DE60315320T2

DE60315320T2 - Zylinderkopfdichtung

Info

Publication number: DE60315320T2
Application number: DE2003615320
Authority: DE
Inventors: Yuichi Kinoshita
Original assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Current assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2023-12-20
Also published as: DE60315320D1; EP1544518B1; EP1544518A1

Description

Hintergrund der Erfindung und zugehöriger Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung, welche zwischen zwei Teilen, wie z.B. einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock, anzuordnen ist, um dort dazwischen abzudichten. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Zylinderkopfdichtung, welche eine Metallplatte mit einer bedeckenden Lackschicht umfasst, wobei ein Oberflächendruck erzeugt wird.
Wenn ein Verbindungsabschnitt zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock (Zylinderkörper) in einem Motor eines Automobils abgedichtet wird, wird eine Zylinderkopfdichtung zwischen den zwei Teilen angeordnet, um ein Verbrennungsgas oder ein Kühlwasser usw. abzudichten.
Eine Konfiguration der Zylinderkopfdichtung hat sich von einem Laminattyp, welcher von mehreren laminierten Metallplatten ausgebildet wird, zu einem einfachen Strukturtyp verschoben, bei welchem eine Zylinderkopfdichtung aus einem einzelnen Metallblech ausgebildet wird, um Forderungen nach einer Verringerung des Gewichts des Motors und der Herstellungskosten zu begegnen. Bei der Zylinderkopfdichtung, welche aus einem einzelnen Blech ausgebildet ist, ist ein Material für die Platte begrenzt. Daher ist es schwierig, eine Sicke, eine Durchführung oder eine Beilage bereitzustellen, welche als Dichtungsmittel bei dem Laminattyp, welcher aus mehreren Metallplatten ausgebildet ist, eingesetzt wird. Es ist auch schwierig, die Dichtungsmittel zu überlappen.
Dementsprechend sind bei der einfachen Struktur, welche aus einem einzelnen Blech ausgebildet ist, die Dichtungsmittel hinsichtlich einer geringen Auswahl und einer geringen Größe beschränkt, und es ist notwendig, vereinfachte Dichtungsmittel einzusetzen. Darüber hinaus hat sich ein Bereich für die Dichtungsmittel verkleinert, da die Größe des Motors verkleinert worden ist.
Wie in 15 dargestellt ist, ist eine Zylinderkopfdichtung 1 gemäß einer Form eines Motorteils, wie z.B. eines Zylinderblockes, ausgebildet und weist Zylinderbohrungen 2, Flüssigkeitslöcher 3, damit Kühlwasser oder Motoröl zirkulieren kann, und Bolzenlöcher 4, um Bolzen einzuführen, auf. Dichtungsmittel 12 und 13, wie z.B. ein abgekanteter Abschnitt und eine Sicke, sind für jede Bohrung und jedes Loch vorhanden, um abzudichten (siehe auch EP-A-1275889 ).
Sogar bei derselben Dichtung zum Abdichten desselben Motorteils ist es notwendig, für verschiedene Dichtungseigenschaften entsprechend der Typen der Bohrungen zu sorgen. Für die Zylinderbohrung ist es notwendig, ein Verbrennungsgas mit einer hohen Temperatur und einem hohen Druck abzudichten. Andererseits ist es für das Flüssigkeitsloch notwendig, eine Flüssigkeit mit einer relativ geringen Temperatur und einem relativ geringen Druck abzudichten.
Es gibt auch aufgrund einer Struktur des Motors einen Unterschied bei einem Oberflächendruck zwischen der Zylinderbohrung, welche von den Bolzenlöchern umgeben wird, und dem Flüssigkeitsloch, welches außerhalb der Bolzenlöcher vorhanden ist und eine seitliche Kraft erfährt, welche aufgebracht wird, indem der Bolzen fest gezogen wird.
Um für die unterschiedlichen Dichtungseigenschaften zu sorgen, sind die abgekanteten Abschnitte 12 für die Zylinderbohrungen 2 vorhanden, um das Gas mit einer hohen Hitze und einem hohen Druck innerhalb des Zylinders abzudichten, und die Halbsicken 13 sind für die Flüssigkeitslöcher 3 vorhanden.
Wenn der abgekantete Abschnitt vorhanden ist, um die Zylinderbohrung abzudichten, wird der Oberflächendruck an dem abgekanteten Abschnitt konzentriert. Daher kann ein Motorteil, welches aus einer relativ weichen Aluminiumlegierung hergestellt ist, beschädigt werden, so dass sich die Dichtungseigenschaft bei einem beschädigten Bereich verschlechtert. Es ist möglich, eine elastische Gummibeschichtung bereitzustellen, um eine Kompatibilität einer Dichtung mit einem Mo torteil, welches gegen die Dichtung stößt, zu verbessern. Wenn jedoch die elastische Gummibeschichtung eingesetzt wird, ist es schwierig, einen großen Oberflächendruck zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus neigt ein Abschnitt der elastischen Beschichtung, welcher den abgekanteten Abschnitt bedeckt, aufgrund eines großen Oberflächendrucks, welcher durch den abgekanteten Abschnitt erzeugt wird, dazu, auf lange Sicht wegzukriechen und zu verschleißen. Die elastische Beschichtung neigt auch dazu, durch eine Hitze und einen Druck des Gases innerhalb des Zylinders leicht unbrauchbar zu werden, was zu einer Verringerung eines Drehmoments führt, d.h. zu einer Verringerung bei dem abdichtenden Oberflächendruck. Daher ist es schwierig, die Dichtungseigenschaft über eine lange Zeit aufrechtzuerhalten.
Wenn eine Beilage vorhanden ist, um eine Verteilung des Oberflächendrucks um den abgekanteten Abschnitt herum einzustellen, ist eine präzise Einstellung des Oberflächendrucks aufgrund einer Beschränkung einer Einstellung einer Dicke der Beilage schwierig und es erfordert einen langen langwierigen Prozess, um die Beilage auszubilden. Darüber hinaus, wenn die Beilage an einem Endabschnitt des abgekanteten Abschnitts ausgebildet ist oder wenn eine Vertiefung mittels Prägen ausgebildet ist, um einen Niveauunterschied auszugleichen, ist es notwendig, das Prägen auszuführen und eine genaue Form bereitzustellen, wodurch sich die Kosten erhöhen.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick der vorab beschriebenen Probleme gemacht worden, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Zylinderkopfdichtung bereitzustellen, welche aus einer einzigen Metallplatte ausgebildet ist, um eine Verbindungsoberfläche zwischen zwei Teilen, wie z.B. einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock eines Motors, abzudichten, wobei es möglich ist, angemessene Verteilungen der Oberflächendrücke um eine Zylinderbohrung und um ein Flüssigkeitsloch herum zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, wodurch eine gute Dichtungseigenschaft und eine gute Haltbarkeit erhalten wird.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, eine Zylinderkopfdichtung bereitzustellen, bei welcher es möglich ist, die Verteilungen der Oberflächendrücke um die Zylinderbohrung bzw. um das Flüssigkeitsloch herum einzustellen, um verschiedenen Dichtungseigenschaften zu entsprechen.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
Zusammenfassung der Erfindung
Um die vorab erwähnten Aufgaben zu erfüllen, umfasst gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Zylinderkopfdichtung eine Metallplatte mit einer Zylinderbohrung und mit einem abgekanteten Abschnitt um die Zylinderbohrung herum. Ein erster Lackschichtbereich, welcher aus einer Hartlackschicht ausgebildet ist, ist auf mindestens einer Seite der Metallplatte an einer äußeren Umfangsseite des abgekanteten Abschnitts vorhanden, um einen Oberflächendruck zu erzeugen.
Bei einer ersten Ausführungsform kann eine äußere Umfangskante des abgekanteten Abschnitts mit einer inneren Kante des ersten Lackschichtbereiches verbunden sein oder durch einen Zwischenraum getrennt sein. Mit anderen Worten überlappt der erste Lackschichtbereich nicht mit dem abgekanteten Abschnitt. Bei dieser Struktur ist der erste Lackschichtbereich aus der Hartlackschicht ausgebildet, um den Oberflächendruck zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, d.h. es handelt sich um ein einen Oberflächendruck erzeugendes Teil. Dementsprechend ist es möglich, den Oberflächendruck sogar außerhalb des abgekanteten Abschnitts zu erzeugen, wodurch eine angemessene Dichtungslinie um die Zylinderbohrung herum erzeugt und die Dichtungseigenschaft verbessert wird.
Bei der ersten Ausführungsform ist der erste Lackschichtbereich auf der äußeren Umfangsseite des abgekanteten Abschnitts vorhanden, und ein Gas von der Zy linderbohrung mit einer hohen Temperatur und mit einem hohen Druck wird an dem abgekanteten Abschnitt abgedichtet. Dementsprechend wird der erste Lackschichtbereich mit dem abgekanteten Abschnitt geschützt, wodurch eine hohe Haltbarkeit erzielt wird. Es ist möglich, eine Dicke der Lackschicht durch die Anzahl von Auftragungen des Lacks einzustellen und einen Ort der Auftragungen zu bestimmen.
Bei der ersten Ausführungsform ist der erste Lackschichtbereich nur um den abgekanteten Abschnitt herum vorhanden. Dementsprechend ist es möglich, ein den Oberflächendruck erzeugendes Teil bereitzustellen, welches eine beliebige Form und eine Dickenverteilung mit einer hohen Genauigkeit um die Zylinderbohrung herum aufweist. Wenn das den Oberflächendruck erzeugende Teil geeignet bereitgestellt wird, ist es möglich, die Verteilung des Oberflächendrucks um die Zylinderbohrung herum zu optimieren.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist eine Zylinderkopfdichtung aus einer einzigen Metallplatte mit einer Zylinderbohrung und mit einem Flüssigkeitsloch ausgebildet. Ein abgekanteter Abschnitt ist um die Zylinderbohrung herum vorhanden, und eine Sicke ist um das Flüssigkeitsloch herum vorhanden. Ein zweiter Lackschichtbereich, welcher aus einer Hartlackschicht ausgebildet ist, ist auf mindestens einer Seite der Sicke vorhanden, um nur um das Flüssigkeitsloch herum einen Oberflächendruck zu erzeugen.
Bei der zweiten Ausführungsform ist der zweite Lackschichtbereich vorhanden, um den Oberflächendruck um das Flüssigkeitsloch herum zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Dementsprechend ist es möglich, eine Dicke des abgekanteten Abschnitts und eine Dicke um das Flüssigkeitsloch herum einzustellen, um den Oberflächendruck, welcher um das Flüssigkeitsloch herum erzeugt wird, einzustellen, wodurch die angemessene Dichtungslinie ausgebildet wird und die Dichtungseigenschaft um das Flüssigkeitsloch herum verbessert wird.
Bei der zweiten Ausführungsform ist es möglich, eine Dicke der Lackschicht durch die Anzahl von Auftragungen des Lacks einzustellen und einen Ort der Auftragungen einfach zu bestimmen. Dementsprechend ist es möglich, ein den Oberflächendruck erzeugendes Teil bereitzustellen, welches eine beliebige Form und eine Dickenverteilung mit einer hohen Genauigkeit um das Flüssigkeitsloch herum aufweist. Wenn das den Oberflächendruck erzeugende Teil angemessen bereitgestellt wird, ist es möglich, die Verteilung des Oberflächendrucks um das Flüssigkeitsloch herum zu optimieren.
Gemäß einer dritten Ausführungsform ist eine Zylinderkopfdichtung aus einer Metallplatte mit einer Zylinderbohrung und einem Flüssigkeitsloch ausgebildet. Ein abgekanteter Abschnitt ist um die Zylinderbohrung herum vorhanden, und eine Sicke ist um das Flüssigkeitsloch herum vorhanden. Ein erster Lackschichtbereich, welcher aus einer Hartlackschicht ausgebildet ist, ist auf mindestens einer Seite der Metallplatte an einer äußeren Umfangsseite des abgekanteten Abschnitts vorhanden, um einen Oberflächendruck zu erzeugen. Ein zweiter Lackschichtbereich, welcher aus einer Hartlackschicht ausgebildet ist, ist auf mindestens einer Seite der Sicke außerhalb des ersten Lackschichtbereichs vorhanden, um einen Oberflächendruck zu erzeugen. Der zweite Lackschichtbereich weist eine Dicke auf, welche geringer als diejenige des ersten Lackschichtbereichs ist.
Bei der dritten Ausführungsform kann eine äußere Umfangskante des abgekanteten Abschnitts mit einer inneren Kante des ersten Lackschichtbereichs verbunden sein oder kann durch einen Zwischenraum getrennt sein. Auch eine äußere Kante des ersten Lackschichtbereichs kann mit einer inneren Kante des zweiten Lackschichtbereichs verbunden oder durch einen Zwischenraum getrennt sein. Der zweite Lackschichtbereich kann nur um das Flüssigkeitsloch herum außerhalb der Sicke vorhanden sein. Der erste Lackschichtbereich und der zweite Lackschichtbereich können auch auf einer Seite oder auf beiden Seiten der Metallplatte vorhanden sein. Entweder der erste Lackschichtbereich oder der zweite Lackschichtbereich kann auf einer Seite vorhanden sein und der andere kann auf beiden Sei ten vorhanden sein. Wenn sie auf beiden Seiten vorhanden sind, wird eine Gesamtdicke der beiden Seiten durch eine Stärke des Oberflächendrucks bestimmt. Wenn sie auf einer Seite vorhanden sind, wird eine Dicke der einen Seite durch eine Stärke des Oberflächendrucks bestimmt.
Bei der dritten Ausführungsform ist der erste Lackschichtbereich um den abgekanteten Abschnitt herum vorhanden. Darüber hinaus ist der zweite Lackschichtbereich mit einer Dicke geringer als der erste Lackschichtbereich um das Flüssigkeitsloch herum vorhanden. Dementsprechend wird ein relativ großer Oberflächendruck an dem abgekanteten Abschnitt erzeugt und ein mittlerer Oberflächendruck wird an dem ersten Lackschichtbereich um die Zylinderbohrung herum erzeugt. Ein relativ kleiner Oberflächendruck wird an dem zweiten Lackschichtbereich um das Flüssigkeitsloch herum erzeugt. Daher ist es möglich, gleichzeitig für eine präzise Einstellung der Dichtungseigenschaften für die Zylinderbohrung und das Flüssigkeitsloch zu sorgen. Mit anderen Worten ist es möglich, ein angemessenes Dichtungsgleichgewicht für jede Bohrung und jedes Loch der Dichtung zu erzielen.
Bei der dritten Ausführungsform ist es möglich, eine Dicke der Lackschicht durch die Anzahl der Auftragungen des Lacks einfach einzustellen und einen Ort der Auftragungen einfach zu bestimmen. Dementsprechend ist es möglich, ein den Oberflächendruck erzeugendes Teil bereitzustellen, welches eine beliebige Form und eine Dickenverteilung mit einer hohen Genauigkeit um die Zylinderbohrung und das Flüssigkeitsloch herum aufweist. Wenn das den Oberflächendruck erzeugende Teil angemessen bereitgestellt wird, ist es möglich, die Verteilung des Oberflächendrucks um die Zylinderbohrung und um das Flüssigkeitsloch herum zu optimieren. Der zweite Lackschichtbereich ist auf mindestens einer Seite der Sicke nur um das Flüssigkeitsloch herum vorhanden, wodurch die Verteilung des Oberflächendrucks um das Flüssigkeitsloch herum optimiert wird.
Bei der dritten Ausführungsform kann der erste Lackschichtbereich die größte Dicke einschließlich bei dem abgekanteten Abschnitt aufweisen. Dementsprechend ist es möglich, den größten Oberflächendruck um die Zylinderbohrung herum zu erzielen, was für die hohe Dichtungseigenschaft erforderlich ist.
Bei der dritten Ausführungsform kann die Lackschicht aus einem synthetischen Lackharz ausgebildet sein. Der erste Lackschichtbereich und der zweite Lackschichtbereich sind erforderlich, um zumindest einen moderaten Oberflächendruck zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Daher ist es notwendig, eine harte synthetische Harzbeschichtung mit einer Bleistifthärte von 2H bis 6H und nicht eine elastische Gummi basierte Lackschicht mit einer Bleistifthärte von B bis 5B auszubilden. Solch ein synthetisches Harz umfasst ein Epoxydharz, ein Phenolharz, ein Phenoxyharz, ein Fluorharz, ein Polyamidharz und ein Polyamidimidharz oder eine Kombination davon.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Sicke zum Abdichten der Zylinderbohrung außerhalb des abgekanteten Abschnitts um die Zylinderbohrung herum nicht erforderlich. Wenn die Sicke vorhanden ist, kann jedoch ein gesamter Abschnitt oder ein Teil der Sicke in den ersten Lackschichtbereich einbezogen sein oder die Sicke kann außerhalb des ersten Lackschichtbereichs vorhanden sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Zylinderkopfdichtung einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
2 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Zylinderkopfdichtung einer anderen nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
3 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Zylinderkopfdichtung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
4 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Zylinderkopfdichtung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
5 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Zylinderkopfdichtung einer noch weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
6 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Zylinderkopfdichtung einer noch weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
7 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Zylinderkopfdichtung einer noch weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
8 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Zylinderkopfdichtung einer noch weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
9 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Zylinderkopfdichtung einer noch weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
10(a)–10(c) sind Querschnittsansichten, welche Zylinderkopfdichtungen darstellen, welche mit einer Sicke versehen sind, um eine Zylinderbohrung außerhalb eines abgekanteten Abschnitts abzudichten, wobei 10(a) eine Querschnittsansicht ist, welche eine Zylinderkopfdichtung einer noch weiteren Ausführungsform darstellt; wobei 10(b) eine Querschnittsansicht ist, welche eine Zylinderkopfdichtung einer noch weiteren Ausführungsform darstellt; und wobei 10(c) eine Querschnittsansicht ist, welche eine Zylinderkopfdichtung einer noch weiteren Ausführungsform darstellt;
11 ist eine Zeichnung, welche eine Verteilung eines Oberflächendrucks der in 3 dargestellten Zylinderkopfdichtung darstellt;
12 ist eine Draufsicht, welche die Zylinderkopfdichtung der in 1 dargestellten Ausführungsform darstellt;
13 ist eine Draufsicht, welche die Zylinderkopfdichtung der in 2 dargestellten Ausführungsform darstellt;
14 ist eine Draufsicht, welche die Zylinderkopfdichtung der in 3 dargestellten Ausführungsform darstellt; und
15 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel einer Zylinderkopfdichtung darstellt, welche aus einer einzigen Platte ausgebildet ist.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Wie in 12 bis 14 dargestellt ist, sind Zylinderkopfdichtungen 1A, 1B, 1C zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock (Zylinderkörper) eines Motors angeordnet, um Verbrennungsgase in einer Zylinderbohrung mit einer hohen Temperatur und mit einem hohen Druck und eine Flüssigkeit, wie z.B. ein Kühlwasser und ein kühlendes Öl, in einem Kühlwasserloch und einem Kühlölloch abzudichten.
1 bis 10(c) sind Darstellungen, welche Dichtungsabschnitte von Zylinderkopfdichtungen darstellen, wobei eine Plattendicke, eine Größe einer Sicke und eine Lackschicht zu Darstellungszwecken in einem vergrößerten Maßstab unterschiedlich zu dem tatsächlichen dargestellt sind.
Wie in 12 bis 14 dargestellt ist, sind Zylinderkopfdichtungen 1A, 1B, 1C aus einer Metallplatte 10, wie z.B. aus einem gehärteten rostfreien Stahl (gehärtetem Stahl), aus einem thermisch verfeinerten rostfreien Stahl (Federstahl) und aus einer Weichstahlplatte, ausgebildet. Die Metallplatte 10 ist in einer Form ausgebil det, welche einer Form eines Motorteils, wie z.B. des Zylinderblocks, entspricht und ist mit Zylinderbohrungen 2, Flüssigkeitslöchern 3, damit Kühlwasser und Motoröl zirkulieren kann, und Bolzenlöchern 4, um Bolzen einzuführen, versehen. Abgekantete Abschnitte 12 sind um die Zylinderbohrungen 2 herum ausgebildet, und Halbsicken 13 sind um die Flüssigkeitslöcher 3, wie z.B. die Kühlwasserlöcher bzw. die Öllöcher, herum ausgebildet.
Wie in 1 und 12 dargestellt ist, sind bei der Zylinderkopfdichtung 1A die ersten Lackschichtbereiche A1, welche aus einer ersten Hartlackschicht 14 ausgebildet sind, nur auf äußeren Umfangsseiten der abgekanteten Abschnitte 12 vorhanden. Wie in 2, 13 dargestellt ist, sind bei der Zylinderkopfdichtung 1B die zweiten Lackschichtbereiche A2, welche aus einer zweiten Hartlackschicht 15 ausgebildet sind, nur um die Flüssigkeitslöcher 3 herum vorhanden. Wie in 3, 14 dargestellt ist, sind bei der Zylinderkopfdichtung 1C die ersten Lackschichtbereiche A1, welche aus der ersten Hartlackschicht 14 ausgebildet sind, auf den äußeren Umfangsseiten der abgekanteten Abschnitte 12 vorhanden und die zweiten Lackschichtbereiche A2, welche aus der zweiten Hartlackschicht 15 ausgebildet sind, sind außerhalb der ersten Lackschichtbereiche A1 um die Flüssigkeitslöcher 3 herum vorhanden.
Die zweite Lackschicht 15 weist eine Dicke t2 auf, welche geringer als eine Dicke t1 der ersten Lackschicht 14 ist. Die Lackschichten können die einheitlichen Dicken t1 bzw. t2 aufweisen. Alternativ können die Lackschichten eine angemessene Dickenverteilung aufweisen, um die erforderliche Dichtungseigenschaft zu erzielen.
Die erste Lackschicht 14 und die zweite Lackschicht 15 sind aus einem harten synthetischem Harz mit einer Bleistifthärte 2H ist 6H, wie z.B. Epoxydharz, Phenolharz, Phenoxyharz, Fluorharz, Polyamidharz und Polyamidimidharz oder einer Kombination davon ausgebildet, um zum Abdichten einen Oberflächendruck zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Die erste Lackschicht 14 und die zweite Lack schicht 15 können mit einem Verfahren, wie z.B. Siebdruck, ausgebildet werden. Die erste Lackschicht 14 und die zweite Lackschicht 15 können aus verschiedenen Materialien ausgebildet sein.
Bei der ersten Ausführungsform, welche in 1, 12 dargestellt ist, berührt eine innere Kante 14a des ersten Lackschichtbereichs A1 eine äußere Umfangskante 12a des abgekanteten Abschnitts 12. Wie in 1 dargestellt ist, ist auch die erste Lackschicht 14 auf einer Seite der Metallplatte 10 vorhanden, wo die abgekantete Kante 12a des abgekanteten Abschnitts 12 vorhanden ist. Alternativ kann die erste Lackschicht 14 auf der gegenüberliegenden Seite oder auf beiden Seiten vorhanden sein.
Bei der zweiten Ausführungsform, welche in 2, 13 dargestellt ist, ist der zweite Lackschichtbereich A2 auf einem Bereich ausgebildet, welcher die Halbsicke 13 um das Flüssigkeitsloch 3 herum umfasst. Darüber hinaus ist, wie in 2 dargestellt ist, die zweite Lackschicht 15 auf einer Seite der Metallplatte 10 vorhanden, wo die abgekantete Kante 12a des abgekanteten Abschnitts 12 vorhanden ist. Alternativ kann die zweite Lackschicht 15 auf der gegenüberliegenden Seite oder auf beiden Seiten angeordnet sein. Der zweite Lackschichtbereich A2 erstreckt sich von einer inneren Seite 13a zu einer äußeren Seite 13b der Halbsicke 13.
Bei der dritten Ausführungsform, welche in 3 und 14 dargestellt ist, berührt die innere Kante 14a des ersten Lackschichtbereichs A1 die äußere Umfangskante 12a des abgekanteten Abschnitts 12. Auch die erste Lackschicht 14 ist auf einer Seite der Metallplatte 10 vorhanden, wo die abgekantete Kante 12a des abgekanteten Abschnitts 12 vorhanden ist. Der zweite Lackschichtbereich A2 ist auf einem Bereich ausgebildet, welcher die Halbsicke 13 um das Flüssigkeitsloch 3 herum umfasst und ist auf einer Seite der Metallplatte 10 vorhanden, wo die erste Lackschicht 14 vorhanden ist.
Andere Ausführungsformen, welche auf der Zylinderkopfdichtung 10 basieren, sind in 4 und 10(a)–10(c) dargestellt. Wie in 4 und 5 dargestellt ist, kann die erste Lackschicht 14 auf einer Seite der Metallplatte 10 vorhanden sein. Alternativ können, wie in 6 bis 9 dargestellt ist, die ersten Lackschichten 14 auf beiden Seiten der Metallplatte 10 vorhanden sein. Wie in 1 und 5 dargestellt ist, kann die innere Kante des ersten Lackschichtbereichs A1 die äußere Umfangskante des abgekanteten Abschnitts 12 berühren. Alternativ kann, wie in 4, 7 und 8 dargestellt ist, die innere Kante des ersten Lackschichtbereichs A1 von der äußeren Umfangskante des abgekanteten Abschnitts 12a durch einen Zwischenraum S1 dazwischen getrennt sein. Mit anderen Worten kann der erste Lackschichtbereich A1 derart ausgebildet sein, dass der erste Lackschichtbereich A1 nicht mit dem abgekanteten Abschnitt 12 überlappt.
Wenn die erste Lackschicht 14 und die zweite Lackschicht 15 auf beiden Seiten der Metallplatte 10 vorhanden sind, sind Kanten der ersten Lackschicht 14 und der zweiten Lackschicht 15 ausgerichtet, wie in 6, 7 und 9 dargestellt ist oder können verschoben sein, wie in 8 dargestellt ist. Die zweite Lackschicht 15 kann nur auf einer Seite der Metallplatte 10 vorhanden sein, wie in 4, 5 und 9 dargestellt ist, oder die zweite Lackschicht 15 kann auf beiden Seiten der Metallplatte 10 vorhanden sein, wie in 6 bis 8 dargestellt ist. Alternativ kann, wie in 9 dargestellt ist, die erste Lackschicht 14 auf beiden Seiten vorhanden sein und die zweite Lackschicht 15 auf einer Seite vorhanden sein. Wie in 4, 6 bis 8 und 9 dargestellt ist, können die zweiten Lackschichtbereiche A2 derart vorhanden sein, dass die zweiten Lackschichtbereiche A2 nicht mit den ersten Lackschichtbereichen A1 überlappen und mit einer Stufe fortgesetzt werden. Alternativ können, wie in 5 und 8 dargestellt ist, die zweiten Lackschichtbereiche A2 durch einen Zwischenraum S2 getrennt sein.
Darüber hinaus kann, wie in 3 dargestellt ist, der erste Lackschichtbereich A1 nur um die Zylinderbohrung 2 vorhanden sein und der zweite Lackschichtbereich A2 kann nur um das Flüssigkeitsloch 3 vorhanden sein. Obwohl es in den Zeich nungen nicht dargestellt ist, kann der erste Lackschichtbereich A1 nur um die Zylinderbohrung 2 vorhanden sein und der zweite Lackschichtbereich A2 kann nur auf dem verbleibenden Bereich vorhanden sein.
Wie in 10(a)–10(c) dargestellt ist, kann die Sicke 16 zur Abdichtung der Zylinderbohrung 2 außerhalb des abgekanteten Abschnitts 12 um die Zylinderbohrung 2 herum vorhanden sein. In diesem Fall kann der gesamte Teil oder ein Teil der Sicke 16 in den ersten Lackschichtbereich A1 einbezogen sein, wo die erste Lackschicht 14 aufgebracht ist, und die Sicke 16 kann auch außerhalb des ersten Lackschichtbereichs A1 vorhanden sein.
In dem Fall dass die Zylinderbohrung einen Durchmesser von 80 mm aufweist, kann die Metallplatte 10 eine Dicke von 0,15 bis 0,35 mm aufweisen; die Sicke 13 für das Flüssigkeitsloch 3 kann eine Höhe von 0,10 bis 0,40 mm besitzen; der erste Lackschichtbereich 14 kann die Dicke t1 von 0,02 bis 0,30 mm aufweisen; und der zweite Lackschichtbereich 15 kann die Dicke t2 von 0,01 bis 0,25 mm aufweisen.
Obwohl es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, kann eine Mikrodichtungsbeschichtung im Wesentlichen auf dem gesamten Bereich der Zylinderkopfdichtung 1 ausgebildet sein, um eine geringe Wellenformen abzudichten.
Bei den Zylinderkopfdichtungen 1A und 1C bildet die erste Lackschicht 14 des ersten Lackschichtbereichs A1 den Oberflächendruck um die Zylinderbohrung 2 aus und erhält diesen aufrecht, wodurch die Dichtungslinie ausgebildet wird und die Dichtungseigenschaft um die Zylinderbohrung 2 herum verbessert wird. Darüber hinaus ist der erste Lackschichtbereich A1 auf der äußeren Umfangsseite des abgekanteten Abschnitts 12 vorhanden. Daher wird die erste Lackschicht 14 vor dem Gas von der Zylinderbohrung mit einer hohen Temperatur und einem hohen Druck mit dem abgekanteten Abschnitt 12 geschützt.
Bei der Zylinderkopfdichtung 1B ist der zweite Lackschichtbereich A2 um das Flüssigkeitsloch 3 herum vorhanden, so dass ein relativ großer Oberflächendruck an dem abgekanteten Abschnitt 12 ausgebildet wird. Die Lackschicht 15 und die Halbsicke 13 bilden einen relativ kleinen Oberflächendruck um das Flüssigkeitsloch 3 herum aus und erhalten diesen aufrecht. Daher bildet die Lackschicht 15 die Dichtungslinien außerhalb und innerhalb der Halbsicken 13 aus, wodurch die Dichtungseigenschaft um das Flüssigkeitsloch 3 herum verbessert wird.
Bei der Zylinderkopfdichtung 1 ist der zweite Lackschichtbereich A2 mit einer Dicke, welche geringer als diejenige des ersten Lackschichtbereichs A1 ist, um das Flüssigkeitsloch 3 herum vorhanden. Daher wird, wie es in 11 dargestellt ist, wenn ein Befestigungsbolzen befestigt wird, ein relativ großer Oberflächendruck P1 an dem abgekanteten Abschnitt 12 erzeugt, ein mittelgroßer Oberflächendruck P2, welcher geringer als der Oberflächendruck P1 ist, um die Zylinderbohrung 2 herum erzeugt, und ein relativ kleiner Oberflächendruck P3, welcher geringer als der Oberflächendruck P2 ist, und ein Oberflächendruck P4, welcher größer als der Oberflächendruck P3 ist, werden mit der Halbsicke 13 um das Flüssigkeitsloch 3 herum erzeugt. Daher ist die Zylinderkopfdichtung 1 mit den Dichtungseigenschaften versehen, welche für die Zylinderbohrung 2 und das Flüssigkeitsloch 3 erforderlich sind.
Darüber hinaus ist es möglich, eine Dicke der Lackschicht durch die Anzahl von Auftragungen des Lacks einfach einzustellen und einen Ort der Auftragungen einfach zu bestimmen. Dementsprechend ist es möglich, das den Oberflächendruck erzeugende Teil, d.h. die erste Lackschicht 14 und die zweite Lackschicht 15, mit einer beliebigen Form und einer Dickenverteilung mit einer hohen Genauigkeit um die Zylinderbohrung 2 herum bereitzustellen, wodurch die geeignete Verteilung des Oberflächendrucks um die Zylinderbohrung 2 herum erzielt wird.
Es ist möglich, die Oberflächendrücke P1, P2, P3 und P4 einzustellen, indem die Dicke t1 der ersten Lackschicht 14 und die Dicke t2 der zweiten Lackschicht 15 eingestellt wird. Es ist möglich, die Dicken der ersten und der zweiten Lackschichten durch die Anzahl von Auftragungen einfach einzustellen, wodurch die erforderlichen Dichtungseigenschaften erzielt werden. Die Erfindung wird durch die Ansprüche definiert.
Wie vorab beschrieben ist, wird das den Oberflächendruck erzeugende Teil erfindungsgemäß aus der Hartlackschicht ausgebildet, um den Oberflächendruck um die Zylinderbohrung herum zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, wodurch die angemessenste Oberflächendruckverteilung sogar außerhalb des abgekanteten Abschnitts erzeugt wird und die ausgezeichnete Dichtungseigenschaft um die Zylinderbohrung herum erzielt wird.
Die Hartlackschicht ist auf der äußeren Umfangsseite des abgekanteten Abschnitts vorhanden. Daher dichtet der abgekantete Abschnitt das Gas von der Zylinderbohrung mit einer hohen Temperatur und mit einem hohen Druck ab. Auch das den Oberflächendruck erzeugende Teil ist aus der Hartlackschicht ausgebildet, um den Oberflächendruck um das Flüssigkeitsloch herum zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, wodurch die angemessenen Oberflächendruckverteilungen sogar außerhalb und innerhalb des Flüssigkeitslochs ausgebildet werden und die Dichtungseigenschaft um das Flüssigkeitsloch herum verbessert wird.
Der zweite Lackschichtbereich mit der Dicke, welche geringer als diejenige des ersten Lackschichtbereich ist, ist um das Flüssigkeitsloch herum vorhanden, wobei die Halbsicke zusätzlich zu dem abgekanteten Abschnitt und dem ersten Lackschichtbereich existiert. Daher kann einfach für die angemessenen Oberflächendruckverteilungen um die Zylinderbohrung und das Flüssigkeitsloch herum gesorgt werden.
Darüber hinaus ist es möglich, die Dicke der Lackschicht durch die Anzahl von Auftragungen des Lacks leicht einzustellen und einen Ort der Auftragungen leicht zu bestimmen. Dementsprechend ist es möglich, das den Oberflächendruck er zeugende Teil mit einer beliebigen Form mit einer hohen Genauigkeit um die Zylinderbohrung und das Flüssigkeitsloch herum bereitzustellen, wodurch die geeigneten Verteilungen des Oberflächendrucks um die Zylinderbohrung und das Flüssigkeitsloch herum erzielt werden.
Daher ist die Zylinderkopfdichtung gleichzeitig mit den Dichtungseigenschaften für die Zylinderbohrung und das Flüssigkeitsloch versehen. Das angemessene Dichtungsgleichgewicht bezüglich des Teils der Dichtung wird einfach erzielt, und die Zylinderkopfdichtung weist die ausgezeichnete Dichtungseigenschaft und die herausragende Haltbarkeit auf.

Claims

Zylinderkopfdichtung (1C), umfassend: eine Metallplatte (10), um die Dichtung auszubilden, welche eine Zylinderbohrung (2), einen abgekanteten Abschnitt (12), welcher um die Zylinderbohrung herum ausgebildet ist, ein Flüssigkeitsloch (3) und eine Halbsicke (13), welche um das Flüssigkeitsloch herum ausgebildet ist und einen inneren Abschnitt (13a) und einen äußeren Abschnitt (13b) relativ zu dem Flüssigkeitsloch aufweist, umfasst, und Beschichtungen, welche aus Hartlackschichten (14, 15) ausgebildet sind, welche auf mindestens einer Seite der Metallplatte außerhalb des abgekanteten Abschnitts (12) ausgebildet sind, ohne sich zu überlappen, um einen Oberflächendruck darauf auszubilden, wobei die Beschichtungen um den abgekanteten Abschnitt herum derart ausgebildet sind, dass eine erste Beschichtung (14) dort herum ausgebildet ist, und auch auf und um die Halbsicke (13), welche das Flüssigkeitsloch umgibt, außerhalb der ersten Beschichtung derart ausgebildet sind, dass eine zweite Beschichtung (15) dort herum ausgebildet ist, wobei die Zylinderkopfdichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass der abgekantete Abschnitt (12) die größte Dicke in der Dichtung aufweist, und dass die zweite Beschichtung (15) eine Dicke aufweist, welche geringer als diejenige der ersten Beschichtung (14) ist, so dass, wenn die Dichtung festgezogen wird, Oberflächendrücke auf der Dichtung derart angeordnet sind, dass der Oberflächendruck auf dem abgekanteten Abschnitt (12) größer als der Oberflächendruck auf dem inneren Abschnitt (13a); der Oberflächendruck auf dem inneren Abschnitt (13a) größer als der Oberflächendruck auf der ersten Beschichtung (14); und der Oberflächendruck auf der ersten Beschichtung (14) größer als der Oberflächendruck auf dem äußeren Abschnitt (13b) ist.
Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, wobei die Beschichtungen (14, 15) eine Bleistifthärte von 2H–6H aufweisen.
Zylinderkopfdichtung (1C) nach Anspruch 1, wobei die zweite Lackschicht (15) nur um das Flüssigkeitsloch herum ausgebildet ist.
Zylinderkopfdichtung (1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste und die zweite Lackschicht (14, 15) derart ausgebildet sind, dass sie teilweise gegeneinander stoßen.
Zylinderkopfdichtung (1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste und die zweite Lackschicht (14, 15) voneinander beabstandet sind.
Zylinderkopfdichtung (1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lackschicht (14, 15) symmetrisch auf zwei Seiten der Metallplatte ausgebildet ist.
Zylinderkopfdichtung (1A–1C) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lackschicht (14, 15) aus einem synthetischen Harz ausgebildet ist.