DE102004007034A1

DE102004007034A1 - Cylinder head seal for internal combustion engine, has external sheet metal plates joined to intermediate sheet layers by spot- or laser-welding

Info

Publication number: DE102004007034A1
Application number: DE200410007034
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr. Betsch; Dirk Dipl.-Ing. Heinrich
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2005-07-14

Abstract

The seal comprises two external sheet metal plates (2,3) and at least one intermediate sheet layer (5,6). The external sheet metal plates and intermediate sheet layers are connected by a common spot-weld or laser weld (10 to 13). Spot welding may be simultaneously applied to all sheet metal plates, or laser welding may be used to join only two adjacent sheet metal plates.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß den weiteren im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.The The invention relates to a cylinder head gasket for an internal combustion engine according to the others in the preamble of claim 1 specified characteristics.

Aus der DE 198 35 848 A1 ist eine gattungsgemäße Zylinderkopfdichtung bekannt, welche aus verschiedenen flachen Metallblechplatten besteht, die untereinander an nach außen sichtbaren Bereichen durch Laserschweißung verbunden sind. von Nachteil ist hierbei, dass insbesondere eine Laserschweiß-Verbindung von verdeckt liegenden Metallblechplatten nicht möglich ist.From the DE 198 35 848 A1 a generic cylinder head gasket is known, which consists of various flat sheet metal plates, which are connected to each other to the outside visible areas by laser welding. the disadvantage here is that in particular a laser welding connection of concealed sheet metal plates is not possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Zylinderkopfdichtung derart zu verbessern, dass insbesondere auch eine Verbindung von verdeckt angeordneten Metallblechplatten an nicht sichtbaren Bereichen durch Schweißen möglich ist.Of the Invention is therefore based on the object, the generic cylinder head gasket such To improve that in particular also a connection of obscured arranged sheet metal plates in non-visible areas by welding possible is.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.The Task is inventively by the features specified in the characterizing part of claim 1 solved.

Die erfindungsgemäße Zylinderkopfdichtung hat den Vorteil, dass auf einfache Weise mittels Punkt- oder Laserschweißung eine Verbindung der Metallblechplatten untereinander auch an nicht von außen sichtbaren bzw. nicht direkt erreichbaren Bereichen möglich ist. Außerdem wird durch diese Art der Schweißverbindung der Metallblechlagen ein Bauraumvorteil erreicht, da auf eine sonst übliche Nietverbindung verzichtet werden kann und somit der übliche Nietkopfüberstand entfällt.The inventive cylinder head gasket has the advantage that in a simple way by means of spot or laser welding a Connection of the sheet metal plates with each other also not visible from the outside or not directly accessible areas is possible. In addition, will through this type of welded joint the sheet metal layers achieved a space advantage, since an otherwise common riveted joint can be omitted and thus the usual Nietkopfüberstand eliminated.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen ZylinderkopfdichtungFurther Features, advantages and details of the invention will become apparent the following description of two preferred embodiments the cylinder head gasket according to the invention

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 In einem Querschnitt einen Ausschnitt einer Zylinderkopfdichtung mit einer Punktschweißung der einzelnen Metallblechlagen; 1 In a cross section a section of a cylinder head gasket with a spot weld of the individual sheet metal layers;

2 Den Ausschnitt der Zylinderkopfdichtung aus 1 jedoch mit Laserschweißung der einzelnen Metallblechlagen. 2 The cutout of the cylinder head gasket 1 however, with laser welding of the individual sheet metal layers.

In den Fig. ist mit 1 eine im Ausschnitt dargestellte Zylinderkopfdichtung zur Abdichtung der nicht weiter gezeigten Trennfuge zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderkurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine bezeichnet.In the figures is with 1 a cylinder head gasket, shown in detail for sealing the parting line not shown between a cylinder head and a cylinder crankcase of an internal combustion engine referred.

Die Zylinderkopfdichtung 1 ist insgesamt als flache Dichtungsplatte ausgebildet und setzt sich aus zwei äußeren Metallblechplatten 2 und 3, einer Mittenblechplatte 4 und jeweils einer zwischen der Mittenblechplatte 4 und den äußeren Metallblechplatten 2 und 3 eingesetzten Zwischenblechlage 5 und 6 zusammen. Dabei bestehen die Mittenblechplatte 4 und die beiden Zwischenblechlagen 5 und 6 ebenfalls aus Metall. Nicht zu erkennen ist, dass die Zylinderkopfdichtung zur Abdichtung von mindestens einer Brennraumöffnung dient. Zu diesem Zweck sind die Zwischenblechlagen 4 und 5 jeweils mit einer die Brennraumöffnung umschließenden Sicke 7, 8 versehen, wobei die Sicke 7 in Richtung der äußeren Metallblechplatte 2 und die Sicke 8 in Richtung der äußeren Metallblechplatte 3 vorgewölbt ist.The cylinder head gasket 1 is formed overall as a flat sealing plate and is composed of two outer sheet metal plates 2 and 3 , a center sheet metal plate 4 and one each between the center plate 4 and the outer sheet metal plates 2 and 3 inserted intermediate sheet layer 5 and 6 together. There are the center sheet metal plate 4 and the two intermediate sheet layers 5 and 6 also made of metal. It can not be seen that the cylinder head gasket serves to seal at least one combustion chamber opening. For this purpose, the intermediate sheet layers 4 and 5 each with a surround the combustion chamber opening bead 7 . 8th provided, wherein the bead 7 towards the outer sheet metal plate 2 and the bead 8th towards the outer sheet metal plate 3 is arched.

Die Sicken 7 und 8 sind elastisch verformbar und liegen bei eingebauter Zylinderkopfdichtung jeweils an den äußeren Metallblechplatten 2 bzw. 3 sowie der Mittenblechplatte 4 an, wobei die eben gestaltete Mittenblechplatte 4 für eine gleichmäßige Verteilung der Anpresskräfte sorgt.The beads 7 and 8th are elastically deformable and lie with built-in cylinder head gasket respectively on the outer sheet metal plates 2 respectively. 3 as well as the center sheet metal plate 4 on, with the newly designed center sheet metal plate 4 ensures an even distribution of contact forces.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die einzelnen Blechlagen 2 bis 6 durch mehrere Punktschweiß-Verbindungen untereinander verbunden, von denen nur die Punktschweiß-Verbindung 9 dargestellt ist. Die Punktschweißverbindung 9 durchdringt dabei die einzelnen Blechlagen in einer Ebene senkrecht zur Dichtungsplatte. Damit bei der Punktschweißverbindung zwischen den einzelnen Blechlagen 2 bis 6 ein vorgegebener Abstand eingehalten werden kann, sind an den entsprechenden Punktschweißstellen an den Blechlagen Distanzelemente vorgesehen, die bei der Punktschweißung sich mit den Blechlagen zu einer durchgehenden Punktschweißnaht verbinden.According to the embodiment of the 1 are the individual sheet metal layers 2 to 6 connected by multiple spot-welded joints, of which only the spot-welded joint 9 is shown. The spot welding connection 9 penetrates the individual sheet metal layers in a plane perpendicular to the sealing plate. Thus at the spot welding connection between the individual sheet metal layers 2 to 6 a predetermined distance can be maintained, spacers are provided at the corresponding spot welds on the sheet metal layers, which connect in the spot welding with the sheet metal layers to a continuous spot weld.

Entsprechend der Ausgestaltung gemäß 2 sind die einzelnen Blechlagen 2 bis 6 durch Laserschweißen untereinander verbunden.According to the embodiment according to 2 are the individual sheet metal layers 2 to 6 connected by laser welding.

Wie dargestellt, können mittels Laserschweißen jeweils nur zwei Blechlagen miteinander verbunden werden.As represented, can by laser welding only two metal layers are connected to each other.

So ist die äußere Metallblechplatte 2 mit der darunter liegenden Zwischenblechlage 5 durch die Laserschweißverbindung 10, die Zwischenblechlage 5 mit der Mittenblechplatte 4 durch die Laserschweißverbindung 11 und weiter die Mittenblechplatte 4 mit der darunter liegenden Zwischenblechlage 6 durch die Laserschweißverbindung 12 und schließlich die Zwischenblechlage 6 mit der äußeren Metallblechplatte 3 durch die Laserschweißverbindung 13 verbunden.So is the outer sheet metal plate 2 with the underlying intermediate sheet layer 5 through the laser welding connection 10 , the intermediate sheet layer 5 with the center sheet metal plate 4 through the laser welding connection 11 and continue the middle sheet metal plate 4 with the underlying intermediate sheet layer 6 through the laser welding connection 12 and finally the Between sheet metal layer 6 with the outer sheet metal plate 3 through the laser welding connection 13 connected.

Dabei ist die Laserschweißverbindung zwischen den durch die äußeren Metallblechplatten 2 und 3 verdeckt liegenden Blechlagen nur möglich, wenn diese für den Laserstrahl direkt zugänglich sind.In this case, the laser welding connection between the through the outer sheet metal plates 2 and 3 Concealed sheet metal layers only possible if they are directly accessible to the laser beam.

Gemäß der Erfindung wird der direkte Zugang des Laserstrahls zu den verdeckt liegenden Blechlagen durch Öffnungen in den davor liegenden Blechlagen erreicht.According to the invention becomes the direct access of the laser beam to the hidden metal layers through openings achieved in the preceding sheet metal layers.

Die Laserschweißverbindung 10 zwischen der Metallblechplatte 2 und der Zwischeneinlage 5 ist direkt zugänglich und daher ohne Öffnung herstellbar.The laser welding connection 10 between the sheet metal plate 2 and the interlining 5 is directly accessible and therefore can be produced without opening.

Bei einem Schweißvorgang von der Metallblechplatte 2 aus sind dagegen die weiteren Blechlagen 3, 4, 5 und 6 durch die Metallblechplatte 2 verdeckt angeordnet. Zur Herstellung der Laserschweißverbindung 11 zwischen der Zwischeneinlage 5 und der Mittenblechplatte 4 ist daher in der äußeren Metallblechplatte 2 eine Öffnung 14 vorgesehen.In a welding process of the sheet metal plate 2 on the other hand are the other sheet metal layers 3 . 4 . 5 and 6 through the sheet metal plate 2 concealed. For the production of the laser welding connection 11 between the intermediate insert 5 and the center sheet metal plate 4 is therefore in the outer sheet metal plate 2 an opening 14 intended.

Für die Herstellung der Schweißverbindung 12 ist in der äußeren Metallblechplatte 2 eine weitere Öffnung 15 und in der darunter liegenden Zwischenblechlage 5 eine gleichachsig angeordnete Öffnung 16 vorgesehen.For the production of the welded joint 12 is in the outer sheet metal plate 2 another opening 15 and in the underlying intermediate sheet layer 5 an equiaxed opening 16 intended.

Schließlich ist zur Herstellung der Laserschweißverbindung 13 in der Metallblechplatte 2, der Zwischenblechlage 5 und der Mittelblechplatte 4 jeweils eine die Zwischenblechlage 6 sichtbar machende Öffnung 17, 18 und 19 vorgesehen. Die Öffnung 17, 18 und 19 liegen dabei selbstverständlich auf einer gemeinsamen Achse.Finally, to manufacture the laser weld joint 13 in the sheet metal plate 2 , the interlayer sheet 5 and the center sheet metal plate 4 one each the intermediate sheet metal layer 6 visible opening 17 . 18 and 19 intended. The opening 17 . 18 and 19 are of course on a common axis.

Insgesamt sind die Öffnungen mit einem Abstand untereinander als auch mit einem Abstand von den Sicken 7 und 8 angeordnet. Ebenfalls sind auch in 2 zur Sicherstellung eines vorgegebenen Abstandes zwischen den einzelnen Blechlagen an den Schweißstellen Distanzelemente vorgesehen.Overall, the openings are at a distance from each other and at a distance from the beads 7 and 8th arranged. Likewise are also in 2 provided to ensure a predetermined distance between the individual sheet metal layers at the welds spacers.

Im Rahmen der Erfindung können die Öffnungen 17, 18 und 19 entfallen, sofern die Laserschweißvorgang zur Herstellung der Schweißverbindung 13 direkt von der Seite der Metallblechplatte 3 aus durchgeführt wird.In the context of the invention, the openings 17 . 18 and 19 omitted, provided that the laser welding process to produce the welded joint 13 directly from the side of the sheet metal plate 3 is carried out from.

Claims

Cylinder head gasket ( 1 ) for an internal combustion engine with a flat sealing plate, which has at least one combustion chamber opening and two outer sheet metal plates ( 2 . 3 ) and at least one intermediate sheet metal layer ( 5 . 6 ), wherein a sheet metal plate ( 2 . 3 or 5 . 6 ) with a combustion chamber opening enclosing and in the clamping direction of the cylinder head gasket ( 1 ) elastically deformable bead ( 7 . 8th ) and wherein the sheet metal plates ( 2 . 3 ) and the intermediate sheet layer ( 5 . 6 ) are interconnected by welding, characterized in that the outer sheet metal plates ( 2 . 3 ) and the intermediate sheet layer ( 5 . 6 ) by a common point ( 9 ) or laser welding ( 10 to 13 ) are connected.

Cylinder head gasket according to claim 1, characterized in that the spot welding ( 9 ) all sheet metal plates ( 2 . 3 and 5 . 6 ) at the same time.

Cylinder head gasket according to claim 1, characterized in that by means of the laser welding only two adjacent sheet metal plates ( 2 . 5 or 4 . 5 or 4 . 6 or 3 . 6 ) are connected.

Cylinder head gasket according to claim 1 and 3, characterized in that for the laser welding of concealed sheet metal plates (intermediate sheet layers 5 . 6 and center sheet metal plate 4 ) in the front sheet metal plates openings ( 14 to 19 ) are arranged for the laser beam.