DE112008000098T5

DE112008000098T5 - Zylinderkopfdichtung und Maschine

Info

Publication number: DE112008000098T5
Application number: DE112008000098T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Okuno; Kazuya Yoshijima; Tsutomu Endou; Tetsuya Hida
Original assignee: Toyota Industries Corp; Nippon Reinz Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Apj Corp Yamato-Shi Jp; KK Toyota Jidoshokki Jp; Nichias Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2028-02-01
Also published as: JP2008190542A; JP4909753B2; DE112008000098B4; US8042815B2; US20100117306A1; WO2008093779A1

Abstract

Zylinderkopfdichtung, die zwischen einer Kontaktfläche eines Zylinderkopfs und einer Kontaktfläche eines Zylinderblocks vorgesehen ist, die miteinander verbunden sind, wobei der Zylinderblock eine Zylinderbohrung aufweist und eine Brennkammeröffnung in der Zylinderkopfdichtung ausgebildet ist, so dass diese zu der Zylinderbohrung korrespondiert, wobei die Zylinderkopfdichtung gekennzeichnet ist durch:
eine Zwischenplatte mit einem Anschlagabschnitt, der um die Brennkammeröffnung herum positioniert ist, wobei die Zwischenplatte einen Zwischenplattenabschnitt aufweist, der an der Außenseite des Anschlagabschnitts bezüglich der Brennkammeröffnung positioniert ist, wobei die Dicke des Zwischenplattenabschnitts kleiner als die Dicke des Anschlagabschnitts ist und ein Zwischenstufenabschnitt als ein Stufenabschnitt an der Grenze zwischen dem Anschlagabschnitt und dem Zwischenplattenabschnitt ausgebildet ist;
eine Einstellplatte, die näher an dem Zylinderkopf oder an dem Zylinderblock mit Bezug auf die Zwischenplatte vorgesehen ist, wobei die Einstellplatte einen dem Anschlagabschnitt zugewandten Einstellanschlagabschnitt und einen dem Zwischenplattenabschnitt zugewandten Einstellplattenabschnitt aufweist, wobei eine Einstellstufe als eine der Zwischenstufe zugewandten Stufe an der Grenze...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zylinderkopfdichtung, die zwischen den Kontaktflächen eines Zylinderkopfs und eines Zylinderblocks vorgesehen ist.
STAND DER TECHNIK
Patentdokument 1 offenbart eine Zylinderkopfdichtung 80, die in 7 der vorliegenden Anmeldung gezeigt ist. Die Zylinderkopfdichtung 80 ist eine Metalldichtung mit einer Schichtstruktur. Die Zylinderkopfdichtung 80 hat eine Zwischenplatte 81 und eine Einstellplatte 82, die aneinander geschichtet sind, und Wölbplatten 83, 84, zwischen denen die Zwischenplatte 83 und die Einstellplatte 82 angeordnet sind. Die Zwischenplatte 81 und der Zylinderkopf ordnen die Wölbplatte 83 zwischen sich an und die Einstellplatte 82 und der Zylinderblock ordnen die Wölbplatte 84 zwischen sich an.
Die Zylinderkopfdichtung 80 weist eine Vielzahl von Brennkammeröffnungen 80a auf, von denen jede zu einer von den Zylinderbohrungen korrespondiert, die in dem Zylinderblock ausgebildet sind. Die Wölbplatten 83, 84 haben Wölbungen 83a, 84a, von denen jede die Brennkammeröffnung 80a umgeben. Falls der Zylinderkopf durch einen Bolzen an dem Zylinderblock in einem Zustand befestigt ist, in dem die Zylinderkopfdichtung 80 zwischen Kontaktflächen des Zylinderkopfs und des Zylinderblocks vorgesehen ist, dichtet die Wölbung 83a einen Raum zwischen dem Zylinderkopf und der Zwischenplatte 81 ab und die Wölbung 84a dichtet einen Raum zwischen dem Zylinderblock und der Einstellplatte 82 ab.
Die Zwischenplatte 81 weist einen Anschlagabschnitt 81a auf, der um die Brennkammeröffnung 80a herum vorgesehen ist. Der Anschlagabschnitt 81a nimmt eine axiale Befestigungskraft des Bolzens auf, um zu verhindern, dass die Wölbungen 83a, 84a vollständig kollabieren. Das bedeutet dass der Anschlagabschnitt 81a den Raum zwischen den Kontaktflächen des Zylinderkopfs und des Zylinderblocks ausgleicht, der durch Verformen der Zylinderkopfdichtung 80 aufgrund der Befestigungskraft des Bolzens ausgebildet wird. Die Einstellplatte 82 stellt die Dicke der Zylinderkopfdichtung 80 derart ein, dass die Dicke der Zylinderkopfdichtung 80 gleich zu dem Raum zwischen den Kontaktflächen des Zylinderkopfs und des Zylinderblocks wird. Die Einstellplatte 82 hat eine Aussparung 82a, an die der Anschlagabschnitt 81a angepasst ist. In der vorhergehend genannten Veröffentlichung wird die Zwischenplatte 81 als eine „Kompensationsplatte” bezeichnet und der Anschlagabschnitt 81a wird als ein „Faltabschnitt” bezeichnet.
Die Dicke des Anschlagabschnitts 81a ist größer als die Dicke von anderen Abschnitten der Zwischenplatte 81. Der Anschlagabschnitt 81a steht entlang seiner Dicke in Richtung zu der Einstellplatte 82 hin vor. Eine Stufe 81b ist zwischen dem Anschlagabschnitt 81a und den anderen Abschnitten der Zwischenplatte 81 ausgebildet. Das Abmaß entlang der Dicke zwischen der Zwischenplatte 81 und dem Anschlagabschnitt 81a wird als eine Anschlaghöhe H1 bezeichnet und das Abmaß entlang der Dicke der Aussparung 82a wird als eine Einstellstufenhöhe H2 bezeichnet. Die Anschlaghöhe H1 ist größer als die Einstellstufenhöhe H2.
Daher kommt dann, wenn der Zylinderkopf mit dem Bolzen an dem Zylinderblock befestigt wird, der Anschlagabschnitt 81a eng mit der Einstellplatte 82 in Kontakt. Ein Raum T ist jedoch zwischen der Zwischenplatte 81 und der Einstellplatte 82 in der Nähe der Stufe 81b ausgebildet. Falls die Zylinderkopfdichtung 80 Druckschwankungen in der Zylinderbohrung oder das wiederholte Kühlen und Erwärmen in einem Zustand, in dem der Raum T ausgebildet ist, aufnimmt, ist es möglich, dass die Einstellplatte 82 flattert.

Patentdokument 1: Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr.: 7-55005

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zylinderkopfdichtung bereitzustellen, die ein Flattern einer Einstellplatte verhindert.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, wird eine Zylinderkopfdichtung bereit gestellt, die zwischen einer Kontaktfläche eines Zylinderkopfs und einer Kontaktfläche eines Zylinderblocks vorgesehen ist, die miteinander verbunden sind. Der Zylinderblock hat eine Zylinderbohrung. Eine Brennkammeröffnung ist in der Zylinderkopfdichtung ausgebildet, so dass sie zu der Zylinderbohrung korrespondiert. Die Zylinderkopfdichtung weist eine Zwischenplatte mit einem Anschlagabschnitt auf, der um die Brennkammeröffnung herum positioniert ist. Die Zwischenplatte hat einen Zwischenplattenabschnitt, der bezüglich der Brennkammeröffnung an der Außenseite des Anschlagabschnitts positioniert ist. Die Dicke des Zwischenplattenabschnitts ist geringer als die Dicke des Anschlagabschnitts. Eine Zwischenstufe ist als ein Stufenabschnitt an der Grenze zwischen dem Anschlagabschnitt und dem Zwischenplattenabschnitt ausgebildet. Eine Einstellplatte ist bezüglich der Zwischenplatte näher an dem Zylinderkopf oder an dem Zylinderblock vorgesehen. Die Einstellplatte hat einen Einstellanschlagabschnitt, der dem Anschlagabschnitt zugewandt ist, und einen Einstellplattenabschnitt, der dem Zwischenplattenabschnitt zugewandt ist. Eine Einstellstufe ist als eine der Zwischenstufe zugewandte Stufe an der Grenze zwischen dem Einstellanschlagabschnitt und dem Einstellplattenabschnitt ausgebildet. Eine Wölbplatte ist zwischen der Einstellplatte und dem Zylinderkopf oder zwischen der Einstellplatte und dem Zylinderblock vorgesehen. Die Wölbplatte hat eine Wölbung, die die Brennkammeröffnung bezüglich der Brennkammeröffnung an der Außenseite des Anschlagabschnitts umgibt. Die Zwischenplatte, die Einstellplatte und die Wölbplatte sind aneinander geschichtet. Die Dicke eines Abschnitts der Zylinderkopfdichtung, der den Anschlagabschnitt aufweist, ist größer als die Dicke von anderen Abschnitten der Zylinderkopfdichtung festgesetzt. Bevor die Zylinderkopfdichtung zwischen den Kontaktflächen angeordnet ist, ist ein Raum zwischen dem Anschlagabschnitt und dem Einstellanschlagabschnitt ausgebildet und der Zwischenplattenabschnitt kommt wenigstens teilweise mit dem Einstellplattenabschnitt in Kontakt und die Wölbung kommt mit dem Einstellplattenabschnitt in Kontakt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht eines Teils einer Brennkraftmaschine mit einer Zylinderkopfdichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Draufsicht eines Teils der Zylinderkopfdichtung von 1;
3 ist eine Schnittansicht entlang einer 3-3-Linie von 2;
4 ist eine Schnittansicht eines Teils einer Zylinderkopfdichtung einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Schnittansicht eines Teils einer Zylinderkopfdichtung einer anderen Abwandlung;
6 ist eine Schnittansicht eines Teils einer Zylinderkopfdichtung einer weiteren Abwandlung; und
7 ist eine Schnittansicht eines Teils einer herkömmlichen Zylinderkopfdichtung.
BESTER WEG ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
1 bis 3 zeigen eine Zylinderkopfdichtung 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt eine Maschine 11, an der die Zylinderkopfdichtung 20 angebracht ist. Die Maschine 11 hat einen Zylinderblock 13 und einen Zylinderkopf 12, der mit dem Zylinderblock 13 verbunden ist. Eine Kopfkontaktfläche 12a, die eine Kontaktfläche des Zylinderkopfs 12 ist, ist einer Blockkontaktfläche 13a zugewandt, die eine Kontaktfläche des Zylinderblocks 13 ist. Der Zylinderblock 13 weist eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 14 auf und jede Zylinderbohrung 14 nimmt einen Kolben 15 auf, sodass sich dieser darin hin und her bewegt. Eine Umfangsfläche einer jeden Zylinderbohrung 14, eine obere Fläche des Kolbens 15 und eine untere Fläche des Zylinderkopfs 12 legen eine Brennkammer 16 fest.
Die Zylinderkopfdichtung 12 ist in einer rechtwinkligen Plattengestalt ausgebildet, die zwischen der Kopfkontaktfläche 12a und der Blockkontaktfläche 13a angeordnet ist.
Wie es in 2 gezeigt ist, weist die Zylinderkopfdichtung 20 eine Vielzahl von Brennkammeröffnungen 21, Kühlmitteldurchgangsöffnungen 22, Öldurchgangsöffnungen 23 und Bolzeneinbringöffnungen 24 auf. Die Brennkammeröffnungen 21 und die Bolzeneinbringöffnungen 24 sind kreisförmig. Wenn die Zylinderkopfdichtung 20 zwischen der Kopfkontaktfläche 12a und der Blockkontaktfläche 13a angeordnet ist, korrespondiert jede Brennkammeröffnung 21 zu einer der Zylinderbohrungen 14.
Wie es in 3 gezeigt ist, weist die Zylinderkopfdichtung 20 eine Schichtstruktur mit einer Zwischenplatte 31, einer Einstellplatte 32, einer Kopfwölbplatte 33 und einer Blockwölbplatte 34 auf, die aneinander geschichtet sind. Die Blockwölbplatte 34, die Zwischenplatte 31, die Einstellplatte 32 und die Kopfwölbplatte 33 sind in dieser Reihenfolge aneinander geschichtet. Das heißt, dass der Zylinderblock 13, die Blockkontaktfläche 13a, die Blockwölbplatte 34, die Zwischenplatte 31, die Einstellplatte 32, die Kopfwölbplatte 33, die Kopfkontaktfläche 12a und der Zylinderkopf 12 in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Die Zwischenplatte 31, die Einstellplatte 32, die Kopfwölbplatte 33 und die Blockwölbplatte 34 sind als rechtwinklige Platten ausgebildet und jede von diesen weist einen Rand 31e, 32e, 33e, 34e als Umfang auf. Jede von den Brennkammeröffnungen 21 erstreckt sich durch die Blockwölbplatte 34, die Zwischenplatte 31, die Einstellplatte 32 und die Kopfwölbplatte 33.
Die in 3 gezeigte Zwischenplatte 31 besteht aus Metall und ist durch eine Eisenplatte oder eine Platte aus rostfreiem Stahl ausgebildet. Die Zwischenplatte 31 weist einen Anschlagabschnitt 31a und einen Zwischenplattenabschnitt 31b auf. Der Anschlagabschnitt 31a ist um die Brennkammeröffnungen 21 herum positioniert. Der Zwischenplattenabschnitt 31b ist zwischen dem Anschlagabschnitt 31a und einem Seitenrand 31e der Zwischenplatte 31 positioniert. Eine Richtung, die von der Brennkammeröffnung 21 weg gerichtet ist, wird als auswärts bezeichnet. Es kann gesagt werden, dass der Zwischenplattenabschnitt 31b außerhalb des Anschlagabschnitts 31a positioniert ist.
Wie es in 3 gezeigt ist, wird das Abmaß der Zylinderkopfdichtung 20 entlang ihrer senkrechten Linie als eine Dicke bezeichnet. Anders gesagt ist die Schichtrichtung der Zwischenplatte 31, der Einstellplatte 32, der Kopfwölbplatte 33 und der Blockwölbplatte 34 die Dickenrichtung der Zylinderkopfdichtung 20. Die Dicke des Anschlagabschnitts 31a ist größer als die Dicke des Zwischenplattenabschnitts 31b. Anders gesagt ist die Dicke der Zwischenplatte 31 in dem Anschlagabschnitt 31a von der in dem Zwischenplattenabschnitt 31b verschieden. Die Dicke des Zwischenplattenabschnitts 31b liegt innerhalb eines Bereichs zwischen zwei Flächen des Anschlagabschnitts 31a in seiner Dickenrichtung. Die Zylinderkopfdichtung 20 hat eine Zwischenstufe 31c, die eine an einer Grenze zwischen dem Anschlagabschnitt 31a und dem Zwischenplattenabschnitt 31b positionierte Stufe ist. Die Höhe der Zwischenstufe 31c wird als eine Anschlaghöhe h1 bezeichnet. Die Anschlaghöhe h1 stellt das Abmaß entlang der Dicke zwischen einer Fläche des Anschlagabschnitts 31a, die der Einstellplatte 32 zugewandt ist, und einer Fläche des Zwischenplattenabschnitts 31b dar, die der Einstellplatte 32 zugewandt ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verändert sich die Dicke der einen Platte an einem bestimmten Abschnitt, um den Anschlagabschnitt 31a und den Zwischenplattenabschnitt 31b auszubilden, die verschiedene Dicken aufweisen. Demnach weist die Zwischenstufe 31c zwei schräge, keilförmige Flächen auf, so dass die Breite zwischen den Flächen von dem Zwischenplattenabschnitt 31b in Richtung des Anschlagabschnitts 31a hin zunimmt. Der Zwischenplattenabschnitt 31b ist zwischen der Zwischenstufe 31c und dem Seitenrand 31e der Zwischenplatte 31 positioniert. Der Zwischenplattenabschnitt 31b ist näher an dem Seitenrand 31e der Zwischenplatte 31 als die Zwischenstufe 31c positioniert. Der Zwischenplattenabschnitt 31b ist ein anderer Abschnitt der Zwischenplatte 31 als der Anschlagabschnitt 31a und die Zwischenstufe 31c.
Der Zwischenplattenabschnitt 31b weist eine Zwischenwölbung 31d auf, die gekrümmt ist, um in Richtung zu der Blockwölbplatte 34 hin konvex zu sein.
Die Einstellplatte 32, die in 3 gezeigt ist, besteht aus Metall und ist eine Eisenplatte oder eine Platte aus rostfreiem Stahl. Die Einstellplatte 32 hat einen Einstellanschlagabschnitt 32a und einen Einstellplattenabschnitt 32b. Der Einstellanschlagabschnitt 32a ist ein erster zugewandter Abschnitt, der dem Anschlagabschnitt 31a zugewandt und um die Brennkammeröffnung 21 herum positioniert ist. Der Einstellplattenabschnitt 32b ist ein zweiter zugewandter Abschnitt, der den Zwischenplattenabschnitt 31b zugewandt ist. Der Einstellplattenabschnitt 32b ist zwischen dem Einstellanschlagabschnitt 32a und einem Seitenrand 32e der Einstellplatte 32 positioniert. Der Einstellplattenabschnitt 32b ist an der Außenseite des Einstellanschlagabschnitts 32a positioniert.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist die Einstellplatte 32 an einem Abschnitt zwischen dem Einstellanschlagabschnitt 32a und dem Einstellplattenabschnitt 32b gebogen. Das Abmaß entlang der Dicke zwischen dem Einstellanschlagabschnitt 32a und dem Zwischenplattenabschnitt 31b ist größer als das Abmaß entlang der Dicke zwischen dem Einstellplattenabschnitt 32b und dem Zwischenplattenabschnitt 31b. Die Dicke des Einstellanschlagabschnitts 32a ist gleich der Dicke des Einstellplattenabschnitts 32b. Die Einstellstufe 32c ist von dem Einstellanschlagabschnitt 32a in Richtung zu dem Einstellplattenabschnitt 32b hin geneigt. Ein gebogener Abschnitt der Einstellplatte 32 zwischen dem Einstellanschlagabschnitt 32a und dem Einstellplattenabschnitt 32b wird als eine Einstellstufe 32c bezeichnet. Die Einstellstufe 32c ist der Zwischenstufe 31c zugewandt.
Die Höhe der Einstellstufe 32c wird als eine Einstellstufenhöhe h2 bezeichnet. Die Einstellstufenhöhe h2 stellt das Abmaß entlang der Dicke zwischen einer Fläche des Einstellanschlagabschnitts 32a, die der Zwischenplatte 31 zugewandt ist, und einer Fläche des Einstellplattenabschnitts 32b dar, die der Zwischenplatte 31 zugewandt ist. Die Anschlaghöhe h1 ist so festgesetzt, dass sie kleiner als die Einstellstufenhöhe h2 ist.
Der Einstellplattenabschnitt 32b ist zwischen der Einstellstufe 32c und dem Seitenrand 32e der Einstellplatte 32 positioniert. Anders gesagt ist der Einstellplattenabschnitt 32b näher an dem Seitenrand 32e der Einstellplatte 32 als die Einstellstufe 32c positioniert. Der Einstellplattenabschnitt 32b ist ein anderer Abschnitt der Einstellplatte 32 als der Einstellanschlagabschnitt 32a und die Einstellstufe 32c.
Die Kopfwölbplatte 33 und die Blockwölbplatte 34 sind aus einer Metallplatte ausgebildet, wie zum Beispiel einer Platte aus rostfreiem Stahl, um eine Elastizität aufzuweisen. Die Kopfwölbplatte 33 hat eine Kopfwölbung 33a und die Blockwölbplatte 34 hat eine Blockwölbung 34a. Die Kopfwölbung 33a und die Blockwölbung 34a umgeben die Brennkammeröffnungen 21 an der Außenseite des Anschlagabschnitts 31a. Die Kopfwölbung 33a ist zwischen den Brennkammeröffnungen 21 und dem Seitenrand 33e der Kopfwölbplatte 33 positioniert und die Blockwölbung 34a ist zwischen den Brennkammeröffnungen 21 und dem Seitenrand 34e der Blockwölbplatte 34 positioniert. Die Kopfwölbung 33a und die Blockwölbung 34a sind gebogen, um näher aneinander angeordnet zu sein, und haben den Zwischenplattenabschnitt 31b und den Einstellplattenabschnitt 32b zwischen sich angeordnet. Anders gesagt ist die Kopfwölbung 33a gebogen, um in Richtung zu dem Einstellplattenabschnitt 32b hin konvex zu sein, und die Blockwölbung 34a ist gebogen, um in Richtung zu den Zwischenplattenabschnitt 31b hin konvex zu sein.
Wenn die Zylinderkopfdichtung 20 hergestellt wird, werden die Zwischenplatte 31, die Einstellplatte 32, die Kopfwölbplatte 33 und die Blockwölbplatte 34 gemeinsam bzw. einstückig eingebaut. Bevor die Zylinderkopfdichtung 20 zwischen der Kopfkontaktfläche 12a und der Blockkontaktfläche 13a vorgesehen ist, ist der Einstellplattenabschnitt 32b zwischen der Zwischenplattenabschnitt 31b und der Kopfwölbung 32a angeordnet, wie es in 3 gezeigt ist. Das heißt, dass ein anderer Abschnitt des Zwischenplattenabschnitts 31b als die Zwischenwölbung 31d mit dem Einstellplattenabschnitt 32b in Kontakt kommt, und dass die Kopfwölbung 33a mit dem Einstellplattenabschnitt 32b in Kontakt kommt.
Da die Anschlaghöhe h1 geringer als die Einstellstufenhöhe h2 ist, ist ein kleiner Raum S zwischen dem Anschlagabschnitt 31a und dem Einstellanschlagabschnitt 32a in einem Zustand ausgebildet, in dem der Zwischenplattenabschnitt 31b mit dem Einstellplattenabschnitt 32b in Kontakt steht. Das Abmaß entlang der Dicke des Raums S wird als der Unterschied zwischen der Einstellstufenhöhe h2 und der Anschlaghöhe h1 betrachtet.
Die Anschlagdicke S1, die die Gesamtheit der Dicke des Anschlagabschnitts 31a, des Einstellanschlagabschnitts 32a, der Kopfwölbplatte 33 und der Blockwölbplatte 34 ist, ist größer als die Wölbdicke S2 festgesetzt, die die Gesamtheit der Dicke des Zwischenplattenabschnitts 31b, des Einstellplattenabschnitts 32b, der Kopfwölbplatte 33 und der Blockwölbplatte 34 ist (S1 > S2). Die Anschlagdicke S1 stellt die Dicke eines Abschnitts der Zylinderkopfdichtung 20 dar, die den Anschlagabschnitt 31a aufweist. Die Wölbungsdicke S2 stellt einen Abschnitt der Zylinderkopfdichtung 20 dar, der die Zwischenwölbung 31d, die Kopfwölbung 33a und die Blockwölbung 34a aufweist. Die Anschlagdicke S1 ist größer als die Dicke eines anderen Abschnitts der Zylinderkopfdichtung 20 als der Abschnitt der Zylinderkopfdichtung 20, der den Anschlagabschnitt 31a aufweist.
Durch Befestigen des Zylinderkopfs 12 an dem Zylinderblock 13 mit Bolzen in einem Zustand, in dem die Zylinderkopfdichtung 20 zwischen der Kopfkontaktfläche 12a und der Blockkontaktfläche 13a angeordnet ist, ist die Zylinderkopfdichtung 20 in einem Raum zwischen der Kopfkontaktfläche 12a und der Blockkontaktfläche 13a aufgenommen. Der Anschlagabschnitt 31a nimmt die axiale durch das Befestigen des Bolzens erzeugte Befestigungskraft auf. Dies verhindert, dass die Kopfwölbplatte 33 und die Blockwölbplatte 34 vollständig kollabieren.
Aufgrund des Festmachens des Bolzens wird die Kopfwölbung 33a gegen den Einstellplattenabschnitt 32b und die Kopfkontaktfläche 12a gedrückt und die Blockwölbung 34a wird gegen die Zwischenwölbung 31d und die Blockkontaktfläche 13a gedrückt. Daher dichten die Zwischenwölbung 31d, die Kopfwölbung 33a und die Blockwölbung 34a einen Raum zwischen der Kopfkontaktfläche 12a und der Blockkontaktfläche 13a mit hohem Liniendruck ab. Demnach wird Hochdruckgas in den Brennkammern 16 abgedichtet.
Während die Maschine 11 läuft, kann sich ein Raum zwischen der Kopfkontaktfläche 12a und der Blockkontaktfläche 13a ausbilden, und der Raum kann vergrößert oder verringert werden. Da die Anschlagdicke S1 größer als die Wölbdicke S2 ist, folgen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jedoch die Zwischenwölbung 31d, die Kopfwölbung 33a und die Blockwölbung 34a der Vergrößerung oder Verringerung des Raums, der sich zwischen der Kopfkontaktfläche 12a und der Blockkontaktfläche 13a ausbilden kann. Demnach behält die Zylinderkopfdichtung 20 einen hohen abdichtenden Liniendruck zwischen dem Zylinderkopf 12 und dem Zylinderkopf 13 bei.
Bevor die Zylinderkopfdichtung 20 in einem Raum zwischen der Kopfkontaktfläche 12a und der Blockkontaktfläche 13a angeordnet ist, berühren Abschnitte der sich zugewandten Flächen des Zwischenplattenabschnitts 31b und des Einstellplattenabschnitts 32b einander und ein Raum S zwischen den sich zugewandten Flächen des Anschlagabschnitts 31a und des Einstellanschlagabschnitts 32a bildet sich aus. Wenn der Zylinderkopf 12 durch Bolzen an dem Zylinderblock 13 befestigt wird, wird der sich näher an dem Anschlagabschnitt 31a befindende Abschnitt durch die axiale Befestigungskraft der Bolzen zusammengedrückt und der Anschlagabschnitt 31a und der Einstellanschlagabschnitt 32a kommen miteinander in engen Kontakt. Dies beseitigt den Raum S. Da die sich zugewandten Flächen des Zwischenplattenabschnitts 31b und des Einstellplattenabschnitts 32b vor dem Befestigen des Bolzens miteinander in Kontakt gekommen sind, kommen zu dieser Zeit die sich zugewandten Flächen nach dem Befestigen des Bolzens miteinander in Kontakt. Daher kommt auch dann, wenn die Zylinderkopfdichtung 20 die Druckschwankungen in der Zylinderbohrung 14 oder das Wiederholen des Abkühlens und Erwärmens aufnimmt, der Einstellplattenabschnitt 32b mit dem Zwischenplattenabschnitt 31 und der Kopfwölbung 33a in Kontakt. Dies verhindert, dass der Einstellplattenabschnitt 32b heftig flattert.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel hat die nachfolgenden Vorteile.

(1) Bevor die Zylinderkopfdichtung 20 zwischen der Kopfkontaktfläche 12a und der Blockkontaktfläche 13a angeordnet ist, ist der Zwischenplattenabschnitt 31b ausgebildet, um einen Abschnitt zu haben, der mit dem Einstellplattenabschnitt 32b in Kontakt kommt, und um zu veranlassen, dass die Kopfwölbung 33a mit dem Einstellplattenabschnitt 32b in Kontakt kommt. Daher behält die Zylinderkopfdichtung 20 in einem Zustand, in dem die Zylinderkopfdichtung 20 in einem Raum zwischen der Kopfkontaktfläche 12a und der Blockkontaktfläche 13a angeordnet ist, einen Zustand bei, in dem der Zwischenplattenabschnitt 31b mit dem Einstellplattenabschnitt 32b in Kontakt kommt und in dem der Einstellplattenabschnitt 32b mit der Kopfwölbung 33a in Kontakt kommt. Daher wird auch dann, wenn die Druckschwankungen in der Zylinderbohrung 14 oder die Wiederholung des Abkühlens und Erwärmens der Maschine 11 verursacht werden, das Flattern der Einstellplatte 32 verhindert und insbesondere das Flattern des Einstellplattenabschnitts 32b verhindert.
(2) Daher wird beispielsweise verhindert, dass der Einstellstufenabschnitt 32c wiederholt die Kopfwölbplatte 33 trifft, und es wird verhindert, dass die Kopfwölbplatte 33 beschädigt wird. Außerdem wird beispielsweise verhindert, dass der Einstellanschlagabschnitt 32a flattert und durch den Anschlagabschnitt 31a getroffen wird. Somit wird verhindert, dass der Einstellanschlagabschnitt 32a niedergedrückt wird.
(3) Die Zwischenstufe 31c wird ausgebildet, indem die Dicke der Zwischenplatte 31 zwischen dem Anschlagabschnitt 31a und dem Zwischenplattenabschnitt 31b unterschiedlich ausgebildet ist. Wenn der Einstellanschlagabschnitt 32a von dem Anschlagabschnitt 31a in einem Zustand entfernt ist, in dem die Einstellplatte 32 an der Zwischenplatte 31 platziert ist, kommt der Einstellplattenabschnitt 32b leicht mit dem Zwischenplattenabschnitt 31b in Kontakt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kommt der Einstellplattenabschnitt 32b verlässlich mit dem Zwischenplattenabschnitt 31b in Kontakt, indem die Anschlaghöhe h1 kleiner als die Einstellstufenhöhe h2 festgesetzt ist.
(4) Um zu veranlassen, dass der Zwischenplattenabschnitt 31b mit dem Einstellplattenabschnitt 32b in Kontakt kommt, ist es ideal, dass die Anschlaghöhe h1 gleich der Einstellstufenhöhe h2 ist. Es ist jedoch aufgrund Herstellfehler oder der Herstellkosten nicht realistisch, die Anschlaghöhe h1 gleich zu der Einstellstufenhöhe h2 festzusetzen. Da die Anschlaghöhe h1 festgesetzt ist, um kleiner als die Einstellstufenhöhe h2 zu sein, kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Raum S zwischen einem Raum zwischen dem Anschlagabschnitt 31a und dem Einstellanschlagabschnitt 32a ausgebildet sein, bevor die Zylinderkopfdichtung 20 in dem Raum zwischen der Kopfkontaktfläche 12a und der Blockkontaktfläche 13a angeordnet wird. Der Raum S kann jedoch durch das Befestigen des Bolzens beseitigt werden. Daher wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verhindert, dass die Herstellkosten ansteigen und der Zwischenplattenabschnitt 31b kommt verlässlich mit dem Einstellplattenabschnitt 32b in Kontakt.
(5) Die Zwischenplatte 31 weist die Zwischenwölbung 31d auf, die in Richtung der Blockwölbplatte 34 vorsteht. Daher kommt der Zwischenplattenabschnitt 31b verlässlich mit dem Einstellplattenabschnitt 32b in Kontakt.
(6) Die Zylinderkopfdichtung 20 weist die Kopfwölbplatte 33 und die Blockwölbplatte 34 auf. Daher wird der Raum zwischen der Kopfkontaktfläche 12a und der Zylinderkopfdichtung 20 einfach abgedichtet und der Raum zwischen der Blockkontaktfläche 13a und der Zylinderkopfdichtung 20 wird einfach abgedichtet. Dies verbessert die Abdichteigenschaft der Brennkammeröffnungen 21.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann in den nachfolgenden Formen abgewandelt werden.
Das Verfahren des Ausbildens des Anschlagabschnitts 31a und des Zwischenplattenabschnitts 31b ist nicht auf das teilweise Vergrößern der Dicke einer Metallplatte begrenzt, die die Zwischenplatte 31 ausbildet.
4 zeigt einen Anschlagabschnitt 31a, der durch Falten einer Platte ausgebildet ist. Anders gesagt ist der Anschlagabschnitt 31a durch Falten eines sich näher an der Brennkammeröffnung 21 befindenden Abschnitts der die Zwischenplatte 31 ausbildende Metallplatte ausgebildet. Wenn der gefaltete Anschnitt der Einstellplatte 32 zugewandt ist, stellt die Anschlaghöhe h1 das Abmaß entlang der Dicke zwischen dem gefalteten Abschnitt und dem Zwischenplattenabschnitt 31b dar.
5 zeigt einen Anschlagabschnitt 31a, der durch Verbinden zweier Platten ausgebildet ist. Das bedeutet, dass eine weitere Metallplatte 35 an einen sich näher an den Brennkammeröffnungen 21 befindenden Abschnitt der Metallplatte geschweißt ist, die die Zwischenplatte 31 ausbildet. Wenn die Metallplatte 35 der Einstellplatte 32 zugewandt ist, stellt die Anschlaghöhe h1 das Abmaß entlang der Dicke zwischen der Einstellplatte 32 und dem Zwischenplattenabschnitt 31b dar.
6 zeigt einen Anschlagabschnitt 31a, der durch wiederholtes Biegen einer Platte derart ausgebildet ist, dass diese eine gewellte Form aufweist. Beispielsweise ist der gebogene Abschnitt durch Biegen eines Abschnitts der die Zwischenplatte 31 ausbildende Metallplatte ausgebildet, der näher an der Brennkammeröffnung 21 ist, um eine wellige Form aufzuweisen und um die Wellenhöhen in Richtung zu der Brennkammeröffnung 21 hin zu vergrößern.
Die Zylinderkopfdichtung 20 muss nicht notwendigerweise die Blockwölbplatte 34, die Zwischenplatte 31, die Einstellplatte 32 und die Kopfwölbplatte 33 aufweisen, die in dieser Reihenfolge von dem Zylinderblock 13 her zu dem Zylinderkopf 12 hin angeordnet sind. Die Reihenfolge der Zwischenplatte 31 und der Einstellplatte 32 kann umgedreht sein. In diesem Fall steht die Zwischenwölbung 31d in Richtung zu dem Zylinderkopf 12 hin vor.
Die Kopfwölbplatte 33 kann weggelassen werden. Das heißt, dass die Zylinderkopfdichtung 20 eine Drei-Schicht-Struktur mit der Blockwölbplatte 34, der Zwischenplatte 31 und der Einstellplatte 32 aufweist, die in dieser Reihenfolge von dem Zylinderblock 13 her zu dem Zylinderkopf 12 hin angeordnet sind. In diesem Fall ist die Anschlagdicke S1 der Zylinderkopfdichtung 20 die Gesamtheit der Dicken des Anschlagabschnitts 31a, des Einstellanschlagabschnitts 32a und der Blockwölbplatte 34. Die Wölbdicke S2 ist die Gesamtheit der Dicken des Zwischenplattenabschnitts 31b, des Einstellplattenabschnitts 32b und der Blockwölbplatte 34.
Die Blockwölbplatte 34 kann weggelassen werden. Das heißt, dass die Zylinderkopfdichtung 20 eine Drei-Schicht-Struktur mit der Zwischenplatte 31, der Einstellplatte 32 und der Kopfwölbplatte 33 aufweist, die in dieser Reihenfolge von dem Zylinderblock 13 her zu dem Zylinderblock 12 hin angeordnet sind.
Die Zylinderkopfdichtung 20 kann des Weiteren zusätzlich zu der Kopfwölbplatte 33 und der Blockwölbplatte 34 eine dritte Wölbplatte aufweisen.
Die Kopfwölbung 33a ist nicht notwendigerweise durch Vorstehen in Richtung zu dem Zylinderblock 13 hin ausgebildet, sondern kann durch Vorstehen in Richtung zu dem Zylinderkopf 12 hin ausgebildet sein.
Die Zwischenwölbung 31d kann weggelassen werden. In diesem Fall kann dann, wenn der Zwischenplattenabschnitt 31b eine flache Platte ist, die gesamte Fläche des Zwischenplattenabschnitts 31b mit dem Einstellplattenabschnitt 32b in Kontakt kommen, bevor die Zylinderkopfdichtung 20 montiert wird.
Zusammenfassung
Die Dicke eines Zwischenplattenabschnitts (31b) ist geringer als die Dicke eines Anschlagabschnitts (31a). Die Dicke eines Abschnitts einer Zylinderkopfdichtung (20), die den Anschlagabschnitt (31a) aufweist, ist festgesetzt, um größer als die Dicke von anderen Abschnitten der Zylinderkopfdichtung (20) zu sein. Bevor die Zylinderkopfdichtung (20) zwischen Kontaktflächen (12a, 13a) vorgesehen wird, ist ein Raum (S) zwischen dem Anschlagabschnitt (31a) und einem Einstellanschlagabstand (32a) ausgebildet, und der Zwischenplattenabschnitt (31b) steht teilweise mit dem Einstellplattenabschnitt in Kontakt und eine Wölbung (33a) steht mit dem Einstellplattenabschnitt (32b) in Kontakt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 7-55005 [0006]

Claims

Zylinderkopfdichtung, die zwischen einer Kontaktfläche eines Zylinderkopfs und einer Kontaktfläche eines Zylinderblocks vorgesehen ist, die miteinander verbunden sind, wobei der Zylinderblock eine Zylinderbohrung aufweist und eine Brennkammeröffnung in der Zylinderkopfdichtung ausgebildet ist, so dass diese zu der Zylinderbohrung korrespondiert, wobei die Zylinderkopfdichtung gekennzeichnet ist durch: eine Zwischenplatte mit einem Anschlagabschnitt, der um die Brennkammeröffnung herum positioniert ist, wobei die Zwischenplatte einen Zwischenplattenabschnitt aufweist, der an der Außenseite des Anschlagabschnitts bezüglich der Brennkammeröffnung positioniert ist, wobei die Dicke des Zwischenplattenabschnitts kleiner als die Dicke des Anschlagabschnitts ist und ein Zwischenstufenabschnitt als ein Stufenabschnitt an der Grenze zwischen dem Anschlagabschnitt und dem Zwischenplattenabschnitt ausgebildet ist; eine Einstellplatte, die näher an dem Zylinderkopf oder an dem Zylinderblock mit Bezug auf die Zwischenplatte vorgesehen ist, wobei die Einstellplatte einen dem Anschlagabschnitt zugewandten Einstellanschlagabschnitt und einen dem Zwischenplattenabschnitt zugewandten Einstellplattenabschnitt aufweist, wobei eine Einstellstufe als eine der Zwischenstufe zugewandten Stufe an der Grenze zwischen dem Einstellanschlagabschnitt und dem Einstellplattenabschnitt ausgebildet ist; und eine Wölbplatte, die zwischen der Einstellplatte und dem Zylinderkopf oder zwischen der Einstellplatte und dem Zylinderblock vorgesehen ist, wobei die Wölbplatte eine Wölbung aufweist, die die Brennkammeröffnung an der Außenseite des Anschlagabschnitts mit Bezug auf die Brennkammeröffnung umgibt, wobei die Zwischenplatte, die Einstellplatte und die Wölbplatte aneinander geschichtet sind und die Dicke eines den Anschlagabschnitt aufweisenden Abschnitts der Zylinderkopfdichtung größer als die Dicke der anderen Abschnitte der Zylinderkopfdichtung festgesetzt ist, wobei die Zylinderkopfdichtung derart ausgebildet ist, dass vor dem Vorsehen der Zylinderkopfdichtung zwischen den Kontaktflächen ein Raum zwischen dem Anschlagabschnitt und dem Einstellanschlagabschnitt ausgebildet ist und dass der Zwischenplattenabschnitt wenigstens teilweise mit dem Einstellplattenabschnitt in Kontakt steht und die Wölbung mit dem Einstellplattenabschnitt in Kontakt steht.
Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, wobei die Höhe der Zwischenstufe von dem Zwischenplattenabschnitt zu der Einstellplatte festgesetzt ist, um kleiner als die Höhe der Einstellstufe von dem Einstellplattenabschnitt zu der Zwischenplatte zu sein.
Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zwischenplattenabschnitt eine Zwischenwölbung aufweist, die eine Wölbung ist, die die Brennkammeröffnung an der Außenseite des Anschlagabschnitts umgibt, und wobei ein anderer Abschnitt des Zwischenplattenabschnitts als die Zwischenwölbung mit dem Einstellplattenabschnitt in Kontakt steht.
Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 3, wobei die Zwischenwölbung ausgebildet ist, um in Richtung zu dem Zylinderblock vorzustehen, wenn die Zwischenplatte zwischen der Einstellplatte und dem Zylinderblock vorgesehen ist, und wobei die Zwischenwölbung ausgebildet ist, um in Richtung zu dem Zylinderkopf hin vorzustehen, wenn die Zwischenplatte zwischen der Einstellplatte und dem Zylinderkopf vorgesehen ist.
Zylinderkopfdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die des Weiteren eine Wölbplatte aufweist, die zwischen der Zwischenplatte und dem Zylinderblock oder zwischen der Zwischenplatte und dem Zylinderkopf vorgesehen ist, wobei die Wölbplatte eine Wölbung aufweist, die die Brennkammeröffnung an einer Außenseite des Anschlagabschnitts umgibt.
Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch: einen Zylinderblock mit einer Zylinderbohrung; einen Zylinderkopf, der mit dem Zylinderblock verbunden ist; und eine Zylinderkopfdichtung, die zwischen einer Kontaktfläche des Zylinderkopfs und einer Kontaktfläche des Zylinderblocks vorgesehen ist, die miteinander in Kontakt stehen, wobei eine Brennkammeröffnung in der Zylinderkopfdichtung ausgebildet ist, um zu der Zylinderbohrung zu korrespondieren, wobei die Zylinderkopfdichtung Folgendes aufweist: eine Zwischenplatte, die einen Anschlagabschnitt aufweist, der um die Brennkammeröffnung herum vorgesehen ist, wobei die Zwischenplatte einen Zwischenplattenabschnitt aufweist, der an der Außenseite des Anschlagabschnitts mit Bezug auf die Brennkammeröffnung positioniert ist, wobei die Dicke des Zwischenplattenabschnitts geringer als die Dicke des Anschlagabschnitts ist, und wobei eine Zwischenstufe als ein Stufenabschnitt an der Grenze zwischen dem Anschlagabschnitt und dem Zwischenplattenabschnitt ausgebildet ist; eine Einstellplatte, die näher an dem Zylinderkopf oder an dem Zylinderblock mit Bezug auf die Zwischenplatte vorgesehen ist, wobei die Einstellplatte einen dem Anschlagabschnitt zugewandten Einstellanschlagabschnitt und einen dem Zwischenplattenabschnitt zugewandten Einstellplattenabschnitt aufweist, wobei eine Einstellstufe als eine der Zwischenstufe zugewandten Stufe an der Grenze zwischen dem Einstellanschlagabschnitt und dem Einstellplattenabschnitt ausgebildet ist; und eine Wölbplatte, die zwischen der Einstellplatte und dem Zylinderkopf oder zwischen der Einstellplatte und dem Zylinderblock vorgesehen ist, wobei die Wölbplatte eine Wölbung aufweist, die die Brennkammeröffnung an der Außenseite des Anschlagabschnitts mit Bezug auf die Brennkammeröffnung umgibt, wobei die Zwischenplatte, die Einstellplatte und die Wölbplatte aneinander geschichtet sind, und wobei die Dicke eines anderen Abschnitts der Zylinderkopfdichtung als der Anschlagabschnitt festgesetzt ist, um größer als die Dicke des anderen Abschnitts der Zylinderkopfdichtung zu sein, wobei die Zylinderkopfdichtung derart ausgebildet ist, dass vor einem Vorsehen der Zylinderkopfdichtung zwischen den Kontaktflächen ein Raum zwischen dem Anschlagabschnitt und dem Einstellanschlagabschnitt ausgebildet ist, und dass der Zwischenplattenabschnitt wenigstens teilweise mit dem Einstellplattenabschnitt in Kontakt steht und dass die Wölbung mit dem Einstellplattenabschnitt in Kontakt steht.