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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Dichtung und
genauer gesagt auf eine Dichtung, die gestapelte Metallplatten besitzt,
die zwischen entsprechende Fügeflächen eines
Zylinderkopfs und eines Zylinderblocks eines Verbrennungsmotors
gesetzt sind.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Im
Hinblick auf eine herkömmliche
Dichtung offenbart das j
apanische
Patentdokument Nr. 2004-353851 eine Metalldichtung, die
verhindert, dass das Dichtungselement, das auf eine Metallplatte
der Metalldichtung aufgebracht ist, aufgrund von Kühlwasser
so herab fällt,
dass es Verbrennungsmotorprobleme verursacht (Patentdokument 1).
Die in dem Patentdokument 1 offenbarte Metalldichtung ist so aufgebaut,
dass eine Platte, die dem Zylinderkopf zugewandt ist, eine Platte,
die dem Zylinderblock zugewandt ist, und eine Zwischenplatte, die
zwischen diesen angeordnet ist, aufeinander gelegt sind. Die Platten
sind durch einen Verstemmabschnitt miteinander verbunden. Der Verstemmabschnitt
liegt auf dem Wassermantel um die Verbrennungskammer herum auf.
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Zudem
offenbart die
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 11-241769 eine Metalldichtung, die auf die Sicherstellung
der Funktion eines Ausgleichsstücks
in der Metalldichtung mit einer Ausgleichsplatte abzielt, die zwischen
ein Paar von elastischen Metallplatten gesetzt ist (Patentdokument 2).
In dem Patentdokument 2 sind das Paar von elastischen Metallplatten
und die Ausgleichsplatte miteinander durch einen Verstemmabschnitt
verbunden. Der verbundene Abschnitt ist in solch einer Weise ausgebildet, dass
der Umfangsabschnitt des Bodens, der durch Pressen der Ausgleichsplatte
ausgebildet ist, in die elastischen Metallplatten beißt.
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Bei
dem vorstehend genannten Patentdokument 1 sind die gestapelten Platten,
die eine Dichtung bilden, durch den Verstemmabschnitt verbunden.
In der Nähe
der Verbrennungskammer, die mit dem Verstemmabschnitt versehen ist,
verformt sich der Zylinderblock unter dem in der Verbrennungskammer
herrschenden Druck in einem größeren Ausmaß. In diesem
Fall verursacht, wenn ein Einschnitt in den Oberflächen der
gestapelten Platten entsprechend der Position des Verstemmabschnitts
hergestellt wurde, die Verformung des Zylinderblocks, dass eine übermäßige Spannung
auf den Einschnitt ausgeübt
wird. Dies kann die Dauerhaftigkeit der Dichtung verschlechtern.
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Im
Gegensatz dazu ist bei dem vorstehend genannten Patentdokument 2
der Verstemmabschnitt so ausgebildet, dass er keinen Einschnitt in
den Oberflächen
der elastischen Metallplatten und der Ausgleichsplatte herstellt.
Dies macht es schwierig, die Tiefe der Form der zusammengefügten konvexen
und konkaven Flächen,
die in den Oberflächen jeder
Platte ausgebildet sind, größer zu machen.
Daher kann die Verbindungskraft zwischen den elastischen Metallplatten
und der Ausgleichsplatte nicht ausreichend sichergestellt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend beschriebenen
Probleme zu lösen und
eine Dichtung vorzusehen, mit der die Verbindungskraft zwischen
den gestapelten Platten ausreichend sichergestellt werden kann und
eine exzellente Dauerhaftigkeit erzielt werden kann.
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Eine
Dichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist zwischen eine Fügefläche eines
Zylinderkopfs und eine Fügefläche eines
Zylinderblocks eines Verbrennungsmotors gesetzt. Die Dichtung besitzt
eine Vielzahl von gestapelten Plattenelementen, die jeweils ein
Bohrloch entsprechend einer Verbrennungskammer in sich ausgebildet
haben. Die Vielzahl der Plattenelemente besitzt einen ersten Verstemmabschnitt
und einen zweiten Verstemmabschnitt, die jeweils in der Form einer
zusammengefügten
konvexen und konkaven Fläche
ausgebildet sind und die in den Oberflächen der Vielzahl von Plattenelementen
ausgebildet sind und die Vielzahl der Plattenelemente miteinander
verbinden. Der erste Verstemmabschnitt ist so ausgebildet, dass
er einen Einschnitt in den Oberflächen der Vielzahl von Plattenelementen
besitzt und relativ entfernt von dem Bohrloch angeordnet ist. Der
zweite Verstemmabschnitt ist ohne einen Einschnitt in den Oberflächen der
Vielzahl von Plattenelementen ausgebildet und ist relativ nah zu
dem Bohrloch angeordnet.
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Gemäß der auf
diese Art und Weise ausgebildeten Dichtung zeigt in dem Fall, in
dem eine äußere Kraft
auf die Vielzahl von Plattenelementen aufgebracht wird, der zweite
Verstemmabschnitt, der keinen Einschnitt besitzt, eine größere Stärke als
die des ersten Verstemmabschnitts, der einen Einschnitt besitzt.
Bei der vorliegenden Erfindung ist der erste Verstemmabschnitt weiter
entfernt von dem Bohrloch als der zweite Verstemmabschnitt angeordnet, sodass
die Spannung verringert werden kann, die in dem ersten Verstemmabschnitt
infolge des in der Verbrennungskammer herrschenden Drucks erzeugt wird.
Dies macht es möglich,
dass die Dauerhaftigkeit der Dichtung verbessert ist. Die Verbindungskraft zwischen
der Vielzahl von Plattenelementen kann ausreichend sichergestellt
werden, indem der zweite Verstemmabschnitt, der keinen Einschnitt
besitzt, sowie der erste Verstemmabschnitt, der einen Einschnitt
besitzt, vorgesehen werden.
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Vorzugsweise
ist die Form der zusammengefügten
konvexen und konkaven Flächen,
die in den Oberflächen
der Vielzahl von Plattenelementen ausgebildet sind, hinsichtlich
der Tiefe bei dem ersten Verstemmabschnitt größer als bei dem zweiten Verstemmabschnitt.
Die auf diese Art und Weise ausgebildete Dichtung macht es möglich, dass
die Form der zusammengefügten
konvexen und konkaven Flächen,
die in den Oberflächen
der Vielzahl von Plattenelementen ausgebildet sind, hinsichtlich
der Tiefe bei dem ersten Verstemmabschnitt, der einen Einschnitt
besitzt, größer als
bei dem zweiten Verstemmabschnitt ausgebildet sind, der keinen Einschnitt besitzt.
Somit kann die Verbindungskraft zwischen der Vielzahl von Plattenelementen
ausreichend sichergestellt werden, indem der erste Verstemmabschnitt
vorgesehen wird.
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Weiter
vorzugsweise ist der erste Verstemmabschnitt an dem Außenrand
der Plattenelemente angeordnet. Der zweite Verstemmabschnitt ist
benachbart zu dem Bohrloch angeordnet. Gemäß der auf diese Art und Weise
ausgebildeten Dichtung ist der erste Verstemmabschnitt relativ entfernt
von dem Bohrloch angeordnet und der zweite Verstemmabschnitt ist
relativ nah zu dem Bohrloch angeordnet.
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Vorzugsweise
besitzt der Zylinderblock, wenn seine Fügefläche in einer Draufsicht betrachtet wird,
eine Richtung mit einer längeren
Abmessung und eine Richtung mit einer kleineren Abmessung, die zueinander
orthogonal sind. Eine Öffnungsfläche des
Einschnitts, der in dem ersten Verstemmabschnitt hergestellt ist,
erstreckt sich in der Richtung der längeren Abmessung. Gemäß der auf
diese Art und Weise ausgebildeten Dichtung ist der Zylinderblock,
wenn der Verbrennungsmotor betrieben wird, einer relativ großen Wärmeausdehnung
in der Richtung der größeren Abmessung
und einer relativ kleinen Wärmeausdehnung
in der Richtung der kürzeren
Abmessung ausgesetzt. Diese Wärmeausdehnung
des Zylinderblocks verursacht, dass eine Spannung in der Vielzahl
von Plattenelementen entlang der Richtung erzeugt wird, in der sich
der Zylinderblock thermisch ausdehnt. Andererseits bietet der erste
Verstemmabschnitt, der einen Einschnitt besitzt, eine relativ exzellente
Dauerhaftigkeit gegenüber
der Spannung in der Richtung, in der sich die Öffnungsfläche des Einschnitts erstreckt.
Folglich kann die Dauerhaftigkeit der Dichtung durch das Ausrichten
der Richtung, in der sich die Öffnungsfläche des Einschnitts
in dem ersten Verstemmabschnitt erstreckt, mit der Richtung der
längeren
Abmessung, in der der Zylinderblock der größeren Wärmeausdehnung ausgesetzt ist,
effizienter verbessert werden.
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Vorzugsweise
besitzt der Zylinderblock einen Wassermantel, der um die Verbrennungskammer
herum angeordnet ist und durch den Kühlwasser strömt. Der
Zylinderblock ist ein Block mit offenem Dach, bei dem sich der Wassermantel
in der Fügefläche öffnet. Gemäß der auf
diese Art und Weise ausgebildeten Dichtung verformt sich in dem
Fall, in dem der Zylinderblock ein Block mit offenem Dach ist, der Zylinderblock
leicht um die Verbrennungskammer herum infolge des Drucks in der
Verbrennungskammer. Diese Verformung des Zylinderblocks verursacht,
dass eine Spannung in den Plattenelementen verursacht wird, die
die Dauerhaftigkeit der Dichtung verringern kann. Somit können bei
dem Verbrennungsmotor, der mit dem Zylinderblock versehen ist, der
ein Block mit offenem Dach ist, die vorstehend beschriebenen Effekte
gemäß der vorliegenden
Erfindung effizienter erzielt werden.
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Weiter
vorzugsweise ist der zweite Verstemmabschnitt so ausgebildet, dass
er sich mit dem Wassermantel überlappt.
Gemäß der auf
diese Art und Weise ausgebildeten Dichtung kann die Fügefläche des
Zylinderblocks und die Form der zusammengefügten konvexen und konkaven
Flächen
der Plattenelemente, die in dem zweiten Verstemmabschnitt ausgebildet
sind, davon abgehalten werden, sich gegenseitig zu beeinträchtigen.
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Wie
dies vorstehend beschrieben ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Dichtung vorgesehen sein, die die Verbindungskraft zwischen den
gestapelten Platten ausreichend sicherstellt und eine exzellente
Dauerhaftigkeit zeigt.
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Die
vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden detaillierten
Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung
der beiliegenden Zeichnungen verständlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine explosionsartige Baugruppenansicht einer Dichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Draufsicht der Dichtung der 1.
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3 ist
eine Draufsicht, die einen Zylinderblock zeigt, an dem die Dichtung
der 1 montiert ist.
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4 ist
eine Querschnittsansicht eines Verbrennungsmotors, an dem die Dichtung
der 1 montiert ist.
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5A und 5B sind
vergrößerte Ansichten
der Dichtung, die die in der 2 durch
eine Strichpunktlinie mit zwei Punkten umkreiste Position V zeigen.
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6A und 6B sind
vergrößerte Ansichten
der Dichtung, die die in der 2 durch
eine Strichpunktlinie mit zwei Punkten umkreiste Position VI zeigen.
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7 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Vorgang des Ausbildens eines
eingeschnittenen Verstemmabschnitts der 5A und 5B zeigt.
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8 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Vorgang des Ausbildens eines
geprägten
Verstemmabschnitts der 6A und 6B zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen dieselben oder entsprechende Bauteile durch
dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
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Die 1 ist
eine explosionsartige Baugruppenansicht einer Dichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die 2 ist eine
Draufsicht der Dichtung der 1. Unter
Bezugnahme auf die 1 und 2 ist die
Dichtung 10 zwischen die entsprechenden Fügeflächen eines Zylinderkopfs
und eines Zylinderblocks eines Mehrzylinder-Benzinverbrennungsmotors
als ein Verbrennungsmotor gesetzt. Die Dichtung 10 verhindert, dass
in einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors erzeugtes Verbrennungsgas
und Kühlwasser,
das für
das Kühlen
des Verbrennungsmotors zirkuliert wird, von zwischen den Fügeflächen des
Zylinderkopfs und des Zylinderblocks entweicht.
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Der
Verbrennungsmotor, an dem die Dichtung 10 montiert ist,
ist nicht auf einen Benzinverbrennungsmotor beschränkt und
kann auch ein Dieselverbrennungsmotor sein.
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Die
Dichtung 10 besitzt Wulstplatten 20 und 21 als
eine erste und eine zweite elastische Metallplatte und eine Ausgleichsplatte 30 als
eine Zwischenplatte. Die Wulstplatte 20, die Ausgleichsplatte 30 und
die Wulstplatte 21 sind in der Richtung aufeinander gestapelt,
in der der Zylinderkopf und der Zylinderblock aufeinander gelegt
sind. Die Dichtung 10 ist aus gestapelten Platten ausgebildet,
die in einer Richtung aufeinander gelegt sind. Die Wulstplatte 20 ist
so angeordnet, dass sie dem Zylinderkopf zugewandt ist. Die Wulstplatte 21 ist
so angeordnet, dass sie dem Zylinderblock zugewandt ist. Die Ausgleichsplatte 30 ist
zwischen der Wulstplatte 20 und der Wulstplatte 21 angeordnet.
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Die
Wulstplatte 20, die Ausgleichsplatte 30 und die
Wulstplatte 21 sind aus einem Metallplattenelement ausgebildet.
Die Wulstplatten 20 und 21 sind zum Beispiel durch
das Stanzen einer Edelstahl-Federstahlplatte und das Bearbeiten
des gestanzten Plattenelements durch ein Formen wie beispielsweise
das Wulstbilden hergestellt. Die Wulstplatten 20 und 21 sind
einer Wärmebehandlung
und einer Oberflächenbehandlung
ausgesetzt, um eine vorbestimmte Zugfestigkeit, Bruchdehnung und
Härte zu
erzielen. Die Ausgleichsplatte 30 ist in ähnlicher
Weise aus einer Edelstahl-Federstahlplatte hergestellt, die eine
geringere Dicke als die der Wulstplatten 20 und 21 besitzt.
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Die 3 ist
eine Draufsicht, die einen Zylinderblock zeigt, an dem die Dichtung
der 1 montiert ist. Die 4 ist eine
Querschnittsansicht eines Verbrennungsmotors, an dem die Dichtung
der 1 montiert ist. Die 4 zeigt
eine Querschnittsform des Verbrennungsmotors, die der Position entlang der
Linie IV-IV der 2 entspricht.
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Unter
Bezugnahme auf die 3 und 4 ist ein
Zylinderblock 40 aus Metall ausgebildet. Der Zylinderblock 40 ist
zum Beispiel aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Der Zylinderblock 40 besitzt
eine obere Oberfläche 40a,
die eine Fügefläche mit
einem Zylinderkopf 48 ist.
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Eine
Vielzahl von Verbrennungskammern 45 ist in dem Zylinderblock 40 ausgebildet.
Die Vielzahl der Verbrennungskammern 45 ist so ausgebildet, dass
sie voneinander beabstandet und in einer Richtung ausgerichtet sind
(die Richtung ist durch einen Pfeil 400 in der 3 gezeigt).
Die Vielzahl der Verbrennungskammern 45 sind in der oberen
Oberfläche 40a offen.
Die Vielzahl der Verbrennungskammern 45 besitzen jeweils
eine im Wesentlichen kreisförmige Öffnungsfläche in der
oberen Oberfläche 40a.
Die Form des Zylinderblocks 40 ist relativ lang in der
Richtung, in der die Vielzahl der Verbrennungskammern 45 ausgerichtet
ist, und ist relativ kurz in der Richtung orthogonal zu der Richtung,
in der die Vielzahl der Verbrennungskammern 45 ausgerichtet ist
(die Richtung ist durch einen Pfeil 500 in der 3 gezeigt).
Die obere Fläche 40 besitzt
eine im Wesentlichen rechtwinklige Form, deren lange Seite entlang der
Richtung verläuft,
in der die Vielzahl von Verbrennungskammern 45 ausgerichtet
ist, und deren kurze Seite entlang der Richtung orthogonal zu dieser
Richtung verläuft.
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Der
Zylinderblock 40 hat einen Wassermantel 47 in
sich ausgebildet. Das Kühlwasser
für das Kühlen des
Zylinderblocks 40 wird durch den Wassermantel 47 zirkuliert.
Der Wassermantel 47 erstreckt sich entlang des Umfangs
der Verbrennungskammer 45. Der Zylinderblock 40 ist
ein Block mit offener Decke, bei dem sich der Wassermantel 47 in der
oberen Oberfläche 40a öffnet.
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Der
Zylinderkopf 48 und der Zylinderkopf 40 sind durch
eine Schraube (nicht gezeigt) aneinander befestigt. Eine Vielzahl
von Innengewindelöchern 43, in
die die Schraube eingeschraubt wird, ist in dem Zylinderblock 40 ausgebildet.
Eine Vielzahl von vertieften Abschnitten 42 ist in dem
Zylinderblock 40 ausgebildet. Die Vielzahl der vertieften
Abschnitte 42 ist von der oberen Oberfläche 40a her konkav
ausgebildet. Die Vielzahl der vertieften Abschnitte 42 ist
so ausgebildet, dass sie voneinander entlang einem Außenrand
der oberen Oberfläche 40a beabstandet sind.
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Der
Zylinderkopf 48 ist aus Metall ausgebildet. Der Zylinderkopf 48 ist
zum Beispiel aus einer leichtgewichtigen und hochfesten Aluminiumlegierung
ausgebildet. Der Zylinderkopf 48 besitzt eine Bodenfläche 48a,
die eine Fügefläche mit
dem Zylinderblock 40 ist. Die obere Oberfläche 40a und
die Bodenfläche 48a stehen
einander gegenüber.
Die Dichtung 10 inklusive der Wulstplatte 20,
der Ausgleichsplatte 30 und der Wulstplatte 21 ist
zwischen der oberen Oberfläche 40a und
der Bodenfläche 48a gehalten.
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Unter
Bezugnahme auf die 1, 2 und 4 sind
die Wulstplatten 20 und 21 so ausgebildet, dass
sie mit den Formen der oberen Oberfläche 40a und der Bodenfläche 48a übereinstimmen.
Die Wulstplatte 20 und die Wulstplatte 21 besitzen
eine identische Form. Eine Vielzahl von Bohrlöchern 22, die jeweils
der Verbrennungskammer 45 entsprechen, ist in den Wulstplatten 20 und 21 ausgebildet. Die
Vielzahl von Bohrlöchern 22 ist
an den jeweiligen Positionen ausgebildet, die den Positionen der
Vielzahl von Verbrennungskammern 45 entsprechen, die in
dem Zylinderblock 40 ausgebildet ist. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist die Vielzahl von Bohrlöchern 22 so
ausgebildet, dass sie voneinander beabstandet sind und in einer
Richtung ausgerichtet sind. Die Wulstplatten 20 und 21 haben
eine Vielzahl von Schraubenlöchern 23 in
sich ausgebildet, in die die Schrauben für das Befestigen des Zylinderkopfs 48 und
des Zylinderblocks 40 eingeführt sind.
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Bei
einer Betrachtung der Dichtung 10 in der Draufsicht hat
die Ausgleichsplatte 30 eine kleinere Fläche als
die Wulstplatten 20 und 21. Die Ausgleichsplatte 30 ist
so geformt, dass sie sich entlang des Umfangs der Verbrennungskammer 45 erstreckt. Die
Vielzahl von Bohrlöchern 22,
die jeweils der Verbrennungskammer 45 entsprechen, ist
in der Ausgleichsplatte 30 ausgebildet. Infolge solch einer
Ausbildung sind die Wulstplatten 20 und 21 an
der Position entlang des Umfangs des Bohrlochs 22 mit der dazwischen
gesetzten Ausgleichsplatte gestapelt. An den Außenrändern der Wulstplatten 20 und 21,
die von dem Bohrloch 22 entfernt sind, sind die Wulstplatten 20 und 21 gestapelt,
ohne dass die Ausgleichsplatte 30 zwischen diese gesetzt
ist.
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Die
Wulstplatte 20 und die Wulstplatte 21 haben jeweils
einen Wulst 25 und einen Wulst 26 in sich ausgebildet.
Die Wulste 25 und 26 sind so ausgebildet, dass
sie sich ringförmig
um die Verbrennungskammer 45 herum erstrecken. Die Ausgleichsplatte 30 ist
zwischen den Wulstplatten 20 und 21 an der Position
gehalten, an der die Wulste 25 und 26 ausgebildet
sind. Der Wulst 25 ist so ausgebildet, dass er zu der Bodenfläche 48a des
Zylinderkopfs 48 hin konvex ist. Der Wulst 26 ist
so ausgebildet, dass er zu der oberen Oberfläche 40a des Zylinderblocks 40 hin konvex
ist. Wenn der Zylinderkopf 48 und der Zylinderblock 40 aneinander
befestigt werden, werden die Wulste 25 und 26 so
gedrückt,
dass sie verformt werden. Diese Verformung macht es möglich, dass
eine hohe Dichtfähigkeit
um die Verbrennungskammer 45 herum sichergestellt wird,
sodass das Entweichen des in der Verbrennungskammer 45 befindlichen
Verbrennungsgases zuverlässig
verhindert wird.
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Die 5A und 5B sind
vergrößerte Ansichten
der Dichtung, die die Position zeigen, die durch eine Strichpunktlinie
V mit zwei Punkten der 2 umkreist ist. Die 5A ist
eine Draufsicht und die 5B ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der 5A.
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Unter
Bezugnahme auf die 5 besitzen die
Wulstplatten 20 und 21 einen eingeschnittenen Verstemmabschnitt 51.
Der eingeschnittene Verstemmabschnitt 51 ist in der Form
einer zusammengefügten
konvexen und konkaven Fläche
ausgebildet, die in den Oberflächen
der Wulstplatten 20 und 21 ausgebildet sind. Der
eingeschnittene Verstemmabschnitt 51 ist in der Form einer
zusammengefügten
konvexen und konkaven Fläche
ausgebildet, die zu dem Zylinderblock 40 hin vorstehen.
Bei dem eingeschnittenen Verstemmabschnitt 51 sind durch
die zusammengefügte
konvexe und konkave Flächen, die
in den Oberflächen
der Wulstplatten 20 und 21 ausgebildet sind, die
Wulstplatte 20 und die Wulstplatte 21 miteinander
verbunden.
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Der
eingeschnittene Verstemmabschnitt 51 ist so ausgebildet,
dass ein Einschnitt 52 in den Oberflächen der Wulstplatten 20 und 21 ausgebildet
ist. Der eingeschnittene Verstemmabschnitt 51 hat ein Paar
von Einschnitten 52 in sich ausgebildet, die voneinander
beabstandet sind und einander gegenüberliegen. Der Einschnitt 52 erstreckt
sich von der Oberseite zu dem Boden der Wulstplatten 20 und 21.
Die Öffnungsfläche des
Einschnitts 52 erstreckt sich in der Ebene, die orthogonal
zu der Ebene ist, in der sich die Wulstplatten 20 und 21 erstrecken.
Die Öffnungsfläche des
Einschnitts 52 hat eine Trapezform. Die Öffnungsfläche des
Einschnitts 52 erstreckt sich entlang der Richtung, in
der die Vielzahl von Verbrennungskammern 45 ausgerichtet
ist, das heißt
der Richtung, in der sich die relativ lange Seite des Zylinderblocks 40 erstreckt.
Mit anderen Worten öffnet sich
der Einschnitt 52 in der Richtung, in der sich die relativ
kurze Seite des Zylinderblocks 40 erstreckt.
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Wenn
der Verbrennungsmotor betrieben wird, wird ein Verbrennungsgas von
hoher Temperatur und hohem Druck in der Verbrennungskammer 45 erzeugt.
Dies bringt den Zylinderblock 40 dazu, dass er heiß ist und
sich thermisch ausdehnt. In diesem Fall ist der Zylinderblock 40 einer
relativ großen
Wärmedehnung
in der Richtung ausgesetzt, in der die Vielzahl von Verbrennungskammern 45 ausgerichtet ist,
und ist einer relativ kleinen Wärmeausdehnung
in der dazu orthogonalen Richtung ausgesetzt. Diese Wärmeausdehnung
des Zylinderblocks 40 verursacht eine Spannung in den Wulstplatten 20 und 21 in
der Richtung, in der sich der Zylinderblock 40 thermisch
ausdehnt.
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Die
Wulstplatten 20 und 21 zeigen eine größere Dauerhaftigkeit
gegenüber
der Spannung in der Richtung, in der sich die Öffnungsfläche des Einschnitts 52 erstreckt,
als gegen die Spannung in der Richtung, zu der die Öffnungsfläche des
Einschnitts 52 zugewandt ist. Somit kann die Dauerhaftigkeit
der Wulstplatten 20 und 21 in dem eingeschnittenen
Verstemmabschnitt 51 durch das Ausrichten der Richtung,
in der der Zylinderblock 40 einer relativ großen Wärmeausdehnung
ausgesetzt ist, mit der Richtung, in der sich die Öffnungsfläche der
Einschnitte 52 erstreckt, verbessert werden.
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Die 6A und 6B sind
vergrößerte Ansichten
der Dichtung, die die in der 2 durch
eine Strichpunktlinie mit zwei Punkten umkreiste Position VI zeigen.
Die 6A ist eine Draufsicht und die 6B ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der 6A.
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Unter
Bezugnahme auf die 6 besitzen die
Wulstplatte 20, die Ausgleichsplatte 30 und die Wulstplatte 21 einen
geprägten
Verstemmabschnitt 61. Der geprägte Verstemmabschnitt 61 ist
in der Form einer zusammengefügten
konvexen und konkaven Fläche
ausgebildet, die in den Oberflächen
der Wulstplatte 20, der Ausgleichsplatte 30 und
der Wulstplatte 21 ausgebildet sind. Der geprägte Verstemmabschnitt 61 ist
in der Form einer zusammengefügten
konvexen und konkaven Fläche
ausgebildet, die zu dem Zylinderblock 40 hin vorstehen.
Bei dem geprägten
Verstemmabschnitt 61 sind durch die zusammengefügte konvexe
und konkave Flächen, die
in den Oberflächen
der Wulstplatte 20, der Ausgleichsplatte 30 und
der Wulstplatte 21 ausgebildet sind, die Wulstplatte 20,
die Ausgleichsplatte 30 und die Wulstplatte 21 miteinander
verbunden.
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Der
geprägte
Verstemmabschnitt 61 ist so ausgebildet, dass kein Einschnitt
in den Oberflächen der
Wulstplatte 20, der Ausgleichsplatte 30 und der Wulstplatte 21 vorgesehen
ist. In dem geprägten
Verstemmabschnitt 61 haben die Oberfläche der Wulstplatte 20,
der Ausgleichsplatte 30 und der Wulstplatte 21 jeweils
eine annähernd
halbkugelförmige
Vertiefung. Bei dem eingeschnittenen Verstemmabschnitt 51 der 5, der einen Einschnitt 52 besitzt,
kann die Form der zusammengefügten
konvexen und konkaven Flächen,
die in der Wulstplatte 20, der Ausgleichsplatte 30 oder
der Wulstplatte 21 ausgebildet sind, hinsichtlich der Tiefe
größer als
bei dem geprägten
Verstemmabschnitt 61 ausgebildet sein, der keinen Einschnitt
besitzt (H1 > H2).
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Unter
Bezugnahme auf die 2 ist der eingeschnittene Verstemmabschnitt 51 relativ
entfernt von dem Bohrloch 22 angeordnet und der geprägte Verstemmabschnitt 61 ist
relativ nah zu dem Bohrloch 22 angeordnet. Der eingeschnittene
Verstemmabschnitt 51 ist an den Außenrändern der Wulstplatten 20 und 21 ausgebildet.
Es gibt eine Vielzahl von eingeschnittenen Verstemmabschnitten 51,
die voneinander beabstandet sind. Der geprägte Verstemmabschnitt 61 ist
benachbart zu dem Bohrloch 22 angeordnet. Der geprägte Verstemmabschnitt 61 ist
zwischen den Bohrlöchern 22 angeordnet,
die zueinander benachbart sind. Es gibt eine Vielzahl von geprägten Verstemmabschnitten 61,
die voneinander beabstandet sind. Durch das Anordnen des geprägten Verstemmabschnitts 61 benachbart
zu dem Bohrloch 22 kann eine Ausgleichsplatte 30,
die einen geprägten
Verstemmabschnitt 61 in sich ausgebildet hat, so geformt
sein, dass sie sich entlang des Umfangs der Verbrennungskammer 45 erstreckt.
Dies macht es möglich,
dass die Ausbeute des Materials der Ausgleichsplatte 30 verbessert
wird.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 ist der geprägte Verstemmabschnitt 61 an
der Position angeordnet, an der er sich mit dem Wassermantel 47 überlappt.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ist der
eingeschnittene Verstemmabschnitt 51 an der Position angeordnet,
an der er sich mit dem vertieften Abschnitt 42 überlappt,
der in dem Zylinderblock 40 ausgebildet ist. Dieser Aufbau
ermöglicht es,
dass die zusammengefügten
konvexen und konkaven Flächen,
die in dem geprägten
Verstemmabschnitt 61 und dem eingeschnittenen Verstemmabschnitt 51 ausgebildet
ist, davon abgehalten wird, den Zylinderblock 40 zu beeinträchtigen.
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Die 7 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Vorgang des Ausbildens des eingeschnittenen Verstemmabschnitts
der 5A und 5B zeigt. Unter
Bezugnahme auf die 5 und 7 ist
der eingeschnittene Verstemmabschnitt 51 durch ein Formpressgerät 71 ausgebildet,
das eine konvexe Pressform 72 und eine konkave Pressform 77 besitzt. Die
Wulstplatten 20 und 21 sind in dem gestapelten Zustand
zwischen der konvexen Pressform 72 und der konkaven Pressform 77 angeordnet,
und in diesem Zustand wird die konvexe Pressform 72 zu
der konkaven Pressform 77 hin bewegt. Zuerst erzeugt ein
Randabschnitt 72e der konvexen Pressform 72 einen
Einschnitt in den Oberflächen
der Wulstplatten 20 und 21. Die konvexe Pressform 72 passt
dann in die konkave Pressform 77, während die Oberflächen der
Wulstplatten 20 und 21 so verformt werden, dass sie
dadurch die Form der zusammengefügten
konvexen und konkaven Flächen
in den Oberflächen
der Wulstplatten 20 und 21 ausbilden.
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Die 8 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Vorgang des Ausbildens des geprägten Verstemmabschnitts
der 6A und 6B zeigt.
Unter Bezugnahme auf die 6 und 8 wird
der geprägte
Verstemmabschnitt 61 durch ein Formpressgerät 81 ausgebildet,
das eine konvexe Pressform 82 und eine konkave Pressform 87 besitzt.
Die Wulstplatte 20, die Ausgleichsplatte 30 und
die Wulstplatte 21 werden in dem gestapelten Zustand zwischen
der konvexen Pressform 82 und der konkaven Pressform 87 angeordnet
und in diesem Zustand wird die konvexe Pressform 82 zu
der konkaven Pressform 87 hin bewegt. Die konvexe Pressform 82 passt
dann in die konkave Pressform 87, während die Oberflächen der
Wulstplatte 20, der Ausgleichsplatte 30 und der
Wulstplatte 21 so verformt werden, dass sie dadurch die
Form der zusammengefügten
konvexen und konkaven Flächen
in den Oberflächen
der Wulstplatte 20, der Ausgleichsplatte 30 und
der Wulstplatte 21 ausbilden.
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Es
wird angemerkt, dass die Form der zusammengefügten konvexen und konkaven
Flächen, die
bei dem eingeschnittenen Verstemmabschnitt 51 und dem geprägten Verstemmabschnitt 61 ausgebildet
sind, nicht auf die in den 5 und 6 gezeigten Formen beschränkt sind.
Zum Beispiel kann der eingeschnittene Verstemmabschnitt 51 so
ausgebildet sein, dass der Einschnitt 52 die Form eines
Rechtecks oder eines Polygons oder etwas anderem als einem Rechteck
besitzt. Der geprägte
Verstemmabschnitt 61 kann auch so ausgebildet sein, dass
er eine Vertiefung in der Form eines mit einem Boden versehenen
Zylinders besitzt.
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Die
Dichtung bei dem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist die Dichtung 10, die zwischen
die entsprechenden Fügeflächen des
Zylinderkopfs 48 und des Zylinderblocks 40 des
Benzinverbrennungsmotors gesetzt ist. Die Dichtung 10 besitzt
eine Wulstplatte 20, eine Ausgleichsplatte 30 und
eine Wulstplatte 21 als eine Vielzahl von gestapelten Plattenelementen,
die jeweils ein Bohrloch 22 entsprechend der Verbrennungskammer 45 in
sich ausgebildet haben. Die Wulstplatten 20 und 21 besitzen einen
eingeschnittenen Verstemmabschnitt 51 als einen ersten
Verstemmabschnitt, der in der Form von zusammengefügten konvexen
und konkaven Flächen
ausgebildet ist, die in den Oberflächen der Wulstplatten 20 und 21 ausgebildet
sind und die Wulstplatten 20 und 21 miteinander
verbinden. Die Wulstplatte 20, die Ausgleichsplatte 30 und
die Wulstplatte 21 besitzen einen geprägten Verstemmabschnitt 61 als
einen zweiten Verstemmabschnitt, der in der Form von zusammengefügten konvexen und
konkaven Flächen
ausgebildet ist, die in den Oberflächen der Wulstplatte 20,
der Ausgleichsplatte 30 und der Wulstplatte 21 ausgebildet
sind und die Wulstplatte 20, die Ausgleichsplatte 30 und
die Wulstplatte 21 miteinander verbinden. Der eingeschnittene
Verstemmabschnitt 51 ist so ausgebildet, dass er einen
Einschnitt 52 in den Oberflächen der Wulstplatten 20 und 21 besitzt
und relativ entfernt von dem Bohrloch 22 angeordnet ist.
Der geprägte Verstemmabschnitt 61 ist
ohne einen Einschnitt in den Oberflächen der Wulstplatte 20,
der Ausgleichsplatte 30 und der Wulstplatte 21 ausgebildet
und ist relativ nah zu dem Bohrloch 22 angeordnet.
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Die
Dichtung 10 bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, die auf diese Art und Weise ausgebildet ist, ermöglicht es,
dass die Verbindungskraft zwischen der Wulstplatte 20,
der Ausgleichsplatte 30 und der Wulstplatte 21 ausreichend
sichergestellt wird und die Dauerhaftigkeit der Dichtung 10 verbessert
wird. Der Grund dafür
ist im Folgenden beschrieben.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 verformt sich, wenn der in
der Verbrennungskammer 45 herrschende Druck erhöht ist,
eine Bohrlochwand 40c des Zylinders 40 zu der
Außenseite
der Verbrennungskammer 45 hin. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Zylinderblock 40 ein Block mit offener Decke und
somit besitzt er eine Bohrlochwand 40c mit einer verringerten
Dicke und wird in größerem Ausmaß verformt.
In diesem Fall sind die Fügeflächen des
Zylinderblocks 40 und des Zylinderkopfs 48 zueinander
in der parallelen Richtung versetzt. Dies führt dazu, dass jede der Wulstplatte 20, der
Ausgleichsplatte 30 und der Wulstplatte 21 einer Spannung
ausgesetzt ist, die größer ist,
wenn der Abstand von dem Bohrloch 22 geringer ist. Zudem besitzt
der eingeschnittene Verstemmabschnitt 51 einen Endabschnitt
des Einschnitts 52, der einen größeren Kerbfaktor zeigt. Dies
verursacht eine Spannungskonzentration in diesem Abschnitt und eine Verringerung
der Ermüdungsfestigkeit.
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Somit
ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
der eingeschnittene Verstemmabschnitt 51, der einen Einschnitt 52 besitzt,
in der Position entfernt von dem Bohrloch 22 ausgebildet
und ein geprägter
Verstemmabschnitt 61, der keinen Einschnitt besitzt, ist
in der Position in der Nähe
des Bohrlochs 22 angeordnet. Dies macht es möglich, dass
eine Beschädigung
der Dichtung 10 infolge der Spannung, die auf jedes Plattenelement
wirkt, effektiv unterdrückt
werden kann.
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Da
der eingeschnittene Verstemmabschnitt 51 einen Einschnitt 52 besitzt,
kann die Tiefe der Form der zusammengefügten konvexen und konkaven
Flächen,
die in den Oberflächen
der Wulstplatten 20 und 21 ausgebildet sind, bei
dem eingeschnittenen Verstemmabschnitt 51 größer als
bei dem geprägten
Verstemmabschnitt 61 eingestellt sein. Dies macht es möglich, dass
die Verbindungskraft zwischen den gestapelten Plattenelementen vergrößert werden
kann und die Verarbeitbarkeit während
des Zusammenbaus der Dichtung 10 verbessert werden kann.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und veranschaulicht
ist, ist es verständlich,
dass dies nur der Illustration und der beispielhaften Darstellung
dient und nicht zur Beschränkung
herangezogen wird und der Umfang der vorliegenden Erfindung nur
durch die Bedingungen der beigefügten
Ansprüche
beschränkt
ist.
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Die
Dichtung besitzt den Stapel aus der Wulstplatte 20, der
Ausgleichsplatte 30 und der Wulstplatte 21, die
jeweils das Bohrloch 22 entsprechend der Verbrennungskammer
in sich ausgebildet haben. Die Wulstplatten 20 und 21 besitzen
den eingeschnittenen Verstemmabschnitt 51, der beide Platten
miteinander verbindet. Die Wulstplatte 20, die Ausgleichsplatte 30 und
die Wulstplatte 21 besitzen den geprägten Verstemmabschnitt 61,
der diese Platten miteinander verbindet. Der eingeschnittene Verstemmabschnitt 51 ist
so ausgebildet, dass er den Einschnitt in den Oberflächen der
Wulstplatten 20 und 21 besitzt und relativ entfernt
von dem Bohrloch 22 angeordnet ist. Der geprägte Verstemmabschnitt 61 ist
so ausgebildet, dass er keinen Einschnitt in den Oberflächen der
Wulstplatte 20, der Ausgleichsplatte 30 und der
Wulstplatte 21 besitzt und relativ nah zu dem Bohrloch 22 angeordnet
ist. Mit diesem Aufbau ist die Dichtung vorgesehen, mit der die
Verbindungskraft zwischen den gestapelten Platten ausreichend sichergestellt
ist und eine exzellente Dauerhaftigkeit erzielt wird.