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Hintergrund
der Erfindung und Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Metall-Zylinderkopfdichtung
mit einem Abschnitt zum Halten eines Zwischenbereiches zwischen
Zylinderbohrungen.
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Metalllaminatdichtungen werden in
Verbrennungsmotoren aufgrund der Beständigkeit gegenüber hoher
Temperatur und hohem Druck, welche in den Zylinderbohrungen erzeugt
werden, weithin eingesetzt. Da die hohe Temperatur und der hohe
Druck in den Zylinderbohrungen erzeugt werden, wenn der Motor läuft, ist
die Zylinderkopfdichtung mit Dichtungsmitteln um die Zylinderbohrung
herum versehen. Es gibt viele Arten von Dichtungsmitteln, eins davon
besitzt einen Flansch um die Zylinderbohrung herum. Der Flansch
kann ganzheitlich mit einer der Platten zum Ausbilden der Dichtung,
oder mit einem Teil einer in der Zylinderbohrung installierten Dichtscheibe
ausgebildet sein. Der Oberflächendruck
um die Zylinderbohrung herum wird durch den Flansch hoch gehalten,
wenn die Dichtung in dem Motor montiert ist.
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Bei der Dichtung mit dem Flansch
kann sich der Flansch auf einer oberen Platte der Dichtung befinden,
um die obere Platte zu halten. In diesem Fall wird die obere Platte
durch den Flansch ohne jegliches Problem angemessen zurückgehalten.
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Es kann jedoch eine Dichtung geben,
bei der der Flansch von der Dichtung nach außen ausgesetzt ist, ohne über der
oberen Platte lokalisiert zu sein. Die obere Platte wird insbesondere
nicht durch den Flansch der Dichtung um die Zylinderbohrung herum gehalten.
Diese Struktur wird gewählt,
wenn die Dicke der Dichtung und die Länge zwischen den Zylinderbohrungen
begrenzt sind.
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Speziell bei einer von drei oder
mehr Metallplatten ausgebildeten Dichtung kann sich eine obere Platte,
welche nicht durch einen sich von einer unteren Platte oder Dichtscheibe
erstreckenden Flansch gehalten wird, leicht von einer mittleren
Platte zwischen den Zylinderbohrungen nach oben weg erheben. Unter
der Bedingung des hohen Drucks und der hohen Temperatur wird der
mittlere Abschnitt, wenn der mittlere Abschnitt zwischen den Zylinderbohrungen
vibriert oder wiederholt einer hohen Belastung ausgesetzt ist, geschwächt, so
dass der mittlere Abschnitt durch Zerstörung aufgrund von Ermüdung oder
Reibverschleiß beschädigt wird
oder bricht.
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Mit Blick auf das vorab erwähnte, wurde
das US-Patent Nr. 5,295,699 gemacht. Wie in 6 dargestellt, wird die Dichtung von
zwei Metallplatten 110, 111 gebildet. Die Metallplatte 110 besitzt
Flansche 112 um Zylinderbohrungen Hc herum, und ein Paar von
Löchern 116 auf
beiden Seiten eines mittleren Abschnittes 117 zwischen
den Flanschen 112. Bei der Metallplatte 111 ist
ein Loch mit Vorsprüngen 118 ausgebildet,
ohne dass individuelle Löcher
für die
Zylinderbohrungen Hc ausgebildet sind. Die Vorsprünge 118 sind
in die Löcher 116 eingeführt, um
die Vorsprünge 118 an
der Platte 110 zu befestigen, so dass die Vorsprüngen 118 weder
deformiert werden noch vibrieren.
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Bei der vorab beschriebenen Dichtung
müssen
die Vorsprünge 118 jedoch,
wenn die Dichtung zusammengebaut wird, in die Löcher 116 eingeführt werden.
Da die Vorsprünge 118 einander
gegenüberliegen,
ist das Verfahren zum Einführen
der Vorsprünge 118 in
die Löcher 116 relativ
kompliziert.
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Die vorliegende Erfindung wurde mit
Hinblick auf das vorab erwähnte
gemacht, und eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Metall-Zylinderkopfdichtung bereitzustellen,
wobei eine obere Platte zwischen den Zylinderbohrungen sicher gehalten
werden kann, ohne sich nach oben zu erheben.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung
ist, eine Metall-Zylinderkopfdichtung,
wie oben erwähnt,
bereitzustellen, wobei die obere Platte zwischen den Zylinderbohrungen
nicht durch Vibration oder wiederholt dazu angreifende Belastung
beschädigt
wird.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist, eine Metall-Zylinderkopfdichtung,
wie oben erwähnt,
bereitzustellen, wobei die Dichtung einfach ausgebildet ist und
zusammengebaut werden kann.
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Weitere Aufgaben und Vorteile der
Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine erfindungsgemäße Metalllaminatdichtung
wird für
einen Verbrennungsmotor mit Zylinderbohrungen eingesetzt. Die Dichtung
wird hauptsächlich
durch erste, zweite und dritte zusammen geschichtete Metallplatten
gebildet und weist Dichtungsmittel auf.
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Insbesondere erstreckt sich die erste
Metallplatte im Wesentlichen über
einen gesamten Bereich der Dichtung und das Dichtungsmittel ist
an der ersten Metallplatte angebracht. Das Dichtungsmittel besitzt
erste Löcher
für die
entsprechenden Zylinderbohrungen definierende gekrümmte Abschnitte
und Flan sche, welche sich von den gekrümmten Abschnitten in den Richtungen
weg von den ersten Löchern
erstrecken.
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Die zweite Metallplatte befindet
sich oberhalb der ersten Metallplatte und besitzt zweite Löcher für die Zylinderbohrungen
und mindestens eine Aussparung zwischen den zweiten Löchern. Die
dritte Metallplatte befindet sich oberhalb der zweiten Metallplatte
und besitzt dritte Löcher
für die
Zylinderbohrungen und einen Eingriffsabschnitt zwischen den dritten
Löchern.
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Bei der erfindungsgemäßen Dichtung
ist mindestens ein Halteabschnitt in dem Dichtungsmittel ausgebildet.
Der Halteabschnitt befindet sich oberhalb des Eingriffsabschnittes,
damit sich der Eingriffsabschnitt in der mindestens einen Aussparung befinden
kann, wenn die Dichtung zusammengebaut ist. Somit wird der Eingriffsabschnitt
zwischen den dritten Löchern
durch den Halteabschnitt zurückgehalten.
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Erfindungsgemäß ist der Halteabschnitt oberhalb
des Eingriffsabschnitts der dritten Metallplatte angeordnet, wenn
die Dichtung zusammengebaut ist. Deshalb wird der Eingriffsabschnitt
oder ein Zwischenbereich zwischen den Zylinderbohrungen der dritten
Metallplatte sicher durch den Halteabschnitt gehalten. Der Zwischenbereich
ragt nicht nach oben oder wird beschädigt, wenn die Dichtung eingesetzt
ist. Somit befindet sich der Flansch oberhalb der zweiten Metallplatte
um das zweite Loch und überdeckt
nicht die dritte Metallplatte um das dritte Loch herum.
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Erfindungsgemäß befindet sich die Aussparung
unter dem Eingriffsabschnitt. Wenn die Dichtung bei dem letzten
Montageschritt oder bei dem Einbau zusammengedrückt wird, wird der Eingriffsabschnitt derart
verschoben, dass er sich in der Aussparung der zweiten Metallplatte
platziert. Deshalb ragt der Zwischenbereich nicht nach außen und
das Dichtungsmittel ragt leicht über
die Oberfläche
der Dichtung, um dort für
einen hohen Oberflächendruck
zu sorgen.
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Der Halteabschnitt kann eine Klappe
sein, welche sich von dem Flansch erstreckt und oberhalb des Eingriffsabschnitts
befindet. In diesem Fall liegt die Klappe in einem Dichtungsmittel
einer Klappe eines anderen Dichtungsmittels, welches dazu benachbart
angeordnet ist, gegenüber.
Die zwei Klappen befinden sich oberhalb des Eingriffsabschnitts.
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Das Dichtungsmittel kann ganzheitlich
mit der ersten Metallplatte ausgebildet sein, so dass sich der gekrümmte Abschnitt
von der ersten Metallplatte erstreckt. Andererseits kann das Dichtungsmittel eine
Dichtscheibe sein, welche in den ersten bis dritten Löchern angeordnet
ist, welche miteinander in Verbindung stehen. In diesem Fall ist
die Dichtscheibe in einem Dichtungsmittel ganzheitlich mit einer Dichtscheibe
in einem anderen dazu benachbarten Dichtungsmittel durch einen den
mindestens einen Halteabschnitt ausbildenden Verbindungsabschnitt ausgebildet.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine erläuternde
Draufsicht einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung;
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2 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
entlang einer Linie 2-2 in 1;
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3 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
entlang einer Linie 3-3 in 1;
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4 ist
eine erläuternde
Draufsicht einer zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung;
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5 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
entlang einer Linie 5-5 in 4;
und
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6 ist
eine erläuternde
Draufsicht, wobei eine herkömmliche
Zylinderkopfdichtung dargestellt ist.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Mit Bezug auf 1–3 wird eine erste Ausführungsform
A einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung
vom Metalllaminattyp erläutert.
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Die Dichtung A besitzt eine Mehrzahl
von Zylinderbohrungen Hc, Wasserlöchern, Bolzenlöchern, Öllöchern usw.
wie bei der herkömmlichen
Dichtung. Zur Vereinfachung sind Zylinderbohrungen Hc jedoch nur
in den Zeichnungen dargestellt.
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Die Dichtung A wird von unteren,
mittleren und oberen Metallplatten 1, 3, 5 gebildet,
welche zusammen geschichtet sind und sich im Wesentlichen über einen
gesamten Bereich der Dichtung erstrecken. Die untere Platte 1 besitzt
einen Basisabschnitt 1a, einen gekrümmten Abschnitt 1b,
welcher sich von dem Basisabschnitt 1a nach oben erstreckt,
um ein Loch 1c für
die Zylinderbohrung Hc zu definieren, und einen sich von dem gekrümmten Abschnitt 1b erstreckenden
Flansch 1d. Der gekrümmte
Abschnitt 1b und der Flansch 1d bilden ein Dichtungsmittel 1e um
die Zylinderbohrung Hc herum. Der Flansch 1d be sitzt auch
eine Klappe 1f an einem Zwischenbereich 7a zwischen
den Zylinderbohrungen Hc.
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Die mittlere Platte 3 besitzt
eine Form, welche im Wesentlichen derjenigen des Basisabschnittes 1a der
unteren Platte 1 entspricht. Die mittlere Platte 3 besitzt
ein benachbart zu dem gekrümmten Abschnitt 1b befindliches
Loch 3a, und eine Aussparung 3b an dem Zwischenbereich 7a zwischen
den Zylinderbohrungen Hc. Die Aussparung 3b ist in 1 durch gestrichelte Linien
angedeutet. Wenn die Dichtung zusammengebaut ist, befindet sich
die mittlere Platte 3 zwischen dem Basisabschnitt 1a und dem
Flansch 1d.
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Die obere Platte 5 besitzt
eine Form, welche im Allgemeinen derjenigen der mittleren Platte 3 entspricht
und besitzt Löcher 5a für die Zylinderbohrung Hc.
Der Durchmesser des Loches 5a ist größer als der Außendurchmesser
des Flansches 1d. Deshalb überdeckt die obere Platte 5,
wenn die Dichtung zusammengebaut ist, den Flansch 1d nicht
und befindet sich seitlich außerhalb
des Flansches 1d. An dem Zwischenbereich 7a zwischen
den Zylinderbohrungen Hc befindet sich auch ein Eingriffsabschnitt
oder Zwischenabschnitt 5b der oberen Platte 5 unter
den Klappen 1f der zueinander benachbart angeordneten Flansche 1d.
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Bei dieser Verbindung sind die Abmessungen
der Klappen 1f etwas kleiner als die in der mittleren Platte 3 ausgebildete
Aussparung 3b. Deshalb befindet sich beim Zusammenbauen
der Dichtung der Eingriffsabschnitt 5b zwischen den Löchern 5a in der
Aussparung 3b, und die Außenoberfläche des Eingriffsabschnitts 5b wird
durch die Klappen 1f gehalten.
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Wenn die Dichtung ausgebildet wird,
wird die untere Platte 1 in dem Zustand erstellt, dass
der gekrümmte
Abschnitt 1b und der Flansch 1d nicht gebogen
sind. Auch die mittleren und unteren Platten 3, 5 werden
erstellt. Nachdem die unteren, mittleren und oberen Platten 1, 3, 5 geschichtet
sind, werden die gekrümmten
Abschnitte 1b derart gebogen, dass die Flansche 1d auf
den Teilen der mittleren Platte 3 platziert sind. Da die
Kanten um die Löcher 5a herum nicht
durch die Flansche 1d laminiert sind, sind demzufolge die
Klappen 1f auf dem Eingriffsabschnitt 5b der oberen Platte 5 angeordnet,
während
der Eingriffsabschnitt 5b gestoßen wird, um in der Aussparung 3b lokalisiert
zu werden. Dementsprechend werden die unteren, mittleren und oberen
Platten 1, 3, 5 ohne eine Demontage der
Platten zusammen vereinigt.
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Da sich die Klappen 1f bei
der Dichtung A an dem Eingriffsabschnitt oder Zwischenabschnitt 5b der
oberen Platte zwischen den Zylinderbohrungen befinden, wird der
Zwischenabschnitt 5b durch die Klappen 1f gehalten.
Da sich der Zwischenabschnitt 5b teilweise in der Aussparung 3b befindet,
ist der Oberflächendruck
an dem Zwischenabschnitt 5b geringer als derjenige an dem
Flansch um die Zylinderbohrungen herum. Deshalb kann der Flansch
sicher um die Zylinderbohrungen herum abdichten. Da sich der Zwischenabschnitt
beim Einsatz nicht erhebt, wird der Zwischenabschnitt durch Zerstörung aufgrund
von Ermüdung
oder Reibverschleiß nicht
beschädigt
oder gebrochen.
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4 und 5 stellen eine zweite Ausführungsform
B der erfindungsgemäßen Zylinderkopfdichtung des
Metalllaminattyps dar. Die Dichtung B wird von unteren, mittleren
und oberen Platten 21, 23, 25 wie bei
der Dichtung A gebildet. Jedoch besitzt die untere Platte 21 keinen
gekrümmten
Abschnitt und keinen Flansch und besitzt eine Form, welche im Wesentlichen dieselbe
wie diejenige der mittleren Platte 23 ist. Die mittlere
Platte 23 besitzt zwei Aussparungen 23a anstelle
der einen Aussparung bei der Dichtung A. Bei der oberen Platte 25 gibt
es keine individuellen Löcher
für die
Zylinderbohrungen, aber stattdessen ist ein Loch 25a mit
Vorsprüngen 25b ausgebildet. Somit
ist ein Abschnitt 31 nicht zwischen den Vorsprüngen 25b ausgebildet.
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Bei der Dichtung B werden anstelle
des gekrümmten
Abschnittes und des Flansches bei der Dichtung A Dichtscheiben 28 verwendet,
welche an einem Verbindungsabschnitt 28a miteinander verbunden
sind. Die Dichtscheibe 28 besitzt einen gekrümmten Abschnitt 28b,
um die Zylinderbohrung Hc zu definieren, und zwei Flansche 28c, 28d auf
beiden Seiten des gekrümmten
Abschnittes 28b. Der Flansch 28c bei einer Dichtscheibe
ist mit dem Flansch der benachbarten Dichtscheibe durch den Verbindungsabschnitt 28a verbunden.
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Wenn die Dichtung B zusammengebaut
wird, werden die unteren, mittleren und oberen Platten 21, 23, 25 zusammen
geschichtet. Die Dichtscheiben 28 werden derart erstellt,
dass die Flansche 28d im Wesentlichen senkrecht zu den
Flanschen 28c durch die gekrümmten Abschnitte 28b ausgerichtet
sind. Die auf diese Weise erstellten Dichtscheiben 28 werden auf
der oberen Platte 25 platziert, und die Flansche 28d und
gekrümmten
Abschnitte 28b werden in die Löcher der Platten 21, 23, 25 für die Zylinderbohrungen
Hc eingeführt.
Dann werden die Flansche 28d an den gekrümmten Abschnitten 28b gebogen,
wobei die unteren und mittleren Platten zwischen den Flanschen 28c, 28d der
Dichtscheibe 28 angeordnet sind, während die Vorsprünge 25b der
oberen Platte 25 gebogen werden und in die Aussparungen 23 der mittleren
Platte eingeführt
werden und unter dem Verbindungsabschnitt 28a der Dichtscheibe
gehalten werden.
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Deshalb wird die obere Platte 25 auch
durch die Dichtscheibe 28 gehalten.
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Da die Zylinderbohrungen Hc bei der
Dichtung B relativ dicht beieinander ausgebildet sind, ist der Abschnitt 31 zwischen
den Vorsprüngen 25b nicht
in der oberen Platte 25 ausgebildet. Die Vorsprünge 25b,
welche sich zwischen den Zylinderbohrungen Hc befinden, sind jedoch
in den Aussparungen 23a angeordnet und werden durch den
Verbindungsabschnitt 28a der Dichtscheibe 28 gehalten. Deshalb
sind, wenn die Dichtung zusammengebaut ist, alle Platten und Dichtscheiben
miteinander verbunden. Die Vorsprünge 25b sind durch
den Verbindungsabschnitt 28a angemessen befestigt und erheben
sich beim Einsatz nicht, so dass die Vorsprünge nicht durch Zerstörung aufgrund
von Ermüdung
oder Reibverschleiß beschädigt oder
gebrochen werden.
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Bei den vorab beschriebenen Ausführungsformen
ist die Dichtung aus drei Metallplatten gebildet, aber die vorab
beschriebene Struktur kann für eine
Dichtung mit mehr als drei Metallplatten angewendet werden.
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Bei der Erfindung werden die obere
Platte oder Vorsprünge
der oberen Platte, welche sich zwischen den Zylinderbohrungen befinden,
durch den Halteabschnitt, d. h. die Klappen oder den Verbindungsabschnitt
des Flansches oder der Dichtscheibe, gehalten, so dass sich die
obere Platte oder die Vorsprünge
beim Einsatz nicht erheben und angemessen an dem Hauptteil der Dichtung
befestigt sind. Da sich die obere Platte und die Vorsprünge in den Aussparungen,
welche größer als
die erforderliche Größe ausgestaltet
sind, befinden, wird ein hoher Oberflächendruck zum Abdichten der
Zylinderbohrung an dem Flansch gebildet. Die obere Platte und die
Vorsprünge
werden nicht durch Zerstörung
aufgrund von Ermüdung
oder Reibverschleiß beschädigt oder
gebrochen.