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Hintergrund
der Erfindung und Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Metallzylinderkopfdichtung für einen Verbrennungsmotor, welche
mit einer Kantenstützscheibe
versehen ist, um eine Verformung eines Zylinderkopfes zu verhindern.
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Ein Motor und eine darin montierte
Dichtung für
ein Automobil enthalten Zylinderbohrungen, Wasserlöcher, Öllöcher, Bolzenlöcher usw.
Da sich ein hoher Druck und eine hohe Temperatur in den Zylinderbohrungen
ausbildet, wenn der Motor betrieben wird, sind Bolzen, um die Motorteile
zusammen mit der Dichtung zu befestigen, im Allgemeinen um die Zylinderbohrungen
herum angeordnet, um dort herum sicher abzudichten. Andere Löcher, wie
z. B. Wasserlöcher
und Öllöcher, befinden
sich in der Nähe
der Zylinderbohrungen und werden durch den Anzugsdruck der Bolzen
zum Abdichten der Zylinderbohrungen abgedichtet.
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Deshalb nehmen im Allgemeinen die
anderen Löcher,
d. h. die Wasserlöcher
und Öllöcher, nicht den
gleichen Anzugsdruck von den Bolzen auf. Obwohl die anderen Löcher Dichtungsmittel
in der Dichtung besitzen, treten demzufolge verschiedene Dichtungsprobleme
bei diesen anderen Löchern
auf.
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Andererseits neigt in einem Motor,
wo die Zylinderbohrungen geradlinig angeordnet sind, da die Dichtungsmittel
um die Zylinderbohrungen der Dichtung herum ausgebildet sind, wenn
der Motor zusammengebaut ist, der Mittelbereich des Zylinderkopfes dazu,
sich nach oben zu biegen während
die Längsendbereiche
dicht an den Zylinderblock gepresst werden. Dies verur sacht einen
unsymmetrischen Anzugsdruck auf den Dichtungsmitteln für die Zylinderbohrungen
und anderen Löcher,
was zu einem Auslaufen einer Flüssigkeit
von dem Motor führen
kann. Auch werden hohe Anzugsdrücke
auf den Längsendbereichen
der Dichtung konzentriert.
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Um die Probleme zu lösen, sind
verschiedene Versuche unternommen worden. Zum Beispiel sind in dem
US-Patent Nr. 5,427,389 Wülste
auf Endabschnitten der Dichtung in Längsrichtung ausgebildet worden,
um die dort aufgebrachten hohen Anzugsdrücke zu halten. Auch in dem
US-Patent Nr. 5,538,263 befinden sich Scheiben an Längsendabschnitten
der Dichtung, um die hohen Anzugsdrücke zu halten. Ferner sind
in dem US-Patent
Nr. 5,439,234 Wülste,
welche sich um die Zylinderbohrungen herum an den Längsendabschnitten
befinden, verdoppelt worden, um die starken dort auftretenden Anzugsdrücke zu halten.
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Druckschrift GB-PS-1 388 128 beschreibt eine
Dichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Entsprechend dieses Dokuments sind Unterstützungserhöhungen auf
einer Basisplatte der Dichtung auf Endbereichen davon ausgebildet.
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Die Unterstützungswülste und die Scheiben halten
die hohen Anzugsdrücke,
welche auf die Längsendbereiche
des Motors aufgebracht werden, um die unsymmetrischen Anzugsdrücke zu verbessern.
Da jedoch die Anzugsdrücke,
welche auf die Längsendabschnitte
aufgebracht werden, sogar in den Längsendabschnitten nicht gleich
sein können, ist
es wünschenswert,
dass Unterstützungssystem für die Anzugsdrücke an den
Längsendabschnitten zu
verbessern.
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Die vorliegende Erfindung wurde in
Anbetracht der herkömmlichen
Dichtungen gemacht, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine
Metallzylinderkopfdichtung für
einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, welche geeignet die Anzugsdrücke halten kann,
welche auf die Längsendabschnitte
des Motors aufgebracht werden.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung
ist, eine Metallzylinderkopfdichtung, wie oben erwähnt, bereitzustellen,
welche Dichtungsmittel für
die Zylinderbohrungen und anderen Löcher ermöglicht, um dort herum sicher
abzudichten.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist, eine Metallzylinderkopfdichtung, wie oben erwähnt, bereitzustellen,
wobei die Anzugsdrücke,
welche auf die Längsendabschnitte
aufgebracht werden, wie gewünscht
eingestellt werden können.
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Andere Aufgaben und Vorteile der
Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch
eine Metallzylinderkopfdichtung, wie in Anspruch 1 definiert, gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche definieren
vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Metallzylinderkopfdichtung
wird hauptsächlich
von einer Metallplatte, welche sich im Wesentlichen über einen
gesamten Bereich eines zu montierenden Motors erstreckt, und einer
Mehrzahl von in der Metallplatte befindlichen Zylinderbohrungen
und Bolzenlöchern
gebildet. Die Zylinderbohrungen sind in einer Längsrichtung der Metallplatte
an geordnet, und die Bolzenlöcher
sind um die zugehörigen
Zylinderbohrungen herum angeordnet.
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Die Metallplatte besitzt zwei Längskanten, welche
sich im Wesentlichen entlang der Längsrichtung der Metallplatte
erstreckenden, zwei Seitenkanten, welche sich im Wesentlichen senkrecht
zu der Längsrichtung
der Metallplatte erstrecken, und vier Eckbereiche, welche sich an
Abschnitten befinden, wo sich die Längskanten und die Seitenkanten schneiden.
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In der erfindungsgemäßen Dichtung
befindet sich mindestens eine Scheibe an mindestens einem der vier
Eckbereiche der Metallplatte, ohne sich von dort nach außen zu erstrecken.
Die Scheibe hält
einen Anzugsdruck durch Bolzen an dem Eckbereich, um dadurch eine
Verformung des Zylinderkopfes zu verhindern.
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Erfindungsgemäß befindet sich die Scheibe nur
an dem Eckbereich der Metallplatte, wo ein hoher Anzugsdruck gebildet
wird. Die Scheibe ist nämlich nicht
durchgängig
an dem Längsendbereich
ausgebildet, wo sich zwei Eckbereiche neben einander befinden. Da
sich die Scheibe nur an dem erforderlichen Eckbereich befindet,
kann der Anzugsdruck, wie gefordert, genau eingestellt werden.
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Die Dichtung ist speziell für den Motor
verwendbar, wo die Zylinderbohrungen nicht symmetrisch relativ zu
dem gesamten Dichtungsbereich angeordnet sind. Da die Anzugsdrücke, welche
auf die Eckbereiche aufgebracht werden, nicht gleich sind, kann
in diesem Motor die erfindungsgemäße Dichtung den Anzugsdruck
an dem Eckbereich geeignet einstellen. Dementsprechend können Dichtungsmittel
um die Zylinderbohrungen und an dere Löcher herum im Wesentlichen
gleich zusammengedrückt
werden, um dort herum sicher abzudichten.
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Die Scheibe besitzt eine erste Seite
mit einer an einer der Längskanten
angeordneten ersten Kante, und eine zweite Seite mit einer an einer
der Seitenkanten angeordneten zweiten Kante. Erfindungsgemäß haben
die zwei Seiten der Scheibe unterschiedliche Breiten, um dort unterschiedliche
Anzugsdrücke
zu halten. Vorzugsweise ist die Breite der zweiten Seite der Scheibe
größer als
diejenige der ersten Seite, um dort einen großen Druck zu halten. Die erste
und zweite Seite sind an einer Ecke davon ganzheitlich miteinander
verbunden.
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Jeder Eckbereich wird durch eine
erste Linie, welche durch eine Mitte einer Zylinderbohrung, welche
sich an dem Längsende
der Metallplatte befindet, verläuft,
und durch eine zweite Linie definiert, welche. durch die Mitte der
Zylinderbohrung verläuft,
wo die erste Linie verläuft.
Die erste Linie erstreckt sich entlang der Längsrichtung der Metallplatte,
und die zweite Linie erstreckt sich senkrecht zu der ersten Linie.
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Die erste Scheibe kann nur aus der
ersten und zweiten Seite, ohne ein in dem Eckbereich befindliches
Bolzenloch zu umgeben, ausgebildet sein. Andererseits kann die Scheibe
einen gekrümmten Abschnitt
zusätzlich
zu der ersten und zweiten Seite enthalten, welcher ein in dem Eckbereich
befindliches Bolzenloch umgibt.
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Die Scheibe kann sich nur an einem
der vier Eckbereiche befinden, oder kann sich an zwei, drei oder
allen vier Eckbereichen befinden. Wenn sich zwei Scheiben an zwei
Eckbereichen der Metallplatte befinden, welche zueinander benachbart sind,
besitzen die zwei Scheiben unterschiedliche Größen, um unterschiedliche darauf
aufgebrachte Anzugsdrücke zu
halten.
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Erfindungsgemäß ist die Dichtung aus einer Metallplatte
ausgebildet. Jedoch können
eine oder mehrere Metallplatten auf der Basismetallplatte laminiert
sein, um eine Metalllaminatdichtung auszubilden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Teildraufsicht einer Metalldichtung;
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2 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
entlang einer Linie 2-2 in 1;
und
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3 ist
eine Teildraufsicht einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Metalldichtung.
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Detaillierte Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
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Mit Bezug auf 1 und 2 wird
eine Metalldichtung A erläutert.
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Die Dichtung A ist eine Zylinderkopfdichtung, welche
aus einer Metallplatte 10 ausgebildet ist, welche sich über einen
gesamten Bereich eines abzudichtenden Motors erstreckt. Die Dichtung
A enthält eine
Mehrzahl von Zylinderbohrungen Hc, welche in der Längsrichtung
der Dichtung angeordnet sind, Wasserlöcher (nicht dargestellt), Öllöcher (nicht
dargestellt), Bolzenlöcher
Hb, usw., wie bei der herkömmlichen
Dichtung. Wülste 11 sind
um die Zylinderbohrungen Hc herum ausgebildet.
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In der Dichtung A sind Eckbereiche 10a, 10b auf
der Metallplatte 10 durch erste und zweite Linien L1, L2
definiert, welche sich durch eine Mitte einer an jedem Längsende
der Dichtung befindlichen Zylinderbohrung erstrecken. Die erste
Linie L1 erstreckt sich entlang der Längsrichtung der Dichtung, und
die zweite Linie L2 erstreckt sich senkrecht zu der ersten Linie
L1. Insgesamt sind vier Eckbereiche 10a, 10b in der
Dichtung A ausgebildet.
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In der Dichtung A befindet sich eine
Scheibe 12 auf dem Eckbereich 10a der Metallplatte 10 und ist
dort durch Punktschweißen
angebracht. Die Scheibe 12 besitzt eine erste Seite 12a und
eine zweite Seite 12b, und diese sind dort an einer Ecke ganzheitlich
vereinigt. Die Kanten der ersten und zweiten Seite 12a, 12b sind
mit den Kanten der Metallplatte 10 oder Dichtung ausgerichtet.
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Die Dicke und die Ausmaße der Scheibe 12 werden
durch den dort aufgebrachten Anzugsdruck und das Ausmaß des Eckbereichs 10a bestimmt.
Die erste und zweite Seite 12a, 12b befinden sich
jedoch in dem Eckbereich 10a, ohne sich über die
erste und zweite Linie L1, L2 zu erstrecken. Die Scheibe 12 befindet
sich auch außerhalb
des Bolzenloches Hb.
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Wenn sich die Dichtung A zwischen
einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock (beide nicht dargestellt)
befindet und fest gezogen ist, werden hohe Anzugsdrücke auf
die Längsendabschnitte,
d. h. Eckbereiche 10a, 10b, aufgebracht, um zu
erzwingen, dass sich der Mittelbereich des Zylinderkopfes nach oben
biegt. Speziell wird ein hoher Anzugsdruck auf den Eckbereich 10a aufgebracht.
Wenn sich jedoch die Scheibe 12 an dem Eckbereich 10a befindet,
hält die
Scheibe 12 den dort aufgebrachten Anzugsdruck. Deshalb
wird das Biegen des Zylinderkopfes vermindert oder im Wesentlichen
verhindert.
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Die Scheibe 12 ist speziell
nützlich,
wenn der Anzugsdruck auf der Metallplatte 10 zwischen den Eckbereichen 10a, 10b unsymmetrisch
ist. Der unsymmetrische Anzugsdruck kann durch die Scheibe 12 ausgeglichen
werden. Demzufolge können
die Anzugsdrücke
durch die Bolzen im Wesentlichen gleich auf alle Dichtungsmittel
um die Zylinderbohrungen und anderen Löcher herum aufgebracht werden,
so dass die Zylinderbohrungen und anderen Löcher sicher durch die Dichtungsmittel
abgedichtet werden können.
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3 stellt
eine Ausführungsform
B einer erfindungsgemäßen Metalldichtung
dar. Die Dichtung B ist aus einer Metallplatte 20 ausgebildet,
und besitzt eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen Hc, Wasserlöcher (nicht
dargestellt), Öllöcher (nicht
dargestellt), und Bolzenlöcher
Hb, wie bei der Dichtung A. Wülste 21 sind
auf der Metallplatte 20 um die Zylinderbohrungen Hc herum
ausgebildet, um dort herum abzudichten.
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In der Dichtung B besitzt die Platte 20 Eckbereiche 20a, 20b,
welche durch Linien L1, L2 definiert sind, welche durch die Mitte
der Zylinderbohrung Hc verlaufen. Eine Scheibe 22 befindet
sich in dem Eckbereich 20a, und eine Scheibe 23 befindet
sich in dem Eckbereich 20b, wobei beide die auf die Eckbereiche 20a, 20b aufgebrachten
Anzugsdrücke
halten.
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Die Scheibe 22 besitzt eine
erste und eine zweite Seite 22a, 22b und einen
gekrümmten
Abschnitt 22c, welcher ein Bolzenloch Hb umgibt. Da die
Scheibe 22 den gekrümmten
Abschnitt 22c besitzt, auf welchen der Anzugsdruck des
Bolzens direkt aufgebracht wird, ist der auf die Scheibe 22 aufgebrachte
An zugsdruck groß,
aber im Bezug auf das Halten der Biegekraft des Zylinderkopfes ist
er verglichen mit der Dichtung A nicht so stark.
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Die Scheibe 23 besitzt eine
erste und eine zweite Seite 23a, 23b, wie bei
der Scheibe 12. Die Breite der zweiten Seite 23b ist
größer als
diejenige der ersten Seite 23a, um dort eine große Kraft
zu halten.
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Die Scheiben 22, 23 besitzen
dieselben Dicken, aber die Dicken können auf der Grundlage von dem
Gleichgewicht des dort aufgebrachten Anzugsdrucks unterschiedlich
sein.
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Da bei der Dichtung B die auf die
Eckbereiche 20a, 20b aufgebrachten Anzugsdrücke unterschiedlich
sind, d. h. der Eckbereich 20a nimmt den größeren Anzugsdruck
als denjenigen auf dem Eckbereich 20b auf, sind die Ausmaße der Scheibe 22, 23 unterschiedlich
hergestellt. Somit können
bei einer Dichtung unterschiedliche Scheiben an der Dichtung angebracht
sein, um die auf die Eckbereiche der Dichtung aufgebrachten Anzugsdrücke geeignet
zu halten.
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Bei den vorab beschriebenen Ausführungsformen
ist die Dichtung aus einer Metallplatte ausgebildet, aber eine oder
mehrere Metallplatten können laminiert
sein, um eine Metalllaminatdichtung auszubilden.
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Erfindungsgemäß können die auf die Eckbereiche
der Dichtung aufgebrachten Anzugsdrücke genau beeinflusst werden,
so dass das Abdichten für die
Zylinderbohrungen und andere Löcher
gleich durchgeführt
werden kann.