DE69631832T2 - Zylinderkopfdichtung - Google Patents

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plates
head gasket
composite material
coating layers
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Masato Kawaguchi-shi Yakushiji
Hitoshi Kuki-shi Kodaira
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Marusan Corp
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung, die zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock angeordnet ist, insbesondere eine Zylinderkopfdichtung, bei der mehrere dünne Metallplatten laminiert sind.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • 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.
  • 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.
  • Die vorliegende Erfindung ist im unabhängigen Anspruch 1 angegeben. Die abhängigen Ansprüche geben besondere Ausführungsformen der Erfindung an.
  • 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.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Verbundmaterial eine Faser zusätzlich zu einem Bindemittel bzw. einem Füllstoff.
  • 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.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Querschnittsansicht einer Zylinderkopfdichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine Draufsicht auf die Dichtung von 1.
  • 3a ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Schnitts A–A in 2.
  • 3b und 3c sind jeweils eine vergrößerte Schnittansicht eines Schnitts B–B in der Dichtungsdraufsicht bei verschiedenen in 2 gezeigten Ausführungsformen.
  • 4 ist eine Schnittansicht einer konventionellen Zylinderkopfdichtung, bei der dünne Metallplatten laminiert sind.
  • 5 ist eine Schnittansicht einer konventionellen Zylinderkopfdichtung, bei der dünne Metallplatten laminiert sind.
  • 6 ist eine Schnittansicht einer konventionellen Zylinderkopfdichtung, bei der ein konventionelles Verbundmaterial aufgetragen ist.
  • 7 ist ein Graph, der Druckfestigkeitskennlinien des Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung und eines konventionellen Verbundmaterials zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 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.
  • 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.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf 1 bis 3c erläutert.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Ein Beispiel für Hauptbestandteile des in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Beschichten verwendeten Verbundmaterials ist nachfolgend gezeigt.
  • 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
  • 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
  • Faser: vorzugsweise 10 bis 40 Gewichtsprozent, noch besser ungefähr 20 Gewichtsprozent auf Basis derselben Aromatpolyamidfaser, Asbest oder Steinwolle.
  • 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.
  • Größe der Teststreifen: 5 × 15 mm
  • Vorbehandlungsbedingungen der Teststreifen: Teststreifen wurden eine Stunde lang in ein Langzeit-Kühlmittel, verdünnt mit 50 % Leitungswasser, erwärmt auf 100 °C, getaucht.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • BEISPIEL
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (6)

  1. Zylinderkopfdichtung mit einer Vielzahl von dünnen Metallplatten (4, 5, 6; 35a), die zwei äußerste Platten (4, 6) mit einer Innen- bzw. einer Außenfläche und mindestens eine innere Platte (5; 35a) umfassen, die eine erste und eine zweite Oberfläche hat und zwischen die Innenflächen der zwei äußersten Platten (4, 6) geschichtet ist, wobei jede der Platten (4, 5, 6; 35a) mindestens Zylinderbohrungen (1a) und Fluiddurchgangsbohrungen (1b) enthält und laminiert ist, um eine Laminatplattenstruktur mit zwei Außenflächen und mindestens zwei inneren Grenzflächen auszubilden, wobei die Außenflächen der zwei äußersten Platten (4, 6) mit einer Beschichtungschicht (7) aus einem Verbundmaterial beschichtet sind und die Innenflächen der zwei äußersten Platten (4, 6) und/oder die Oberflächen der mindestens einen inneren Platte (5; 35a) mit einer Beschichtungschicht (8) aus dem Verbundmaterial beschichtet sind, derart, dass an jeder inneren Grenzfläche der Laminatplattenstruktur eine Beschichtungschicht (8) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Beschichtungschichten (7) auf den Außenflächen der zwei äußersten Platten (4, 6) mindestens 100 μm dick ist und dass jede der Beschichtungschichten (8) der inneren Grenzflächen bis zu 100 μm dick ist.
  2. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Wülste (35b), die die Fluiddurchgangsbohrungen (1b) umgeben, nur auf der mindestens einen inneren Platte (35a) ausgebildet sind.
  3. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Beschichtungschichten (7) auf den Außenflächen der zwei äußersten Platten (4, 6) dicker ist als die Beschichtungschicht (8) an den inneren Grenzflächen der Laminatplattenstruktur.
  4. Zylinderkopfdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundmaterial einen Füllstoff, ein Bindemittel und eine Faser enthält.
  5. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbund material Folgendes umfasst: – 40 bis 85 Gewichtsprozent eines Füllstoffs, der mindestens einer der Stoffe Kaolin, Silika, Glimmer und Antigorit ist, – 5 bis 30 Gewichtsprozent eines Bindemittels, das mindestens einer der Stoffe Nitril-Gummi, Butadien-Acrylnitril-Gummi und Chloropren-Gummi ist, und – 10 bis 40 Gewichtsprozent einer Faser, die mindestens einer der Stoffe Aromatpolyarnidfaser, Asbest und Steinwolle ist.
  6. Zylinderkopfdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundmaterial ungefähr 60 Gewichtsprozent Füllstoff, ungefähr 20 Gewichtsprozent Bindemittel und ungefähr 20 Gewichtsprozent Faser aufweist.
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