JP4624650B2

JP4624650B2 - Cylinder head gasket

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Publication number: JP4624650B2
Application number: JP2003073535A
Authority: JP
Inventors: ディーツアルミン; グルーラードビアス; フリッツボルフガンク; シュマウダーカール
Original assignee: エルリンククリンガーアクチェンゲゼルシャフト
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: JP2003314691A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも１つの燃焼室開口部を備えたシールプレートを有し、そのシールプレートは少なくとも２つの金属薄板層を有しており、それら金属薄板層の第１のものに、少なくとも１つの弾性的に高さ変形可能な、燃焼室開口部を包囲するビードが設けられ、第２のものには少なくとも１つの、ビード変形を制限し、燃焼室開口部を包囲し、かつシールプレートの上面図においてビードに隣接する変形制限装置が設けられている、シリンダヘッドガスケットに関する。この種の変形制限装置は、通常のように、従って部分的に、以下においてはストッパとも称される。
【０００２】
【従来の技術】
１層または多層の金属のシリンダヘッドガスケットにおいては、これまでは、ストッパを形成するためにシール機能をもたらすビードの半径方向内側あるいは外側（燃焼室開口部に関して）において、燃焼室を円形に包囲する領域内で、この金属薄板層上に平坦な金属リングを取り付けることによって（たとえば溶接により）、あるいは金属薄板層の燃焼室を包囲する端縁領域にフランジを形成することによって、すなわち約１８０°折り返すことによって、金属薄板層の厚みを増大させることが一般的であった。この種のストッパは、少なくともほとんど弾性的な特性を持たず、多くの場合において、いずれにせよエンジン駆動においてストッパに作用する押圧力の元で、少なくともほとんど可塑的な特性も持たない。
【０００３】
最近、１層または多層の金属のシリンダヘッドガスケットが提案され（特許文献１、特許文献２参照）、それらにおいてはストッパは、エンジン駆動においてそのストッパに作用する押圧力を受けて著しい程度に可塑的および／または弾性的に、好ましくは圧倒的に弾性的に変形可能であって、以下の形状の１つを有している：ストッパを備えた金属薄板層は、シール機能を引き受ける、保護すべきビードの半径方向内側において（燃焼室開口部に関して）、ストッパを形成する１つまたは複数のビードを有しており、それらビードは燃焼室開口部をリング状に包囲しており、かつこの燃焼室開口部に対して同心に延びており、ビードが複数である場合にビードは交互に燃焼室開口部の軸の一方向あるいは他方向へ突出することができる（特許文献１の図１２Ａと１２Ｂを参照）。あるいは、ストッパは、半径方向に交互に連続するリブと溝のシリーズから形成され、それらは燃焼室開口部をリング状に包囲し、かつ金属薄板層の両側に設けられており、リブは金属薄板層の両主要表面を越えて突出し、それによってストッパの領域において金属薄板層の肥厚をもたらし、金属薄板層の一方の側の各リブは金属薄板層の他方の側のリブと直接対向しており（その場合に同じことが溝についても言える）、かつリブと溝は金属薄板層の押出し加工によって形成される（特許文献１の図１２Ａと１２Ｂ、特許文献２参照）。これらのストッパは、金属薄板層上に取り付けられた、あるいは金属薄板層にフランジを形成することによって得られるストッパよりも、簡単に形成される。というのは、ビードを有する金属薄板層は場合によっては唯一の工具で打ち抜かれて、ビードを設けられるからであり、かつ場合によっては唯一の工具で金属薄板を打ち抜いて、上述したリブと溝を形成することができるからである。他方で、最近提案されたストッパは、重大な欠点を有している。
【０００４】
ストッパの重要な課題は、シール機能を少なくとも主に引き受けるビードをエンジン駆動において過度の変形から保護することであり、エンジン駆動において相当に弾性的および／または可塑的に変形可能なストッパは、この課題をたかだか満足できない程度にしか満たすことはできない。ストッパが、燃焼室開口部を円形に包囲するビードによって、あるいは互いに対して同心に配置されたこの種の多数のビードによって形成される場合には、エンジンブロックとシリンダヘッドの間に挟持されたシリンダヘッドガスケットは、ビードの扁平化に対して著しい抵抗をもたらすことはできない（ビードの強度はひとまず度外視して）。というのは、これら公知のシリンダヘッドガスケットにおいては、ストッパを形成するビードの扁平化に伴う、金属薄板層の、燃焼室開口部を包囲する領域のずれ移動（燃焼室開口部に関して半径方向）が阻止されないからである。
【０００５】
特許文献３には、図１から１６を用いて１層または多層の金属のシリンダヘッドガスケットが記載されており、そのシリンダヘッドガスケットにおいては金属薄板層内に形成されたストッパは上面においてこの薄板層上に非連続の突起形状の隆起部の二次元パターンを形成し、それは深絞り工具内で形成されている。深絞り工具は、ピン形状のスタンプのパターンを有する父型と、対応する凹部または開口部のパターンを有する母型を有しており、薄板層を深絞りする際に、ストッパを形成する隆起部がその開口部または凹部内へ圧入される。従ってこのストッパにおいては、各隆起部に薄板層の他方の側にある凹部が直接対向している。
【０００６】
【特許文献１】
ＷＯ９８／２８５５９
【特許文献２】
ＤＥ−Ｕ−２９８０４５３４
【特許文献３】
ドイツ特許出願第１０１４８２９５．７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、変形制限装置（ストッパ）を形成する際に、同様に、金属リングを取り付けること、あるいは金属薄板層にフランジ形成することなしで十分であって、しかし変形制限装置はその目的、すなわちシールをもたらすビードのエンジン駆動における過度の変形ないし扁平化を阻止することを、上述した燃焼室開口部を同心に包囲する１つまたは複数のビードないしリブと溝からなる公知のストッパあるいは深絞り工具で形成された、薄板層の隆起部のパターンからなる変形制限装置よりも、さらに良好に満たすことのできる、少なくともほぼ金属のシリンダヘッドガスケットを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
冒頭で挙げた種類のシリンダヘッドガスケット、すなわち変形制限装置が第２の薄板層の可塑変形により、第２の薄板層がその少なくとも１つの主要表面の、変形制限装置の領域に、刻印された凹部のパターンを有しており、その凹部に凹部を刻印する際に押し出された、第２の薄板層の材料により形成される隆起部が対応づけられており、第２の薄板層の、変形制限装置の領域における厚み全体は、第２の薄板層の、変形制限装置に隣接する領域の元の厚みよりも大きい、シリンダヘッドガスケットに基づいて、この課題は本発明によれば、オリジナルの、すなわち元の第２の薄板層が、押出し加工によって、特に冷間押出し加工によって可塑的に変形可能な鋼薄板から形成され、かつ第２の薄板層の上面図において、変形制限装置が分離した、鉢の形状の凹部の２次元パターンを形成し、冷間押出し加工によって刻印形成される凹部の全容積が、凹部を刻印形成する際に押し出された、第２の薄板層の材料により形成された、凹部に対応する隆起部の全体積に少なくともほぼ等しいことによって、解決される。
【０００９】
要請される、ビードのばね弾性的な特性によりばね鋼薄板から形成されなければならない、弾性的に高さ変形可能なシールビードを有する金属薄板層の場合とは異なり、本発明に基づくシリンダヘッドガスケットにおいては、変形性制限装置は、押出し加工によって可塑的に変形可能な鋼薄板層に、すなわち延性の鋼からなる薄板層に形成され、ストッパの隆起部は、凹部を刻印形成する際に第２の薄板層の材料が押出し加工の途上で押し出されて、押し出された材料が凹部に対応づけられた隆起部を形成することによって、形成される。本発明に基づくストッパを形成する場合に、第２の薄板層の材料は、少なくともほぼいたるところで、燃焼室開口部の周方向においても互いに連続する分離した凹部から形成されたパターンに従って高度に変形されて、その場合に高度に冷間硬化されるので、極めて抵抗力のあるストッパが形成される。本発明に基づくシリンダヘッドガスケットにおいては、凹部と隆起部は深絞りによってではなく、押出し加工によって形成され、薄板層の材料はもちろん非圧縮性であるので、押出し加工によって刻印形成された凹部の全容積が、凹部の刻印形成の際に押し出された第２の薄板層の材料により形成される隆起部の全体積に、少なくともほぼ等しいことが当てはまる、凹部と隆起部が得られ、−この体積比は、深絞り工具によって薄板層に形成された凹部と隆起部には該当しない。というのは、そこでは薄板層の変形の種類に基づいて、凹部の全容積は常に隆起部の全体積よりもずっと小さいからである。
【００１０】
完全を期するためにだけさらに指摘すると、多層の金属のシリンダヘッドガスケットにおいては、１つまたは複数の金属層内へ、鉢の形状の凹部を圧入形成することが知られており、その凹部にその後金属層の他方の側で突起状の隆起部が対向する（ＥＰ−Ａ−０４７０７９０、図７を参照）。しかし、一つには、この隆起部は、エンジンブロックとシリンダヘッドとの間の熱伝達を、組み込まれたシリンダヘッドガスケット内でもその金属層が互いに距離をもって保持されることによって減少させるためだけに使用され、さらには、この公知のシリンダヘッドガスケットにおいては、互いに隣接する隆起部間の間隔は大きいので、突起パターンの極めて小さすぎる変形強度との組合わせにおいて、ストッパにとってはまったく不十分な支持機能しかもたない。
【００１１】
上で、第２の薄板層のオリジナルの厚みが話題になっている場合には、それはそれぞれ変形前の平坦な薄板層の厚みのことである。凹部が（第２の薄板層の上面図において）二次元パターン（またはラスター）を形成する、という定義によって、リング状の同心の溝のシリーズにおけるのとは異なり、分離した凹部は、燃焼室開口部に関して半径方向にだけでなく、燃焼室開口部の周方向にも互いに連続していることを、表現しようとしている。そして、上で定義された体積比に関して指摘すると、体積（容積）は、第２の薄板層の、変形制限装置に隣接する、変形されない領域の片方または両方の主要表面によって定められる、１つまたは２つの平面に関して測定され、−従って、第２の薄板層がその一方の側にだけ凹部と隆起部を有する場合には、薄板層（薄板層の変形されない領域内）のこの側によって定められる平面の下方ないし上方に位置する凹部ないし隆起部の領域の体積（容積）のみが数えられる。薄板層がその一方の側には凹部のみ、他方の側には隆起部のみ、あるいは両側のそれぞれに隆起部と凹部を有する場合には、体積（容積）は、第２の薄板層の、変形制限装置に隣接する領域の２つの主要表面によって定められる、２つの平面に関して測定される。これにつては、後に添付図面と組み合わせて、再度詳細に説明する。
【００１２】
特に、シリンダヘッドガスケットが２つの薄板層のみを有するので、第２の薄板層が一方側だけでストッパ機能を引き受けなければならない場合には、凹部と隆起部は第２の薄板層の２つの主要表面の一方のみに形成される。この場合においては、変形制限装置を形成するための押出し加工工具は、凹部を形成するための刻印スタンプのパターンを有する工具部分と、第２の薄板層のための平坦な支持面を備えた第２の工具部分のみを有する。というのは、凹部を形成する際に刻印スタンプによって押し出された、第２の薄板層の材料は、刻印スタンプの回りで上方へ盛り上がって、それによって隆起部を形成するからである。選択的に、この場合について、凹部を第２の薄板層の一方の主要表面のみに刻印形成し、隆起部は第２の薄板層の他方の主要平面だけに形成することができる。その場合には押出し加工工具は、刻印スタンプのパターンを有する父型と、隆起部が圧入される開口部または切欠きを有する母型から構成される。
【００１３】
特に、シリンダヘッドガスケットが、ビードを備えた２つの第１の薄板層とそれらの間に、１つまたは複数の変形制限装置を備えた第２の薄板層を有する場合には、構造は、少なくとも１つの変形制限装置が第２の薄板層の２つの主要表面の各々の上面図において、それぞれ分離した、刻印形成された鉢状の凹部の二次元パターンと、隆起部の適切な二次元パターンとを形成するように構成される。この場合においては、押出し加工工具は、２つの工具半体を有しており、そのそれぞれに刻印スタンプのパターンと、隆起部を圧入するための切欠きないし開口部のパターンが設けられている。この種のストッパにおいては、一方の側の凹部に他方の側の隆起部を直接対向させること、すなわち一方の側の凹部を他方の側の凹部に対して変位させることができるが、ストッパは、一方の側の凹部に他方の側の凹部が直接対向するので、両方の側の隆起部も直接対向するように形成することもでき、−この場合においては薄板層の一方の側の凹部を刻印形成する際に押し出された材料は、刻印スタンプの回りで上方へ盛り上がって、それによってこの側に隆起部を形成する。
【００１４】
押出し加工工具が、薄板層の一方の側に凹部を刻印形成する際に押し出された材料が刻印スタンプの回りで上方へ盛り上がり、他方の薄板側からは押し出されないように、形成されている場合には、隆起部は凹部を備えた薄板層側の上面図においてそれぞれ凹部をリング状またはある種の多角形状に包囲することができる。しかし、凹部と隆起部のできるだけ密なパターンが望まれるので、凹部と隆起部は第２の薄板層の上面図において、チェス盤状のパターンを形成することもできる。各場合において、変形制限装置は、第２の薄板層の上面図において、分離した、突起形状の隆起部の二次元パターンを形成し、各突起の内部に凹部が来るようにすることができる。
【００１５】
ビードを備えた薄板層をストッパによって良好に支持するためには、隆起部の頂部がシールプレートによって定められる平面に対して平行または少なくともほぼ平行に延びる、実施形態が推奨される。この種のストッパを形成するために、隆起部をまずその最終的な高さよりも大きな高さで形成し、その後、隆起部の頂部がシールプレートによって定められる平面に対して平行または少なくともほぼ平行に延びるように、一部を戻し変形することによって、その最終的な高さにする方法が推奨される。それによって隆起部の高さも正確に校正される。
【００１６】
すでに述べたように、第２の薄板層の押出し加工の際にその材料がストッパ領域において高度に変形されて、硬化される。従って本発明に基づくシリンダヘッドガスケットの好ましい実施形態は、隆起部がエンジン駆動において隆起部に作用する押圧力の元で少なくともほぼ非弾性的であって、かつ／または少なくともほぼ非可塑的な特性を有することを特徴としている。各場合において、該当する燃焼室開口部の回りにおいて、シールプレートに対して垂直に測定された、変形制限装置のばね定数が、いたるところで、ストッパにより保護すべき、ストッパに隣接するビードのばね定数よりも大きいことが、求められる。
【００１７】
ストッパの、求めるべき強度とできるだけ均一な支持構造の理由から、凹部ないし隆起部のできるだけ密なパターンを設けること、すなわちストッパを、第２の薄板層の上面図において刻印形成された凹部が単に製造技術的にもたらされる、互いに対する最小の間隔のみを有するように形成すること、すなわち凹部を製造技術的に可能なだけ、互いに近づけて配置することが、推奨される。好ましい実施形態においては、第２の薄板層の上面図において、互いに隣接する凹部の互いに対する距離Ａは、この種の凹部の直径Ｄの規模範囲にあって、それは、
１／２Ｄ≦Ａ≦２Ｄ
が成立することを意味する。
【００１８】
ストッパによってもたらされる、ストッパに（シールプレートの上面図において）隣接するビードの過度の変形に対する保護は、最も簡単な場合においては、各ビードについて唯一のストッパのみが設けられるので、シールプレートの上面図においてストッパないし変形制限装置は、隣接するビードの、特に半径方向内側に、しかし場合によっては半径方向外側に配置されることによって、得られる。しかしまた、いわゆるダブルストッパも設けることができるので、シールプレートの上面図においてビードの半径方向内側にも、半径方向外側にも、それぞれ変形制限装置が設けられている。
【００１９】
凹部の刻印形成のために使用される刻印スタンプは、断面が多角形状、たとえば矩形とすることができるが、丸くすることもでき、同様に円錐状−または円錐台状−、ピラミッド状、またはピラミッド台状の刻印スタンプも考えられる。断面が多角形の刻印スタンプにおいては、その刻印スタンプを、それによって形成される凹部が、凹部の密なパターンを示す、蜂の巣パターンを形成するように、配置して形成することが、推奨される。各場合においてストッパを、凹部が規則的なパターンを形成し、かつ／またはすべての凹部がほぼ等しく形成されるように（この場合においてはすべての隆起部も少なくともほぼ等しく形成される）、形成することが推奨される。
【００２０】
押出し加工によってストッパを形成する場合に、第２の薄板層の領域の側方の変位が生じる場合があるので、ストッパを形成した後に始めて第２の薄板層から燃焼室開口部を打ち抜いて、それによって燃焼室開口部が正確に所望の輪郭と位置を有することを保証することができるようにすることも、推奨される。
【００２１】
上で、凹部の全容積が隆起部の全体積に少なくともほぼ等しくあるべきである、と言った場合に、それは、全体積（容積）が互いに対して１０％までずれてもよいこととする。というのは、凹部を刻印形成する際に押し出された、第２の薄板層の材料は、側方にも、特に変形制限装置の（ストッパの上面図で見て）端縁領域へ、流れ去る可能性があるからである。
【００２２】
シリンダヘッドガスケットにおいて、シールビードを有する薄板層のために、ばね鋼薄板を使用して、それによってビードが永久に弾性的に高さ変形可能であることを保証しなければならないが、本発明に基づくシリンダヘッドガスケットにおいては、１つまたは複数のストッパを有する第２の薄板層のために、たとえばＳｔ４ＬＧまたはＳｔ４Ｋ５０（ＤＩＮ−規格に基づく）のような、延性の普通炭素鋼の使用が推奨され、それによってストッパは、特に、ストッパを設けるべき薄板層のために比較的厚い薄板が使用される場合に（好ましくは薄板厚は０．２から１．４ｍｍである）、冷間押出し加工によって問題なく形成される。
【００２３】
薄板層が両側に隆起部を有する場合には、隆起部がオリジナルの薄板層を越えて突出する突出量は、特に０．０５から０．１０ｍｍである。第２の薄板層が、一方の側だけに隆起部を有する場合には、その突出量は、特に０．１０から０．２０ｍｍである。
【００２４】
本発明に基づくシリンダヘッドガスケットは、１シリンダエンジンのためのシリンダヘッドガスケットとすること、あるいはマルチシリンダエンジンのための、いわゆるシングルシールとすることができ、−この種の、シングルシールを有するマルチシリンダエンジンにおいては、各燃焼室のために別々のシリンダヘッドガスケットが設けられるので、エンジンブロックとシリンダヘッドとの間に多数の並べて配置されたシングルシールが挟持される。従って、それぞれに応じて、本発明に基づくシリンダヘッドガスケットは唯一の燃焼室開口部あるいは多数の燃焼室開口部を有し、各燃焼室開口部について１つまたは複数のシールビードと１つまたは複数の変形制限装置を設けることができる。
【００２５】
本発明の他の特徴、利点および詳細は、本発明の特に好ましい実施形態の以下の説明および添付の図面表示から明らかにされる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、シールプレート１０を有するシリンダヘッドガスケットを示しており、そのシールプレートは３つの金属薄板層（図２を参照）から構成されており、かつそのシールプレートから少なくともほぼ円形の燃焼室開口部１４とシリンダヘッドボルトを挿通するためのねじ孔１６が打ち抜かれており、−シリンダヘッドガスケットの燃焼室開口部のうち、図１は唯一の燃焼室開口部のみを示しており、その中心ないし軸線が符号１８で示されている。
【００２７】
シールプレート１０は、上方のカバー薄板２０、下方のカバー薄板２２およびそれらの間に配置されている支持体薄板２４から構成されている（従って上述した発明定義の主旨において、２つのカバー薄板２０、２２はそれぞれ第１の薄板層、支持体薄板２４は第２の薄板層を形成する）。燃焼室開口部１４ないし付属の燃焼室を燃焼ガスの流出に対してシールすることは、少なくとも大体において、シールプレート１０の上面図において円形の、２つのカバープレート２０と２２内のビード２６と２８によって行われる。これらビードは、燃焼室開口部１４に対して同心に延びており、かつ図示の実施形態においてはいわゆるフルビードとして形成されており、そのフルビードは支持体薄板１４の方向へ突出している。ビード２６と２８は、シールが組み込まれた場合に、エンジン駆動において扁平化するようにシールプレート１０に対して垂直にばね弾性変形可能でなければならず、従ってカバー薄板２０と２２は、ばね鋼薄板から形成されている。
【００２８】
２つのビード２６と２８が、エンジン駆動において過度に変形されず、従って平坦に押圧されないようにするために、支持体薄板２４に本発明に基づくストッパ３０が形成されている。このストッパは、燃焼室開口部１４の軸線１８に関してビード２６、２８の半径方向内側に位置しているが、これらビードの半径方向外側に位置することもでき、あるいはビードの半径方向内側にも、半径方向外側にもこの種のストッパを設けることができる。なお、さらに、２つのビード２６と２８は互いに正確に対向する必要のないことはもちろんであって、−ビードは少なくともストッパに隣接し、かつストッパの半径方向外側ないし内側に位置していればよい。図１から明らかなように、ストッパ３０は円形のバンドとして（支持体２４の上面図において）燃焼室開口部１４を包囲しており、図示の実施形態においては、このバンドはいたるところで同一の幅を有しているが、それは必ずしもそうである必要はない。というのは、多くのシリンダヘッドガスケットにおいては、ストッパの幅を、それ自体公知のように、燃焼室開口部を中心に変化させること、すなわち幅プロフィールを有するストッパを設けることを、推奨することができるからである。
【００２９】
図２には、元の支持体薄板２４の２つの主要表面によって定められる主要表面平面が符号３０¹ないし３０²で示されている。オリジナルの支持体薄板２４の２つの主要表面に、押出し加工によって多数の凹部３２が刻印されており、それが多数の隆起部３４を隆起させている。押出し加工工具が然るべく形成されている場合には、支持体薄板２４の両側の凹部３２と隆起部３４は、それぞれ図３に示すように、一種のチェス盤パターンを形成する。凹部３２は、主要表面平面３０¹ないし３０²から支持体薄板２４内へ延びており、隆起部３４は主要表面平面３０¹ないし３０²から離れる方へ、特に隣接するカバー薄板２０ないし２２の方向へ延びている。隆起部３４が主要表面平面３０¹ないし３０²を越える突出量は、図２に示す実施形態においては、支持体薄板２４の両側で、ビード２６の頂が上方のカバー薄板２０の下方の主要表面を越えて突出する突出量ないしビード２８が下方のカバー薄板２２の上方の主要表面を越えて突出する突出量と少なくともほぼ等しいか、あるいはそれよりも小さい。ビード２６と２８が異なる高さである場合には、隆起部３４の高さは異なるビード高さに適合されるので、図２に示す上方の隆起部３４が主要表面平面３０¹を越えて突出する突出量は、下方の隆起部３４が主要表面平面３０²を越えて突出する突出量とは異なる。
【００３０】
図２と３に示すストッパ３０においては、支持体薄板２４の上側に形成された凹部（主要表面平面３０¹から下方へ延びる）の全容積は、上方の隆起部３４（主要表面平面３０¹から上方へ延びる）の全体積にほぼ等しい。同様に、支持体薄板２４の下側に形成された凹部３２（主要表面平面３０²の上方）の全容積は、（主要表面平面３０²から下方へ延びる）下方の隆起部３４の全体積にほぼ等しいので、すべての凹部の全容積は、すべての隆起部の全体積にほぼ等しい。
【００３１】
凹部と隆起部の形成についての上述した説明との組合わせにおいて、図２と３から明らかなように、図２と３に示すストッパ３０は、凹部を形成する際に押し出された、支持体薄板２４の材料がそれぞれの刻印スタンプの回りに盛り上がって、それによって支持体薄板２４の、まさに考察されている凹部３２がそこにある側に、該当する隆起部３４を形成するようにして、形成されている。これに関連して、この実施形態においては一方の側の凹部３２は他方の側の凹部３２と正確に対向していることに注意しなければならない。
【００３２】
ストッパ３０を形成するための、上述した説明からは、図２において上方の凹部３２の形状と数は、図２の下方の凹部３２のそれらと決して同一である必要はなく、もちろんその場合に隆起部についても同じことが当てはまることも、明らかにされている。
【００３３】
図４に示す第２の実施形態は、図２と３に示す実施形態とは、支持体薄板の一方側の凹部３２に隆起部３４（そしてその逆）が対向していることによってのみ異なっているので、図４においては図２におけるのと同一の参照符号が使用されており、たださらに、図４に示すストッパ３０を形成する方法についてだけ、詳細に説明する必要がある。
【００３４】
図４に示すストッパ３０の凹部３２を形成する場合に、凹部３２の刻印時に押し出された材料は、支持体薄板２４の他方の側へ向かう方向に流れ、従ってそこで凹部に対向する隆起部３４が押し上げられる。
【００３５】
図５に示す実施形態においては、シールプレートは２層であって、ビード１２６を備えた、ばね鋼薄板からなる第１の薄板層１２０と、ビードに対応づけられたストッパ１３０を備えた第２の薄板層１２４を有している。このシリンダヘッドガスケットにおいては、各燃焼室開口部１１４について唯一のビード１２６のみが設けられているので、ストッパ３０が第２の薄板層１２４の一方の側だけに、薄板層１２４の主要表面平面１３０¹を越えて突出する隆起部１３４を有していれば、十分である。この隆起部を形成するために、薄板層１２４の他方の側においてこの薄板層に凹部１３２が刻印形成され、その凹部は第２の主要表面平面１３０²から始って第２の薄板層１２４内へ延びており、かつその凹部の各々がそれぞれ隆起部１３４の１つと直接対向しており−従って隆起部１３４は凹部１３２を刻印形成する際に押し上げられる。
【００３６】
図６に示す実施形態は、図５に示す実施形態とは、図６に示すストッパ１３０においては凹部１３２と隆起部１３４が第２の薄板層１２４の同じ側に設けられていることだけが異なっている。凹部１３２が第２の薄板層１２４の第１の主要表面平面１３０¹から始って、この第２の薄板層に刻印形成される場合には（薄板層は平坦でつながった土台上に支持される）、その際に押し出された材料は刻印スタンプの回りで上方へ流れて、隆起部１３４を形成する。
【００３７】
図５と６に示す実施形態においても、凹部１３２の全容積は、隆起部１３４の全体積に少なくともほぼ等しい。
【００３８】
もちろん、２層のシール（図５と６に示すシールのように）においては、ストッパを有する薄板層は、少なくとも保護すべきビードの領域において、ビードによってもたらされる、リング状領域内の押圧力上昇が、シールの、ビードに対向する側にも作用することができるように、薄くなければならない。
【００３９】
本発明によれば、変形制限装置はその幅（第２の薄板層の上面図において）および／またはその高さ（第２の薄板層の断面において）にプロフィールを設けることができる。従って幅プロフィールの場合には、燃焼室開口部に関して半径方向に測定したストッパの幅は、たとえば２つの互いに隣り合った燃焼室開口部間にわずかなスペースしか提供されない場合には、燃焼室開口部ないしストッパの周方向に変化する。ストッパが高さプロフィールを有する場合には、その隆起部は必ずしもすべてが等しい高さではなく、むしろ隆起部の高さはストッパの予め設定された高さプロフィールに従って変化し、この高さプロフィールは特にストッパないし付属の燃焼室開口部の周方向に延びているので、ストッパの、半径方向に並んでいる隆起部はすべて等しい高さである。ストッパの高さプロフィールは、特に、燃焼室開口部を中心とする押圧力が、特にまた均一に発生するので、たとえば燃焼室開口部に属するシリンダの遅延を阻止することができる、という利点をもたらす。しかしまた、マルチシリンダエンジンにおいては、高さプロフィールを有するストッパは、シリンダヘッドの遅延を防止ないし減少させるのにも適している。このことが望まれる場合には、ストッパは通常のように、燃焼室開口部から著しく距離をおいて、従って保護すべきビードの外側に比較的離れて配置される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づくシリンダヘッドガスケットの一部を示す上面図であって、一番上の薄板層の一部が破断されている。
【図２】図１の２−２線に基づく断面図である。
【図３】図１と２に示すシリンダヘッドガスケットの第２の薄板層の、特にストッパを有する領域の一部を示す斜視図である。
【図４】修正されたストッパを有する第２の実施形態の、図２に相当する断面図である。
【図５】２つの薄板層だけから形成されたシールプレートを有する第３の実施形態の、図２に相当する断面図である。
【図６】２層のシールの他の実施形態の、図５に相当する断面図である。
【符号の説明】
１０…シールプレート
１４…燃焼室開口部
１６…ねじ孔
１８…軸線
２０、２２…カバー薄板（第１の薄板層）
２４…支持体薄板（第２の薄板層）
２６、２８…ビード
３０…ストッパ
３０¹、３０²…主要表面平面
３２…凹部
３４…隆起部
１４…燃焼室開口部
１６…ねじ孔
１８…軸線
１２０…第１薄板層
１２４…第２薄板層
１２６…ビード
１３０…ストッパ
１３０¹、１３０²…主要表面平面
１３２…凹部
１３４…隆起部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention has a seal plate with at least one combustion chamber opening, the seal plate having at least two sheet metal layers, and the first of the sheet metal layers has at least one sheet plate. An elastically deformable bead is provided surrounding the combustion chamber opening, and the second one has at least one bead deformation limiting, surrounding the combustion chamber opening, and an upper surface of the seal plate The present invention relates to a cylinder head gasket provided with a deformation limiting device adjacent to a bead in the figure. This type of deformation limiting device is usually also referred to in the following as part of the stopper.
[0002]
[Prior art]
In single-layer or multi-layer metal cylinder head gaskets, so far, the combustion chamber is enclosed in a circle, either radially inside or outside (with respect to the combustion chamber opening) of the bead that provides a sealing function to form a stopper. In the region, by folding a flat metal ring on this sheet metal layer (for example by welding) or by forming a flange in the edge region surrounding the combustion chamber of the sheet metal layer, i.e. about 180 ° Thus, it has been common to increase the thickness of the metal sheet layer. This type of stopper has at least almost no elastic properties, and in many cases has at least almost no plastic properties in any case under the pressing force acting on the stopper during engine drive.
[0003]
Recently, single-layer or multi-layer metal cylinder head gaskets have been proposed (see Patent Document 1 and Patent Document 2), in which the stopper is significantly plasticized by the pressing force acting on the stopper when the engine is driven. And / or elastically, preferably overwhelmingly elastically deformable, having one of the following shapes: the sheet metal layer with the stopper assumes the sealing function and should be protected On the radially inner side of the bead (with respect to the combustion chamber opening), it has one or more beads forming a stopper, which surrounds the combustion chamber opening in a ring shape, and this combustion chamber It extends concentrically with respect to the opening, and when there are a plurality of beads, the beads can alternately protrude in one direction or the other direction of the axis of the combustion chamber opening (specially Referring to Figure 12A and 12B of the document 1). Alternatively, the stopper is formed from a series of ribs and grooves that are alternately continuous in the radial direction, which surrounds the combustion chamber opening in a ring shape and is provided on both sides of the sheet metal layer, the ribs being a sheet metal sheet Projecting beyond both major surfaces of the layer, thereby resulting in thickening of the sheet metal layer in the region of the stopper, each rib on one side of the sheet metal layer directly facing the rib on the other side of the sheet metal layer (The same can be said for the groove in that case), and the rib and the groove are formed by extrusion of a thin metal plate layer (see FIGS. 12A and 12B of Patent Document 1 and Patent Document 2). These stoppers are easier to form than stoppers that are mounted on a sheet metal layer or that are obtained by forming a flange on the sheet metal layer. This is because the sheet metal layer with beads can be punched with a single tool in some cases and beaded, and in some cases the sheet metal can be punched with a single tool to form the ribs and grooves described above. It is because it can form. On the other hand, the recently proposed stoppers have serious drawbacks.
[0004]
An important task of the stopper is to protect the bead, which at least mainly assumes the sealing function, from excessive deformation in the engine drive, and a stopper which can be deformed considerably elastically and / or plastically in the engine drive. Can only be satisfied to the extent that it is not satisfactory. Cylinder sandwiched between the engine block and the cylinder head if the stopper is formed by a bead that surrounds the combustion chamber opening in a circle or by a number of such beads arranged concentrically with respect to each other The head gasket cannot provide significant resistance to bead flattening (bead strength should be extrapolated for the time being). This is because in these known cylinder head gaskets, the displacement of the region surrounding the combustion chamber opening of the metal thin plate layer accompanying the flattening of the bead forming the stopper (radial direction with respect to the combustion chamber opening) is reduced. Because it is not blocked.
[0005]
Patent Document 3 describes a single-layer or multi-layer metal cylinder head gasket with reference to FIGS. 1 to 16. In the cylinder head gasket, a stopper formed in a thin metal plate layer is formed on the upper surface of the thin plate layer. A two-dimensional pattern of discontinuous protruding ridges is formed thereon, which is formed in a deep drawing tool. The deep drawing tool has a father mold having a pin-shaped stamp pattern and a master mold having a corresponding recess or opening pattern, and a raised portion that forms a stopper when deep drawing a thin plate layer. Is pressed into the opening or recess. Therefore, in this stopper, the concave portion on the other side of the thin plate layer directly faces each raised portion.
[0006]
[Patent Document 1]
WO98 / 28559
[Patent Document 2]
DE-U-2804534
[Patent Document 3]
German patent application 10148295.7
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to form a deformation limiting device (stopper) in the same way without attaching a metal ring or forming a flange on a thin metal plate layer. That is, a known stopper or depth comprising one or more beads or ribs and grooves concentrically surrounding the combustion chamber opening described above to prevent excessive deformation or flattening in the engine drive of the bead providing the seal. It is an object of the present invention to provide a cylinder head gasket of at least approximately metal which can be filled better than a deformation limiting device made of a squeezing tool and consisting of a pattern of raised portions of a thin layer.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Cylinder head gasket of the type mentioned at the outset, i.e. a recess that is engraved in the region of the deformation limiting device on the at least one main surface of the second thin layer due to the plastic deformation of the deformation limiting device. And a protrusion formed by the material of the second thin plate layer, which is extruded when the concave portion is engraved in the concave portion, is associated with the deformation restriction of the second thin plate layer. Based on the cylinder head gasket, the overall thickness in the region of the device is greater than the original thickness of the region of the second lamina layer adjacent to the deformation limiting device. The original second sheet layer is formed from a steel sheet that is plastically deformable by extrusion, in particular by cold extrusion, and the deformation limiting device is separated in the top view of the second sheet layer In addition, a two-dimensional pattern of the bowl-shaped recesses is formed, and the entire volume of the recesses formed by cold extrusion is formed by the material of the second thin plate layer extruded when the recesses are formed. This is solved by being at least approximately equal to the total volume of the raised portion corresponding to the recess.
[0009]
Cylinder head gasket according to the present invention, unlike the case of a metal sheet layer having a resiliently deformable seal bead that must be formed from a spring steel sheet due to the spring elastic properties of the bead. In the present invention, the deformability limiting device is formed on a steel sheet layer that can be plastically deformed by extrusion, that is, a sheet layer made of ductile steel, and the raised portion of the stopper is formed when the recess is engraved. The thin plate layer material is extruded during the extrusion process, and the extruded material forms a ridge corresponding to the recess. When forming the stopper according to the present invention, the material of the second lamina layer is at least almost everywhere highly deformed according to a pattern formed from separate recesses that are continuous with one another even in the circumferential direction of the combustion chamber opening. In this case, since it is highly cold-cured, an extremely resistant stopper is formed. In the cylinder head gasket according to the present invention, the recesses and the bulges are formed not by deep drawing but by extrusion, and the material of the thin plate layer is of course incompressible, so that all of the recesses stamped by extrusion are formed. Recesses and ridges are obtained in which the volume is at least approximately equal to the total volume of the ridges formed by the material of the second lamina layer extruded during the formation of the indentations of the recesses-this volume ratio Does not correspond to the concave portion and the raised portion formed in the thin plate layer by the deep drawing tool. This is because, based on the type of deformation of the lamina, the total volume of the recess is always much smaller than the total volume of the ridge.
[0010]
It is further noted only for completeness that in multi-layer metal cylinder head gaskets, it is known to press-fit a bowl-shaped recess into one or more metal layers. Thereafter, the protruding ridges face each other on the other side of the metal layer (see EP-A-0470790, FIG. 7). However, for one thing, this ridge only reduces heat transfer between the engine block and cylinder head by holding the metal layers at a distance from each other even within the built-in cylinder head gasket. In addition, in this known cylinder head gasket, the spacing between the ridges adjacent to each other is large, so that in combination with a very low deformation strength of the projection pattern, the support function is not enough for the stopper. Moreover, there is nothing.
[0011]
In the above, when the original thickness of the second thin plate layer is a topic of discussion, it is the thickness of the flat thin plate layer before deformation. Unlike the series of ring-shaped concentric grooves, by definition that the recesses form a two-dimensional pattern (or raster) (in the top view of the second lamina layer), the separate recesses are the combustion chamber openings. It is intended to express that the portions are continuous not only in the radial direction but also in the circumferential direction of the combustion chamber opening. And with respect to the volume ratio defined above, the volume (volume) is defined by one or both major surfaces of the second sheet layer adjacent to the deformation limiting device, one or both of the undeformed regions. The plane defined by this side of the lamina layer (in the undeformed region of the lamina layer), measured with respect to 2 planes-thus if the second lamina layer has a recess and a ridge only on one side thereof Only the volume (volume) of the region of the recess or bulge located below or above is counted. When the thin plate layer has only a concave portion on one side, only a raised portion on the other side, or a raised portion and a concave portion on both sides, the volume (volume) is the deformation of the second thin plate layer. Measured with respect to two planes defined by two major surfaces in the area adjacent to the restrictor. This will be described again in detail later in combination with the attached drawings.
[0012]
In particular, since the cylinder head gasket has only two thin plate layers, when the second thin plate layer has to assume the stopper function only on one side, the recess and the raised portion are the two main layers of the second thin plate layer. It is formed on only one of the surfaces. In this case, the extrusion tool for forming the deformation limiting device has a tool portion having a stamped stamp pattern for forming a recess and a first support surface having a flat support surface for the second sheet layer. It has only two tool parts. This is because the material of the second lamina layer, which was extruded by the stamp in forming the recess, rises upward around the stamp and thereby forms a ridge. Optionally, in this case, the recess can be stamped only on one major surface of the second sheet layer, and the raised portion can be formed only on the other major plane of the second sheet layer. In this case, the extrusion tool is composed of a father mold having a stamp stamp pattern and a mother mold having an opening or a notch into which the raised portion is press-fitted.
[0013]
In particular, if the cylinder head gasket has two first lamina layers with beads and a second lamina layer with one or more deformation limiting devices between them, the structure is at least In the top view of each of the two major surfaces of the second lamina layer, one deformation limiting device separates the two-dimensional pattern of the engraved pot-shaped recesses and the appropriate two-dimensional pattern of the ridges. Configured to form. In this case, the extrusion tool has two tool halves, each of which is provided with a stamp stamp pattern and a notch or opening pattern for press-fitting the raised portion. In this type of stopper, the raised portion on the other side can be directly opposed to the concave portion on one side, that is, the concave portion on one side can be displaced with respect to the concave portion on the other side. Since the recesses on the other side directly face the recesses on one side, the raised portions on both sides can also be formed to face directly, and in this case, the recesses on one side of the thin plate layer are imprinted. The material extruded during the formation rises up around the stamp stamp, thereby forming a ridge on this side.
[0014]
When the extrusion tool is formed so that the material extruded when the recess is engraved on one side of the thin plate layer rises up around the stamp and is not extruded from the other thin plate side In addition, each of the raised portions can surround the concave portion in a ring shape or a certain polygonal shape in the top view on the thin plate layer side provided with the concave portion. However, since a pattern as dense as possible of the concave portion and the raised portion is desired, the concave portion and the raised portion can form a chessboard-like pattern in the top view of the second thin plate layer. In each case, the deformation limiting device can form a separate two-dimensional pattern of protrusion-shaped ridges in the top view of the second thin plate layer so that a recess is provided inside each protrusion.
[0015]
In order to better support the lamellar layer with the bead by the stopper, an embodiment is recommended in which the top of the ridge extends parallel or at least approximately parallel to the plane defined by the seal plate. To form this type of stopper, the ridge is first formed at a height greater than its final height, after which the top of the ridge is parallel or at least approximately parallel to the plane defined by the seal plate. A method of bringing the part back to its final height by extending and deforming is recommended. Thereby, the height of the raised portion is also accurately calibrated.
[0016]
As already mentioned, during the extrusion of the second sheet layer, the material is highly deformed and hardened in the stopper region. Accordingly, a preferred embodiment of a cylinder head gasket according to the present invention is characterized in that the ridge is at least substantially inelastic and / or at least substantially non-plastic under the pressing force acting on the ridge in engine drive. It is characterized by having. In each case, the spring constant of the deformation limiting device, measured perpendicular to the seal plate around the corresponding combustion chamber opening, is to be protected by the stopper everywhere, and the spring constant of the bead adjacent to the stopper. Larger than that.
[0017]
Due to the required strength of the stopper and the support structure that is as uniform as possible, the recess or ridge is provided as densely as possible, that is, the stopper is simply produced by a recess imprinted in the top view of the second sheet layer. It is recommended that they be formed with only a minimal spacing relative to each other, which is technically possible, ie that the recesses are located as close to each other as possible in terms of manufacturing technology. In a preferred embodiment, in the top view of the second lamina layer, the distance A between the recesses adjacent to each other is in the range of the diameter D of such recesses, which is
1 / 2D ≦ A ≦ 2D
Means that
[0018]
The protection provided by the stoppers against excessive deformation of the beads adjacent to the stoppers (in the top view of the seal plate), in the simplest case, is provided with only one stopper for each bead, so that the top view of the seal plate In this case, the stop or deformation limiting device is obtained by being arranged on the adjacent bead, in particular radially inward, but in some cases radially outward. However, since a so-called double stopper can also be provided, a deformation limiting device is provided on both the radially inner side and the radially outer side of the bead in the top view of the seal plate.
[0019]
The stamp used to form the recesses can be polygonal in cross section, for example rectangular, but can also be rounded, as well as conical- or frustoconical, pyramid- or pyramid A trapezoidal stamp is also possible. For stamps with a polygonal cross-section, it is recommended that the stamp be placed and formed such that the recesses formed thereby form a honeycomb pattern that indicates a dense pattern of recesses. . In each case, the stopper is formed so that the recesses form a regular pattern and / or all the recesses are formed approximately equally (in this case all the ridges are also formed at least approximately equal). It is recommended.
[0020]
When the stopper is formed by extrusion, lateral displacement of the region of the second thin plate layer may occur. Therefore, the combustion chamber opening is punched out from the second thin plate layer only after the stopper is formed, It is also recommended to be able to ensure that the combustion chamber opening has the exact desired contour and position.
[0021]
Above, if we say that the total volume of the recess should be at least approximately equal to the total volume of the ridges, it is assumed that the total volume (volume) may deviate by up to 10% relative to each other. This is because the material of the second lamina layer, which has been extruded when stamping the recesses, flows away laterally, in particular to the edge region of the deformation limiting device (as seen in the top view of the stopper). Because there is a possibility.
[0022]
In the cylinder head gasket, for the lamina layer with the seal bead, spring steel lamina must be used, thereby ensuring that the bead is permanently elastically height-deformable. In the cylinder head gasket based, it is recommended to use ductile plain carbon steel, for example St4LG or St4K50 (based on DIN-standard) for the second lamina layer with one or more stoppers, Thereby, the stopper can be used without any problem by cold extrusion, particularly when a relatively thick sheet is used for the sheet layer to be provided with the stopper (preferably the sheet thickness is 0.2 to 1.4 mm). It is formed.
[0023]
When the thin plate layer has raised portions on both sides, the protruding amount by which the raised portion protrudes beyond the original thin plate layer is particularly 0.05 to 0.10 mm. In the case where the second thin plate layer has a raised portion only on one side, the protrusion amount is particularly 0.10 to 0.20 mm.
[0024]
The cylinder head gasket according to the invention can be a cylinder head gasket for a one-cylinder engine or a so-called single seal for a multi-cylinder engine-this type of multi-cylinder with a single seal In the engine, since a separate cylinder head gasket is provided for each combustion chamber, a large number of side-by-side single seals are sandwiched between the engine block and the cylinder head. Accordingly, depending on each, the cylinder head gasket according to the present invention has only one combustion chamber opening or a number of combustion chamber openings, one or more seal beads and one or more for each combustion chamber opening. The deformation limiting device can be provided.
[0025]
Other features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of the particularly preferred embodiments of the invention and the accompanying drawing representation.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a cylinder head gasket having a seal plate 10, which is composed of three sheet metal layers (see FIG. 2) and at least a substantially circular combustion chamber opening from the seal plate. A screw hole 16 for inserting the portion 14 and the cylinder head bolt is punched out.-Of the combustion chamber openings of the cylinder head gasket, FIG. The axis is indicated at 18.
[0027]
The seal plate 10 is composed of an upper cover thin plate 20, a lower cover thin plate 22 and a support thin plate 24 arranged therebetween (thus, in the gist of the above-mentioned invention definition, two cover thin plates 20, 22 denotes a first thin plate layer, and the support thin plate 24 forms a second thin plate layer). Sealing the combustion chamber opening 14 or the attached combustion chamber against the outflow of combustion gas is at least generally circular in the top view of the seal plate 10 and is bead 26 and 28 in the two cover plates 20 and 22. Is done by. These beads extend concentrically with respect to the combustion chamber opening 14, and are formed as so-called full beads in the illustrated embodiment, and the full beads project in the direction of the support thin plate 14. The beads 26 and 28 must be spring elastically deformable perpendicular to the seal plate 10 so as to flatten in engine drive when the seal is incorporated, so that the cover lamellae 20 and 22 are spring steel. It is formed from a thin plate.
[0028]
In order to prevent the two beads 26 and 28 from being excessively deformed and therefore not pressed flat in the engine drive, a stopper 30 according to the invention is formed on the support sheet 24. This stopper is located radially inward of the beads 26, 28 with respect to the axis 18 of the combustion chamber opening 14, but can also be located radially outward of these beads, or even radially inward of the beads. This type of stopper can also be provided radially outward. Furthermore, it is of course that the two beads 26 and 28 do not have to be exactly opposite each other, the -beads being at least adjacent to the stopper and located radially outside or inside the stopper. . As is apparent from FIG. 1, the stopper 30 surrounds the combustion chamber opening 14 as a circular band (in the top view of the support 24), and in the illustrated embodiment, this band has the same width everywhere. It does not necessarily have to be. This is because, in many cylinder head gaskets, it is recommended to change the width of the stopper around the combustion chamber opening as known per se, ie to provide a stopper with a width profile. Because it can.
[0029]
In FIG. 2, the major surface plane defined by the two major surfaces of the original support sheet 24 is designated by reference numeral 30. ¹ Thirty ² It is shown in A number of recesses 32 are imprinted on the two main surfaces of the original support sheet 24 by extrusion, which causes a number of ridges 34 to be raised. If the extrusion tool is formed accordingly, the recesses 32 and the raised portions 34 on both sides of the support sheet 24 form a kind of chessboard pattern, as shown in FIG. The recess 32 has a main surface plane 30. ¹ Thirty ² Extending into the support sheet 24, and the ridge 34 is a major surface plane 30. ¹ Thirty ² Extending away from the center, particularly in the direction of the adjacent cover lamellae 20-22. The ridge 34 is the major surface plane 30. ¹ Thirty ² 2, in the embodiment shown in FIG. 2, the protruding amount from which the top of the bead 26 protrudes beyond the lower main surface of the upper cover thin plate 20 or the bead 28 is lower on both sides of the support thin plate 24. The amount of protrusion that protrudes beyond the main surface above the cover sheet 22 is at least approximately equal to or less than that. If the beads 26 and 28 are of different heights, the height of the ridge 34 is adapted to the different bead height so that the upper ridge 34 shown in FIG. ¹ The amount of protrusion protruding beyond the lower ridge 34 is the major surface plane 30. ² It differs from the amount of protrusion that protrudes beyond.
[0030]
In the stopper 30 shown in FIGS. 2 and 3, a recess (main surface plane 30) formed on the upper side of the support thin plate 24. ¹ The total volume of the upper ridge 34 (main surface plane 30). ¹ Is approximately equal to the total volume). Similarly, a recess 32 (main surface plane 30 formed on the lower side of the support thin plate 24 is formed. ² The total volume (above) is (major surface plane 30). ² The total volume of all recesses is approximately equal to the total volume of all ridges.
[0031]
In combination with the above description of the formation of the recess and the raised portion, as is clear from FIGS. 2 and 3, the stopper 30 shown in FIGS. 2 and 3 is a support thin plate that is pushed out when forming the recess. 24 material rises around each stamp, thereby forming a corresponding ridge 34 on the side of the support sheet 24 on which the recess 32 just under consideration is located. ing. In this connection, it should be noted that in this embodiment the recess 32 on one side is exactly opposite the recess 32 on the other side.
[0032]
From the above description for forming the stopper 30, the shape and number of the upper recesses 32 in FIG. 2 need not be the same as those of the lower recesses 32 in FIG. It has also been clarified that the same applies to the department.
[0033]
The second embodiment shown in FIG. 4 differs from the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 only in that the raised portion 34 (and vice versa) faces the recess 32 on one side of the support sheet. 4, the same reference numerals as in FIG. 2 are used, and only the method of forming the stopper 30 shown in FIG. 4 needs to be described in detail.
[0034]
When the recess 32 of the stopper 30 shown in FIG. 4 is formed, the material pushed out at the time of marking the recess 32 flows in the direction toward the other side of the support thin plate 24, so that the raised portion 34 facing the recess is there. Pushed up.
[0035]
In the embodiment shown in FIG. 5, the seal plate has two layers, a first thin plate layer 120 made of a spring steel thin plate having a bead 126, and a second plate having a stopper 130 associated with the bead. The thin plate layer 124 is provided. In this cylinder head gasket, since only one bead 126 is provided for each combustion chamber opening 114, the stopper 30 is only on one side of the second thin plate layer 124, and the main surface plane 130 of the thin plate layer 124. ¹ It is sufficient to have a raised portion 134 that protrudes beyond. To form this ridge, a recess 132 is imprinted in the thin plate layer on the other side of the thin plate layer 124, and the recess is a second major surface plane 130. ² Starting from, and extending into the second lamina layer 124 and each of its recesses is directly opposite one of the ridges 134-thus the ridges 134 are pushed up when stamping the recesses 132. .
[0036]
The embodiment shown in FIG. 6 differs from the embodiment shown in FIG. 5 only in that the concave portion 132 and the raised portion 134 are provided on the same side of the second thin plate layer 124 in the stopper 130 shown in FIG. ing. A recess 132 is a first major surface plane 130 of the second lamina layer 124. ¹ Starting from, when this second sheet layer is imprinted (the sheet layer is supported on a flat and connected base), the extruded material is moved upwards around the imprint stamp Flows to form a ridge 134.
[0037]
Also in the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the total volume of the recess 132 is at least approximately equal to the total volume of the ridge 134.
[0038]
Of course, in a two-layer seal (as in the seals shown in FIGS. 5 and 6), the laminar layer with a stopper is at least in the region of the bead to be protected, which increases the pressing force in the ring-shaped region caused by the bead. However, it must be thin so that it can also act on the side of the seal that faces the bead.
[0039]
According to the invention, the deformation limiting device can be provided with a profile in its width (in the top view of the second sheet layer) and / or its height (in the cross section of the second sheet layer). Thus, in the case of a width profile, the width of the stopper measured in the radial direction with respect to the combustion chamber opening is, for example, a little space provided between two adjacent combustion chamber openings. Or it changes in the circumferential direction of the stopper. If the stopper has a height profile, the ridges are not necessarily all equal in height, but rather the height of the ridge varies according to the preset height profile of the stopper, which is particularly Since it extends in the circumferential direction of the stopper or the attached combustion chamber opening, the ridges of the stopper arranged in the radial direction are all equal in height. The height profile of the stopper offers the advantage that, in particular, the pressing force centered on the combustion chamber opening is particularly uniform, so that, for example, the delay of the cylinder belonging to the combustion chamber opening can be prevented. . However, in a multi-cylinder engine, a stopper with a height profile is also suitable for preventing or reducing cylinder head delays. If this is desired, the stopper is normally placed at a significant distance from the combustion chamber opening and thus relatively far outside the bead to be protected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view showing a part of a cylinder head gasket according to the present invention, in which a part of a top thin plate layer is broken.
FIG. 2 is a cross-sectional view based on the line 2-2 in FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a part of the second thin plate layer of the cylinder head gasket shown in FIGS. 1 and 2, particularly a region having a stopper.
FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 of a second embodiment having a modified stopper.
FIG. 5 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 of a third embodiment having a seal plate formed from only two thin plate layers.
FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 of another embodiment of a two-layer seal.
[Explanation of symbols]
10 ... Seal plate
14 ... Combustion chamber opening
16 ... Screw hole
18 axis
20, 22 ... Cover thin plate (first thin plate layer)
24 ... Support thin plate (second thin plate layer)
26, 28 ... Beads
30 ... Stopper
30 ¹ , 30 ² ... Main surface plane
32 ... recess
34 ... Uplift
14 ... Combustion chamber opening
16 ... Screw hole
18 axis
120 ... 1st thin plate layer
124 ... Second thin plate layer
126 ... Bead
130: Stopper
130 ¹ , 130 ² ... Main surface plane
132 ... recess
134 ... Uplift

Claims

A cylinder head gasket comprising a seal plate having at least one combustion chamber opening,
The seal plate has at least two sheet metal layers, of which the first sheet metal layer is provided with at least one elastically deformable bead surrounding the combustion chamber opening,
The second sheet metal layer is provided with at least one deformation limiting device that limits bead deformation, surrounds the combustion chamber opening, and is adjacent to the bead in the top view of the seal plate;
The deformation limiting device is formed by plastic deformation of the second thin plate layer, and the second thin plate layer has a pattern of recesses formed on at least a main surface of the deformation limiting device in the region of the deformation limiting device,
The concave portion is associated with a raised portion formed by the material of the second thin plate layer, which is extruded when the concave portion is formed.
The total thickness of the second thin plate layer in the region of the deformation limiting device is larger than the original thickness of the second thin plate layer of the second thin plate layer in the region adjacent to the deformation limiting device,
In cylinder head gasket,
The original second sheet layer is formed from a steel sheet that is elastically deformable by extrusion, and
Each of the recessed portions stamped in the region of the deformation limiting device of the second thin plate layer has a shape of a separated bowl, and the entire recessed portion forms a two-dimensional pattern in the top view,
The total volume of the recesses stamped by the extrusion process is approximately equal to the total volume of the ridges formed by the material of the second lamina layer extruded during the stamping of the recesses, Cylinder head gasket.

2. The cylinder head gasket according to claim 1, wherein the concave portion and the raised portion are formed only on one of the main surfaces of both of the second thin plate layers.

The concave portion is stamped only on one main surface of the second thin plate layer, and the raised portion is formed only on the other main surface of the second thin plate layer. Cylinder head gasket.

The deformation limiting device forms a two-dimensional pattern of a recessed portion in the shape of an engraved bowl and a two-dimensional pattern of a raised portion, respectively, in a top view of each of the two main surfaces of the second thin plate layer. The cylinder head gasket according to claim 1.

5. The cylinder head gasket according to claim 4, wherein a raised portion directly faces each of the concave portions formed on one of the main surfaces of the second thin plate layer on the other main plane.

5. The cylinder head gasket according to claim 4, wherein the recesses formed on the two main surfaces of the second thin plate layer are directly opposed to each other.

The cylinder head gasket according to any one of claims 1 to 6, wherein in the top view of the second thin plate layer, the deformation limiting device forms a two-dimensional pattern of separated protruding ridges.

The cylinder head gasket according to any one of claims 1 to 7, wherein the top of the raised portion extends substantially parallel to a plane defined by the seal plate.

9. The cylinder head gasket according to claim 1, wherein the raised portion is at least substantially inelastic under a pressing force acting on the raised portion when the engine is driven.

The cylinder head gasket according to any one of claims 1 to 9, wherein the raised portion has at least substantially no plastic property under a pressing force acting on the raised portion when the engine is driven.

11. The spring constant of the deformation limiting device, measured perpendicular to the seal plate around the combustion chamber opening, is everywhere greater than the spring constant of the adjacent seal. The cylinder head gasket according to claim 1.

The cylinder head gasket according to any one of claims 1 to 11, wherein in the top view of the seal plate, the deformation limiting device is disposed radially inward of adjacent beads.

The cylinder head gasket according to any one of claims 1 to 11, wherein in the top view of the seal plate, a deformation limiting device is provided on both the radially inner side and the radially outer side of the bead. .

The cylinder head gasket according to any one of claims 1 to 13, wherein the recesses form a regular pattern.

The cylinder head gasket according to any one of claims 1 to 14, wherein all the recesses are formed substantially equally.

The cylinder head gasket according to any one of claims 1 to 15, wherein all the raised portions are formed to be substantially equal.

The cylinder head gasket according to any one of claims 1 to 16, wherein the height of the raised portion centering on the combustion chamber opening changes according to a preset height profile.

A method of forming a cylinder head gasket according to any one of claims 1 to 17,
A method of forming a cylinder head gasket, wherein the recess and the raised portion are formed by extrusion.

The ridge is first formed at a height greater than its final height, and then partially deformed back so that the top of the ridge extends substantially parallel to the plane defined by the seal plate. 19. The method of claim 18, wherein the method is at its final height.