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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung, die zwischen einem
Zylinderkopf und einem Zylinderblock angeordnet ist, insbesondere
eine Zylinderkopfdichtung, bei der mehrere dünne Metallplatten laminiert
sind.
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Im
Stand der Technik sind als Zylinderkopfdichtung, die zwischen einem
Zylinderkopf und einem Zylinderblock anzuordnen ist, verschiedene
Zylinderkopfdichtungen bekannt, die eine einzelne dünne Metallplatte
oder mehrere dünne
Metallplatten verwenden, wie in 4 bis 6 gezeigt.
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Unter
solchen Dichtungen kann bei einer Zylinderkopfdichtung, bei der
mehrere dünne
Metallplatten laminiert sind, wie in 4 und 5 gezeigt, die Gesamthöhe von Zylinderkopfdichtung,
Zylinderkopf und Zylinderblock durch die Zahl ihrer dünnen Platten
eingestellt werden, und ein Glied zur Erhöhung des Abdichtvermögens an
Verbrennungsraumbohrungen und Fluidbohrungen, die die Dichtung durchdringen,
kann äußerst leicht
an den Bohrungen vorgesehen werden, wodurch die Dichtung außerordentliche
Vorteile gegenüber
einer Zylinderkopfdichtung hat, die durch eine einzelne dünne Metallplatte gebildet
wird, wie oben beschrieben.
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Im
Falle, dass auf der Kontaktfläche
der obigen Dichtung, bei der dünne
Metallplatten laminiert sind, eine Beschichtungsschicht aus einem
Gummi- oder Harzmaterial vorgesehen ist, hat die Dichtung außerdem den
Vorteil, dass, wenn Kontaktdruck mit hoher Last auf die laminierten
dünnen
Platten ausgeübt
wird, die laminierten dünnen
Platten wegen dieser Beschichtungsschicht durch Kompression verformt
werden können
und außerdem
leicht an eine Verformung eines Zylinderkopfs oder eines Zylinderblocks
angepasst werden können.
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Zwecks
Verhinderung von Abnutzung und außerdem zwecks Verbesserung
des Mikroabdichtvermögens
wird nicht nur auf der obigen Kontaktfläche eine Beschichtungsschicht
ausgebildet, sondern auch auf der Oberfläche einer dünnen Platte, die mit einem
Zylinderkopf oder einem Zylinderblock in Kontakt gebracht wird.
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Als
so eine Dichtung, bei der dünne
Metallplatten laminiert sind, ist eine Dichtung bekannt, bei der
Beschichtungsschichten 12 aus einem Gummimaterial auf den
Oberflächen
von laminierten dünnen Platten 10 und 11 und
auf deren Kontaktfläche
angeordnet sind (4),
oder eine Dichtung, bei der keine Beschichtungsschicht auf den Kontaktflächen von
laminierten dünnen
Platten 13 bis 18 vorgesehen sind, wobei die dünnen Platten 13 bis 18 bloß laminiert sind
(4), und eine Beschichtungsschicht 19 aus einem
Harzmaterial nur auf der Oberfläche
der äußersten
dünnen
Platte 13 vorgesehen ist (5).
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Wird
jedoch ein Gummimaterial für
eine Beschichtungsschicht verwendet, und wird Kontaktdruck mit hoher
Last darauf ausgeübt,
tritt Fließbruch oder
Abschälen
einer Beschichtungsschicht auf. Wird ein Harzmaterial für eine Beschichtungsschicht verwendet,
gibt es die Probleme, dass es vom Produktivitätsstandpunkt her schwierig
ist, eine Beschichtungsschicht so auszubilden, dass sie eine gewünschte Dicke
hat, und durch Wärmeeinfluss
leicht eine Kriecherscheinung verursacht wird. Und wenn keine Beschichtungsschicht
auf die Kontaktfläche
einer Dichtung aufgebracht wird, bei der dünne Platten laminiert sind,
gibt es das Problem, dass die dünnen Platten
nicht an eine Verformung eines Zylinderkopfs oder eines Zylinderblocks
angepasst werden können.
Daher können
die Funktionen als Dichtung, bei der dünne Platten laminiert sind,
nicht erfüllt
werden.
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Andererseits
ist im Stand der Technik eine Dichtung bekannt, bei der ein Verbundmaterial,
d.h. ein Material, das ein Gummimaterial, einen Füllstoff, eine
organische Faser, eine anorganische Faser und dergleichen aufweist,
an Stelle eines Gummi- oder Harzmaterials zur Verwendung für die obige
Beschichtungsschicht verwendet wird. Bei der Dichtung wird eine
Beschichtungsschicht durch so ein Verbundmaterial gebildet, und
wie in 6 gezeigt, sind Beschichtungsschichten 21 aus
dem Verbundmaterial auf beiden Oberflächen einer einzelnen dünnen Platte 20 vorgesehen.
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Diese
Dichtung weist mechanische Festigkeit und Haltbarkeit gegen Fließbruch,
Abschälen oder
Kriechen auf. Die Dichtung enthält
aber keine laminierten dünnen
Platten, so dass sie die obigen außerordentlichen Vorteile, die
durch Laminierung erzielt werden können, nicht aufweist.
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Die
WO-938420 offenbart eine Dichtung, die aus zwei äußersten Platten und einer oder
zwei inneren Platten besteht. Die inneren Grenzflächen dieser Laminatplattenstrukturen
sind mit Abdichtschichten wie z.B. Nitrilgummi beschichtet, um Fluidleckage
zu verhindern, während
die Außenflächen der äußersten
Platten mit Graphitschichten versehen sind, um anpassbare Eigenschaften
zu schaffen, die es der Dichtung ermöglichen, Oberflächenfehler
ohne zusätzliche
Oberflächenbeschichtungen
abzudichten.
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Die
US-5 490 681 offenbart eine Zylinderkopfdichtung aus drei laminierten
Metallplatten, wobei die Außenflächen der äußersten
Platten mit einer Elastomerbeschichtung beschichtet sind, vorzugsweise
einer Gummibeschichtung, um eine Fluidabdichtung zu schaffen, während die
mittlere Platte nur einseitig mit einer hochtemperaturbeständigen Beschichtung
beschichtet ist, um eine Gasabdichtung, keine Fluidabdichtung zu
schaffen.
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Die
EP-0 431 227 offenbart eine Zylinderkopfdichtung, die aus zwei äußersten
Platten und einer inneren Platte besteht, wobei nur die innere Platte
mit Abdichtschichten aus Gummi versehen ist, um Abdichtungseigenschaften
in Bezug auf Fluide zu erzielen. Weiterhin ist die Möglichkeit
offenbart, dünne Beschichtungen
auf den Außenflächen der äußersten
Platten vorzusehen, um kleine Kratzer im Motorblock aufzufüllen. Diese
Beschichtungen sollten daher aus einem wärmebeständigen Material bestehen, d.h.
einem anderen Material in Bezug auf die Beschichtungsschichten auf
der inneren Platte.
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Die
US-5 528 415 offenbart eine Zylinderkopfdichtung, bei der sowohl
die Außenflächen der äußersten
Platten als auch deren innere Grenzflächen mit einem Verbundmaterial
beschichtet sind, in Übereinstimmung
mit dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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KURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zylinderkopfdichtung
mit ausreichender mechanischer Festigkeit und außerordentlicher Haltbarkeit
bereitzustellen, die außerdem
Vorteile zeigt, die durch Laminieren von dünnen Platten und Bereitstellen
von Beschichtungsschichten auf den Kontaktflächen von laminierten dünnen Platten
erzielt werden können.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zylinderkopfdichtung
bereitzustellen, bei der die Gesamthöhe oder Dicke der Dichtung selbst
klein gehalten wird, indem die Dicke von auf dünnen Platten vorgesehenen Beschichtungsschichten
in Abhängigkeit
von Gliedern geändert
wird, mit denen die Beschichtungsschichten in Kontakt kommen, keine
mechanische Kriecherscheinung verursacht wird, selbst wenn eine
hohe Belastung darauf ausgeübt
wird, und die Haltbarkeit verbessert ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist im unabhängigen Anspruch 1 angegeben.
Die abhängigen
Ansprüche
geben besondere Ausführungsformen
der Erfindung an.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist jede der Beschichtungsschichten auf
den Oberflächen
der äußersten
dünnen
Platten so ausgebildet, dass sie dicker ist als die zwischen den
benachbarten dünnen
Platten ausgebildete Beschichtungsschicht.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
das Verbundmaterial eine Faser zusätzlich zu einem Bindemittel
bzw. einem Füllstoff.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind Wülste, die die Fluiddurchgangsbohrungen
umgeben, nur auf den dünnen
Zwischenplatten mit Ausnahme der äußersten dünnen Platten unter den die
laminierten dünnen
Platten bildenden dünnen
Platten ausgebildet.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittsansicht
einer Zylinderkopfdichtung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Draufsicht auf
die Dichtung von 1.
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3a ist eine vergrößerte Schnittansicht
eines Schnitts A–A
in 2.
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3b und 3c sind jeweils eine vergrößerte Schnittansicht
eines Schnitts B–B
in der Dichtungsdraufsicht bei verschiedenen in 2 gezeigten Ausführungsformen.
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4 ist eine Schnittansicht
einer konventionellen Zylinderkopfdichtung, bei der dünne Metallplatten
laminiert sind.
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5 ist eine Schnittansicht
einer konventionellen Zylinderkopfdichtung, bei der dünne Metallplatten
laminiert sind.
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6 ist eine Schnittansicht
einer konventionellen Zylinderkopfdichtung, bei der ein konventionelles
Verbundmaterial aufgetragen ist.
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7 ist ein Graph, der Druckfestigkeitskennlinien
des Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung und eines konventionellen
Verbundmaterials zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Als
die dünnen
Metallplatten können
nicht nur oberflächenbehandelte
Stahlplatten, sondern auch zum Beispiel Aluminium- oder Edelstahlplatten verwendet
werden. Das Verbundmaterial enthält
ein Gummimaterial wie z.B. Nitril-Gummi und Chloropren-Gummi, einen Füllstoff
wie z.B. Graphit und Glimmer, eine anorganische Faser wie z.B. Glasfaser und
eine organische Faser wie z.B. Aromatpolyamidfaser und Aromatpolyimidfaser.
Bei der Zylinderkopfdichtung der vorliegenden Erfindung kann daher
die Gesamthöhe
der Zylinderkopfdichtung, eines Zylinderkopfs und eines Zylinderblocks
eingestellt werden; ein Glied zur Erhöhung des Abdichtvermögens kann äußerst leicht
vorgesehen werden; wird Kontaktdruck mit hoher Last darauf ausgeübt, können die laminierten
dünnen
Platten wegen der Beschichtungsschichten an eine Verformung eines
Zylinderkopfs oder eines Zylinderblocks angepasst werden und tritt
auch kein Fließbruch
oder Abschälen
der Beschichtungsschichten auf; und es wird durch Wärmeeinfluss
keine Kriecherscheinung verursacht.
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Daher
werden bei der Zylinderkopfdichtung der vorliegenden Erfindung beide äußersten
dicken Beschichtungsschichten mit den bearbeiteten Oberflächen eines
Zylinderkopfs oder eines Zylinderblocks in Kontakt gebracht, welche
Gegenstück-Glieder
sind, um Rauigkeit der bearbeiteten Oberflächen zu schlucken, und muss
man die Beschichtungsschichten) nicht so ausbilden, dass sie eine
unnötige Dicke
haben, indem die dünnen
Platten der oder den Beschichtungsschichten) benachbart gemacht
werden, die dünn
ist/sind, aber dick genug, um Luftdichtigkeit zwischen den dazwischen
geschichteten Platten zu bewahren, wodurch die Gesamthöhe der Dichtung
selbst klein gehalten werden kann und keine mechanische Kriecherscheinung
verursacht wird, selbst wenn eine hohe Belastung darauf ausgeübt wird.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf 1 bis 3c erläutert.
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Eine
Zylinderkopfdichtung 1 (nachfolgend als "Dichtung 1 " abgekürzt) gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist zwischen einem Zylinderkopf 2 (nachfolgend
als "Kopf 2" abgekürzt) und
einem Zylinderblock 3 (nachfolgend als "Block 3" abgekürzt) anzuordnen. 1 ist eine Querschnittsansicht
davon. 2 ist eine Draufsicht
auf die Dichtung 1; 3a ist
eine vergrößerte Schnittansicht
eines Schnitts A–A
der Dichtung 1 von 2;
und 3b und 3c sind jeweils eine vergrößerte Schnittansicht
eines Schnitts B–B
der Dichtung 1 von 2,
die verschiedene Ausführungsformen
zeigen.
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Die
Dichtung 1 wird durch Laminieren von drei oberflächenbehandelten
dünnen
Stahlplatten 4 bis 6 gebildet. Auf die Außenflächen der äußersten dünnen Platten 4 und 6 unter
den dünnen
Platten, d.h. an den Seiten der Oberflächen, die den Kopf 2 und
den Block 3 berühren,
werden Beschichtungsschichten 7 mit einer gewünschten
Dicke von 100 bis 200 μm
aus einem Verbundmaterial aufgetragen. Außerdem werden auf den Rückseiten
der dünnen
Platten 4 und 6, d.h. an den Seiten der an die
dünne Platte 5 angrenzenden
Oberflächen,
jeweils Beschichtungsschichten 8 mit einer gewünschten
Dicke von 60 bis 100 μm
von der gleichen Art wie das obige Verbundmaterial vorgesehen. In 1 sind die obigen Beschichtungsschichten 7 so
ausgebildet, dass sie dieselbe Dicke wie die Beschichtungsschichten 8 haben.
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In
diesem Fall sollten die Dicken der Beschichtungsschichten 7 und 8 verschiedenartig
gewählt
werden, in Anbetracht nicht nur der Präzision der Oberflächenrauigkeit
der dünnen
Platten 4 bis 6 selbst, die die Dichtung 1 bilden,
und der Oberflächenrauigkeit
des Kopfs 2 und des Blocks 3, sondern auch Gebrauchsbedingungen
der Dichtung 1. Im Allgemeinen ist die Dicke der Beschichtungsschichten 7 gleich
100 μm oder
mehr und diejenige der Beschichtungsschichten 8 gleich
100 μm oder
weniger.
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In 1 ist der Fall veranschaulicht,
dass die Beschichtungsschichten 7 mit derselben Dicke auf den
Außenflächen der
dünnen
Platte 4 und der dünnen
Platte 6 ausgebildet sind, die vorliegende Erfindung ist
aber nicht darauf beschränkt.
Die Beschichtungsschichten 7 können so ausgebildet werden, dass
sie je nach Oberflächenrauigkeit
und dergleichen des Kopfs 2 und des Blocks 3 unterschiedliche Dicke
haben.
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Außerdem ist
der Fall veranschaulicht, dass die Beschichtungsschichten 8 auf
den Rückseiten der
dünnen
Platten 4 und 6 ausgebildet sind, die vorliegende
Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt. Die Beschichtungsschichten 8 können statt
auf den Rückseiten
der dünnen
Platten 4 und 6 auf beiden Oberflächen der
dünnen
Platte 5 ausgebildet werden, oder die Beschichtungsschichten 8 können jeweils
auf den Rückseiten
der dünnen
Platten 4 und 6 und beiden Oberflächen der
dünnen
Platte 5 ausgebildet werden, so dass die Beschichtungsschichten 8 eine
Gesamtdicke von 60 μm
oder weniger haben.
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Ein
Beispiel für
Hauptbestandteile des in der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zum Beschichten verwendeten Verbundmaterials ist nachfolgend
gezeigt.
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Füllstoff:
vorzugsweise 40 bis 85 Gewichtsprozent, noch besser ungefähr 60 Gewichtsprozent auf
Basis des Gesamtgewichts des Verbundmaterials Kaolin, Silika, Glimmer
oder Antigorit mittlere Partikelgröße: vorzugsweise 1 bis 50 μm, noch besser ungefähr 10 μm
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Bindemittel:
vorzugsweise 5 bis 30 Gewichtsprozent, noch besser ungefähr 20 Gewichtsprozent
auf Basis desselben Nitril-Gummis, Butadien-Acrylnitril-Gummis (NBR) oder
Chloropren-Gummis Gehalt von Acrylnitril im Bindemittel: vorzugsweise
20 bis 50 Gewichtsprozent, noch besser ungefähr 33 bis 35 Gewichtsprozent
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Faser:
vorzugsweise 10 bis 40 Gewichtsprozent, noch besser ungefähr 20 Gewichtsprozent
auf Basis derselben Aromatpolyamidfaser, Asbest oder Steinwolle.
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Die
Ergebnisse eines Tests zum Vergleich der Druckfestigkeitskennlinie
(Kurve A) des obigen Verbundmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung mit
der Druckfestigkeitskennlinie (Kurve B) eines konventionellen Verbundmaterials
ist in 7 gezeigt.
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Größe der Teststreifen:
5 × 15
mm
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Vorbehandlungsbedingungen
der Teststreifen: Teststreifen wurden eine Stunde lang in ein Langzeit-Kühlmittel,
verdünnt
mit 50 % Leitungswasser, erwärmt
auf 100 °C,
getaucht.
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Testverfahren:
Die Teststreifen wurden auf eine Platte eines von Shimadzu Seisakusho
hergestellten Materialkompressionsprüfgerätes Autograph DSS-25T (Handelsname)
gelegt und durch eine Kompressionsschablone mit einer Größe von ungefähr 30 mm
Durchmesser komprimiert. Die Kompressionsgeschwindigkeit war 0,5
mm/min.
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Wie
man aus Kurve A von 7 deutlich
erkennt, konnte das Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung einer
Druckbelastung von mehr als 150 Megapascal (MPa) standhalten und
eine Dickenverformung von mehr als 30 % zulassen. Wie in Fig. B gezeigt,
wurde das konventionelle Verbundmaterial jedoch zermalmt, wenn eine
Druckbelastung von 75 MPa ausgeübt
wurde, was die Hälfte
der obigen Druckbelastung war. Dieser Zermalmungspunkt war Dickenverformung
von weniger als 10 %. Der Zermalmungspunkt ist in 7 mit "X" markiert.
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Die
Dichtung 1 wie oben beschrieben wird durch die laminierten
dünnen
Platten 4 bis 6 gebildet, wodurch die Gesamthöhe der Dichtung 1,
des Kopfs 2 und des Blocks 3 eingestellt werden
kann. Außerdem,
selbst wenn eine hohe Belastung auf die Dichtung 1 ausgeübt wird
und die Dichtung 1 zwischen dem Kopf 2 und dem
Block 3 angeordnet ist, sind die Beschichtungsflächen 8 auf
der Kontaktfläche
der laminierten dünnen
Platten 4 und 5 und derjenigen der laminierten
dünnen
Platten 5 und 6 vorgesehen, so dass die Dichtung 1 an
eine Verformung des Kopfs 2 oder des Blocks 3 angepasst
werden kann. Überdies wird
das Verbundmaterial für
die Beschichtungsschichten 7 und 8 verwendet,
so dass kein Fließbruch
oder Abschälen
der Beschichtungsschichten 7 und 8 auftritt und
durch Wärmeeinfluss
vom Block 3 oder dergleichen keine Kriecherscheinung verursacht
wird. Weiterhin muss man bei der Dichtung 1 die Beschichtungsschichten 7 und
die Beschichtungsschichten 8 nicht so ausbilden, dass sie
eine unnötige
Dicke haben, indem Oberflächenrauigkeit der
Oberflächen,
die Gegenstück-Glieder berühren, zwischen
denen die Dichtung 1 angeordnet ist, d.h. den Kopf 2 und
den Block 3, durch die Beschichtungsschichten 7 geschluckt
werden und Luftdichtigkeit zwischen den dünnen Platten 4 bis 6 durch
die Beschichtungsschichten 8 bewahrt wird, die dünner als
die Beschichtungsschichten 7 sind, wodurch die Gesamthöhe der Dichtung 1 selbst
klein gehalten werden kann; selbst wenn eine hohe Belastung darauf
ausgeübt
wird, wird keine mechanische Kriecherscheinung verursacht; und es
wird Haltbarkeit erzielt.
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Wie
in 2 gezeigt, sind bei
der Zylinderkopfdichtung 1 mehrere Verbrennungsraum-Bohrungen 1a oder
Fluiddurchgangsbohrungen 1b gelocht, und um Leckage von
Verbrennungsgas, Kühlwasser und
dergleichen zu verhindern, wird außen an den Umfangsrändern der
Bohrungen 1a oder 1b im Allgemeinen ein Glied
zur Erhöhung
des Abdichtvermögens
(z.B. ein O-Ring oder ein Dorn) vorgesehen.
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Daher
kann bei der Dichtung 1 der vorliegenden Erfindung, bei
der dünne
Metallplatten laminiert sind, das obige Glied verglichen mit einer
oben beschriebenen Dichtung, die durch eine einzelne dünne Platte
gebildet wird, außerordentlich
leicht vorgesehen werden.
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In
der in 3a gezeigten
Ausführungsform, in
der das Glied zur Erhöhung
des Abdichtvermögens außen vorgesehen
ist, ist entlang des Umfangsrandes der Fluiddurchgangsbohrung 1b,
die die drei laminierten dünnen
Platten 4 bis 6 durchdringt, ein konkaver Abschnitt 5a an
der dünnen
Platte 5 vorgesehen, die eine Zwischenschicht ist, wodurch
ein Glied 9 (bestehend aus 9a und 9b)
zur Erhöhung
des Abdichtvermögens
in den konkaven Abschnitt 5a eingreifen kann.
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Das
heißt,
das Glied 9 umfasst einen O-Ring 9a aus Gummi
und einen Dorn 9b zur Verstärkung des Rings 9a,
die einstückig
geformt sind, und der Dorn 9b steht mit dem konkaven Abschnitt 5a in
Eingriff. Daher kann die Dichtung 1 mit hoher mechanischer
Festigkeit und Haltbarkeit gegen Fließbruch, Abschälen oder
Kriechen erhalten werden, in der das Glied 9 zur Erhöhung des
Abdichtvermögens
der Verbrennungsraum-Bohrungen 1a oder
der Fluiddurchgangsbohrungen 1b außerordentlich leicht vorgesehen
werden kann.
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Eine
Zylinderkopfdichtung 31 gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls zwischen dem Zylinderkopf 2 und dem
Zylinderblock 3 anzuordnen, und ihre ebene Gestalt ist
dieselbe wie in 2 gezeigt. 3b und 3c sind jeweils eine vergrößerte Schnittansicht eines
Schnitts B–B
von 2.
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Die
Dichtung 31 mit einem in 3b oder 3c gezeigten Schnittaufbau
ist in sofern die gleiche wie die Dichtung von 3a, als die Dichtung 31 durch
Laminieren von drei oberflächenbehandelten dünnen Stahlplatten 4, 35a und 6 gebildet
wird.
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Die
in 3b oder 3c gezeigte Dichtung 31 unterscheidet
sich jedoch in folgenden Punkten von der Dichtung von 3a. Das heißt, die
Dichtung von 3a, die
die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, hat einen Aufbau derart, dass
zur Verhinderung von Leckage von Verbrennungsgas, Kühlwasser
und dergleichen das Glied 9 zur Erhöhung des Abdichtvermögens, zum
Beispiel der O-Ring 9a und der Dorn 9b, außen an den
Umfangsrändern
der mehreren Verbrennungsraum-Bohrungen 1a oder der mehreren
Fluiddurchgangsbohrungen 1b vorgesehen ist. Das Glied 9 zur
Erhöhung des
Abdichtvermögens
außen
vorzusehen, erfordert jedoch einen oder mehrere zusätzliche
Verarbeitungsschritte.
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Wenn
keine oberflächenbehandelte
Schicht mit ausreichender Dicke vorgesehen werden kann, sei als
ein Verfahren, bei dem kein außen
vorgesehenes Abdichtglied verwendet wird, eine konventionelle Technik
erwähnt,
dass ein zu einem Wulst bearbeiteter Abschnitt 25 vorgesehen
wird, um in einem eine Gegenstück-Flanschoberfläche berührenden
Abschnitt eine lokale Abdichtspannung auszubilden, wie in 4 und 5 gezeigt. In diesem Fall besteht das
Problem, dass Abschälen
oder Abrieb einer Beschichtungsschicht an dem zu einem Wulst bearbeiteten
Abschnitt 25 auftritt.
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In
der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kommt daher eine Wulstbearbeitung auf
Basis der erfinderischen Entdeckung zur Anwendung, dass durch eine
Beschichtungsschicht einer Oberfläche, die einen Gegenstück-Flansch
mit ausreichen der Dicke berührt,
und außerdem
dünner Machen
einer Beschichtungsschicht einer Zwischen-Kontaktfläche, auf
die die Wulstbearbeitung zur Anwendung kommt, die nötige Abdichtspannung an
der den Gegenstück-Flansch
berührenden
Oberfläche
ausgebildet werden kann, indem nur die Zwischenschicht einer Wulstbearbeitung
unterzogen wird. 3b zeigt
eine Ausführungsform,
dass ein zu einem Wulst bearbeiteter Abschnitt 35b nur
an einer Zwischenschicht 35a vorgesehen ist und die Beschichtungsschichten 7 und 8 auf
beiden Oberflächen
der äußeren dünnen Platten 4 und 6 vorgesehen
sind. 3c zeigt eine
Ausführungsform,
dass ein zu einem Wulst bearbeiteter Abschnitt 35b nur
an einer Zwischenschicht 35a vorgesehen ist und die Beschichtungsschichten 8c auf
beiden Oberflächen der
Zwischenschicht 35a vorgesehen sind. Die in 3c veranschaulichte Ausführungsform,
dass Beschichtungsschichten 8c auf beide Oberflächen der Zwischenschicht 35a aufgetragen
sind, ist nicht auf so einen Aufbau beschränkt, und die Beschichtungsschicht 8c kann
nur auf einer Oberfläche
der Zwischenschicht 35a vorgesehen werden, und die Beschichtung
kann auf eine Seite gegenüber
einer dünnen
Platte aufgetragen werden, die an eine nicht beschichtete Oberfläche angrenzt.
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In
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die durch Laminieren der drei dünnen Stahlplatten 4 bis 6 gebildete
Dichtung 1 erläutert,
die vom Standpunkt der Produktivität und Kosten als am Häufigsten
benutzt angesehen wird. Selbstverständlich können aber auch vier oder mehr
dünne Platten laminiert
werden, je nach den Bedingungen, unter denen eine Dichtung benutzt
wird.
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BEISPIEL
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Auf
eine Oberfläche
einer oberflächenbehandelten
Stahlplatte wird ein Verbundmaterial (Handelsname: 4840AF-2, erhältlich von
Asktechnika Corporation, Japan) mit einer getrockneten Dicke von
120 μm aufgetragen.
Das Verbundmaterial enthält
60 Gewichtsprozent eines Füllstoffs
bestehend aus einer Mischung von Silika, Kaolin und Glimmer, 20
Gewichtsprozent eines Bindemittels (Butadien-Acrylnitril-Gummi:
Acrylnitril-Gehalt im Bindemittel von 35 Gewichtsprozent) und 20
Gewichtsprozent einer Faser bestehend aus einer Mischung von Aromatpolyamidfaser
und Steinwolle mit einem Gewichtsverhältnis von 1:1. Als Nächstes wird
auf die Rückseite
der obigen Stahlplatte das gleiche Verbundmaterial mit einer getrockneten
Dicke von 80 μm aufgetragen.
Diese auf beiden Oberflächen
beschichtete Stahlplatte wird Stanzen mit einer Stanzpresse mit
einer vorbestimmten Form unterzogen, um Zylinderbohrungen und Fluiddurchgangsbohrungen
zu erhalten. Separat wird eine rostfreie Platte hergestellt, die
der gleichen Stanzbehandlung wie oben erwähnt unterzogen wird und bei
der ein Teil der Stanzbohrungen einer Wulstbearbeitung unterzogen wird.
Die wulstbearbeitete Stahlplatte wird zwischen zwei Lagen aus den
obigen auf beiden Oberflächen beschichteten
Stahlplatten geschichtet, so dass die dickeren Beschichtungsschichten
der jeweiligen auf beiden Oberflächen
beschichteten Stahlplatten an der äußersten Oberfläche der
laminierten Platten liegen, um eine Zylinderkopfdichtung der vorliegenden Erfindung
herzustellen. An einem Teil der Stanzbohrungen wird ein O-Ring befestigt,
um ein Endprodukt zu erhalten.
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Wird
diese so hergestellte Zylinderkopfdichtung in einen Kraftfahrzeugmotor
eingebaut und wird die Leckage eines Stoffs aus Bohrungen geprüft, wird Leckage
weder von Wasser noch von Öl
beobachtet.
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Wird
in Übereinstimmung
mit der Zylinderkopfdichtung der vorliegenden Erfindung Kontaktdruck
mit hoher Last darauf ausgeübt,
kann die Dichtung aufgrund der Beschichtungsschichten an eine Verformung
eines Zylinderkopfs oder eines Zylinderblocks angepasst werden,
tritt kein Fließbruch
oder Abschälen
der Beschichtungsschichten auf und wird durch Wärmeeinfluss keine Kriecherscheinung
verursacht.
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Weiterhin
kann in Übereinstimmung
mit der Zylinderkopfdichtung der vorliegenden Erfindung Rauigkeit
der bearbeiteten Oberflächen
von Gegenstück-Gliedern
geschluckt werden, und die Beschichtungsschichten werden so ausgebildet,
dass Luftdichtigkeit zwischen den dünnen Platten bewahrt werden
kann, wodurch die Gesamthöhe
der Dichtung selbst klein gehalten werden kann, und selbst wenn eine
hohe Belastung darauf ausgeübt
wird, tritt keine mechanische Kriecherscheinung der Beschichtungsschichten
auf, und die Haltbarkeit wird verbessert.