-
Hintergrund
der Erfindung und Stand der Technik
-
Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Metalldichtung mit Haupt- und Hilfswülsten, insbesondere eine Metalldichtung
mit derart angeordneten Hilfswülsten,
um dazwischen einen Hauptwulst anzuordnen, welche für einen
Verbrennungsmotor geeignet ist.
-
In einer für einen Verbrennungsmotor eingesetzten
Dichtung, wie z. B. einer Zylinderkopfdichtung und einer Verteilerdichtung,
wird ein Wulst oft auf einer Metallplatte um ein abzudichtendes
Loch herum gebildet. Wenn die Dichtung zusammengedrückt wird,
sorgt der Wulst dort für
einen Oberflächendruck,
um sicher um das Loch herum abzudichten.,
-
Eine herkömmliche Metallplatte 10 mit
einem Wulst 11 ist in 4 dargestellt,
wobei der Wulst 11 von der Metallplatte 10 nach
außen
herausragt. Wenn sich die Metallplatte 10 zwischen einem
Zylinderkopf CH und einem Zylinderblock CB befindet und fest gezogen
wird, bilden sich Oberflächendrücke auf der
Wulst 11 aus.
-
Insbesondere sorgt ein Kopfabschnitt 11a des
Wulstes 11 für
einen hohen auf den Zylinderkopf CH gerichteten Oberflächendruck 11a1,
während
jeder Kantenabschnitt 11b für einen relativ kleinen auf den
Zylinderblock CB gerichteten Oberflächendruck 11b1 sorgt.
Der Oberflächendruck 11a1 breitet
sich über
den gesamten Kopfabschnitt 11a aus. Der Oberflächendruck 11b1 breitet
sich jedoch von dem Kantenabschnitt 11b zu einem Außenabschnitt
weg von dem Wulst 11 aus während sich der Oberflächendruck
von dem Kantenabschnitt 11b allmählich vermindert.
-
Deshalb breitet sich bei dem Kantenabschnitt 11b ein
relativ kleiner Oberflächendruck über den
großen
Bereich des Zylinderblocks aus, so dass ein geeigneter Oberflächendruck
an dem Kantenabschnitt 11b nicht erreicht werden kann.
Demzufolge sorgt der Wulst nicht geeignet für die Oberflächendrücke an beiden
Motorteilen, d.h. Zylinderkopf und Zylinderblock.
-
In der Metalldichtung kann der Wulst
deshalb mit einer anderen Dichtungsvorrichtung zusammengefasst werden,
zum Beispiel einem in die entgegengesetzte Richtung gerichteten
Wulst, einem Drahtring, einer Beilagescheibe oder einem festen Abschnitt,
um für
einen stabilen, d. h. nicht federnden, Oberflächendruck zu sorgen, und so
weiter.
-
In dem US-Patent Nr. 5,221,097 ist
ein Wulst mit einer in einem Motorteil ausgebildeten Vertiefung zusammengefasst,
so dass sich der Wulst in der Vertiefung befindet. Zwei in entgegengesetzte
Richtungen gerichtete Wülste
können
sich in den zwei Vertiefungen in den Motorteilen befinden.
-
In dem deutschen Patent Nr. 893,598,
sind zwei sich nach unten erstreckende Wülste angeordnet, um dazwischen
einen sich nach oben erstreckenden Wulst einzuschieben. Die Wülste sind
jedoch nicht angeordnet, um die Oberflächendrücke auf einer Metallplatte
auszugleichen. Die US-A-5,664,790 beschreibt auch zwei Wülste wie
in dem Oberbegriff von Anspruch 1.
-
Die den Wulst und eine andere Dichtungsvorrichtung
zusammenfassende Dichtung kann geeignet um ein abzudichtendes Loch
herum abdichten. Es ist jedoch erstrebenswert, um ein Loch herum mit
einer einfachen Vorrichtung abzudichten.
-
Die vorliegende Erfindung wurde mit
Hinblick auf das oben erwähnte
gemacht, und eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Metalldichtung
mit Haupt- und Hilfswülsten
bereitzustellen, welche sicher um ein Loch herum abdichten kann.
-
Eine andere Aufgabe der Erfindung
ist, die Metalldichtung mit den Haupt- und Hilfswülsten, wie oben
beschrieben, zu versehen, wobei die Wülste für ausreichend große Oberflächendrücke auf
begrenzten Bereichen sorgen können,
ohne sich über
große Bereiche
auszubreiten.
-
Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist, die Metalldichtung mit den Haupt- und Hilfswülsten, wie oben
beschrieben, zu versehen, wobei die Oberflächendrücke der Wülste wie erwünscht gesteuert
werden können.
-
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung
ist, die Metalldichtung mit den Haupt- und Hilfswülsten, wie
oben beschrieben, zu versehen, welche für eine einzelne Metallplattendichtung
geeignet ist.
-
Weitere Aufgaben und Vorteile der
Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Eine erfindungsgemäße Metalldichtung
besteht hauptsächlich
aus einer Metallplatte mit einem sich im Wesentlichen über einen
gesamten Bereich der Dichtung erstreckenden Basisabschnitt, und
einem Loch in der Metallplatte. Ein Hauptwulst ist in der Metallplatte
ausgebildet, um das Loch zu umgeben. Der Hauptwulst besitzt einen über dem
Basisabschnitt befindlichen ersten Kopfabschnitt und zwei sich von
dem ersten Kopfabschnitt quer nach außen, d.h. nach unten, erstreckende
erste Seitenabschnitte.
-
Weiterhin sind erfindungsgemäß zwei Hilfswülste in
der Metallplatte ausgebildet, um den Hauptwulst dort dazwischen
anzuordnen. Jeder Hilfswulst besitzt einen unter dem Basisabschnitt
befindlichen zweiten Kopfabschnitt und zwei sich von dem zweiten
Kopfabschnitt quer nach außen,
d.h. nach oben, erstreckende zweite Seitenabschnitte. Einer der
zwei zweiten Seitenabschnitte in der Nähe des Hauptwulstes bei jedem
Hilfswulst erstreckt sich im Wesentlichen linear zu einem der zwei
ersten Seitenabschnitte des Hauptwulstes, während sich der andere der zwei
zweiten Seitenabschnitte weg von dem Hauptwulst bei jedem Hilfswulst
der Metallplatte erstreckt. Jeder Hilfswulst besitzt eine Höhe, welche kleiner
als eine Höhe
des Hauptwulstes ist, um geeignet für Oberflächendrücke auf den Motorteilen zu
sorgen, wo sich die Haupt- und Hilfswülste berühren.
-
Bei der vorliegenden Erfindung wird
der Hauptwulst zwischen zwei Hilfswülsten angeordnet, welche sich
in der Richtung entgegengesetzt zu dem Hauptwulst relativ zu dem
Basisabschnitt der Metallplatte erstrecken. Wenn die Dichtung fest
gezogen wird, werden deshalb der erste Kopf und die zweiten Köpfe der
Haupt- und Hilfswülste
zusammengedrückt,
um für
konzentrische unabhängige
Oberflächendrücke zu sorgen,
ohne sich auf die benachbarten Bereiche auszubreiten. Das Loch kann
durch hohe durch die Haupt- und Hilfswülste gebildete Oberflächendrücke abgedichtet
werden.
-
Da bei einer erfindungsgemäßen Dichtung die
Höhe des
Hilfswulstes geringer als die Höhe
des Hauptwulstes ist, ist der durch den Hilfswulst gebildete Oberflächendruck
geringer als derjenige des Hauptwulstes. Da jedoch zwei Hilfswülste auf
einer gegenüber
dem Hauptwulst liegenden Seite ausgebildet sind, können die
Motorteile, wo sich die Haupt- und Hilfswülste berühren, sicher und geeignet abgedichtet
werden.
-
Vorzugsweise ist die Breite jeder
Hilfswulst kleiner als die Breite des Hauptwulstes. Vorzugsweise
sind auch die Haupt- und
Hilfswülste
symmetrisch zu einer Linie angeordnet, welche senkrecht zu der Ebene
des Basisabschnittes ist und durch eine Mitte des ersten Kopfabschnittes
des Hauptwulstes verläuft.
Entsprechend sind die Oberflächendrücke senkrecht
zu den Oberflächen
der Motorteile gerichtet, um dadurch sicher dort abzudichten.
-
Indem bei der Erfindung die Höhen und
die Breiten der Haupt- und
Hilfswülste
eingestellt werden, werden der an dem ersten Kopfabschnitt gebildete
Oberflächendruck
und die an den zweiten Kopfabschnitten gebildeten Oberflächendrücke eingestellt.
Somit kann die Verteilung der auf die Motorteile aufgebrachten Oberflächendrücke wie
erwünscht eingestellt
werden.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
eine teilweise Draufsicht einer erfindungsgemäßen Metalldichtung;
-
2 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
entlang der Linie 2-2 in 1;
-
3 ist
eine erklärende
Querschnittsansicht, ähnlich
zu 2, zum Darstellen
eines Zustandes, bei dem die Dichtung in einem Motor montiert und
zusammengedrückt
ist; und
-
4 ist
eine erklärende
Querschnittsansicht, ähnlich
zu 3, zum Darstellen
eines Zustandes, bei dem eine herkömmliche Dichtung in einem Motor
montiert und zusammengedrückt
ist.
-
Detaillierte Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
-
Nun wird die vorliegende Erfindung
mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
-
Wie in den Zeichnungen dargestellt,
ist eine Dichtung G eine zwischen einem Zylinderkopf CH und einem
Zylinderblock CB zu montierende Zylinderkopfdichtung. Die Dichtung
G besitzt eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen Hc, Wasserlöchern Hw, Öllöchern Ho,
Bolzenlöchern
Hb usw., wie bei der herkömmlichen
Dichtung.
-
Die erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtungen
sind um die Zylinderbohrungen He herum ausgebildet. Deshalb werden
hier nur die Dichtungsvorrichtungen um die Zylinderbohrung He herum
erläutert.
Um andere Löcher
als Zylinderbohrungen He abzudichten, kann jede andere Dichtungsvorrichtung eingesetzt
werden.
-
Die Dichtung G ist aus einer Metallplatte 15 mit
einem sich im Wesentlichen über
einen gesamten Bereich der Dichtung erstreckenden Basisabschnitt 15a,
und einem Dichtungsabschnitt 15b um die Zylinderbohrungen
He herum gebildet. Vorzugsweise ist die Metallplatte 15 eine
rostfreie Stahlplatte mit guter Federeigenschaft.
-
Wie in 2 dargestellt
ist der Dichtungsabschnitt 15b aus einem Hauptwulst 16 und
zwei sich auf beiden Seiten des Hauptwulstes 16 befindlichen Hilfswülsten 17 gebildet,
um den Hauptwulst 16 dazwischen anzuordnen. Der Hauptwulst 16 ragt
von dem Basisabschnitt 15a nach oben, und die Hilfswülste 17 ragen
von dem Basisabschnitt 15a nach unten.
-
Der Hauptwulst 16 besitzt
einen Kopfabschnitt 16a und zwei Seitenwände 16b,
während
der Hilfswulst 17 einen Kopfabschnitt 17a und
Seitenwände 17b, 17c besitzt.
Die Seitenwand 16b des Hauptwulstes 16 erstreckt
sich linear zu der Seitenwand 17b des Hilfswulstes 17.
Die Seitenwand 17c erstreckt sich über eine Kante 17d zu
dem Basisabschnitt 15a. Im Übrigen ist der Hauptwulst 16 ein
Abschnitt über
einer durch eine Mitte des Basisabschnittes 15a verlaufenden
Mittellinie, und die Hilfswülste 17 befinden
sich unter der Mittellinie.
-
Die Höhe HA des Hauptwulstes 16 ist
größer als
die Höhe
HB des Hilfswulstes 17. Die Breite WA des Hauptwulstes 16 ist
auch größer als
die Breite WB des Hilfswulstes 17. Wenn die Dichtung G
zusammengedrückt
wird, sorgt deshalb der Hauptwulst 16 für einen größeren Oberflächendruck
als der Hilfswulst 17.
-
Der Hauptwulst 16 und die
Hilfswülste 17 sind
relativ zu einer Linie, welche senkrecht zu der Mittellinie des
Basisabschnittes 15a ist und durch eine Mitte des Kopfabschnittes 16a des
Hauptwulstes verläuft,
symmetrisch auf der Metallplatte 15 angeordnet. Wenn die
Dichtung zusammengedrückt wird,
sind deshalb die Oberflächendrücke der
Hilfswülste 17 gleich.
Auch sind alle auf den Haupt- und Hilfswülsten ausgebildeten Oberflächendrücke in senkrechte
Richtungen gerichtet.
-
Wenn sich die Dichtung G zwischen
dem Zylinderkopf CH und dem Zylinderblock CB befindet und festgezogen
wird, werden die Wülste 16, 17 zusammengedrückt, um
für die
Oberflächendrücke an den
Kopfabschnitten 16a, 17a zu sorgen. Wie in 3 dargestellt ist der an
dem Kopfabschnitt 16a des Hauptwulstes 16 gebildete
Oberflächendruck 16a1 größer als
der an dem Kopfabschnitt 17a des Hilfswulstes 17 ausgebildete
Oberflächendruck.
-
Da erfindungsgemäß die Kopfabschnitte 16a, 17a den
Zylinderkopf CH und Zylinderblock CB direkt berühren, konzentrieren sich die
Oberflächendrücke 16a1, 17a1 an
den entsprechenden Kopfabschnitten 16a, 17a der
Wülste.
Da sich die an den Kopfabschnitten gebildeten Oberflächendrücke nicht über die
großen
Bereiche der Platte 15 ausbreiten, kann die Dichtung G
sicher zwischen dem Zylinderkopf CH und dem Zylinderkopf CB durch
die auf den Kopfabschnitten 16a, 17a gebildeten
Oberflächendrücke abdichten.
-
Die Höhen und die Breiten der Haupt-
und Hilfswülste 16, 17 sind
erfindungsgemäß eingestellt, um
für optimale
Oberflächendrücke bei
dem Zylinderkopf und bei dem Zylinderblock zu sorgen. Der auf dem
Zylinderkopf und dem Zylinderblock aufgebrachte Anteil der Oberflächendrücke kann
leicht in Anbetracht der Eigenschaften, wie z. B. Festigkeit und
Steifigkeit, des Zylinderkopfes und des Zylinderblockes eingestellt
werden.
-
Da erfindungsgemäß die Oberflächendrücke relativ
zu dem Zylinderkopf und zu dem Zylinderkopf senkrecht gebildet werden,
kann die Dichtung gut zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock eingepasst
werden.
-
In der Ausführungsform wird die Dichtung aus
einer Metallplatte gebildet. Die Metallplatte mit den Haupt- und
Hilfswülsten
kann jedoch mit einer oder mehreren Metallplatte(n) zusammengefasst werden,
um eine Metalllaminatdichtung zu bilden. In diesem Fall können die
Haupt- und Hilfswülste
ebenso gut sicher um ein abzudichtendes Loch herum abdichten.
-
Bei der Erfindung besitzt die Metallplatte
zum Bilden der Dichtung den Hauptwulst und zwei sich von dem Basisabschnitt
der Metallplatte nach außen erstreckende
Hilfswülste.
Wenn die Dichtung zusammengedrückt
wird, sorgen die Haupt- und Hilfswülste deshalb für die Oberflächendrücke, welche
an den Kopfabschnitten der Wülste
konzentriert sind. Die Abdichtung kann sicher und positiv hergestellt
werden.