DE69217136T2

DE69217136T2 - Metalldichtung

Info

Publication number: DE69217136T2
Application number: DE69217136T
Authority: DE
Inventors: Kunitoshi Inoue; Shigeru Kawaguchi; Kenji Kubouchi; Hiroshi Uemura
Original assignee: Nippon Gasket Co Ltd
Current assignee: Nippon Gasket Co Ltd
Priority date: 1991-07-17
Filing date: 1992-07-14
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2012-07-15
Also published as: DE69217136D1; US5348315A; EP0523946B1; DE523946T1; EP0523946A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Metalldichtung zum Dichten der aneinanderliegenden Flächen eines Zylinderkopfes und eines Zylinderblocks eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors.
Eine aus metallischem Material hergestellte Metalldichtung wurde bereits zum Abdichten der aneinanderliegenden Flächen von Bauteilen, wie eines Zylinderkopfs und eines Zylinderblocks eines Verbrennungsmotors, verwendet. In neueren Verbrennungsmotoren ist eine höhere Ausgangsleistung und ein geringeres Gewicht gefordert. Um diese Erfordernisse zu erfüllen, sieht man vor, Zylinderkopf und Zylinderblock aus einem Aluminiummaterial mit geringem spezifischem Gewicht statt aus Stahl oder einem Gußmetall mit hohem spezifischem Gewicht herzustellen, das früher verwendet worden ist. Ein Aluminiummaterial ist leicht, jedoch ist seine Steifheit gering. Beim Betrieb eines Verbrennungsmotors, in welchem Zylinderkopf und Zylinderblock aus einem Aluminiummaterial bestehen, steigt daher die Relativverschiebung des Zylinderkopfes bezüglich des Zylinderblocks meist an. Eine Metalldichcung trägt Wülste nahe den Umfängen der durchgehenden Öffnungen derselben, welche den Zylinderbohrungen und Durchführungen für Wasser und Öl entsprechen. Wenn der Zylinderkopf und der Zylinderblock durch Bolzen aneinander festgezogen sind, bilden die Wülste ringförmige elastische Kontaktteile bezüglich der aneinanderliegenden Flächen von Zylinderkopf und Zylinderblock und dichten die Verbindungsflächen ab.
Gegenwärtig besteht die Tendenz, Zylinderkopf und Zylinderblock, zwischen denen eine solche Metalldichtung eingelegt werden soll, aus einem Aluminiummaterial herzustellen, um das Gewicht des Verbrennungsmotors zu verringern, und die Steifheit dieser Bauteile des Motors nimmt daher notwendigerweise ab. Wenn die Verbindungsflächen dieser Bauteile mit Befestigungsbolzen über eine aus einer einzigen Platte bestehende Metalldichtung aneinander festgezogen werden, können die aneinanderliegenden Flächen leicht in einem nicht ausgerichteten Zustand festgelegt werden, da die Löcher für diese Befestigungsbolzen im äußerem Umfangsbereich oder einem verhältnismäßig nahe am äußeren Umfangsbereich liegenden Bereich der Metalldichtung verstreut sind, d.h. da diese Löcher nicht notwendigerweise gleichformig um die mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten oder fluchtenden Löcher in der Metalldichtung verteilt sind. Dementsprechend tritt ein Verbrennungsgas mit hoher Temperatur und hohem Druck in einen schmalen Spalt zwischen den aneinanderliegenden Flächen der Bauteile, die stark verzerrt sind, wie die Teile der gleichen Verbindungsflächen, die zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Löchern liegen, ein und bewirkt ein Korrodieren und Verschmutzen der Wülste an der zwischen die aneinanderliegenden Flächen eingefügten Metalldichtung, wodurch die Dichtungswirkung der Metalldichtung verringert wird.
Während eines Verbrennungszyklus eines Verbrennungsmotors vergrößert und verkleinert sich wiederholt der Abstand zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock, und es wird eine Beanspruchung, d.h. mechanische Beanspruchung und thermische Beanspruchung, wiederholt auf die Metalldichtung ausgeübt, die zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock vorgesehen ist. Diese Beanspruchung infolge der Belastungsänderung ist meist besonders stark in den Teilen des Zylinderblocks und des Zylinderkopfes, welche die geringste Steifheit besitzen. Infolgedessen tritt eine ständige Ermüdung und Rißbildung in den Wülsten auf und bewirkt eine Verschlechterung der Dichtwirkung der Metalldichtung.
Metalldichtungen sind mit einer Schicht aus einem Weichmetall oder einem Abstandshalter auf einem oberen Abschnitt jedes Wulst versehen, um die Dichtwirkung eines abzudichtenden Hochdruckabschnitts, d.h. eines Abschnitts rings um eine mit jeder Zylinderbohrung fluchtende Öffnung, versehen. In beiden erwähnten Metalldichtungen können Schichten eines Weichmetalls und Abstandshalter auf den oberen Abschnitten der Wülste angebracht werden, um ihre Höhe zu vergrößern. Wenn die Verbindungsflächen der Bauteile durch Festziehen des Zylinderkopfes bezüglich des Zylinderblocks gegeneinandergepreßt werden, wird die Metalldichtung infolge der Hinzufügung der Schicht eines Weichmetalls oder Abstandshalters im Verhältnis zum Anstieg der Höhe jedes Wulstes stärker zusammengepreßt. Dementsprechend kann eine Verbesserung der Dichtungswirkung in den Abschnitten der Verbindungsflächen der Bauteile, die um die mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen verlaufen, erwartet werden. Da diese Teile aus einem weichen Material eine Auspolsterung bilden, wird angenommen, daß die Auspolsterung den extremen Druck verteilt, die Dichtwirkung der Metalldichtung und Verbindungsflächen verbessert und die Wülste schützt.
Da jedoch die Abschnitte der Metalldichtung, in welchem die Schicht eines weichen Metalls oder Abstandshalter vorgesehen sind,. auf die Wülste begrenzt sind, erhöht sich die Anzahl von Hochdruckabschnitten an den Verbindungsflächen, d.h. die Anzahl von Dichtungsabschnitten, nicht grundlegend, und das Ausrichten der Schichten eines weiches Metalls oder von Abstandshaltern mit den Wülsten und Festlegen derselben während der Herstellung einer Metalldichtung ist schwierig und verursacht ein Ansteigen der Herstellungskosten.
GB-A-2053382 zeigt eine Dichtung zum Abdichten einer Verbindung zwischen einem Zylinderkopf und einem Abgasverteiler, welche aufweist: eine flache Blechgrundschicht mit einer Öffnung oder Öffnungen darin, welche der Anzahl von Zylinderkopf- und Abgasverteileröffnungen entsprechen, um die eine Dichtung erforderlich ist, eine zweite Schicht in Form eines radial gewellten Metallrings oder von Metallringen, die auf die Grundschicht rings um die oder jede Öffnung aufgebracht sind, wobei radial innere Teile des oder jedes Rings im Abstand von der Grundschicht um die oder jede Öffnung angeordnet sind, sowie eine Blechschicht, die die Dicke der Grundschicht in Bereichen der Grundschicht wirksam erhöht, welche die darin enthaltenen Öffnungen für Befestigungsbolzen umgeben.
US-3053544 zeigt eine Dichtung für die Verwendung zwischen aneinanderliegenden oder dichtenden Flanschen eines Drucksystems zur Erzeugung einer fluid- und/oder gasdichten Abdichtung zwischen denselben unter dauernder Wärme- und Druckbelastung. Die Dichtung hat eine eingerollte oder gekräuselte Dichtungslippe, die für das Zusammendrücken zwischen aneinanderliegenden Flanschen geeignet ist.
Es gibt eine weitere bekannte Metalldichtung (beispielsweise beschrieben in den Japanischen Patent-Qffenlegungsschriften Nr. 101574/1988 und 149479/1988), die sich von den oben beschriebenen Metalldichtungen unterscheidet und mit Wülsten versehen ist, die aus den Umfangsabschnitten vorstehen, die unter Druck abzudichtende Abschnitte mit den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen bilden, wobei Durchführungsdichtungen an den Umfängen der mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen befestigt sind. Auch wenn die an den Umfängen der mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen in einer solchen Metalldichtung befestigten Durchführungsdichtungen zuerst einem unter hoher Temperatur und hohem Druck stehenden Fluid, wie einem Verbrennungsgas, ausgesetzt werden, sperren sie das Fluid ab, und auch wenn Fluid aus den Durchführungsdichtungen austreten sollte, sperren die Wülste dasselbe ab. Diese Veröffentlichungen beschreiben auch den Gedanken, die Unregelmäßigkeit eines Spalts zwischen aneinanderliegenden Verbindungsflächen von Zylinderkopf und Zylinderblock durch Festziehen dieser Bauteile zu korrigieren. Das Anbringen von Durchführungsdichtungen an den Umfängen der mit den Zylinderbohrungen fluchtenden tffnungen erfordert jedoch schwierige Arbeitsvorgänge, wie die Herstellung der Durchführungsdichtungen und das Einpassen und Verformen der Durchführungsdichtungen rings um die mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen, was ein Ansteigen der Herstellungskosten bewirkt.
Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung entwickelte eine in den Figuren 29 und 30 gezeigte Metalldichtung, auf welche die Japanische Patentanmeldung Nr. 306295/1990 angemeldet worden ist. Diese Metalldichtung 20 weist Wülste 24A,24B auf, die an denjenigen Abschnitten einer elastischen Metallplatte 21 ausgebildet sind, welche von den Umfängen der mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 22A,22B in dieser Platte 21 einen Abstand in Richtung radial nach außen aufweisen, so daß sie sich längs der Umfänge dieser Öffnungen 22A,22B erstrecken, sowie umgefalzte Abschnitte 25A,25B, die durch Umfalzen derjenigen Abschnitte der Metallplatte 21 gebildet sind, welche rings um die mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 22A,22B in Richtung von diesen radial nach außen angeordnet sind, wobei die umgefalzten Abschnitte 25A,25B der elastischen Metallplatte 21 mit einer vorbestimmten Dicke ausgebildet und wärmebehandelt sind. In dieser Metalldichtung 20 ist eine Dickenregulierungs-Metallplatte 26 auf die Abschnitte der elastischen Metallplatte 21 aufgeschichtet, die auf der radial äußeren Seite der Wülste 24A, 24B und auf der Seite der Platte 21 angeordnet sind, auf der die vorspringenden Flächen der Wülste 24A,24B verlaufen, und es sind Metallplatten 27A,27B in den umgefalzten Abschnitten 25A,25B gehalten.
Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat ferner eine weitere Metalldichtung 30 vorgeschlagen, die in den Figuren 31 und 32 gezeigt und mit der oben vorgeschlagenen Metalldichtung mit Wülsten und umgefalzten Abschnitten identisch ist mit der Ausnahme, daß sie auch eine Regulierplatte 36 aufweist, welche zum Regulieren der Festigkeit der elastischen Metallplatte geeignet und auf die Oberfläche der elastischen Metallplatte aufgeschichtet ist, auf welcher die vorspringenden Flächen der Wülste 34A,34B verlaufen derart, daß die Regulierplatte 36 sich in den Bereichen erstreckt, die auf der radial äußeren Seite der Wülste 34A,34B angeordnet sind. In dieser Metalldichtung 30 sind weiche Teile 37A,37B in den umgefalzten Abschnitten 35A,35B gehalten (es wird Bezug genommen auf die Japanische Patentanmeldung Nr. 156189/1991).
Bei diesen Metalldichtungen bleiben jedoch die folgenden technischen Probleme ungelöst Bei der Metalldichtung 20 ist nämlich eine Metallplatte 26 auf diejenige Seite der elastischen Metallplatte 21 aufgeschichtet, auf der die vorspringenden Flächen der Wülste 24A,24B verlaufen, und zwar zum Zweck einer Regulierung der Dicke der Platte 21, aber der Teil der Platte 21, auf den die Metallplatte 26 aufgeschichtet ist, liegt auf der radial äußeren Seite der Wülste und umfaßt nicht die Abschnitte derselben, in denen die Wülste ausgebildet sind. Dementsprechend bestehen die Abschnitte dieser Metalldichtung, in denen die Wülste ausgebildet sind, grundsätzlich aus einer einzelnen elastischen Metallplatte.
Bei der oben erwähnten Metalldichtung 30 ist eine Regulierplatte 36 auf die Bereiche der elastischen Metallplatte 31 aufgeschichtet, welche den Wülsten 34A,34B entsprechen, sowie auf die Bereiche der Platte 31, die auf der radial äußeren Seite der Wülste 34A,34B liegen, und zwar zwecks Regulierung der Festigkeit der elastischen Metallplatte. Die Teile dieser Metallplatte 31, auf welche diese Regulierplatte 36 aufgeschichtet ist, liegt auf derjenigen Seite derselben, auf welcher die vorspringenden Flächen der Wülste 34A,34B verlaufen. Der Bereich der Platte 31, auf den die Regulierplatte 36 aufgeschichtet ist, entspricht den Teilen derselben, die den Wülsten und dem Abschnitt derselben entsprechen, der auf der radial äußeren Seite der Wülste liegt, und diese Regulierplatte 36 ist nicht auf die Abschnitte der elastischen Metaliplatte 31 aufgeschichtet, die auf der radial inneren Seite der Wülste 34A,34B liegen.
Wenn daher die Metalldichtung 30 zwischen den Verbindungsflächen eines Zylinderkopfes und eines Zylinderblocks gehalten und festgezogen wird, erhält man eine notwendige Höhendifferenz zwischen den umgefalzten Abschnitten 35A,35B und den Bereichen der elastischen Metallplatte 31, die auf der äußeren Seite der Wülste in der Radialrichtung der mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 32A,32B liegen. Es ist jedoch sehr mühsam, einen Steuervorgang für die Plattendicke durchzuführen, bei welchem diese Höhendifferenz unter Berücksichtigung nicht nur der Dicke der elastischen Metallplatte 31, der Höhe der Wülste 34A,34B und der Dicke der umgefalzten Abschnitte 35A,35B, sondern auch der Dicke der Regulierplatte 36 bestimmt wird, und die erforderliche Höhendifferenz nur aus der Formung der umgefalzten Abschnitte 35A,35B erhalten werden muß. Ferner, auch wenn die Minimalisierung einer Belastungsbeanspruchung in den Wülsten und die Verhinderung eines vollen Zusammendrückens der Wülste erzielt werden, kann nicht gesagt werden, daß diese Metalldichtung eine ausreichend hohe Lebensdauer besitzt.
Die Erfindung schafft eine Metalldichtung mit einer ersten und zweiten elastischen Metallplatte, die mit Wülsten versehen sind, welche Dichtungsabschnitte bilden und aus denjenigen Abschnitten der Metallplatte gebildet sind, die im Abstand von den Umfängen der mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten oder fluchtenden Öffnungen in Richtung von diesen radial nach außen angeordnet sind, so daß sie sich längs der Umfänge dieser Öffnungen erstrecken, wobei eine Oberfläche dieser Wülste sich von den flachen Teilen der Metallplatten geneigt erstreckt, so daß sie vorspringende Teile bilden, und wobei die anderen Oberflächen der Wülste sich von flachen Teilen der Metallplatten geneigt erstrecken, so daß sie eingezogene Teile bilden, wobei die zweite elastische Metallplatte mit den Wülsten an der ersten elastischen Metallplatte gegenüberliegenden Wülsten versehen ist, die erste elastische Metallplatte bei dieser Metalldichtung umgefalzte Abschnitte aufweist, die durch Umbiegen der Metallplatte längs der Umfänge der mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten Öffnungen auf deren Oberfläche gebildet sind, auf der sich die vorspringenden Teile der Wülste erstecken, wobei die umgefalzten Abschnitte dazu dienen, ein völliges Zusammenpressen der Wülste zu verhindern, und die vorspringenden Teile der Wülste an der ersten Metallplatte und diejenigen Wülste an der zweiten elastischen Metallplatte so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie einander berührend gegenüberliegen.
Die Erfindung schafft eine Metalldichtung, die in der Lage ist, die resultierende Federkonstante der zwei elastischen Metallplatten entsprechend der Größe der Verbiegung dieser Metallplatten zu ändern, während doppelte Dichtungsabschnitte gewährleistet sind, deren jeder aus einem Wulst und einem umgefalzten Abschnitt rings um die mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen besteht, wodurch auch beim Auftreten von Unregelmäßigkeiten in den Verbindungsflächen der beiden Bauteile eines Verbrennungsmotors während des Festziehens der Bauteile die Wülste und die umgefalzten Abschnitte entspre chend der Verbiegung dieser Verbindungsflächen verformt werden, um ein einfaches Ausgleichen von Unregelmäßigkeiten derselben zu ermöglichen. Sie ist ferner in der Lage, in einer verteilten Weise eine schwankende Belastung zu tragen, die infolge eines sich wiederholenden Verbrennungszyklus des Motors auftritt, während die Metalldichtung in der Praxis nach dem Festziehen der Bauteile aneinander verwendet wird, um den Betrag der Verbiegung des Zylinderkopfs miminmal zu machen, wodurch es möglich wird, eine volle Kompression der Wülste infolge des Vorhandenseins der umgefalzten Abschnitte zu verhindern, die Dichtungswirkung der Metalldichtung auf einem hohen Wert gehalten wird, das Eindringen eines Verbrennungsgases von hoher Temperatur und hohem Druck verhindert wird, das ein Korrodieren und Verschmutzen der Wülste der elastischen Metallplatte hervorrufen würde, ein Ermüden und Reißen der Wülste verhindert wird, auch wenn stark schwankende Belastungsbeanspruchungen in dem Abschnitt des Zylinderkopfs auftreten, der die geringste Steifheit besitzt, und die beim Start, Betrieb und Abschalten des Motors auftretende schwankende Belastungsbeanspruchung verringert wird. Ferner ist sie geeignet, daß ein komplizierter Steuervorgang für die Plattendicke weggelassen werden kann, der erforderlich wäre, wenn eine elastische Metallplatte auf die Oberfläche einer anderen elastischen Metallplatte aufgeschichtet wird, auf der sich die vorspringenden Flächen der Wülste erstrecken, wodurch es möglich wird, eine notwendige Höhendifferenz zwischen den die umgefalzten Abschnitte tragenden Bereichen und den wulsttragenden Bereichen der elastischen Metallplatte lediglich durch Ausbilden der umgefalzten Abschnitte zu gewährleisten und ferner die in den Wülsten auftretende Belastungsbeanspruchung zu reduzieren und die Dauerhaftigkeit der Metalldichtung zu verbessern.
Wenn diese Metallplatten durch Festziehen derselben zusammengepreßt werden, werden doppelte ringförmige Dichtungsteile bezüglich der aneinanderliegenden Verbindungsflächen in den Abschnitten der Metallplatten gebildet, welche den inneren und äußeren Rändern bezüglich der radialen Richtung der mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen der Wülste an diesen Platten entsprechen, da die vorspringenden Teile der Wülste an diesen Platten aneinanderliegen. Da die Dicke der umgefalzten Abschnitte etwa zweimal so groß ist wie diejenigen der ersten elastischen Metallplatte, werden diese umgefalzten Abschnitte auf diejenigen Teile der zweiten elastischen Metallplatte aufgeschichtet, die die mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen umfassen, um weitere ringförmige Dichtungsteile rings um die gleichen Öffnungen zu bilden. Wenn daher die Wülste benachbarte Wülste zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen berühren, werden vier Dichtungslinien in den erwähnten Bereichen und drei Dichtungslinien in den von diesen Bereichen unterschiedenen Bereichen gebildet. Auch wenn Unregelmäßigkeiten zwischen den Verbindungsflächen der beiden Bauteile des Motors während des Festziehens einer Dichtung auftreten, werden die Wülste, die zweite elastische Metallplatte und die umgefalzten Abschnitte entsprechend der Verbiegung der Verbindungsflächen verformt, um einen unregelmäßigen Spalt zwischen diesen Kontaktflächen auszuschalten.
Wenn diese Metalldichtung durch Festziehen derselben zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock, d.h. der beiden die Verbindungsflächen tragenden Bauteile, zusammengepreßt wird, werden die erste und zweite elastische Metallplatte infolge der Preßkraft verformt, und die daran befindlichen Wülste, die mit ihren vorspringenden Teilen aneinanderliegen, bilden doppelte ringförmige Dichtungsteile bezüglich der Verbindungsflächen in den Teilen dieser elastischen Metallplatten, welche den inneren und äußeren Rändern bezüglich der Radialrichtung der mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen der Wülste an den beiden Platten entsprechen.
Da eine höhere Anzahl von ringförmigen Dichtungsteilen vorgesehen sind, wird eine schwankende Belastung, die infolge des wiederholten Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors auftritt, in verteilter Weise infolge der synergistischen Wirkung dieser Dichtungsteile und der oben erwähnten Wirkungen der verschiedenen Teile zur Vermeidung der Unregelmäßigkeiten der Verbindungsflächen getragen. Da die zweite elastische Metallplatte auf die ganze Fläche der ersten elastischen Metallplatte aufgeschichtet wird, wobei die vorspringenden Teile der Wülste an beiden Platten aneinanderliegen, um eine Doppelstruktur zu bilden, widersteht diese Metalldichtung einer Beanspruchung leichter als eine Metalldichtung, die aus einer einzigen elastischen Metallplatte besteht. Die höchst vorteilhaften Bedingungen für die Herstellung einer Metalldichtung, die in zufriedenstellender Weise gegen Beanspruchungen beständig ist, bestehen darin, daß zwei elastische Metallplatten der gleichen Dicke aufeinandergeschichtet werden. Da die umgefalzten Abschnitte mit den Metalldichtungskörper einstückig sind, weichen sie nicht aus, wenn die Dichtung festgezogen und praktisch verwendet wird.
Die beiden elastischen Metallplatten, d.h. die erste und zweite elastische Metallplatte, zeigen die Eigenschaften einer Blattfeder und haben die Eigenschaften von in Reihe angeordneten Federn, so daß der umgekehrte Wert der gesamten Federkonstante gleich der Summe des umgekehrten Wertes der Federkonstanten der jeweiligen Federn ist. Allgemein ist die Federkonstante proportional zu dritten Potenz der Dicke einer Platte. Wenn daher eine ausreichend große Differenz zwischen der Dicke einer Metallplatte und derjenigen einer anderen besteht, liegt theoretisch die Gesamtfederkonstante eng an der Federkonstante der Platte mit der geringeren Dicke. Während des anfänglichen Biegens der Dichtung wird die Feder mit geringerer Dicke, d.h. die erste elastische Metallplatte, zuerst zusammengedrückt und verformt, bis sie ihre Elastizitätsgrenze erreicht, und die nachfolgende Verbiegung der Feder mit kleinerer Dicke, die nach dieser Elastizitätsgrenze auftritt, verursacht ein Verwerfen der zweiten elastischen Metallplatte größerer Dicke infolge ihrer hohen Federkonstante, wodurch bevorzugte Federeigenschaften in jedem Zeitpunkt beim Festziehen einer Platte sich zeigen. Auch wenn nämlich Unregelmäßigkeiten an den Verbindungsflächen der beiden Bauteile eines Motors während des Festziehens einer Metalldichtung auftreten, werden die Wülste, die zweite elastische Metallplatte und die umgefalzten Abschnitte in der erwähnten Weise entsprechend ihrer Verbiegung hervorragend verformt, um unregelmäßige Spalte zwischen den Kontaktflächen zu vermeiden. Wenn die Dichtung nach Beendigung des Festziehvorgangs in der Praxis verwendet wird, wird sie zwischen den Verbindungsflächen durch eine große Haltekraft infolge der resultierenden Federkonstante zuverlässig gehalten, die hoch genug ist, um die Verformung hauptsächlich der elastischen Metallplatte mit der höheren Federkonstante zu verarbeiten, und das folgende Verhalten der Dichtung bezüglich der Bewegung des Zylinderkopfes ist infolge der reihenförmigen Anordnung der Wülste verbessert.
Da diese Metalldichtung mit einer höheren Anzahl von ringförmigen Dichtungsorganen versehen ist, trägt jede Dichtung in einer aufgeteilten Weise eine schwankende Belastung, die infolge der Wiederholung des Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors auftritt, um so das Ausmaß der Verbiegung des Zylinderkopfes minimal zu machen und ein vollkommenes Zusammendrücken der Wülste zu verhindern. Dies gestattet, einen Abfall der Dichtungswirkung der Dichtung zu verhindern. Bei dieser Dichtung wird die Beanspruchung, die in den elastischen Metallplatten auftritt, stärker als in einer aus einer elastischen Metallplatte bestehenden Dichtung verringert, so daß die Beständigkeit der Dichtung verbessert wird. Daher wird das Eindringen eines hohe Temperatur und hohen Druck aufweisenden Verbrennungsgases, welches ein Korrodieren und Verschmutzen der Wülste an den elastischen Metallplatten hervorrufen würde, in die Zwischenräume zwischen den Kontaktflächen verhindert, und auch wenn eine große schwankende Belastungsbeanspruchung in dem Teil des Zylinderkopfes auftritt, der die geringste Steifheit besitzt, ermüden und reißen oder brechen die Wülste nicht. Dementsprechend wird das Ausmaß der Verbiegung des Zylinderkopfes, die bei Start, Betrieb und Anhalten des Verbrennungsmotors auftritt, minimal gemacht, so daß die auf der erwähnten Verbiegung beruhende Belastungsbeanspruchung reduziert werden kann. Da die elastischen Metallplatten so aufeinandergeschichtet sind, daß die vorstehenden Abschnitte der Wülste einander berühren, wird ein komplizierter Steuervorgang für Dicke und Höhe der umgefalzten Abschnitte, Wülste und Metallplatten entbehrlich, und eine notwendige Höhendifferenz zwischen den umgefalzten Abschnitten und den wulsttragenden Teilen wird hauptsächlich durch Ausbildung der umgefalzten Abschnitte alleine erzielt. Dies ermöglicht eine einfache Steuerung der Dicke der Platten, eine weitere Reduzierung der Belastungsbeanspruchung der Wülste und eine Verbesserung der Beständigkeit der Dichtung.
In der Metalldichtung liegen die Wülste der elastischen Platten mit den vorspringenden Abschnitten derselben aneinander, und die Breite bezüglich der Radialrichtung der mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten Öffnungen der an einer elastischen Metallplatte befindlichen Wülste kann größer eingestellt werden als diejenigen der Wülste an der anderen. Daher, auch wenn die Stellen der Wülste an den Platten etwas voneinander abweichen beim Zusammenfügen der Platten, werden die Wülste nicht außergewöhnlich verformt, und eine solche kleine Abweichung der Wülste ruft keine Verringerung des Dichtungsvermögens der Dichtung hervor. Auch wenn daher die Stellen der Wülste der zwei Platten ein wenig voneinander abweichen, liegen die vorspringenden Abschnitte derselben aneinander.
Wenn die Breite der Wülste an einer elastischen Metallplatte bezüglich der Radialrichtung der mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen gleichförmig groß eingestellt wird, und die Breite der Wülste an der anderen elastischen Metallplatte bezüglich der gleichen Richtung in denjenigen Teilen derselben, die zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen liegen kleiner und in den übrigen Teilen derselben größer eingestellt wird, kann eine Abweichung der Wülste in Bereichen, die dringend eine hohe Dichtungsleistung erfordem, d.h. die zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen angeordnet sind, zuverlässig vermieden werden und ein Absinken der Dichtwirkung der Wülste wird verhindert. Eine solche Wirkung, daß eine ausreichend große stabile Dichtkraft in den Bereichen zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen erzielt wird, wird auffallend groß besonders in einem Verbrennungsmotor mit einem kleinen Abstand zwischen benachbarten mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen.
Die umgefalzten Abschnitte, die ausgebildet, wärmebehandelt und sodann bei Betrieb benutzt werden, können freizügig hergestellt werden, d.h. sie können durch geeignete Änderung ihrer Breite in Radialrichtung der mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen hergestellt werden. Beispielsweise kann die Dicke der Teile der umgefalzten Abschnitte, die zwischen benachbarten mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen angeordnet sind, größer eingestellt werden als diejenige der anderen Teile derselben. Da zuverlässig die Verbiegung am stärksten zwischen benachbarten Zylinderbohrungen auftritt, wenn der Zylinderkopf verformt wird, tritt am ehesten Verbrennungsgas in die Spalte zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen ein. Wenn die Metalldichtung festgezogen wird, wird eine große Befestigungskraft in den Teilen derselben erhalten, die zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen liegen. Dementsprechend wird es möglich, die Dichtkraft der Dichtung zu verbessern und ein Korrodieren und Verschmutzen der Wülste zu verhindern.
In einer Metalldichtung, bei der die umgefalzten Abschnitte mit größerer Dicke zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen und mit einer kleineren Dicke in den Teilen derselben, die sich von den Teilen zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen unterscheiden ausgebildet werden, verwerfen sich die Teile der Dichtung, die zwischen benachbarten mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen liegen, meist am stärksten, wenn der Zylinderkopf verbogen wird, jedoch werden die umgefalzten Abschnitte, die mit einer größeren Dicke zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen ausgebildet sind, verformt und gleichen wirksam diese Verbiegung der Dichtung aus. Dies kann ein Absinken der Dichtwirkung der Dichtung und das Eindringen eines hohe Temperatur und hohen Druck aufweisenden Gases, welches ein Korrodieren und Verschmutzen der Wülste an der Metalldichtung bewirken würde, in den schmalen Spalt rings um die Wülste verhindern.
Wenn eine Regulierungsplatte, die zum Regulieren der Dicke der ersten elastischen Metallplatte in dieser Metalldichtung verwendet wird, auf die Oberfläche der ersten elastischen Metallplatte aufgeschichtet wird, auf welcher die vorspringenden Flächen der Wülste sich erstrecken, derart, daß die Regulierplatte sich in Richtung radial nach außen von den Wülsten erstreckt, kann eine Höhendifferenz von einem Betrag, der nicht kleiner ist als ein erforderlicher Betrag, zwischen den Wülsten und den Bereichen der gleichen elastischen Metaliplatte, die auf der radial äußeren Seite der Wülste liegen, reguliert werden.
Daher wird das Eindringen eines Gases mit hoher Temperatur und hohem Druck in die Spalte rings um die Wülste, das ein Korrodieren und Verschmutzen der Wülste hervorrufen würde, verhindert. Ferner ruft auch eine große schwankende Belastungsbeanspruchung in dem Teil des Zylinderkopfes, der die geringste Steifheit besitzt, kein Korrodieren und Reißen oder Brechen der Wülste hervor, und der Betrag der Biegung des Zylinderkopfes, der bei Start, Betrieb und Anhalten des Verbrennungsmotors auftritt, wird minimal gemacht, wodurch die schwankende Belastungsbeanspruchung aufgrund der Verbiegung reduziert werden kann. Daher ist diese Metalldichtung geeignet, das Auftreten einer dauerhaften Ermüdung oder von Rissen in den Wülsten zu verhindern, und ermöglicht eine Verbesserung der Beständigkeit der Wülste. Infolge dieser Vorteile gewährleistet diese Dichtung eine gegenüber bekannten Metalldichtungen verbesserte Wirkung.
In der Metalldichtung, bei der weiche Teile in den umgefalzten Abschnitten der elastischen Metallplatte gehalten werden, kann der Betrag der Verformung der Wülste im Vergleich mit demjenigen bei einer Metalldichtung ohne in den umgefalzten Abschnitten gehaltenen weichen Teilen hoch eingestellt werden. Da nämlich die umgefalzten Abschnitte durch Umfalzen vorbestimmter Teile der Metallplatte mit in den umgefalzten Teilen gehaltenen weichen Teilen oder Organen ausgebildet werden, kann eine Höhendifferenz, welche der Dicke der elastischen Metallplatte zwischen den umgefalzten Abschnitten und der elastischen Metallplatte entspricht, reguliert werden, so daß die Dicke der umgefalzten Abschnitte groß wird. Da deshalb die Dicke der umgefalzten Abschnitte steigt, kann die Verteilung der Flächenpressung in der Metalldichtung geeignet korrigiert werden, und die Flächenpressung der umgefalzten Abschnitte und diejenige der Wülste kann miteinander ausgeglichen werden. Zusätzlich können die Flächenpressungen der umgefalzten Abschnitte und Wülste rings um die mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen und diejenigen der Teile der Dichtung, die rings um die Wasserlöcher und Öllöcher liegen, ideal reguliert werden.
Ih dem Fall, daß jeder Wulst an einer elastischen Metallplatte so geformt ist, daß er im Querschnitt bogenförmige Oberteile in den Abschnitten desselben besitzt, die zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen liegen, und im Querschnitt flachen Oberteilen in den übrigen Abschnitten derselben, ist die Federkonstante der Wulstabschnitte mit flachem Oberteil kleiner als diejenige der Wulstabschnitte zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen. Wenn daher die Metalldichtung zwischen den Verbindungsflächen eines Zylinderkopfes und Zylinderblocks festgezogen wird, ist die Kraft zum Festziehen der Wulstabschnitte zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen entsprechend größer als diejenige zum Festziehen der übrigen Wulstabschnitte, so daß die Dichtkraft der Wulstabschnitte zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen verbessert werden kann.
Wenn ein nichtmetallisches Material, wie ein hitze- und ölbeständiger Kautschuk oder ein solches Harz auf beide Oberflächen der Metalldichtung aufgebracht wird, wird eine direkte Metall-Metall-Berührung der Dichtung mit dem Zylinderkopf und Zylinderblock vermieden, und es wird Beständigkeit gegen ein korrodierendes Verbrennungsgas, Standfestigkeit und Genauigkeit der Dichtung gewährleistet. Dies ermöglicht es, Korrosion und Verschmutzung der Metalloberfläche zu verhindern und eine zufriedenstellende Funktion der Dichtung bezüglich einer unebenen Fläche (maschinell bearbeiteten Fläche), wenn eine solche vorhanden ist, des Zylinderkopfes und Zylinderblocks zu gewährleisten.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun lediglich beispielhaft anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt:
Fig.1 eine Draufsicht auf eine Metalldichtüng;
Fig.2 eine vergrößerte Draufsicht, welche im einzelnen einen Teil der in Fig.1 gezeigten Metalldichtung darstellt;
Fig.3 eine vergrößerte Draufsicht, welche im einzelnen einen Teil der in Fig.2 gezeigten Metalldichtung darstellt;
Fig.4 einen Schnitt durch eine erste Metalldichtung längs der Linie I-I in Fig.2;
Fig.5 einen Schnitt der ersten Metalldichtung längs der Linie II-II in Fig.2;
Fig.6 einen Schnitt der ersten Metalldichtung längs der Linie III-III in Fig.2;
Fig.7 einen Schnitt einer zweiten Metalldichtung, der einem Schnitt längs der Linie I-I in Fig.2 entspricht;
Fig.8 einen Schnitt der zweiten Metalldichtung, welcher einem Schnitt längs der Linie II-II in Fig.2 entspricht;
Fig.9 einen Schnitt der zweiten Metalldichtung, welcher einem Schnitt längs der Linie III-III in Fig.2 entspricht;
Fig.10 einen Schnitt einer dritten Metalldichtung, welcher einem Schnitt längs der Linie II-II in Fig.2 entspricht;
Fig.11 einen Schnitt einer vierten Metalldichtung, welcher einem Schnitt längs der Linie I-I in Fig.2 entspricht;
Fig.12 einen Schnitt der vierten Metalldichtung, welcher einem Schnitt längs der Linie II-II in Fig.2 entspricht;
Fig.13 einen Schnitt einer fünften Metalldichtung, welcher einem Schnitt längs der Linie II-II in Fig.2 entspricht;
Fig.14 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Metalldichtung;
Fig.15 eine vergrößerte Draufsicht, welche den Teil der in Fig.14 gezeigten Metalldichtung darstellt, welcher zwischen benachbarten mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen liegt;
Fig.16 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig.14;
Fig.17 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig.14;
Fig.18 einen Schnitt, welcher einem Schnitt längs der Linie I-I in Fig.14 entspricht, einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Metalldichtung;
Fig.19 einen Schnitt, welcher einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig.14 durch die Metalldichtung gemäß Fig.18 darstellt;
Fig.20 einen Schnitt, welcher einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig.14 durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Metalldichtung darstellt;
Fig.21 einen Schnitt, welcher einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig.14 durch die in Fig.20 gezeigte Metalldichtung darstellt;
Fig.22 einen Schnitt, welcher einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig.14 durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Metalldichtung darstellt;
Fig.23 einen Schnitt, welcher einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig.14 der in Fig.22 gezeigten Metalldichtung darstellt;
Fig.24 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Metalldichtung;
Fig.25 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig.2 durch die gleiche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Metalldichtung;
Fig.26 einen Schnitt, welcher einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig.24 durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Metalldichtung darstellt;
Fig.27 die Dickenverteilung eines umgefalzten Abschnitts rings um den Umfang einer mit einer Zylinderbohrung fluchtenden Öffnung in einer Metalldichtung;
Fig.28 die Dickenverteilung der umgefalzten Abschnitte rings um den Umfang von benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen;
Fig.29 einen Schnitt durch ein Beispiel einer Metalldichtung gemäß einer früheren Anmeldung der Anmelderin der vorliegenden Erfindung;
Fig.30 einen Schnitt durch einen anderen Teil der in Fig.29 gezeigten Metalldichtung;
Fig.31 einen Schnitt durch ein weiteres Beispiel einer Metalldichtung gemäß einer früheren Anmeldung der gleichen Anmelderin; und
Fig.32 einen Schnitt durch einen anderen Teil der in Fig.31 gezeigten Metalldichtung.
Die Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Metalldichtung werden nun mit Bezugnahme auf die Figuren 14 - 28 der Zeichnung beschrieben.
Die in den Figuren 1 - 13 dargestellten Metalldichtungen entsprechen nicht der vorliegenden Erfindung und sind lediglich zur Erläuterung eingeschlossen.
Gemäß Figuren 1 und 2 wird die dargestellte Metalldichtung zur Abdichtung aneinanderliegender Verbindungsflächen eines Zylinderkopfes und eines Zylinderblocks eines Vierzylindermotors verwendet. Die in den Figuren 4, 5 und 6 dargestellte Metalldichtung besteht aus einer unteren Wulstplatte 1, welche aus einer ersten einzelnen elastischen Metallplatte besteht, sowie einer oberen Wulstplatte 8, die aus einer zweiten elastischen Metallplatte besteht.
Die untere Wulstplatte 1 wird hergestellt, indem beispielsweise ein Plattenmaterial mit einer Härte von nicht mehr als Hv 200 einem Falzvorgang und einem Wulstbildungsvorgang und sodann einer Wärmebehandlung grundsätzlich unterworfen wird, aber es kann auch eine gefalzte und mit Wulstbildungen versehene Platte verwendet werden, wenn sie keine Wärmebehandlung erfuhr. Wenn eine Wärmebehandlung nicht angewendet wird, wird eine Platte von SUS304, Aluminiumlegierung, Kupferlegierung oder Weichstahl verwendet. Wenn eine Wärmebehandlung angewendet wird, wird eine durch Fällung zu härtende Platte von SUS630 oder SUS631, eine Platte von SUS304, SUS301 oder ein SK-Material (SK1-7), das zu nitrieren ist, eine abzuschreckende und zu tempernde Platte von SUS420J&sub2; oder SUS440A oder eine Platte aus Titantiumlegierung oder Aluminiumlegierung, die in Feststofflösung wärmezubehandeln ist, verwendet. Die Härte eines Ausgangsmaterials, das noch nicht der Wulstbildung unterworfen war, soll beispielsweise nicht mehr als Hv 200 betragen. Die Dicke t der unteren Wulstplatte 1 liegt im Bereich von 0,1 mm bis 0,20 mm.
Im Folgenden werden konkrete Beispiele der Härte von metallischen Materialien für die obere Wulstplatte 8 angegeben, welche verschiedenen Wärmebehandlungen unterworfen werden. Die Härte von noch nicht wärmebehandeltem nitriertem SUS304 und SUS310 beträgt nicht mehr als Hv 200 (nur die Oberfläche), und diejenige von solchen, die wärmebehandelt worden sind, betragen Hv 350 - 400 bzw.Hv 350 - 500. Die Härte von mit Wülsten versehendem SUS631, das noch nicht wärmebehandelt ist, beträgt nicht mehr als Hv 200, und diejenige desselben, das wärmebehandelt worden ist, d.h. durch Ausfällung gehärtet, beträgt Hv 350 - 500. Außer diesen Materialien kann die Wärmebehandlung eines SK-Materials (SK1-7), das Abschrecken und Tempern von SUS420J&sub2; und die Wärmebehandlung in Feststofflösung von Titaniumlegierung oder Aluminiumlegierung (6Al-2Sn-4Zr-6Mo) allein durchgeführt werden. Die Dicke t&sub3; der oberen Wulstplatte 8 liegt im Bereich von 0,20 mm - 0,35 mm.
Die untere und obere Wulstplatte 1,8 sind bei dieser Metalldichtung mit mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2A,2B,2C,2D; 9A,9B,9C,9D versehen, die den vier Zylinderbohrungen in einem Zylinderblock entsprechen (siehe Fig.1, wobei die allgemeinen Bezugszeichen für diese mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 oder 9 sind). Die mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2A,9A sind mit der gleichen Größe in den gleichen Abschnitten der Wulstplatten ausgebildet, und das Gleiche gilt für die übrigen mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen. Die untere und obere Wulstplatte 1,8 sind mit Wasserlöchern 3 zum Durchleiten von Kühlwasser durch dieselben, Öllöchern und Ölrückleitlöchern zum Durchtreten von Öl durch dieselben, Ausschlaglöchern (knock holes) und Nietlöchern versehen, die alle größtenteils mit den gleichen Abmessungen und in den gleichen Abschnitten derselben ausgebildet sind, jedoch werden die Beschreibungen dieser Löcher weggelassen, da sie bekannten Verfahren entsprechen.
Wenn sowohl die obere und die untere Oberfläche der Metalldichtung, d.h. die Wulstvorsprungfläche der unteren Wulstplatte 1 und die Wulsteinzugsfläche der oberen Wulstplatte 8 in einer Dicke von beispielsweise etwa 10 bis 50 µm mit einem nichtmetallischen Material, wie einem hitze- und ölbeständigen Kautschuk (beispielsweise Fluorkautschuk) und Harz beschichtet sind, kann die Metall-Metall-Berührung der Dichtung bezüglich eines Zylinderkopfes und eines Zylinderblocks vermieden werden, und es kann eine ausreichend hohe Korrosionsbeständigkeit, Standfestigkeit und Stärke der Dichtung gewährleistet werden. Auch wenn die mechanischen Oberflächen der Metalldichtung uneben sind, erfüllt ein solches nichtmetallisches Material, das die unebenen Oberflächen abdeckt, zufriedenstellend deren Dichtungswirkung.
Fig.4 zeigt einen Schnitt durch einen Grenzabschnitt, der zwischen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2A,2B;9A,9B der Metalldichtung längs einer die Mitten der mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2A,2B;9A,9B verbindenden Linie liegt, d.h. einen Schnitt des Teils der Metalldichtung, der zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2,9 liegt, und die Grenzabschnitte zwischen den anderen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2,9 haben natürlich die gleiche Querschnittsform. Fig.5 zeigt einen Schnitt durch die Metalldichtung längs einer Linie, welche die mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2A,9A mit einem Endabschnitt verbindet, d.h. einem Randabschnitt der Metalldichtung, und der Teil der Metalldichtung, welcher zwischen den mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2D,9D, die auf der entgegengesetzten Seite dieser Öffnungen 2A,9A vorgesehen sind, und dem jeweiligen Randabschnitt der Dichtung liegt, hat die gleiche Querschnittsform. Nicht nur diese Abschnitte, sondern auch die rings um die mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2,9 mit Ausnahme der Grenzabschnitte zwischen benachbarten Öffnungen 2,9 haben die gleiche Querschnittsform.
Fig.6 zeigt einen Schnitt der Metalldichtung längs einer Linie, die ein Wasserloch 3 zum Durchleiten von Kühlwasser durch dasselbe überquert. Die anderen Wasserlöcher, Öllöcher und Ölrückleitlöcher, durch welche Öl geleitet wird, Ausschlaglöcher und Nietlöcher haben natürlich die gleiche Querschnittsform.
Ein im Querschnitt bergförmiger Wulst 4 (mit den Bezugszeichen 4 werden die Wülste allgemein bezeichnet), der konzentrisch zu einer mit einer Zylinderbohrung fluchtenden Öffnung 2 liegt und sich kreisförmig um denjenigen Teil der unteren Wulstplatte 1 erstreckt, der nahe an der Öffnung 2 liegt und diese umschließt, ist in der gleichen Platte 1 ausgebildet. Bei der dargestellten Anordnung beginnt der Wulst 4 an einer Stelle in einem Abstand L&sub2; (von etwa 2,9 mm) vom inneren Umfangsrand der mit der Zylinderbohrung fluchtenden Öffnung 2 und hat eine vorbestimmte Breite L&sub3; in Radialrichtung der Öffnung 2 von etwa 2 mm, wobei die Höhe dieses Wulstes 4 etwa 0,2 - 0,25 mm beträgt. Ein Abstand L&sub1; zwischen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 beträgt beispielsweise etwa 7,8 mm, und der Wulst 4A rings um die mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2A sowie der Wulst 4B rings um die benachbarte mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2B verbinden sich miteinander in dem Abschnitt der Dichtung, in welchem die Öffnungen 2A,2B eng aneinander verlaufen. Solche benachbarten Wülste können mit einem sehr engen Zwischenraum zwischen sich angeordnet sein, ohne ineinander überzugehen. Die Abschnitte der unteren Wulstplatte 1, die um die mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 liegen, sind mit umgefalzten Abschnitten 5A,5B versehen, die auf die Oberfläche der Platte 1 zurückgebogen sind, auf welcher sich die vorspringende Oberfläche des Wulstes 4 erstreckt, derart, daß der umgefalzte Abschnitt 5 den Wulst 4 an einer Stelle auf der radial inneren Seite des Wulstes 4 nicht überdeckt (mit dem Bezugszeichen 5 werden die umgefalzten Abschnitte allgemein bezeichnet). Die Breite L&sub4; des umgefalzten Abschnitts 5 ist beispielsweise etwa 2,5 mm. Wie in Fig.6 gezeigt, ist der Abschnitt der Metalldichtung, der um ein Wasserloch 3 angeordnet ist, im Querschnitt so geformt, daß er sich konzentrisch mit dem Loch 3 von einem ebenen Teil desselben unter einem kleinen Winkel derart erstreckt, daß der äußere Teil dieses das Wasserloch umgebenden Abschnitts die Form eines Zahnes (oder Berges) besitzt, und dies ermöglicht eine ausgezeichnete Abdichtungswirkung rings um das Loch 3, wenn die Dichtung festgezogen wird.
Um die Dicke des umgefalzten Abschnitts 5 an der unteren Wulstplatte 1 zu regulieren, wird eine vorbestimmte Größe der Kompressionskraft auf den umgefalzten Abschnitt 5 ausgeübt, um ihm eine vorbestimmte Dicke 2t&sub1; (= 2t-α) zu erteilen. In dem die mit der Zylinderbohrung ausgerichtete Öffnung umfassenden Bereich mit Ausnahme des Abschnitts desselben, der zwischen mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten Öffnungen 2 liegt, wird die Dicke der Platte um β reduziert, das größer ist als α (2t&sub2;=2t-β). Die Steifheit des Zylinderkopfes ist geringer als diejenige des Zylinderblocks, und in einem Mehrzylindermotor sind die Abschnitte einer Dichtung, die zwischen deren mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 liegen, infolge der Schwankung der Belastung beim Explosions- und Ausdehnungshub in einem Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors der stärksten Verwerfung unterworfen. Daher erniedrigt sich die Dichtwirkung dieses Abschnitts der Metalldichtung am stärksten. Dementsprechend wird der umgefalzte Abschnitt 5 so ausgebildet, daß die Dicke 2t&sub1; des Teils desselben, der zwischen den mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 liegt und in Fig.4 dargestellt ist, größer ist als 2t&sub2; (wobei α< β) der anderen, in Fig.5 gezeigten Teile desselben.
Konkret gesprochen, die Teile in den Bereichen a zwischen den mit Zyliderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 sind mit einer Dicke 2t&sub1; von 0,37 mm versehen, die Teile in Bereichen b auf beiden Seiten der Bereiche a sind mit einer allmählich abnehmenden Dicke versehen, und die bogenförmigen Teile in Bereichen c, die sich auf beiden Seiten der Bereiche b erstrecken, sind mit einer Dicke 2t&sub2; beispielsweise von 0,32 mm versehen, wobei diese Bereiche a,b,c in den Figuren 27 und 28 gezeigt sind. Die untere Wulstplatte 1, auf der die umgefalzten Abschnitte 5 gebildet sind, ist wärmebehandelt, um die Härte derselben zu regulieren. Diese Wärmebehandlung wird so durchgeführt, daß die Härte der Platte in einem Zustand vor der Wulstbildung nicht mehr als Hv 200 beträgt und sich auf einen Wert erhöht, der für die Art der Platte 1 geeignet ist.
Um inbesondere die Eigenschaften von in Serie angeordneten Federn für die doppelelastische Metallplatte in der in der oben beschriebenen Weise ausgebildeten Metalldichtung zu erreichen und die Standfestigkeit der Dichtung durch Weglassen eines komplizierten Steuervorgangs für die Plattendicke mit Aufschichtung einer Metallplatte auf die elastische Metallplatte und Erzielen eines erforderlichen Höhenunterschiedes zwischen den Bereichen, welche die mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung umgeben, und den wulstumfassenden Bereichen durch die Bildung von umgefalzten Abschnitten 5 allein zu verbessern, wodurch die Belastungsbeanspruchung weiter reduziert wird, wird die obere Wulstplatte 8 auf die ganze Oberfläche der unteren Wulstplatte 1 aufgeschichtet, auf der sich die eingezogenen Oberflächen der Wülste 4 erstrecken. Die Wülste 10 auf der oberen Wulstplatte 8 und diejenigen 4 auf der unteren Wulstplatte 1 springen in der gleichen Richtung vor, und die vorspringenden Teile der Wülste 10 sind in die eingezogenen Teile der Wülste 4 eingefügt. Bei der in den Figuren gezeigten Metalldichtung ist die Höhe der Wülste 10 in der oberen Wulstplatte 10 gleich derjenigen der Wülste 4 auf der unteren Wulstplatte 1, und die untere und obere Wulstplatte 1,8 haben im wesentlichen die gleiche Flächenausdehnung. Die obere Wulstplatte 8 ist auf die untere Wulstplatte 1 aufgeschichtet. Die Abstände L&sub1;, L&sub2; und L&sub3; sind gleich den entsprechenden Abständen an der unteren Wulstplatte 1. Wenn obere und untere Wulstplatte 8,1 mit der gleichen Dicke ausgeführt werden, wird die Größe der Beanspruchung, die von ihnen aufzunehmen ist, gleich, so daß die Wulstplatten unter den gleichen vorteilhaften Beanspruchung widerstehenden Bedingungen stehen.
Wenn diese Metalldichtung zwischen einen Zylinderkopf und einen Zylinderblock eingesetzt und durch Festziehen derselben beispielsweise durch in die Bolzenlöcher 3 eingesetzte Bolzen in einen zusammengepreßten Zustand versetzt wird, kommen die Wülste 4 an denjenigen Teilen der unteren Wulstplatte 1, die eng an den Umfängen der mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 liegen, in Kontakt mit den Verbindungsflächen von beispielsweise dem Zylinderkopf, um ringformige Dichtteile zu bilden. Die umgefalzten Abschnitte 5 bilden ringförmige Dichtorgane auf der inneren Seite der ringförmigen Dichtorgane der Wülste 4 bezüglich der gegenüberliegenden Verbindungsfläche des Zylinderkopfes. Die Teile der oberen Wulstplatte 8, die insbesondere den umgefalzten Abschnitten 5 der unteren Wulstplatte 1 entsprechen, liegen unter Druck an der gegenüberliegenden Verbindungsfläche des Zylinderblocks an. Der Dichtdruck der Teile der Dichtung, die mit den umgefalzten Abschnitten 5 versehen sind, gegen den Zylinderkopf und Zylinderblock wird um einen Betrag höher, welcher dem Anstieg der Dicke der Platte infolge der umgefalzten Abschnitte 5 entspricht. Infolge der doppelten konzentrischen ringformigen Dichtorgane in der Ebene der Metalldichtung kann das Austreten von Verbrennungsgas mit hoher Temperatur und hohem Druck aus den mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen auf diese beiden Verbindungflächen verhindert werden. Auch wenn eine Unregelmäßigkeit an den Verbindungsflächen von Zylinderkopf und Zylinderblock beim Festziehen dieser Teile auftritt, wird hauptsächlich die untere Wulstplatte 1 in Vertikalrichtung der Metalldichtung in einem Anfangsschritt der Verbiegung derselben verformt, währenddessen der Verbiegungsgrad gering ist, um den unregelmäßigen Spalt zwischen den Verbindungsflächen auszuschalten. Infolge einer solchen seitlich angeordneten erhöhten Anzahl von ringförmigen Dichtorganen der Metalldichtung und der vertikalen Wirkung derselben zum Ausgleichen der Unregelmäßigkeit der Verbindungsflächen wird das Ausmaß der Verbiegung, das infolge der wiederholten Explosions- und Ausdehnungshübe im Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors auftreten, minimal gemacht. Da die umgefalzten Abschnitte 5 zusätzlich zu den Wülsten 4 ebenfalls die Verbindungsfläche berühren, wird die Festziehkraft gemeinsam durch die Wülste 4 und die umgefalzten Abschnitte 5 getragen. Wenn die Dichtung vollständig festgezogen ist, liegt die resultierende Federkonstante derselben nahe an der Federkonstante einer Feder mit hoher Federkonstante, d.h. der Federkonstante der oberen Wulstplatte 8. Daher können die Verbindungsflächen stark angezogen werden, so daß die Metalldichtung gleichförmig verformt wird, um eine gleichförmige Reduzierung der in den Wülsten auftretenden Beanspruchung hervorzurufen und ein vollständiges Zusammendrücken der Wülste zu verhindern. Auch wenn die oben erwähnte unterdrückte und wiederholte Beanspruchung auf die Metalldichtung infolge der Belastungsschwankung während des Betriebs des Verbrennungsmotors ausgeübt wird, wird die in den Wülsten 4 auftretende Belastungsbeanspruchung verringert. Daher kann das Auftreten einer dauerhaften Ermüdung und Rißbildung in den Wülsten verhindert werden.
Eine weitere Metalldichtung wird nun mit Bezugnahme auf die Figuren 7, 8 und 9 beschrieben. Die in den Figuren 7,8 und 9 dargestellte Metalldichtung hat vollständig den gleichen Aufbau wie die in den Figuren 4,5 und 6 gezeigte mit der Ausnahme, daß die Dicke und Federkonstante einer unteren Wulstplatte 1, die aus einer ersten einzelnen elastischen Metallplatte besteht, und einer oberen Wulstplatte 8, die aus einer zweiten einzelnen elastischen Metallplatte besteht, verschieden sind, und die Teile der Dichtung gemäß Fig.7,8 und 9, die mit denjenigen der Dichtung gemäß Figuren 4,5, und 6 identisch sind, sind daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Wie in den Figuren 7,8 und 9 gezeigt, ist die obere Wulstplatte 9 in dieser Metalldichtung mit größerer Dicke ausgeführt als die untere Wulstplatte 1, und die Dicke der oberen und unteren Wulstplatte 8,1 beträgt beispielsweise 0,25 mm bzw. 0,12 mm. Da die Arbeitsweise der Metalldichtung im wesentlichen die gleiche ist wie bei der vorher beschriebenen Metalldichtung, wird eine Beschreibung derselben weggelassen.
Bei noch einer weiteren, in Fig.10 dargestellten Metalldichtung ist eine metallische Regulierplatte 6 auf einen Wulst 4 einer unteren Wulstplatte 1 aufgeschichtet, um dadurch diese Platte 1 zu verstärken. Eine Plattendicke-Regulierplatte 6 wird nämlich auf die Oberfläche aufgeschichtet, auf welcher die vorspringende Fläche des Wulstes 4 verläuft, und zwar in dem Bereich, der bezüglich der Radialrichtung der jeweiligen mit einer Zylinderbohrung fluchtenden Öffnung 2 des um diese Öffnung 2 gebildeten Wulstes 4 äußeren Seite liegt. Im Bereich zwischen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 ist kein Bereich vorhanden, der auf der äußeren Seite des Wulstes 4 bezüglich beider mit Zylinderbohrungen fluchtender Öffnungen 2A,2B liegt, und die Regulierplatte 6 ist daher in diesem Bereich nicht aufgeschichtet. Die Regulierplatte 6 besteht aus einem harten Material (Hv 350 - 500), wie SUS301 oder SUS304, und hat eine Dicke t&sub4; (zum Beispiel 0,10 bis 0,20 mm), die kleiner ist als die Dicke t (beispielsweise 0,2 - 0,25 mm) der unteren Wulstplatte 1. Die Regulierplatte 6 ist hauptsächlich zum Regulieren einer Dickendifferenz desjenigen Teiles der unteren Wulstplatte 1 in der Metalldichtung vorgesehen, der rings um eine mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2 angeordnet ist, d.h. desjenigen Teils derselben, der einem umgefalzten Abschnitt 5 entspricht, und desjenigen Teils der gleichen Wulstplatte 1, der auf der radial äußeren Seite des Wulstes 4 liegt. Wenn sich z.B. die Dicke des umgefalzten Abschnitts 5 rings um die mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2 auch bei Anwendung eines Vorkompressionsdruckes auf die Dichtung nicht wesentlich ändert, wird die Regulierplatte 6 auf die Oberfläche der unteren Wulstplatte 1 aufgeschichtet, auf der die vorspringende Fläche des Wulstes 4 verläuft, um die Höhendifferenz zwischen dem umgefalzten Abschnitt 5 und dem Bereich auf der radial äußeren Seite des Wulstes 4 zu reduzieren. Da die Regulierplatte 6 aus dem oben erwähnten harten Material besteht, kann die Festigkeit des aufgeschichteten Teils der Dichtung einschließlich des Wulstes 4 vergrößert werden. Die Regulierplatte 6 kann auch mit einer Schutzfunktion bezüglich eines Flächendruckes versehen werden, der auftritt, wenn der Wulst 4 die gegenüberliegenden Verbindungsflächen des Zylinderkopfes und des Zylinderblocks berührt.
Figuren 11 und 12 sind Schnitte durch eine weitere Metalldichtung. Da die Form in Draufsicht und Querschnitt sowie die Hauptbedingungen des Aufbaus der Teile der Metalldichtung gleich sind wie bei den Teilen der oben bezüglich Figuren 4 und 5 beschriebenen Dichtung, wird eine wiederholte Beschreibung weggelassen. Bei der Dichtung gemäß Figuren 11 und 12 werden Weichmetaliplatten 7A,7B (die nachfolgend, wenn allgemein auf sie Bezug genommen wird, mit 7 bezeichnet werden), die weiche Organe mit einer Dicke t&sub3; (beispielsweise 100 - 200 µm) bilden, in den umgefalzten Abschnitten 5 gehalten. Dementsprechend ist die Dicke des umgefalzten Abschnitts 5 der Dichtung, auf welche ein Vorkompressionsdruck ausgeübt worden ist, 2t+t&sub3;-α in demjenigen Teil desselben, der zwischen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 liegt, und 2t+t&sub3;-β in dem eine mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung umgebenden Teil mit Ausnahme des Teils zwischen den Öffnungen 2. Da β einen größeren Wert besitzt als α, ist die Dicke (2t+t&sub3;-α) des Teils zwischen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 größer eingestellt als diejenige (2t+t&sub3;-β) des eine mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung umfassenden Teils mit Ausnahme des oben erwähnten Teils.
Was die Weichmetallplatte 7 betrifft, ist es möglich, verschiedene unterschiedliche Beispiele herzustellen. Ahnlich wie bei dem umgefalzten Abschnitt 5, bei welchem die Dicke eines Teils desselben, welcher sich in einem bestimmten Abschnitt des Bereiches erstreckt, der die mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2 umgibt, und diejenige eines anderen Teils desselben, der sich in einem anderen Abschnitt des gleichen Bereichs erstreckt, unterschiedlich eingestellt werden, wie oben mit Bezug auf die Figuren 27 und 28 beschrieben, kann ein Teil der Weichmetallplatte 7, der sich in einem bestimmten Abschnitt des Bereichs erstreckt, welcher die mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2 umfaßt, weggelassen werden oder die Dicke dieses Teils und diejenige eines anderen Teils desselben, welcher sich in einem anderen Abschnitt des gleichen Bereichs erstreckt, können unterschiedlich eingestellt werden. Die Weichmetallplatte 7 kann nämlich mit großer Dicke nur in demjenigen Teil derselben eingestellt werden, der zwischen benachbarten Öffnungen 2 liegt, und mit einer kleinen Dicke in dem anderen Teil derselben, welcher den oben erwähnten Teil ausschließt. Außer diesem Beispiel kann etwa die Weichmetallplatte 7 entsprechend im ganzen Umfang des umgefalzten Abschnitts 5 oder nur in dem Bereich zwischen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 angeordnet werden. Beim Ausbilden des umgefalzten Abschnitts 5, das nach dem Aufschichten der Regulierplatte 6 auf die elastische Metallplatte 1 bei der Herstellung dieser Metalldichtung durchgeführt wird, wird die weiche Metallplattenschicht in dem umgefalzten Abschnitt 5 gehalten, und eine Kompressionskraft wird auf den erhaltenen umgefalzten Abschnitt derart ausgeübt, daß derselbe auf eine vorbestimmte Dicke gebracht wird. Zuletzt werden die elastische Metallplatte 1, an der der umgefalzte Abschnitt 5 ausgebildet ist, und die in dem umgefalzten Abschnitt 5 gehaltene weiche Metallplatte 7 wärmebehandelt, um deren Härte zu regulieren.
Die weiche Metallplatte 7 ist zum Regulieren der Differenz zwischen der Dicke des Bereiches rings um eine mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2 und derjenigen des Bereiches auf der radial äußeren Seite des jeweiligen Wulstes 4 vorgesehen. Wenn z.B. die Dicke desjenigen Teils des umgefaizten Abschnitts 5, der rings um die mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2 angeordnet ist, während der Vorkompression der Metalldichtung stark abnimmt, wird die weiche Metallplatte 7 auf die Oberfläche der Dichtung aufgeschichtet, auf der die vorspringende Fläche des Wulstes 4 verläuft, und sodann im umgefalzten Abschnitt 5 gehalten, wodurch eine Höhendifferenz zwischen dem umgefalzten Abschnitt 5 und dem Bereich auf der radial äußeren Seite des jeweiligen Wulstes 4 vergrößert wird.
Die in Fig.13 gezeigte Metalldichtung ist ein abgeändertes Ausführungsbeispiel der in den Figuren 7 bis 9 gezeigten Dichtung bezüglich der Form desjenigen Teils eines Wulstes, der in dem Bereich rings um eine mit einer Zylinderbohrung fluchtende tffnung liegt mit der Ausnahme desjenigen Teils des Bereiches, der zwischen dieser Öffnung und einer damit benachbarten Öffnung liegt. Die Oberteile der Wülste 4A', 10A' auf denjenigen Teilen der unteren und oberen Wulstplatte 1,8, die in diesem Bereich liegen, werden derart abgeflacht, daß die abgeflachten Oberteile eine Breite d in ihrer Radialrichtung besitzen, wodurch die Federkonstante der Wulstplatten 1,8 entsprechend reduziert wird. Da die Form des Wulstes 41 im Bereich zwischen benachbarten, zwischen Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 gleich mit derjenigen des entsprechenden Teils eines Wulstes in der oben beschriebenen Dichtung ist, wird eine Wiederholung der Beschreibung hier weggelassen.
Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Metalldichtung wird nunmehr auf die Figuren 14 und 15 beschrieben. Die in dieser Metalldichtung verwendeten elastischen Metallplatten sind mit den in den oben beschriebenen Dichtungen verwendeten identisch, und daher werden die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, um eine wiederholte Beschreibung überflüssig zu machen. Diese Metalldichtung besteht aus einer ersten einzelnen elastischen Metallplatte und einer zweiten einzelnen elastischen Metallplatte und wird zum Abdichten der Verbindungsflächen eines Zylinderkopfes und eines Zylinderblocks, z.B. eines Sechszylindermotors, verwendet. Diese Dichtung wird so beschrieben, daß die erste und zweite elastische Metallplatte auf der Seite z.B. eines Zylinderblocks bzw. eines Zylinderkopfes angeordnet ist und als untere bzw. obere Wulstplatte 1 bzw. 8 bezeichnet wird. Die Anordnung dieser elastischen Metallplatten ist nicht auf die oben beschriebene eingeschränkt. Es versteht sich von selbst, daß die erste und zweite elastische Metallplatte auch in umgekehrter Weise angeordnet sein können, d.h. als obere bzw. untere Wulstplatte.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser einer mit einer Zylinderbohrung fluchtenden Öffnung 85 mm, und ein minimaler Abstand zwischen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen beträgt etwa 6 mm. Die untere Wulstplatte 1 besteht aus SUS631 und hat eine Dicke t von 0,12 mm, die vorzugsweise im Bereich von 0,1 mm - 0,20 mm liegt. Die obere Wulstplatte 8 besteht aus SUS631 und hat eine Dicke t von 0,25 mm, die vorzugsweise im Bereich von 0,20 mm - 0,35 mm liegt.
Bei einer in den Figuren 16 und 17 gezeigten Metalldichtung wird ein im Querschnitt bergförmiger Wulst 4, der sich konzentrisch zu einer mit einer Zylinderbohrung fluchtenden Öffnung 2 erstreckt und die Öffnung 2 ringförmig umfaßt, in dem Bereich der unteren Wulstplatte 1 ausgebildet, der nahe der Öffnung 2 rings um diese angeordnet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der Abstand L&sub1; zwischen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 z.B. etwa 6,0 mm. Ein Wulst 4 rings um eine mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2A und ein Wulst 4 rings um eine benachbarte, mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2B gehen in demjenigen Bereich ineinander über, in welchem die Umfänge der mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2A,2B eng aneinanderliegen. Die Wülste 4 treffen nämlich aufeinander und werden im Bereich zwischen mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen als ein gemeinsamer Wulst abschnitt ausgebildet. Diese benachbarten Wülste 4 können auch mit einem schmalen Spalt zwischen denselben angeordnet werden, ohne sich zu überdecken. Die Breite L&sub7; des Wulstes 4 in Radialrichtung desselben beträgt etwa 2,5 mm, und der Zwischenbereich L&sub6; mit einer Breite von 1,0 mm wird in seinem vorstehenden Oberteil im wesentlichen flach ausgebildet. Die Höhe des Wulstes 4 beträgt 0,27 mm. Die Abschnitte der unteren Wulstplatte 1, die rings um die mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2 liegen, sind mit umgefalzten Abschnitten 5A,5B versehen, die sich auf derjenigen Oberfläche der Platte 1 erstrecken, auf der die vorspringende Fläche des Wulstes 4 verläuft, sowie über den Bereich der gleichen Oberfläche, der auf der inneren Seite des Wulstes 4 in Radialrichtung desselben liegt, so daß die umgefalzten Abschnitte den Wulst 4 nicht überdecken. Die Breite L&sub4; de umgefalzten Abschnitts 5 ist beispielsweise etwa 1,2 mm. Ein Wasserloch 3 kann im Querschnitt so ausgebildet werden, daß es einen umfassenden Teil konzentrisch zur Öffnung 3 aufweist, der aus einem flachen inneren Teil und einem geneigten äußeren Teil besteht, so daß ein etwa eingezogener (oder bergförmiger) umfassender Teil gebildet wird, wodurch eine Dichtungskraft rings um das Loch 3 erzielt wird, wenn die Dichtung festgezogen wird.
In dieser Metalldichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau ist die obere Wulstplatte 8 auf die gesamte Fläche der unteren Wulstplatte 1 aufgeschichtet, auf der sich die vorspringenden Flächen der Wülste 4 erstrecken, um so die Eigenschaften von in Reihe angeordneten Federn in der doppelten elastischen Metallplatte zu erzielen, während ein doppeltes Dichtorgan, das aus Wülsten und umgefalzten Abschnitten besteht, insbesondere um die mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen gewährleistet wird, die Unregelmäßigkeit, die an den gegenüberliegenden Verbindungsflächen der zwei Bauteile eines Motors durch die Verformung der Wülste und umgefalzten Abschnitte entsprechend der Verbiegung dieser Verbindungsflächen auftritt, leichter auszuschalten, einen mühsamen Plattendicke-Steuervorgang beim Aufschichten der Metallplatte auf eine elastische Metallplatte überflüssig zu machen, eine erforderliche Höhendifferenz zwischen den umgefalzten Abschnitten und den wulstumfassenden Abschnitten lediglich durch Formen der umgefalzten Abschnitte zu erzielen, die Belastungsbeanspruchung in den Wülsten weiter zu reduzieren und die Beständigkeit der Dichtung zu verbessern. In dieser Dichtung sind die Wülste 10, 4 an der oberen bzw. unteren Wulstplatte 8,1 so ausgebildet, daß die vorstehenden Abschnitte sich in der Richtung erstrecken, in der sie einander berühren. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dicke der oberen Wulstplatte 8 0,25 mm, was etwa das Zweifache von derjenigen der unteren Wulstplatte 1 ist. Der Wulst hat eine einheitliche Höhe von 0,25 mm, die gleich der Dicke der Wulstplatte 1 ist, rings um die mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung. Die Breite L&sub5; des Wulstes 10 beträgt 2,0 mm in demjenigen Teil desselben, der zwischen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen liegt, und steigt allmählich im übrigen Teil desselben auf etwa 2,5 mm in demjenigen Teil desselben an, der an der in Fig.17 gezeigten Stelle liegt. Die obere Wulstplatte 8 ist auf die untere Wulstplatte 1 aufgeschichtet, wobei nur die vorspringenden Teile der Wülste 4,10 einander berühren und die übrigen Bereiche der Platten 8,1 im Abstand voneinander gehalten sind. Die obere Wulstplatte 8 hat im wesentlichen die gleiche Flächenausdehnung wie die untere Wulstplatte 1.
Wenn diese Metalldichtung zwischen einen Zylinderkopf und einen Zylinderblock eingesetzt und in einen zusammengepreßten Zustand durch Festziehen derselben beispielsweise durch in die Bolzenlöcher 3 eingesetzte Bolzen versetzt wird, kommen die Wülste 4, die an denjenigen Teilen der unteren Wulstplatte 1 vorgesehen sind, die nahe den Umfängen der mit den Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 angeordnet sind, in Berührung mit der Verbindungsfläche beispielsweise des Zylinderkopfes, um ringformige Dichtorgane zu bilden. Die umgefalzten Abschnitte 5 bilden ringförmige Dichtorgane auf der inneren Seite der ringförmigen Dichtorgane der Wülste 4 bezüglich der Verbindungsfläche des Zylinderkopfes. Die Teile der oberen Wulstplatte 8, welche insbesondere den umgefalzten Abschnitten 5 der unteren Wulstplatte 1 entsprechen, berühren die gegenüberliegende Verbindungsfläche des Zylinderblocks unter Druck. Der Dichtungsdruck der Teile der Dichtung, welche mit den urmgefalzten Abschnitten 5 versehen sind, gegen den Zylinderkopf und den Zylinderblock wird um einen Betrag höher, welcher dem Anstieg der Dicke der Platte infolge der umgefalzten Abschnitte 5 entspricht. Infolge der doppelten konzentrischen ringförmigen Dichtorgane im Grundriß der Metalldichtung kann das Austreten von Verbrennungsgas mit hoher Temperatur und hohem Druck aus den mit der Zylinderbohrung fluchtenden Öffnungen auf diese beiden Verbindungsflächen verhindert werden.
Auch wenn Unregelmäßigkeiten in den Verbindungsflächen von Zylinderkopf und Zylinderblock während des Festziehens dieser Organe auftreten, wird hauptsächlich die untere Wulstplatte 1 mit geringerer Dicke, die aus einer elastischen Metallplatte mit niedrigerer Federkonstante besteht, in der Vertikalrichtung der Metalldichtung in einem Anfangszustand ihrer Verbiegung, während der Verbiegungsgrad gering ist, verformt, um den unregelmäßigen Spalt zwischen den Verbindungsflächen auszugleichen. Infolge einer solchen seitlich angeordneten größeren Anzahl von ringförmigen Dichtorganen der Metalldichtung und der Vertikalwirkung derselben zum Ausgleichen der Unregelmäßigkeit der Verbindungsflächen wird das Ausmaß der Verbiegung, die beim wiederholten Explosions- und Ausdehnungshub im Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors auftritt, minimal gemacht. Da die umgefalzten Abschnitte 5 zusätzlich zu den Wülsten 4 ebenfalls die Verbindungsfläche berühren, wird die Anziehkraft zusammen von den Wülsten 4 und den umgefalzten Abschnitten 5 getragen. Wenn die Dichtung vollständig festgezogen ist, liegt die resultierende Federkonstante derselben nahe an der Federkonstante einer Feder mit höherer Federkonstante, d.h. der Federkonstante der oberen Wulstplatte 8. Dementsprechend können die Verbindungsflächen festgezogen werden, so daß die Metalldichtung gleichförmig verformt wird, um die in den Wülsten auftretende Beanspruchung gleichförmig zu reduzieren und ein volles Zusammendrücken der Wülste zu verhindern. Auch wenn die oben erwähnte unterdrückte und wiederholte Beanspruchung auf die Metalldichtung infolge der Belastungsschwankung während des Betriebs des Verbrennungsmotors ausgeübt wird, wird die in den Wülsten 4 auftretende Belastungsbeanspruchung reduziert. Daher kann das Auftreten einer dauerhaften Ermüdung und Rißbildung in den Wülsten verhindert werden.
Da die Breite des Wulstes 10 an der oberen Wulstplatte 8 kleiner eingestellt ist als diejenige des Wulstes 4 an der unteren Wulstplatte 1, können diese Wülste 4,10 zuverlässig in Anlage aneinander gebracht werden, auch wenn diese elastischen Metallplatten so miteinander kombiniert werden, daß die Wülste leicht voneinander abweichen. Daher tritt die anormale Verformung der Wülste, welche ein Absinken der Dichtungsleistung bewirkt, nicht ein. Im Bereich zwischen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen sind die umgefalzten Abschnitte 5A,5B eng aneinander und auf beiden Seiten derselben angeordnet, so daß eine verhältnismäßig große Dichtkraft gewährleistet werden kann. Daher wird die Breite desjenigen Teils des Wulstes in der oberen Wulstplatte, der in diesem Bereich liegt, kleiner eingestellt als diejenige des Teils des gleichen Wulstes, der sich in dem anderen Bereich befindet. So wird die Dichtungsleistung des Wulstes entsprechend dem jeweiligen Verbrennungsmotor gewährleistet, indem die Breite des Wulstes in Radialrichtung der mit der Zylinderbohrung fluchtenden Öffnung verändert wird.
Um die Dicke des umgefalzten Abschnitts 5 in der unteren Wulstplatte 1 zu regulieren, wird ein vorbestimmter Betrag von Kompressionsdruck auf den umgefalzten Abschnitt 5 ausgeübt, um denselben auf eine vorbestimmte Dicke 2t&sub1; (=2t-α) zu bringen. In dem die mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung umfassenden Bereich mit Ausnahme desjenigen Teils desselben, der zwischen mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 gelegen ist, wird die Dicke der Platte um β reduziert, welches größer ist als α (2t&sub2;=2t-β). Die Steifheit des Zylinderkopfes ist geringer als diejenige des Zylinderblocks, und bei einem Mehrzylindermotor sind die Teile einer Dichtung, die zwischen seinen mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 liegen, infolge der Belastungsschwankung in den Explosions- und Ausdehnungshüben eines Verbrennungszyklus im Verbrennungsmotor der größten Verwerfung ausgesetzt. Daher sinkt die Dichtungsleistung dieses Teils der Metalldichtung am stärksten. Dementsprechend wird der umgefalzte Abschnitt 5 so ausgebildet, daß die Dicke 2t&sub1; desjenigen Teils desselben, der zwischen den mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 angeordnet und in Fig.16 dargestellt ist, größer ist als diejenige 2t&sub2; (wobei α< β) der übrigen, in Fig.17 dargestellten Teile desselben.
Konkret gesprochen, die Teile in Bereichen a zwischen den mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 sind mit einer Dicke 2t&sub1; mit dem größten Wert ausgebildet, die Teile in den Bereichen b, die sich auf beiden Seiten der Bereiche a erstrecken, mit einer allmählich sinkenden Dicke, und die bogenförmigen Teile in den Bereichen c, die sich auf beiden Seiten der Bereiche b erstrecken, mit einer Dicke 2t&sub2; mit dem geringsten Wert, wobei diese Bereiche a,b,c in den Figuren 27 und 28 dargestellt sind. Die untere Wulstplatte 17 auf der die umgefalzten Abschnitte 5 ausgebildet sind, ist wärmebehandelt, um die Härte derselben einzustellen. Diese Wärmebehandlung wird so durchgeführt, daß die Härte der Platte in einem Zustand vor der Wulstbildung nicht mehr als Hv 200 beträgt und auf einen für die Art der Platte 1 geeigneten Wert ansteigt.
Eine Metalldichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 18 und 19 dargestellt. Die in den Figuren 18 und 19 dargestellte Metalldichtung hat den gleichen Aufbau wie die in den Figuren 16 und 17 gezeigte Metalldichtung mit der Ausnahme, daß eine weiche Metallplatte 7 in einem umgefalzten Abschnitt 5 gehalten ist, und daher wird eine Wiederholung der Beschreibung hier weggelassen. Bei der Ausführungsform gemäß Figuren 18 und 19 sind weiche Metallplatten 7A,7B (die nachfolgend mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet werden, wenn allgemein auf sie Bezug genommen wird), die weiche Organe mit einer Dicke von t&sub3; (beispielsweise 100 - 200 km) bilden, in den umgefalzten Abschnitten 5 gehalten. Dementsprechend ist die Dicke des umgefalzten Abschnitts 5 der Dichtung, auf welche ein Vorkompressionsdruck ausgeübt worden ist (Kompressionsbeträge werden durch α und β bezeichnet) 2t+t&sub3;-α in dem Teil derselben, der zwischen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 liegen, und 2t+t&sub3;-β in dem die mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung umfassenden Teil mit Ausnahme zwischen den Öffnungen 2. Da β einen größeren Wert besitzt als α, wird die Dicke des Teils zwischen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2 größer eingestellt als in dem eine mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung umfassenden Teil mit Ausnahme des oben erwähnten Teils.
Bezüglich der weichen Metallplatte 7 ist es möglich, verschiedene abgeänderte Ausführungsbeispiele herzustellen. Ähnlich wie beim umgefalzten Abschnitt 5, bei welchem die Dicke eines Teils desselben, der sich in einem bestimmten Abschnitt des eine mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2 umfassenden Bereichs erstreckt, und diejenigen eines anderen Teils desselben, der sich in einem anderen Abschnitt des gleichen Bereichs erstreckt, unterschiedlich eingestellt werden kann, wie oben mit Bezugnahme auf die Figuren 27 und 28 beschrieben, kann ein Teil der weichen Metallplatte 7, die sich in einem bestimmten Abschnitt des Bereichs erstreckt, welcher eine mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2 umfaßt, weggelassen werden, oder die Dicke dieses Teils und diejenige eines anderen Teils derselben, welcher sich in einem anderen Abschnitt des gleichen Bereichs erstreckt, können unterschiedlich eingestellt werden. Die weiche Metallplatte 7 kann nämlich mit großer Dicke nur in demjenigen Teil derselben ausgebildet werden, der zwischen benachbarten Öffnungen 2 liegt, und mit einer kleinen Dicke im übrigen Teil derselben, der den oben erwähnten Teil ausschließt. Außer diesem Beispiel kann etwa die weiche Metallplatte 7 entsprechend dem ganzen Umfang des umgefalzten Abschnitts 5 angeordnet werden oder nur in dem Bereich zwischen benachbarten, mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2. Beim Ausformen des umgefalzten Abschnitts während der Herstellung der Metalldichtung gemäß dieser Ausführungsform wird die weiche Metallplatte 7 im umgefalzten Abschnitt 5 gehalten und eine Kompressionskraft wird auf den erhaltenen umgefalzten Abschnitt ausgeübt, um demselben eine vorbestimmte Dicke zu erteilen. Schließlich wird die elastische Metallplatte 1, an der der umgefalzte Abschnitt 5 ausgebildet und die weiche Metallplatte 7 in dem umgefalzten Abschnitt 5 gehalten ist, zur Einstellung seiner Härte wärmebehandelt.
Die weiche Metallplatte 7 ist zum Regulieren einer Differenz zwischen der Dicke in dem Bereich rings um eine mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2 und derjenigen des Bereiches auf der radial äußeren Seite des jeweiligen Wulstes 4 vorgesehen. Wenn beispielsweise die Dicke des Teils des umgefalzten Abschnitts 5, der rings um eine mit einer Zylinderbohrung fluchtende Öffnung 2 angeordnet ist, während des Vorkomprimierens der Metalldichtung stark absinkt, wird die weiche Metallplatte 7 auf die Oberfläche der Dichtung aufgeschichtet, auf der die vorspringende Fläche des Wulstes 4 verläuft, und sodann im umgefalzten Abschnitt 5 gehalten, wodurch eine Höhendifferenz zwischen dem umgefalzten Abschnitt 5 und dem Bereich auf der radial äußeren Seite des jeweiligen Wulstes 4 vergrößert wird.
In den in den Figuren 16 bis 19 gezeigten Ausführungsformen wird die Breite des Wulstes 4 in Radialrichtung der mit einer Zylinderbohrung fluchtenden Öffnung an der unteren Wulstplatte 1 größer eingestellt als diejenige des Wulstes 10 an der oberen Wulstplatte 8, jedoch ist diese Breite nicht auf die Breite bei diesen Ausführungsformen eingeschränkt. Die Breite beider Wülste 4,10 kann auch gleich eingestellt werden.
Eine Metalldichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 20 und 21 dargestellt. In der in den Figuren 20 und 21 gezeigten Metalldichtung besteht die obere und untere Wulstplatte 11,18 aus dem gleichen Material und beide haben die gleiche Dicke. Die Form der Wülste 14,19 an der unteren und oberen Wulstplatte 11,18 ist gleich, und diese Wülste 14,19 sind symmetrisch bezüglich der Verbindungsflächen eines Zylinderkopfes und eines Zylinderblocks angeordnet. Die Verfahren zur Herstellung dieser beiden Wulstplatten unterscheiden sich nicht mit der Ausnahme, daß eine derselben einen Schritt zur Ausbildung der umgefalzten Abschnitte 5A,5B umfaßt. Da die Dicke t der Wulstplatten 11,18 gleich ist, wird die darauf ausgeübte Beanspruchung, wenn sie festgezogen werden, von denselben gleichmäßig getragen. Dementsprechend wird eine Metalldichtung geschaffen, in der nur sehr geringe Beanspruchung hervorgerufen wird.
Eine Metalldichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 22 und 23 dargestellt. Bei der in den Figuren 22 und 23 dargestellten Metalldichtung bestehen die untere und obere Wulstplatte 11,18 aus dem gleichen Material und haben die gleiche Dicke wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 20 und 21. Die Breite eines Wulstes 14 in Radialrichtung der mit einer Zylinderbohrung fluchtenden Öffnung an der unteren Wulstplatte 11 ist breiter eingestellt als diejenige eines Wulstes 19 an der oberen Wulstplatte 18. Daher ist die Federkonstante der unteren Wulstplatte 11 entsprechend kleiner. Auch wenn die Wülste an diesen beiden elastischen Metallplatten leicht voneinander abweichen, wenn die Platten 11,18 kombiniert werden, werden sie nicht anomal verformt noch sinkt ihre Dichtungsleistung, wie es auch bei den Ausführungsformen gemäß Figuren 16 bis 19 der Fall ist.
Eine Metalldichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 24 und 25 dargestellt. In der in den Figuren 24 und 25 gezeigten Metalldichtung werden umgefalzte Abschnitte 5 rings um die ganzen Umfänge der mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2,9 und Wülste 4,10 rings um die Teile der Umfänge dieser Öffnungen 2,9 ausgebildet, die diejenigen Teile derselben zwischen diesen Öffnungen 2,9 ausschließen, wobei die Wülste 4,10 in einem Bereich nahe dem Bereich zwischen den Öffnungen 2,9 umgekehrt und mit den Umfängen der Öffnungen 2,9 verbunden sind, so daß die Wülste 4,10 im Bereich zwischen den gleichen Öffnungen 2,9 nicht ausgebildet sind. Obwohl diese Ausführungsform keine baulichen Änderungen rings um die mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2,9 im Vergleich beispielsweise zu der in den Figuren 16 und 17 gezeigten Metalldichtung aufweisen, ist ihr Aufbau im Bereich zwischen diesen Öffnungen 2,9 unterschiedlich. Die Ausführungsform gemäß den Figuren 24 und 25 ist nämlich in den Bereichen der unteren und oberen Wulstplatte 1,8, die zwischen diesen Öffnungen 2,9 liegen, im Vergleich mit der Ausführungsform der Fig.16 nicht mit Wülsten versehen. Dementsprechend berühren die umgefalzten Abschnitte 5 der unteren Wulstplatte 1 die gegenüberliegende Fläche der oberen Wulstplatte 8.
Obwohl die Ausführungsform der in den Figuren 24 und 26 gezeigten Metalldichtung keine baulichen Änderungen rings um die mit Zylinderbohrungen fluchtenden Öffnungen 2,9 im Vergleich mit der Ausführungsform gemäß Figuren 18 und 19 aufweist, ist der Aufbau derselben im Bereich zwischen diesen Öffnungen 2,9 unterschiedlich. Die Ausführungsform gemäß Fig.26 ist nämlich in den Bereichen der unteren und oberen Wulstplatte 1,8, die zwischen diesen Öffnungen 2,9 liegen, im Vergleich mit der Ausführungsform gemäß Fig.18 nicht mit Wülsten versehen. Die Ausführungsform gemäß Fig.26 ist mit weichen Metallorganen 7 versehen, die in den umgefalzten Abschnitten 5 rings um die gleichen Öffnungen 2,9 gehalten sind.
In dieser Beschreibung sind die erwähnten Härtewerte Hv Meßergebnisse der Vickers-Härte.

Claims

1. Metalldichtung mit einer ersten und zweiten elastischen Metallplatte (1,8), die mit Wülsten (4,10) versehen sind, welche Dichtungsabschnitte bilden und aus denjenigen Abschnitten der Metallplatten (1,8) gebildet sind, die im Abstand von den Umfängen der mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten Öffnungen (2,9) in Richtung von diesen radial nach außen angeordnet sind, so daß sie sich längs der Umfänge dieser Öffnungen (2,9) erstrecken, wobei eine Oberfläche dieser Wülste (4,10) sich von den flachen Teilen der Metallplatten (1,8) geneigt erstreckt, so daß sie vorspringende Teile bilden, und wobei die anderen Oberflächen der Wülste (4,10) sich von flachen Teilen der Metallplatten (1,8) geneigt erstrecken, so daß sie eingezogene Teile bilden, wobei die zweite elastische Metallplatte (8) mit den Wülsten (4) an der ersten elastischen Metallplatte (1) gegenüberliegenden Wülsten (10) versehen ist, die erste elastische Metallplatte (1) bei dieser Metalldichtung umgefalzte Abschnitte (5) aufweist, die durch Umbiegen der Metallplatte (1) längs der Umfänge der mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten Öffnungen (2) auf deren Oberfläche gebildet sind, auf der sich die vorspringenden Teile der Wülste (4) erstrecken, wobei die umgefalzten Abschnitte (5) dazu dienen, ein völliges Zusammenpressen der Wülste (4) zu verhindern, und die vorspringenden Teile der Wülste (4) an der ersten Metaliplatte (1) und diejenigen der Wülste (10) an der zweiten elastischen Metallplatte (8) so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie einander berührend gegenüberliegen.

2. Metalldichtung nach Anspruch 1, bei der die Dicke der ersten elastischen Metallplatte (1) im wesentlichen gleich oder kleiner als diejenige der zweiten elastischen Metallplatte (8) eingestellt ist.

3. Metalldichtung nach Anspruch 1, bei der die Wülste (4,10) an der ersten und zweiten elastischen Metallplatte (1,8) vollständig ringförmig ausgebildet sind.

4. Metalldichtung nach Anspruch 1, bei der die Wülste (4,10) an den elastischen Metallplatten (1,8) so geformt sind, daß sie im Querschnitt bogenförmig vorspringende Oberteile längs ihres ganzen Umfangs aufweisen.

5. Metalldichtung nach Anspruch 1, bei der die Wülste (4) an der ersten elastischen Metallplatte (1) so geformt sind, daß sie im Querschnitt bogenförmig vorspringende Oberteile in denjenigen ihrer Abschnitte, in denen sie sich zwischen den mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten Öffnungen (2) erstreckien, und im Querschnitt flache vorspringende Oberteile in ihren anderen Abschnitten aufweisen.

6. Metalldichtung nach Anspruch 1, bei der die umgefalzten Teile (5) der elastischen Metallplatten (1) mit einer größeren Dicke in denjenigen ihrer Abschnitte, in denen sie zwischen den mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten Öffnungen (2) angeordnet sind, und mit einer kleineren Dicke in ihren anderen Abschnitten ausgebildet sind.

7. Metalldichtung nach Anspruch 1, bei der die umgefalzten Teile (5) der elastischen Metallplatten (1) längs ihres ganzen Umfangs mit im wesentlichen der gleichen Dicke ausgebildet sind.

8. Metalldichtung nach Anspruch 1, bei der die Breite der vorspringenden Teile der Wülste (4) in Radialrichtung derselben an der ersten elastischen Metallplatte (1) größer eingestellt ist als diejenige der vorspringenden Teile der Wülste (10) in dieser Richtung an der zweiten elastischen Metallplatte (8).

9. Metalldichtung nach Anspruch 1, bei der die Breite der Wülste (4) in Radialrichtung derselben an der ersten elastischen Metallplatte (1) längs ihres ganzen Umfangs groß gewählt ist, wobei die Breite der Wülste (10) in ihrer Radialrichtung an der zweiten elastischen Metallplatte (8) kleiner in denjenigen ihrer Teile, die zwischen den mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten Öffnungen (9) angeordnet sind, und größer in ihren anderen Teilen gewählt ist.

10. Metalldichtung nach Anspruch 1, bei der die Wülste (4,10) der ersten und zweiten elastischen Metallplatte (1,8) in denjenigen ihrer Bereiche, die zwischen den mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten Öffnungen (2,9) angeordnet sind, nicht ausgebildet sind, jedoch in denjenigen ihrer Bereiche ausgebildet sind, die nicht zwischen den mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten Öffnungen (2,9) angeordnet sind.

11. Metalldichtung nach Anspruch 1, bei der die erste elastische Metallplatte (1) weiche Metallplatten (7) aufweist, die in den umgefalzten Teilen (5) gehalten sind.

12. Metalldichtung nach Anspruch 11, bei der die weichen Metallplatten (7) längs der ganzen Umfängen der mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten Öffnungen (2) angeordnet sind und gleichförmige Dicke besitzen.

13. Metalldichtung nach Anspruch 11, bei der die weichen Metallplatten (7) in denjenigen Abschnitten der umgefaizten Teile (5) gehalten sind, die zwischen benachbarten, mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten Öffnungen (2) angeordnet sind, jedoch nicht in den anderen Abschnitten derselben.

14. Metalldichtung nach Anspruch 11, bei der die weichen Metallplatten (7) in den umgefalzten Teilen (5) mit einer größeren Dicke in denjenigen ihrer Abschnitte, die zwischen benachbarten mit den Zylinderbohrungen ausgerichteten Öffnungen (2) angeordnet sind, und mit einer kleineren Dicke in ihren anderen Abschnitten ausgebildet sind.

15. Metalldichtung nach Anspruch 1, bei der die erste elastische Metallplatte (1) mit Regulierplatten (6) für die Plattendicke versehen ist, die auf deren Oberfläche aufgeschichtet ist, auf der sich die vorspringenden Oberflächen der Wülste (4) erstrecken, derart, daß die Regulierplatten (6) sich in Bereichen erstrecken, die auf der radial äußeren Seite der Wülste (4) liegen.

16. Metalldichtung nach Anspruch 1, bei der die erste und zweite elastische Metallplatte (1,8) auf ihren äußeren Umfangsflächen mit einem nicht-metallischen Material, wie hitze- und ölbeständigem Kautschuk und Harz, beschichtet sind.