DE60213939T2

DE60213939T2 - Zylinderkopfdichtung

Info

Publication number: DE60213939T2
Application number: DE60213939T
Authority: DE
Inventors: Yoshio Adachi-ku Miyaoh; Kisho Adachi-ku Yasuda
Original assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Current assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: JP3497150B2; EP1308653A3; EP1308653B1; KR20030038355A; JP2003139247A; EP1308653A2; DE60213939D1; US6851677B2; US20030085530A1

Description

Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung mit zwei Oberflächenplatten und einer Sickenplatte, und insbesondere eine Zylinderkopfdichtung, welche in der Lage ist, einen optimalen Oberflächendruck bezüglich Abschnitten zu erzeugen, wo eine Hitzebelastung in einem Umfangsabschnitt einer Zylinderbohrung hoch ist.
Als eine Dichtung, um Verbindungsoberflächen zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors abzudichten, wird eine Zylinderkopfdichtung eingesetzt, welche ausgebildet wird, indem dünne Metallplatten, auf welchen eine Dichtungsvorrichtung entlang eines Umfangs eines abzudichtenden Loches ausgebildet ist, laminiert werden.
Hinsichtlich der Anforderung, einen Verbrennungsmotor klein und mit einem geringen Gewicht, insbesondere einen Dieselmotor eines kleinen Typs, auszubilden, sind Motorteile, wie z.B. ein Zylinderkopf und ein Zylinderblock, aus einer Aluminiumlegierung oder dergleichen mit einer relativ geringen Steifigkeit ausgebildet. Da der Motor derart entworfen wird, dass er eine hohe Ausgangsleistung aufweist, wenn der Druck (Pmax) in einem Zylinder erhöht ist, ist eine hohe Dichtungseigenschaft erforderlich.
Um die Anforderungen des Motors derart zufrieden zu stellen, dass bezüglich einer Dichtung für eine geeignete Dichtungseigenschaft gesorgt wird, ist es notwendig, nicht nur eine erste Dichtungsvorrichtung sondern auch eine zweite Dichtungsvorrichtung entlang des Umfangsabschnitts einer Zylinderbohrung bereitzustellen. Um jedoch die Anforderungen bezüglich der kleinen Größe, des geringen Gewichts und der geringen Kosten des Motors zu erfüllen, hat sich die Anzahl der zu laminierenden Dichtungsplatten verringert und die einzusetzende Dichtungsvorrichtung ist vereinfacht. Als Dichtung eines Metalllaminattyps mit einer relativ einfachen Struktur wird eine Metalllaminatdichtung mit zwei Oberflächenplatten und einer Zwischenplatte praktisch verwendet.
Es ist eine Metalllaminatdichtung mit drei Metallplatten vorgeschlagen worden, wobei bezüglich einer Zylinderbohrung durch eine erste Sicke ein erster Dichtungsabschnitt und durch eine zweite Sicke, welche außerhalb der ersten Sicke angeordnet ist, ein zweiter Dichtungsabschnitt bereitgestellt werden; und wobei eine der Oberflächenplatten zurück gefaltet ist, um die erste und die zweite Sicke vor einem Verbrennungsgas einer hohen Temperatur zu schützen.
Als ein Beispiel der vorab beschriebenen Dichtung, wie sie in 9(a) und 9(b) dargestellt ist, offenbart die japanische Patentveröffentlichung (KOKAI) Nr. 11-118037 eine Dichtung 60 vom Metalllaminattyp, wobei eine erste äußere Platte 61 zu der Seite einer zweiten äußeren Platte 62 zurück gefaltet ist, um einen zurück gefalteten Abschnitt 65 auszubilden, um ein Zylinderloch 64 zu bilden; wobei eine erste Sicke 66, welche das Zylinderloch 64 umgibt, auf der zweiten äußeren Platte 62 innerhalb des zurück gefalteten Abschnitt 65 vorhanden ist; und wobei eine Zwischenplatte 63, welche zwischen der ersten oder zweiten äußeren Platte 61, 62 außerhalb des zurück gefalteten Abschnitt 65 vorhanden ist und mit einer zweiten Sicke 67, welche den zurück gefalteten Abschnitt 65 umgibt, versehen ist. Bei der Dichtung wird die Anzugsbelastung vereinheitlicht, indem eine zurück gefaltete Breite LX, Sickenbreiten BX1, BX2 und Sickenpositionen RX1, RX2 entsprechend dem Abstand von einem Anzugsbolzenloch 68 verändert werden, um dadurch zu verhindern, dass die Bohrung verformt wird, und um die Gasabdichtungseigenschaft zu verbessern. Im Übrigen ist bei der in 9(a) und 9(b) dargestellten Ausführungsform ein Beschichtungsfilm 70 auf beiden Seiten der Zwischenplatte 63 aufgebracht.
Bei der Dichtung 60 des Metalllaminattyps ist die Zwischenplatte 63 jedoch außerhalb des zurück gefalteten Abschnitts 65 angeordnet, so dass der Zwischenraum zwischen der ersten Sicke 66 und der zweiten Sicke 67 groß wird. Daher gibt es ein Problem, dass hinsichtlich der Absicht, den Motor klein auszubilden, damit der Zwischenraum zwischen den Zylinderbohrungen klein werden kann, es schwer ist, die Dichtung auf den modernen Motor aufzubringen.
Es gibt auch ein Problem, dass, um die Anzugkraft durch das Anziehen der Bolzen einheitlich zu verteilen, eine Verschlechterung der Dichtungseigenschaft aufgrund einer Hitzebelastung und Hitzebeanspruchung, welche in letzter Zeit ein Problem dargestellt haben, nicht ausreichend behandelt wird.
Da der Druck in einem Zylinder (Pmax) eines Dieselmotors hoch ist, ist das Problem der Verschlechterung der Dichtungseigenschaften durch die Hitzebelastung in die öffentliche Aufmerksamkeit gerückt. Das Problem tritt zum Beispiel bei einem Abschnitt auf der zentralen Seite oder der Abgasverteilerseite des Motors auf, wo die Temperatur relativ hoch ist und die Hitzebelastung stark wird; oder an einem Abschnitt auf, wo die Hitzebelastung aufgrund der Zirkulation des Kühlwassers oder dergleichen groß wird, zum Beispiel an dem Endabschnitt oder der Abgasseite des Motors.
Auf diesen Abschnitten wird der Dichtungsoberflächendruck des Sickenabschnitts und dergleichen hoch, da die Hitzebeanspruchung ansteigt. Auch eine große Kraft wird wiederholt auf die Abschnitte mit einem großen Dichtungsoberflächendruck aufgebracht, da sich eine relative Verschiebung, d.h. ein Anheben des Kopfes, zwischen der Kopfdichtung und des Motorteils während des Betriebs des Motors erhöht. Daher nehmen Druckstellen auf dem Motorteil, gegen welche die Abschnitte mit einem großen Dichtungsoberflächendruck stoßen, zu. Mit anderen Worten wird das Motorteil lokal niedergedrückt, um dadurch die Gasabdichtungseigenschaft zu verringern.
Speziell bei dem Motorteil, welches eine geringe Steifigkeit wie bei einem Aluminiummotor aufweist, wird in dem Fall, in welchem eine Sicke mit einer hohen Steifigkeit bei der Dichtung vorhanden ist, wenn das Motorteil durch die Vibration des angehobenen Kopfes während des Betriebs des Motors betroffen ist, der betroffene Abschnitt niedergedrückt.
Auf der anderen Seite wird, indem das Problem verhindern wird, indem die Steifigkeit der Sicke zu viel verringert wird, die Dichtungseigenschaft verringert. Da die Anzugskräfte durch die Anzugsbolzen festliegen, ist es notwendig, um die Undichtigkeit nicht zu verursachen, indem die Anzugkraft für ein Drücken der Motorteile gleichförmig verteilt wird, die Oberflächendrücke der entsprechenden Dichtungsabschnitte abzustimmen, d.h. die Vertiefungen auf dem Motorteil werden nicht verursacht, und zu steuern, um für ein Abdichten ausreichende Oberflächendrücke zu erzielen.
Eine Zylinderkopfdichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A-4,861,046 bekannt.
Hinsichtlich der vorab genannten Probleme ist die vorliegende Erfindung gemacht worden und eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Zylinderkopfdichtung bereitzustellen, um zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock abzudichten, wobei eine Steifigkeit einer Sicke bezüglich Abschnitten verringert wird, wo ein hoher Oberflächendruck durch eine große Hitzebelastung und Hitzebeanspruchung bei Abschnitten einer hohen Temperatur erzeugt wird, so dass die Druckstellen auf dem Motorteil verringert werden, um dadurch eine hohe Dichtungseigenschaft zu erhalten.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
Zusammenfassung der Erfindung
Um die vorab genannten Aufgaben zu lösen, umfasst eine erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
In einem Fall, in welchem eine große Hitzebelastung bei der Hitzeverteilung entlang des Umfangs einer Zylinderbohrung lokal erzeugt wird, ist die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung wie folgt strukturiert:

1) Eine Zylinderkopfdichtung umfasst eine erste Oberflächenplatte, welche zu einer zweiten Oberflächenplatte zurück gefaltet ist, um eine Zylinderbohrung auszubilden, und welche eine äußere Umfangsseitensicke umfasst, die dicht an einer inneren Umfangsseitensicke angeordnet ist und zu einer Sickenplatte hervorragt; die zweite Oberflächenplatte; und die Sickenplatte, welche die innere Umfangsseitensicke, die zu der ersten Oberflächenplatte hervorragt, aufweist und auf einen Umfangskantenabschnitten der zweiten Oberflächenplatte innerhalb des zurück gefalteten Abschnitts der ersten Oberflächenplatte laminiert ist. Die Breiten der inneren Umfangsseitensicke bzw. der äußeren Umfangsseitensicke sind teilweise mit Bezug zu Abschnitten, bei welchen eine Hitzebelastung entlang des Umfangs einer Zylinderbohrung lokal hoch ist, breit ausgebildet. Gemäß der Struktur, wie sie vorab beschrieben ist, kann der lokale Anstieg des Oberflächendrucks, welcher durch die Hitzebelastung und Hitzebeanspruchung erzeugt wird, kompensiert werden, indem die Sickenbreiten der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke bezüglich der Abschnitte, bei welchen die Hitzebelastung lokal hoch ist, teilweise verbreitert ist. Daher kann die Steifigkeit der Sicken für diese Abschnitte verringert werden und eine Druckstelle auf einem Motorteil wird nicht ausgebildet, wodurch verhindert wird, dass die Dichtungseigenschaften verschlechtert werden.
2) Eine Zylinderkopfdichtung umfasst eine erste Oberflächenplatte, welche zu einer zweiten Oberflächenplatte zurück gefaltet ist, um eine Zylinderbohrung auszubilden, und welche eine äußere Umfangsseitensicke umfasst, welche dicht an einer inneren Umfangsseitensicke angeordnet ist und zu einer Sickenplatte hervorragt; die zweite Oberflächenplatte; und die Sickenplatte, welche die innere Umfangsseitensicke aufweist, die zu der ersten Oberflächenplatte hervorragt, und auf einen Umfangskantenabschnitt der zweiten Oberflächenplatte innerhalb des zurück gefalteten Abschnitts der ersten Oberflächenplatte laminiert ist. Der Abstand zwischen der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke ist teilweise bezüglich einem Abschnitt, bei welchem eine Hitzebelastung entlang des Umfangs einer Zylinderbohrung lokal hoch ist, groß ausgebildet.

Der Abstand zwischen den zwei Sicken wird vergrößert, indem er allmählich in einer Richtung entlang der Sicke verbreitert wird, ohne dass eine Stufe vorhanden ist oder eine plötzliche Veränderung vorgenommen wird. Mit anderen Worten ist es vorzuziehen, die Dichtungseigenschaft in einem guten Zustand zu erhalten, indem eine plötzliche Veränderung des Oberflächendrucks in der Richtung entlang des Umfangs der Zylinderbohrung verhindert wird.
Gemäß der Struktur, wie sie vorab beschrieben ist, kann der lokale Anstieg des Oberflächendrucks, welcher durch die Hitzebelastung und Hitzebeanspruchung erzeugt wird, kompensiert werden, indem ein Abstand zwischen der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke bezüglich dem Abschnitt, bei welchem die Hitzebelastung lokal hoch ist, teilweise vergrößert wird. Daher kann die Kompressionssteifigkeit der Sicken für diese Abschnitte verringert werden und eine Druckstelle auf einem Motorteil wird nicht ausgebildet, wodurch verhindert wird, dass sich die Dichtungseigenschaft verschlechtert.

3) Bei der vorab beschriebenen Zylinderkopfdichtung wird bezüglich des Abschnitts, bei welchem die Hitzebelastung in dem Umfang der Zylinderbohrung lokal hoch ist, der Abstand zwischen der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke teilweise groß ausgebildet. Gleichzeitig wird zumindest eine oder beide Breiten der inneren und äußeren Umfangsseitensicke teilweise breit ausgebildet.

Gemäß der Struktur, wie sie vorab beschrieben ist, kann zusätzlich zu der Verringerung der Kompressionssteifigkeit, indem der Abstand zwischen den zwei Sicken vergrößert wird, die Kompressionssteifigkeit weiter verringert werden, indem die Sickenbreite von mindestens einer Sicke oder von beiden Sicken verbreitert wird. Daher kann die Verringerung bei der Kompressionssteifigkeit und die Oberflächendruckverteilung fein gesteuert werden.
Unter den Zylinderbohrungen einer Zylinderkopfdichtung gibt es eine Zylinderbohrung, deren Hitzebelastung entlang dem Umfang davon relativ hoch ist, und es gibt eine Zylinderbohrung, deren Hitzebelastung entlang dem Umfang davon relativ niedrig ist. Zum Beispiel ist unter den Zylinderbohrungen, welche in Reihe auf der Zylinderkopfdichtung angeordnet sind, die Hitzebelastung auf dem Umfang der Zylinderbohrung, welche sich in dem zentralen Abschnitt befindet, höher als auf dem Umfang der Zylinderbohrungen, welche sich auf beiden Seiten der Dichtung befinden. In diesem Fall ist die Zylinderkopfdichtung wie folgt strukturiert.

1) Eine Zylinderkopfdichtung zum Abdichten einer Mehrzahl von Zylinderbohrungen ist ausgebildet aus: einer ersten Oberflächenplatte, welche zu der Seite einer zweiten Oberflächenplatte zurück gefaltet ist, um eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen auszubilden, und welche eine äußere Umfangsseitensicke aufweist, welche dicht an einer inneren Umfangsseitensicke angeordnet ist und zu einer Sickenplatte hervorragt; der zweiten Oberflächenplatte; und der Sickenplatte, welche die innere Umfangsseitensicke aufweist, die zu der ersten Oberflächenplatte hervorragt, und welche auf einen Umfangskantenabschnitten der zweiten Oberflächenplatte innerhalb des zurück gefalteten Abschnitts der ersten Oberflächenplatte laminiert ist. Die Breiten der äußeren Umfangsseitensicke und der inneren Umfangsseitensicke der Zylinderbohrung, wo die Hitzebelastung auf dem Umfangsabschnitt hoch ist, sind breiter ausgebildet als diejenigen der äußeren Umfangsseitensicke und der inneren Umfangsseitensicke der Zylinderbohrung, wo die Hitzebelastung an den Umfangsabschnitten gering ist.

Die Sickenbreite wird verbreitert, indem sie allmählich in einer Richtung entlang der Sicke verbreitert wird, ohne dass eine Stufe vorhanden ist oder dass eine plötzliche Veränderung vorgenommen wird. Mit anderen Worten ist es vorzuziehen, eine gute Dichtungseigenschaft zu erhalten, indem eine plötzliche Verände rung des Oberflächendrucks in der Richtung entlang des Umfangs der Zylinderbohrung verhindert wird.
Gemäß der Struktur, wie sie vorab beschrieben ist, kann der Anstieg des Oberflächendrucks, welcher durch die Hitzebelastung und Hitzebeanspruchung erzeugt wird, ausgeglichen werden, indem die Breiten der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke der Zylinderbohrungen, wo die Hitzebelastung an den Umfangsabschnitten relativ hoch ist, breiter ausgebildet werden als diejenigen der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke der Zylinderbohrungen, wo die Hitzebelastung an den Umfangsabschnitten relativ gering ist. Daher kann die Steifigkeit in den Abschnitten der Sicken verringert werden und eine Druckstelle auf dem Motorteil wird nicht ausgebildet, wodurch verhindert wird, dass die Dichtungseigenschaft abgeschwächt wird.

2) Eine Zylinderkopfdichtung zum Abdichten einer Mehrzahl von Zylinderbohrungen ist ausgebildet aus einer ersten Oberflächenplatte, welche zu der Seite einer zweiten Oberflächenplatte zurück gefaltet ist, um die mehreren Zylinderbohrungen auszubilden, und umfasst eine äußere Umfangsseitensicke, welche dicht an einer inneren Umfangsseitensicke angeordnet ist und zu einer Sickenplatte hervorragt; der zweiten Oberflächenplatte; und der Sickenplatte, welche die innere Umfangsseitensicke, die zu der ersten Oberflächenplatte hervorragt, aufweist, und welche auf einen Umfangskantenabschnitten der zweiten Oberflächenplatte innerhalb des zurück gefalteten Abschnitt der ersten Oberflächenplatte laminiert ist. Der Abstand zwischen der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke der Zylinderbohrung, wo die Hitzebelastung an den Umfangsabschnitten hoch ist, ist größer ausgebildet als derjenige zwischen der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke der Zylinderbohrung, wo die Hitzebelastung an den Umfangsabschnitten gering ist.

Im Übrigen kann, während die Breiten der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke gewöhnlicher Weise nicht verändert werden, die Breite einer oder beider Sicken verbreitert werden, wenn der Abstand zwischen den zwei Sicken vergrößert wird. Diese Erfindung umfasst die vorab ausgeführte Struktur.
Gemäß der Struktur, wie sie vorab beschrieben ist, kann der Anstieg des Oberflächendrucks, welcher durch die Hitzebelastung und Hitzebeanspruchung erzeugt wird, ausgeglichen werden, indem der Abstand zwischen der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke der Zylinderbohrungen, wo die Hitzebelastung an den Umfangsabschnitten relativ hoch ist, größer ausgebildet wird als derjenige zwischen der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke der Zylinderbohrungen, wo die Hitzebelastung an den Umfangsabschnitten relativ gering ist. Daher kann die Steifigkeit in diesen Abschnitten der Sicken verringert werden und die Druckstelle wird nicht auf dem Motorteil ausgebildet, wodurch verhindert wird, dass die Dichtungseigenschaft abgeschwächt wird.

3) Bei der Zylinderkopfdichtung, wie sie vorab beschrieben ist, ist der Abstand zwischen der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke der Zylinderbohrung, wo die Hitzebelastung an dem Umfangsabschnitt hoch ist, größer ausgebildet als derjenige zwischen der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke der Zylinderbohrung, wo die Hitzebelastung an den Umfangsabschnitten gering ist. Gleichzeitig ist die Breite der inneren Umfangsseitensicke und/oder der äußeren Umfangsseitensicke der Zylinderbohrung, wo die Hitzebelastung an dem Umfangsabschnitt hoch ist, breiter ausgebildet als diejenige der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke der Zylinderbohrung, wo die Hitzebelastung an den Umfangsabschnitten gering ist.

Gemäß der Struktur, wie sie vorab beschrieben ist, kann zusätzlich zu der Verringerung der Kompressionssteifigkeit, indem der Abstand zwischen den zwei Sicken vergrößert wird, die Kompressionssteifigkeit weiter verringert werden, indem die Sickenbreite von mindestens einer oder beiden Sicken verbreitert wird. Daher kann eine Verringerung bei der Kompressionssteifigkeit, d.h. eine Verringerung eines Umfangs davon, und eine Oberflächendruckverteilung fein eingestellt werden.
Gemäß der Struktur der entsprechenden Zylinderkopfdichtungen, wie sie vorab beschrieben sind, ist die äußere Umfangsseitensicke außerhalb der inneren Umfangsseitensicke dicht daran angeordnet und die hervorragenden Abschnitte der beiden Sicken liegen einander gegenüber. Daher können beide Sicken in einem relativ schmalen Zwischenraum angeordnet werden, um dadurch die Anforderung, den Motor klein auszubilden, zu erfüllen und effektiv mit den doppelten Dichtungslinien abdichten,.
Da beide Sicken benachbart zueinander angeordnet sind und sich einander gegenüberliegen, können die Oberflächendrücke beider Sicken auch einfach ausgeglichen werden und die Steifigkeiten der beiden Sicken können einfach eingestellt werden.
Bei den entsprechenden Zylinderkopfdichtungen, wie sie vorab beschrieben sind, sind die Sickenplatte und die erste Oberflächenplatte derart ausgebildet, dass die Kanten der äußeren Umfangsseite der Sickenplatte und des zurück gefalteten Abschnitts der ersten Oberflächenplatte außerhalb der Mitte der äußeren Umfangsseitensicke angeordnet sind.
Gemäß der Struktur, wie sie vorab beschrieben ist, können, da die Höhen der äußeren Umfangsseitensicke und der inneren Umfangsseitensicke gleich sind und beide Sicken auf dem zurück gefalteten Abschnitt angeordnet sind, die Höhen beider Sicken gleich ausgebildet sein.
Bei den entsprechenden Zylinderkopfdichtungen, wie sie vorab beschrieben sind, sind die Höhe und die Breite der inneren Umfangsseitensicke derart ausgebildet, dass sie zu denjenigen der äußeren Umfangsseitensicke gleich sind.
Gemäß der Struktur, wie sie vorab beschrieben ist, können, da beide Sicken derart ausgebildet sind, dass sie im Wesentlichen dieselbe Form aufweisen, Parameter zur Verringerung der Steifigkeiten der Sicken von den entsprechenden Sickenbreiten zu einer gemeinsamen Sickenbreite angenährt werden. Daher kann der Entwurf der Dichtung erleichtert werden.
Bei den entsprechenden Zylinderkopfdichtungen, wie sie vorab beschrieben sind, können auch die innere Umfangsseitensicke und die äußere Umfangsseitensicke derart ausgebildet sein, dass der Abstand zwischen der Mitte der inneren Umfangsseitensicke und der Mitte der äußeren Umfangsseitensicke größer als eine Hälfte der Summe der Breite der inneren Umfangsseitensicke und der Breite der äußeren Umfangsseitensicke ist.
Gemäß der Struktur, wie sie vorab beschrieben ist, wird verhindert, dass die Basisabschnitte der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke einander überlappen, und es erleichtert, dass eine Beziehung zwischen dem Anstieg der Sickenbreite und dem Umfang einer Verringerung der Sickensteifigkeit vorausgesetzt wird.
Darüber hinaus wird bei den entsprechenden Zylinderkopfdichtungen, wie sie vorab beschrieben sind, die Dicke der ersten Oberflächenplatte dicker als diejenige der Sickenplatte ausgebildet. Mit der Struktur kann der zurück gefaltete Abschnitt auch dicker ausgebildet werden, so dass die innere Umfangsseitensicke und die äußere Umfangsseitensicke darin effektiv geschützt werden können, und eine Beschädigung, welche durch den Biegevorgang verursacht wird, kann verhindert werden.
Bei den entsprechenden Zylinderkopfdichtungen, wie sie vorab beschrieben sind, werden die Breiten der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke auch in einem Bereich von einem 1,0-fachen bis zu einem 2,0-fachen, vorzugsweise einem 1,0-fachen bis zu einem 1,25-fachen bezüglich der minimalen Sickenbreite verändert. Wenn die Breite der Sicken in einem Bereich verändert wird, welcher größer als der vorab erwähnte Bereich ist, wird der Ausgleich der Dichtungsoberflächendrücke durch die Sicken schlechter.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1(a) und 1(b) sind Querschnittsansichten einer ersten Ausführungsform einer Zylinderkopfdichtung gemäß der Erfindung, wobei 1(a) einen Abschnitt darstellt, wo eine Hitzebelastung gering ist, und 1(b) einen Abschnitt darstellt, wo die Hitzebelastung hoch ist;
2(a) und 2(b) sind Draufsichten, welche Abschnitte der ersten und der zweiten Ausführungsform der Zylinderkopfdichtung gemäß der Erfindung darstellen, wo die Hitzebelastung hoch sind;
3(a) und 3(b) sind Querschnittsansichten eines anderen Beispiels der Zylinderkopfdichtung der ersten Ausführungsform, wobei 3(a) einen Abschnitt darstellt, wo die Hitzebelastung gering ist, und 3(b) einen Abschnitt darstellt, wo die Hitzebelastung hoch ist;
4(a) und 4(b) sind Querschnittsansichten einer Zylinderkopfdichtung der zweiten Ausführungsform, wobei 4(a) einen Abschnitt darstellt, wo die Hitze belastung gering ist, und 4(b) einen Abschnitt darstellt, wo die Hitzebelastung hoch ist;
5(a) und 5(b) sind Querschnittsansichten einer Zylinderkopfdichtung der dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei 5(a) einen Umfangsabschnitt der Zylinderbohrung darstellt, wo die Hitzebelastung gering ist, und 5(b) einen Umfangsabschnitt der Zylinderbohrung darstellt, wo die Hitzebelastung hoch ist;
6 ist eine Draufsicht, welche Abschnitte der dritten und vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, wo die Hitzebelastung der Zylinderkopfdichtung hoch ist;
7(a) und 7(b) sind Querschnittsansichten eines anderen Beispiels der Zylinderkopfdichtung der dritten Ausführungsform, wobei 7(a) einen Umfangsabschnitt einer Zylinderbohrung darstellt, wo die Hitzebelastung gering ist, und 7(b) einen Umfangsabschnitt der Zylinderbohrung darstellt, wo die Hitzebelastung hoch ist;
8(a) und 8(b) sind Querschnittsansichten der vierten Ausführungsform einer Zylinderkopfdichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 8(a) einen Umfangsabschnitt der Zylinderbohrung darstellt, wo die Hitzebelastung gering ist, und 8(b) einen Umfangsabschnitt der Zylinderbohrung darstellt, wo die Hitzebelastung hoch ist; und
9(a) und 9(b) sind Querschnittsansichten, welche eine herkömmliche Zylinderkopfdichtung darstellen, wobei 9(a) einen Abschnitt entfernt von einem Anzugsbolzen darstellt und 9(b) einen Abschnitt in der Nähe eines Anzugsbolzens darstellt.
Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
Als Nächstes werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung erläutert.
Im Übrigen sind 1(a) bis 9(b) erläuternde schematische Darstellungen. Eine Plattendicke, eine Abmessung einer Sicke und ein Verhältnis einer Länge zu einer Breite der Zylinderkopfdichtung sind für Demonstrationszwecke unterschiedlich von den tatsächlichen.
Wie in 1(a) bis 8(b) dargestellt ist, sind Zylinderkopfdichtungen 1A bis 1F der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung Metallzylinderkopfdichtungen, welche jeweils zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock (beide nicht dargestellt) eines Motors zu installieren sind. Jede der Metallzylinderkopfdichtungen 1A bis 1F dichtet ein Verbrennungsgas mit einer hohen Temperatur und einem hohen Druck in einer Zylinderbohrung und ein Fluid, wie z.B. ein Kühlwasser, welches durch einen Kühlwasserpfad verläuft, ein kühlendes Öl, welches durch ein Pfad für kühlendes Öl verläuft, ab.
Die Zylinderkopfdichtung 1A (1B–1F) der ersten bis vierten erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist jeweils aus einer ersten Oberflächenplatte 10, einer zweiten Oberflächenplatte 20, einer Sickenplatte 30 und einer Zwischenplatte 40 ausgebildet. Die erste und die zweite Oberflächenplatte 10 und 20 sind aus einem Material, wie z.B. einem weichen Stahl und einem gehärteten rostfreien Stahl ausgebildet, und die Sickenplatte 30 und die Zwischenplatte 40 sind aus einem Material, wie z.B. einem Federstahl, ausgebildet.
Die erste Oberflächenplatte 10 ist zu der Seite der zweiten Oberflächenplatte 20 zurück gefaltet, um ein Loch 50 (50A, 50B) für eine Zylinderbohrung auszubilden. Die Sickenplatte 30 ist mit einer inneren Umfangsseitensicke 31 (31A, 31B) versehen, welche zu der ersten Oberflächenplatte 10 hervorragt, und ist auf einen Umfangskantenabschnitt 21 der zweiten Oberflächenplatte 20 laminiert. Die Sickenplatte 31 wird durch die zurück gefalteten Abschnitte 12, 13 der ersten Oberflächenplatte 10 abgeschirmt.
Die erste Oberflächenplatte 10 ist auch mit einer äußeren Umfangsseitensicke 11 (11A, 11B) versehen, welche zu der Sickenplatte 30 dicht bei dem äußeren Umfang der inneren Umfangsseitensicke 31 (31A, 31B) hervorragt. Mit anderen Worten ist die hervorragende Seite der inneren Umfangsseitensicke 31 (31A, 31B) derart angeordnet, dass sie der hervorragenden Seite der äußeren Umfangsseitensicke 11 (11A, 11B) gegenüberliegt.
Darüber hinaus sind die Sickenplatte 30 und die erste Oberflächenplatte 10 derart ausgebildet, dass eine äußere Umfangsseitenkante 34 der Sickenplatte 30 und die Kante 14 des zurück gefalteten Abschnitts der ersten Oberflächenplatte 10 außerhalb der Mitte 11c (11Ac, 11Bc) der äußeren Umfangsseitensicke 11 (11A, 11B) angeordnet sind.
Die innere Umfangsseitensicke 31 (31A, 31B) und die äußere Umfangsseitensicke 11 (11A, 11B) sind mit einem geeigneten Abstand oder Zwischenraum C (CA, CB) dazwischen angeordnet, so dass, wenn sie während eines Betriebs des Motors gedrückt werden, die Basisabschnitte der beiden Sicken nicht überlappen, um sich einander zu verformen.
Die zweite Oberflächenplatte 20 weist einen schrägen Abschnitt 22 auf, welcher allmählich zu der äußeren Umfangsseite von dem mit dem zurück gefalteten Abschnitt 13 überlappenden Abschnitt abgeschrägt ist. Die Zwischenplatte 40 weist eine Halbsicke 41 auf und ist auf einer zu der äußeren Umfangsseitensicke 11 (11A, 11B) äußeren Seite angeordnet, um dadurch einen Zwischenraum zwischen der ersten Oberflächenplatte 10 und der zweiten Oberflächenplatte 20, d.h. eine Dicke der Zylinderkopfdichtung 1A (1B–1F), zu erhalten.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
Bei der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform, wie sie in 1(a) und 1(b) dargestellt ist, sind eine Sickenbreite B1 der inneren Umfangsseitensicke 31 und eine Sickenbreite B2 der äußeren Umfangsseitensicke 11 derart ausgebildet, dass sie an einer Stelle, wo die Hitzebelastung entlang des Umfangs der Zylinderbohrung 50 lokal hoch ist, teilweise und allmählich breiter sind. 1(a) stellt eine Struktur des Abschnitts dar, wo die Hitzebelastung nicht hoch ist, während 1(b) eine Struktur des Abschnitts darstellt, wo die Hitzebelastung hoch ist.
Während der Abschnitt, wo die Hitzebelastung lokal hoch ist, abhängig von einem Typ eines Motors unterschiedlich ist, stellt 2(a) Abschnitte dar, wo die Hitzebelastung lokal hoch ist. Bei einem Motor mit vier Zylindern, wie er in 2(a) dargestellt ist, ist die Hitzebelastung an zwei schräg liegenden Linienabschnitten Z der Zylinderbohrungen 50 auf beiden Auslassseiten lokal hoch. Wie in 2(b) dargestellt ist, ist die Hitzebelastung auch an zwei schräg liegenden Linienabschnitten Z der Zylinderbohrungen 50 auf beiden Auslassseiten und an zwei schräg liegenden Linienabschnitten Z der Zylinderbohrungen 50 auf beiden Einlassseiten lokal hoch.
Gemäß der Struktur, wie sie vorab beschrieben ist, sind in dem Abschnitt Z, wo die Hitzebelastung lokal hoch ist, die Sickenbreite B1 und die Sickenbreite B2 der inneren Umfangsseitensicke 31 und der äußeren Umfangsseitensicke 11, welche derart angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen und innerhalb des zurück gefalteten Abschnitts der ersten Oberflächenplatte 10 liegen, verbreitert. Daher ist die Steifigkeit der Sicke verringert und der Oberflächendruck ebenfalls verringert.
Mit der Verringerung des Oberflächendrucks kann die Sickensteifigkeit auf einen geringeren Wert bezüglich des Abschnitts Z eingestellt werden, wo die Hitzebeanspruchung durch die hohe Hitzebelastung erhöht ist und der Oberflächendruck hoch ist. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass der hohe Oberflächendruck lokal an dem Abschnitt Z erzeugt wird, was zu einer Verhinderung eines Zusammendrückens des Kopfes führt.
Darüber hinaus ist es möglich, ohne dass irgendein abgestufter Abschnitt bei den Sickenbreiten B1, B2 vorhanden ist, d.h. eine allmähliche Verbreiterung anstelle einer plötzlichen Verbreiterung der Sickenbreiten B1, B2 in der Umfangsrichtung der Zylinderbohrung 50, zu verhindern, dass sich der Oberflächendruck plötzlich in der Richtung entlang der Sicken 11, 31, d.h. in der Umfangsrichtung der Zylinderbohrung 50, verändert, um dadurch eine gute Dichtungseigenschaften beizubehalten.
Im Übrigen beträgt bei einem Beispiel die Abmessung der Sicken mit Bezug auf die Zylinderbohrung 50 mit einem Durchmesser von 89 mm für den Fall einer Dicke der ersten Oberflächenplatte 10 mit 0,275 mm eine Dicke der zweiten Oberflächenplatte 20 0,1 bis 0,3 mm und eine Dicke der Sickenplatte 30 0,25 mm, wobei die Höhe der beiden Sicken 11, 31 0,3 mm beträgt und die Sickenbreiten B1, B2 sich in einem Bereich von 1,2 mm–1,5 mm ändern. Auch ein Abstand R1 zwischen der Mitte 31c der inneren Umfangsseitensicke 31 und der Mitte der Zylinderbohrung 50 verändert sich in einem Bereich von 46,15 mm–45,65 mm; und ein Abstand R2 zwischen der Mitte 11c der äußeren Umfangsseitensicke 11 und der Mitte der Zylinderbohrung 50 ist auf 67,15 mm eingestellt und wird nicht verändert. Eine Länge L der zurück gefalteten Abschnitte 12, 13 beträgt 3 mm.
Im Übrigen sind bei den 1(a) und 1(b) die innere Umfangsseitensicke 31 und die äußere Umfangsseitensicke 11 mit einem geeigneten Abstand oder Zwischenraum C dazwischen angeordnet, so dass sich die Basisabschnitte der Sicken 31, 11 nicht gegeneinander beeinflussen. Vorausgesetzt dass eine Sickenbreite der inneren Umfangsseitensicke 31 B1 ist, eine Sickenbreite der äußeren Umfangsseitensicke 11 B2 ist und ein Abstand zwischen der Mitte 31c der inneren Umfangsseitensicke 31 und der Mitte 11c der äußeren Umfangsseitensicke 11C ist, ist in 1(a) eine Hälfte der Summe von B1 und B2 kleiner als C, d.h. ((B1 + B2)/2 < C). Auf der anderen Seite ist in 1(b) eine Hälfte der Summe von B1 und B2 größer als C, d.h. ((B1 + B2)/2 > C).
Da der Abstand R2 zwischen der Mitte 11c der äußeren Umfangsseitensicke 11 und der Mitte der Zylinderbohrung 50 festgelegt ist, gilt bei der Dichtung, wie sie in 1(a) und 1(b) dargestellt ist, die Beziehung ((B1 + B2)/2 > C), wie es in 1(b) dargestellt ist. Die Dichtung kann jedoch derart strukturiert sein, dass die Beziehung ((B1 + B2)/2 > C) jederzeit gilt. Mit anderen Worten, wenn sich die Sickenbreiten B1, B2 der entsprechenden Sicken 31, 11 erhöhen, wird der Abstand R2 zwischen der Mitte 11c der äußeren Umfangsseitensicke 11 und der Mitte der Zylinderbohrung 50 erhöht, um dadurch die Mitte 11c zu der äußeren Umfangsseite zu verschieben, wie es in 3(b) dargestellt ist.
Auch wenn die Zylinderkopfdichtung 1B während eines Betriebs des Motors stark zusammengedrückt wird, ist es für den Fall der 3(a) und 3(b) möglich, da die Sicken 31, 11 getrennt voneinander sind, zu verhindern, dass sich die Basisabschnitte der entsprechenden Sicken einander überlappen.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Als Nächstes wird eine Zylinderkopfdichtung 1C einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform erläutert.
Bei der Dichtung 1C der zweiten Ausführungsform wird anstelle einer Veränderung der Sickenbreiten B1, B2 der inneren Umfangsseitensicke 31 und der äußeren Umfangsseitensicke 11 bezüglich des Abschnitts Z, wo die Hitzebelastung lokal erhöht ist, wie es in 4(a) und 4(b) dargestellt ist, ein Abstand C zwischen der inneren Umfangsseitensicke 31 und der äußeren Umfangsseitensicke 11 teilweise und allmählich vergrößert. Die Dichtung der zweiten Ausführungsform ist dieselbe wie diejenige der ersten Ausführungsform außer der vorab beschriebenen Struktur.
Bei der zweiten Ausführungsform wird der Abstand oder der Zwischenraum C zwischen der inneren Umfangsseitensicke 31 und der äußeren Umfangsseitensicke 11 teilweise bezüglich des Abschnitts Z, wo die Hitzebelastung lokal hoch ist, vergrößert, so dass der Zwischenraum zwischen der Sicke 31 und der Sicke 11, welche sich einander innerhalb des zurück gefalteten Abschnitts der ersten Oberflächenplatte 10 gegenüberliegen, vergrößert wird, und die Kompressionssteifigkeit und der Oberflächendruck in dem Abschnitt, welcher aus den beiden Sicken ausgebildet ist, werden verringert.
Indem der Oberflächendruck lokal verringert wird, kann der Anstieg des Oberflächendrucks, welcher durch die Hitzebelastung und Hitzebeanspruchung an dem Abschnitt Z erzeugt wird, wo die Hitzebelastung lokal hoch ist, ausgeglichen werden. Daher kann eine Abschwächung der Dichtungseigenschaften aufgrund der Druckstellen, welche auf dem Motorteil ausgebildet werden, verhindert werden.
DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Zylinderkopfdichtung der dritten Ausführungsform wird auf demjenigen aufgebracht, welcher Zylinderbohrungen 50A, 50B aufweist, wobei die Hitzebelastungen an den mehreren Umfangsabschnitten unterschiedlich sind, wie es in 6 dargestellt ist.
Wie es in 5(a), 5(b) und 6 dargestellt ist, ist bei einer Zylinderkopfdichtung 1D der dritten Ausführungsform der Oberflächendruck, welcher durch die Hitzebelastung erzeugt wird, abhängig von den Positionen der Zylinderbohrungen 50A, 50B unterschiedlich. Genauer ist, wie es in 6 dargestellt ist, bei den Zylinderbohrungen 50A, 50B, 50B, 50A, welche in Reihe angeordnet sind, die Hitzebelastung, welche auf den Umfangsabschnitten der Zylinderbohrungen 50B, die auf der zentralen Seite angeordnet sind, erzeugt wird, höher als diejenige der Zylinderbohrungen 50A, welche auf beiden Seiten angeordnet sind.
Im Hinblick auf die vorab ausgeführte Situation sind die Sickenbreite BB1 der inneren Umfangsseitensicke 31B und die Sickenbreite BB2 der äußeren Umfangsseitensicke 11B an den Umfangsabschnitten der Zylinderbohrung 50B, wo der Oberflächendruck aufgrund der Hitzebelastung hoch ist, breiter ausgebildet, als die Sickenbreite BA1 der inneren Umfangsseitensicke 31A und die Sickenbreite BA2 der äußeren Umfangsseitensicke 11A, welche um die Zylinderbohrung 50A herum vorhanden sind, wo der Oberflächendruck aufgrund der Hitzebelastung gering ist.
Gemäß der Struktur sind an den Umfangsabschnitten der Zylinderbohrungen 50B, wo der Oberflächendruck aufgrund der Hitzebelastung hoch ist, die Sickenbreiten BB1, BB2 der inneren Umfangsseitensicke 31B und der äußeren Umfangsseitensicke 11B, welche sich innerhalb des zurück gefalteten Abschnitts der ersten Oberflächenplatte 10 gegenüberliegen, verbreitert. Daher ist die Sickensteifigkeit verringert, was zu einer Verringerung des Oberflächendrucks führt.
Mit der Verringerung des Oberflächendrucks kann ein Anstieg bei dem Oberflächendruck aufgrund einer hohen Hitzebelastung und Hitzebeanspruchung ausgeglichen werden. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass ein hoher Oberflächendruck an den Umfangsabschnitten der Zylinderbohrungen 50B erzeugt wird, was zu einem Unterdrücken des Niederdrückens des Kopfes führt.
Im Übrigen sind, wie es in 5(a) und 5(b) dargestellt ist, die innere Umfangsseitensicke 31 und die äußere Umfangsseitensicke 11 mit geeigneten Abständen CA bzw. CB angeordnet, so dass sich die Basisabschnitte davon nicht gegenseitig beeinflussen. Jedoch gilt in 5(a) ((BA1 + BA2)/2 < CA) und in 5(b) ((BA1 + BA2)/2 > CA).
In 5(b) ist der Abstand RB2 zwischen der Mitte 11Bc der äußeren Umfangsseitensicke 11B und der Mitte der Zylinderbohrung 50B derart ausgebildet, dass er genauso groß wie der Abstand RA2 zwischen der Mitte 11Ac der äußeren Umfangsseitensicke 11A und der Mitte der Zylinderbohrung 50A ist.
Andererseits wird, wie es in 7(b) dargestellt ist, wenn die Sickenbreiten BB1, BB2 der entsprechenden Sicken 31B, 11B vergrößert werden, der Abstand RB2 zwischen der Mitte 11Bc der äußeren Umfangsseitensicke 11B und der Mitte der Zylinderbohrung 50B vergrößert, so dass die Mitte 11Bc zu der äußeren Umfangsseite verschoben wird. Daher kann eine Beziehung ((BB1 + BB2)/2 > CB) gehalten werden.
Für den Fall der 7(a) und 7(b) ist es möglich, auch wenn eine Zylinderkopfdichtung 1E während des Betriebs des Motors stark komprimiert wird, da die entsprechenden Sicken getrennt sind, zu verhindern, dass sich die Basisabschnitte der entsprechenden Sicken einander überlappen.
VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM
Als Nächstes wird eine Zylinderkopfdichtung 1F einer vierten Ausführungsform erläutert.
Die Zylinderkopfdichtung 1F der vierten Ausführungsform wird, wie es in 6 dargestellt ist, bei demjenigen angewendet, welcher Zylinderbohrungen 50A, 50B aufweist, wobei die Hitzebelastung an den mehreren Umfangsabschnitten in derselben Weise wie bei der dritten Ausführungsform unterschiedlich ist.
Bei der Zylinderkopfdichtung 1F der vierten Ausführungsform ist, wie es in 8(b) dargestellt ist, der Abstand CB zwischen der Mitte 31Bc der inneren Umfangsseitensicke 31B und der Mitte 11Bc der äußeren Umfangsseitensicke 11B vergrößert, anstatt dass die Sickenbreiten BB1 und BB2 bezüglich der Zylinderbohrungen 50B vergrößert werden, wobei die Hitzebelastung deren Umfangsabschnitten hoch ist. Andere Strukturen der vierten Ausführungsform sind dieselben, wie diejenigen der dritten Ausführungsform.
Bei der vierten Ausführungsform wird für die Zylinderbohrungen 50B, wo die Hitzebelastung in den Umfangsabschnitten hoch ist, der Abstand (Zwischenraum) CB zwischen den zwei Sicken vergrößert, so dass der Zwischenraum zwischen der inneren Umfangsseitensicke 31B und der äußeren Umfangsseitensicke 11B, welche einander innerhalb des zurück gefalteten Abschnitts der ersten Oberflächenplatte 10 gegenüberliegen, vergrößert wird. Daher wird die Kompressionssteifigkeit des Abschnitts, welcher die Sicken 31B, 11B aufweist, verringert, was zu einer Verringerung des Oberflächendrucks führt.
Mit der Verringerung des Oberflächendrucks kann ein Anstieg bei dem Oberflächendruck, welcher durch die Hitzebelastung und Hitzebeanspruchung bei den Umfangsabschnitten der Zylinderbohrung 50B erzeugt wird, ausgeglichen werden. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass sich die Dichtungseigenschaft aufgrund einer Druckstelle, welche auf dem Motorteil ausgebildet wird, abschwächt.
Wie vorab erläutert ist, können durch die erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtungen die folgenden Effekte erzielt werden.
Bei der Zylinderkopfdichtung, welche einen Abschnitt aufweist, wo eine hohe Hitzebelastung lokal bei einem Umfangsabschnitt einer abzudichtenden Zylinderbohrung erzeugt wird, werden die Sickenbreiten der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke, welche einander innerhalb eines zurück gefalteten Abschnitts der ersten Oberflächenplatte gegenüberliegen, bezüglich des Umfangsabschnitts der Zylinderbohrung, wo die Hitzebelastung lokal hoch ist, lokal verbreitert. Daher kann die Steifigkeit der Sicken dieses Abschnitts verringert werden.
Bei der Zylinderkopfdichtung, welche einen Abschnitt aufweist, wo die Hitzebelastung an dem Umfangsabschnitt eines abzudichtenden Loches lokal hoch ist, wird auch ein Abstand zwischen zwei Sicken, welche einander innerhalb eines zurück gefalteten Abschnitts der ersten Oberflächenplatte gegenüberliegen, bezüglich des Umfangsabschnitt einer Zylinderbohrung, wo die Hitzebelastung lokal hoch ist, teilweise vergrößert. Daher kann die Kompressionssteifigkeit an diesem Abschnitt verringert werden.
Bei der Zylinderkopfdichtung, welche abzudichtende Löcher aufweist, wobei die Hitzebelastungen an den Umfangsabschnitten unterschiedlich sind, sind die Sickenbreiten der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke an dem Umfangsabschnitt des abzudichtenden Loches, wo die Hitzebelastung hoch ist, breiter ausgebildet als diejenigen der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke an dem Umfangsabschnitt des abzudichtenden Loches, wo die Hitzebelastung gering ist. Daher kann die Steifigkeit der Sicke verringert werden.
Bei der Zylinderkopfdichtung, welche abzudichtende Löcher aufweist, wobei die Hitzebelastung an dem Umfangsabschnitt unterschiedlich ist, ist auch der Abstand zwischen der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke an dem Umfangsabschnitt des abzudichtenden Loches, wo die Hitzebelastung hoch ist, größer ausgebildet als derjenige zwischen der inneren Umfangsseitensicke und der äußeren Umfangsseitensicke an dem Umfangsabschnitt des abzu dichtenden Loches, wo die Hitzebelastung gering ist. Daher kann die Kompressionssteifigkeit der Sicke verringert werden.
Daher kann an den Abschnitten, wo der abdichtende Oberflächendruck aufgrund der Hitzebelastung und Hitzebeanspruchung hoch ist, die Sickensteifigkeit und die Kompressionssteifigkeit verringert werden. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass der Oberflächendruck an diesen Abschnitten der Sicke erhöht wird, die Druckstellen des Kopfes, welche durch den hohen Oberflächendruck ausgebildet werden, zu verringern, und das Niederdrücken des Kopfes zu unterdrücken.

Claims

Zylinderkopfdichtung (1A–1F) für einen Verbrennungsmotor, welcher eine Mehrzahl von abzudichtenden Löchern und einen hoch und einen niedrig Hitze belasteten Abschnitt, welche an den Umfangsabschnitten der abzudichtenden Löcher durch eine Anordnung der Löcher ausgebildet sind, aufweist, umfassend: eine erste Metallplatte (10) welche aufweist einen Basisabschnitt, erste Löcher (50, 50a, 50b), welche in dem Basisabschnitt ausgebildet sind und mit den abzudichtenden Löchern korrespondieren, erste Sicken (11, 11A, 11B), welche um die entsprechenden ersten Löcher herum ausgebildet sind, gekrümmte Abschnitte (12), welche sich von dem Basisabschnitt erstrecken, um die ersten Löcher zu definieren, und Flansche (13), welche sich von den entsprechenden gekrümmten Abschnitten erstrecken und sich unter den ersten Sicken befinden, und eine Sickenplatte (30), welche sich zwischen dem Basisabschnitt und dem Flansch befindet und ein zweites Loch und eine zweite Sicke (31, 31A, 31B) aufweist, welche das zweite Loch unmittelbar außerhalb umgibt und sich zu dem Basisabschnitt oberhalb des Flansches erstreckt, wobei die Zylinderkopfdichtung (1A–1F) dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Abstand (C, CB) zwischen den Mitten der ersten und zweiten Sicken und eine Breite (B1, B2, BB1, BB2) mindestens einer der ersten und zweiten Sicken bei dem hoch Hitze belasteten Abschnitt derart ausgebildet sind, dass sie größer als mindestens ein Abstand (C, CA) zwischen den Mitten der ersten und zweiten Sicken und eine Breite (B1, B2, BA1, BA2) von mindestens einer der ersten und zweiten Sicken bei dem niedrig Hitze belasteten Abschnitt ist, um dadurch einen Oberflächendruck bei dem hoch Hitze belasteten Abschnitt zu verringern, wenn die Dichtung zusammengedrückt ist.
Zylinderkopfdichtung (1A–1F) nach Anspruch 1, wobei die ersten und die zweiten Sicken (11, 11A, 11B; 31, 31A, 31B) derart voneinander beabstandet sind, dass sie einander nicht berühren, wenn die Dichtung zusammengedrückt ist.
Zylinderkopfdichtung (1A–1F) nach Anspruch 1 oder 2, weiter eine zweite Metallplatte (20) umfassend, welche sich unter dem Basisabschnitt der erste Metallplatte befindet, wobei die Sickenplatte (30) eine Ringplatte ist, wobei sich die zweite Sicke auf jedem Flansch unter der ersten Sicke befindet.
Zylinderkopfdichtung (1A–1F) nach Anspruch 3, weiter eine dritte Metallplatte (40) umfassend, welche sich zwischen dem Basisabschnitt der ersten Metallplatte und der zweiten Metallplatte befindet, ohne die Sickenplatte zu überlappen.
Zylinderkopfdichtung (1A, 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eines der ersten Löcher (50) einen hoch und einen niedrig Hitze belasteten Abschnitt aufweist, welche mit denjenigen des Motors korrespondieren, wobei die Breiten (B1, B2) der ersten und zweiten Sicken bei dem hoch Hitze belasteten Abschnitt bei dem einen ersten Loch größer ausgebildet sind, als die Breiten (B1, B2) der ersten und zweiten Sicken bei dem niedrig Hitze belasteten Abschnitt bei dem einen ersten Loch.
Zylinderkopfdichtung (1B, 1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eines der ersten Löcher (50) einen hoch und einen davon getrennten niedrig Hitze belasteten Abschnitt aufweist, welche mit denjenigen des Motors korrespondieren, wobei der Abstand (C) zwischen den Mitten der ersten und zweiten Sicken bei dem hoch Hitze belasteten Abschnitt bei einem ersten Loch größer als der Abstand (C) zwischen den Mitten der ersten und zweiten Sicken bei dem niedrig Hitze belasteten Abschnitt bei dem einen ersten Loch ist.
Zylinderkopfdichtung (1B) nach Anspruch 6, wobei mindestens eine der Breiten (B1, B2) der ersten und zweiten Sicken bei dem hoch Hitze belasteten Abschnitt bei dem einen ersten Loch größer als die Breiten (B1, B2) der ersten und zweiten Sicken bei dem niedrig Hitze belasteten Abschnitt bei dem einen ersten Loch ist.
Zylinderkopfdichtung (1D, 1E) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die ersten Löcher einen hoch und einen davon getrennten niedrig Hitze belasteten Abschnitt aufweisen, welche mit denjenigen des Motors korrespondieren, wobei die Breiten (BB1, BB2) der ersten und zweiten Sicken bei dem hoch Hitze belasteten Abschnitt bei einem ersten Loch (50B) größer als die Breiten (BA1, BA2) der ersten und zweiten Sicken bei dem niedrig Hitze belasteten Abschnitt bei einem anderen ersten Loch (50A) sind.
Zylinderkopfdichtung (1D, 1E, 1F) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 8, wobei die ersten Löcher einen hoch und einen davon getrennten niedrig Hitze belasteten Abschnitt aufweisen, wobei der Abstand (CB) zwischen den Mitten der ersten und zweiten Sicken bei dem hoch Hitze belasteten Abschnitt bei einem ers ten Loch (50B) größer als der Abstand (CA) zwischen den Mitten der ersten und zweiten Sicken bei dem niedrig Hitze belasteten Abschnitt bei einem anderen ersten Loch (50A) ist.
Zylinderkopfdichtung (1D, 1E) nach Anspruch 9, wobei mindestens eine der Breiten (BB1, BB2) der ersten und zweiten Sicken bei dem hoch Hitze belasteten Abschnitt größer als die Breiten (BA1, BA2) der ersten und zweiten Sicken bei dem niedrig Hitze belasteten Abschnitt ist.
Zylinderkopfdichtung (1A–1F) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Sicke dieselbe Breite und Höhe wie die dazu benachbarte zweite Sicke aufweist.
Zylinderkopfdichtung (1A–1F) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die ersten und zweiten Sicken derart ausgebildet sind, dass ein Abstand zwischen einer Mitte der ersten Sicke und einer Mitte der zweiten Sicke größer als eine Hälfte einer Summe der Breite der ersten Sicke und der Breite der zweiten Sicke ist.
Zylinderkopfdichtung (1A–1F) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die erste Metallplatte (10) dicker als die Sickenplatte ausgebildet ist.
Zylinderkopfdichtung (1A–1F) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei sich bei den ersten und zweiten Sicken die Breiten derart verändern, dass eine maximale Breite kleiner als das Zweifache einer minimalen Breite ist.
Zylinderkopfdichtung (1A–1F) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Sickenplatte (30) eine Ringform aufweist und sich nur oberhalb des Flansches (13) befindet, und wobei sich die ersten und zweiten Sicken (11, 11A, 11B; 31, 31A, 31B) unmittelbar oberhalb des Flansches (13) befinden.