DE10261202A1 - Zylinderkopfdichtung und Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustands eines Motors unter Anwendung der Zylinderkopfdichtung - Google Patents

Zylinderkopfdichtung und Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustands eines Motors unter Anwendung der Zylinderkopfdichtung

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DE10261202A1
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Kenji Matsumoto
Eiji Tomita
Sadami Yoshiyama
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Uchiyama Manufacturing Corp
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Abstract

Es wird eine Zylinderkopfdichtung (3) zur Anordnung zwischen einem Zylinderkopf (1) und einem Zylinderblock (2) eines Motors beschrieben. Die Zylinderkopfdichtung (3) enthält eine dünne, 0,1 bis 2,0 mm dicke Metallplatte (31), die an ihren beiden Oberflächen mit 0,01 mm bis 0,5 mm dicken elastischen Isolierfolien (32) belegt ist. In einem von einer Innenseite des Zylinderblocks (2) abstehenden Innenkantenabschnitt ist ein Abschnitt ausgebildet, in dem die dünne Metallplatte (31) frei liegt, und in einem von Zylinderblock (2) nach außen erstreckten Außenkantenabschnitt ist ein Verlängerungsabschnitt (33) ausgebildet. Ein Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes des Motors wird dadurch gebildet, daß die beschriebene Zylinderkopfdichtung (3) zwischen dem Zylinderkopf (1) und dem Zylinderblock (2) angeordnet und ein Signaldetektormittel mit dem Abschnitt verbunden wird, der im Verlängerungsabschnitt (33) der Zylinderkopfdichtung (3) angeordnet ist und in dem die dünne Metallplatte (31) frei liegt (Fig. 1).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung, die in einem Motor zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock angeordnet und mit einem in sie eingebauten Ionensensor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes in einer Verbrennungskammer dieses Motors versehen ist, sowie einen Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes.
  • Ein Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes bzw. zur direkten Ermittlung des Zustandes der Flammenfortpflanzung innerhalb eines Verbrennungsraums eines Motors ist beispielsweise aus der offengelegten japanischen Patentanmeldung JP-A-63-66431 bekannt.
  • Der in JP-A-63-66431 beschriebene Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes besteht im wesentlichen aus einer zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock eines Motors angeordneten Zylinderkopfdichtung mit einem in einem isolierten Zustand eingebauten Ionensensor. Ein Vorderende einer Elektrode des in die Zylinderkopfdichtung eingebauten Ionensensors ist einer Innenseite eines Verbrennungsraums des Motors zugewandt. An einen Abschnitt zwischen der Elektrode des Ionensensors und dem Zylinderkopf, dem Zylinderblock od. dgl., der einer auf Erdpotential liegenden Elektrode entspricht, wird ein elektrisches Potential angelegt. Der Verbrennungszustand innerhalb des Verbrennungsraums kann dann durch Messung eines elektrischen Stroms in einem Augenblick detektiert werden, zu dem die Flamme das Vorderende der Elektrode des Ionensensors erreicht.
  • Mit einem solchen Detektor ist es, wenn der Ionensensor in die zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock angeordnete Zylinderkopfdichtung eingebaut ist, möglich, den Verbrennungszustand eines zu detektierenden Abschnitts mit sehr großer Genauigkeit zu ermitteln, ohne auf einen Positionierungsort des Ionensensors beschränkt zu sein.
  • Wenn in einem solchen Fall die Zylinderkopfdichtung zwischen den Zylinderkopf und den Zylinderblock gelegt wird, dann ist es zur Verbesserung der Gasabdichtung im Bereich einer Zylinderbohrung erforderlich, den Oberflächendruck der oberen und unteren Oberfläche der Zylinderkopfdichtung zu vergrößern.
  • Im Falle einer Vergrößerung der Oberflächendrücke im Bereich der oberen und unteren Oberflächen bzw. Breitseiten einer Zylinderkopfdichtung besteht jedoch die Gefahr, daß aufgrund der Dicke der Elektrode des in die Zylinderkopfdichtung eingebauten Ionensensors ein Riß od. dgl. in einem Dichtungsabschnitt entsteht, der mit einer Ober- oder Unterseite des Ionensensors in Berührung steht. Wird ein solcher Riß od. dgl. erzeugt, dann besteht der Nachteil, daß die Isoliereigenschaften des Ionensensors nicht mehr sichergestellt werden können.
  • Zur Vermeidung eines Risses od. dgl. wäre es denkbar, die Elektrode des Ionensensors so dünn und/oder schmal wie möglich auszubilden. Wird die Elektrode jedoch dünn/ oder schmal ausgebildet, dann ergibt sich das weitere Problem, daß das dem Verbrennungsraum zugewandte Vorderende durch die Flamme zum Schmelzen gebracht wird und eine durch heiße Oberflächen bedingte Zündung (Frühzündung) auftritt, d. h. das Vorderende als Zündquelle auftritt, wodurch der Motor zerstört werden kann.
  • Unter Berücksichtigung der genannten Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes eines Motors zu schaffen, bei dem trotz Einbaus eines Ionensensors dieser Detektors in eine zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock angeordnete Zylinderkopfdichtung keine Risse od. dgl. in der Zylinderkopfdichtung erzeugt werden, selbst die Oberflächendrücke auf der oberen und unteren Breitseite der Zylinderkopfdichtung vergrößert werden. Daher besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, eine für einen solchen Verbrennungszustand-Detektor eines Motors geeignete Zylinderkopfdichtung zu schaffen.
  • Mit anderen Worten ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Betriebssicherheit des Vorderabschnitts eines Ionensensors, der einem Verbrennungsraum eines Motors zugewandt und Teil des oben erwähnten Detektors zur Ermittlung des Verbrennungszustandes ist, zu verbessern und eine für den genannten Zweck geeignete Zylinderkopfdichtung zu schaffen, die vergrößerte Betriebssicherheit aufrecht zu erhalten und Zündungen aufgrund von heißen Oberflächen sicher zu vermeiden.
  • Zur Lösung der oben angegebenen Aufgaben sieht die Erfindung eine Zylinderkopfdichtung zur Anordnung zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock eines Motors vor, die eine dünne Metallplatte mit einer Dicke zwischen 0,1 mm und 2,0 mm und an beiden Oberflächen der dünnen Metallplatte angeordnete, Dicken von 0,01 mm bis 0,5 mm aufweisende, elastische Isolierfolien enthält, wobei in einem von einer Innenseite des Zylinderblocks abstehenden Innenkantenabschnitt ein Abschnitt, an dem die dünne Metallplatte frei liegt, und in einem vom Zylinderkopf nach außen hin erstreckten Außenkantenabschnitt ein Verlängerungsabschnitt ausgebildet ist.
  • Die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung wird als Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes eines Motors verwendet, und die dünne Metallplatte dient als Ionensensor. Dabei dient der beschriebene Abschnitt, der in dem von der Innenseite des Zylinderblocks wegragenden Innenkantenabschnitt ausgebildet ist und an dem die dünne Metallplatte frei liegt, als vorderer, der Verbrennungsraumseite zugewandter Endabschnitt des Ionensensors, und dieser Endabschnitt steht mit dem Verbrennungsgas im Verbrennungsraum in Berührung. Außerdem dient der beschriebene, in dem vom Zylinderbock nach außen hin erstreckten Außenkantenabschnitt ausgebildete Verlängerungsabschnitt, in dem die dünne Metallplatte frei liegt, als ein Abschnitt, mit dem ein Signaldetektormittel des Detektors zur Ermittlung des Verbrennungszustandes verbunden wird.
  • Bei der oben beschriebenen Zylinderkopfdichtung kann der Abschnitt, der in den von der Innenseite des Zylinderblocks abstehenden Seitenkantenabschnitt angeordnet ist und bei dem die dünne Metallplatte frei liegt, dadurch hergestellt werden, daß die elastische Isolierfolie in dem von der Innenseite des Zylinderblocks wegragenden Abschnitt der Zylinderkopfdichtung entfernt wird.
  • Außerdem kann die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung dadurch hergestellt werden, daß die elastischen Isolierfolien auf den beiden Oberflächen bzw. Breitseiten der dünnen Metallplatte angeordnet, danach in einer vorgewählten Form gestanzt und dann mit Sicken od. dgl. versehen werden. Bei der Sickenbildung werden geeignete Sicken an den erforderlichen Stellen gebracht.
  • Die erfindungsgemäßen, elastischen Isolierfolien enthalten vorzugsweise anorganische Fasern und/oder organische Fasern, ein anorganisches Füllmaterial und ein Gummi- Bindemittel.
  • In diesem Fall kann als anorganische Faser eine Glasfaser, eine Kaliumtitanat-Faser od. dgl. verwendet werden.
  • Als organische Faser kann Steinwolle, eine Aramidfaser, eine Zellulosefaser, eine Polyesterfaser, eine Polyamidfaser od. dgl. verwendet werden.
  • Als anorganisches Füllmaterial kann eine Silicamasse, Ton, Calciumcarbonat od. dgl. verwendet werden.
  • Ferner wird als Gummi-Bindemittel im allgemeinen ein NBR (Nitrilbutadienkautschuk) verwendet, doch kann zusätzlich oder alternativ auch irgend ein Acrylkautschuk, Siliconkautschuk, Isoprenkautschuk, Chloroprenkautschuk od. dgl. verwendet werden.
  • Die dünne Metallplatte oder Metallfolie, an deren beiden oberen bzw. unteren Oberflächen die elastischen Isolierfolien angebracht werden, kann unter Anwendung von SUS, einem Federstahl, SPCC od. dgl. hergestellt werden.
  • Zur weiteren Lösung der oben angegebenen Aufgabe schlägt die Erfindung einen Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes eines Motors vor, wobei zwischen einen Zylinderkopf und einen Zylinderblock eines Motors eine Zylinderkopfdichtung angeordnet wird, bei der elastische Isolierfolien, die anorganische und/oder organische Fasern, ein anorganisches Füllmaterial und ein Gummi-Bindemittel enthalten, auf beiden Breitseiten einer dünnen Metallplatte angeordnet werden, wobei ein Abschnitt, bei dem die dünne Metallplatte frei liegt, in einem von der Innenseite des Zylinderblocks weg ragenden Innenkantenabschnitt der Zylinderkopfdichtung liegt, wobei ein vom Zylinderblock weg erstreckter Verlängerungsabschnitt in einem von einer Außenseite des Zylinderblocks weg erstreckten Außenkantenabschnitt der Zylinderkopfdichtung ausgebildet ist, wobei in dem Verlängerungsabschnitt ein Abschnitt ausgebildet ist, bei dem die dünne Metallplatte frei liegt, und wobei mit diesem Abschnitt ein Signaldetektormittel verbunden ist.
  • Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Verbrennungszustand-Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes eines Motors vorgeschlagen, bei dem irgendeine der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtungen zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock des Motors angeordnet ist, und bei dem der Abschnitt, in dem die dünne Metallplatte frei liegt, an dem genannten Verlängerungsabschnitt der Zylinderkopfdichtung ausgebildet und mit dem Signaldetektormittel verbunden ist.
  • Weiterhin ist es möglich, eine Vielzahl von geschichteten Zylinderkopfdichtungen, die irgendein oben genanntes Merkmal der vorliegenden Erfindung aufweisen, zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock anzuordnen. In diesem Fall ist das Signaldetektormittel mit einem Abschnitt verbunden, der im Verlängerungsabschnitt wenigstens einer der Zylinderkopfdichtungen der Vielzahl der Zylinderkopfdichtungen angeordnet und mit der freiliegenden, dünnen Metallplatte versehen ist.
  • Für den Fall, daß eine Vielzahl von Zylinderkopfdichtungen in geschichteter Form zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock des Motors angeordnet ist, werden gute Ergebnisse im Hinblick auf die Meßgenauigkeit des Verbrennungszustandes und im Hinblick auf eine Verbesserung der Dichtwirkung erzielt.
  • Da bei der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung für den Verbrennungszustand- Detektor die elastischen Isolierfolien an beiden, oberen bzw. unteren Breitseiten der dünnen, dem Ionensensor entsprechenden Metallplatte angeordnet sind, ist es möglich, zusätzlich zur Dauerfestigkeit der Zylinderkopfdichtung auch deren Dichtcharakteristik zu verbessern.
  • Bei konventionellen Verbrennungszustand-Detektoren wird eine Struktur verwendet, bei welcher der Elektrodenabschnitt mit dem in die Zylinderkopfdichtung eingebauten Ionensensor verbunden wird, während bei der Zylinderkopfdichtung und beim Verbrennungszustand-Detektor gemäß vorliegender Erfindung eine derartige Struktur, bei der der Elektrodenabschnitt in der oben beschriebenen Weise verbunden wird, vermieden werden kann. Da außerdem die Leitung direkt über die dünne Metallplatte bewirkt wird, ist es möglich, den Verbrennungszustand genau und sicher zu ermitteln.
  • Da außerdem die elastischen Isolierfolien an beiden Breitseiten der dünnen, dem Ionensensor entsprechenden Platte ausgebildet werden, wird in der Zylinderkopfdichtung keine unzulässige Belastung erzeugt, selbst wenn die Oberflächendrücke auf der oberen und unteren Oberfläche der Zylinderkopfdichtung erhöht werden, um die die Zylinderbohrung umgebende Gasabdichtung zu verbessern, wodurch es möglich ist, die Erzeugung von Rissen od. dgl. zu vermeiden.
  • Da die Dicke der elastischen Isolierfolien zwischen 0,01 mm und 0,5 mm liegt, braucht die Dicke der Zylinderkopfdichtung nicht verändert werden, selbst wenn die Oberflächendrücke an der oberen und unteren Breitseite der Zylinderkopfdichtung vergrößert werden, um die die Zylinderbohrung umgebende Gasabdichtung zu verbessern, wodurch im zusammgedrückten Zustand eine gleichförmige Dicke erhalten wird und keine Risse od. dgl. erzeugt werden. Daher ist es auch möglich, gute Isoliereigenschaften der dünnen, dem Ionensensor entsprechenden Metallplatte aufrecht zu erhalten.
  • Bei Anwendung der im Ionensensor entsprechenden, dünnen Metallplatte ergeben sich, da die elastischen Isolierfolien mit den oben angegebenen Dicken an beide Breitseiten angebracht werden und ihre Dicke 0,1 mm bis 2,0 mm beträgt, keine Probleme dahingehend, daß die dem Verbrennungsraum zugewandte vordere Endfläche aufgrund der Flammenwirkung schmilzt, durch das einer Zündquelle entsprechende Vorderende das Phänomen der Zündung durch heiße Oberflächen (Frühzündung) auftritt und der Motor dadurch zerstört wird. Demgemäß ist es möglich, die Betriebssicherheit des vorderen, der Verbrennungskammer zugewandten Endabschnitts des Ionensensors zu vergrößern und die vergrößerte Betriebssicherheit aufrecht zu erhalten.
  • Erfindungsgemäß ist es daher möglich, die Betriebssicherheit der Zylinderkopfdichtung für einen Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes eines Motors sowie des Verbrennungszustand-Detektors selbst zu verbessern.
  • Da ferner, wie oben erwähnt, die Zylinderkopfdichtung, bei der die elastischen Isolierfolien an beiden, oberen und unteren Oberflächen der dünnen, als Ionensensor dienende Metallplatte ausgebildet sind, zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock angeordnet wird und der Abschnitt, an dem die dünne Metallplatte frei liegt, in dem von der Innenseite des Zylinderblocks abstehenden Innenkantenabschnitt der Zylinderkopfdichtung ausgebildet ist, ist es beim erfindungsgemäßen Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes des Motors möglich, den exponierten Bereich der Metallplatte auf die gesamte Peripherie des Verbrennungsraums auszudehnen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an einem Ausführungsbeipiel näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 in einem Teilschnitt den Zustand, in dem ein erfindungsgemäßer Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes eines Motors zwischen einem Zylinderkopf und Zylinderblock angeordnet ist;
  • Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung;
  • Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 2, der einen Zustand darstellt, in dem der erfindungsgemäße Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes eines Motors zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock angeordnet ist.
  • Elastische Isolierplatten bzw. -folien 32 und 32, die einen NBR (Nitrilbutadienkautschuk), Steinwolle und eine Silicamasse enthalten und eine Dicke 0,05 mm aufweisen, werden auf den beiden Oberflächen, d. h. der oberen und unteren Breitseite einer dünnen Metallplatte bzw. -folie 31 ausgebildet, die eine Dicke 0,5 mm besitzt und aus SUS hergestellt ist.
  • Anschließend werden diese Platten bzw. -folien in der erforderlichen Form, die der eines Zylinderkopfs 1 und eines Zylinderblocks 2 entspricht, zwischen die eine Zylinderkopfdichtung einzulegen ist, ausgestanzt. Dabei werden sie so ausgestanzt, daß in einem äußeren Seitenkantenabschnitt der Zylinderkopfdichtung, der sich zur Außenseite des Zylinderblocks 2 hin erstreckt, wenn die Zylinderkopfdichtung zwischen den Zylinderkopf 1 und den Zylinderblock 2 gelegt ist, ein vom Zylinderblock 2 abstehender Verlängerungsabschnitt 33 entsteht. Danach werden geeignete Rippen bzw. Sicken in den erforderlichen Bereichen ausgebildet, sofern es erforderlich ist, die Fertigkeit zu erhöhen.
  • Im Anschluß daran werden die elastischen Isolierfolien 32 im Bereich eines Innenkantenabschnitts der Zylinderkopfdichtung entfernt. Dieser Innenkantenabschnitt der Zylinderkopfdichtung ragt von der Innenseite des Zylinderblocks 2 weg, wenn die Zylinderkopfdichtung zwischen den Zylinderkopf 1 und den Zylinderblock 2 gelegt ist. Dadurch ist die dünne Metallplatte 31 in diesem Abschnitt (Innenkantenabschnitt der Zylinderkopfdichtung) freigelegt. Dieser Abschnitt der exponierten dünnen Metallplatte 31 entspricht einem Abschnitt, der in Kontakt mit einem Verbrennungsgas in einem Verbrennungsraum des Motors steht.
  • Die Zylinderkopfdichtung 3 nach der vorliegenden Erfindung wird in der oben erwähnten Weise hergestellt.
  • Wenn in diesem Fall die elastischen Isolierfolien 32 im Verlängerungsabschnitt 33 entfernt und dadurch die dünne Metallplatte 31 in diesen Bereichen freigelegt wird, dann entspricht dieser exponierte Bereich der dünnen Metallplatte 31 einem Signalaufnehmerteil, und ein Signaldetektormittel wird mit diesem verbunden.
  • Entsprechend der obigen Beschreibung kann eine in dem Zustand nach Fig. 2 befindliche Struktur, bei der die dünne Metallplatte 31 nicht nur in einem im Bereich des Innenkantenabschnitts liegenden Bereich, sondern auch in einem im Verlängerungsabschnitt 33 liegenden Bereich freigelegt ist, insgesamt als erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung bezeichnet werden.
  • Die in der oben beschriebene Weise hergestellte, erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung 3 wird zwischen den Zylinderkopf 1 und den Zylinderblock 2 in der nachfolgend beschriebenen Weise eingelegt, um dadurch einen erfindungsgemäßen Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes des Motor zu schaffen.
  • Der Motor ist mit dem Zylinderblock 2, einem im Zylinderblock 2 hin- und hergehenden Kolben 5 und dem Zylinderkopf 1 versehen, der einen oberen Bereich des Zylinderblocks 2 abdeckt, wie Fig. 1 zeigt, und weist einen Verbrennungsraum 4 auf, der durch den Kolben 5 und den Zylinderkopf 1 begrenzt ist.
  • Die in der oben beschriebenen Weise strukturierte Zylinderkopfdichtung 3 ist zwischen dem Zylinderblock 2 und dem Zylinderkopf 1 des Motors nach Fig. 1 angeordnet.
  • Da die Zylinderkopfdichtung 3 in der oben beschriebenen Weise hergestellt ist, ist die dünne Metallplatte 31 innerhalb des Verbrennungsraum 4 in einem peripheren Umfangsabschnitt freigelegt. Dieser periphere, freigelegte Abschnitt der dünnen Metallplatte entspricht einem mit dem Verbrennungsgas in Berührung befindlichen Abschnitt eines Ionensensors.
  • Wie Fig. 3 weiter zeigt, entspricht der Abschnitt, in dem die elastischen Isolierfolien 32 innerhalb des Verlängerungsabschnitts 33 entfernt sind und die dünne Metallplatte 31 freigelegt ist, dem Signalaufnehmerteil.
  • Der erfindungsgemäße Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes des Motors wird dadurch erhalten, daß ein an sich bekanntes Signaldetektormittel (nicht gezeigt) mit dem Signalaufnehmerteil verbunden wird.
  • Der Verbrennungszustand des Motors wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen, zur Ermittlung des Verbrennungszustandes bestimmten Detektors in folgender Weise gemessen.
  • Der Zylinderkopf 1 und/oder der Zylinderblock 2 werden als Erdelektrode eingerichtet, und ein elektrisches Potential von 90 V wird zwischen dieser Erdelektrode und demjenigen Teil des Verlängerungsabschnitts 33 angelegt, in dem die als Ionensensor dienende, dünne Metallplatte 31 freigelegt ist.
  • Durch ein in einem ionisierten Zustand befindliches Flammenband wird in einem Augenblick, in dem die Flamme einen in Fig. 3 auf der linken Seite liegenden, im Verbrennungsraum 4 angeordneten bzw. an diesen angrenzenden Bereich der Zylinderkopfdichtung erreicht, ein elektrischer Stromkreis geschlossen, wodurch ein elektrischer Strom fließt. Die Größe dieses elektrischen Stroms wird durch das nicht dargestellte Signaldetektormittel aufgenommen, das mit der exponierten, im Verlängerungsabschnitt 33 angeordneten Zone (Signalaufnehmerteil) der dünnen Metallplatte 31 verbunden ist, und der Verbrennungszustand innerhalb des Verbrennungsraums 4 wird durch Messung der Größe des elektrischen Stroms ermittelt. Die Größe des elektrischen Stroms kann beispielsweise dadurch gemessen werden, daß der Strom, der durch das nicht dargestellte und mit dem innerhalb des Verlängerungsabschnitts 33 exponierten Bereich (Signalaufnehmerteil) der dünnen Metallplatte 31 verbundene Signaldetektormittel aufgenommen wird, mittels eines Verstärkers verstärkt und mittels eines Signalprozessors verarbeitet wird.
  • Obgleich die vorliegende Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, versteht sich, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne dadurch vom Geist und Umfang der in den nachfolgenden Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen.

Claims (8)

1. Zylinderkopfdichtung zur Anordnung zwischen einem Zylinderkopf (1) und einem Zylinderblock (2) eines Motors, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine dünne Metallplatte (31) und an beiden Oberflächen der dünnen Metallplatte (31) angeordnete, elastische Isolierfolien (32) enthält, wobei in einem von einer Innenseite des Zylinderblocks (2) abstehenden Innenkantenabschnitt ein Abschnitt, an dem die dünne Metallplatte (31) frei liegt, und in einem vom Zylinderblock (2) nach außen hin erstreckten Außenkantenabschnitt ein Verlängerungsabschnitt (33) ausgebildet ist.
2. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Metallplatte (31) eine Dicke von 0,1 mm bis 2,0 mm besitzt.
3. Zylinderkopfdichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Isolierfolien (32) Dicken von 0,01 mm bis 0,5 mm aufweisen.
4. Zylinderkopfdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt, an dem die dünne Metallplatte (31) frei liegt und der in dem von der Innenseite des Zylinderblocks (2) abstehenden Innenkantenabschnitt angeordnet ist, durch Entfernen der elastischen Isolierfolie (32) in dem von der Innenseite des Zylinderblocks (2) abstehenden Abschnitt der Zylinderkopfdichtung (3) ausgebildet ist.
5. Zylinderkopfdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach der Anordnung der elastischen Isolierfolien (32) auf beiden Oberflächen der dünnen Metallplatte (31) einem zu einer vorgewählten Form führenden Stanzvorgang und dann einem Sickenbildungsvorgang unterworfen worden ist.
6. Zylinderkopfdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Isolierfolien (32) organische und/oder anorganische Fasern, ein anorganisches Füllmaterial und ein Gummi-Bindemittel enthalten.
7. Detektor zur Ermittlung des Verbrennungszustandes eines Motors, gekennzeichnet durch wenigstens eine zwischen einem Zylinderkopf (1) und einem Zylinderblock (2) anzuordnende, nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildete Zylinderkopfdichtung (3), deren Verlängerungsabschnitt (33) einen Abschnitt aufweist, in dem die dünne Metallplatte (31) frei liegt und der mit einem Signaldetektormittel verbunden ist.
8. Detektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zylinderkopf (1) und dem Zylinderblock (2) eine Vielzahl von geschichteten Zylinderkopfdichtungen (3) nach wenigstens einem der Anspüche 1 bis 6 angeordnet ist, wobei wenigstens eine der Vielzahl von Zylinderkopfdichtungen (3) einen im Verlängerungsabschnitt (33) liegenden Abschnitt aufweist, in dem die dünne Metallplatte (31) frei liegt und der mit dem Signaldetektormittel verbunden ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1882873A1 (de) * 2006-07-28 2008-01-30 Carl Freudenberg KG Verfahren zum Messen einer physikalischen Größe in einer Fuge
DE102004045143B4 (de) * 2003-09-19 2008-08-07 Uchiyama Manufacturing Corp. Multifunktionale Dichtung

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005155667A (ja) * 2003-11-20 2005-06-16 Nippon Packing Kogyo Kk ガスケット
JP5200233B2 (ja) * 2008-03-14 2013-06-05 イマジニアリング株式会社 内燃機関のガスケット及び内燃機関
JP5679162B2 (ja) * 2010-08-04 2015-03-04 ダイハツ工業株式会社 バリア放電装置
WO2015143186A1 (en) * 2014-03-19 2015-09-24 Advanced Green Technologies, Llc Varnish prevention and removal systems and methods

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2209807B (en) * 1987-09-17 1991-04-03 T & N Technology Ltd Cylinder head gasket
DE4015109A1 (de) * 1990-05-11 1991-11-14 Lechler Elring Dichtungswerke Zylinderkopfdichtung
EP0468526B1 (de) * 1990-07-26 1995-04-05 Taiho Kogyo Co., Ltd. Metalldichtung
US5659132A (en) * 1995-03-07 1997-08-19 Fel-Pro Incorporated Gasket enclosed sensor system
JPH11173937A (ja) * 1997-12-15 1999-07-02 Hitachi Ltd 車載用光ファイバ式筒内圧センサ
JP2002081543A (ja) * 2000-09-04 2002-03-22 Nippon Gasket Co Ltd 金属製ガスケット
US6810723B2 (en) * 2001-10-19 2004-11-02 Visteon Global Technologies, Inc. Engine combustion monitoring and control with integrated cylinder head gasket combustion sensor
CA2476095A1 (en) * 2002-02-15 2003-08-28 Dana Corporation Multiple-layer cylinder head gasket with integral pressure sensor apparatus for measuring pressures within engine cylinders
US6739183B1 (en) * 2002-02-15 2004-05-25 Dana Corporation Multiple-layer cylinder head gasket with integral pressure sensor apparatus for measuring pressures within engine cylinders
US6701775B1 (en) * 2002-02-15 2004-03-09 Dana Corporation Pressure sensor apparatus for measuring pressures including knock conditions in engine cylinders
JP2004162550A (ja) * 2002-11-11 2004-06-10 Uchiyama Mfg Corp イオンセンサ付ガスケット
US6945117B2 (en) * 2003-08-29 2005-09-20 Dana Corporation Gasket having a fiber-optic pressure sensor assembly

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004045143B4 (de) * 2003-09-19 2008-08-07 Uchiyama Manufacturing Corp. Multifunktionale Dichtung
EP1882873A1 (de) * 2006-07-28 2008-01-30 Carl Freudenberg KG Verfahren zum Messen einer physikalischen Größe in einer Fuge
FR2904396A1 (fr) * 2006-07-28 2008-02-01 Freudenberg Meillor Soc Par Ac Procede de mesure d'une grandeur physique dans un joint

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