4 und 5 gezeigten Beispielen kann die Höhe bzw. die Tiefe der Erhebungen und Einschnitte am Verformungsbegrenzer 4 ausgehend von der Durchgangsöffnung radial nach außen variieren, so daß die Höhe bzw. Tiefe der in Richtung der Durchgangsöffnung angeordneten Rillen bzw. Erhebungen größer, als die weiter außen liegenden sein können. Es sind aber auch andere Höhen- und Tiefenverhältnisse möglich.Particularly in the examples shown in Figs. 4 and 5, the height or depth of the elevations and incisions on the deformation limiter 4 can vary radially outwards from the through-opening, so that the height or depth of the grooves or elevations arranged in the direction of the through-opening can be greater than those further out. However, other height and depth ratios are also possible.

Claims

1. Metal flat gasket with at least one sealing sheet, in which a bead and a deformation limiter (stopper) for the bead formed on the sealing edge are arranged around at least one through-opening, the stopper being a thickening produced by upsetting the sealing edge of the sealing sheet in the region of the through-opening, characterized in that the thickness of the stopper ( 4 ) is essentially the same over the length and that a deformation introduced with a forming tool is formed in the thickening.

2. Metal flat gasket according to claim 1, characterized in that the deformation is formed by incisions, grooves, beads and/or corrugations.

3. Metal flat gasket according to claim 1 or 2, characterized in that the stopper ( 4 ) is designed in a convex and/or concave curved shape.

4. Metal flat gasket according to claim 1 or 2, characterized in that the stopper ( 4 ) is designed in the form of a convex and/or concave groove.

5. Flat metal gasket according to one of claims 1 or 2, characterized in that the stopper ( 4 ) is designed in the form of incisions and elevations.

6. Flat metal gasket according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sealing sheet ( 2 ) is enclosed on both sides by additional sealing sheets ( 1 ).

7. Flat metal gasket according to one of claims 1 or 2, characterized in that beads ( 3 ) are present on both sealing sheets ( 1 ).