DE69000770T2

DE69000770T2 - Geschichtete stahlblechabdichtung mit einer breiten abdichtungsflaeche.

Info

Publication number: DE69000770T2
Application number: DE9090103456T
Authority: DE
Inventors: Susumu Inamura; Tsunekazu Udagawa
Original assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Current assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Priority date: 1989-11-20
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1993-06-03
Anticipated expiration: 2010-02-23
Also published as: DE69000770D1; ES2037487T3; EP0433530A1; US4995624A; EP0433530B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stahllaminatdichtung für einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Loch hierin, wobei die genannte Dichtung ein erstes Blech aufweist, das ein erstes Loch hat, das dem Loch des Motors entspricht, sowie einen Grundabschnitt, und ein zweites Blech, das benachbart zum ersten Blech angeordnet ist und ein zweites Loch aufweist, das größer ist als das erste Loch, wobei das genannte erste Blech mindestens einen gekrümmten Abschnitt aufweist, der einstückig mit dem Grundabschnitt so ausgebildet ist, daß er sich quer hierzu erstreckt, um das erste Loch festzulegen, und wobei mindestens ein Flansch einstückig mit dem gekrümmten Abschnitt ausgebildet und an der Seite des Grundabschnitts so gelegen ist, daß er sich im wesentlichen parallel zum Grundabschnitt erstreckt.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Stahllaminatdichtung für einen Verbrennungsmotor, die einen weitreichenden und hohen Dichtungsdruck zum zuverlässigen Abdichten rund um ein Loch liefern kann.
Die Stahllaminatdichtung der vorliegenden Erfindung kann in weitem Umfang benutzt werden, wie etwa als normale Dichtung, die zwischen zwei Motorblöcken gelegen ist, als Zylinderkopfdichtung und als Ansaugkrümmerdichtung. Wenn die Dichtung der vorliegenden Erfindung als eine Zylinderkopfdichtung verwendet wird, dann kann die Dichtung rund um Zylinderlöcher Hc, Wasserlöcher Hw, Öllöcher Ho, Schraubenlöcher Hb und dergleichen abdichten, wie in Fig. 1 gezeigt. Sie dient jedoch bevorzugt zum Abdichten rund um ein verhältnismäßig großes Loch, wie ein Zylinderloch Hc.
Bei einer Dichtung ist es das Hauptziel der Dichtung, rund um ein Loch zuverlässig abzudichten. Wenn deshalb eine Dichtung entworfen wird, wird Aufmerksamkeit dem Umstand geschenkt, wie ein Abschnitt rund um ein Loch zuverlässig abgedichtet wird. In dieser Hinsicht wurden viele Methoden vorgeschlagen.
Eine der konventionellen Methoden zum Abdichten rund um ein Loch ist es, eine Sicke rund um ein Loch zu bilden. Wie in Fig. 2 gezeigt, weist beispielsweise eine Dichtung 20 ein oberes Blech 21, ein unteres Blech 23 und ein Mittelblech 22 auf, das eine Sicke 22a rund um ein Zylinderloch Hc aufweist. In der Dichtung 20 sorgt die Sicke 22a lediglich für einen Dichtungsdruck rund um das Zylinderloch Hc. Deshalb kann ein Strömungsmittel, das durch das Loch Hc hindurchdringt, auch durch die Bleche dringen. Die Dichtungsfähigkeit der Dichtung 20 ist nicht gut.
Angesichts des Standes der Technik wurde eine Dichtung 25, wie in Fig. 3 gezeigt, in der US-Patentanmeldung mit der Serien-Nr. 193,215, angemeldet am 11. Mai 1988, vorgeschlagen. Die Dichtung 25 weist ein oberes Blech 26 mit einem gekrümmten Abschnitt 26a und einem Flansch 26b und ein unteres Blech 27 auf. Die Dichtung 25 kann zuverlässig rund um das Loch Hc abdichten. Da jedoch eine Fläche rund um das Loch Hc lediglich vom gekrümmten Abschnitt 26a abgedichtet ist, ist die Dichtungsfläche, die den Dichtungsdruck bildet, verhältnismäßig schmal. Da ferner der gekrümmte Abschnitt kräftig gegen die Motorblöcke anliegen kann, können in dem Fall, in dem die Motorblöcke aus Aluminiumlegierung gebildet sind, die Motorblöcke an dem gekrümmten Abschnitt sich verformen. Deshalb wurde eine Dichtung mit einer verhältnismäßig breiten Dichtungsfläche ohne Beeinträchtigung der Motorblöcke gewünscht.
Ferner ist eine Stahllaminatdichtung der eingangs erwähnten Art aus US-A-4 807 892 bekannt. Diese Dichtung ist aus einem ersten Blech mit einer ersten Sicke und einem zweiten Blech mit einer zweiten Sicke gebildet. Die erste Sicke ist größer als die zweite Sicke und laminiert nicht dass zweite Blech. Deshalb kann ein Oberflächendruck, der von der ersten und zweiten Sicke gebildet wird, nicht leicht reguliert werden.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stahllaminatdichtung vorzusehen, die einen weitreichenden und hohen Dichtungsdruck rund um ein abzudichtendes Loch liefern kann.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stahllaminatdichtung, wie oben erwähnt, vorzusehen, die keinerlei Beschädigung an Abschnitten verursacht, die gegen die Dichtung anliegen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stahllaminatdichtung, wie oben erwähnt, vorzusehen, welche mühelos und wirtschaftlich hergestellt werden kann.
Andere Ziele und Vorzüge der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
In Übereinstimmung mit der Erfindung ist eine Stahllaminatdichtung der eingangs erwähnten Art vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß
mindestens eine Seitenwand am Grundabschnitt oder am Flansch mit Abstand zum gekrümmten Abschnitt ausgebildet ist, um das erste Loch so zu umgeben, daß der Abstand zwischen dem Flansch und dem Grundabschnitt seitlich im Inneren der Seitenwand größer ist als der Abstand zwischen dem Flansch und dem Grundabschnitt seitlich außerhalb der Seitenwand, und mindestens eine erste Sicke zwischen der Seitenwand und dem gekrümmten Abschnitt so gelegen ist, daß sie sich zum anderen von Grundabschnitt und Flansch erstreckt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet ein Bereich rund um das erste Loch, der von der seitenwand und dem gekrümmten Abschnitt umgeben ist einen hohlgeprägten Abschnitt mit der ersten Sicke. Wenn die Dichtung festgezogen wird, dann bildet der hohlgeprägte Abschnitt eine Vielzahl gerippter Sicken zur Abdichtung rund um das erste Loch. Da der hohlgeprägte Abschnitt mit der ersten Sicke versehen ist, ist speziell an der ersten Sicke ein kräftiger Dichtungsdruck gebildet.
Die Dichtung der Erfindung kann nämlich einen mäßigen Dichtungsdruck am hohlgeprägten Abschnitt und einen kräftigen Dichtungsdruck an der ersten Sicke liefern. Deshalb kann ein Bereich rund um das Loch ordnungsgemäß abgedichtet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Teil-Draufsicht auf eine herkömmliche Stahllaminatdichtung;
Fig. 2 ist die Ansicht eines vergrößerten Schnitts längs Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Ansicht eines Schnitts ähnlich Fig. 2, um eine verwandte Erfindung zu zeigen;
Fig. 4 ist eine Perspektiv-Schnittansicht eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels einer Stahllaminatdichtung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 bis 7 sind Perspektiv-Schnittansichten ähnlich Fig. 4, um ein zweites bis viertes Ausführungsbeispiel der Dichtung der Erfindung zu zeigen; und
Fig. 8 ist eine Schnittansicht eines Teils eines fünften Ausführungsbeispiels einer Stahllaminatdichtung der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Es wird auf Fig. 4 Bezug genommen; ein erstes Ausführungsbei spiel A einer Stahllaminatdichtung der vorliegenden Erfindung ist gezeigt. Die Dichtung A, wie in Fig. 4 gezeigt, ist eine Zylinderkopfdichtung ähnlich Fig. 1 und ist mit einer Vielzahl von Löchern versehen, d.h. Zylinderlöchern Hc, Wasserlöchern Hw, Öllöchern Ho und Schraubenlöchern Hb. Die Bereiche rund um die Zylinderlöcher Hc sind in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung abgedichtet. Wenn jedoch gewünscht, können auch die Bereiche rund um die Wasserlöcher Hw, Öllöcher Ho und Schraubenlöcher Hb ebenso abgedichtet werden.
Die Dichtung A weist ein oberes Blech A30 und ein unteres Blech A31 auf, das unter dem oberen Blech A30 gelegen ist. Das obere Blech A30 ist mit einem Grundabschnitt A30a versehen, der sich im wesentlichen über den gesamten Bereich der Dichtung erstreckt, einer diagonalen Seitenwand A30b, die sich diagonal und nach oben vom Grundabschnitt A30a rund um das Zylinderloch Hc erstreckt, und einem hohlgeprägten Abschnitt A30c mit einer Sicke A30d, die sich von hier aus nach unten erstreckt. Das obere Blech A30 umfaßt auch einen gekrümmten Abschnitt A30e rund um das Zylinderloch Hc und einen Flansch A30f, der unter dem hohlgeprägten Abschnitt A30c gelegen ist.
Der Flansch A30f weist zum hohlgeprägten Abschnitt A30c einen Abstand auf, aber ein Endabschnitt des Flansches A30f ist unter dem Grundabschnitt A30a gelegen. Die Sicke A30d berührt den Flansch A30f.
Das untere Blech A31 ist ein ebenes Blech, das unter dem Grundabschnitt A30a des oberen Blechs A30 gelegen ist und dünner ist als das obere Blech A30. Das untere Blech A31 ist mit einem Loch A32 versehen. Der Durchmesser des Loches A32 ist größer als der Außendurchmesser des Flansches A30f.
Wenn die Dichtung A zusammengebaut wird, dann wird das untere Blech A31 unter dem oberen Blech A30 so angeordnet, daß der Flansch A30f im Loch A32 gelegen ist. Das untere Blech A31 bildet keine Stapelschicht am Flansch A30f.
Wenn die Dichtung A zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock (beide nicht gezeigt) angeordnet und festgespannt wird, dann werden der hohlgeprägte Abschnitt A30c und die Sicke A30d zusammengedrückt. Als Ergebnis ist eine Vielzahl gerippter Sicken am hohlgeprägten Abschnitt A30c und der Sicke A30d gebildet. Die gerippten Sicken an der Sicke A30d liefern einen Dichtungsdruck, der kräftiger ist als jene am hohlgeprägten Abschnitt A30c.
Wenn dementsprechend eine Dichtung A festgezogen wird, dann wird ein kräftiger Dichtungsdruck, der von der Sicke A30d gebildet wird, in einem breiten Dichtungsbereich gebildet, der vom hohlgeprägten Abschnitt A30c gebildet wird. Ein Teil des Dichtungsbereiches ist nur kräftig abgedichtet. Deshalb kann ein Bereich rund um das Zylinderloch Hc zuverlässig abgedichtet werden. Der Zylinderkopf wird von den gerippten Sicken auch nicht beschädigt.
Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel B einer Stahllaminatdichtung der vorliegenden Erfindung. Die Dichtung B weist ein oberes Blech B30 mit einer Seitenwand B30b, einem hohlgeprägten Abschnitt B30c, einer Sicke B30d, einem gekrümmten Abschnitt B30e und einem Flansch B30f sowie ein Blech B31 auf, ähnlich der Dichtung A. Die Dichtung B umfaßt jedoch ferner ein Blech B33 mit einem Hauptabschnitt B33a, der unter dem Blech B31 gelegen ist, einer Sicke B33b, die unter dem hohlgeprägten Abschnitt B30c zwischen der Seitenwand B30b und der Sicke B30d gelegen ist, und einem Endabschnitt B33c, der unter der Sicke B30d gelegen ist.
Bei der Dichtung B ist die Sicke B33b unter dem hohlgeprägten Abschnitt B30c zusätzlich zur Sicke B30d angeordnet. Wenn dementsprechend die Dichtung B festgespannt wird, wird ein kräftiger Druck durch die Sicken B30d, B33b gebildet. Da die Sicken B30d, B33b voneinander einen Abstand aufweisen, konzentriert sich der Dichtungsdruck nicht an einem Abschnitt. Deshalb ist keine starke Kraft zum Verformen eines Zylinderkopfes gebildet. Ein Bereich rund um das Zylinderloch Hc wird kräftig und wirksam abgedichtet.
Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel C einer Stahllaminatdichtung der Erfindung. Die Dichtung C weist ein oberes Blech C30 mit einem hohlgeprägten Abschnitt C30c und einer Sicke C30d, ein Blech C33 mit einer Sicke C33b und ein Blech C31 ähnlich der Dichtung B auf. Die Dichtung C unterscheidet sich von der Dichtung B dahingehend, daß das Blech C31 unter dem Blech C33 angeordnet ist, während das Blech B31 zwischen den Blechen B33 und B30 gelegen ist. Die Dichtung C funktioniert wie die Dichtung B.
Fig. 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel D einer Stahllaminatdichtung der Erfindung. Die Dichtung D weist ein oberes Blech D30 mit einem hohlgeprägten Abschnitt D30c und einer Sicke D30d, ein Blech D33 mit einer Sicke D33b und einem Endabschnitt D33c und ein Blech D31 ähnlich der Dichtung B auf. Die Dichtung D unterscheidet sich von der Dichtung B dahingehend, daß der Endabschnitt D33c des Blechs D33 sich nicht bis dicht an das Zylinderloch Hc bis über die Sicke D30d hinaus erstreckt, während bei der Dichtung B der Endabschnitt B33c unter der Sicke B30d gelegen ist.
Bei der Dichtung D erstreckt sich der Endabschnitt D33c des Blechs D33 nicht bis dicht zum Zylinderloch Hc, so daß, obwohl das obere Blech D30 der hohen Temperatur an einem Abschnitt nahe dem Zylinderloch Hc ausgesetzt ist, das Blech D33 nicht der hohen Temperatur ausgesetzt ist wie beim Blech D30. Dementsprechend muß das obere Blech D30 aus einem Material mit einer hoch hitzebeständigen Eigenschaft hergestellt sein, aber das untere Blech D33 kann aus einem Material mit einer geringeren hitzebeständigen Eigenschaft als das obere Blech D30 hergestellt sein.
Da ferner das Blech D33 nicht hoher Temperatur ausgesetzt ist, ist die Kriechentspannung des Blechs D33 im wesentlichen verhindert.
Fig. 8 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel E einer Stahllaminatdichtung der Erfindung. Die Dichtung E weist ein oberes Blech E30 mit einem Loch E32 und ein unteres Blech E31 auf, das unter dem oberen Blech E30 gelegen ist. Das untere Blech E31 ist mit einem gekrümmten Abschnitt E31e und einem Flansch E31f versehen, worin eine diagonale Seitenwand E31b, ein hohlgeprägter Abschnitt E31c und eine Sicke E31d gebildet sind. Während nämlich die Dichtung A mit dem hohlgeprägten Abschnitt A30c am Grundabschnitt A30a versehen ist, ist bei der Dichtung E der hohlgeprägte Abschnitt E31c am Flansch E31f ausgebildet. Die Dichtung E funktioniert wie die Dichtung A.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Dichtung mit einem ersten Blech versehen, das einen verhältnismäßig breiten, hohlgeprägten Abschnitt mit einer Sicke rund um ein abzudichtendes Loch und ein zweites Blech aufweist, das an der Flanschseite des ersten Blechs gelegen ist. Wenn die Dichtung festgezogen wird, dann werden der hohlgeprägte Abschnitt und die Sicke zusammengedrückt, um eine Vielzahl gerippter Sicken zu bilden. Die gerippten Sicken an der Sicke bilden einen Dichtungsdruck, der kräftiger ist als jener am hohlgeprägten Abschnitt. Deshalb ist ein Bereich rund um das Zylinderloch durch mäßigen Dichtungsdruck abgedichtet, der durch die gerippten Sicken an dem hohlgeprägten Abschnitt gebildet ist, und einen hohen Dichtungsdruck, der von den gerippten Sicken an der Sicke gebildet ist.

Claims

1. Stahllaminatdichtung (A bis E) für einen Verbrennungsmotor, in dem mindestens ein Loch vorgesehen ist, wobei die genannte Dichtung (A bis E) ein erstes Blech (A30, B30, C30, D30, E31) aufweist, mit einem ersten Loch (Hc), das dem Loch des Motors entspricht, und mit einem Grundabschnitt (A30a), wobei das genannte erste Blech (A30, B30, C30, D30, E31) mindestens einen gekrümmten Abschnitt (A30e, B30e, E31e) aufweist, der einstückig mit dem Grundabschnitt (A30a) so ausgebildet ist, daß er sich quer hierzu erstreckt, um das erste Loch (Hc) festzulegen, wobei mindestens ein Flansch (A30f, B30f, E31f) einstückig mit dem gekrümmten Abschnitt (A30e, B30e, E31e) ausgebildet und an einer Seite des Grundabschnitts (A30a) so gelegen ist, daß er sich im wesentlichen parallel zum Grundabschnitt (A30a) erstreckt, und wobei ein zweites Blech (A31, B31, C31, D31, E30) an einer Flanschseite des ersten Blechs (A30, B30, C30, D30, E31) gelegen ist und ein zweites Loch (A32, E32) aufweist, mit einem Durchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Flansches (A30f, B30f, E31f), um es dem Flansch (A30f, B30f, E31f) zu ermöglichen, im Inneren des zweiten Lochs (A32, E32) angeordnet zu sein, wenn das erste Blech (A30, B30, C30, D30, E31) und das zweite Blech (A31, B31, C31, D31, E30) zusammengebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß

mindestens eine Seitenwand (A30b, B30b, E31b) am Grundabschnitt (A30a) oder am Flansch (A30f, B30f, E31f) mit Abstand zum gekrümmten Abschnitt (A30e, B30e, E31e) ausgebildet ist, um das erste Loch (Hc) so zu umgeben, daß der Abstand zwischen dem Flansch (A30f, B30f, E31f) und dem Grundabschnitt (A30a) seitlich im Inneren der Seitenwand (A30b, B30b, E31b) größer ist als der Abstand zwischen dem Flansch (A30f, B30f, E31f) und dem Grundabschnitt (A30a) seitlich außerhalb der Seitenwand (A30b, B30b, E31b), und mindestens eine erste Sicke (A30d, B30d, C30d, D30d, E31d) zwischen der Seitenwand (A30b, B30b, E31b) und dem gekrümmten Abschnitt (A30e, B30e, E31e) so gelegen ist, daß sie sich zum anderen von Grundabschnitt (A30a) und Flansch (A30f, B30f, E31f) erstreckt.

2. Stahllaminatdichtung (A bis E) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich rund um das erste Loch (Hc), der von der Seitenwand (A30b, B30b, E31b) und dem gekrümmten Abschnitt (A30e, B30e, E31e) umgeben ist, einen hohlgeprägten Abschnitt (A30c, B30c, C30c, D30c, E31c) zusammen mit der ersten Sicke (A30d, B30d, C30d, D30d, E31d) bildet, wobei der genannte hohlgeprägte Abschnitt (A30c, B30c, C30c, D30c, E31c) eine Vielzahl gerippter Sicken zur Dichtung rund um das erste Loch (Hc) bildet, wenn die Dichtung (A bis E) festgespannt ist.

3. Stahllaminatdichtung (A bis E) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des hohlgeprägten Abschnitts (A30c, B30c, C30c, D30c, E31c) kürzer ist als jene des Flansches (A30f, B30f, E31f), so daß der Außenumfang des Flansches (A30f, B30f, E31f) den Grundabschnitt (A30a) berührt.

4. Stahllaminatdichtung (A bis D) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hohlgeprägte Abschnitt (A30c, B30c, C30c, D30c) am Grundabschnitt (A30a) ausgebildet ist.

5. Stahllaminatdichtung (B bis D) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein drittes Blech (B33, C33, D33) mit einem dritten Loch aufweist, das größer ist als das erste Loch (Hc), einer zweiten Sicke (B33b, C33b, D33b), die rund um das dritte Loch angeordnet ist, wobei die genannte zweite Sicke (B33b, C33b, D33b) zwischen dem Flansch (B30f) und dem hohlgeprägten Abschnitt (B30c, C30c, D30c) so gelegen ist, daß sie sich zum hohlgeprägten Abschnitt (B30c, C30c, D30c) zwischen der Seitenwand (B30b) und der ersten Sicke (B30d, C30d, D30d) erstreckt, und einem Hauptbereich, der außerhalb der zweiten Sicke (B33b, C33b, D33b) gelegen ist.

6. Stahllaminatdichtung (B, D) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Hauptbereich des dritten Blechs (B33, D33) außerhalb des zweiten Blechs (B31, D31) gelegen ist.

7. Stahllaminatdichtung (D) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umfangsabschnitt (D33c) des dritten Blechs (D33) rund um das dritte Loch außerhalb der ersten Sicke (D30d) in Bezug auf das erste Loch (Hc) gelegen ist.

8. Stahllaminatdichtung (C) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Hauptbereich des dritten Blechs (C33) zwischen dem ersten Blech (C30) und dem zweiten Blech (C31) gelegen ist.

9. Stahllaminatdichtung (E) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hohlgeprägte Abschnitt (E31c) am Flansch (E31f) ausgebildet ist.