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HINTERGRUND
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung, genauer auf eine Dichtung, welche eine verbesserte Abdichteigenschaft aufweist.
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STAND DER TECHNIK
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Als eine Dichtung aus einer Dreischichtstruktur, welche zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock eingeklemmt werden soll, wird eine vorgeschlagen, in welcher ein gefalteter Anteil, welcher ein Durchgangsloch umfasst, an einer Zwischenschicht ausgeformt wird, und Dichtwulste, welche das Durchgangsloch umfassen und vertikal mit Bezug auf die Zwischenschicht symmetrische Formen aufweisen, werden jeweils an einer Oberschicht und einer Unterschicht ausgebildet (siehe beispielsweise JP H11- 118 038 A oder US 2007 / 0 267 823 A1).
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Von der Erfindung zu lösende Aufgaben
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Gelegentlich gibt es bei einer Dichtung Probleme, wie zum Beispiel, dass sich eine Entfernung zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock vertikal aufweitet, wenn Verbrennungsdruck von Gas in einem Zylinder ansteigt, um einen Kopfhub zu erzeugen, und dass sich eine Dichtoberfläche der Dichtung neigt, wenn eine Vertiefung in dem Zylinderblock und/oder dem Zylinderkopf aufgrund von Verformung durch einen Einfluss von Kälte Wärme während eines Motorbetriebs erzeugt wird. Dieses Aufweiten in vertikaler Richtung, und die Neigung einer Dichtoberfläche werden zu einer Hauptursache von Verringerung von Oberflächendruck an einer umfangseitigen Kante des Durchgangslochs.
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Allerdings wird bei der Dichtung, welche in JP H11- 118 038 A beschrieben ist, kein Gegenplan in Bezug auf diese Probleme beachtet. Aus diesem Grund kann, wenn eine solche Situation wie ein Abfall von Oberflächendruck an der umfangseitigen Kante eines Durchgangslochs auftritt, in der Dichtung Verbrennungsdruck an einem zurückgefalteten Teil, welcher an der umfangseitigen Kante des Durchgangslochs ausgebildet ist, nicht effektiv verringert werden. Als Ergebnis kann Gas mit einem hohen Verbrennungsdruck mit den Dichtwulsten, welche an der Oberschicht und der Unterschicht ausgebildet sind, nicht abgedichtet werden, und es gibt ein Risiko der Leckage des Gases.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Beachtung der oben beschriebenen Probleme gemacht und die Aufgabe ist es, eine Dichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, sicher Leckage eines Fluids zu verhindern, ohne eine Dichtleistung zu verschlechtern, selbst wenn eine Situation eines Abfalls von Oberflächendruck an einer umfangseitigen Kante eines Durchgangslochs auftritt.
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Mittel zum Lösen der Aufgabe
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Die Dichtung der vorliegenden Erfindung, welche den oben beschriebenen Zweck erfüllt, ist eine Dichtung, welche ausgebildet wird, indem drei Schichten einer Oberschicht, einer Zwischenschicht und einer Unterschicht von einer Oberseite in Richtung einer Unterseite in dieser Reihenfolge aufeinandergestapelt werden, in welcher: ein Durchgangsloch, welches durch die drei Schichten dringt, ausgebildet wird, die Zwischenschicht ausgebildet wird, indem zwei Plattenmaterialien aufeinandergestapelt werden, und ein erstes Plattenmaterial der Plattenmaterialien einen zurückgefalteten Teil aufweist, welcher ausgebildet wird, indem er zurückgefaltet wird, um einen Endteil auf der Durchgangslochseite eines zweiten Plattenmaterials der Plattenmaterialien zu umfassen; eine primäre Dichtstruktur, welche das Durchgangsloch auf einer in einer radialen Richtung innenliegenden Seite eines umfangseitigen Kantenendes auf einer in der radialen Richtung äußeren Seite des zurückgefalteten Teils umfasst, und eine sekundäre Dichtstruktur, welche die primäre Dichtstruktur auf der in der radialen Richtung äußeren Seite des umfangseitigen Kantenendes umfasst, ausgebildet sind; die primäre Dichtstruktur einen primären Oberschichtwulst hat, welcher an der Oberschicht ausgeformt ist, während er eine Oberkante in eine Richtung von oberen und unteren Richtungen vorstreckt, ein primärer Zwischenschichtwulst an einem zweiten Plattenmaterial der Zwischenschicht ausgebildet ist, während er eine Oberkante in die andere Richtung, entgegengesetzt zu der einen Richtung vorstreckt, und ein primärer Unterschichtwulst an der Unterschicht ausgebildet ist, während dieser eine Oberkante in die eine Richtung vorstreckt, und der primäre Oberschichtwulst, der primäre Zwischenschichtwulst und der primäre Unterschichtwulst in der oberen und unteren Richtung aufeinandergestapelt sind; und die sekundäre Dichtstruktur einen sekundären Oberschichtwulst hat, welcher an der Oberschicht ausgebildet ist, während er eine Oberkante in die eine Richtung vorstreckt, ein sekundärer Zwischenschichtwulst an dem zweiten Plattenmaterial ausgebildet ist, während er eine Oberkante in die andere Richtung vorstreckt und ein sekundärer Unterschichtwulst an einer Unterschicht ausgebildet ist, während er eine Oberkante in die eine Richtung vorstreckt, und der sekundäre Oberschichtwulst, der sekundäre Zwischenschichtwulst und der sekundäre Unterschichtwulst in einer oberen und einer unteren Richtung aufeinandergestapelt sind.
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VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
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In der vorliegenden Erfindung sind die primäre Dichtstruktur, welche den primären Oberschichtwulst, den primären Zwischenschichtwulst und den primären Unterschichtwulst umfasst, von denen jeder in abwechselnde Richtungen vorragt, wenn die Oberschicht, die Zwischenschicht und die Unterschicht gestapelt werden, und die sekundäre Dichtstruktur, welche den sekundären Oberschichtwulst, den sekundären Zwischenschichtwulst und den sekundären Unterschichtwulst umfasst, von denen jeder in der gleichen Art in unterschiedliche Richtungen vorragt, in dieser Reihenfolge von einem Durchgangsloch in Richtung zur Außenseite in der radialen Richtung angeordnet. Aus diesem Grund kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch die primäre Dichtstruktur und die sekundäre Dichtstruktur der Teil von dem Durchgangsloch in Richtung der Außenseite in der radialen Richtung, in welcher Oberflächendruck groß wird, verdoppelt werden und Abdichten kann in zwei Stufen erfolgen. Hierdurch wird, selbst wenn eine solche Situation auftritt, in der Oberflächendruck an einer umfangseitigen Kante des Durchgangslochs abfällt, um ein Fluid dazu zu bringen, durch die primäre Dichtstruktur hindurchzutreten, Druck des Fluids vorteilhaft durch die primäre Dichtstruktur reduziert werden und ein Hindurchtreten des Fluids, dessen Druck von der primären Dichtstruktur reduziert worden ist, kann sicher durch die zweite Dichtstruktur verhindert werden.
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Figurenliste
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- 1 illustriert eine Perspektivenansicht, welche eine Ausführungsform der Dichtung der vorliegenden Erfindung beispielhaft darstellt.
- 2 illustriert eine Schnittansicht, welche durch einen Pfeil I in 1 gezeigt wird.
- 3 illustriert eine Schnittansicht, welche durch einen Pfeil II in 1 gezeigt wird.
- 4 illustriert eine Schnittdarstellung, welche eine Änderung im Verbrennungsdruck eines Gases beispielhaft darstellt, in welcher 4(a) einen Zustand zeigt, in dem kein Kopfhub erzeugt wird, und 4(b) einen Zustand zeigt, in dem Kopfhub erzeugt wird.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen ist x die vertikale Richtung (die obere und untere Richtung) und eine Dickenrichtung (Stapelrichtung) einer Dichtung 20 und y und z sind zur x-Richtung orthogonale und zueinander orthogonale Richtungen. Im Übrigen sind in 1 - 4 die Abmessungen geändert, sodass die Konfiguration leicht verstanden werden kann, und Abmessungen stimmen nicht notwendigerweise mit Verhältnissen in Produkten überein, die tatsächlich hergestellt werden.
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Wie in 1 - 4 beispielhaft dargestellt, ist die Dichtung 20 der Ausführungsform eine Zylinderkopfdichtung, die in einem Motor 10 zu montieren ist, zwischen einem Zylinderblock 11 und einem Zylinderkopf 12 liegt und mit einem Bolzen 13 befestigt ist.
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Wie in 1 beispielhaft gezeigt ist, sind an einem Zylinderblock 11 als abzudichtende Löcher vier Zylinderbohrungen 14 und Wasser-/Öl-Löcher 15 wie ein Wasserloch für einen Wassermantel und ein Ölloch für Schmieröl an einem äußeren Umfang der Zylinderbohrung 14 ausgebildet. Innerhalb der Zylinderbohrung 14 ist ein Kolben (nicht dargestellt) angeordnet, um in die obere und untere Richtung hin- und herbewegbar zu sein. In dem Zylinderblock 11 sind an einer Zylinderbohrung 14 im äußeren Umfang der Zylinderbohrung 14 vier Bolzenlöcher 16 ausgebildet.
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In Bezug auf den Zylinderkopf 12 sind eine Einspritzdüse und ein Einlass-/Auslassventil (nicht dargestellt) angeordnet, und ein Bolzenloch 17, das dem Bolzenloch 16 des Zylinderblocks 11 entspricht, dringt durch.
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Die Dichtung 20 beinhaltet drei Schichten einer Oberschicht 21, einer Zwischenschicht 22 und einer Unterschicht 23, die in dieser Reihenfolge in Richtung zur Unterseite in der x-Richtung geschichtet sind, und ist in einer flachen Plattenform ausgebildet. In der Dichtung 20 sind Durchgangslöcher 24-26 ausgebildet. Das Durchgangsloch 24 entspricht der Zylinderbohrung 14, das Durchgangsloch 25 entspricht dem Wasser-/Öl-Loch 15 und das Durchgangsloch 26 entspricht Bolzenlöchern 16 und 17, und die Durchgangslöcher 24-26 durchdringen alle Schichten aus Oberschicht 21, Zwischenschicht 22 und Unterschicht 23.
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Im Folgenden werden Durchgangslöcher, die in Draufsicht zueinander benachbart liegen, als Durchgangslöcher 24a, 24b bezeichnet.
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Wie in 2 beispielhaft dargestellt, sind sowohl Oberschicht 21, als auch Unterschicht 23 aus der einzelnen Metallplatte gebildet. Dicken der Oberschicht 21 und der Unterschicht 23 können voneinander verschieden sein. Beispiele für Metallplatten, die die Oberschicht 21 und die Unterschicht 23 bilden, beinhalten eine aus rostfreiem Stahl hergestellte elastische Metallplatte oder dergleichen.
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Die Zwischenschicht 22 wird durch Stapeln von zwei Platten aus einem ersten Plattenmaterial 27 und einem zweiten Plattenmaterial 28 in dieser Reihenfolge in Stapelschicht-Querschnittsansicht in Richtung der Unterseite in x-Richtung gebildet. Als Metallplatten, welche das erste Plattenmaterial 27 und das zweite Plattenmaterial 28 bilden, werden beispielhaft aus Eisenlegierungen wie rostfreiem Stahl und Stahl hergestellte Metallplatten und solche genannt, die gewonnen werden, indem diese Metallplatten einer Glühbehandlung unterzogen werden. Sie können aus voneinander unterschiedlichen Metallen hergestellt sein.
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Das erste Plattenmaterial 27 wird durch eine Biegearbeit und so weiter zurückgefaltet, sodass es einen Endteil auf einer Seite am Durchgangsloch 24a des zweiten Plattenmaterials 28 umfasst, um einen zurückgefalteten Teil 30a zu bilden. Ein umfangseitiges Kantenende 29a, in radialer Richtung an der Außenseite im zurückgefalteten Teil 30a, ist ein umfangseitiges Kantenende des ersten Plattenmaterials 27, das zurückgefaltet worden ist. Der zurückgefaltete Teil 30a ist in einer ösenartigen Form ausgebildet, während das erste Plattenmaterial 27, welches zurückgefaltet worden ist, das umfangseitige Kantenende auf der dem Durchgangsloch 24a zugewandten Seite des zweiten Plattenmaterials 28 beinhaltet.
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Die Dichtung 20 hat in dieser Reihenfolge vom Durchgangsloch 24a in Richtung seiner Außenseite in radialer Richtung eine primäre Dichtungsstruktur 31a und eine sekundäre Dichtungsstruktur 32a, welche beide in Draufsicht eine ringförmige Gestalt haben. Das Durchgangsloch 24a, die primäre Dichtungsstruktur 31a und die sekundäre Dichtungsstruktur 32a sind in Draufsicht konzentrisch angeordnet.
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Die primäre Dichtungsstruktur 31a ist in der radialen Richtung auf der Innenseite des äußeren Kantenendes 29a angeordnet, welches in radialer Richtung auf der Außenseite des ersten Plattenmaterials 27 liegt, und umschließt das Durchgangsloch 24a. In der primären Dichtungsstruktur 31a sind, in Stapelschicht-Querschnittsansicht, in Richtung zur Unterseite in x-Richtung ein primärer Oberschichtwulst 33a, ein primärer Zwischenschichtwulst 34a und ein primärer Unterschichtwulst 35a gestapelt, und der primäre Zwischenschichtwulst 34a ist im zurückgefalteten Teil 30a enthalten.
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Der primäre Oberschichtwulst 33a wird aus der Oberschicht 21 geformt, der primäre Zwischenschichtwulst 34a wird aus dem zweiten Plattenmaterial 28 der Zwischenschicht 22 geformt und der primäre Unterschichtwulst 35a wird aus der Unterschicht 23 geformt. Jeder der Wulste 33a - 35a hat in Draufsicht eine Ringform, ist in radialer Richtung auf der Innenseite des umfangseitigen Kantenendes 29a angeordnet und umschließt das Durchgangsloch 24a.
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Der primäre Oberschichtwulst 33a, der primäre Zwischenschichtwulst 34a und der primäre Unterschichtwulst 35a sind in der Umfangsrichtung des Durchgangslochs 24a als Vollwulst über den gesamten Umfang ausgebildet. Der Vollwulst bedeutet ein Wulst, welcher eine konvexe Form hat, in der die Oberkante an dem zentralen Teil in einer Stapelschicht-Querschnittsansicht in der x-Richtung von beiden Endteilen hervorragt.
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In den Vollwulsten des primären Oberschichtwulstes 33a und des primären Unterschichtwulstes 35a steht jeweils die Oberkante in Richtung der Unterseite in x-Richtung vor und im Vollwulst des primären Zwischenschichtwulstes 34a steht die Oberkante in Richtung der Oberseite in x-Richtung vor. Anders ausgedrückt: Der primäre Oberschichtwulst 33a und der primäre Zwischenschichtwulst 34a stehen in Richtungen vor, in denen sie einander nahekommen, der primäre Zwischenschichtwulst 34a und der primäre Unterschichtwulst 35a stehen in Richtungen vor, in denen sie sich voneinander entfernen, und der primäre Oberschichtwulst 33a und der primäre Unterschichtwulst 35a stehen in die gleiche Richtung vor.
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Zudem richten sich der primäre Oberschichtwulst 33a, der primäre Zwischenschichtwulst 34a und der primäre Unterschichtwulst 35a in x-Richtung in einer Reihe aus. Anders ausgedrückt: Im primären Oberschichtwulst 33a, dem primären Zwischenschichtwulst 34a und dem primären Unterschichtwulst 35a fallen die jeweiligen Orte der Mitten in y-Richtung, die die Richtung der Wulstweite ist, aufeinander.
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Im primären Oberschichtwulst 33a, primären Zwischenschichtwulst 34a und primären Unterschichtwulst 35a der Ausführungsform hat jeder Vollwulst eine Form eines gleichschenkligen Dreiecks in Stapelschicht-Querschnittsansicht und Oberflächen, welche jeweilige Oberkanten bilden, liegen einander in der x-Richtung gegenüber. Im Übrigen kann der Vollwulst in Stapelschicht-Querschnittsansicht eine bogenartige Form oder eine dreieckige Form haben.
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Wie oben beschrieben, stehen in der primären Dichtungsstruktur 31a der primäre Oberschichtwulst 33a, der primäre Zwischenschichtwulst 34a und der primäre Unterschichtwulst 35a in abwechselnden Richtungen von der Oberseite zur Unterseite in der x-Richtung vor.
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Die jeweiligen Wulstformen des primären Oberschichtwulsts 33a, des primären Zwischenschichtwulsts 34a und des primären Unterschichtwulsts 35a sind wünschenswerterweise identisch mit Ausnahme der Richtung des Vorstehens von Oberkanten in Stapelschicht-Querschnittsansichten, und die Wulsthöhen und Wulstweiten sind wünschenswerterweise ebenfalls identisch. Insbesondere haben der primäre Oberschichtwulst 33a und der primäre Zwischenschichtwulst 34a in vertikaler Richtung symmetrische Formen. Der primäre Zwischenschichtwulst 34a und der primäre Unterschichtwulst 35a haben in vertikaler Richtung symmetrische Formen. Der primäre Oberschichtwulst 33a und der primäre Unterschichtwulst 35a haben dieselbe Form in Richtung des Vorstehens, Weite und Höhe.
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Die sekundäre Dichtungsstruktur 32a ist in der radialen Richtung an der äußeren Seite des umfangseitigen Kantenendes 29a angeordnet, welches in der radialen Richtung an der äußeren Seite des ersten Plattenmaterials 27 liegt, und fasst die primäre Dichtungsstruktur 31a ein. In der sekundären Dichtungsstruktur 32a sind in Stapelschicht-Querschnittsansicht ein sekundärer Oberschichtwulst 36a, ein sekundärer Zwischenschichtwulst 37a und ein sekundärer Unterschichtwulst 38a in Richtung der Unterseite in der x-Richtung gestapelt.
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Ein sekundärer Oberschichtwulst 36a ist an der Oberschicht 21 ausgebildet, ein sekundärer Zwischenschichtwulst 37a ist an dem zweiten Plattenmaterial 28 der Zwischenschicht 22 ausgebildet und ein sekundärer Unterschichtwulst 38a ist an der Unterschicht 23 ausgebildet. Jeder der Wulste 36a - 38a hat in Draufsicht eine ringförmige Gestalt und ist in radialer Richtung an der äußeren Seite des umfangseitigen Kantenendes 29a angeordnet. Der sekundäre Oberschichtwulst 36a fasst den primären Oberschichtwulst 33a ein, der sekundäre Zwischenschichtwulst 37a fasst den primären Zwischenschichtwulst 34a ein und der sekundäre Unterschichtwulst 38a fasst den primären Unterschichtwulst 35a ein.
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Der sekundäre Oberschichtwulst 36a, der sekundäre Zwischenschichtwulst 37a und der sekundäre Unterschichtwulst 38a sind als Halbwulst über den gesamten Umfang in Umfangsrichtung der primären Dichtungsstruktur 31a ausgebildet. Der Halbwulst meint einen Wulst, welcher eine Neigung hat, die sich in Stapelschicht-Querschnittsansicht mit Bezug auf die radiale Richtung an den zentralen Anteil neigt, und jeder der Endteile, die an der in der radialen Richtung äußeren oder inneren Seite an die Neigung angrenzen, bildet eine stufenartige Form, welche in der x-Richtung gegenüber dem anderen Endteil vorsteht.
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In jedem Halbwulst des sekundären Oberschichtwulsts 36a und des sekundären Unterschichtwulsts 38a steht der Endteil, welcher in radialer Richtung auf der äußeren Seite der Neigung liegt, in Richtung der Unterseite in x-Richtung, bezogen auf den Endteil, welcher in der radialen Richtung auf der Innenseite der Neigung liegt, vor. Im Halbwulst des sekundären Zwischenschichtwulsts 37a steht der Endteil, welcher in radialer Richtung auf der Außenseite der Neigung liegt, in Richtung der Oberseite in der x-Richtung vor, bezogen auf den Endteil, welcher in der radialen Richtung auf der Innenseite der Neigung liegt. Anders ausgedrückt: Der sekundäre Oberschichtwulst 36a und der sekundäre Zwischenschichtwulst 37a stehen in Richtungen vor, in denen sie einander nahe kommen, der sekundäre Zwischenschichtwulst 37a und der sekundäre Unterschichtwulst 38a stehen in Richtungen vor, in denen sie sich voneinander entfernen und der sekundäre Oberschichtwulst 36a und der sekundäre Unterschichtwulst 38a stehen in dieselbe Richtung vor.
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Zudem richten sich der sekundäre Oberschichtwulst 36a, der sekundäre Zwischenschichtwulst 37a und der sekundäre Unterschichtwulst 38a in x-Richtung in einer Reihe aus. Anders ausgedrückt: Im sekundären Oberschichtwulst 36a, dem sekundären Zwischenschichtwulst 37a und dem sekundären Unterschichtwulst 38a fallen die jeweiligen Orte der Mitten in der y-Richtung, welche die Richtung der Wulstweite ist, aufeinander.
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Im sekundären Oberschichtwulst 36a, dem sekundären Zwischenschichtwulst 37a und dem sekundären Unterschichtwulst 38a der Ausführungsform hat jeder Halbwulst in Stapelschicht-Querschnittsansicht eine absatzähnliche Form. Genauer hat der Halbwulst eine „z-ähnliche“ Form, in der Endteile, welche in der radialen Richtung auf beiden Seiten der Neigung angrenzen, flach ausgebildet sind, und Oberflächen, welche jeweils vorstehende Endteile bilden, einander in x-Richtung gegenüberliegen. Im Übrigen kann der Halbwulst in einer „s-ähnlichen“ Form ausgebildet sein, in welcher Winkel zwischen Endteilen, die in der radialen Richtung auf beiden Seiten der Neigung angrenzen, und die Neigung in Stapelschicht-Querschnittsansicht abgerundet sind.
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Wie oben beschrieben, stehen in der sekundären Dichtungsstruktur 32a der sekundäre Oberschichtwulst 36a, der sekundäre Zwischenschichtwulst 37a und der sekundäre Unterschichtwulst 38a in abwechselnden Richtungen von der Oberseite zur Unterseite in x-Richtung vor.
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Die jeweiligen Wulstformen des sekundären Oberschichtwulsts 36a, des sekundären Zwischenschichtwulsts 37a und des sekundären Unterschichtwulsts 38a sind wünschenswerterweise identisch mit Ausnahme der Richtungen des Vorstehens der Oberkanten in Stapelschicht-Querschnittsansicht, und die Wulsthöhen und Wulstweiten sind wünschenswerterweise ebenfalls identisch. Anders ausgedrückt: Der sekundäre Oberschichtwulst 36a und der sekundäre Zwischenschichtwulst 37a haben in vertikaler Richtung symmetrische Formen. Der sekundäre Zwischenschichtwulst 37a und der sekundäre Unterschichtwulst 38a haben in vertikaler Richtung symmetrische Formen. Der sekundäre Oberschichtwulst 36a und der sekundäre Unterschichtwulst 38a haben dieselbe Form in Richtung des Vorstehens, Weite und Höhe.
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Wie in 3 beispielhaft gezeigt, ist eine primäre Dichtungsstruktur 31b, welche ein Durchgangsloch 24b umschließt, das neben dem Durchgangsloch 24a liegt, ebenfalls in der gleichen Art konfiguriert wie die primäre Dichtungsstruktur 31a, und eine sekundäre Dichtungsstruktur 32b ist ebenfalls in der gleichen Art konfiguriert wie die sekundäre Dichtungsstruktur 32a.
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In der Region zwischen den Durchgangslöchern 24a und 24b, welche nebeneinander liegen, fällt die Höhe der Oberkante des sekundären Oberschichtwulsts 36a, welcher das eine Durchgangsloch 24a umschließt, mit der Höhe der Oberkante eines sekundären Oberschichtwulsts 36b, welcher das andere Durchgangsloch 24b umschließt, zusammen, und der sekundäre Oberschichtwulst 36a trifft den sekundären Oberschichtwulst 36b. Auf die gleiche Weise treffen die sekundären Zwischenschichtwulste 37a und 37b einander und treffen die sekundären Unterschichtwulste 38a und 38b einander. Anders ausgedrückt: Zwischen den Durchgangslöchern 24a und 24b, welche nebeneinander liegen, grenzen die sekundären Dichtungsstrukturen 32a und 32b aneinander an und wirken als eine Dichtungsstruktur. Wenn sie als eine Dichtungsstruktur angenommen werden, werden in der Dichtungsstruktur drei Vollwulste ausgebildet und in Reihenfolge in der oberen und unteren Richtung in Stapelschicht-Querschnittsansicht angeordnet.
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Die Grenze zwischen den sekundären Oberschichtwulsten 36a und 36b, die Grenze zwischen den sekundären Zwischenschichtwulsten 37a und 37b und die Grenze zwischen den sekundären Unterschichtwulsten 38a und 38b sind in x-Richtung auf einer Linie ausgerichtet. Anders ausgedrückt: Die mittleren Anteile in der y-Richtung von drei Vollwulsten, welche gebildet werden, wenn die sekundären Dichtungsstrukturen 32a und 32b aneinandergrenzen und eine Dichtungsstruktur bilden, fallen aufeinander. In der Ausführungsform haben drei Vollwulste in Stapelschicht-Querschnittsansicht eine gleichschenklig-dreieckige Form und die Oberflächen, die die jeweiligen Oberkanten bilden, liegen einander in x-Richtung gegenüber. Im Übrigen können die drei Vollwulste, welche ausgebildet werden, indem bewirkt wird, dass die sekundären Dichtungsstrukturen 32a und 32b einander treffen, in Stapelschicht-Querschnittsansicht eine bogenartige Form oder eine dreieckige Form haben.
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Wie in 4(a) beispielhaft dargestellt, ist der Oberflächendruck der primären Dichtungsstruktur 31a, die in der radialen Richtung innerhalb des äußeren Kantenendes 29a ausgebildet ist, hoch, wenn kein Kopfhub erzeugt wird. Daher wird das Gas, selbst wenn ein in der Zylinderbohrung 14 erzeugter Verbrennungsdruck P1 eines Gases hoch ist, von der primären Dichtungsstruktur 31a abgefangen und dringt in der radialen Richtung nicht nach außen.
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Wie in 4(b) beispielhaft dargestellt, tritt, wenn Kopfhub erzeugt wird, ein Zustand auf, in dem der Zylinderkopf 12 in Richtung der oberen Seite in x-Richtung angehoben wird und der Oberflächendruck der primären Dichtungsstruktur 31a ist im Vergleich zum oben beschriebenen Zustand reduziert. Zu diesem Zeitpunkt werden in der primären Dichtungsstruktur 31a die Höhen von drei Vollwulsten höher als diejenigen im oben genannten Zustand, um einen bestimmten Oberflächendruck aufrecht zu erhalten. Daher wird der Verbrennungsdruck P1 des Gases auf einen Druck P2 reduziert, wenn Gas durch die primäre Dichtungsstruktur 31a durchtritt. Dann wird das Gas, welches den Druck P2 hat, der durch die primäre Dichtungsstruktur 31a reduziert ist, durch die sekundäre Dichtungsstruktur 32a abgefangen und tritt in der radialen Richtung nicht auf die Außenseite der sekundären Dichtungsstruktur 32a aus.
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Wie oben beschrieben, beinhaltet die Dichtung 20 die primäre Dichtungsstruktur 31a, in welcher die Vorstehrichtungen von Vollwulsten abwechselnd sind, und die sekundäre Dichtungsstruktur 32a, in welcher Vorstehrichtungen der Halbwulste abwechselnd sind, welche in dieser Reihenfolge vom Durchgangsloch 24a in Richtung der Außenseite in dessen radialer Richtung angeordnet sind. Aus diesem Grund wird durch die primäre Dichtungsstruktur 31a und die sekundäre Dichtungsstruktur 32a der in der radialen Richtung nach außen zeigende Teil des Durchgangslochs 24a, in welchem Oberflächendruck hoch wird, verdoppelt und das Abdichten kann in zwei Stufen erfolgen.
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Hierdurch wird, selbst wenn eine solche Situation eintritt, in der durch Kopfhub Reduktion des Oberflächendrucks an der umfangseitigen Kante des Durchgangslochs 24a auftritt, um in der Zylinderbohrung 14 verbranntem Gas zu erlauben, durch die primäre Dichtungsstruktur 31a hindurchzutreten, der Verbrennungsdruck P1 des Gases durch die primäre Dichtungsstruktur 31a vorteilhaft verringert und ein Durchtritt des Gases, welches den reduzierten Druck hat, kann durch die sekundäre Dichtungsstruktur 32a sicher verhindert werden.
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Im Übrigen umfassen Beispiele für Situationen, in denen der Oberflächendruck an der umfangseitigen Kante des Durchgangslochs 24a reduziert ist, zusätzlich zum in dieser Ausführungsform beispielhaft dargestellten Kopfhub, Verformungen des Zylinderblocks 11 und/oder des Zylinderkopfes 12 aufgrund des Einflusses der Kälte Wärme während des Betriebes.
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In der primären Dichtungsstruktur 31a und der sekundären Dichtungsstruktur 32a kann durch Stapeln von drei Wulsten 33a - 35a und drei Wulsten 36a - 38a, die an jeder der Oberschicht 21, Zwischenschicht 22 und Unterschicht 23 in abwechselnden Vorstehrichtungen ausgebildet sind, der Betrag der Verformung in der x-Richtung groß gemacht werden. Hierdurch ist es vorteilhaft, Folgemöglichkeit für Situationen sicherzustellen, die zur Verringerung des Oberflächendrucks an der umfangseitigen Kante des Durchgangslochs 24a führen, wie eine durch den Kopfhub und/oder durch Belastung verursachte Änderung der Neigung der Dichtungsoberfläche verursachte Änderung der Aufweitung zwischen Zylinderblock 11 und Zylinderkopf 12.
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Es ist ausreichend, dass die primäre Dichtungsstruktur 31a und die sekundäre Dichtungsstruktur 32a mindestens drei Wulste aufweisen und dass diese in der Vorstehrichtung abwechselnd gestapelt sind. Beispielsweise liegen die Vorstehrichtungen von Wulsten, die an der Oberschicht 21 und der Unterschicht 23 ausgebildet sind, einander in entgegengesetzten Richtungen gegenüber, wenn die Zwischenschicht 22 aus drei Plattenmaterialien hergestellt ist, Wulste aus jedem Plattenmaterial, außer einem Plattenmaterial des zurückgefalteten Anteils ausgebildet sind und Plattenmaterialien gestapelt sind, während die Vorstehrichtungen von vier Wulsten abwechselnd eingestellt sind.
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Insbesondere kann die primäre Dichtungsstruktur 31a die Höhe in der x-Richtung des zurückgefalteten Teils 30a behalten, indem der primäre Zwischenschichtwulst 34a in den zurückgefalteten Teil 30a eingeschlossen wird. Hierdurch kann der Oberflächendruck des zurückgefalteten Teils 30a vorteilhaft vergrößert werden und die Verminderung des Oberflächendrucks, die durch die primäre Dichtungsstruktur 31a verursacht wird, wenn die Verminderung des Oberflächendrucks an einer äußeren Kante des Durchgangslochs 24 auftritt, kann effektiv unterdrückt werden.
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Ferner kann, selbst wenn der Platz zwischen den Durchgangslöchern 24a und 24b gering ist, das Abdichten in Bezug auf die Durchgangslöcher 24a und 24b in zwei Stufen durchgeführt werden, indem sich jeweils Halbwulste, welche die sekundäre Dichtungsstruktur 32a und 32b zwischen den Durchgangslöchern 24a und 24b bilden, treffen. Hierdurch wird vorteilhaft vermieden, ein Kommen und Gehen eines Gases zwischen den Durchgangslöchern 24a und 24b zu erlauben.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform kann eine ähnliche doppelte Dichtungsstruktur auch auf eine umfangseitige Kante eines Durchgangslochs 25, das einem Wasser-/Öl-Loch entspricht, angewandt werden.
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Die oben beschriebene Dichtung 20 kann auf Dichtungen angewandt werden, die das Durchgangsloch 24 haben, wie beispielsweise eine Dichtung für einen Flansch und eine Dichtung für einen Abgaskrümmer, ohne Beschränkung auf eine Zylinderkopfdichtung.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform kann das erste Plattenmaterial 27 in der Zwischenschicht 22 kopfüber gedreht sein. Außerdem ist auch eine solche Struktur in der primären Dichtungsstruktur 31a möglich, dass die Oberkanten von jedem Vollwulst des primären Oberschichtwulsts 33a und des primären Unterschichtwulsts 35a dazu gebracht werden, nach oben in der x-Richtung vorzustehen, und die Oberkante des Vollwulstes des primären Zwischenschichtwulstes 34a dazu gebracht wird, nach unten in der x-Richtung vorzustehen. In diesem Fall werden in der sekundären Dichtungsstruktur 32a bevorzugt die Oberkanten von jedem Vollwulst des sekundären Oberschichtwulsts 36a und des sekundären Unterschichtwulsts 38a dazu gebracht, in der x-Richtung nach oben vorzustehen und die Oberkante des Vollwulstes des sekundären Zwischenschichtwulsts 37a wird dazu gebracht, in der x-Richtung nach unten vorzustehen.
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Formen der jeweiligen Wulste 33a - 38b, 33b - 38b in Stapelschicht-Querschnittsansicht sind nicht besonders eingeschränkt.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform werden jeweilige Halbwulste, welche die sekundären Dichtungsstrukturen 32a und 32b bilden, dazu gebracht, einander in einem Teil zu treffen, wo der Platz zwischen den Durchgangslöchern 24a und 24b eng wird, aber die Länge zur Herstellung des Aufeinandertreffens der beiden Halbwulste kann so eingestellt werden, dass sie lang ist. Insbesondere können in einem Teil, wo der Platz zwischen den Durchgangslöchern 24a und 24b eng wird, jeweilige Halbwulste in einer in Draufsicht linearen Form ausgebildet werden, um die Kontaktlänge länger einzustellen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Motor
- 11
- Zylinderblock
- 12
- Zylinderkopf
- 13
- Bolzen
- 14
- Zylinderbohrung
- 15
- Wasser-/Öl-Loch
- 16, 17
- Bolzenloch
- 20
- Dichtung
- 21
- Oberschicht
- 22
- Zwischenschicht
- 23
- Unterschicht
- 24a, 24b
- Durchgangsloch
- 25, 26
- Durchgangsloch
- 27, 27a, 27b
- erstes Plattenmaterial
- 28, 28a, 28b
- zweites Plattenmaterial
- 29a, 29b
- umfangseitiges Kantenende
- 30a, 30b
- zurückgefalteter Teil
- 31, 31a, 31b
- primäre Dichtungsstruktur
- 32, 32a, 32b
- sekundäre Dichtungsstruktur
- 33a, 33b
- primärer Oberschichtwulst
- 34a, 34b
- primärer Zwischenschichtwulst
- 35a, 35b
- primärer Unterschichtwulst
- 36a, 36b
- sekundärer Oberschichtwulst
- 37a, 37b
- sekundärer Zwischenschichtwulst
- 38a, 38b
- sekundärer Unterschichtwulst
