DE19634964A1 - Metalldichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Metalldichtung zum Abdichten eines
Abstands zwischen einander gegenüberliegenden festen Flächen
in einem Mehrzylindermotor. Die Metalldichtung umfaßt ein Paar
von Wulstplatten, an denen entlang Umfängen von Löchern Wülste
geformt sind, sowie eine zwischen den Wulstplatten angeordnete
Zwischenplatte.
Herkömmliche Strukturelemente eines Motors, wie etwa ein Alu
miniumzylinderkopf und ein Aluminiumzylinderblock, haben ein
geringes Gewicht und eine geringe Festigkeit, so daß bei Be
trieb des Motors sich diese Elemente zunehmend relativ zuein
ander verschieben können. Daher ist eine Metalldichtung zum
Abdichten eines Spalts zwischen den einander gegenüberliegen
den Flächen dieser Strukturelemente aus elastischen Metall
platten hergestellt, die an denjenigen Abschnitten Wülste auf
weisen, die Umfängen von Durchgangslöchern benachbart sind,
die Zylinderbohrungen sowie Wasser- und Ölpassagen entspre
chen.
Die herkömmlichen Metalldichtungen umfassen ein Paar von
Wulstplatten mit elastischen Metallplatten, an denen Wülste
gebildet sind, sowie eine Zwischenplatte, die zwischen den
Wulstplatten angeordnet ist. Wenn die Metalldichtung zwischen
den gegenüberliegenden Flächen eines Zylinderkopfs und eines
Zylinderblocks gehalten und derart zusammengedrückt wird, daß
die Metalldichtung vollständig verformt wird, werden die
Wulstplatten und die Zwischenplatte an den Wülsten und in de
ren Nähe befindlichen Bereichen zwischen den gegenüberliegen
den Oberflächen stark gegeneinander gedrückt, und zwar auf
grund der Reaktion, die auftritt, wenn die Wülste an den zwei
Wulstplatten verdrückt und deformiert werden. Die Dichtfunk
tion der Metalldichtung soll verhindern, daß in den Durch
gangslöchern fließendes Fluid von den gegenüberliegenden Flä
chen der Strukturelemente leckt oder austritt. Die Zwischen
platte ist mit Kompensationsabschnitten versehen, welche die
Funktion von Anschlägen haben, um die Verformung der zwei
Wulstplatten zu begrenzen, wenn die Metalldichtung festgezogen
wird, sowie die Funktion haben, hierbei auftretende Unregel
mäßigkeiten zwischen den gegenüberliegenden Flächen auszuglei
chen.
Diese Metalldichtungen sind an ihrer Zwischenplatte mit Dicht
hülsen versehen, wie in der japanischen Patentoffenlegungs
schrift Nr. 155374/1987 offenbart. Die japanische Patentoffen
legungsschrift Nr. 65367/1989 offenbart eine Metalldichtung,
die an ihrer Zwischenplatte mit Stufenabschnitten und Dicht
hülsen versehen ist. Die japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 293363/1988 offenbart eine Metalldichtung, in der zwischen geschichteten Zwischenplatten Abstandshalter angeordnet sind, um an diesen Stufenabschnitte abzubilden. Die japanische Ge brauchsmusteroffenlegungsschrift Nr. 66457/1992 offenbart eine Metalldichtung, in der eine von geschichteten Zwischenmetall platten Stufenabschnitte aufweist und die andere Stufen abschnitte mit Knickabschnitten aufweist.
Nr. 293363/1988 offenbart eine Metalldichtung, in der zwischen geschichteten Zwischenplatten Abstandshalter angeordnet sind, um an diesen Stufenabschnitte abzubilden. Die japanische Ge brauchsmusteroffenlegungsschrift Nr. 66457/1992 offenbart eine Metalldichtung, in der eine von geschichteten Zwischenmetall platten Stufenabschnitte aufweist und die andere Stufen abschnitte mit Knickabschnitten aufweist.
Bei diesen Metalldichtungen sind die Stufenabschnitte der Zwi
schenplatte durch Blechbearbeitung geformt. Es ist jedoch
technisch schwierig, durch Blechbearbeitung die Stufen
abschnitte mit jeder beliebigen Höhe oder mit vollständig
gleichmäßiger Höhe um die Umfänge der Löcher zu formen. Wenn
ein Motor fortlaufend mit einer Dichthülsen aufweisenden Me
talldichtung betrieben wird, wobei die Metalldichtung zwischen
dem Zylinderblock und dem Zylinderblock festgezogen und zu
einem vollständig verformten Zustand zusammengedrückt ist,
nehmen die die Dichthülsen bildenden Stufenabschnitte und
Knickabschnitte in einem Restspannungszustand wiederholt wei
tere Biegekräfte auf, so daß in den die Dichthülsen bildenden
Abschnitten leicht Brüche und Dauerermüdungserscheinungen auf
treten.
Im Falle einer Metalldichtung, in der die Zwischenplatten zwei
oder nicht mehr als zwei geschichtete Metallplatten aufweisen,
oder im Falle einer Metalldichtung, in der Abstandshalter zwi
schen den Zwischenplatten angeordnet sind, erzeugen die zwei
Metallplatten aufweisenden Wulstplatten selbst die oben ge
nannten Probleme. Zwischen den geschichteten Metallplatten
treten leicht Abstände und Spielräume auf, und Fluid, wie etwa
durch die Durchgangslöcher der Metalldichtung hindurchtretende
Verbrennungsgase, treten leicht zur Außenseite der Metalldich
tung durch diese Abstände aus. Obwohl vorgeschlagen wurde, zum
Füllen der Abstände zwischen den geschichteten Metallplatten
die Metallplatten der Metalldichtung mit Gummi oder einem Harz
zu beschichten, mit dem Zweck, das Austreten des Fluids zu
verhindern, nimmt dennoch die Klemmkraft der Bolzen zum Be
festigen des Zylinderkopfs an dem Zylinderblock allmählich ab,
wenn die Gummi- oder Harzschichten altern, so daß die Dicht
funktion der Metalldichtung abnimmt.
Zur Bildung von Dichthülsen an der Zwischenplatte kann die
Platte keiner Biegebearbeitung unterzogen werden, wobei deren
technischer Schwierigkeitsgrad hoch ist, weil man das Auftre
ten von Brüchen sowie auch eine Abnahme der Dichtfunktion ver
hindern muß. Die Höhe der Stufenabschnitte und die Dicke der
Platte lassen sich nicht unabhängig voneinander festlegen.
Wenn die Zwischenplatte für einen Motor verwendet wird, sind
das Kompressionsverhältnis und die Gesamtdicke der Dichtung
beschränkt. Aufgrund dieses technischen Hintergrunds ist die
Festlegung der Dicke der Zwischenplatte ebenfalls beschränkt.
Wenn die Anzahl der geschichteten Metallplatten und diejenige
zusätzlicher Teile zunimmt, wird die Konstruktion, Herstellung
und die Qualitätskontrolle jedes Teils schwieriger, so daß die
Gesamtkosten steigen.
Eine herkömmliche Metalldichtung erfordert zwei Zwischenplat
ten, um an deren die Brennkammerlöcher umgebenden Abschnitt
Kompensationsabschnitte zu bilden, welche die Funktion haben,
die Verformung der Wülste an den zwei Wulstplatten zu begren
zen, d. h. sie haben die Funktion, ein vollständiges Zusammen
drücken zu verhindern. Sie haben ferner die Funktion, Unregel
mäßigkeiten der gegenüberliegenden Befestigungsflächen auszu
gleichen, wenn die Metallplatten festgezogen werden. Die Kom
pensationsabschnitte sind unter Verwendung zusätzlicher Ele
mente gebildet, wie etwa Abstandshalter, oder durch Vorsehen
von Knickabschnitten an vorbestimmten Teilen einer Metall-Zwi
schenplatte. Die Kompensationsabschnitte haben die genannten
Probleme der Belastbarkeit und Dichtfähigkeit und erfordern
weitere Herstellungsschritte und weitergehende Qualitätskon
trolle. Demzufolge sind zunehmende Herstellungskosten unver
meidlich.
Der Anmelder hat eine Metalldichtung entwickelt, in der die
Kompensationsabschnitte einer Zwischenplatte gemäß Fig. 23
verbessert wurden (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 100859/1996). Bei dieser Metalldichtung umfaßt die zwi
schen Wulstplatten 51, 52 angeordnete Zwischenplatte 60 eine
Metallplatte, deren Dicke größer als jene der Wulstplatten 51,
52 ist. Die Zwischenplatte 60 ist in denjenigen Bereichen, die
sich näher an den Löchern befinden als die Wülste 53, 54 der
Wulstplatten 51, 52, mit Stufenabschnitten 63 versehen, die zu
der einen Wulstplatte 51 abstehen und deren Höhe geringer ist
als diejenige der Wülste 53, und ist in denjenigen Bereichen,
die sich näher an den Löchern als die Stufenabschnitte 63 be
finden, mit Stufenabschnitten 64 versehen, die zu der anderen
Wulstplatte 52 abstehen und deren Höhe nicht geringer als die
jenige der Stufenabschnitte 63 und kleiner als die Summe der
Höhe der Stufenabschnitte 63 und der Höhe der Wülste 54 ist.
Die Ringabschnitte zwischen diesen Stufenabschnitten bilden
Anschläge, das sind Kompensationsabschnitte 65 für die erst
genannte Wulstplatte 51, und die Ringabschnitte, die sich nä
her an den Löchern A als die Stufenabschnitte 64 befinden,
bilden Kompensationsabschnitte 66 für die äußere Wulstplatte
52.
In der Metalldichtung erhält man die Kompensationsabschnitte
65, 66, deren Dicke innerhalb eines zulässigen Bereichs will
kürlich festgelegt ist, ohne Verwendung zusätzlicher Elemente
und ohne Formung von Knickabschnitten. Dies ermöglicht, daß
der Flächendruck besser ausgeglichen wird, daß die Belastungs
schwankung der Wulstplatteen 51, 52 und die auf die Kompensa
tionsabschnitte 65, 66 wirkende Biegebelastung reduziert wird,
daß ein Bruch der Wülste 53, 54 und der Kompensationsabschnit
te 65, 66 und eine Minderung der Dichtwirkung verhindert wird
und daß man eine stabile Dichtwirkung erhält. Diese zwei Typen
der an der Zwischenplatte 60 geformten Kompensationsabschnitte
65, 66 sollen eine Dichtwirkung zeigen, die die Wülste 53, 54
schützt, und sollen ferner ein vollständiges Zusammendrücken
der Wülste 53, 54 zu deren Schutz verhindern. Ferner ändert
sich die Form der zwei Typen von Kompensationsabschnitten 65,
66 entlang der Brennkammerlöcher A und der Verbrennungsgraslö
cher in jedem ihrer Bereiche, oder die Kompensationsabschnitte
65, 66 sind so geformt, daß sie mit Unterbrechungen verlaufen,
wodurch die Kompensationsabschnitte bezüglich der Positionen
der Löcher und Bolzen in optimalem Zustand verlaufen.
Der Anmelder versuchte dann eine Entwicklung einer Metalldich
tung mit dem Bestreben, die relativen Strukturen der Zwischen
platte und der Wulstplatten zu verbessern und hierbei die Zie
le der oben beschriebenen zuvor entwickelten Metalldichtung
beizubehalten, nämlich keine Verwendung zusätzlicher Elemente,
Herstellung ohne Formung schwieriger, Belastungen verhindern
der Knickabschnitte, Verbesserung der Dichteigenschaften um
die Durchgangslöcher herum, Mindern der Belastungsschwankung
der Wulstplatten, Verhindern von Bruch der Wülste und abnehmen
der Dichtwirkung sowie stabiler Dichtwirkung und Herstellung
mit geringen Kosten.
Ziel der Erfindung ist es, eine Metalldichtung mit einem Paar
von Wulstplatten und einer Zwischenplatte anzugeben, welche
dadurch gekennzeichnet ist, daß die an der Zwischenplatte ge
formten Wülste mit der Funktion von Anschlägen (Kompensations
abschnitten) bezüglich einer ersten Wulstplatte versehen sind,
wobei eine zweite Wulstplatte mit den Wülsten an der Zwischen
platte entsprechenden Hilfswülsten versehen ist. Diese Anord
nung ist in der Lage, Belastungsschwankungen der Wulstplatten
zu reduzieren, den Bruch der Hauptwülste zu verhindern, das
Austreten von Fluid, wie etwa Gas aus Zwischenräumen zwischen
den Abschnitten und den geschichteten Metallplatten zu verhin
dern, d. h. zwischen der um die Durchgangslöcher herum angeord
neten Zwischenplatte und den Wulstplatten, und die Herstel
lungskosten zu reduzieren.
Die erfindungsgemäße Metalldichtung umfaßt erste und zweite
elastische Metall-Wulstplatten, an denen entlang der Umfänge
paralleler Löcher einander gegenüberliegende Hauptwülste ge
bildet sind, sowie eine Zwischenplatte, die zwischen den er
sten und zweiten Wulstplatte angeordnet ist und die dicker ist
die ersten und zweiten Wulstplatten, wobei die Zwischenplatte
in Bereichen an der Innenseite der Hauptwülste Wülste auf
weist, die zu der ersten Wulstplatte abstehen und flacher sind
als die Hauptwülste, und wobei die zweiten Wulstplatten mit
Hilfswülsten versehen sind, welche Vorsprungsabschnitte auf
weisen, die in Vertiefungsabschnitte der Wülste an der Zwi
schenplatte eingreifen können.
In dieser Metalldichtung liegt zumindest eine Oberfläche der
Zwischenplatte, an der die Wülste gebildet sind, in einem
freien Zustand bei noch nicht angezogener Metalldichtung der
gegenüberliegenden Wulstplatte gegenüber, wobei zwischen der
Zwischenplatte und den ersten und zweiten Wulstplatten Abstän
de belassen sind. Wenn ein Zylinderkopf an einem Zylinderblock
durch Bolzen festgezogen wird, kommen die ersten und zweiten
Wulstplatten, die zwischen den gegenüberliegenden Be
festigungsflächen des Zylinderkopfs und des Zylinderblocks
gehalten sind, in Kontakt mit der Zwischenplatte, wobei die
Wülste gleichzeitig gebogen werden. Hierbei wird das vollstän
dige Zusammendrücken der Hauptwülste an den Wulstplatten durch
die Wülste an der Zwischenplatte verhindert. Die Wülste an der
Zwischenplatte bilden Anschläge (Kompensationsabschnitte) zum
Ausgleichen von Unregelmäßigkeiten der Abstände zwischen die
ser Platte und der ersten Wulstplatte.
Nachdem die Hauptwülste an der ersten Wulstplatte die Kompen
sationsabschnitte der Zwischenplatte berührt haben, ist der
Verlagerungsbetrag begrenzt, so daß ein vollständiges Zusammen
drücken der Hauptwülste verhindert wird. Die verbleibende Fe
derkraft der Hauptwülste gleicht die Unregelmäßigkeiten der
gegenüberliegenden Flächen des Zylinderkopfs und des Zylinder
körpers aus. Weil die Höhe der Wülste an der Zwischenplatte
relativ zu dem Hauptflächenabschnitt der Zwischenplatte klei
ner als jener der Hauptwülste an der ersten Wulstplatte ist,
ist die Festigkeit der die Kompensationsabschnitte bildenden
Wülste hoch, so daß deren Kompensationswirkung nicht verloren
geht, auch wenn die Wülste an der Zwischenplatte durch die
erwähnte Dichtungsfestziehkraft deformiert werden.
Weil die Vorsprungsabschnitte der an der zweiten Wulstplatte
geformten Hilfswülste mit den Vertiefungsabschnitten der Wül
ste an der Zwischenplatte in Eingriff treten können, wird der
Abstand zwischen der Zwischenplatte und der zweiten Wulstplat
te in zufriedenstellender Weise ausgeglichen, wenn sich die
Metalldichtung in einem vollständig verformten Zustand befin
det, was die Dichteigenschaften der Dichtung verbessert. Die
Höhen der Hauptwülste und der an der zweiten Wulstplatte ge
bildeten Hilfswülste können vergleichsweise niedrig und ein
ander gleich sein. In diesem Fall geschieht der Eingriff der
vorstehenden Abschnitte und der Vertiefungsabschnitte der Wül
ste an der zweiten Wulstplatte bzw. der Zwischenplatte relativ
glatt, wenn die Metalldichtung zusammengedrückt wird.
Ferner ist die Zwischenplatte an denjenigen Stellen, die sich
radial von denjenigen der Hauptwülste an der zweiten Wulst
platte unterscheiden und die sich in den Bereichen an der In
nenseite dieser Hauptwülste befinden, mit zweiten Wülsten ver
sehen, die zu der zweiten Wulstplatte ragen und deren Höhe
geringer als jene der Hauptwülste ist. Die erste Wulstplatte
ist mit Hilfswülsten versehen, deren Vorsprungsabschnitte mit
den Vertiefungsabschnitten der zweiten Wülste an der Zwischen
platte in Eingriff treten können, wenn die Metalldichtung
festgezogen und vollständig verformt ist.
Bei dieser Metalldichtung bilden die Wülste an der Zwischen
platte erste Kompensationsabschnitte, welche ein vollständiges
Zusammendrücken der ersten Wulstplatte verhindern, und ein
anderer Typ von Wülsten an der Zwischenplatte dient als zweite
Kompensationsabschnitte, welche das vollständige Zusammendrüc
ken der zweiten Wulstplatte verhindern. Die zweite Wulstplatte
ist in einigen Fällen in diesem Bereich sowie im Bereich der
Außenseiten der Hauptwülste mit Hilfswülsten versehen. Wenn in
diesem Fall ein Abstand zwischen benachbarten Löchern lang
ist, treffen sich benachbarte Haupt- und Hilfswülste nicht,
und wenn ein Abstand zwischen benachbarten Löchern kurz ist,
treffen die die Hilfswülste aufweisenden Anschläge die benach
barten Hauptwülste in den Bereichen zwischen den Löchern zur
Bildung gemeinsamer Anschläge.
Nachdem somit die Wulstplatten mit den Kompensationsabschnit
ten, welche an beiden Flächen der Zwischenplatte entsprechende
Wülste aufweisen, in Kontakt gebracht worden sind, ist der
Verlagerungsbetrag der Wulstplatten begrenzt, so daß die Wülste
nicht um ein solches Ausmaß deformiert werden, daß die Haupt
wülste vollständig zusammengedrückt oder verdrückt werden. Die
Federkraft der Hauptwülste verbleibt nämlich, und die Haupt
wülste haben die Funktion, die Unregelmäßigkeiten der gegen
überliegenden Oberflächen des Zylinderkopfs und des Zylinder
blocks auszugleichen.
Weil die Höhen der die ersten und zweiten Kompensations
abschnitte relativ zu der Hauptfläche der Zwischenplatte bil
denden Wülste kleiner als jene der Hauptwülste sind, ist die
Festigkeit der die zwei Typen von Kompensationsabschnitten
bildenden Wülste hoch, so daß, auch wenn die zwei Typen der
Kompensationsabschnitte während des Festziehens der Dichtung
deformiert werden, die Funktion dieser Kompensationsabschnitte
nicht verloren geht. Weil die Vorsprungsabschnitte der Hilfs
wülste an der zweiten Wulstplatte in die Vertiefungsabschnitte
der Wülste an der Zwischenplatte eingreifen, wenn die Metall
dichtung festgezogen wird, kann die Kompensationsfunktion der
Zwischenplatte relativ zu der Wulstplatte und die Dichtfunk
tion der Zwischenplatte aufgrund des Eingriffs der Vertie
fungsabschnitte und Vorsprungsabschnitte der Wülste und Hilfs
wülste an der Zwischenplatte bzw. den Wulstplatten an beiden
Flächen der Zwischenplatte sichergestellt werden.
Wenn die Wülste, die zu den Wulstplatten ragen und deren Höhe
geringer als jene der Hauptwülste an den Wulstplatten ist, an
Stellen der Zwischenplatte gebildet werden, die sich radial
von jenen der genannten Hauptwülste unterscheiden und die sich
in Bereichen von diesen an der Innenseite derselben Hauptwül
ste befinden, kann die Höhe der zwei Wulsttypen an der Zwi
schenplatte gleich sein. In diesem Fall wird die Höhe der er
sten Kompensationsabschnitte für die erste Wulstplatte relativ
zu einer flachen Oberfläche der Zwischenplatte gleich jener
der zweiten Kompensationsabschnitte für die zweite Wulstplatte
relativ zu der anderen flachen Oberfläche der Zwischenplatte.
Demzufolge ist zu erwarten, daß beide Wirkungen der Kompensa
tionsplatte relativ zu den Wulstplatten und deren Dichtwir
kung, die auf dem Eingriff der Vertiefungs- und Vorsprungs der
Wülste beruht, identisch werden. In diesem Fall ist die in den
zwei Wulstplatten beim Zusammendrücken der Metalldichtung auf
tretende Belastung gut ausgeglichen und wirkt nicht teilweise
auf eine der beiden Wulstplatten.
Obwohl das Auftreten von Biegebelastungen in den Wulst
abschnitten, die zum Formen der Kompensationsabschnitte wäh
rend des Dichtziehens der Metalldichtung vorgesehen sind,
nicht vermieden werden kann, hemmen die Wülste die Verformung
der Zwischenplatte. Daher wird der Verformungsbetrag der Kom
pensationsabschnitte der Zwischenplatte ausreichend klein im
Vergleich zu dem Verformungsbetrag, mit dem die Hauptwülste
der ersten Wulstplatte verdrückt werden. Somit kann die Funk
tion der Zwischenplatte und der Kompensationsabschnitte gehal
ten werden.
Bei dieser Metalldichtung beträgt die Dicke t₁ der Zwischen
platte im wesentlichen zumindest das Zweifache der Dicke t₂
jeder Wulstplatte (t₁/t₂ 2), und beträgt gewöhnlich das Zwei-
bis Vierfache deren Dicke (t₁/t₂ 2-4). An der Zwischenplatte
sind Anschläge geformt, deren Höhe geringer als diejenige der
Wülste ist. Dank der Vorsorge zum Verhindern von übermäßigem
Zusammendrücken der Hauptwülste können demzufolge Dauerermü
dungserscheinungen und das Auftreten von Brüchen in den Haupt
wülsten vermieden werden. Dank der Anschläge wird der Eintritt
von Verbrennungsgasen in den Spalt um die Hauptwülste herum
vermieden, und die Hauptwülste sind vor Korrosion geschützt,
wodurch eine Funktionsminderung der Hauptwülste verhindert
wird.
Die Anschläge sind derart geformt, daß sie in den Bereichen
zwischen den Löchern höher sind und in den von den Bereichen
zwischen den Löchern abweichenden Bereichen niedriger sind,
oder sie sind derart geformt, daß sie in den Bereichen zwi
schen den Löchern und den Bereichen auf geraden Linien, die
orthogonal zu der Mittellinie durch die Lochmitten verlaufen
und durch diese Mitten verlaufen, höher sind und in den von
diesen Bereichen abweichenden Bereichen niedriger sind. Die
Höhe der Anschläge ändert sich in Übergangsbereichen zwischen
den Bereichen großer Höhe und den Bereichen geringer Höhe, um
glattgekrümmte Flächenabschnitte zu bilden. Die Anschläge sind
so geformt, daß sie entlang der Umfänge der Löcher mit Unter
brechungen verlaufen. Die Zwischenplatte ist aus einem Metall
geformt, das weicher ist als dasjenige der ersten und zweiten
Wulstplatten.
Diese Metalldichtung kann aus nur einem Paar von Wulstplatten
und nur einer Zwischenplatte gebildet werden, so daß die Anzahl
der Teile und der Herstellungsschritte reduziert werden kön
nen. Weil ein Wulstbildungsschritt zur Bildung dieser Platten
mit einfachen Formen zur Verwendung kommt, wird es möglich,
nicht nur die Herstellungskosten in weitem Maße zu reduzieren,
sondern auch die Genauigkeit der Teileherstellung zu verbes
sern, akkumulierte Fehler zu reduzieren, die Höhen der An
schläge leicht zu kontrollieren, Dank der geringeren Anzahl
der Abstände zwischen den Metallplatten die Dichteigenschaften
zu verbessern sowie ein besonders zuverlässiges Produkt herzu
stellen.
Im tatsächlich montierten Zustand der Metalldichtung können
die Anschläge an der Zwischenplatte an der zylinderkopfseiti
gen Fläche oder der zylinderblockseitigen Fläche oder an bei
den dieser Flächen vorgesehen sein.
Die Anschläge können an der Zwischenplatte mit gleichmäßiger
Höhe angeformt sein. Jedoch kann in bestimmten Fällen die Höhe
der Anschläge unterschiedlich festgelegt sein, in Abhängigkeit
von den Bereichen um die Löcher herum, oder zur Berücksichti
gung der Verformung des Motors, etwa der Verformung der Be
festigungsflächen des Zylinderkopfs und des Zylinderblocks
oder jener des Zylinderkopfs und des Auslaßkrümmers, oder de
ren Verformung aufgrund Wärme und Verbrennungsdruck, die bei
Betrieb des Motors auftreten.
Die Anschläge können fortlaufen entlang der Umfänge der Löcher
vorgesehen sein oder sie können entlang deren Umfänge teil
weise oder unterbrochen sein. Die Anschläge können ringförmig
vorstehen oder bogenförmig vorstehen oder kreisförmig vorste
hen.
In dieser Metalldichtung erübrigen sich zusätzliche Elemente,
wie etwa Abstandshalter, zur Bildung der Anschläge an der Zwi
schenplatte, d. h. es sind weder die Herstellung zusätzlicher
Elemente noch die Montage und Befestigung zusätzlicher Elemen
te in und an der Zwischenplatte erforderlich, so daß die Her
stellungskosten reduziert werden. Dank der an der Zwischen
platte gebildeten Anschläge treten die Nachteile nicht auf,
die zu erwarten wären, wenn die Montage und die Befestigung
der Teile nicht die erforderliche Güte haben.
Um die Anschläge an der Zwischenplatte in dieser Metalldich
tung zu formen, werden keine Knickabschnitte geformt, und sie
sind auch nicht an den lochseitigen Randabschnitten der Wulst
platten vorgesehen. Daher ist der Schritt der Formung von
Knickabschnitten nicht erforderlich, und die Maßnahmen gegen
das Auftreten von Brüchen in den Knickabschnitten sind eben
falls nicht erforderlich. Dies senkt die Herstellungskosten.
Bei dieser Metalldichtung kann die Höhe der die Anschläge dar
stellenden Kompensationsabschnitte relativ zur Oberfläche der
Zwischenplatte entsprechend der Höhe der Wülste nach Wunsch
festgelegt werden, so daß der Ausgleich des Oberflächendrucks
der Wulstplatten relativ zu den gegenüberliegenden Befesti
gungsflächen geändert werden kann. Diese Metalldichtung er
möglicht es, die Belastungsschwankung der Wulstplatten und die
auf die Kompensationsabschnitte wirkende Biegebelastung ent
sprechend dem vorliegenden Bedingungen festzulegen, beispiels
weise entsprechend eventueller unterschiedlicher Eigenschaften
der Wulstplatten. In Folge dessen werden Bruch der Hauptwülste
an den Wulstplatten und den Kompensationsabschnitten und eine
Minderung der Dichtwirkung vermieden, so daß man eine stabile
Dichtwirkung erhält.
Wenn Wülste gleicher Höhe als Anschläge der Wulstplatten ge
formt werden, die beiden Oberflächen der Zwischenplatte in
dieser Metalldichtung gegenüberliegen, wird die Höhe der er
sten Kompensationsabschnitte für die erste Wulstplatte bezüg
lich einer Oberfläche der Zwischenplatte gleich jener der
zweiten Kompensationsabschnitte für die zweite Wulstplatte
bezüglich der anderen Oberfläche der Zwischenplatte. Dies läßt
erwarten, daß zwischen den Wirkungen der ersten und zweiten
Kompensationsabschnitte für die zwei Wulstplatten keine Unter
schiede in deren dynamischen Eigenschaften auftreten, und die
se identisch sind. In diesem Fall wird die durch Druckkraft
auftretende Belastung in den zwei Wulstplatten gut ausgegli
chen. Demzufolge werden die Belastungsschwankung der Wulst
platten und die auf die Kompensationsabschnitte der Zwischen
platte wirkende Biegebelastung gleichmäßig abgefangen und
nicht teilweise von einer Wulstplatte und einer Gruppe von
Kompensationsabschnitten allein. Dies verhindert Dauerermü
dungserscheinungen und Bruch der Hauptwülste an den Wulstplat
ten, Bruch der Kompensationsabschnitte und Abnahme der Dicht
wirkung und zeigt einen stabilen Dichteffekt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie
len unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist eine Teildraufsicht auf eine Metalldichtung;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang Linie I-I
in Fig. 1 einer ersten Ausführung der Metalldichtung;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht der ersten Ausführung der Me
talldichtung, in der die Form der unteren Wulstplatten nach
Fig. 2 teilweise geändert ist;
Fig. 4 ist eine Explosionsansicht von Wulstplatten und einer
Zwischenplatte;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer zweiten Ausführung der
Metalldichtung;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer dritten Ausführung der
Metalldichtung;
Fig. 7 ist eine Schnittansicht entlang Linie K-K in Fig. 6;
Fig. 8 ist eine Schnittansicht eines Teils entlang der Linie
L-L in Fig. 6;
Fig. 9 ist eine Draufsicht einer vierten Ausführung der Me
talldichtung;
Fig. 10 ist eine Schnittansicht entlang Linie N-N in Fig. 9;
Fig. 11 ist eine Schnittansicht entlang Linie M-M in Fig. 9;
Fig. 12 ist eine Draufsicht einer fünften Ausführung der Me
talldichtung;
Fig. 13 ist eine Schnittansicht entlang Linie Q-Q in Fig. 12;
Fig. 14 ist eine Schnittansicht entlang Linie P-P in Fig. 12;
Fig. 15 zeigt eine sechste Ausführung der Metalldichtung;
Fig. 16 ist eine Draufsicht einer sechsten Ausführung der er
findungsgemäßen Metalldichtung;
Fig. 17 ist eine Schnittansicht entlang Linie R-R in Fig. 16;
Fig. 18 ist eine Schnittansicht entlang Linie 5-5 in Fig. 16;
Fig. 19 ist eine Schnittansicht entlang Linie T-T in Fig. 16;
Fig. 20 ist eine Draufsicht einer Zwischenplatte in der in
Fig. 16 gezeigten Metalldichtung;
Fig. 21 ist eine Schnittansicht entlang Linie U-U in Fig. 20;
Fig. 22 ist eine Schnittansicht entlang Linie V-V in Fig. 20;
Fig. 23 ist eine Schnittansicht einer herkömmlichen Metall
dichtung.
Die Ausführungen der erfindungsgemäßen Metalldichtung werden
anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Metall
dichtung dient beispielsweise zur Abdichtung eines Abstands
zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock oder zur
Anordnung zwischen dem Zylinderkopf und einem Auslaßkrümmer
zur Abdichtung eines Abstands zwischen den gegenüberliegenden
Befestigungsflächen. Diese Metalldichtung enthält Zylinderboh
rungslöcher, d. h. Brennkammerlöcher, welche den in dem Zylin
derblock gebildeten Zylinderbohrungen entsprechen, oder Ab
gaslöcher, welche den Auslaßpassagen in dem Auslaßkrümmer ent
sprechen. Die Metalldichtung enthält eine Mehrzahl parallel
angeordneter Löcher, so daß die Dichtung bei einem Mehrzylin
dermotor anwendbar ist, wie etwa einem Vierzylindermotor oder
einem Sechszylindermotor. In den Zeichnungen, welche die spä
ter zu beschreibenden Ausführungen zeigen, sind diejenigen
Teile und Abschnitte, die die gleiche Konstruktion und Funk
tion haben, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und de
ren doppelte Beschreibung ist weggelassen.
Eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Metalldichtung
wird nun anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben. Zusätzlich zu um
Brennkammerlöcher (Löcher) A herum angeordneten Bolzenlöchern
B ist diese Metalldichtung mit verschiedenen Arten von Löchern
versehen, wie etwa Wasserlöchern und Öllöchern.
Die Metalldichtung ist geschichtet aufgebaut mit Wulstplatten
1, 2, welche zwei gleich dicke elastische Metallplatten und
eine Zwischenplatte 10 aufweisen, die dicker ist als die
Wulstplatten 1, 2 und zwischen diesen Wulstplatten 1, 2 an
geordnet ist. Die Wulstplatten 1, 2 und die Zwischenplatte 10
enthalten an gleichen Stellen die Löcher A sowie verschiedene
andere, ähnliche Locharten. Entlang der Umfänge der Löcher A
der Wulstplatten 1, 2 sind im wesentlichen konzentrische und
ringförmig umgebende, im Querschnitt vorstehende Hauptwülste
3, 4 geformt. Die Hauptwülste 3, 4 sind derart geformt, daß
ihre Vorsprungsabschnitte der Zwischenplatte 10 gegenüberlie
gen und über die Zwischenplatte 10 zueinander ausgerichtet
sind. Wenn die Platten 1, 2, 10 schichtweise angeordnet sind,
wobei die Platte 10 zwischen den anderen beiden gehalten wird,
greifen die Wülste 3, 4 an jeweilige Oberflächen 11, 12 der
Zwischenplatte 10 an. Die Hauptwülste 4 an der Wulstplatte 2
haben eine Höhe und eine Breite, die geringer als jene der
Hauptwülste 3 an der Wulstplatte 1 ist.
Die Zwischenplatte 10 umfaßt in Bereichen, die den Löchern A
näher sind als die die Hauptwülste 3, 4 berührenden Abschnitte
ihrer Oberflächen 11, 12, Anschläge mit Wülsten 13, welche zu
der Wulstplatte 1 abstehen und deren Höhe E geringer als jene
Höhe H der Wülste 3 ist und geringer als die Dicke D der Zwi
schenplatte 10, derart, daß die Anschläge ringförmig um die
Löcher A herum verlaufen. Weil die Wülste 13 an der Zwischen
platte 10 durch Blechbearbeitung geformt sind, sind in deren
entgegengesetzten Oberflächen 12 Vertiefungsabschnitte 14 ge
formt, deren Tiefe F gleich der Höhe E ist. Demzufolge stellen
die Wülste 13 an der Zwischenplatte 10 Anschläge dar, d. h.
Kompensationsabschnitte 15 für die Wulstplatte 1. Im noch
nicht montierten und noch nicht festgezogenen Zustand der Me
talldichtung ist zwischen den Kompensationsabschnitten 15 und
der Wulstplatte 1 ein Abstand S vorhanden.
Die Höhe und Breite von Hilfswülsten 16 an der Wulstplatte 2
ist gleich jenen der Wülste 13 an der Zwischenplatte 10. Die
Hilfswülste 16 an der Wulstplatte 2 sind derart geformt, daß
im festgezogenen Zustand der Wulstplatten 1, 2 und der Zwi
schenplatte 10 die Vorsprungsabschnitte 17 der Hilfswülste 16
an der Wulstplatte 2 in die Vertiefungsabschnitte 14 der Zwi
schenplatte 10 eingreifen. Die Höhe und Breite der Hauptwülste
4 an der Wulstplatte 4 kann gleich jenen der Hilfswülste 16
sein, ist jedoch nicht notwendigerweise auf solche Abmessungen
begrenzt. Um beispielsweise die Dichtfunktion der Hauptwülste
und deren Ausgleichsfunktion für Unregelmäßigkeiten der gegen
überliegenden Flächen zuverlässiger zu machen, können die
Hauptwülste 4 an der Wulstplatte 2 im wesentlichen genauso
groß sein wie die Hauptwülste 3 an der Wulstplatte 1, wie in
Fig. 3 gezeigt. In diesem Fall sind die die Hilfswülste 16
enthaltenen Abschnitte ein wenig von der Zwischenplatte 10
entfernt angeordnet, wenn sie sich in einem freien Zustand
befinden, wobei jedoch die Metalldichtung zwischen den gegen
überliegenden Flächen durch Festziehen von Klemmeinrichtungen
ohne jede Schwierigkeiten befestigt werden kann.
Die Funktion der Metalldichtung ist wie folgt. Wenn die Me
talldichtung zwischen die gegenüberliegenden Flächen des Zy
linderkopfs und des Zylinderblocks gelegt und durch Klemmein
richtungen festgezogen wird, werden die Wülste 3, 4 an den
Wulstplatten 1, 2 elastisch verformt, so daß sie sich der Zwi
schenplatte 10 allmählich annähern und an diesen anliegen.
Während dessen begrenzen die Kompensationsabschnitte 15 der
Zwischenplatte 10 den Verformungsbetrag der Wulstplatte nach
der Anlage, um eine vollständiges Zusammendrücken zu verhin
dern, d. h. ein vollständiges Zusammendrücken der Wülste 3,
wodurch die Funktion der Wülste beibehalten wird. Die Höhe der
die Kompensationsabschnitte darstellenden Wülste 13 ist gerin
ger als jene der Hauptwülste 3 bezüglich der Oberfläche der
Zwischenplatte 10, und die Festigkeit der Kompensations
abschnitte 15 ist hoch. Auch wenn daher die Kompensationsab
schnitte 15 beim Festziehen der Dichtung verformt werden, geht
deren Funktion nicht verloren. Weil das vollständige Zusammen
drücken der Wülste 3 verhindert werden kann, können deren ex
zellente Dichteigenschaften sichergestellt werden, und die
Belastungsamplitude der Wulstplatte 1 wird klein, so daß in den
Kompensationsabschnitten 15 keine großen Biegebelastungen und
keine große Belastungsamplitude auftritt. Demzufolge treten in
der Wulstplatte 1 keine Brüche oder Dauerermüdungserscheinun
gen auf. Die Kompensationsabschnitte 15 haben auch die Funk
tion, Unregelmäßigkeiten an der gegenüberliegenden Fläche des
Zylinderkopfs auszugleichen, wenn die Dichtung festgezogen
wird.
Wenn die Metalldichtung zwischen den gegenüberliegenden Flä
chen durch Klemmbolzen festgezogen wird, nehmen die Hauptwül
ste 4 an der Wulstplatte 2 die Festziehkraft auf und werden zu
einem vollständig verformten Zustand zusammengedrückt, wobei
jedoch der Grad des Zusammendrückens von der vorbestimmten
Höhe der Wülste 4 abhängt, worin sich die Hauptfunktion der
Wülste für die Wulstplatte 2 zeigt. Gleichzeitig mit dem Zu
sammendrücken der Hauptwülste 4 legen sich die Hilfswülste 16
an der Wulstplatte 2 in die Vertiefungsabschnitte 14 der Zwi
schenplatte 10. Weil die Vorsprungsabschnitte 17 der Hilfswül
ste 16 keinen Abstand oder Spalt zwischen den Vertiefungsab
schnitten 14, die sich an der Unterseite der Wülste 13 der
Zwischenplatte befinden, und der Wulstplatte 2 belassen, kann
ein Austreten von heißen Verbrennungsgasen, die von den Lö
chern A durch den Abstand zwischen der Wulstplatte 2 und der
Zwischenplatte 10 zur Außenseite strömen, im wesentlichen ver
hindert werden.
Die Zwischenplatte 10 ist aus einem weicheren Metall als dem
der Wulstplatten 1, 2 hergestellt. Beispielsweise sind die
Wulstplatten aus SUS301 hergestellt, und die als Regulierplat
te wirkende Zwischenplatte 10 aus SECC (Weichstahlplatte). Wie
in Fig. 4 gezeigt sind die Oberflächen der die Wulstplatten 1,
2 bildenden elastischen Metallplatte mit wärme- und ölfestem
nicht metallischem Material beschichtet, und zwar mit einer
Dicke von beispielsweise etwa 10-50 µm, um eine Metall-Metall
berührung zu dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock zu vermei
den und die Korrosionsbeständigkeit, Dauerhaftigkeit und Fe
stigkeit der Metalldichtung sicher zu stellen. Beispielsweise
sind die oberen und unteren Flächen der Wulstplatten 1, 2 mit
wärme- und ölbeständigem fluorhaltigem Gummi 5 beschichtet,
und die Oberflächen der Schichten von fluorhaltigem Gummi 5
mit Acryl-Silikonharz 6 beschichtet. Auch wenn die Wulstplat
ten 1, 2 während deren Bearbeitung winzige Vertiefungen und
Vorsprünge bekommen, bedeckt das auf deren Oberflächen aufge
brachte nichtmetallische Material diese Vertiefungen und Vor
sprünge, so daß die Metalldichtung in zufriedenstellender Weise
abdichtet.
Eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Metalldichtung
wird nun anhand Fig. 5 beschrieben.
Die zweite Ausführung hat die gleiche Konstruktion und Funk
tion wie die erste Ausführung, außer daß eine Zwischenplatte
10 mit Wülsten 23 versehen ist, die zusätzlich zu den zur
Wulstplatte 1 vorstehenden Wülsten 18 zu der Wulstplatte 2
vorstehen, wobei die Wulstplatte 1 ebenfalls entsprechend mit
Hilfswülsten 26 mit Vorsprungsabschnitten 27 versehen ist, die
in die Vertiefungsabschnitte 24 der Wülste 23 eingreifen kön
nen. Die Zwischenplatte 10 ist nämlich mit Wülsten 18 verse
hen, die an zwischen den Löchern A befindlichen Abschnitten
und an den mit Hauptwülsten 3, 4 in Eingriff bringbaren Ab
schnitten zu der Wulstplatte 1 abstehen, sowie mit Hilfswül
sten 23 versehen, die an Abschnitten, die den Löchern A näher
als die Wülste 18 sind, zu der Wulstplatte 2 derart vorstehen,
daß die Wülste 18, 23 ringförmig verlaufen. Im Ergebnis bilden
die Ringwülste 18 an der Zwischenplatte 10 Anschläge, d. h.
Kompensationsabschnitte 20 für die Wulstplatte 1, wohingegen
die Ringwülste 25 Anschläge, d. h. Kompensationsabschnitte 25
für die Wulstplatte 2 bilden.
Bei der Konstruktion der Zwischenplatte 10 ist die Wulstplatte
2 mit Hilfswülsten 21 versehen, welche Vorsprungsabschnitte 22
aufweist, die in Vertiefungsabschnitte 19 der Wülste 18 ein
greifen können. Die Wulstplatte 1 ist mit Hilfswülsten 26 ver
sehen, die Vorsprungsabschnitte 27 aufweisen, die in die Ver
tiefungsabschnitte 24 der Wülste 33 an der Zwischenplatte 10
eingreifen können. Wenn die Metalldichtung zwischen gegenüber
liegenden Flächen gelegt und durch Klemmeinrichtungen festge
zogen wird, passen die Vorsprungsabschnitte 22, 27 der Hilfs
wülste 21, 26 an den Wulstplatten 1, 2 im geschichteten Zu
stand in die Vertiefungsabschnitte 19, 24 der Wülste 18, 23 an
der Zwischenplatte 10. Daher sinkt die Möglichkeit, daß zwi
schen der Zwischenplatte 10 und den Wulstplatten 1, 2 Abstände
verbleiben, und es läßt sich zuverlässiger verhindern, daß
Fluid, wie etwa Verbrennungsgase durch die Abstände zwischen
der Zwischenplatte 10 und den Wulstplatten 1, 2 zur Außenseite
der Dichtung austreten.
Die Höhen und Breiten der Wülste 23 an der Zwischenplatte 10
und der Hilfswülste 26 an der Wulstplatte 1 entsprechen einem
Abstand zwischen den Löchern A. Wenn die Höhe und Breite der
Hilfswülste 21 an der Wulstplatte 2 jenen der Hilfswülste 26
an der Wulstplatte 1 gleichen, kann die Funktion der Anschlä
ge, nämlich als Kompensationsabschnitt zum Verhindern voll
ständigen Zusammendrückens der Hauptwülste aufgrund des Ver
formungsbegrenzungseffekts der Wulstplatten, der Ausgleich von
Unregelmäßigkeiten der gegenüberliegenden Befestigungsflächen
sowie deren Dichteigenschaft an beiden Seiten der Zwischen
platte 10 ausgeglichen werden. Ferner wird auch der Bela
stungszustand gut ausgeglichen, so daß die Belastung nicht
teilweise auf eine der Wulstplatten 1, 2 einwirkt. Die Höhe
und Breite der Hilfswülste 21, 26 ist bevorzugt kleiner als
jene der Hauptwülste 3, 4. Was die Wülste 18, 23 an der Zwi
schenplatte 1 betrifft, sind die die Kompensationsabschnitte
25 für die Wulstplatte 2 bildenden Wülste 23 in der Nähe der
Löcher A vorgesehen, und die die Kompensationsabschnitte 20
für die Wulstplatte 1 bildenden Wülste 18 sind von den Löchern
A entfernt angeordnet. Jedoch können die Kompensations
abschnitte 20 auch in der Nähe der Löcher A angeordnet werden
und die Kompensationsabschnitte 25 von den Löchern A entfernt.
Eine dritte Ausführung der erfindungsgemäßen Metalldichtung
wird nun anhand der Fig. 6, 7 und 8 beschrieben.
Die dritte Ausführung hat die gleiche Konstruktion und Funk
tion wie die erste Ausführung, außer daß die an den Wulstplat
ten 1, 2 gebildeten Hauptwülste nicht in Bereichen zwischen
den Löchern A zusammentreffen. Die Hauptwülste 7 an der Wulst
platte 1 und die Hauptwülste 8 an der Wulstplatte 2 sind näm
lich unabhängig voneinander geformt, so daß sie nicht in den
Bereichen zwischen den Löchern A zusammentreffen. In der drit
ten Ausführung stehen an der Zwischenplatte 10 ausgebildete
Wülste 15 (Kompensationsabschnitte und Anschläge) zu der zy
linderkopfseitigen Wulstplatte 1 vor. Hilfswülste 16 mit Vor
sprungsabschnitten 17, die in Vertiefungsabschnitte 14 der
Wülste 13 an der Zwischenplatte 10 eingreifen können, sind an
der Wulstplatte 2 ausgebildet. In der dritten Ausführung be
trägt die Dicke der Zwischenplatte 10 etwa das 3-5-fache jener
der Wulstplatten 1, 2. Fig. 6-8 zeigen ein Beispiel, in denen
an der Zwischenplatte 10 lediglich zu der Wulstplatte 1 vor
stehende Wülste 13 ausgebildet sind, wobei jedoch gleichzeitig
zu der Wulstplatte 2 Wülste vorstehen können, wie in der in
Fig. 5 gezeigten Ausführung.
Eine vierte Ausführung der erfindungsgemäßen Metalldichtung
wird nun anhand der Fig. 9, 10 und 11 beschrieben.
Die vierte Ausführung unterscheidet sich von der ersten Aus
führung lediglich darin, daß Wülste an der Zwischenplatte 10
an den Innen- und Außenseiten der Wülste der Wulstplatten ge
bildet sind. Die Zwischenplatte 10 ist mit Wülsten 28 an der
Innenseite der Wülste 3 versehen sowie Wülsten 29 an der Au
ßenseite der Wülste 3. Die in den Bereichen an der Außenseite
der Wülste 3 gebildeten Wülste 29 treten nicht in die Bereiche
zwischen den Löchern A ein, sondern schließen sich an benach
barte Wülste 9 an.
Eine fünfte Ausführung der erfindungsgemäßen Metalldichtung
wird nun anhand der Fig. 12, 13 und 14 beschrieben.
Die fünfte Ausführung unterscheidet sich von den dritten und
vierten Ausführungen darin, daß Außenwülste 31 an der Zwi
schenplatte 10 in den Bereichen zwischen den Löchern A zusam
mentreffen. Hauptwülste 7, 8 an den Wulstplatten 1, 2 treffen
sich in den Bereichen zwischen den Löchern A nicht, sondern
verlaufen unabhängig. Die Zwischenplatte 10 ist mit Wülsten an
der Innenseite der Hauptwülste 7, 8 und Wülsten 31 an deren
Außenseite versehen. Die an der Außenseite der Hauptwülste 7,
8 angeordneten Wülste 31 treffen in den Bereichen zwischen den
Löchern A zusammen und sind zu gemeinsamen Wülsten 32 geformt.
Eine sechste Ausführung der erfindungsgemäßen Metalldichtung
wird nun anhand Fig. 15 beschrieben.
An einer Zwischenplatte 10 ausgebildete Wülste 33 haben eine
größere Höhe in Bereichen 34 zwischen den Löchern und in Be
reichen 35 auf geraden Linien Y, welche orthogonal zu einer
Mittellinie X verlaufen, welche durch die Mitten O der Löcher
verläuft, und welche durch diese Mitten O laufen, und eine
geringere Höhe in den anderen Bereichen 36. Die Höhe der Wül
ste 33 ändert sich in Übergangsbereichen 37 zwischen den Be
reichen 35 großer Höhe und den Bereichen 36 kleiner Höhe, so
daß sie glatt gekrümmte Oberflächenabschnitte bilden. Bei
spielsweise liegt die Dicke der an der Zwischenplatte 10 ge
bildeten Wülste 33 bei etwa 60 µm in den Bereichen 34, 35 und
etwa 30 µm in den Bereichen 36. Die Höhe dieser Wülste 33 ist
in denjenigen Bereichen höher, die von den Stellen weit ent
fernt sind, in die Bolzen zum Befestigen des Zylinderkopfs an
dem Zylinderblock festgezogen werden, so daß die Wülste 33 die
Funktion haben, den Oberflächendruck der Wülste auf die Wulst
platten auszugleichen. Bei Bedarf können die Wülste 33 in den
Bereichen 34 zwischen den Löchern mit einer großen Höhe ausge
formt werden, und mit einer kleinen Höhe in den von diesen
Bereichen abweichenden Bereichen.
Eine siebte Ausführung der erfindungsgemäßen Metalldichtung
wird nun anhand der Fig. 16 bis 22 beschrieben.
Die siebte Ausführung unterscheidet sich von der dritten Aus
führung darin, daß Anschläge 38 an einer Zwischenplatte 10
derart ausgeformt sind, daß sie mit Unterbrechungen entlang
der Umfänge der Löcher A verlaufen. Die Zwischenplatte 10 um
faßt Anschläge 38 in Bogenbereichen 34 zwischen den Löchern A
sowie in Bogenbereichen 35 auf geraden Linien Y, die orthogo
nal zu einer die Mitten O der Löcher A durchlaufenden Mittel
linie X verlaufen, und welche durch diese Mitten O verlaufen.
Diese Anschläge 38 fehlen in den anderen Bereichen 36. Die
Höhe der Anschläge 38 ändert sich in Übergangsbereichen zwi
schen den Bereichen 34, 35 und den Bereichen 36 zur Bildung
glattgekrümmter Oberflächenabschnitte. Demzufolge sind An
schläge 38 an der Zwischenplatte 10 an denjenigen Stellen aus
gebildet, die von den Stellen der Klemmbolzen zum Befestigen
des Zylinderkopfs an den Zylinderblock miteinander am weite
sten entfernt sind, und die Anschläge können somit die Funk
tion erfüllen, eine vorbestimmte Höhe des Flächendrucks der
Wülste in den Bereichen einzuhalten, in denen die Klemmbela
stung dieser Bolzen bezüglich der Wülste an den Wulstplatten
klein wird. Die Vorsprungsabschnitte der Hilfswülste an der
zweiten Wulstplatte passen in die Vertiefungsabschnitte in
einer unteren Fläche der Zwischenplatte 10 der Anschläge 38.
In einer Metalldichtung verhindern an einer Zwischenplatte 10
ausgebildete Wülste 13 ein vollständiges Zusammendrücken von
Wulstplatten 1, 2 und verbessern die Dichteigenschaften der
Dichtung. Diese Metalldichtung umfaßt erste und zweite Wulst
platten 1, 2 mit entlang den Umfängen von Löchern A verlaufen
den Hauptwülsten 3, 4. Eine Zwischenplatte 10 ist zwischen den
ersten und zweiten Wulstplatten 1, 2 angeordnet. Die Zwischen
platte 10 ist in Bereichen zwischen den Löchern A und ihren
Hauptwulst-Berührungsabschnitten mit Wülsten 13 versehen, die
der ersten Wulstplatte 1 gegenüberliegen. Diese Wülste 13 bil
den Kompensationsabschnitte für die erste Wulstplatte 1. Die
zweite Wulstplatte 2 ist mit Hilfswülsten 16 versehen, deren
Vorsprungsabschnitte 17 in Vertiefungsabschnitte 14 der Wülste
13 an der Zwischenplatte 10 eingreifen können. Die Kompensa
tionsabschnitte 13 verhindern ein vollständiges Zusammendrüc
ken der Wülste der Wulstplatten 1, 2, wenn die Metalldichtung
festgezogen wird, und sie gleicht Unregelmäßigkeiten der ge
genüberliegenden Flächen eines Zylinderkopfs und eines Zylin
derblocks aus. Die Hilfswülste 16 verbessern die Dichteigen
schaften der zweiten Wulstplatte 2 bezüglich der die Kompensa
tionsabschnitte 13 tragenden Zwischenplatte 10.
Claims (10)
1. Metalldichtung, umfassend: erste und zweite elastische Me
tall-Wulstplatten (1, 2), an denen entlang der Umfänge par
alleler Löcher (A) einander gegenüberliegende Hauptwülste (3,
4; 7, 8) gebildet sind, sowie eine Zwischenplatte (10), die
zwischen den ersten und zweiten Wulstplatten (1, 2) angeordnet
ist und die dicker ist die ersten und zweiten Wulstplatten (1,
2), wobei die Zwischenplatte (10) in Bereichen an der Innen
seite der Hauptwülste (3, 4; 7, 8) Wülste (13; 18; 28, 29; 30,
31, 32; 38) aufweist, die zu der ersten Wulstplatte (1) ab
stehen und flacher sind als die Hauptwülste (3, 4; 7, 8), und
wobei die zweiten Wulstplatten (2) mit Hilfswülsten (16; 21)
versehen sind, welche Vorsprungsabschnitte (17; 22) aufweisen,
die in Vertiefungsabschnitte (14; 20) der Wülste (13; 18, 28,
29; 30, 31, 32; 38) an der Zwischenplatte (10) eingreifen kön
nen.
2. Metalldichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zwischenplatte (10) zumindest doppelt so dick ist wie die
ersten und zweiten Wulstplatten (1, 2).
3. Metalldichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Wülste (13; 28, 28, 29; 30, 31, 32; 38) der Zwi
schenplatte (10) Kompensationsabschnitte bilden, welche ein
vollständiges Zusammendrücken der Hauptwülste (3, 4; 7, 8) an
der ersten Wulstplatte (1) verhindern.
4. Metalldichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die in den Bereichen der Zwischenplatte (10), welche den Au
ßenseiten der Hauptwülste (7, 8) der ersten Wulstplatte (1)
gegenüberliegen, gebildeten Wülste (3; 31) in Bereichen zwi
schen den Löchern (A, A) unter Bildung gemeinsamer Wülste (32)
zusammentreffen (Fig. 1, 9, 12).
5. Metalldichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wülste (13; 18, 28, 29; 30, 31, 32;
38) der Zwischenplatte (10) als Dichtung zu den Hauptwülsten
(3; 7) der ersten Wulstplatte (1) sowie als Anschlag zum Ver
hindern von vollständigem Zusammendrücken der Hauptwülste (3;
7) dienen.
6. Metalldichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wülste (38) der Zwischenplatte (10) in Bereichen (34) zwi
schen den Löchern (A) höher sind und in davon abweichenden
Bereichen flacher (Fig. 15-19).
7. Metalldichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die an der Zwischenplatte (10) gebildeten Wülste (38) in Be
reichen (34) zwischen den Löchern (A), Bereichen (34) auf ei
ner Mittellinie (X), welche durch die Mitten (O) der Löcher
(A) verläuft, sowie in Bereichen (35) auf geraden Linien (Y),
welche orthogonal zu der Mittellinie (X) und durch die Mitten
(O) der Löcher (A) verlaufen, höher sind und in von diesen
Bereichen (34, 35) abweichenden Bereichen (36) flacher (Fig.
15-19).
8. Metalldichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß sich die Höhe der Wülste (38) an der Zwischenplatte
(10) in Übergangsbereichen (36) zwischen den Bereichen (34,
35) mit höheren Wülsten und den Bereichen (36) mit flacheren
Wülsten unter Bildung glattgekrümmter Oberflächenabschnitte
ändert (Fig. 15-19).
9. Metalldichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wülste (38) an der Zwischenplatte (10) entlang der Umfänge
der Löcher (A) unterbrochen sind (Fig. 20-22).
10. Metalldichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (10) aus einem
weicheren Metall als jenem der ersten und zweiten Wulstplatten
(1, 2) gebildet ist.
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