DE3943177A1 - Metallplatte mit verstaerkungswulst und zylinderkopfdichtung, welche dieselbe aufweist - Google Patents
Metallplatte mit verstaerkungswulst und zylinderkopfdichtung, welche dieselbe aufweistInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metallplatte, die eine
erfindungsgemäße Verstärkungswulst aufweist, und eine Zylinder
kopfdichtung, die eine Metallplatte mit der erfindungsgemäßen
Verstärkungswulst umfaßt oder aus einer solchen Metallplatte
besteht.
Kürzlich sind Kraftfahrzeugmotoren entwickelt worden, die eine
hohe Kraft bzw. Leistung liefern. Außerdem sind Motoren, ins
besondere Brennkraftmaschinen, so ausgebildet worden, daß sie
in ihren Abmessungen klein und in ihrem Gewicht leicht werden.
Zu diesem Zweck wird der Motor, insbesondere der Zylinderkopf,
aus Leichtmetall, wie beispielsweise Aluminiumlegierung, her
gestellt, und der Abstand zwischen benachbarten Zylinderlö
chern wird enger bwz. geringer.
In den Verbrennungskammern verbrennt Kraftstoff in Reihe bzw.
hintereinander mit vorbestimmten Intervallen bzw. Zwischen
räumen. Daher wird die Zylinderkopfdichtung direkt durch die
Verbrennung beeinflußt bzw. beeinträchtigt. Als Ergebnis hier
von kann eine Kriechentspannung der Zylinderkopfdichtung in
einem Bereich zwischen den Zylinderlöchern auftreten. Außer
dem wird der Abstand zwischen den Zylinderlöchern schmäler
bzw. enger, und es wird schwierig, Abdichtungsbereiche zwischen
den benachbarten Zylinderlöchern dicht abzudichten. Demge
mäß ist es in der Zylinderkopfdichtung sehr wichtig, wie Be
reiche zwischen den benachbarten Zylinderlöchern dicht abge
dichtet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß insbeson
dere, eine Metallplatte für eine Zylinderkopfdichtung zur
Verfügung zu stellen, worin eine Kriechentspannung der Metall
platte im wesentlichen verhindert wird.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Metallplatte, wie
oben angegeben zur Verfügung zu stellen, worin die Dauer
haftigkeit der Metallplatte vergrößert bzw. verbessert ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Stahllaminat-
bzw. -plattendichtung zur Verfügung zu stellen, worin Kriech
entspannung der Dichtung im wesentlichen verhindert wird.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Metall
platte und eine Stahllaminat- bzw. -plattendichtung, in wel
cher die Metallplatte verwendet wird, zur Verfügung zu stel
len, wobei diese Metallplatte und die Stahllaminat- bzw.
-plattendichtung leicht und wirtschaftlich hergestellt werden
kann.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der nach
folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
Kurz zusammengefaßt wird gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Metallplatte mit oder ohne andere Platten zur Verfügung
gestellt, welche eine Zylinderkopfdichtung für einen Motor
bzw. eine Brennkraftmaschine, indem bzw. der sich eine Mehr
zahl von Zylinderlöchern befindet, bildet.
Die Metallplatte ist mit einer Mehrzahl von ersten Löchern
versehen, die den Zylinderlöchern des Motors bzw. der Brenn
kraftmaschine entsprechen, sowie mit wenigstens einem Tei
lungs- bzw. Trennungsbereich, der sich zwischen zwei benach
barten ersten Löchern befindet, und mit wenigstens einer
Verstärkungswulst, die sich in dem Teilungs- bzw. Trennungs
bereich befindet. Die Verstärkungswulst erstreckt sich im
wesentlichen durch den Teilungs- bzw. Trennungsbereich ent
lang der Längsrichtung desselben.
Eine Mehrzahl von Abdichtungswülsten kann um die ersten
Löcher herum ausgebildet sein, insbesondere kann je eine Ab
dichtungswulst um je eines der ersten Löcher herum ausge
bildet sein. Die Abdichtungswülste und die Verstärkungswulst
können in der gleichen Richtung vorstehen. Endteile der Ver
stärkungswulst können die Abdichtungswülste schneiden.
In der Metallplatte ist die Verstärkungswulst in dem Teilungs-
bzw. Trennungsbereich zwischen den Zylinderlöchern ausge
bildet. Daher tritt, selbst wenn der Teilungs- bzw. Trennungs
bereich hoher Temperatur ausgesetzt ist, im wesentlichen
keine Kriechentspannung in dem Teilungs- bzw. Trennungsbe
reich auf. Weiter wird, da die Verstärkungswulst die be
nachbarten beiden Zylinderlöcher voneinander abteilt bzw.
-trennt, die Abdichtung zwischen den Zylinderlöchern erhöht
bzw. wesentlich verbessert.
Die Metallplatte mit der Verstärkungswulst kann mit einer
Metallplatte oder mehreren Metallplatten zusammengebaut sein,
so daß insgesamt eine Stahllaminat- bzw. -plattendichtung ge
bildet wird. Die Verstärkungswulst kann auf bzw. in der
oberen, der unteren oder der mittleren Platte ausgebildet
sein.
In der Stallaminatdichtung nach der Erfindung kann die Ver
stärkungswulst auf bzw. in einer anderen Platte, als es die Platte
ist, in welcher die Abdichtungswülste ausgebildet sind, aus
gebildet sein. Drahtringe oder gewisse bzw. einige andere
Abdichtungsmittel können anstelle der Abdichtungswülste
verwendet werden bzw. vorgesehen sein.
Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der
Erfindung seien nachfolgend anhand einiger in den Fig.
1 bis 7 der Zeichnung dargestellter, besonders bevorzugter
Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben; es zeigt
Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Teil einer ersten Aus
führungsform einer Stahllaminat- bzw. -platten
dichtung nach der vorliegenden Erfindung, die
eine Metallplatte mit einer erfindungsgemäßen
Verstärkungswulst hat;
Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrößerten Schnitt ent
lang der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 eine Aufsicht auf einen Teil einer zweiten Aus
führungsform einer Stahllaminat- bzw. -platten
dichtung nach der Erfindung;
Fig. 4 einen gegenüber Fig. 3 vergrößerten Schnitt
entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;
Fig. 5 und 6 der Fig. 2 entsprechende Schnittansichten einer
dritten und vierten Ausführungsform einer Stahl
laminat- bzw. -plattendichtung nach der Er
findung; und
Fig. 7 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform einer
Metallplatte, die als eine Zylinderkopfdichtung
gemäß der Erfindung verwendet werden kann oder
die mit anderen Metallplatten zu einer erfin
dungsgemäßen Zylinderkopfdichtung zusammenbau
bar ist.
In der nun folgenden detaillierten Beschreibung von bevor
zugten Ausführungsformen der Erfindung sei zunächst auf die
Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in denen eine erste Ausfüh
rungsform einer Stahllaminat- bzw. -plattendichtung A nach
der Erfindung gezeigt ist. Die Dichtung A ist eine Zylinder
kopfdichtung, und sie ist mit Zylinderlöchern Hc, Wasser
löchern Hw, Öllöchern Ho und dergleichen, wie in einer kon
ventionellen Dichtung, versehen. In der vorliegenden Er
findung kann jede Art von Abdichtungsmitteln um die Wasser
löcher Hw und die Öllöcher Ho herum verwendet werden. Da
her werden die Abdichtungsmittel der Wasserlöcher Hw und
der Öllöcher Ho nicht erläutert.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt die Dichtung A eine obere
Platte A10, mittlere Platten A11, A12 und eine untere Platte
A13. Die obere Platte A10 und die mittlere Platte A12 haben
die gleiche Form und erstrecken sich im wesentlichen über
den gesamten Bereich der Dichtung A. Die mittlere Platte A11
hat eine Form, die ähnlich bzw. gleichartig derjenigen der
mittleren Platte A12 ist, jedoch besitzt sie einen schmalen
Bereich bzw. erstreckt sich nur über einen schmalen Bereich
im Bereich zwischen den Zylinderlöchern Hc.
Die untere Platte A13 erstreckt sich im wesentlichen über
den gesamten Bereich der Dichtung A. Zusätzlich hat die
untere Platte A13 gekrümmte Teile A13a um die Zylinderlöcher
Hc und Flansche A13b, die sich oberhalb der oberen Platte
A10 befinden. Drahtringe A14 befinden sich benachbart den
gekrümmten Teilen A13a, so daß sie um die Zylinderlöcher
Hc herum abdichten.
Die obere Platte A10 ist mit einer Verstärkungswulst A15 oder
mehreren Verstärkungswülsten oder einem Verstärkungsvor
sprung oder mehreren Verstärkungsvorsprüngen A15 im Bereich
bzw. in Bereichen zwischen den beiden jeweiligen benachbarten
Zylinderlöchern Hc versehen. Die Wulst A15 erstreckt sich
nach der mittleren Platte A11 zu. Die Endteile der Wulst A15
sind gegabelt, und zwar derart, daß sie die benachbarten
Schraubenlöcher Hb jeweils teilweise umgeben.
In der Dichtung A ist die obere Platte A10 mit der Wulst A15
oder den Wülsten A15 zwischen den beiden jeweiligen Zylinder
löchern Hc versehen. Daher wird der Bereich zwischen den
beiden Zylinderlöchern Hc durch die Wulst A15 verstärkt.
Selbst wenn der Bereich zwischen den beiden Zylinderlöchern
Hc hoher Temperatur von den Verbrennungskammern her ausge
setzt wird, tritt keine Kriechentspannung der oberen Platte
A10 mit der Wulst A15 auf.
Die obere Platte A10 befindet sich nämlich benachbart dem
Zylinderkopf und ist hoher Temperatur ausgesetzt, da jedoch
die obere Platte A10 mit der Wulst A15 versehen ist, ver
ändert sich die Festigkeit der Platte A10 in dem Bereich
zwischen den beiden Zylinderlöchern im wesentlichen nicht.
Eine Kriechentspannung der Platte A10 wird im wesentlichen
verhindert. Die anderen Platten sind vom Zylinderkopf weg
bzw. entfernt angeordnet, so daß auch bei den anderen Plat
ten keine Kriechentspannung auftritt.
Weiter ist es so, daß dann, wenn die Dichtung A angezogen
bzw. eingespannt wird, die Wulst A15 zusammengedrückt wird,
so daß eine Mehrzahl von gewellten Wülsten ausgebildet wird,
welche zwischen den beiden Zylinderlöchern Hc abdichten. Eine
Leckage zwischen den Zylinderlöchern Hc wird nämlich im we
sentlichen verhindert.
In der Dichtung A wird eine Kriechentspannung im wesentlichen
verhindert, und die Abdichtung zwischen den Zylinderlöchern
Hc wird selbst in einem kleinen Motor bzw. in einer kleinen
Brennkraftmaschine mit hoher Leistung verbessert.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform einer
Stahllaminat- bzw. -plattendichtung B nach der Erfindung.
Die Dichtung B umfaßt eine obere Platte B10, eine mittlere
Platte B12, und eine untere Platte B13 mit gekrümmten Teilen
B13a und Flanschen B13b, wie das bei der Dichtung A der Fall
ist. Die Dichtung B hat jedoch keinen Drahtring bzw. keine
Drahtringe, welcher bzw. welche dem Drahtring A14 entsprechen
würden, vielmehr ist die mittlere Platte B12 statt dessen
mit Wülsten B12a um die Zylinderlöcher Hc herum versehen, um
eine Abdichtung um diese Zylinderlöcher herum zu erzielen.
Außerdem ist die mittlere Platte B12 mit einer Verstärkungs
wulst B15 in einem Bereich zwischen den Zylinderlöchern Hc
versehen. Die Wulst B15 ist an ihren Endteilen gegabelt und
schneidet die benachbarten Wülste B12a, wie in gestrichelten
Linien in Fig. 3 gezeigt ist. Daher wird, wenn die Dichtung
B angezogen bzw. eingespannt wird, der Bereich zwischen den
beiden Zylinderlöchern sicher abgedichtet. Es ist nämlich so,
daß selbst dann, wenn Gas durch die bzw. eine Wulst B12a in
dem Bereich zwischen den beiden Zvlinderlöchern Hc eine
Leckströmung bildet, dieser Bereich durch die Wulst B15 eben
sogut vollständig abgedichtet wird. Das Gas der Leckageströ
mung geht nicht durch die Wulst B15 hindurch.
In der Dichtung B wird die Festigkeit der Dichtung B ver
größert. Außerdem wird eine Leckage von Gas von den Zylinder
löchern her im wesentlichen verhindert.
Die Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Stahlla
minat- bzw. -plattendichtung C nach der Erfindung. Die Dich
tung C umfaßt eine obere Platte C10, eine mittlere Platte
C12 und eine untere Platte C13 mit gekrümmten Teilen C13a
und Flanschen C13b, wie das bei der Dichtung B der Fall ist.
In der Dichtung C weist die mittlere Platte C12 Wülste C12a
um die Zylinderlöcher Hc herum auf, um eine Abdichtung um
diese Zylinderlöcher herum zu erzielen, und eine Verstärkungs
wulst C15 ist auf bzw. in der unteren Platte C13 so ausgebil
det, daß sie sich in einem bzw. dem Bereich zwischen den
Zylinderlöchern erstreckt. Der Rest der Struktur der Dich
tung C ist der gleiche wie bei der Dichtung B. Die Dichtung C
funktioniert wie die Dichtung B.
Die Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Stahl
laminat- bzw. -plattendichtung D nach der Erfindung. Die
Dichtung D umfaßt eine obere Platte D10, eine mittlere Plat
te D12 mit Wülsten D12a um die Zylinderlöcher Hc herum und
eine untere Platte D13 mit gekrümmten Teilen D13a und Flan
schen D13b, wie das bei der Dichtung B der Fall ist. Jedoch
ist in der Dichtung D eine Verstärkungswulst D15 auf bzw. in
der oberen Platte D10 so ausgebildet, daß sie nach der mit
tleren Platte D12 zu vorsteht. Der Rest der Struktur der
Dichtung D ist in gleicher Weise wie bei der Dichtung B aus
gebildet. Die Dichtung D funktioniert wie die Dichtung B.
Die Fig. 7 zeigt eine Stahlplatte E, die als eine Zylinder
kopfdichtung nach der Erfindung verwendet werden kann. Die
Platte E weist Zylinderlöcher Hc, Wasserlöcher Hw, Öllöcher
Ho, Schraubenlöcher Hb und so weiter auf, wie das bei der
Dichtung A der Fall ist. Wülste E20 sind um die Zylinder
löcher Hc herum ausgebildet, um um diese Zylinderlöcher herum
abzudichten, und Wülste, nicht gezeigt, sind ebenso ausge
bildet, um um die Wasserlöcher Hw und die Öllöcher Ho abzu
dichten.
In der Platte E ist eine Verstärkungswulst E15 in einem
bzw. dem Bereich zwischen den Zylinderlöchern Hc ausgebildet.
Die Verstärkungswulst E15 funktioniert in der Weise, daß die
einen bzw. den Bereich zwischen den Zylinderlöchern Hc ver
stärkt und dazwischen abdichtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Verstärkungswulst
auf bzw. in einer Dichtung in einem Bereich zwischen den bei
den Zylinderlöchern ausgebildet. In diesem Bereich ist es,
da hohe Temperatur und hoher Druck angewandt werden, wenn der
Motor bzw. die Brennkraftmaschine betrieben wird, sehr schwie
rig, abzudichten.
In der vorliegenden Erfindung wird, da die bzw. eine Verstär
kungswulst in dem Bereich zwischen den beiden Zylinderlöchern
ausgebildet ist, die Festigkeit der Dichtung verbessert und
die Abdichtungsfähigkeit erhöht.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschrie
benen und/oder dargestellten Ausführungsformen beschränkt,
sondern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung,
wie er in den Patentansprüchen angegeben ist, sowie im Rahmen
des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er sich den gesamten
Unterlagen entnehmen läßt, in vielfältiger Weise abwandeln
und mit Erfolg ausführen.
In der vorliegenden Erfindung wird eine Metallplatte als
eine Zylinderkopfdichtung verwendet. Die Metallplatte ist mit
wenigstens einem Teilungsbereich zwischen zwei benachbarten
Zylinderlöchern versehen, und es ist wenigstens eine Verstär
kungswulst in dem Teilungsbereich so angeordnet, daß sie sich
entlang der Längsrichtung desselben erstreckt. Die Verstär
kungswulst funktioniert in der Weise, daß sie den Teilungs
bereich verstärkt, versteift, verfestigt o. dgl. und daß sie
an bzw. in demselben abdichtet. Die Metallplatte kann auch mit an
deren Platten zusammengebaut sein, um eine Stahllaminat- bzw.
-plattendichtung zu bilden.
Claims (8)
1. Metallplatte (A10, B12, C13, D10, E) für oder als eine
Zylinderkopfdichtung (A, B, C, D, E), die dazu geeignet ist,
in einer Brennkraftmaschine eingebaut zu werden, in der sich
eine Mehrzahl von Zylinderlöchern befindet, wobei diese Me
tallplatte (A10, B12, C13, D10, E) eine Mehrzahl von ersten
Löchern (Hc)aufweist, welche den Zylinderlöchern der Brenn
kraftmaschine entsprechen, und wenigstens einen Teilungs
bzw. Trennungsbereich, der sich zwischen zwei benachbarten
ersten Löchern (Hc) befindet, wobei die Metallplatte (A10,
B12, C13, D10, E) dadurch gekennzeichnet ist,
daß die Metallplatte (A10, B12, D13, D10, E) wenigstens
eine Verstärkungswulst (A15, B15, C15, D15, E15) aufweist,
die sich in dem Teilungs- bzw. Trennungsbereich befindet,
wobei sich diese Verstärkungswulst (A15, B15, C15, D15, E15)
im wesentlichen innerhalb des Teilungs- bzw. Trennungsbe
reichs entlang der Längsrichtung desselben in vorbestimmten
Abständen von den jeweiligen benachbarten ersten Löchern
(Hc) zur Verstärkung und/oder Festigung und/oder Versteifung
des Teilungs- bzw. Trennungsbereichs erstreckt.
2. Metallplatte nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie weiter eine Mehrzahl von Ab
dichtungswülsten (B12a) umfaßt, welche um die ersten Lö
cher (Hc) bzw. je um je eines der ersten Löcher herum
ausgebildet sind, wobei die Verstärkungswulst (B15) und die
Abdichungswülste (B12a) in der gleichen Richtung vorstehen.
3. Metallplatte nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich die Verstärkungswulst (B15)
nach den Abdichtungswülsten (B12a) an Endteilen derselben so
erstreckt, daß sie dieselben schneidet.
4. Zylinderkopfdichtung (A, B, C, D) vom Stahllaminat- bzw.
-plattentyp für eine Brennkraftmaschine, in der sich eine Mehr
zahl von Zylinderlöchern befindet, umfassend eine erste Platte
(A10, B10, C10, D10), die eine Mehrzahl von ersten Löchern
(Hc) hat, welche den Zylinderlöchern der Brennkraftmaschine
entsprechen; eine zweite Platte (A13, B13, C13, D13), die
eine Mehrzahl von zweiten Löchern (Hc) hat, welche den Zylin
derlöchern der Brennkraftmaschine entsprechen; wenigstens
eine mittlere Platte (A11, A12, B12, C12, D12), die sich
zwischen der erste (A10, B10, C10, D10) und zweiten (A13, B13,
C13, D13) Platte befindet und eine Mehrzahl von dritten Lö
chern (Hc) hat, welche den Zylinderlöchern der Brennkraft
maschine entsprechen; Abdichtungsmittel (A14, B12a, C12a, D12a),
die um die jeweiligen Zylinderlöcher der Brennkraftmaschine
herum ausgebildet sind, um sicher um die Zylinderlöcher herum
abzudichten; und wenigstens einen Teilungs- bzw. Trennungsbe
reich, der auf bzw. in der ersten (A10, B10, C10, D10), zwei
ten (A13, B13, C13, D13) und mittleren Platte(n) (A11, A12,
B12, C12, D12) ausgebildet ist und sich zwischen den benach
barten Zylinderlöchern befindet, wobei die Zylinderkopfdich
tung (A, B, C, D) dadurch gekennzeichnet ist,
daß:
die Dichtung (A, B, C, D) wenigstens eine Verstärkungswulst
(A15, B15, C15, D15) aufweist, die auf bzw. in einer aus der
ersten (A10, B10, C10, D10), zweiten (A13, B13, C13, D13)
und mittleren Platte(n) (A11, A12, B12, C12, D12) ausgebil
det ist, wobei sich diese Verstärkungswulst (A15, B15, C15,
D15) in dem Teilungs- bzw. Trennungsbereich befindet und
sich im wesentlichen durch denselben längs der Längsrichtung
desselben in vorbestimmten Abständen entfernt von den jewei
ligen benachbarten Löchern der Brennkraftmaschine erstreckt.
5. Stahllaminat- bzw. -plattendichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abdich
tungsmittel Abdichtungswülste (B12a, C12a, D12a) sind, die in bzw.
auf der mittleren Platte (B12, C12, D12) ausgebildet sind.
6. Stahllaminat- bzw. -plattendichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verstär
kungswulst (B15) auf bzw. in der mittleren Platte (B12) ausgebildet
ist und in der gleichen Richtung vorsteht wie die Abdich
tungswülste (B12a).
7. Stahllaminat- bzw. -plattendichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ver
stärkungswulst (B15) nach den Abdichtungswülsten (B12a)
an Endteilen derselben bzw. an ihren Endteilen so erstreckt,
daß sie dieselben schneidet.
8. Stahllaminat- bzw. -plattendichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verstär
kungswulst (C15, D15) auf bzw. in einer aus der ersten (D10)
und zweiten (C13) Platte ausgebildet ist und sich nach der
mittleren Platte (C12, D12) zu erstreckt, wobei sich die Ab
dichtungswülste (C12a, D12a), die auf bzw. in der mittleren Platte
(C12, D12) ausgebildet sind, nach einer aus der ersten und
zweiten Wulst bzw. Platte (D10, C13) zu, wo die Verstärkungs
wulst (C15, D15) ausgebildet ist, erstrecken.
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