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Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metalldichtung, wie z. B. eine Zylinderkopfdichtung, welche zwischen zwei Motorelementen, wie z. B. einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock eines Innenverbrennungsmotors, zur Abdichtung einzubauen ist.
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Wenn Verbindungsflächen des Zylinderkopfs und des Zylinderblocks (Zylinderkörpers) eines Kraftfahrzeugmotors abgedichtet werden, wird zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock eine Metallzylinderkopfdichtung eingebaut, so dass Verbrennungsgas, Kühlwasser oder Schmieröl abgedichtet werden kann.
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Infolge der Nachfrage nach einem leichteren Motor, einer Reduktion von Herstellungskosten usw. hat sich die Zylinderkopfdichtung zu einer Dichtung mit einer einfachen Struktur verändert, welche aus einem/einer oder zwei Metallträger/n oder -platte/n eines mehrschichtigen Typs ausgebildet ist, wobei mehrere Metallträger zur Ausbildung eines Schichtverbunds geschichtet sind. Weil die Träger aus einer oder zwei Platte/n ausgebildet sind und weil die verwendbaren Materialien wegen des leichteren Motors beschränkt sind, sind folglich die Art und Menge von Dichtmitteln ebenfalls beschränkt, so dass keine andere Wahl besteht, als ein relativ einfaches Dichtungsmittel zu verwenden.
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Andererseits bestehen je nach Art der abzudichtenden Löcher, selbst wenn die Zylinderkopfdichtung zwischen den Motorelementen abdichtet, große Unterschiede in der benötigten Dichtungsleistung. Dementsprechend ist es bei einer Zylinderbohrung notwendig, ein Verbrennungsgas in einem Zylinder abzudichten, welches eine hohe Temperatur und einen hohen Druck hat. Andererseits ist es bei einem Flüssigkeitsloch zum Zirkulieren von Kühlwasser oder Motoröl notwendig, eine Flüssigkeit abzudichten, welche eine geringe Temperatur und einen geringen Druck hat.
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Außerdem gibt es infolge einer Motorstruktur einen Unterschied zwischen dem Anpressdruck um die von Schraubenbolzenlöchern zum Festziehen von Schraubenbolzen umgebene Zylinderbohrung und dem oftmals außerhalb des Schraubenbolzenlochs angeordneten Flüssigkeitsloch, wobei eine Druckverschlusskraft des Schraubenbolzens zum Festziehen nur auf einer Seite wirkt.
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Besonders um die Zylinderbohrung ist ein hoher Anpressdruck erforderlich. Jedoch dürfen die aus einer relativ weichen Aluminiumlegierung hergestellten Motorelemente nicht beschädigt werden, so dass es schwierig ist, einen Metallträger mit hoher Steifigkeit zu verwenden. Infolgedessen gibt es ein Problem, dass die Form und Anordnung eines herkömmlichen Wulsts keine ausreichende Steifigkeit bereitstellen kann.
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Wenn bei der oben genannten Zylinderkopfdichtung lediglich ein Wulst vorgesehen wird, hängen die Steifigkeit und Dichtungsleistung des Wulsts von der Form des Wulsts und der Materialeigenschaft oder Dicke des Metallträgers ab. Das reduziert folglich die Gestaltungsmöglichkeiten bzw. führt zu Schwierigkeiten, eine geeignete Dichtungsleistung für jedes abzudichtende Loch zu erhalten.
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Speziell zur Verbesserung der Steifigkeit des Wulsts ist eine Veränderung der Plattendicke, des Plattenmaterials und der Wulststruktur, wie z. B. der Krümmung und Höhe des Wulsts, erforderlich. Jedoch ist bei einer gegenwärtigen Dichtungsgestaltung eine Gesamtoptimierung erforderlich, so dass Veränderungen der Plattendicke und des Materials nicht einfach sind. Beim oben genannten Zustand ist eine Dichtung, welche die Steifigkeit lokal verbessern kann, oder eine Weiterbearbeitung des Wulsts erforderlich.
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Deshalb wurde hauptsächlich eine wie in 8 gezeigte Dichtung D als Zylinderkopfdichtung vorgeschlagen (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Bei der Dichtung D sind ein Hauptwulst 6A und Nebenwülste 6B, welche mit den unteren Bereichen des Hauptwulsts 6A linear verbunden sind, auf einem Metallträger D ausgebildet, und in den oberen Bereichen des Hauptwulsts 6A und der Nebenwülste 6B wird ein starker Anpressdruck erzeugt, so dass die Dichtung D mit einem großen Anpressdruck zuverlässig abgedichtet werden kann.
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Die unteren Abschnitte des Hauptwulsts 6A werden jedoch infolge der an den oberen Abschnitten des Nebenwulsts 6B erzeugten Reibungskraft daran gehindert, sich auf eine gewisse Ausdehnung zu vergrößern, und sie verbessern die Steifigkeit des Hauptwulsts 6A, so dass ein relativ großer Dichtungsanpressdruck erhalten werden kann. Jedoch gibt es eine Einschränkung für ein Stoppen der Ausdehnung der oberen Abschnitte der Nebenwülste 6B lediglich mit der Reibungskraft, so dass es nicht ausreicht, eine hohe Steifigkeit zu erhalten.
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Außerdem wird als eine aus zwei Strukturen ausgebildete Metalldichtung die folgende, in 9 gezeigte Metalldichtung vorgeschlagen. Obwohl die abzudichtenden Objekte Löcher für ein Einlass-Auslass-System eines Motors sind, springen im Querschnitt kreisförmige Wülste 4, welche die Löcher 2 elastisch umgeben, von flachen Bereichen von Metallträgern 1 jeweils in entgegengesetzte Richtungen vor. Außerdem sind auf zwei Platten Wellen ausgebildet, welche zwei aufeinander folgende bergförmige Abschnitte 4a, 4b haben, wobei die Platten zur Ausbildung eines Schichtverbunds derart geschichtet sind, dass beide obere Enden der bergförmigen Abschnitte 4a der kreisförmigen Wülste 4 aneinander anliegen. Eine Metallplatte stellt einen kreisförmigen Wulst 4 mit einer Biegung mit der zweifachen Höhe der bergförmigen Abschnitte bereit und ermöglicht eine ausreichende elastische Deformation des kreisförmigen Wulsts 4. Infolgedessen verhindert die Metalldichtung ein Austreten des abzudichtenden Mediums noch effektiver. Übrigens bezeichnet das Bezugszeichen 3 in 9 ein Schraubenbolzenloch.
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Jedoch wird mit der Dichtung mit zwei Strukturen, wobei die wellenartigen und bergförmigen oberen Abschnitte
4a aneinander anliegen, eine vorgegebene Drucksteifigkeit der Wülste
4 nicht erzielt, wenn die anliegenden Wülste
4 verrutschen, so dass eine beabsichtigte Wirkung nicht erreicht werden kann. Infolgedessen ist es erforderlich, dass die anliegenden Wülste
4 mit hoher Genauigkeit angeordnet werden. Weil das Anordnen eine ausgefeilte Technik erfordert, ist das aus praktischer Sicht bei der Zylinderkopfdichtung mit einer Struktur mit einem kleinen Wulst mit einer Breite von 3 mm und darunter schwierig.
Patentreferenz 1:
Japanische Offenlegungsschrift Nr. H11-230 355 A (
2, Seite 2)
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben genannten Problem zu lösen, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Metalldichtung für eine Zylinderkopfdichtung usw. bereitzustellen, welche aus mehreren Platten ausgebildet ist, wobei ein erster Metallträger eine Haupt-Vollsicke im Dichtungsloch enthält, und wobei ein auf eine Vertiefungsseite der Haupt-Vollsicke zu schichtender zweiter Metallträger Beschränkungswülste enthält, welche die Ausdehnung der unteren Abschnitte in einem Abschnitt beschränken, in welchem die unteren Abschnitte der Haupt-Vollsicke anliegen. Die Deformation der unteren Abschnitte der Haupt-Vollsicke in eine Verbreiterungsrichtung wird durch die Beschränkungswülste des zweiten Metallträgers beschränkt oder begrenzt, so dass eine geeignete Wulststeifigkeit erreicht werden kann. Folglich können mit der Metalldichtung um die Zylinderbohrung ein geeigneter Anpressdruck verteilt und aufrechterhalten und eine hervorragende Dichtungsleistung erreicht werden.
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Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Erfindung.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die oben genannten Aufgaben werden durch eine Metalldichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 8.
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Eine Metalldichtung der Erfindung mehrere Metallträger oder -platten. Auf dem ersten Metallträger der Dichtung ist um das abzudichtende Loch eine Haupt-Vollsicke vorgesehen. Außerdem sind auf dem zweiten Metallträger, welcher auf eine Vertiefungsseite der Haupt-Vollsicke zur Ausbildung eines Schichtverbunds geschichtet ist, Beschränkungs- oder Begrenzungswülste vorgesehen, welche die Ausdehnung unterer Abschnitte in Bereichen beschränken, in welchen die unteren Abschnitte der Haupt-Vollsicke anliegen.
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Infolge der Beschränkungswülste, welche die Ausdehnung der unteren Abschnitte der Haupt-Vollsicke beschränken, kann die Deformation gemäß der Struktur in eine Verbreiterungsrichtung der Haupt-Vollsicke verhindert werden, so dass die Steifigkeit und der Dichtungsanpressdruck der Haupt-Vollsicke beachtlich verbessert werden können. Folglich können mit der Struktur eine geeignete Wulststeifigkeit bereitgestellt und um die Zylinderbohrung usw. ein geeigneter Anpressdruck verteilt und aufrechterhalten werden.
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Bei der Metalldichtung sind die Beschränkungswülste auf dem zweiten Metallträger z. B. durch einen vollständigen Innenwulst und einen vollständigen Außenwulst ausgebildet, wo die an den unteren Abschnitten der Haupt-Vollsicke anliegenden Bereiche zu Vertiefungen werden. Wenn die Dichtung zusammengedrückt wird, werden in diesem Fall die unteren Abschnitte der Haupt-Vollsicke in die Vertiefungen des Innenwulsts bzw. Außenwulsts eingepasst. Infolgedessen kann das Verbreitern der Haupt-Vollsicke verhindert werden.
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Außerdem können die Beschränkungswülste des zweiten Metallträgers bei der Metalldichtung durch einen vollständigen Nebenwulst ausgebildet sein, welcher breiter als die Haupt-Vollsicke und derart vorgesehen ist, dass die Bereiche, an welchen die unteren Abschnitte der Haupt-Vollsicke anliegen, beidseitig zu den Schrägflächen der Vertiefungen werden. Wenn die Dichtung zusammengedrückt wird, liegen die unteren Abschnitte der Haupt-Vollsicke in diesem Fall an den Schrägflächen der Vertiefung der breiten Haupt-Vollsicke an, so dass das Verbreitern der Haupt-Vollsicke verhindert werden kann.
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Die breite Vollsicke kann außerdem als eine Kombination aus zwei Halbwülsten aufgefasst werden.
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Außerdem können die Beschränkungswülste auf dem zweiten Metallträger der Metalldichtung mit einem Abstand angeordnet sein, welcher größer ist als die Breite der Haupt-Vollsicke, und werden durch den vollständigen Innenwulst, wo der am inneren unteren Abschnitt der Haupt-Vollsicke anliegende Bereich die Außenschrägfläche eines Vorsprungs ist, und den vollständigen Außenwulst gebildet sein, wo der am äußeren unteren Abschnitt der Haupt-Vollsicke anliegende Bereich die innere Schrägfläche des Vorsprungs ist. Wenn die Dichtung gedrückt wird liegen die unteren Abschnitte der Haupt-Vollsicke in diesem Fall an den Schrägflächen der Vorsprünge des Innenwulsts bzw. Außenwulsts an. Infolgedessen kann das Verbreitern der Haupt-Vollsicke verhindert werden.
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Außerdem können bei der Metalldichtung, falls anstelle einer Verwendung der Beschränkungswülste die an den unteren Abschnitten des Hauptwulsts anliegenden Bereiche durch Beschränkungsvertiefungen, welche durch Prägen hergestellt werden, ausgebildet sein, die unteren Abschnitte der Haupt-Vollsicke jeweils in die Beschränkungsvertiefungen eingepasst, wenn die Dichtung zusammengedrückt wird. Folglich kann das Verbreitern der Haupt-Vollsicke verhindert werden.
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Außerdem können in einem Zustand, in welchem die Metalldichtung zusammengedrückt ist, die unteren Abschnitte der Haupt-Vollsicke in die Schrägflächen der Vertiefungen eingepasst sein, oder die unteren Abschnitte der Haupt-Vollsicke können an den Schrägflächen des Vorsprungs des Wulsts anliegen. Das schließt den Fall mit ein, bei welchem das Einpassen oder der Zustand des Anliegens nicht vor einem Drücken der Metalldichtung mit einem vorgegebenen Druck ausgeführt wird bzw. vorliegt, d. h., wenn die Metalldichtung nicht zusammengedrückt wird, behält diese eine anfängliche Form. Beispielsweise kann bei der Zylinderkopfdichtung der Zustand des Anliegens erreicht werden, indem die Dichtung zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock eingebaut und mittels Schraubenbolzen zum Festziehen mit dem vorgegebenen Druck zusammengedrückt wird, oder bei einem Betrieb des Motors in der Dichtung eine große Druckkraft erzeugt wird, selbst wenn die unteren Abschnitte der Haupt-Vollsicke in einem Anfangszustand eines einzelnen Körpers der Dichtung nicht an den Schrägflächen des Vorsprungs des Wulsts anliegen.
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Durch Beschränken oder Begrenzen der Deformation der Haupt-Vollsicke kann die Steifigkeit des Hauptwulsts gemäß der Struktur variiert und fein eingestellt werden. Außerdem kann ein Beschränkungsgrad in eine Verbreiterungsrichtung der Haupt-Vollsicke durch die Formen des Beschränkungswulsts oder Beschränkungsvertiefungen und die Materialeigenschaften oder Dicke des zweiten Metallträgers eingestellt werden. Folglich können durch die Kombination der Form der Haupt-Vollsicke usw. verschiedene Dichtungsanpressdrücke erzeugt werden. Infolgedessen können relativ zu jedem Dichtungsloch eine weitere geeignete Dichtungslinie ausgebildet und die Dichtungsleistung verbessert werden.
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Durch einen diskontinuierlich ausgebildeten Beschränkungswulst in einer Umfangsrichtung kann die Stärke der Beschränkungskraft relativ zur Umfangsrichtung der Haupt-Vollsicke lokal einfach eingestellt werden.
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Die Metalldichtung kann alternativ Metallträger oder -platten umfassen, und es kann eine Wulstplatte mit einer Haupt-Vollsicke um ein Dichtungsloch vorgesehen sein. Außerdem kann auf einem auf eine Vertiefungsseite der Haupt-Vollsicke zur Ausbildung eines Schichtverbunds geschichteten zweiten Metallträger eine Beschränkungswulst vorgesehen sein, welche die Ausdehnung der Endabschnitte der Wulstplatte beschränkt. Der Beschränkungswulst kann durch eine Vollsicke gebildet sein, welcher breiter als die Wulstplatte und derart vorgesehen ist, dass die an den Endabschnitten der Wulstplatte anliegenden Bereiche beidseitig der Schrägflächen der Vertiefung sind.
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Wegen der Beschränkungswulst, welcher die Ausdehnung der Endabschnitte der Wulstplatte, welche die Haupt-Vollsicke enthält, beschränkt, kann gemäß der Struktur die Deformation in eine Verbreiterungsrichtung der Haupt-Vollsicke verhindert werden, so dass die Steifigkeit und der Dichtungsanpressdruck der Haupt-Vollsicke beachtlich verbessert werden können. Folglich kann die Struktur eine geeignete Wulststeifigkeit bereitstellen und den geeigneten Anpressdruck um die Zylinderbohrung verteilen und aufrechterhalten usw.
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Wie oben erklärt wurde, kann mit der erfindungsgemäßen Metalldichtung bei einem Dichtungswulstabschnitt einer Schichtverbunddichtung durch Beschränken oder Begrenzen der Ausdehnung der unteren Abschnitte der im ersten Metallträger ausgebildeten Vollsicke in eine Breitenrichtung die Steifigkeit des Wulsts verbessert werden.
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Der Beschränkungsgrad in einer Verbreiterungsrichtung der Haupt-Vollsicke kann durch die Formen des Beschränkungswulsts oder der Beschränkungsvertiefungen und die Materialeigenschaft oder Dicke des zweiten Metallträgers eingestellt werden. Folglich können durch die Kombination des oben Genannten mit der Form des Hauptwulsts, der Materialeigenschaft oder Dicke des ersten Metallträgers usw. unterschiedliche Anpressdrücke erzeugt werden.
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Deshalb kann die Metalldichtung der Erfindung relativ zu jedem Dichtungsloch die geeignete Wulststeifigkeit erreichen und sich auf jede erforderliche Dichtungsleistung genau einstellen. Infolgedessen kann eine hervorragende Dichtungsleistung erreicht werden, weil die Metalldichtung den geeigneten Anpressdruck um die Zylinderbohrung usw. verteilen und aufrechterhalten kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine teilperspektivische Ansicht mit einem Querschnitt einer Zylinderkopfdichtung gemäß der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt eine teilperspektivische Ansicht mit einem Querschnitt der Zylinderkopfdichtung in 1 in einem zusammengedrückten Zustand;
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3 zeigt eine teilperspektivische Ansicht mit einem Querschnitt der Zylinderkopfdichtung gemäß der zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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4 zeigt eine teilperspektivische Ansicht mit einem Querschnitt der Zylinderkopfdichtung gemäß der dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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5 zeigt eine teilperspektivische Ansicht mit dem Querschnitt der Zylinderkopfdichtung gemäß der vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt eine teilperspektivische Ansicht mit dem Querschnitt der Zylinderkopfdichtung gemäß der fünften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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7 zeigt eine teilperspektivische Ansicht mit dem Querschnitt der Zylinderkopfdichtung gemäß der sechsten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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8 zeigt eine teilperspektivische Ansicht einer herkömmlichen Dichtung; und
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9 zeigt eine teilperspektivische Ansicht einer herkömmlichen Metalldichtung.
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Genaue Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen
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Nachfolgend werden Ausgestaltungen einer Metalldichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den Zeichnungen als Beispiele für eine Zylinderkopfdichtung erklärt. Ferner sind 1 bis 7 veranschaulichende Zeichnungen und Dichtungsabschnitte sind bei den Zylinderkopfdichtungen 1A bis 1F durch Dicken, Größen und Horizontal-zu-Vertikal-Verhältnissen eines Wulsts und einer Überzugsschicht, welche von den tatsächlichen verschieden sind, übertrieben dargestellt, so dass die Strukturen leichter verständlich sind. Außerdem bezeichnet in dieser Beschreibung das Wort ”innere” bzw. ”Innen-” eine Zylinderbohrungsseite und ”äußere” bzw. ”Außen-” bezeichnet eine von der Zylinderbohrung zurückgesetzte Anordnung.
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Die in den 1 bis 7 gezeigten Metalldichtungen 1A bis 1F gemäß der Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock (Zylinderkörper) eines Motors einzubauende Zylinderkopfdichtungen zum Abdichten eines Verbrennungsgases der Zylinderbohrungen, welches eine hohe Temperatur und einen hohen Druck hat, und von Fluiden, wie z. B. Kühlwasser oder Öl, usw. in Kühlwasserkanälen oder Kühlölkanälen usw..
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Die Zylinderkopfdichtungen 1A bis 1F enthalten einen ersten Metallträger oder eine erste Metallplatte 10, welcher/welche aus einem rostfreien angelassenen Material (angelassenes Material, z. B. SUS304) usw. hergestellt ist, und einen zweiten Metallträger oder eine zweite Metallplatte 20, welcher/welche aus einem rostfreien thermisch aufbereiteten Material (Federstahlplatte, z. B. SUS301) oder einer Weichstahlplatte usw. hergestellt ist. Die Metallträger 10, 20 sind passend zu Formen der Motorelemente, wie z. B. des Zylinderblocks usw., hergestellt. In den Metallträgern 10, 20 sind Zylinderbohrungen 2, Flüssigkeitslöcher zum Zirkulieren des Kühlwassers oder Motoröls und Schraubenbolzenlöcher zum Festziehen von Schraubenbolzen ausgebildet.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, enthält der erste Metallträger 10 bei der Metalldichtung 1A gemäß der ersten Ausgestaltung eine Haupt-Vollsicke 11, welcher um die Zylinderbohrung 2 vorgesehen ist, welche ein Dichtungsloch darstellt. Außerdem sind die an den unteren Abschnitten 11a, 11b der Haupt-Vollsicke 11 anliegenden Bereiche bei dem auf eine Vertiefungsseite der Haupt-Vollsicke 11 zur Ausbildung eines Schichtverbunds geschichteten zweiten Metallträger 20 durch einen vollständigen Innenwulst 21 und einen vollständigen Außenwulst 22 ausgebildet, welche Vertiefungen 21c, 22c werden. Insbesondere sind die Beschränkungs- oder Begrenzungswülste 21, 22, welche die Ausdehnung der unteren Abschnitte 11a, 11b beschränken oder begrenzen, in den Bereichen vorgesehen, an welchen die unteren Abschnitte 11a, 11b der Haupt-Vollsicke 11 anliegen.
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Wenn die Metalldichtung 1A gedrückt wird, wird der innere untere Abschnitt 11a der Haupt-Vollsicke 11 gemäß der Struktur in die Vertiefung 21c des Innenwulsts 21 eingepasst, und der äußere untere Abschnitt 11b wird in die Vertiefung 22c des Außenwulsts 22 eingepasst, so dass ein Verbreitern der Haupt-Vollsicke 11, d. h. ein Verbreitern der Breite der Haupt-Vollsicke 11 in eine horizontalen Richtung (Richtung in der Dichtungsfläche) verhindert werden kann. Infolgedessen können die Steifigkeit und der Dichtungsanpressdruck der Haupt-Vollsicke 11 beachtlich verbessert werden.
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Bei der Metalldichtung 1B gemäß der in 3 gezeigten zweiten Ausgestaltung ist im ersten Metallträger 10 eine Haupt-Vollsicke 11 um die Zylinderbohrung 2 vorgesehen, welche das Dichtungsloch darstellt. Außerdem ist auf dem auf die Vertiefungsseite der Haupt-Vollsicke 11 zur Ausbildung eines Schichtverbunds geschichteten zweiten Metallträger 20 ein vollständiger Nebenwulst 23, welcher breiter ist als die Haupt-Vollsicke 11, derart ausgebildet, dass eine Innenschrägfläche 23d einer Vertiefung 23c zu einem Bereich wird, an welchem der innere untere Abschnitt 11a der Haupt-Vollsicke 11 anliegt, und dass eine Außenschrägfläche 23e der Vertiefung 23c zu einem Bereich wird, an welchem der äußere untere Abschnitt 11b der Haupt-Vollsicke 11 anliegt. Insbesondere ist ein Beschränkungswulst 23, welcher die Ausdehnung der unteren Abschnitte 11a, 11b beschränkt, in den Bereichen vorgesehen, in welchen die unteren Abschnitte 11a, 11b der Haupt-Vollsicke 11 anliegen. Die breite Vollsicke 23 kann außerdem als Kombination zweier Halbwülste angesehen werden.
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Wenn die Metalldichtung 1B zusammengedrückt wird, liegen die unteren Abschnitte 11a bzw. 11b der Haupt-Vollsicke 11 gemäß der Struktur an den Vertiefungsschrägfläche 23d, 23e des breiten vollständigen Nebenwulsts 23 an. Folglich können das Verbreitern der Haupt-Vollsicke 11 verhindert und die Steifigkeit und der Dichtungsanpressdruck der Haupt-Vollsicke 11 beachtlich verbessert werden.
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Bei der Metalldichtung 10 gemäß der in 4 gezeigten dritten Ausgestaltung ist im ersten Metallträger 10 die Haupt-Vollsicke 11 um die Zylinderbohrung 2 vorgesehen, welche ein Dichtungsloch darstellt. Außerdem sind auf dem auf der Vertiefungsseite der Haupt-Vollsicke 11 zur Ausbildung eines Schichtverbunds geschichteten zweiten Metallträger 20 ein vollständiger Innenwulst 24 und ein vollständiger Außenwulst 25 ausgebildet und mit einem größeren Abstand als die Breite der Haupt-Vollsicke 11 angeordnet. Bei dem vollständigen Innenwulst 24 wird ein am inneren unteren Abschnitt 11a der Haupt-Vollsicke 11 anliegender Bereich eine Außenschrägfläche 24f des Vorsprungs. Bei der vollständigen Außenwulst 25 wird ein am äußeren unteren Abschnitt 11b der Haupt-Vollsicke 11 anliegender Bereich eine Innenschrägfläche 25f des Vorsprungs. Mit anderen Worten sind die Beschränkungs- oder Begrenzungswülste 24, 25, welche die Ausdehnung der unteren Abschnitte 11a, 11b, beschränken, in den Bereichen vorgesehen, in welchen die unteren Abschnitte 11a, 11b der Haupt-Vollsicke 11 anliegen.
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Wenn die Metalldichtung 1C zusammengedrückt wird, liegen die unteren Abschnitte 11a, 11b der Haupt-Vollsicke 11 gemäß der Struktur an den Vorsprungsschrägflächen 24f, 25f des vollständigen Innenwulsts 24 bzw. des vollständigen Außenwulsts 25 an. Infolgedessen können das Verbreitern der Haupt-Vollsicke 11 verhindert und die Steifigkeit und der Dichtungsanpressdruck der Haupt-Vollsicke 11 beachtlich verbessert werden.
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Bei der Metalldichtung 1D gemäß der in 5 gezeigten vierten Ausgestaltung sind im zweiten Metallträger 20 anstatt einer Verwendung der Beschränkungswülste 21, 22 der Metalldichtung 1A der ersten Ausgestaltung an den unteren Abschnitten 11a, 11b der Haupt-Vollsicke 11 anliegende Bereiche als eine Innenvertiefung 31 und eine Außenvertiefung 32 ausgebildet, welche durch Prägen ausgebildet sind. Speziell werden die durch das Prägen ausgebildeten Beschränkungsvertiefungen 31, 32 anstatt der Beschränkungswülste 21, 22 verwendet. Wenn die Metalldichtung 1D gedrückt wird, werden gemäß der Struktur der innere untere Abschnitt 11a der Haupt-Vollsicke 11 in die Innenvertiefung 31 und der äußere untere Abschnitt 11b in die Außenvertiefung 32 eingepasst. Infolgedessen können das Verbreitern der Haupt-Vollsicke 11 verhindert und die Steifigkeit und der Dichtungsanpressdruck der Haupt-Vollsicke 11 beachtlich erhöht werden.
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Bei der Metalldichtung 1E gemäß der in 6 gezeigten fünften Ausgestaltung sind im zweiten Metallsubstrat 20 anstatt einer Verwendung der Beschränkungswülste 23 der Metalldichtung 1B gemäß der zweiten Ausgestaltung an den unteren Abschnitten 11a, 11b der Haupt-Vollsicke 11 anliegende Bereiche als eine durch Prägen hergestellte Vertiefung 33 ausgebildet. Die Vertiefung 33 ist breiter ausgebildet als die Haupt-Vollsicke 11, und eine Innenschrägfläche 33a der Vertiefung 33 wird ein Bereich, an welchem der innere untere Abschnitt 11a der Haupt-Vollsicke 11 anliegt. Außerdem wird eine Außenschrägfläche 33b der Vertiefung 33 ein Bereich, an welchem der äußere untere Abschnitt 11b der Haupt-Vollsicke 11 anliegt.
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Wenn die Metalldichtung 1E zusammengedrückt wird, liegen die unteren Abschnitte 11a, 11b der Haupt-Vollsicke 11 gemäß der Struktur an der Schrägfläche 33a bzw. 33b der breiten Vertiefung 33 an. Infolgedessen können das Verbreitern der Haupt-Vollsicke 11 verhindert und die Steifigkeit und der Dichtungsanpressdruck der Haupt-Vollsicke 11 beachtlich erhöht werden.
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Außerdem können bei jeder Struktur der 1 bis 6 die Beschränkungs- oder Begrenzungswülste 21, 22, 23, 24, 25 und die Vertiefungen 31, 32, 33 kreisförmig bzw. umlaufend oder diskontinuierlich umlaufend vorgesehen sein. Entsprechend der Länge und Position des Beschränkungswulsts und der Vertiefung kann die Größe (Stärke) der Beschränkung in eine Verbreiterungsrichtung der Haupt-Vollsicke 11 genau eingestellt werden.
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Es folgen beispielhaft Größen bei der Metalldichtung 1A gemäß der ersten Ausgestaltung der 1. Falls der Durchmesser der Zylinderbohrung 2 ungefähr 50 mm bis 90 mm ist, hat der erste Metallträger 10 bzw. der zweite Metallträger 20 eine Dicke von 0,10 mm bis 0,40 mm. Der Wulst des Hauptwulsts 11 ist 0,05 mm bis 0,30 mm hoch und 1,00 mm bis 5,00 mm breit (Abstand zwischen den unteren Abschnitten). Jeder Wulst des vollständigen Innenwulsts 21 und vollständigen Außenwulsts 22 ist 0,01 mm bis 0,15 mm hoch und 0,5 mm bis 3,0 mm breit.
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Gemäß den Zylinderkopfdichtungen 1A bis 1E der oben genannten Struktur wird die Ausdehnung der unteren Abschnitte 11a, 11b der im ersten Metallträger 10 ausgebildeten Haupt-Vollsicke 11 in eine Breitenrichtung in dem Dichtungsabschnitt um die Zylinderbohrung 2 beschränkt oder eingeschränkt, so dass die Wulststeifigkeit der Haupt-Vollsicke 11 verbessert werden kann.
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Ein Beschränkungsgrad in einer Verbreiterungsrichtung der Haupt-Vollsicke 11 kann durch Formen der Beschränkungswülste 21 bis 25 oder Beschränkungsvertiefungen 31 bis 33 und die Materialeigenschaft oder Dicke des zweiten Metallträgers eingestellt werden. Durch die Kombination der oben genannten Formen mit der Materialeigenschaft oder Dicke und der Form der Haupt-Vollsicke 11 oder der Materialeigenschaft oder Dicke des ersten Metallträgers 10 können verschiedene Anpressdrücke erzeugt werden.
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Deshalb können sich die Zylinderkopfdichtungen 1A bis 1E hinsichtlich jeder Zylinderbohrung 2 genau auf die erforderliche Dichtungsleistung einstellen. Infolgedessen können die Zylinderkopfdichtungen 1A bis 1E den geeigneten Anpressdruck um die Zylinderbohrung 2 usw. verteilen und aufrechterhalten, und es kann die hervorragende Dichtungsleistung erreicht werden.
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Bei der Metalldichtung 1F gemäß der in 7 gezeigten sechsten Ausgestaltung ist anstatt einer Verwendung des ersten Metallträgers 10 und der Haupt-Vollsicke 11 eine umlaufende bzw. kreisförmige Wulstplatte 40, welche aus einem rostfreien angelassenen Material (angelassenes Material, z. B. SUS304) usw. hergestellt ist, mit einer Haupt-Vollsicke 41 vorgesehen.
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Außerdem ist auf dem auf die Vertiefungsseite der Haupt-Vollsicke 41 zur Ausbildung eines Schichtverbunds geschichteten zweiten Metallträger 20 ein vollständiger Nebenwulst 26, welcher breiter ist als die Wulstplatte 40, derart ausgebildet, dass eine Innenschrägfläche 26a der Vertiefung ein Bereich wird, an welchem ein innerer Endabschnitt 40a der Wulstplatte 40 anliegt, und dass eine Außenschrägfläche 26b der Vertiefung ein Bereich wird, an welchem der äußere Endabschnitt 40b der Wulstplatte 40 anliegt. Speziell ist die Beschränkungswulst 26, welche die Ausdehnung der unteren Abschnitte der Haupt-Vollsicke beschränkt, in den Bereichen vorgesehen, an welchen die inneren und äußeren Endabschnitte 40a, 40b der Wulstplatte 40 an der Haupt-Vollsicke 41 anliegen. Die breite Haupt-Vollsicke 26 kann außerdem als Kombination zweier Halbwülste betrachtet werden.
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Wenn die Metalldichtung 1F zusammengedrückt wird, liegen die Endabschnitte 40a, 40b der Wulstplatte 40 gemäß der obigen Struktur an den Vertiefungsschrägflächen 26a, 26b der breiten Vollsicke 26 an, so dass das Verbreitern der Haupt-Vollsicke 41 verhindert und die Steifigkeit und der Dichtungsanpressdruck der Haupt-Vollsicke 41 beachtlich erhöht werden können.
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Im Übrigen ist die Erfindung nicht auf die oben genannten Ausgestaltungen und auf die Zylinderkopfdichtung beschränkt. Die Erfindung kann bei Metalldichtungen, wie z. B. einer Dichtung für eine Ansaugleitung bzw. Verteilerleitung oder eine Abgasleitung, verwendet werden.
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Obwohl die aus zwei Metallträgern 10, 20 gebildete Zylinderkopfdichtung oben beschrieben worden ist, kann die vorliegende Erfindung bei einer aus drei oder mehreren Metallträgern gebildeten Zylinderkopfdichtung verwendet werden. In diesem Fall weisen die beiden Metallträger, aus welche die Zylinderkopfdichtung aufgebaut ist, die Struktur der oben genannten Metallträger 10, 20 auf, und auf die Metallträger 10, 20 ist ein weiterer Metallträger zur Ausbildung eines Schichtverbunds geschichtet.
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Der Offenbarungsgehalt der am 16. November 2004 eingereichten
Japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-331404 wird hierin einbezogen.
