DE69807759T2

DE69807759T2 - Metall-Laminatdichtung

Info

Publication number: DE69807759T2
Application number: DE69807759T
Authority: DE
Inventors: Shu Maeda; Ichirou Naitou; Hiroshi Sasaki
Original assignee: Nippon Reinz Co Ltd
Current assignee: Nippon Reinz Co Ltd
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 2003-10-16
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: US6145847A; DE69807759D1; ES2183240T3; EP0853204A1; EP0853204B1

Description

Hintergrund der Erfindung und Aussage zum Stand der Technik:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine metallische laminierte Dichtung zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor, und im Besonderen auf eine metallische laminierte Dichtung die mindestens einen Wulstabschnitt umfasst, für die Umrandung mindestens eine Öffnung, wie beispielsweise eine abzudichtende Verbrennungsraumöffnung, und mindestens ein Element, welches in dem/den Wulstabschnitt(en) als Anschlag angeordnet ist, um den Grad der Kompression der Wulstabschnitt(e) zu begrenzen.
Eine Zylinderkopfdichtung umfasst eine einzelne oder eine Mehrzahl von Metallplatte(n), wobei jede eine einzelne oder eine Mehrzahl von Verbrennungsraumöffnung(en) und Bolzenlöcher aufweist, in welchen mindestens eine der Metallplatten mindestens einen Wulstabschnitt zur Umrandung und zum Abdichten der Verbrennungsraumöffnung(en) aufweist. Der Wulstabschnitt weist einen Vorsprung auf, der auf einer Oberfläche der Metallplatte gebildet ist und eine Aussparung, die auf der anderen Seite des Vorsprunges auf der anderen Oberfläche der Metallplatte gebildet ist. Der "Wulstabschnitt", auf den in der vorliegenden Beschreibung Bezug genommen wird, hat durch die ganze Beschreibung hindurch die oben beschriebene Bedeutung.
Die US-Patent mit der Nummer 4.799.695 und 4.721.315 stellen die Einrichtung von Anschlagabschnitten innerhalb der Wulstabschnitte (auf der Seite der Verbrennungsraumöffnungen) dar, wobei die Anschlagabschnitten durch das Zurückdrehen der Außenflächen der Verbrennungsraumöffnungen der Metallplatten gebildet werden, oder durch das schichtweise Legen von Unterlegplatten, um der Begrenzung des Grades der Kompression der Wulstabschnitte zu dienen. Wenn die Dichtungen zwischen den aneinander zu fügenden Oberflächen von Zylinderköpfen und den aneinander zu fügenden Oberflächen von Zylinderblöcken zusammengedrückt werden, dienen die oben genannten Anschlagabschnitte dazu, um den Grad der Kompression der Wulstabschnitte zu begrenzen, und dadurch die Amplitude der sich wiederholenden Kompression und Entlastung der Wulstabschnitte, aufgrund des Gasdrucks in den Verbrennungsräumen, zu begrenzen. Somit sind die Dichtungen geschützt vor dem Verlust ihrer abdichtenden Wirkungen durch geringere Elastizität der Wulstabschnitte aufgrund ihrer allmählich nachlassenden Spannung, und durch die Schäden wie z. B. Risse während einer langen Verwendungsdauer.
Die offengelegte japanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichung Nr. 2-59361 stellt dar, dass ein Anschlagsabschnitt, für die Begrenzung der Des Grades der Kompression eines Wulstabschnittes, in der Aussparung des Wulstabschnittes vorgesehen ist. Der Anschlagsabschnitt besteht zum Beispiel aus einem geformten Draht aus weichem Stahl, der in der Aussparung des Wulstabschnittes befestigt ist. Dadurch werden die zyklischen Belastungen, die während des Betriebes eines Motors auf den Wulstabschnitt aufgebracht werden, durch den Zwischenraum zwischen der Unterseite des geformten Drahtes und einer abzudichtenden Oberfläche (und zwar durch die Verformung des Wulstabschnittes) und die Verformung des geformten Drahtes absorbiert. Diese Veröffentlichung stellt auch, als eine Alternative zu dem geformten Drahtanschlag einen flammenbeschichteten Schichtanschlag aus geformten Draht, eine flammenbeschichtete Schichtanschlag dar, wobei der flammenbeschichtete Schichtanschlag durch das Festziehen der Bolzen und sich wiederholender Belastungen verformt wird.
Das US-Patent mit der Nummer 4.140.323 offenbart ein elastisches elastomeres Dichtungsmaterial dar, das in einem Teil der Aussparung eines Wulstabschnittes angeordnet ist. Das verwendete elastomere Dichtungsmaterial schützt die Wulstabschnitte vor dem Dünnerwerden und konzentriert somit die abdichtende Wirkung auf die Bereiche der Wulstabschnitte, wenn eine Dichtung zwischen einem Paar abzudichtender gegenüberliegender Oberflächen zusammengedrückt wird, auf die Bereiche der Wulstabschnitte. Das elastomere Dichtungsmaterial füllt auch Kratzer oder andere fehlerhafte Stellen auf dem Paar abzudichtender gegenüberliegender Oberflächen oder der Dichtungsoberfläche, und schützt dadurch vor Undichtheiten an solchen fehlerhaften Stellen.
Der Anmelder der vorliegenden Erfindung hat das Folgende in der japanischen Patentanmeldung Nr. 8-38787 vorgeschlagen (am 31. Januar 1996 eingereichte und nun offengelegte japanische Patent-Veröffentlichung Nr. 9-210205): die Aussparungen der Wulstabschnitte einer metallischen Dichtung zur Umrandung von abzudichtenden Löchern sind teilweise mit einem nicht-zusammendrückbaren und nicht- verformbaren festen Kunstharz wie etwa einem Epoxydharz, gefüllt, wobei die Höhe der Harzschichten in den Bereichen der Wulstabschnitte näher zu den Bolzenlöchern niedriger ist und in den Bereichen der Wulstabschnitte ferner von den Bolzenlöchern höher ist. Die festen Kunstharzschichten, welche die Teile der Aussparungen der Wulstabschnitte füllen, dienen als Anschläge, um den Grad der Kompression der Wulstabschnitte zu begrenzen, und sie dienen auch dazu, die Dichtung an den mit der Harzschicht gefüllten Stellen mehr als an anderen Stellen zu verdicken, um dadurch die abdichtende Wirkung zu steigern. Ferner ist die Höhe der festen Kunstharzschichten entsprechend der Entfernungen von den Bolzenlöchern unterschiedlich, so dass der abdichtende Druck in den Bereichen um die abzudichtenden Öffnungen herum, wie z. B. Verbrennungsraumöffnungen, ausgeglichen ist.
In einer Dichtung, in der die Aussparungen von Wulstabschnitten teilweise mit einer elastischen Elastomer-Dichtungsmasse gefüllt sind, werden die Schichten der Elastomer-Dichtungsmasse verformt, wenn die Wulstabschnitte zusammengedrückt werden, so dass ungleichmäßige Belastungen auf die Wulstabschnitte aufgebracht werden. Wenn solche Belastungen wiederholt auf die Wulstabschnitte aufgebracht werden, steht zu befürchten, dass Schäden wie beispielsweise Risse in den Wulstabschnitten auftreten können. Auf der anderen Seite steht dieses bei der Dichtung, bei der die Aussparungen der Wulstabschnitte mit dem nicht-zusammendrückbaren und nicht-verformbaren festen Kunstharz gefüllt sind, nicht zu befürchten.
Die metallische Dichtung der oben beschriebenen Anmeldung weist jedoch ein Problem auf, dass wenn die Dichtung zwischen einem Paar der aneinander zu fügenden Oberflächen eines Zylinderkopfes und eines Zylinderblocks zusammengedrückt wird, sodass die festen Kunstharzschichten in Kontakt mit einer der aneinander zu fügenden Oberflächen kommen können, die festen Kunstharzschichten durch Reibung mit der aneinander zu fügenden Oberfläche abgenutzt werden, wobei die Reibung hervorgerufen wird durch Schwingungen der aneinander zu fügenden Oberflächen während des Betriebes eines Motors oder durch die thermische Ausdehnung oder Kontraktion der aneinander zu fügenden Oberfläche, welche das Inbetriebsetzen oder Außerbetriebsetzen des Motors begleiten. Während einer langen Verwendungsdauer geht somit die Funktion der festen Kunstharzschichten als Anschlag verloren und die Wirkung der durch die festen Kunstharzschichten vergrößerten Dicke der Dichtung nimmt ab und führt zu der Gefahr einer Abnahme des abdichtenden Druckes.

Zusammenfassung der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung wurde erarbeitet, um die vorangegangenen Probleme zu lösen. Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind es deshalb, die Gefahr zu beseitigen, dass die festen Kunstharzschichten, die in den Aussparungen von Wulstabschnitten zur Umrandung von abzudichtenden Öffnungen gebildet sind, durch Reibung mit den aneinander zu fügenden Oberflächen abgenutzt werden, und die Gefahr zu beseitigen, dass sich die Wirkung der Begrenzung der Grades der Kompression der Wulstabschnitte vermindert und auch die Gefahr zu beseitigen, dass durch die Abnutzung der Harzschichten der abdichtende Druck abnimmt.
Um die oben genannten Aufgaben zu erfüllen, umfasst eine metallische laminierte Dichtung der vorliegenden Erfindung mindestens zwei Metallplatten, wobei jede für sich mindestens eine abzudichtende Öffnung bzw. ein Loch und eine Mehrzahl von Bolzenlöchern aufweist. Die Dichtung umfasst die erste Metallplatte, die mindestens einen Wulstabschnitt für die Umrandung eines abzudichtenden Loches bzw. mehrerer abzudichtender Löcher aufweist, die zweite Metallplatte, die so angeordnet ist, um die Aussparung(en) der/des Wulstabschnilte(s) der ersten Metallplatte abzudecken, und mindestens eine feste Kunstharzschicht, die in der/den Aussparung(en) der ersten Metallplatte gebildet ist. Die feste Kunstharzschicht ist aus einem nicht- kompressiblen und nicht-verformbaren Harz gebildet, der unter Druckbelastung im Wesentlichen nicht zusammengedrückt oder verformt wird, so wie ein Epoxydharz, in Wärme aushärtender Polyamidharz, Polyamid-Imid-Harz und Silikonharz, und sie ist vorzugsweise aus einem wärmebehandelten Epoxydharz gebildet. Beispiele von Epoxydharzen umfassen verschiedene Epoxydharze wie Bisphenol-A-Typ, Novolak- Typ, aliphatischer Typ, Hydantoin-Typ, Isocyanat-Typ und ähnliche. Beispiele von Härtern für die Kunstharze umfassen Amine, Hydrazine, Säureanhydride, Imidazole und ähnliche. Diese Wirkstoffe können allein oder in Kombination eingesetzt werden. Vorzugsweise werden diesen Harzen anorganische Füllstoffe, so wie Ton, Talk und Silika (Silica) beigemischt.
Die feste(n) Kunstharzschicht(en) wird bzw. werden nicht immer in der/den Aussparung(en) der/des Wulstabschnitte(s) der ersten Metallplatte gebildet, sondern die Kunstharzschicht(en) können auf der Oberfläche der zweiten Metallplatte an einer Position bzw. an Positionen, gegenüber der/den Aussparung(en) der/des Wulstabschnitte(s) der ersten Metallplatte liegen, um ein bzw. mehrere abzudichtende(s) ringförmige(s) Loch bzw. Löcher zu umranden.
Die feste(n) Kunstharzschicht(en) dient bzw. dienen zur Begrenzung des Grads der Kompression auf den/die Wulstabschnitte, wenn die Dichtung zusammengedrückt wird. Die Amplitude der sich wiederholenden Kompression und Entlastung auf den/die Wulstabschnitt(e) ist daher begrenzt, so dass einer verminderten Elastizität aufgrund einer allmählich nachlassenden Spannung und Schäden, sowie Risse, in dem/den Wulstabschnitt(en) während einer langen Verwendungsdauer vorgebeugt werden können. Ferner ist die Dicke der Dichtung an einem Teilstück bzw. an Teilstücken, auf dem/den die Kunstharzschicht(en) gebildet ist/sind, im Vergleich zu den anderen Teilstücken der Dichtung verstärkt, und dadurch wird die abdichtende Wirkung verstärkt. Die Dicke der hier vorgestellten Dichtung umfasst die Summe der jeweiligen Dicken der laminierten Metallplatten, die Dicke (Höhe) der festen Kunstharzschicht und ähnliches.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die feste(en) Kunstharzschicht(en) von der der/den Metallplatte(n) abgedeckt und bilden die Dichtung, und sie kommt/kommen mit keiner der aneinander zu fügenden Oberflächen eines Zylinderkopfes, Zylinderblocks oder ähnlichem in Berührung. Daher steht nicht zu befürchten, dass die Kunstharzschicht(en) durch Reibung abgenutzt werden kann bzw. können, durch Reibung mit der aneinander zu fügenden Oberfläche aufgrund von Schwingungen der aneinander zu fügenden Oberfläche während des Betriebes des Motors, oder aufgrund von thermischer Ausdehnung oder Kontraktion der aneinander zu fügenden Oberfläche, welche die Inbetriebnahme oder Außerbetriebnahme des Motors begleiten. Daher steht nicht zu befürchten, dass die Funktion der Anschlagabschnitte durch die Abnutzung der festen Kunstharzschicht(en) verloren geht, und es steht auch nicht zu befürchten, dass die Wirkung der vergrößerten Dicke der Dichtung der Kunstharzschicht(en) abnimmt und sich die abdichtende Wirkung der Dichtung auf diese Weise vermindert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Es zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht einer Zylinderkopfdichtung als eine erste Ausführungsform einer metallischen laminierten Dichtung der vorliegenden Erfindung, wobei Dichtungsmaterialien (in Fig. 2 durch Bezugsziffer 7 gekennzeichnet) zur Vereinfachung der Zeichnung nicht gezeigt werden;
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1;
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 1;
Fig. 4 eine Schnittansicht ähnlich der von Fig. 2, welche eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 5 eine Schnittansicht ähnlich der von Fig. 3, welche die zweite Ausführungsform darstellt;
Fig. 6 eine Schnittansicht ähnlich der von Fig. 2, welche eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 7 eine Schnittansicht ähnlich der von Fig. 2, welche eine Modifizierung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 8 eine Schnittansicht ähnlich der von Fig. 2, welche eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 9 eine Schnittansicht ähnlich der von Fig. 3, welche die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 10 eine Schnittansicht ähnlich der von Fig. 2, welche eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 11 eine Aufsicht einer Auspuffkrümmerdichtung als eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 11.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen:

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3, stellt das Bezugszeichen G1 eine Zylinderkopfdichtung als die erste Ausführungsform der metallischen laminierten Dichtung der vorliegenden Erfindung dar, Die Dichtung G1 umfasst erste und zweite Metallplatten 1 und 2 aus Stahl, rostfreiem Stahl oder ähnlichem, wobei jede der ersten und zweiten Metallplatten 1 und 2 Verbrennungsraumöffnungen oder -löcher 3 aufweisen, in Übereinstimmung mit den Löchern des Verbrennungsraumes eines Motors, sowie Bolzenlöcher 4, zum Einführen von Bolzen, zur Verwendung bei der Befestigung des Zylinderkopfes an einem Zylinderblock.
Die erste Metallplatte 1 umfasst Wulstabschnitte 5 zur Umrandung der Verbrennungsraumöffnungen 3. Jeder Wulstabschnitt 5 weist einen Vorsprung 52 auf, der auf einer Oberfläche 11 der ersten Metallplatte 1 gebildet ist, und eine Aussparung 51, die auf der anderen Seite des Vorsprungs 52 auf der anderen Oberfläche 12 gebildet ist. Die zweite Metallplatte 2 ist flach geformt, ohne einen Wulstabschnitt um die Verbrennungsraumöffnungen 3 herum, und ist angeordnet, um die Aussparungen 51 auf der anderen Oberfläche der ersten Metallplatte 1 abzudecken.
Jede der Aussparungen 51 der ringförmigen Wulstabschnitte 5 der Metallplatte 1 ist teilweise mit einem festen Kunstharz gefüllt, und zwar einem nicht-komprimierbaren und nicht-verformbaren Kunstharz, der unter einer Belastung kaum zusammengedrückt oder verformt wird, so wie ein Epoxydharz. Diese feste Kunstharzschicht 6 wird einfach gebildet durch das Auftragen oder Füllen eines flüssigen Überzugsmaterials, so wie ein Epoxydharz, auf oder in die Aussparungen 51 und durch das Erhärten lassen.
Die Höhe der festen Kunstharzschicht kann in der gesamten Länge von jeder Aussparung 51 nahezu gleichbleibend gebildet sein. In der Dichtung G1 ist die Höhe der festen Kunstharzschicht 6 jedoch entsprechend der Entfernung zum Bolzenloch 4 angepasst, um einen gleichmäßig abdichtenden Druck um die Umgebung der Verbrennungsraumöffnung 3 herum zu erzielen. Somit ist die Höhe h&sub1; der Harzschicht 6 ferner vom Bolzenloch 4 höher gestaltet als die Höhe h&sub2; der Harzschicht 6 näher zu dem Bolzenloch, wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt ist. Zum Beispiel ist, in Bezug zu der Tiefe des Wulstabschnittes von 80 bis 200 um, die Höhe der Harzschicht näher zu dem Bolzenloch innerhalb eines Bereiches von 30 bis 60 um festgelegt, während die Höhe der Harzschicht weiter von dem Bolzenloch entfernt innerhalb eines Bereiches von 70 bis 190 um festgelegt ist, wobei die Tiefe der Aussparung 51 nicht überschritten wird. Es ist jedoch vorzuziehen, das die Höhe der Harzschicht so gewählt wird, dass die Höhe mindestens 10 um niedriger ist als die Tiefe der Aussparung 51, so dass der Wulstabschnitt 5 sicher elastisch um die gesamte Umgebung der Verbrennungsraumöffnung 3 herum verformt werden kann. Das Einstellen der Höhe der festen Kunstharzschicht kann in einer vergleichsweise einfachen Art und Weise erfolgen: und zwar indem ein flüssiges Überzugsmaterial, so wie ein Epoxydharz, zusätzlich nur auf das Teilstück schützend überzogen wird, auf dem die Höhe der Harzschicht höher sein sollte; oder seine Höhe kann durch das Anpassen der Anwendungsmenge von dem flüssigen Überzugsmaterial durch die Verwendung einer Spendervorrichtung oder durch einen zusätzlichen Teilüberzug eingestellt werden.
Das Einstellen der Höhe der festen Kunstharzschicht 6 in Übereinstimung mit der Entfernung vom Bolzenloch kann in derselben Art und Weise erfolgen, wie oben aufgeführt wurde, auch in dem Falle, in dem eine solche Einstellung nicht im dem Teil der Ausführungsformen, die später dargestellt werden, beschrieben wird.
Auf der äußeren Oberfläche der Dichtung und auf einer der inneren Oberflächen der Metallplatten 1 und 2, die sich gegenüberliegen oder sich berühren (auf der Oberfläche der Metallplatte 2 in der Abbildung), sind Beschichtungen durch Dichtungsmaterial-Schichten 7 vorgesehen. Die Dichtungsmaterial-Schichten 7 sind aus Gummi oder einem Kunstharz gebildet, wobei sie in einer Dicke von beispielsweise 15 um hitzeresistent und flexibel sind. In der Abbildung ist nur der Abschnitt, auf dem der Wulstabschnitt 5 gebildet ist und seine angrenzende Umgebung mit der Dichtungsmaterial-Schicht 7 beschichtet, aber es ist auch möglich, dass die äußere und die innere Oberfläche der Metallplatte 2 völlig mit Dichtungsmaterial-Schichten 7 beschichtet sind.
Die Dichtung G1 mit dem oben dargestellten Aufbau wird zwischen den aneinander zu fügenden Oberflächen des Zylinderkopfes und des Zylinderblocks verwendet und die Dichtung wird durch das Festziehen der Bolzen zusammengedrückt. Zu diesem Zeitpunkt ist jeder Wulstabschnitt 5 in einem begrenzten Maße zusammengedrückt, weil die feste Kunstharzschicht 6 in der Aussparung 51 jedes Wulstabschnittes 5 gebildet ist, und wenn die Bolzen festgezogen werden, kommt die Unterseite 61 der Harzschicht 6 in dichten Kontakt mit der inneren Oberfläche der Metallplatte 2. Die Kunstharzschicht 6 verhindert, dass der Wulstabschnitt 5 noch weiter zusammengedrückt wird, und begrenzt dadurch den Grad der Kompression auf den Wulstabschnitt 5. Mit anderen Worten dient die feste Kunstharzschicht 6, die in jeder Aussparung 51 gebildet ist, als Anschlag, um zu verhindern, dass der Wulstabschnitt 5 dünner wird und auch um die Amplitude von sich wiederholenden Zuständen von Kompression und Entlastung auf den Wulstalbschnitt aufgrund des Gasdrucks in dem Verbrennungsraum des Motors zu begrenzen. Folglich kann verhindert werden, dass die Dichtung ihre Wirkung durch die Verringerung der Elastizität aufgrund von allmählich nachlassender Spannung und Schäden der Wulstabschnitte während einer langen Verwendungsdauer verliert. Die feste Kunstharzschicht verstärkt die Dicke der Dichtung an dem mit der Kunstharzschicht gebildeten Abschnitt gegenüber dem anderen Abschnitt der Dichtung, und erhöht dadurch den abdichtenden Druck an einem solchen Abschnitt.
In der Dichtung G1 der vorliegenden Erfindung ist die Unterseite 61 der festen Kunstharzschicht 6, die in der Aussparung 51 des Wulstabschnittes gebildet ist, mit der zweiten Metallplatte 2 bedeckt, und berührt daher nicht die aneinander zu fügende Oberfläche des Zylinderkopfes oder des Zylinderblocks. Somit besteht nicht die Gefahr, dass die feste Kunstharzschicht 6 abgenutzt wird, durch Reibung mit der aneinander zu fügenden Oberfläche des Zylinderkopfes oder Zylinderblocks aufgrund von Schwingungen des Zylinderkopfes oder Zylinderblocks während des Betriebes des Motors oder durch die Ausdehnung oder Kontraktion des Zylinderkopfes oder des Zylinderblocks, welche das Inbetriebsetzen oder Außerbetriebsetzen des Motors begleiten.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 umfasst die Zylinderkopfdichtung G2 als die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine erste und eine zweite Metallplatte 1 und 2 aus Stahl, rostfreiem Stahl oder ähnlichem, wobei jede der ersten und zweiten Metallplatten 1 und 2 mindestens eine Verbrennungsraumöffnung 3 und mindestens ein Bolzenloch 4 aufweisen, wie in der Dichtung G1. Die erste Metallplatte 1 weist mindestens einen ringförmigen Wulstabschnitt 5 auf, der die Umgebung der Verbrennungsraumöffnung(en) 3 umrandet, und die Aussparung 51 jedes Wulstabschnittes 5 ist mit einer festen Kunstharzschicht 6 gebildet, um einen Teil der Tiefe der Aussparung 51 zu füllen. Das Füllmittel der festen Kunstharzschicht dient als Anschlag, um den Grad der Kompression auf jeden der Wulstabschnitte 5 zu begrenzen, und es dient auch dazu, die Dicke der Dichtung in dem/den Abschnitt(en) zu vergrößern, in dem/denen die Kunstharzschicht(en) gebildet ist/sind, um dadurch den abdichtenden Druck zu vergrößern.
Die zweite Metallplatte 2 ist so eingerichtet, dass sie die Aussparung 51 jedes Wulstabschnittes 5 der ersten Metallplatte 1 abdeckt. Die zweite Metallplatte 2 weist mindestens einen ringförmigen Wulstabschnitt 5' auf, um die Verbrennungsraumöffnung(en) 3 in der/den Position(en) entsprechend der/des Wulstabschnitte(s) 5 der ersten Metallplatte 1 zu umranden. Jeder Wulslabschnitt 5' steht in derselben Richtung hervor wie jeder Wulstabschnitt 5 der ersten Metallplatte 1. Folglich sind die Wiederherstellungskräfte des Wulstabschnittes 5 und des Wulstabschnittes 5 zusammengefasst, um die Wiederherstellungskraft der Wulstabschnitte als ein Ganzes zu vergrößern, welches zu einer Steigerung des abdichtenden Druckes führt, der sich aus der elastischen Verformung der/des Wulstabschnitte(s) ergibt, wenn die Dichtung zusammengedrückt wird. Die Höhe und Breite des Wulstabschnittes 5' kann im Wesentlichen gleich oder unterschiedlich sein wie die des Wulstabschnittes 5 der ersten Metallplatte 1.
Die feste Kunstharzschicht 6 ist mit den Metallplatten 1 und 2 bedeckt, und wird daher nicht durch Reibung mit der aneinander zu fügenden Oberfläche des Zylinderkopfes oder des Zylinderblocks abgenutzt.
Das Einstellen der Höhe der festen Kunstharzschicht 6 erfolgt auch im Falle der Dichtung G2 in Übereinstimung mit der Entfernung vom Bolzenloch, in derselben Art und Weise wie im Falle der Dichtung G1, um den abdichtenden Druck um die Umgebung der Verbrennungsraumöffnung 3 herum einheitlich zu gestalten. Somit ist die Höhe h&sub1; (siehe Fig. 4) der Kunstharzschicht an einer Position ferner von dem Bolzenloch 4 höher gestaltet als deren Höhe h&sub2; (siehe Fig. 5) an einer Position näher zu dem Bolzenloch 4.
Wie in der oben dargestellten Dichtung G1, werden Dichtungsmaterial-Schichten 7 aus Gummi oder einem Kunstharz auf der äußeren Oberfläche 11 der Metallplatte 1 und der äußeren Oberfläche 21 und der inneren Oberfläche 22 der Metallplatte 2 verwendet, die hitzebeständig und relativ flexibel sind, so wie Fluorgummi und ein Silikonharz. Die Dichtungsmaterial-Schichten 7 decken die fehlerhaften Stellen, so wie beispielsweise defekte, raue und verformte Stellen, der aneinander zu fügenden Oberflächen des Zylinderkopfes, des Zylinderblocks und der Oberflächen der Metallplatten 1 und 2 ab, um die abdichtende Kraft der Dichtung zu vergrößern.
In der Dichtung G3 als die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dargestellt in Fig. 6, ist eine erste Metallplatte 1 auf der Seite eines Zylinderblocks (auf der unteren Seite der Zeichnung) angebracht und die erste Metallplatte 1 weist mindestens einen ersten Wulstabschnitt 5 auf, um die Umgebung(en) der Verbrennungsraumöffnung(en) 3 zu umranden, wobei diese in Richtung des Zylinderblocks hervorstehen. Eine zweite Metallplatte 2 ist entsprechend der Metallplatte 1 auf der Seite des Zylinderkopfes (auf der oberen Seite der Zeichnung) angebracht, um die Aussparungen 51 von jedem Wulstabschnitt 5 abzudecken. Die zweite Metallplatte 2 weist mindestens einen zweiten Wulstabschnitt 5' auf, an der/den Position(en), gegenüber der/des ersten Wulstabschnitte(s) 5 der Metallplatte 1. Der Wulstabschnitt 5' steht in entgegengesetzter Richtung von dem Wulstabschnitt 5 hervor, und zwar in eine Richtung auf der Seite des Zylinderkopfes. Die Aussparung 51' des zweiten Wulstabschnittes 5' ist neben der Aussparung 51 des ersten Wulstabschnittes 5 angeordnet, so dass beide Aussparungen einen gemeinsamen Raum bilden können. In einem Teil des Raumes ist eine feste Kunstharzschicht 6 gebildet. Die Kunstharzschicht 6 füllt die Aussparung 51 des ersten Wulstabschnittes 5 und erhebt sich bis in die Aussparung 51' des zweiten Wulstabschnittes 5' hinein, um einen Teil der Aussparung 51' zu füllen. Die Höhe des erhöhten Teils der festen Kunstharzschicht 6 in der Aussparung 51' beträgt zum Beispiel 40 bis 150 um. Somit ist die gesamte Höhe der festen Kunstharzschicht 6 eine Summe aus der Höhe des oben genannten erhabenen Teils und der Tiefe der Aussparung 51 von 80 bis 200 um.
Wenn die Dichtung G3 zwischen den aneinander zu fügenden Oberflächen von dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock zusammengedrückt wird, dient die feste Kunstharzschicht 6 in den Aussparungen 51 und 51' dazu, den Grad der Kompression auf beide Wulstabschnitte 5 und 5' zu begrenzen und dient somit als Anschlag für beide Wulstabschnitte 5 und 5'. Die feste Kunstharzschicht 6 ist von den Wulstabschnitten 5 und 5' umschlossen, und somit besteht keine Gefahr, dass sie durch Reibung mit der aneinander zu fügenden Oberfläche des Zylinderkopfes oder des Zylinderblocks abgenutzt wird.
In der Dichtung G3 sind die Metallplatten 1 und 2 in einem solchen Rücken-an- Rücken-Verhältnis angeordnet, dass der Wulstabschnitt 5 und der Wulstabschnitt 5' in derselben Position in voneinander entgegengesetzten Richtungen hervorstehen können. Die Wiederherstellungswerte des Wulstabschnittes 5 und des Wulstabschnittes 5' können daher miteinander addiert werden, so dass ein großer Wiederherstellungswert als ein Ganzes erreicht werden kann. Ferner weist in der Dichtung G3, die in Fig. 6 dargestellt ist, der Wulstabschnitt 5' im Wesentlichen denselben Abschnitt wie der Wulstabschnitt 5 auf, mit der Ausnahme, dass die Breite des Wulstabschnittes 5' etwas größer als die des Wulstabschnittes 5 ist, während es kein Problem darstellt, wenn sich die Höhe des Wulstabschnittes 5' von der des Wulstabschnittes 5 unterscheidet.
In dem Falle, dass die Metallplatte 2 so auf der Seite des Zylinderkopfes befestigt ist, dass ihr Wulstabschnitt 5' die aneinander zu fügende Oberfläche des Zylinderkopfes, wie in Fig. 6 dargestellt, berührt, ist es gewöhnlich vorzuziehen, dass die Höhe des Wulstabschnittes 5', der mit der aneinander zu fügenden Oberfläche des Zylinderkopfes, der stärker als der Zylinderblock verformt wird, in Berührung kommt, höher eingerichtet ist als die Höhe des Wulstabschnittes 5. In der Abbildung kennzeichnet Bezugsziffer 7 Dichtungsmaterial-Schichten.
Eine Dichtung G3', als eine Modifizierung der dritten Ausführungsform, dargestellt in Fig. 7, unterscheidet sich von der oben dargestellten Dichtung G3, indem eine feste Kunstharzschicht 6 teilweise oder vollständig in der Aussparung 51 des ersten Wulstabschnittes 5 gebildet ist, die sich aber nicht in die Aussparung 51' des zweiten Wulstabschnittes 5' erhebt. Die Dichtung G3' ist in derselben Art und Weise gestaltet wie die Dichtung G3, außer in dem oben genannten Punkt. Wenn die Dichtung G3', die auf diese Art und Weise gestaltet ist, zwischen den aneinander zu fügenden Oberflächen eines Zylinderkopfes und eines Zylinderblocks zusammengedrückt wird, steht der obere Teil der festen Kunstharzschicht in die Aussparung 51' des Wulstabschnittes 5' der zweiten Metallplatte 2 hervor, wenn der Wulstabschnitt 5 zusammengedrückt wird. Somit dient die feste Kunstharzschicht 6 dazu, die Druckstärken von sowohl auf den Wulstabschnitt 5 der Metallplatte 1 als auch auf den Wulstabschnitt 5' der Metallplatte 2 zu begrenzen, indem sie für beide als Anschlag dient. In der Dichtung G3' ist die Breite der Aussparung 51' vorzugsweise etwas größer zu gestalten als die Breite der Aussparung 51, so dass die feste Kunstharzschicht, die teilweise oder vollständig in die Aussparung 51 gefüllt ist, wenn der Wulstabschnitt 5 zusammengedrückt wird, problemlos in die Aussparung 51' hervorstehen kann.
Als eine weitere Modifizierung der Dichtung G3', kann eine feste Kunstharzschicht teilweise in die jeweiligen Aussparungen 51 und 51' der Wulstabschnitte 5 und 5' gefüllt sein, um jeweils feste Kunstharzschichten darin zu bilden. In diesem Falle werden die Wulstabschnitte 5 und 5' bis zu einem Grad zusammengedrückt, bei dem die jeweiligen Unterseiten der festen Kunstharzschichten, die in den Aussparungen 51 und 51' gebildet sind, sich berühren, aber die Wulstabschnitte 5 und 5' werden danach nicht weiter zusammengedrückt.
In den oben beschriebenen Dichtungen G1, G2, G3 und G3', als die ersten bis dritten Ausführungsformen, ist zur Umrandung der abzudichtenden Löcher der ersten Metallplatten in die Aussparungen der Wulstabschnitte ein fester Kunstharz gefüllt, um darin eine feste Kunstharzschicht zu bilden, und die zweiten Metallplatten sind in der Art und Weise angeordnet, dass sie die in den Aussparungen gebildeten festen Kunstharzschichten abdecken.
In den Dichtungen G4 und G5, als die vierten und fünften Ausführungsformen, die im Folgenden beschrieben werden, sind zweite Metallplatten so angeordnet, dass sie die Aussparungen der ringförmigen Wulstabschnitte der ersten Metallplatten abdecken, wie in den oben beschriebenen Dichtungen, aber es ist keine feste Kunstharzschicht in die Aussparungen der Wulstabschnitte der ersten Metallplatten gefüllt, um darin feste Kunstharzschichten zu bilden. Stattdessen sind ringförmige feste Kunstharzschichten auf den inneren Oberflächen der zweiten Metallplatten, an Positionen gegenüber der Aussparungen, gebildet und in der Weise geformt und bemessen, dass sie in den Aussparungen der ersten Metallplatten angeordnet sind. Die auf diese Art und Weise gebildeten festen Kunstharzschichten dienen in ähnlicher Art und Weise als Anschlag, um den Grad der Kompression der Wulstabschnitte der ersten Metallplatten zu begrenzen, wie die festen Kunstharzschichten, die in den Aussparungen der oben beschriebenen Dichtungen G1 und ähnlichen gebildet sind. Durch sie verstärkt sich die Dicke der Dichtungen an Teilen, an denen sie gebildet sind, stärker als an den anderen Teilen der Dichtung, und erzeugen dadurch eine Wirkung der Zunahme des abdichtenden Druckes. Ebenso sind in den Dichtungen G4 und G5 die festen Kunstharzschichten mit den ersten und zweiten Metallplatten bedeckt, so dass keine Gefahr besteht, dass sie durch Reibung mit den aneinander zu fügenden Oberflächen von Zylinderköpfen oder Zylinderblöcken abgenutzt werden.
In der metallischen Dichtung G4, die in den Fig. 8 und 9 dargestellt wird, ist eine feste Kunstharzschicht 8 in der Form eines Hügels gebildet, der sich von der inneren Oberfläche 22 der zweiten Metallplatte in Richtung der Aussparung 51 erhebt. Wenn der Wulstabschnitt 5 zusammengedrückt wird, berührt er die Oberseite der festen Kunstharzschicht 8 und somit, gestützt durch die feste Kunstharzschicht, wird der Wulstabschnitt 5 nicht weiter zusammengedrückt. Aus diesem Grund ist die Höhe der festen Kunstharzschicht 8 in der Weise festgelegt, dass sie kleiner ist als die Tiefe der Aussparung 51 (gleich der Höhe des Wulstabschnittes 5). Um ferner den abdichtenden Druck, der auf die Umgebung der Verbrennungsraumöffnung 3 aufgebracht wird, zu vereinheitlichen, ist die Höhe der festen Kunstharzschicht 8 in Übereinstimmung mit der Entfernung zum Bolzenloch angepasst, wie in der Dichtung G2. Somit ist die Höhe h&sub1; (siehe Fig. 8) der Harzschicht an einer Position ferner von dem Bolzenloch 4 höher gestaltet als die Höhe h&sub2; (siehe Fig. 9) der Harzschicht an einer Position näher zu dem Bolzenloch. In den Abbildungen kennzeichnet die Bezugsziffer 7 Dichtungsmaterial-Schichten.
In der Dichtung G5, die in Fig. 10 dargestellt ist, ist keine feste Kunstharzschicht 8 gebildet, die in Form eines Hügels gestaltet ist, wie in der oben beschriebenen Dichtung G4, aber es ist eine feste Kunstharzschicht 9 gebildet, die den Vorsprung beschichtet, der von einem kleineren Wulstabschnitt 91 in Richtung der Aussparung 51 hervorsteht, gegenüber der Aussparung 51, auf der inneren Oberfläche 22 der zweiten Metallplatte 2. Die Höhe von der Oberseite der Harzschicht 9 zur Oberfläche 22 ist kleiner als die Tiefe der Aussparung 51. Wenn der Wulstabschnitt 5 zusammengedrückt wird, berührt er die Oberseite der festen Kunstharzschicht 9, um von dieser gestützt zu werden. Der Aufbau der Dichtung G5 ist ansonsten im Wesentlichen der Gleiche wie der von der Dichtung G4, außer der oben genannten Punkte.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 wird eine Auspuffkrümmerdichtung G6 dargestellt, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet wird. Die Auspuffkrümmerdichtung wird eingesetzt, um einen Raum abzudichten, zwischen der aneinander zu fügenden Oberfläche der Befestigungsflansche für die Zweigrohre eines Auspuffkrümmers, welche den Ausströmungsöffnungen eines Motors entsprechen, und der aneinander zu fügenden Oberfläche, zu der die Ausströmungsöffnungen einer Zylinderkopf-Seitenwand geöffnet sind.
Die Dichtung G6 umfasst eine erste Metallplatte 61 und eine zweite Metallplatte 62, und jede Metallplatte weist Auslass-Dichtungsabschnitte 64 auf, die über Auslassöffnungen 63 verfügen, welche den oben genannten Ausströmungsöffnungen des Motors entsprechen, und Verbindungsabschnitte 65, um die nebeneinanderliegenden Auslass-Dichtungsabschnitte miteinander zu verbinden. In jedem der Auslass- Dichtungsabschnitte, weist die erste Metallplatte 61 einen Wulstabschnitt 66 zur Umrandung der Auslassöffnung 63 auf, und eine feste Kunstharzschicht ist in einen Teil der Aussparung 67 des Wulstabschnittes 66 gefüllt, um in ihr eine Harzschicht 68 zu bilden. Die zweite flache Metallplatte 62 ist so angeordnet, dass sie die Aussparungen 67 und die festen Kunstharzschichten 68, die in ihnen gebildet sind, abdeckt, um zu verhindern, dass die festen Kunstharzschichten 68 durch Reibung mit der aneinander zu fügenden Oberfläche abgenutzt werden.
Die metallischen laminierten Dichtungen der vorliegenden Erfindung sind nicht in den oben genannten Ausführungsformen und ihren Modifizierungen begrenzt, sondern können in einem Maße auf verschiedene Art und Weise verändert oder modifiziert werden, in dem sie nicht außerhalb des Anwendungsbereiches der beigefügten Ansprüche liegen.

Claims

1. Eine metallische laminierte Dichtung (G1) für die Verwendung in einem Verbrennungsmotor, darin mindestens zwei Metallplatten (1, 2) wobei jede für sich mindestens ein abzudichtendes Loch (3) und eine Mehrzahl von Bolzenlöchern (4) aufweist, wobei die Dichtung aufweist:

die erste Metallplatte (1) hat mindestens einen ringförmigen Wulstabschnitt für die Umrandung des Loches bzw. der Löcher (3);

die zweite Metallplatte (2) ist so angeordnet, dass die Aussparung(en) (51) der/des Wulstabschnitte(s) (5) der ersten Metallplatte (1) abgedeckt ist/sind; und

mindestens eine feste Kunstharzschicht (61), die in den/die Teilbereich(e) der Aussparung(en) (51) der/des Wulstabschnitte(s) (5) der ersten Metallplatte (1) geformt ist.

2. Eine metallische laminierte Dichtung nach Anspruch 1, wobei die besagte zweite Metallplatte (2) eine ebene Fläche in der Umgebung des besagten Loches bzw. den Umgebungen der besagten Löcher aufweist.

3. Eine metallische laminierte Dichtung nach Anspruch 1, wobei besagte zweite Metallplatte (2) mindestens einen Wulstabschnitt (5') zur Umrandung besagten Loches bzw. besagter Löcher (3) an einer Position bzw. Positionen entsprechend der/des Wulstabschnitte(s) (5) der ersten Metallplatte (1) aufweist, wobei der/die Wulstabschnitt(e) (5') der zweiten Metallplatte in die gleiche Richtung vorspringt bzw. vorspringen wie der/die Wulstabschnitt(e) der ersten Metallplatte, und die Oberseite(n) des Vorsprungs bzw. der Vorsprünge der/des Wulstabschnitte(s) (5') der zweiten Metallplatte mit der festen Kunstharzschicht in Berührung kommen kann bzw. können, wenn die Dichtung (G3) zusammengedrückt wird.

4. Eine metallische laminierte Dichtung nach Anspruch 1, worin die Höhe (h1) der festen Kunstharzschicht(en) (6) an einer Position bzw. Positionen ferner von dem Bolzenloch bzw. den Bolzenlöchern (4) höher ist, als die Höhe (h2) der festen Kunstharzschicht(en) näher zu dem Bolzenloch bzw. den Bolzenlöchern (4).

5. Eine metallische laminierte Dichtung nach Anspruch 1, worin besagte feste Kunstharzschicht(en) (6) aus einem Epoxydharz geformt ist/sind.

6. Eine metallische laminierte Dichtung (G3) für die Verwendung in einem Verbrennungsmotor, mit mindestens zwei Metallplatten, wobei jede mindestens ein abzudichtendes Loch (3) und eine Mehrzahl von Bolzenlöchern (4) aufweist, wobei die Dichtung aufweist:

die erste Metallplatte (1) hat einen ersten ringförmigen Wulstabschnitt bzw. erste ringförmige Wulstabschnitte zur Umrandung des Loches bzw. der Löcher (3);

die zweite Metallplatte (2) hat einen zweiten Wulstabschnitt bzw. zweite Wulstabschnitte (5'), der/die das Loch bzw. die Löcher (3) an einer Position bzw. Positionen entsprechend der/des ersten Wulstabschnitte(s) (5) umrandet/umranden und einen Vorsprung bzw. Vorsprünge aufweist/aufweisen, die sich in die entgegengesetzte Richtung des Vorsprungs bzw. der Vorsprünge der/des ersten Wulstabschnitte(s) erhebt bzw. erheben, wobei besagte zweite Metallplatte (2) an der Seite der Aussparung(en) (51) der/des Wulstabschnitte(s) der ersten Metallplatte angeordnet ist/sind, so dass die Aussparung(en) (51') der/des zweiten Wulstabschnitte(s) der Aussparung(en) der/des ersten Wulstabschnitte(s) so nebeneinanderliegend angeordnet ist/sind, dass sich ein gemeinsamer Raum bildet bzw. gemeinsame Räume bilden; und

mindestens eine feste Kunstharzschicht, die in mindestens einen Teil dieses Raumes bzw. dieser Räume geformt ist.

7. Eine metallische laminierte Dichtung nach Anspruch 6, worin besagte feste Kunstharzschicht(en) in nur eine der Aussparung(en) (51) der/des ersten Wulstabschnitte(s) (5) und der Aussparung(en) (51') der/des zweiten Wulstabschnitte(s) geformt ist/sind.

8. Eine metallische laminierte Dichtung nach Anspruch 6, worin besagte feste Kunstharzschicht(en) (6) in eine der Aussparung(en) (51) der/des ersten Wulstabschnitte(s) (5) und der Aussparung(en) (51') der/des zweiten Wulstabschnitte(s) (5') geformt ist und die feste(n) Kunstharzschicht(en) sich in die Aussparung(en) der/des anderen Wulstabschnitte(s) erhebt bzw. erheben.

9. Eine metallische laminierte Dichtung nach Anspruch 6, worin die Höhe der festen Kunstharzschicht(en) (6) höher ist an einer Position bzw. Positionen ferner von dem Bolzenloch bzw. den Bolzenlöchern als an einer Position bzw. Positionen näher zu dem Bolzenloch bzw. den Bolzenlöchern.

10. Eine metallische laminierte Dichtung nach Anspruch 6, worin besagte feste Kunstharzschicht(en) aus einem Epoxydharz gebildet ist/sind.

11. Eine metallische laminierte Dichtung (G4, G5) für die Verwendung in einem Verbrennungsmotor, darin beinhaltet mindestens zwei Metallplatten wobei jede mindestens ein abzudichtendes Loch (3) und eine Mehrzahl von Bolzenlöchern (4) aufweist, wobei die Dichtung aufweist:

die erste Metallplatte hat mindestens einen Wulstabschnitt zur Umrandung des Loches bzw. der Löcher (3);

die zweite Metallplatte (2) ist so an der Seite der Aussparung(en) (51) der/des Wulstabschnitte(s) (5) der ersten Metallplatte (1) angeordnet, dass diese Aussparung(en) abgedeckt wird/werden; und

mindestens eine ringförmige feste Kunstharzschicht (8, 9), die in solch einer Form und Größe ausgebildet ist, dass die Harzschicht(en) in besagte Aussparung(en) (51) der/des Wulstabschnitte(s) (5) der ersten Metallplatte (1) eingeschlossen ist/sind, wobei diese feste(n) Harzschicht(en) (8, 9) das Loch bzw. die Löcher in der/den Position(en) auf der Oberfläche der zweiten Metallplatte umrandet bzw. umranden, die der/den Aussparung(en) (51) der ersten Metallplatte (1) gegenüberliegt.

12. Eine metallische laminierte Dichtung nach Anspruch 11, worin besagte feste Kunstharzschicht(en) (8) auf der/den ebenen Oberfläche(n) (22) der zweiten Metallplatte (2) ausgebildet ist/sind.

13. Eine metallische laminierte Dichtung nach Anspruch 11, worin besagte feste Kunstharzschicht(en) (9) den Vorsprung bzw. die Vorsprünge (91) abdeckt/abdecken, die auf der zweiten Metallplatte (2) ausgebildet ist/sind und sich in Richtung der ersten Metallplatte (1) erhebt/erheben.

14. Eine metallische laminierte Dichtung nach Anspruch 11, worin die Höhe der festen Kunstharzschicht(en) (8, 9) höher ist an einer Position bzw. Positionen ferner von dem Bolzenloch bzw. den Bolzenlöchern als bei einer Position bzw. Positionen näher an dem Bolzenloch bzw. den Bolzenlöchern.

15. Eine metallische laminierte Dichtung nach Anspruch 11, worin die feste Kunstharzschicht(en) aus einem Epoxydharz gebildet ist/sind.

16. Verwendung der metallischen laminierten Dichtung nach Anspruch 1, 6, oder 11, als Zylinderkopfdichtung zum Abdichten der Verbrennungsraumöffnung(en).

17. Verwendung der metallischen laminierten Dichtung nach Anspruch 1, 6 oder 11 als Auspuffkrümmerdichtung zum Abdichten der Auspufföffnung(en).