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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Metalllaminatdichtung mit abgestuftem Dichtungsabschnitt auf
einer Metallplatte, um um ein Loch herum sicher abzudichten.
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Eine Metalldichtung oder Metalllaminatdichtung
wird weithin eingesetzt, da die Metalldichtung stabil gegen hohe
Temperatur und Druck ist.
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Bei einem Typ einer Metalllaminatdichtung, welche
aus drei oder mehr Metallplatten gebildet ist, sind eine Metallplatte
mit einem gekrümmten
Abschnitt und eine andere Metallplatte mit einem Innenabschnitt
zusammen montiert, um zu verhindern, dass eine Flüssigkeit
zwischen die Platten eindringt, wie z. B. bei dem US-Patent Nr.
4,728,110 und Nr. 4,776,601, oder bei der US-A-4,739,999. 4 stellt diese Art Dichtung
dar.
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Wie in 4 dargestellt
ist die Dichtung G aus einer oberen Platte 10 mit einem
Innenabschnitt 10a, einer mittleren oder einer Oberflächendruck
regulierenden Platte 11, einer mittleren Platte 12 mit
einem Wulst 12a, und einer unteren Platte 13 mit
einem gekrümmten
Abschnitt 13a und einem Flansch 13b gebildet.
Ein Zwischenraum S ist seitlich zwischen dem Flansch 13b und
der mittleren Platte 11 ausgebildet. Wenn die Dichtung
G angezogen ist, kann ein Teil der oberen Platte 10 leicht
gebogen sein, so dass sich der Innenabschnitt 10a unter
dem Flansch 13b befindet.
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Wenn die Dichtung G zwischen einem
Zylinderkopf und einem Zylinderblock (beide nicht dargestellt) angeordnet
ist und fest gezogen ist, sorgt die Dichtung G durch den Wulst 12a für einen
Oberflächendruck
P in der Nähe
einer Zylinderbohrung Hc, d. h. einem Hauptdichtungsabschnitt, und
für einen Oberflächendruck
p entfernt von der Zylinderbohrung. Der Oberflächendruck p ist geringer als
der Oberflächendruck
P.
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In dem Zwischenraum S ist eine Anzahl
der Platten zum Ausbilden der Dichtung abgeschwächt und ein Teil der oberen
Platte 10 ist derart geneigt, dass er sich unter dem Flansch 13b befindet.
Deshalb wird auf dem Zwischenraum S kein Oberflächendruck ausgebildet, wenn
die Dichtung G angezogen ist.
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Wenn in dieser Situation ein Fehler
bei einem Teil des Hauptdichtungsabschnittes um die Zylinderbohrung
Hc herum auftritt, entweicht eine Flüssigkeit von diesem Teil und
fließt
den Zwischenraum S entlang. Wenn der Oberflächendruck p nicht über den
gesamten Bereich gleichmäßig ist,
fließt
die Flüssigkeit
in dem Zwischenraum S in einen Abschnitt mit geringerem Oberflächendruck
und breitet sich über
die Dichtung aus.
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Die vorliegende Erfindung ist im
Hinblick auf die obige Situation gemacht worden, und eine Aufgabe
der Erfindung ist, eine Metalllaminatdichtung bereitzustellen, welche
kontinuierlich für
einen Oberflächendruck
an einem Hauptdichtungsabschnitt und einer Nähe davon sorgen kann, um um
ein abzudichtendes Loch herum sicher abzudichten.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung
ist, eine Metalllaminatdichtung, wie oben angegebenen, bereitzustellen,
welche für
einen Oberflächendruck
außerhalb
des Hauptdichtungsabschnittes gleichmäßig sorgen kann, ohne einen
Nicht-Oberflächendruckbereich
auszubilden.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist, eine Metalllaminatdichtung, wie oben angegebenen, bereitzustellen,
welche einfach und wirtschaftlich gefertigt werden kann.
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Weitere Aufgaben und Vorteile der
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine erfindungsgemäße Metalllaminatdichtung
wird für
einen Verbrennungsmotor, hauptsächlich
als Zylinderkopfdichtung, eingesetzt. Die Dichtung ist hauptsächlich aus
einer ersten, einer zweiten und einer dritten Metallplatte, welche
miteinander laminiert sind, gefertigt, wie es in Anspruch 1 beschrieben
ist.
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Die erste Metallplatte besitzt einen
sich im Wesentlichen über
einen gesamten Bereich der Dichtung erstreckenden ersten Basisabschnitt,
einen gekrümmten
Abschnitt, welcher sich von dem ersten Basisabschnitt erstreckt,
um ein Loch zu definieren, welches einem abzudichtenden Loch des
Motors entspricht, und einen sich von dem gekrümmten Abschnitt erstreckenden
und über
dem ersten Basisabschnitt angeordneten Flansch. Die zweite Metallplatte
besitzt einen über
dem ersten Basisabschnitt angeordneten zweiten Basisabschnitt und
ein zweites Loch mit einem größeren Durchmesser
als eine Größe des Flansches.
Die dritte Metallplatte besitzt einen über dem zweiten Basisabschnitt
angeordneten dritten Basisabschnitt, ein drittes Loch, und einen
um das dritte Loch herum unter dem Flansch angeordneten Innenabschnitt.
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Bei der Erfindung ist ein abgestufter
Abschnitt in der dritten Metallplatte zwischen dem Innenabschnitt
und dem dritten Basisabschnitt ausgebildet, welcher ausgebildet
ist, indem die dritte Metallplatte gebogen ist, um eine Dicke zu
besitzen, welche größer als
diejenige der dritten Metallplatte ist. Wenn die Dichtung zusammengedrückt ist,
ist der abgestufte Abschnitt zwischen einer Außenkante des Flansches und
einer Kante des zweiten Loches angeordnet und sorgt für einen
Oberflächendruck,
um um das Loch des Motors außerhalb
des Flansches sicher abzudichten.
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Bei der Erfindung sind Hauptdichtungsmittel zwischen
dem Flansch und dem ersten Basisabschnitt außerhalb des gekrümmten Abschnittes
angeordnet. Wenn die Dichtung zusammengedrückt ist, sind die Hauptdichtungsmittel
um das Loch herum zusammengedrückt,
um dadurch sicher um das Loch herum abzudichten. Da erfindungsgemäß der abgestufte
Abschnitt sofort für
einen Oberflächendruck außerhalb
des Flansches sorgt, verhindert der abgestufte Abschnitt, auch wenn
eine Flüssigkeit
durch einen Teil des Flansches entweicht, sicher die Undichtigkeit
durch den Teil des Flansches. Bei der herkömmlichen Dichtung kann diese
Art von Undichtigkeit nicht aufgehalten werden, aber der erfindungsgemäße abgestufte
Abschnitt kann die Undichtigkeit aufhalten.
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Die Hauptdichtungsmittel können ein
Dichtungsring sein, welcher neben dem gekrümmten Abschnitt zwischen dem
Flansch und dem ersten Basisabschnitt angeordnet ist. Die Hauptdichtungsmittel können auch
ein Wulst sein, welcher auf einer vierten Platte ausgebildet ist,
welche auf dem ersten Basisabschnitt laminiert ist und sich zwischen
dem ersten Basisabschnitt und dem Flansch befindet.
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Die dritte Metallplatte besitzt eine
Außenoberfläche an einer
der zweiten Metallplatte gegenüberliegenden
Seite, wobei ein Winkel der Außenoberfläche zwischen
dem Innenabschnitt und dem abgestuften Abschnitt höchstens
90 Grad beträgt.
Der abgestufte Abschnitt ist nämlich
vertikal ausgebildet oder mit einem spitzen Winkel relativ zu dem
Innenabschnitt geneigt.
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Die Dicke des abgestuften Abschnittes
ist größer als
die Dicke des Flansches. Wenn die Dichtung zusammengedrückt ist,
berührt
der abgestufte Abschnitt die Außenkante
des Flansches und die Kante des zweiten Loches. Deshalb erstreckt
sich der Flansch zu dem dritten Basisabschnitt ohne eine Lücke, und
der abgestufte Abschnitt sorgt sicher sofort für den Oberflächendruck
außerhalb
des Flansches.
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Der Innenabschnitt der dritten Metallplatte kann
gebogen sein, um dort einen stabilen Abschnitt auszubilden. In diesem
Fall besitzt der abgestufte Abschnitt eine größere Höhe als der stabile Abschnitt,
um dort für
den Oberflächendruck
zu sorgen. Erfindungsgemäß wird die
Flüssigkeitsundichtigkeit um
das Loch herum sicher verhindert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1(a) ist
eine Querschnittsansicht an einer Zylinderbohrung einer ersten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Metalllaminatdichtung;
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1(b) ist
eine vergrößerte Ansicht
bzgl. 1(b) dargestellt in 1(a);
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2(a) ist
eine Querschnittsansicht, ähnlich
zu 1(a) , einer zweiten
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Metalllaminatdichtung;
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2(b) ist
eine vergrößerte Ansicht
bzgl. 2(b) dargestellt in 2(a);
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3 ist
eine Querschnittsansicht, ähnlich zu 1(a), einer dritten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Metalllaminatdichtung;
und
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4 ist
eine Querschnittsansicht, ähnlich zu 1(a), einer herkömmlichen
Metalllaminatdichtung.
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Detaillierte
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
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1(a) und 1(b) stellen eine erste Ausführungsform
A einer erfindungsgemäßen Metalllaminatdichtung
dar. Die Dichtung A ist eine Zylinderkopfdichtung und besitzt eine
Mehrzahl von Zylinderbohrungen Hc, Wasserlöchern, Öllöchern, Bolzenlöchern usw.,
wie bei der herkömmlichen
Dichtung. Da die allgemeine Struktur und Arbeitsweise der Dichtung
A dieselben sind wie diejenigen der herkömmlichen Dichtung, wird die
allgemeine Struktur der Dichtung A hier nicht erläutert. Die
Wasserlöcher, Öllöcher, Bolzenlöchern usw.
sind wie bei der herkömmlichen Dichtung
gefertigt.
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Die Dichtung A ist aus vier Platten
gefertigt, d. h. einer oberen Platte A10, einer Oberflächendruck regulierenden
Platte A11, einer mittleren Platte A12, und einer unteren Platte
A13, ähnlich
zu der herkömmlichen
Dichtung G. Die Platten erstrecken sich im Wesentlichen über den
gesamten Bereich der Dichtung.
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Die obere Platte A10 besitzt einen
Basisabschnitt A10a, einen Innenabschnitt A10b um ein Loch A10c
herum, und einen zwi schen dem Basisabschnitt A10a und dem Innenabschnitt
A10b angeordneten abgestuften Abschnitt A10d.
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Die Oberflächendruck regulierende Platte A11
befindet sich unter dem Basisabschnitt A10a und besitzt ein größeres Loch
A11a als die Größe des Innenabschnittes
A10b. Wenn die Dichtung A zusammengebaut ist, sind der Innenabschnitt
A10b und der abgestufte Abschnitt A10d innerhalb des Loches A11a
angeordnet.
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Die mittlere Platte A12 besitzt einen
unter der Oberflächendruck
regulierenden Platte A11 angeordneten Basisabschnitt A12a, und einen
Wulst A12b um ein Loch A12c herum. Der Wulst A12b ist unter dem
Innenabschnitt A10b angeordnet.
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Die untere Platte A13 besitzt einen
unter der mittleren Platte A12 angeordneten Basisabschnitt A13a,
einen gekrümmten
Abschnitt A13b, um die Zylinderbohrung Hc zu definieren, und einen über dem Innenabschnitt
A10b angeordneten Flansch A13c.
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Bei der Dichtung A wird der abgestufte
Abschnitt A10d gefertigt, indem die obere Platte A10 in der vertikalen
Richtung einfach gebogen wird. Die Höhe des abgestuften Abschnittes
A10d ist größer als
die Dicke des Flansches A13c. Deswegen befindet sich die obere Oberfläche des
Basisabschnittes A10a um einen Abstand D1 oberhalb einer oberen Oberfläche des
Flansches A13c.
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Bei der Dichtung A ist die Oberflächendruck regulierende
Platte A11 auch derart ausgewählt, dass
die Gesamtdicke der Dichtung A bei der Oberflächendruck regulierenden Platte,
d. h. Basisabschnitt A10a, Oberflächendruck regulierende Platte A11,
Basisabschnitt A12a, Basisabschnitt A13a etwas geringer ist als
die Gesamtdicke bei dem Flansch, d. h. Flansch A13c, Innenabschnitt
A10b, Wulst A12b, und Basisabschnitt A13a.
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Wenn die Dichtung A zwischen einem
Zylinderkopf und einem Zylinderblock (beide nicht dargestellt) angeordnet
und fest gezogen ist, sind der gekrümmte Abschnitt A13b und der
Wulst A12b zusammengedrückt.
Auch befindet sich der außerhalb
des Flansches A13c angeordnete abgestufte Abschnitt A10d innerhalb
des Loches A11a und ist dort zusammengedrückt. Der abgestufte Abschnitt
A10d stößt gegen
die Kante des Loches A11a und die Kante des Flansches A13c, um die
Lücke dazwischen
zu schließen.
Der Wulst A12b sorgt für
einen Oberflächendruck
P, um hauptsächlich
um die Zylinderbohrung Hc herum abzudichten, während der abgestufte Abschnitt
A10d für
einen Oberflächendruck
F dort außerhalb
des Flansches A13c sorgt.
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Bei der Dichtung A sind die Oberflächendrücke P und
p ( 4) ähnlich der
herkömmlichen Dichtung
ausgebildet. Zusätzlich
ist der Oberflächendruck
F an dem abgestuften Abschnitt A10d zwischen den Oberflächendrücken P und
p ausgebildet. Da es keinen Oberflächendruck freien Abschnitt
bei der Dichtung A gibt, wird die Gasundichtigkeit an dem abgestuften
Abschnitt A10d sicher verhindert, auch wenn Gas an dem Flansch A13c über einem
Hauptdichtungsabschnitt entweicht.
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2(a) und 2(b) stellen eine zweite
Ausführungsform
B einer erfindungsgemäßen Metalllaminatdichtung
dar. Die Dichtung B ist aus einer oberen Platte B10 mit einem Innenabschnitt
B10b und einem abgestuften Abschnitt B10d, einer Oberflächendruck regulierenden
Platte B11, einer mittleren Platte B12, und einer unteren Platte
B13 mit einem gekrümmten Abschnitt
B13b und einem Flansch B13c gefertigt, ähnlich der Dichtung A. Bei
der Dichtung B besitzt die mittlere Platte B12 keinen Wulst, aber
ein Drahtring B14 ist außerhalb
des gekrümmten
Abschnittes B13b ausgebildet, um dort für einen Oberflächendruck
zu sorgen.
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Auch die Form des abgestuften Abschnittes B10d
ist von derjenigen des abgestuften Abschnittes A10d etwas verschieden.
Der abgestufte Abschnitt B10d ist nämlich nach innen geneigt, so
dass Außenoberflächen des
abgestuften Abschnittes B10d und des Flansches B13c einen spitzen
Winkel, d. h. eine Z-Form im Querschnitt, bilden. Auch ein Abstand
D2 ist zwischen einer Außenoberfläche eines
Basisabschnittes B10a und einer Außenoberfläche des Flansches B13c ausgebildet.
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Da bei der Dichtung B der abgestufte
Abschnitt B10d geneigt ist, wenn der abgestufte Abschnitt B10d zusammengedrückt ist,
wird der abgestufte Abschnitt B10d seitlich zwischen eine Kante B13d
des Flansches B13c und eine Kante des Loches B11a zusätzlich zur
vertikalen Kompression gedrückt.
Deshalb kann der Zwischenraum zwischen den Kanten sicher abgedichtet
werden. Die Dichtung B arbeitet wie die Dichtung A.
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3 stellt
eine dritte Ausführungsform
C einer erfindungsgemäßen Metalllaminatdichtung
dar. Die Dichtung C ist aus einer oberen Platte C10 mit einem Innenabschnitt
C10b und einem abgestuften Abschnitt C10d, einer Oberflächendruck
regulierenden Platte C11, einer mittleren Platte C12, einer unteren
Platte C13 mit einem gekrümmten
Abschnitt C13b und einem Flansch C13c, und einem Drahtring C14 gefertigt, ähnlich der
Dichtung B. Bei der Dichtung C ist eine andere Oberflächendruck
regulierende Platte C15 zwischen den Platten C11 und C12 angeordnet.
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Bei der Dichtung C ist der Innenabschnitt C10b
umgewendet, um eine doppelte Dicke oder einen stabilen Abschnitt
zu besitzen. Auch die Höhe des
abgestuften Abschnittes C10d ist mehr als die Dicke des Innenabschnitts
C10b erhöht
worden. Wenn die Dichtung C zusammengedrückt ist, stößt eine Kante C13d gegen ein
oberes Ende des abgestuften Abschnittes C10d, und eine Kante der
Platte C15 stößt gegen
ein unteres Ende des abgestuften Abschnittes C10d. Als Ergebnis
gibt es keinen seitlichen Zwischenraum zwischen dem Flansch und
der Oberflächendruck
regulierenden Platte. Auch der abgestufte Abschnitt bildet einen
Oberflächendruck
dort, um um die Zylinderbohrung herum abzudichten.
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Bei der vorliegenden Erfindung besitzt
eine obere Platte einen abgestuften Abschnitt, um neben einem Flansch
angeordnet zu sein, welcher Teil einer unteren Platte ist und neben
einem Basisabschnitt der oberen Platte angeordnet ist. Wenn die
Dichtung fest gezogen ist, sorgt der abgestufte Abschnitt für einen
Oberflächendruck
zwischen dem Flansch und dem Basisabschnitt. Deshalb verhindert
der abgestufte Abschnitt die Gasundichtigkeit, auch wenn Gas an
einem Hauptdichtungsabschnitt entweicht. Die erfindungsgemäße Dichtung
kann sicher und dauerhaft um ein Loch herum abdichten.
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Während
die Erfindung mit Bezug auf die speziellen Ausführungsformen der Erfindung
erläutert
worden ist, ist die Erläuterung
verdeutlichend und die Erfindung ist nur durch die angefügten Ansprüche beschränkt.