DE69508505T2

DE69508505T2 - Metalldichtung für Kettenkasten für Verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE69508505T2
Application number: DE69508505T
Authority: DE
Inventors: Yuji Fukui; Kunitoshi Inoue; Kenji Kubouchi
Original assignee: Nippon Gasket Co Ltd
Current assignee: Nippon Gasket Co Ltd
Priority date: 1994-09-06
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2015-05-27
Also published as: JPH0874659A; EP0701051A1; EP0701051B1; DE701051T1; JP3250914B2; US5544901A; DE69508505D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Metalldichtung für Kettenkasten-tragende Motoren oder Kraftmaschinen, bei welchen die die Verbrennungskammerbohrung tragenden dünnen Metallplatten so aufeinandergeschichtet sind, daß sie mit diesem Laminat einen schmalen Spalt zwischen gegenüberliegenden Flächen eines Kettenkasten-tragenden Zylinderblocks und einem Zylinderkopf abdichten.
Eine bekannte Metalldichtung für Kettenkasten-tragende Motoren ist geeignet, einen schmalen Spalt zwischen den oberen Flächen eines Zylinderblocks und eines Kettenkastens, die einheitlich in einem benachbarten Zustand ausgebildet sind, und einer unteren Fläche eines Zylinderkopfes in einem luft- oder flüssigkeitsdichten Zustand zu halten, und ist mit Hauptdichtungsteilen versehen, die einen hohen Dichtungsflächendruck und Hilfsdichtungsteile erfordert, die nur einen verhältnismäßig niedrigen Dichtungsflächendruck benötigen. Ein Hilfsdichtungsteil mit niedrigem Dichtungsflächendruck wird ausgebildet, indem wenigstens eine der aufeinandergeschichteten dünnen Metallplatten, die einen Hauptdichtungsteil bilden, als Basisteil fortgesetzt wird und sodann eine weiche Folie, wie eine β-Zellulose-Folie, eine Graphitfolie oder eine Preßfolie, auf eine Fläche oder beide Flächen dieses fortgesetzten Basisteils aufgeklebt werden. Die bekannten Metalldichtungen dieser Art sind die Dichtungen, welche in den Japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschriften Nr. 48059/1988, 27857/1991 und 27858/1991 beschrieben sind.
Bei der in der Japanischen Gebrauchsmusterschrift Nr. 27857/- 1991 beschriebenen Metalldichtung ist ein Loch in demjenigen Teil der dünnen Metallplatte vorgesehen, welcher einem eine Höhendifferenz besitzende Teile tragenden oberen Flächenab schnitt eines Zylinderblocks oder einem eine Höhendifferenz besitzende Teile tragenden unteren Flächenabschnitt eines Zylinderkopfes gegenüberliegt, so daß das Loch einen rings um eine durchgehende Bohrung gebildeten Wulst überkreuzt, und ein Dichtungsorgan ist auf der Innenseite des Lochs vorgesehen, wobei ein Teil des Dichtungsorgans daraus vorsteht.
Bei einem Motor mit oben liegender Nockenwelle (OHC) oder bei einem DOHC-Motor ist ein Kettenkasten 29 mit einem Hohlraum 33, in welchem sich eine Nockenwellen-Antriebskette bewegt, im allgemeinen unabhängig von und neben einem Zylinderblock 28 gemäß Fig. 11 vorgesehen, und er ist durch Bolzen mit dem Zylinderblock 28 zusammengefaßt, der Zylinder, d. h. Verbrennungskammern 35, enthält. Bei diesem Motor ist eine Metalldichtung zwischen dem Zylinderkopf und Kettenkasten und dem Zylinderblock 28 vorgesehen. Der Zylinderkopf und Kettenkasten 29 sind durch in Bolzenlöcher 32 eingesetzte Bolzen aneinander befestigt. In diesem Motor wird eine Montageseitenfläche des Kettenkastens 29 in einem geöffneten Zustand ausgebildet, um das Gewicht des Kettenkastens 29 zu verringern. Der Hohlraum 33 wird durch eine Innenfläche des Kettenkastens 29 und eine Seitenflächen des Zylinderblocks 28 gebildet.
Dieser Motor hat einen Aufbau, bei welchem getrennt ausgebildete Teile aneinander befestigt werden, wie oben erwähnt. Selbst wenn daher eine obere Fläche 34 des Zylinderblocks 28 und diejenige 31 des Kettenkastens 29 eben bearbeitet sind, ist es unvermeidbar, daß Höhenunterschiede 30, obwohl sie sehr gering sind, zwischen diesen oberen Flächen an aneinanderstoßenden Flächen 20 in einem Grenzbereich zwischen dem Zylinderblock 28 und dem Kettenkasten 29 auftreten, und daß die Höhendifferenzen 30 groß werden, nachdem der Motor über eine längere Zeitperiode verwendet ist. Wenn die Höhendifferenzen 30 zwischen diesen oberen Flächen auftreten, wird ein Öl, wie Schmieröl, verspritzt, während eine Kette zum Antrieb einer Nockenwelle sich im Kettenkasten 29 über die Höhenunterschiede bewegt und von daher in den Kettenkasten eintritt, wobei das sich ergebende Öl aus den Höhenunterschieden auf die Außenseite leckt und in einen engen Spalt zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Zylinderblocks 28 und des Zylinderkopfs eintritt.
Eine solche durch Fortsetzen oder Ausdehnen einer dünnen Metallschicht aus laminierten dünnen Metallfolien gebildete Metalldichtung, die auf der Seite des Zylinderblocks 28 als Basisteil angeordnet ist, wobei eine weiche Folie auf einer Oberfläche derselben gebunden ist, kann Luftdichtheit und Flüssigkeitsdichtheit infolge der Höhendifferenzen 30 nicht aufrechterhalten. Eine solche Metalldichtung, die durch Fortsetzen einer mittig angeordneten dünnen Metallplatte als Basisteil gebildet ist, wobei weiche Folien auf beiden Oberflächen derselben gebunden sind, kann die Luftdichtheit und Flüssigkeitsdichtheit aufrecht erhalten, wenn die Höhendifferenzen 30 extrem klein sind, wenn aber die Höhendifferenzen 30 größer werden, ist eine Vergrößerung der Dicke der weichen Folie erforderlich, um die Dichtwirkung zu gewährleisten, und es wird erforderlich, die Schichtung der Metallplatten so vorzunehmen, daß die Dicke eines Hauptdichtungsteils unter Berücksichtigung der Dicke der weichen Schicht oder Folie bestimmt wird. Im allgemeinen hat eine β-Zellulose-Folie, eine Graphitfolie oder eine gepreßte Folie, welche die weiche Folie bilden, eine ursprüngliche Dicke von wenigstens etwa 0,5 mm, so daß es erforderlich ist, die Dicke des Hauptdichtungsteils entsprechend einzustellen. Um einen hohen Flächendruck am Hauptdichtungsteil zu gewährleisten, wird notwendigerweise die Anzahl von aufeinanderzuschichtenden dünnen Metallfolien erhöht.
Bei dieser Metalldichtung wird ein Loch längs des Umfangs einer durchgehenden Bohrung gebildet, und ein Dichtorgan wird auf der Innenseite des Lochs vorgesehen, so daß ein Teil des Dichtorgans aus dem Loch vorsteht. Rings um den Umfang der durchgehenden Bohrung wird die Dichtungsfähigkeit der den Teilen mit Höhenunterschied gegenüberliegenden Teile durch das auf der Innenseite des Lochs vorgesehene Dichtorgan aufrechterhalten. Darüber hinaus erstreckt sich dieses Dichtorgan längs des ganzen Umfangs der durchgehenden Bohrung und ist nicht in eine Zwischenplatte eingepaßt.
Im allgemeinen umfassen die Höhendifferenzen, die zwischen aneinanderliegenden Oberflächen eines Zylinderblocks und eines Kettenkastens auftreten, Höhendifferenzen, die auftreten, wenn die obere Fläche des Kettenkastens niedriger liegt als diejenige des Zylinderblocks, und Höhendifferenzen, die auftreten, wenn die obere Fläche des Kettenkastens höher ist als diejenige des Zylinderblocks. Wenn die obere Fläche des Kettenkastens niedriger liegt als diejenige des Zylinderblocks, sinkt der Flächendruck des Kettenkastens bezüglich des Zylinderblocks, so daß der Flächendruck der Teile mit Höhendifferenz und des Kettenkastens berücksichtigt werden muß. Wenn die obere Fläche des Kettenkastens höher liegt als diejenige des Zylinderblocks, wird der Flächendruck auf den Kettenkasten konzentriert, so daß ein Sinken des Flächendrucks des Zylinderblocks hervorgerufen wird. Der Flächendruck des Umfangs einer Verbrennungskammerbohrung im Zylinderblock muß auf einem hohen Wert sein, und wenn eine Metalldichtung verwendet wird, wird die Regulierung des Flächendrucks schwierig.
Wenn daher Höhendifferenzen zwischen der ebenen durchlaufenden unteren Fläche des Zylinderkopfes bei dieser Metalldichtung und der oberen Flächen des Zylinderblocks des Kettenkastens auftreten, muß das Problem gelöst werden, den Eintritt von Öl in die eine Höhendifferenz aufweisenden Teile im Kettenkasten zu verhindern, ohne eine Maßnahme zur Vergrößerung der Anzahl der dünnen Metallplatten in dem Laminat zu ergreifen, was eine starke Erhöhung der Kosten der Dichtungsherstellung bedeuten würde.
Ein Hauptziel der Erfindung ist die Lösung dieses Problems und die Schaffung einer Metalldichtung für Kettenkasten-tragende Motoren oder Brennkraftmaschinen, die einen engen Spalt zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Zylinderblocks und eines Zylinderkopfs abdichten kann und in der Lage ist, das Lecken von Öl und Wasser aus eine Höhendifferenz aufweisenden Teilen zu verhindern, wenn solche zwischen den Teilen der oberen Flächen des Zylinderblocks und des Kettenkastens vorhanden sind, die einem Grenzbereich zwischen (aneinanderliegenden Flächen des) Zylinderblock(s) und Kettenkasten(s) entsprechen, indem ein Dichtorgan in den Bereichen der eine Höhendifferenz aufweisenden Teile zuverlässig vorgesehen wird, welche die Dichtungsfähigkeit eines Bereichs in der Umgebung der aneinanderliegenden Flächen verbessern kann, den Flächendruck der Dichtung zwischen dem Zylinderkopf und Zylinderblock leicht regulieren läßt, mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann und eine hohe Zuverlässigkeit besitzt.
Die Erfindung schafft eine Metalldichtung für Kettenkastentragende Motoren, welche aufweist: drei dünne laminierte Metallplatten, die bei Verwendung zwischen einen Zylinderblock, an welchem ein Kettenkasten befestigt ist, der einen hohlen Raum enthält, in dem sich eine Kette bewegt, und einen am Zylinderblock befestigten Zylinderkopf eingelegt und mit Verbrennungskammerbohrungen versehen sind, wobei die dünnen Metallplatten eine erste und eine zweite elastische Metallplatte auf beiden Seiten und eine Zwischenplatte zwischen der ersten und der zweiten elastischen Metallplatte umfassen, sowohl die erste als auch die zweite elastische Metallplatte und die Zwischenplatte mit einer Öffnung versehen sind, durch die sich die Kette bewegt, die sich im Kettenkasten bewegt, sowohl die erste als auch die zweite elastische Metallplatte mit einem Wulst versehen ist, der sich längs der Öffnung erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte mit Bohrungen versehen ist, die sich von aneinanderliegenden Flächen in einer Grenzfläche zwischen dem Kettenkasten und dem Zylinderblock über einen Teil des Kettenkastens erstrecken, wobei die Bohrungen mit Dichtungsorganen zum Abdichten von höhenunterschiedlichen Teilen gefüllt sind, welche an den Teilen der oberen Flächen des Kettenkastens und des Zylinderblocks auftreten, die den aneinanderliegenden Flächen entsprechen, wobei nur eine der elastischen Metallplatten mit Aussparungen versehen ist, die durch Ausschneiden derjenigen Teile derselben gebildet sind, welche den Bereichen entsprechen, in denen die Dichtungsorgane angeordnet sind.
Da diese Metalldichtung in der oben erwähnten Weise ausgebildet ist, können die Dichtorgane die Teile mit Höhendifferenz, die in den den aneinanderliegenden Flächen entsprechenden Bereichen auftreten, ausgezeichnet und zuverlässig abdichten. Die in den Bereichen, welche den aneinanderliegenden Flächen des Kettenkastens und Zylinderblocks entsprechen, angeordneten Dichtorgane haben im wesentlichen keinen Einfluß auf die Verbrennungskammerbohrungen und können das Auslecken eines unter hoher Temperatur und hohem Druck stehenden Verbrennungsgases, das in den Verbrennungskammerbohrungen vorkommt, aus den aneinanderliegenden oder aneinanderstoßenden Flächen zur Außenseite sowie das Lecken einer Flüssigkeit, die in Wasserbohrungen und Ölbohrungen fließt, aus den aneinanderliegenden Flächen verhindern und einen Spalt zwischen den aneinanderliegenden Flächen des Zylinderkopfs und Zylinderblocks zuverlässig unter einem geeigneten Dichtungsflächendruck verhindern. Ferner ist diese Metalldichtung einfach aufgebaut und kann einfach und mit verringerten Kosten hergestellt werden.
Die Metalldichtung kann durch Beschichten der Außenflächen der dünnen Metallplatten mit einem hitzebeständigen Harz oder hitzebeständigem Kautschuk oder Gummi gebildet werden, und so kann eine Metall-Metall-Berührung zwischen den dünnen Metallplatten und die Metall-Metall-Berührung der dünnen Metallplatten bezüglich der oberen Fläche des Zylinderblocks und der Unterfläche des Zylinderkopfes vermieden werden und die Beständigkeit der Metalldichtung kann verbessert werden.
Die zweite elastische Metallplatte kann mit umgefalzten Teilen längs der Verbrennungskammerbohrungen in der Zwischenplatte versehen werden, wobei diese umgefalzten Teile als Anschläge für die Wülste dienen, die sich längs der Verbrennungskammerbohrungen in der Zwischenplatte erstrecken.
Die erste elastische Metallplatte kann eine Wulstplatte darstellen, die am Zylinderkopf vorgesehen ist, und die zweite elastische Metallplatte liegt am Zylinderblock.
Auch wenn Höhendifferenzen zwischen den Teilen der oberen Flächen des Zylinderblocks und Kettenkastens auftreten, welche den aneinanderstoßenden Flächen derselben entsprechen, bilden eine Seitenfläche des Zylinderblocks und eine Innenfläche des Kettenkastens eine Wandfläche eines Hohlraums im Kettenkasten, oder sogar wenn solche Höhendifferenzen verhältnismäig groß werden, berühren die Dichtorgane dieser Metalldichtung direkt die eine Höhendifferenz aufweisenden Oberflächen und dichten die Bereiche mit Höhendiffernz ausgezeichnet ab, so daß das Herausspritzen eines Öls mit einer Bewegung der Kette im Kettenkasten, das Eindringen des Öls in die eine Höhendifferenz aufweisenden Teile entsprechend den aneinanderstoßenden oder aneinanderliegenden Flächen und das Auslecken von Öl nach außen verhindert werden. Auch wenn die Höhendifferenzen zwischen den erwähnten oberen Flächen, die den aneinanderliegenden Flächen des Zylinderblocks und Zylinderkopfes entsprechen, groß werden und ein Sinken des Dichtungsflächendrucks bewirken, können die Bereiche mit den Höhendifferenzen ausgezeichnet abgedichtet werden, wenn die Dicke der Dichtungsorgane im voraus geeignet reguliert wird.
Die Länge der Dichtorgane wird Vorzugsweise im wesentlichen auf eine Hälfte derjenigen der Löcher in der Zwischenplatte eingestellt. Wenn daher die oben erwähnten Höhendifferenzen vorhanden sind, werden die Dichtorgane zwischen dem Zylinderkopf und Kettenkasten zusammengepreßt, wodurch die Dichtorgane keilförmig verformt werden, um ihre Dichtungsfähigkeit zu gewährleisten, wodurch ein Sinken der Dichtungsfähigkeit, das dem Abfall des Flächendrucks zwischen Zylinderkopf und Kettenkasten infolge der Höhendifferenz zuzuschreiben ist, beseitigt werden kann.
Das Auslecken eines Verbrennungsgases mit hoher Temperatur und hohem Druck, das in den Verbrennungskammerbohrungen vorhanden ist, aus einem Spalt zwischen den aneinanderliegenden Flächen des Zylinderblocks und des Zylinderkopfes nach außen, und das Auslecken von in Wasser- und Öllöchern fliessenden Flüssigkeiten aus einem schmalen Spalt zwischen den erwähnten gegenüberliegenden Flächen, das vollständig verhindert werden muß, kann vermieden und jeweils zuverlässig durch einen hohen Dichtungsflächendruck des Hauptdichtungsteils einer Anzahl von laminierten dünnen Metallplatten abgedichtet werden. Zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Kettenkastens, der durch den Zylinderblock und einen daran befestigten, seitlich offenen Kettenkastenkörper gebildet ist, der an einer Seitenfläche des Zylinderblocks angebracht ist, und des Zylinderkopfes wird der Bereich rings um die Öffnung des Kettenkastens mit einem verhältnismäßig niedrigen Flä chendruck durch Hilfsdichtungsteile abgedichtet.
Diese Metalldichtung verhindert wirksam das Eindringen des Öls im Kettenkasten in einen Spalt zwischen den verbundenen Oberflächen. Sogar wenn daher die oben erwähnten Höhendifferenzen an den aneinanderliegenden Flächen des Zylinderblocks und des Kettenkastens steigen, kann immer noch eine zufriedenstellende Dichtwirkung durch die vorgesehenen Dichtorgane sichergestellt werden, obwohl der Dichtungsflächendruck weiter sinkt, wenn eine bekannte Metalldichtung verwendet wird. Es kann daher eine Metalldichtung mit einem allgemein einfachen Aufbau erzielt werden, und es kann eine stabile Dichtwirkung mit niedrigen Kosten erzielt werden. Ferner ist es möglich, das Auslecken von Öl aus den eine Höhendifferenz aufweisenden Teilen zuverlässig und stabil zu verhindern, insbesondere die Dichtungsfähigkeit von Bereichen in der Umgebung der Kontaktflächen zu verbessern, den Oberflächendruck zwischen dem Zylinderkopf und Zylinderblock in einfacher Weise zu regulieren, die Herstellungskosten der Dichtung zu verringern und die Zuverlässigkeit derselben zu verbessern.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nunmehr lediglich beispielhaft mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Teildraufsicht auf eine Ausführungsform der Metalldichtung für Kettenkasten-tragende Motoren oder Kraftmaschinen gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil gemäß dem Bezugszeichen A der Ausführungsform der Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie C-C in Fig. 1;
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie D-D in Fig. 1;
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie E-E in Fig. 1;
Fig. 7 einen Schnitt, welcher den Aufbau der dünnen Metallplatte in der Metalldichtung für einen Kettenkastentragenden Motor gemäß Fig. 1 darstellt;
Fig. 8 eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform der Metalldichtung für Kettenkasten-tragende Motoren gemäß der Erfindung;
Fig. 9 eine größere Draufsicht eines Teils gemäß dem Bezugszeichen F der Ausführungsform gemäß Fig. 8;
Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 8; und
Fig. 11 eine Schrägansicht eines Beispiels eines Kettenkasten-tragenden Zylinderblocks.
Eine Ausführungsform der Metalldichtung für Kettenkasten-tragende Motoren gemäß der Erfindung wird nunmehr mit Bezugnahme auf die Fig. 1-7 beschrieben. Diese Metalldichtung ist geeignet, einen Spielraum zwischen den gegenüberliegenden Flächen eines Zylinderblocks 28 und eines Kettenkastens 29 und eines (nicht gezeigten) Zylinderkopfes abzudichten, die in Fig. 11 dargestellt sind. Der Kettenkasten 29 ist als getrennter Teil bezüglich des Zylinderblocks 28 ausgebildet und an einer Seitenfläche des Zylinderblocks 28 befestigt. Der Kettenkasten 29 ist an seiner Seitenwand offen, die am Zylinderblock 28 befestigt ist, um sein Gewicht zu verringern. Der Kettenkasten 29 ist im horizontalen Schnitt U-förmig und an zwei Teilen desselben mit Verbindungsflächen versehen, d. h. Stoßflächen 20 bezüglich des Zylinderblocks 28. Eine Innenfläche des Kettenkastens 29 und eine Seitenfläche des Zylinderblocks 28 bilden einen Hohlraum 33, in welchem sich eine Kette zum Antrieb einer Nockenwelle bewegt.
Diese Metalldichtung enthält einen Hauptdichtungsteil 1 und einen Hilfsdichtungsteil 2 und weist eine dünne Metallplatte auf, die durch einen einstückig sich erstreckenden Teil dünner Metallplatten gebildet ist, die den Hauptdichtungsteil 1 bilden. Der Hauptdichtungsteil 1 ist ein Dichtungsteil, der zwischen eine obere Fläche 34 des Zylinderblocks 28 und eine untere Fläche eines Zylinderkopfes eingelegt und geeignet ist, die Umfangsbereiche verschiedener Arten von Bohrungen und Löchern abzudichten, wie Verbrennungskammerbohrungen 3, die entsprechend den Zylindern im Motor ausgebildet sind, d. h. Verbrennungskammern 35, Montagelöcher (knock holes) 21, Bolzenlöcher 22 und Wasserlöcher. Der Hilfsdichtungsteil 2 ist geeignet, gegenüberliegende Flächen abzudichten, deren eine eine Kombination einer oberen Fläche 31, die einen Hohlraum 33 des Kettenkastens 29 bildet, und einer oberen Fläche 34 neben einer Seitenfläche des Zylinderblocks 28 ist, an dem der Kettenkasten 29 befestigt ist, deren andere eine untere Fläche des Zylinderkopfs ist, die sich durchgehend eben gerade als eine gegenüberliegende Oberfläche des Hauptdichtungsteils 1 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform sind die Metalldichtung, die Haupt- und Hilfsdichtungsteile 1, 2 einstückig und zusammenhängend ausgebildet.
Diese Metalldichtung ist geeignet, einen schmalen Spalt zwischen den gegenüberliegenden Flächen eines Zylinderblocks, an welchem ein Kettenkasten befestigt ist, in dem eine eine Nockenwelle antreibende Kette sich bewegt, und einem Zylinderkopf abzudichten, und sie ist durch ein Laminat von drei dünnen Metallplatten gebildet, die einen Hauptdichtungsteil 1 und einen Hilfsdichtungsteil 2 bilden und mit Verbrennungskammerbohrungen 3 versehen sind. Die drei dünnen Metallplatten bestehen aus einer ersten und zweiten elastischen Metallplatte 5,7, die auf beiden Seiten vorgesehen sind, und einer Zwischenplatte 6, die zwischen den zwei elastischen Metallplatten vorgesehen ist. Die elastische Metallplatte 5 bildet eine Wulstplatte, die auf der Seite des Zylinderkopfs angeordnet ist, die elastische Metallplatte 7 eine Anschlagplatte, die auf der Seite des Zylinderblocks 28 angeordnet ist, und die Zwischenplatte 6 eine Regulierungsplatte mit der Funktion der Regulierung einer Festziehdicke.
Die elastische Metallplatte 5 ist mit einem Wulst 8 versehen, der sich um eine darin ausgebildete Öffnung 4 erstreckt und dem Hohlraum 33 im Kettenkasten 29 entspricht. Die Zwischenplatte 6 ist mit rechteckigen Bohrungen 10 versehen, in die Dichtungsorgane 25 zum Abdichten von Höhenunterschiedsteilen 30, die an aneinanderliegenden Flächen 20 in einem Grenzbereich zwischen dem Kettenkasten 29 und dem Zylinderblock 28 auftreten, eingepaßt sind, und diese Bohrungen 10 erstrecken sich von den Anlageflächen 20 unter rechten Winkeln zu diesen wenigstens bis zum Kettenkasten 29. Die elastische Metallplatte 7 ist mit einem Wulst 9 versehen, der sich längs des Umfangs der Öffnung 4 erstreckt, sowie mit rechteckigen Aussparungen 11, die durch Ausschneiden der Bereiche desselben gebildet sind, in welchen die Dichtungsorgane 25 angeordnet sind, derart, daß die Aussparungen 11 sich unter Überbrückung der in die Zwischenplatte 6 eingefügten Dichtungsorgane 25 erstrecken.
Bei dieser Ausführungsform sind die Dichtungsorgane 25 aus einem nichtmetallischen Material, wie einem hitzebeständigen Harz oder Silikongummi, in einer zylindrischen Form ausgebildet, so daß sie in die rechtwinkligen Bohrungen 10 passen. Die Dicke der Dichtungsorgane 25 wird größer eingestellt als diejenige (0,60 mm) der Zwischenplatte 6, z. B. zweifach (1,2 mm im Durchmesser oder Dicke) so groß wie die Dicke der Zwischenplatte 6. Die Länge L jedes Dichtungsorgans 25 wird im wesentlichen auf eine Hälfte der Breite der Öffnung 4 des Kettenkastens 29 eingestellt. Es sei H gleich einem Abstand zwischen der Mitte eines Bolzenloches 24, das zum Befestigen der Metalldichtung am Kettenkasten 29 vorgesehen ist, und einer anliegenden Oberfläche 20. Dementsprechend wird die Gleichung L = (1/2) · H im wesentlichen erfüllt. Die Bolzenlöcher 24 werden in den Teilen der Metalldichtung hergestellt, die gegenüber den Bolzenlöchern 32 im Kettenkasten 29 liegen. Da die Größe der Dichtungsorgane 25 in der oben erwähnten Weise eingestellt ist, sind die Höhendifferenzen 30, die in den aneinanderliegenden Flächen 20 auftreten, ausreichend versetzt, so daß die Dichtungswirkung der Dichtungsorgane 25 verbessert werden kann.
Wenn die dünnen Metallplatten aufeinandergeschichtet werden, wird bevorzugt, daß die elastische Metallplatte 5, die auf der Seite des Zylinderkopfes angeordnet ist, aus einem Material hoher Bearbeitbarkeit hergestellt wird, so daß die Metallplatte 5 leicht dem Zylinderkopf folgt, der leichter verformt wird als der Zylinderblock 28, wodurch Leckwege miminal gemacht werden. Das Material zur Bildung der drei dünnen Metallplatten kann wahlweise eingestellt werden. Zum Beispiel ist die elastische Metallplatte 5 aus SUS 301 mit einer Härte von Hv 300-500 gebildet. Die elastische Metallplatte 7 ist aus SUS 304 oder SUS 430 mit einer Härte von Hv 150-200 ausgebildet. Die Zwischenplatte 6 ist aus SUS 430 oder SPC mit einer Härte von Hv 150-200 ausgebildet.
Wie in Fig. 7 gezeigt, wird die Metalldichtung gebildet, indem die dünnen Metallplatten einer Wärmebehandlung unterworfen werden und die obere und untere Fläche derselben mit nichtmetallischen Material beschichtet wird. Beispielsweise wird die elastische Metallplatte 5 mit Fluorgummi 12 und Acrylsilikon 13 beschichtet, die Zwischenplatte 6 mit Silikongummi 14 und die elastische Metallplatte 7 mit Fluorgummi 18 und Acrylsilikon 19. So kann eine Metall-Metall-Berührung zwischen den dünnen Metallplatten und zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock vermieden werden, und die Korrosionsbeständigkeit, Dauerhaftigkeit und Festigkeit der Metalldichtung kann sichergestellt werden. Auch wenn kleine Vertiefungen und Vorsprünge in und auf einer mechanisch bearbeiteten Oberfläche der Metalldichtung vorhanden sind, bedecken diese nichtmetallischen Materialien dieselben, und die Metalldichtung kann ihre Dichtwirkung zufriedenstellend erfüllen.
Die elastischen Metallplatten 5,7 und die Zwischenplatte 6 sind mit Verbrennungskammerbohrungen 3 entsprechend den Verbrennungskammern 35 im Zylinderblock 28 sowie Öffnungen 4 entsprechend dem Hohlraum 33 im Kettenkasten 29 versehen. Die elastische Metallplatte 5 ist in dem Teil derselben, der im Abstand von einer Innenkante der Verbrennungskammerbohrung 3 etwas in der Radialrichtung derselben liegt, mit einem im Querschnitt bergförmigen Wulst 15 versehen, der sich konzentrisch mit der Verbrennungskammerbohrung 3 erstreckt und diese umfaßt, so daß der Hauptdichtungsteil 1 gebildet wird, wobei dieser Wulst 15 sich zur Zwischenplatte 6 erstreckt und diese berührt. Die elastische Metalldichtung 7 hat einen umgefalzten Teil 17, der durch Aufbiegen desjenigen Teils derselben gebildet wird, der um die Verbrennungskammerbohrung 3 liegt, zur elastischen Metallplatte 5 hin. Die Breite des umgefalzten Teils 17 wird so eingestellt, daß der umgefalzte Teil nicht einem Wulst 16 an der Zwischenplatte 6 überlagert wird. Der umgefalzte Teil 17 verringert die Verformung des Teils der Zwischenplatte 6, der einem inneren Ende der Verbrennungskammerbohrung 3 entspricht, und dient wirksam als Mittel zur Verhinderung einer dauerhaften Ermüdung der Zwischenplatte 6. Die Dicke des gefalzten Teils 17 kann durch Erhöhung oder Verringerung einer plastischen Verformungsgeschwindigkeit für einen Falzvorgang reguliert werden.
Die Zwischenplatte 6, d. h. eine dünne Metallregulierungsplatte, ist zwischen die plastischen Metallplatten 5,7 so eingelegt, daß sie die Metalldichtung verstärkt und deren Dicke steuert. Die Zwischenplatte 6 ist mit einem Wulst 16 an demjenigen Teil versehen, der die Verbrennungskammerbohrung 3 umfaßt und dichter an der Verbrennungskammer 3 liegt als der Wulst 15 an der elastischen Metallplatte 5. Der Wulst 16 ist so geformt, daß eine vorstehende Fläche desselben der elastischen Metallplatte 5 gegenüberliegt. Die Zwischenplatte 6 kann in demjenigen Teil, der rings um die Verbrennungskammerbohrung 3 liegt, in Bezug auf die Dicke des Teils der elastischen Metallplatte 7 reguliert werden, der in dem Bereich des umgefalzten Teils 17 liegt, sowie die Höhe des Wulstes 15.
Wenn die Metalldichtung zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Zylinderkopfes und des Zylinderblocks 28 gehalten ist und festgezogen wird, kommen die Wülste 15, 16, die an den Teilen der elastischen Metallplatten 5,7 vorgesehen sind, die nahe der Verbrennungskammerbohrung 3 liegen, in Kontakt mit der gegenüberliegenden Fläche des Zylinderkopfes, die rings um die Verbrennungskammerbohrung 3 liegt, um doppelte ringförmige Dichtungsteile zu bilden. An dem Teil der elastischen Metallplatte 5, der einem inneren Randteil der Verbrennungskammerbohrung 3 entspricht, wird der Dichtungsdruck gegen den Zylinderkopf und den Zylinderblock entsprechend der erhöhten Dicke infolge des umgefalzten Teils 17 höher, um einen Dichtungsteil am inneren Randteil der Verbrennungskammerbohrung 3 zu bilden. Infolge der dreistufigen ringförmigen Dichtungsteile kann ein Auslecken eines unter hoher Temperatur und hohem Druck stehenden Verbrennungsgases aus den Verbrennungskammerbohrungen 3 zu den beiden gegenüberliegenden Befestigungsflächen verhindert werden. Infolge einer Vergrößerung der ringförmigen Dichtungsteile und des Versetzens der Fehlausrichtung der gegenüberliegenden Befestigungsflächen wird die Belastungshöhe des Zylinderkopfes aufgrund der sich wiederholenden Explosions- und Expansionshübe eines Verbrennungsmotors während eines Verbrennungszyklus minimal gemacht. Die Festziehkraft wird in geteilter Weise auf die Wülste 15, 16 und die inneren Randteile der Verbrennungskammerbohrungen 3 abgestützt, so daß die in den Wülsten 15, 16 während des Festziehens der Metalldichtung auftretende Belastung verringert wird. Dementsprechend tritt ein vollständiges Zusammendrücken der Metalldichtung nicht ein, und es können das Auftreten einer dauernden Ermüdung und von Rissen der Wülste 15, 16 verhindert werden.
Bei dieser Ausführungsform enthält der Hilfsdichtungsteil 2 die Fortsätze von drei dünnen Metallplatten, d. h. den elastischen Metallplatten 5 und 7 und der Zwischenplatte 6, die den Hauptdichtungsteil 1 bilden, bis zum Umfang der oberen Fläche der Öffnung 4 des Kettenkastens. Die elastischen Metallplatten 5,7 und die Zwischenplatte 6 erstrecken sich zur oberen Fläche des Umfangs der Öffnung 4. Die elastischen Metallplatten 5,7 sind mit Wülsten 8, 9 versehen, die sich längs des Hohlraums des Kettenkastens in der gleichen Weise erstrecken wie die Wülste am Hauptdichtungsteil 1, um den Hilfsdichtungsteil 2 zu bilden.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Metalldichtung wird nunmehr mit Bezugnahme auf die Fig. 8, 9 und 10 beschrieben. Diese Ausführungsform hat den gleichen Aufbau wie das oben beschriebene Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, daß sich in einer Zwischenplatte ausgebildete Bohrungen über anstoßende Flächen 20 erstrecken. Daher sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine nochmalige Beschreibung derselben wird weggelassen.
Bei der zweiten Ausführungsform erstrecken sich die Bohrungen 10 in der Zwischenplatte 6 von den anstoßenden Flächen 20 über einen Teil eines Zylinderblocks 28, so daß sie eine rechtwinklige Querschnittsform besitzen. Mit anderen Worten, die Bohrungen 10 überkreuzen die anstoßenden Flächen 20 im wesentlichen rechtwinklig zu diesen, so daß sie Öffnungen besitzen, die sich über einen Teil des Zylinderblocks 28 erstrecken. Die Dichtungsorgane 26, die in die Bohrungen 10 eingepaßt sind, haben Fortsätze 27, die in den Öffnungen angeordnet sind, welche sich von den anliegenden Flächen 20 in einem Grenzbereich zwischen dem Zylinderblock und dem Kettenkasten über einen Teil des Zylinderblocks 28 erstrecken, wobei die Fortsätze 27 so ausgebildet sind, daß sie sowohl die obere Fläche 31 des Kettenkastens 29 und diejenige 34 des Zylinderblocks 28 berühren. Die Dichtungsorgane 26 sind in die Bohrungen 10 der Zwischenplatte 6 eingepaßt und mit Flanschen 36 versehen, die die Oberfläche der Zwischenplatte 6 berühren, welche auf der Seite der elastischen Metallplatte 7 liegt und sich längs der Bohrungen 10 erstreckt. Auch wenn daher die anliegenden Flächen 20 Höhenunterschiede 30 besitzen, können die Dichtungsorgane 26 die Höhendifferenzen zufriedenstellend ausgleichen und ihre Dichtungswirkung ausüben. Obwohl die Dichtungsorgane als Ausführungsbeispiel in den oben beschriebenen Formen ausgebildet sind, müssen ihre Formen nicht unbedingt auf die bei den obigen Ausführungsformen beschriebenen Formen beschränkt sein. Die Form der Dichtungsorgane kann auf verschiedene Weisen entsprechend der Art des jeweiligen Motors oder der jeweiligen Maschine eingestellt werden, und ihr Material kann unterschiedlich gewählt werden.

Claims

1. Metalldichtung für Kettenkasten-tragende Motoren, welche aufweist:

drei dünne laminierte Metallplatten (5, 6,7), die bei Verwendung zwischen einen Zylinderblock (28), an welchem ein Kettenkasten (29) befestigt ist, der einen hohlen Raum (33) enthält, in dem sich eine Kette bewegt, und einen am Zylinderblock (28) befestigten Zylinderkopf eingelegt und mit Verbrennungskammerbohrungen (35) versehen sind,

wobei die dünnen Metallplatten eine erste und zweite elastische Metallplatte (5,7) auf beiden Seiten und eine Zwischenplatte (6) zwischen der ersten und zweiten elastischen Metallplatte (5,7) umfassen,

sowohl die erste als auch die zweite elastische Metallplatte (5,7) und die Zwischenplatte (6) mit einer Öffnung (4) versehen sind, durch die sich die Kette bewegt, die sich im Kettenkasten (29) bewegt,

sowohl die erste als auch zweite elastische Metallplatte (5,7) mit einem Wulst (8, 9) versehen ist, der sich längs der Öffnung (4) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Zwischenplatte (6) mit Bohrungen (10) versehen ist, die sich von aneinanderliegenden Flächen (20) in einer Grenzfläche zwischen dem Kettenkasten (29) und dem Zylinderblock (28) über einen Teil des Kettenkastens (29) erstrecken, wobei die Bohrungen (10) mit Dichtungsorganen (25) zum Abdichten von höhenunterschiedlichen Teilen (30) gefüllt sind, welche an den Teilen der oberen Flächen (31,34) des Kettenkastens (29) und des Zylinderblocks (28) auftreten, die den aneinanderliegenden Flächen (20) entsprechen,

wobei nur eine der elastischen Metallplatten (7) mit Aussparungen (11) versehen ist, die durch Ausschneiden derjenigen Teile derselben gebildet sind, welche den Bereichen entsprechen, in denen die Dichtungsorgane (25) angeordnet sind.

2. Metalldichtung für Kettenkasten-tragende Motoren nach Anspruch 1, bei welcher die in der Zwischenplatte (6) ausgebildeten Bohrungen (10) die aneinanderliegenden Flächen (20) überkreuzen und sich über einen Teil des Zylinderblocks (28) erstrecken, wobei die Dichtorgane (25) sich sowohl über den Zylinderblock (28) als auch den Kettenkasten (29) erstrecken.

3. Metalldichtung für Kettenkasten-tragende Motoren nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Länge der Dichtorgane (25) auf im wesentlichen die halbe Breite der Öffnung (4) der Zwischenplatte (6) eingestellt ist.

4. Metalldichtung für Kettenkasten-tragende Motoren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Oberflächen der dünnen Metallplatten (5, 6,7) mit einem hitzebeständigen Harz oder hitzebeständigem Gummi (12, 13, 14,18,19) beschichtet sind.

5. Metalldichtung für Kettenkasten-tragende Motoren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher die zweite elastische Metallplatte (7) mit gefalzten Teilen (17) versehen ist, die durch Umbiegen von Teilen derselben längs der Verbrennungskammerbohrungen (3) der Zwischenplatte (6) gebildet sind.

6. Metalldichtung für Kettenkasten-tragende Motoren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die erste elastische Metallplatte (5) eine Wulstplatte darstellt und bei Verwendung auf der Seite des Zylinderkopfes vorgesehen ist, wobei die zweite elastische Metallplatte (7) bei Verwendung auf der Seite des Zylinderblocks (28) vorgesehen ist.