Hintergrund der Erfindung und Darlegung der verwandten Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metallplatte, die
einander schneidende Wülste hat, insbesondere eine Struktur einer
Metallplatte in einem Teil, wo sich die Wülste miteinander
schneiden.
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Eine Brennkraftmaschine ist mit einer Mehrzahl von Löchern
darin versehen, wie Zylinderbohrungen, Wasserlöchern,
Öllöchern, Schraubenlöchern, Stößelstangenlöchern usw. Einige
Löcher werden sicher darum herum abgedichtet, um eine Leckage
von Fluid aus den Löchern zu verhindern. Zu diesem Zweck ist
die Dichtung mit speziellen Abdichtungsmitteln um die Löcher
herum versehen, um sicher darum herum abzudichten.
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In einer Metallaminatdichtung, die aus einer Mehrzahl von
Metallplatten ausgebildet ist, sind oft Wülste auf bzw. in der
Metallplatte als Abdichtungsmittel um die abzudichtenden
Löcher herum ausgebildet. Wenn die Dichtung mit der Wulst
festgezogen wird, wird die Wulst zusammengedrückt, um einen
Oberflächendruck dort zum Abdichten um das Loch herum auszubilden.
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In einer Dichtung liegen manchmal abzudichtende Löcher sehr
eng beieinander. In diesem Falle ist es unmöglich, eine
gesonderte Wulst für jedes Loch auszubilden, so daß die
benachbarten Wülste kombiniert werden und ein gemeinsamer Teil der
Wülste eliminiert wird. Infolgedessen schneiden sich die beiden
Wülste miteinander.
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Wenn sich die beiden Wülste schneiden, wird der Schnitteil der
beiden Wülste schließlich groß. Daher kann, wenn eine Platte
mit dem Schnitteil der beiden Wülste zusammengedrückt wird,
der Schnitteil keinen Oberflächendruck liefern, der gleich
jenem ist, welcher auf bzw. an dem Rest der Wülste gebildet
wird. Der Oberflächendruck an bzw. in dem Schnitteil ist
generell schwächer als jener an dem Rest der Wülste.
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Da der Schnitteil groß ist, kann außerdem, wenn die Wulst
zusammengedrückt wird, kein gleichmäßiger Festziehdruck auf den
gesamten Schnitteil angewandt werden, d.h. es kann ein
exzentrische Belastung lokal auf bzw. in dem Schnitteil gebildet
werden. Demgemäß kann es sein, daß der Oberflächendruck auf
bzw. in dem Schnitteil teilweise unterschiedlich ist, so daß
eine Leckage durch einen Bereich bzw. Teil mit schwachem
Oberflächendruck in dem Schnitteil auftreten kann.
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In dem US-Patent 4 861 047, das für die Abgrenzung des
Anspruchs 1 genommen worden ist, wird eine Vertiefung in einer
Mitte eines Schnitteils der Wülste so ausgebildet, daß sie
sich davon nach abwärts erstreckt. Die Vertiefung an bzw. in
dem Schnitteil liefert Steifigkeit an bzw. in jenem Teil, so
daß der Schnitteil einen Oberflächendruck vorsehen kann, der
im wesentlichen gleich jenem an dem Rest der Wülste ist.
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In dem US-Patent 4 869 515 wird eine Vertiefung an bzw. in
einem Schnitteil von zwei Wülsten ausgebildet. Die Vertiefung
erstreckt sich von einem Randteil der Wulst aus, so daß die
Fläche des Schnitteils vermindert wird.
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In der am 28. April 1992 veröffentlichten japanischen
Gebrauchsmusterveröffentlichung 4-50762 ist ein Schnitteil von
zwei Wülsten so ausgebildet, daß er eine große Fläche hat, so
daß ein Hochdruckteil in bzw. an einem Teil des Schnitteils
gebildet wird.
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Die obigen Mechanismen arbeiten wie beabsichtigt. Jedoch kann,
wenn der Schnitteil der Wülste zusammengedrückt wird, eine
lokale exzentrische Belastung in bzw. an dem Schnitteil gebildet
werden, so daß eine Leckage von Fluid verursacht wird.
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Daher ist es ein Ziel der Erfindung, eine Metallplatte mit
einem Schnitteil der Wülste zur Verfügung zu stellen, worin die
Wülste im wesentlichen gleichen Oberflächendruck überall in
dem gesamten Bereich der Wülste einschließlich des Schnitteils
derselben vorsehen können, wenn sie zusammengedrückt werden.
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Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Metallplatte, wie
oben angegeben, zur Verfügung zu stellen, worin im
wesentlichen keine lokale exzentrische Belastung in bzw. an dem
Schnitteil der Wülste gebildet wird, wenn sie zusammengedrückt
werden.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Metallplatte, wie
oben angegeben, zur Verfügung zu stellen, die leicht und
ökonomisch ausgebildet werden kann.
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Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
Abriß der Erfindung
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Eine Metallplatte für eine Dichtung gemäß der Erfindung umfaßt
eine Hauptmetallplatte und eine Mehrzahl von Wülsten, die auf
bzw. in der Hauptmetallplatte um abzudichtende Teile herum so
ausgebildet sind, daß sie von einer äußeren Oberfläche der
Hauptplatte nach auswärts vorstehen, wobei die Wülste einander
schneiden und wenigstens einen Schnitteil haben, wobei der
Schnitteil einen äußeren Rand hat, der den Schnitteil umgibt,
einen Mittelteil, der sich in einer Mitte des Schnitteils
befindet, und einen sich zwischen dem äußeren Rand und dem
Mittelteil befindenden umgebenden Teil, wobei die Metallplatte
für die Dichtung gekennzeichnet ist durch ein Loch, das durch
die Hauptmetallplatte hindurchgeht und sich in dem Mittelteil
des Schnitteils befindet, wobei das Loch einen inneren Rand
hat, wobei eine Entfernung zwischen dem inneren Rand und dem
äußeren Rand im wesentlichen die gleiche überall in dem
Schnitteil ist, so daß, wenn die Metallplatte mit dem
Schnitteil
festgezogen wird, der Mittelteil zuerst zusammengedrückt
wird und das Loch dahingehend wirkt, daß es auf den Mittelteil
angewandte Belastung bzw. Beanspruchung verteilt, so daß
dadurch eine gleichmäßige Oberflächendruckverteilung in bzw. an
dem umgebenden Teil vorgesehen und der Oberflächendruck an
bzw. in dem umgebenden Teil um das Loch herum im wesentlichen
gleich wie jener auf der Wulst außerhalb des Schnitteils
gebildet wird.
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Weiter kann in der vorliegenden Erfindung, da das Loch in dem
Mittelteil ausgebildet ist, der Schnitteil leicht
zusammengedrückt werden. Daher ist die vorliegende Erfindung nützlich
für eine Dichtung, auf welche relativ niedriger Festziehdruck
angewandt wird.
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In der vorliegenden Erfindung ist das Loch in der Mitte des
Schnitteils ausgebildet. Die Entfernung von einem inneren Rand
des Lochs zu dem äußeren Rand des Schnitteils ist im
wesentlichen die gleiche überall in dem Schnitteil.
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Der äußere Rand des Schnitteils kann sich wenigstens teilweise
nach auswärts ausdehnen, um den Schnitteil größer als die
Breite der Wulst auszubilden. Vorzugsweise ist die Entfernung
zwischen dem inneren Rand und dem äußeren Rand in dem
Schnitteil im wesentlichen die gleiche wie die Breite der Wulst.
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Der Mittelteil des Lochs befindet sich auf einem horizontalen
Niveau wie in dem umgebenden Teil. Jedoch kann der Mittelteil
vertieft sein, so daß ein Vorsprung ähnlich den Wülsten in dem
umgebenden Teil ausgebildet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine Teilaufsicht auf eine erste Ausführungsform
einer Metallplatte für eine Dichtung der Erfindung;
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Fig. 2 ist eine vergrößerte Aufsicht auf einen Schnitteil
von zwei Wülsten, die in Fig. 1 gezeigt sind;
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Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht, ausgeführt
längs einer Linie 3-3 in Fig. 2;
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Fig. 4 und 5 sind Schnittansichten, ähnlich der Fig. 3, zum
Veranschaulichen einer zweiten und dritten
Ausführungsform der Erfindung; und
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Fig. 6 und 7 sind vergrößerte Aufsichten von Schnitteilen,
ähnlich der Fig. 2, zum Veranschaulichen einer
vierten und fünften Ausführungsform der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
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Es sei auf die Fig. 1 bis 3 Bezug genommen, worin eine erste
Ausführungsform A einer Metallplatte A10 für eine Dichtung der
Erfindung gezeigt ist. Die Metallplatte A10 ist eine
Zylinderkopfdichtung und ist mit einer Mehrzahl von Zylinderbohrungen
Hc, Wasserlöchern Hw, Öllöchern Ho, Schraubenlöchern Hb,
Stößelstangenlöchern Hp usw., wie in der konventionellen
Dichtung, versehen.
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Wülste sind um die Ränder der Metallplatte A10 herum wie auch
um die Zylinderbohrungen Hc, die Wasserlöcher Hw, die Öllöcher
und die Stößelstangenlöcher Hp herum ausgebildet, welche in
Fig. 1 in gestrichelten Linien gezeigt sind. Die Wülste um die
Ränder der Metallplatte A10 und die Stößelstangenlöcher Hp
sind kombiniert und miteinander verbunden.
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Wie deutlich in Fig. 2 gezeigt ist, schneiden sich die Wülste
A11, A12 in einer T-Form, so daß sie einen Schnitteil A13
bilden. Die Wulst A11 hat Seitenränder A11a, und die Wulst A12
hat Seitenränder A12a. Der Schnitteil A13 ist durch gekrümmte
Teile A13a, A13b, A13c begrenzt, welche mit den Seitenrändern
A11a, A12a verbunden sind.
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Der von den gekrümmten Teilen A13a, A13b, A13c umgebene
Schnitteil A13 hat einen flachen oberen Teil A13d und ein Loch
A14 mit einem inneren Rand A14a in der Mitte desselben. Die
Abstände von dem inneren Rand A14a zu den jeweiligen
gekrümmten Teilen A13a, A13b, A13c sind die gleichen. Das Loch A14
befindet sich nämlich in der Mitte des Schnitteils A13.
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Außerdem ist der Abstand von dem inneren Rand A14a zu dem
jeweiligen gekrümmten Teil A13a, A13b, A13c im wesentlichen der
gleiche wie die Breiten der Wülste A11, A12. Die Höhe des
Schnitteils A13 ist die gleiche wie die Höhe der Wülste A11,
A12.
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Wenn sich die Platte A10 mit den Wülsten A11, A12 zwischen
einem Zylinderkopf X und einem Zylinderblock Y (beide sind nicht
gezeigt) befindet und dazwischen festgezogen wird, werden der
Schnitteil A13 wie auch die Wülste A11, A12 zusammengedrückt.
Wenn die Wülste A11, A12 und der Schnitteil A13 weiter
zusammengedrückt werden, wird der Rand A14a nach abwärts gedrückt.
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Wenn die Platte A10 weiter zusammengedrückt wird, liegt der
Rand A14a gegen den Zylinderblock Y an, wodurch ein Teil A13e
von dem flachen Teil A13d, d.h. innerhalb der jeweiligen
gekrümmten Teile A13a, A13b, A13c, gegen den Zylinderkopf X
anliegt. Dann wird der Teil A13e zwischen dem Zylinderkopf X und
dem Zylinderblock Y zusammengedrückt. Es wird nämlich ein
Oberflächendruck an dem Teil A13e gebildet, welcher im
wesentlichen gleich jenem ist, der auf den Wülsten A11, A12 gebildet
wird. Demgemäß kann der Schnitteil A13 überall an den Wülsten
A11, A12 im wesentlichen gleichen Oberflächendruck liefern.
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Da die Oberflächendrücke auf den Wülsten A11, A12 im
wesentlichen gleich jenen auf dem Schnitteil A13 sind, wird eine
Leckage an bzw. in dem Schnitteil A13 sicher verhindert.
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In der vorliegenden Erfindung ist das Loch A14 in der Mitte
des Schnitteils A13 ausgebildet. Daher wird, wenn der
Schnitteil A13 zunächst zusammengedrückt wird, die auf den
Schnitteil A13 angewandte Kompressionskraft nicht an bzw. in einem
Teil konzentriert. Die Belastung, die in dem Schnitteil A13
gebildet wird, wenn der Schnitteil A13 zusammengedrückt wird,
wird durch das Loch A14 gleichmäßig über den gesamten
Schnitteil A13 verteilt.
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In dieser Hinsicht ist es so, daß, wenn kein Loch in dem
Schnitteil A13 vorhanden ist, der Oberflächendruck auf dem
Schnitteil A13 aufgrund von unterschiedlicher Belastung, die
auf den Schnitteil A13 angewandt wird, in Teilen bzw.
Bereichen unterschiedlich sein kann. Infolgedessen ist der
Oberflächendruck auf dem Schnitteil über dem gesamten Schnitteil
nicht gleich, so daß eine Leckage auftreten kann.
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In der vorliegenden Erfindung kann das Loch A14 auf dem
Schnitteil A13 gebildete Belastung bzw. Beanspruchung
entspannen. Daher wird gleicher Oberflächendruck überall auf den
gesamten Wülsten A11, A12 und dem Schnitteil A13 gebildet.
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Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform B der Metallplatte
der Erfindung. Die Metallplatte B10 weist Wülste B11, B12 und
einen Schnitteil B13 auf, wie in der Dichtung A. Jedoch hat
der Schnitteil B13 in der Dichtung B keine flache Oberfläche,
und stattdessen ist ein Rand B14a so gebogen, daß er sich auf
dem gleichen horizontalen Niveau befindet, wie es dasjenige
der Platte B10 ist. Demgemäß steht ein Teil B13e, der sich
innerhalb der gekrümmten Teile B13a, B13b, B13c des Schnitteils
B13 befindet, nach auswärts vor, so daß er eine kreisförmige
Wulst in dem Schnitteil B13 bildet.
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In der Dichtung B hat der Schnitteil B13 den Teil B13e wie die
Wulst, welcher mit der Wulst B11, B12 verbunden ist. Wenn die
Dichtung B festgezogen wird, werden daher der Teil B13e und
die Wülste B11, B12 gleichmäßig zusammengedrückt, so daß der
gleiche Oberflächendruck überall auf den Wülsten vorgesehen
wird. Die Dichtung B arbeitet wie in der Dichtung A.
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Die Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform C der
Metallplatte der Erfindung. Die Metallplatte C10 weist Wülste C11,
C12 und einen Schnitteil C13 auf, wie in den Dichtungen A und
B. Jedoch hat der Schnitteil C13 keine flache Oberfläche, und
stattdessen ist ein Rand C14a so gebogen, daß er sich auf
einem horizontalen Niveau befindet, das ein wenig über der
Platte C10 liegt. Demgemäß steht ein Teil C13e, der sich
innerhalb der gekrümmten Teile C13a, C13b, C13c des Schnitteils
C13 befindet, ein wenig nach auswärts vor, so daß er einen
Vorsprung in dem Schnitteil C13 bildet.
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In der Dichtung C hat der Schnitteil C13 den nach auswärts
vorstehenden Teil C13e. Wenn die Dichtung C festgezogen wird,
werden die Wülste C11, C12 und der Teil C13e so
zusammengedrückt, daß im wesentlichen der gleiche Oberflächendruck
überall auf den Wülsten vorgesehen wird. Die Dichtung C arbeitet
wie in den Dichtungen A und B.
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Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform D einer Metallplatte
der Erfindung. Die Platte D10 weist Wülste D11, D12, einen
Schnitteil D13 und ein Loch D14 auf, wie in der Dichtung A.
Jedoch hat der Schnitteil D13 in der Dichtung D eine
dreiekkige Form, nicht rund wie in der Dichtung A. Teile der äußeren
Ränder D13a, D13b, D13c haben nämlich gerade Bereiche bzw.
Teile, und das Loch D14 hat eine dreieckige Form wie der
Schnitteil D13. Der Rest der Struktur und die Wirkungsweise
der Dichtung D sind die gleichen wie jene der Dichtung A.
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Fig. 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform E einer Metallplatte
der Erfindung. Die Platte E10 weist Wülste E11, E12, einen
Schnitteil D13 und ein Loch E14 auf, wie in der Dichtung A.
Jedoch schneidet in der Dichtung E die Wulst E12 die Wulst E11
schräg. Der Schnitteil E13 hat eine dreieckige Form, und
demgemäß ist das Loch E14 so ausgebildet, daß es eine dreieckige
Form hat, wie der Schnitteil E13. Der Rest der Struktur und
die Wirkungsweise der Dichtung E sind die gleichen wie jene
der Dichtung A.
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In der Dichtung der Erfindung ist ein Loch in dem Schnitteil
der Wülste ausgebildet. Daher wird die Belastung, die an bzw.
in dem Schnitteil gebildet wird, wenn die Dichtung festgezogen
wird, gleichmäßig in dem Schnitteil verteilt. Es wird gleicher
Oberflächendruck in dem Schnitteil wie auch an den Wülsten
gebildet.
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Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf die speziellen
Ausführungsformen der Erfindung erläutert worden ist, ist die
Erläuterung illustrativ, und die Erfindung ist nur durch die
beigefügten Ansprüche beschränkt.