Hintergrund der Erfindung und Erklärung zur verwandten
Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metallaminatdichtung
mit Kantenstützunterlagen, um die Ausweitung oder Verformung
eines Motor-Zylinderkopfes nach oben zu verhindern.
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In einem Motor mit einer Mehrzahl von Zylinderbohrungen, die
in einer Richtung oder in der Längsrichtung angeordnet sind,
ist eine Vielzahl von Schraubenbohrungen so angeordnet, daß
sie die jeweiligen Zylinderbohrungen umgeben, um rund um
diese eng abzudichten. Eine in diesen Motor einzubauende
Dichtung umfaßt eine Vielzahl von Dichtungsmitteln rund um die
Zylinderbohrungen, an denen ein hoher Druck gebildet wird,
wenn die Dichtung festgezogen wird.
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Wenn die Dichtung zwischen einen Zylinderkopf und einen
Zylinderblock durch Schrauben festgezogen wird, werden die
Dichtungsmittel, die rund um die jeweiligen Zylinderbohrungen
gelegen sind, zusammengepreßt In dieser Hinsicht ist eine
Schraube, die in einem Mittelabschnitt des Motors gelegen
ist, wirksam, um zwei Längsseiten, d.h. die rechte und linke,
von Dichtungsmitteln in Bezug auf die Schraube festzuziehen
Eine Schraube am Längsende des Motors bewirkt jedoch nur das
Festziehen einer Seite von Dichtungsmitteln, nicht von zwei
Seiten. Somit sind die Schrauben an den Längsenden wirksam,
die Dichtungsmittel unter einem Druck festzuziehen, der im
allgemeinen zweimal so groß ist, wie der am Mittelabschnitt
der Dichtungsmittel.
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Der unausgeglichene Festziehdruck veranlaßt den
Mittelabschnitt des Zylinderkopfes, nach oben vorzustehen. Als
Ergebnis wird kein gleichmäßiger Dichtungsdruck bei den
Dichtungsmitteln erzielt.
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Im US-Patent 4,776,073 ist eine Dichtung mit zwei Arten von
Oberflächendruck-Einstellplatten vorgesehen, die rund um
unterschiedliche, abzudichtende Bohrungen eingebaut sind.
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Im US-Patent 5,215,316 ist eine Dichtung bei einem Motor mit
einem Motorblock mit nach oben offenen Wasserkanälen mit
einem dünnen Metallblech versehen, das über dem Hauptkörper
angeordnet ist, um einen Wasserkanal zu umgeben, der zwischen
den Zylinderwänden und dem Hauptkörper gelegen ist. Das dünne
Metallblech sorgt für einen Oberflächendruck außerhalb des
gesamten Wasserkanals.
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Bei der herkömmlichen Dichtung ist ein dünnes Metallblech
rund um eine abzudichtende Bohrung eingebaut, um für einen
hohen Oberflächendruck rund um die Bohrung zu sorgen. Das
dünne Metallblech wird jedoch nicht für andere Zwecke
verwendet.
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Die FR-A-2668542 beschreibt eine Dichtung mit einem
Hauptabschnitt und Unterlagen, die an den Längsenden des
Hauptabschnitts sowie nur zwischen Schraubenbohrungen zum Befestigen
eines Zylinderkopfes auf einem Motorblock angeordnet sind.
Dies kann eine ungleichmäßige Spannungsverteilung am
Zylinderblock erzeugen, und einen ungleichmäßigen Festziehdruck an
der Dichtung rund um die Zylinderbohrung.
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Dementsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, eine
Metallaminatdichtung vorzusehen, die durch Festziehen von Schrauben
einen im wesentlichen gleichmäßigen Oberflächendruck an allen
Dichtungsmitteln erbringen kann, die rund um die
Zylinderbohrungen ausgebildet sind.
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Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine
Metallaminatdichtung vorzusehen, wie oben vermerkt, die im wesentlichen die
Verformung eines Zylinderkopfes verhindern kann, die durch
einen ungleichmäßigen Oberflächendruck an den
Dichtungsmitteln verursacht wird.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine
Metallaminatdichtung vorzusehen, wie sie oben vermerkt ist, die mühelos
und ökonomisch hergestellt werden kann.
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Weitere Ziele und Vorzüge der Erfindung werden aus der
nachfolgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
Zusammenfassung der Erfindung
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine
Metallaminatdichtung für einen Verbrennungsmotor verwendet,
der aus einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock gebildet
ist. Die Dichtung ist dem Grunde nach aus mindestens zwei
Metallblechen gebildet, die zusammenlaminiert sind und sich im
wesentlichen über einen gesamten Bereich des Motors
erstrekken, um die Metallaminatdichtung zu bilden, wobei die
genannte Dichtung zwei Längskanten umfaßt, die sich längs der
Längsrichtung der Dichtung erstrecken, zwei Seitenkanten, die
sich in einer Richtung im allgemeinen senkrecht zur
Längsrichtung erstrecken, um die Dichtung in einer längeren Form
auszubilden, eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen, die längs
der Längsrichtung der Dichtung angeordnet sind, sowie eine
Mehrzahl von Schraubenbohrungen, die so angeordnet sind, daß
sie die Zylinderbohrungen umgeben, wobei die genannte
Dichtung
zwei seitliche Seitenabschnitte aufweist, von denen
jeder zwischen der Seitenkante und einer Linie gebilde- ist,
die die Mitten der Schraubenbohrungen verbindet, die neben
der Seitenkante gelegen sind, sowie
zwei Kantenstützunterlagen, die sandwichartig zwischen den
beiden Blechen eingeschlossen sind und im wesentlichen längs
der jeweiligen seitlichen Seitenabschnitte angeordnet sind
und sich erstrecken,
worin jede Kantenstützunterlage einen Hauptabschnitt umfaßt,
der gänzlich im seitlichen Seitenabschnitt gelegen ist, sowie
zwei Unterlage-Seitenabschnitte, wobei jeder
Unterlage-Seitenabschnitt in einem Längsseitenabschnitt der Dichtung
angeordnet ist, der längs der Längskante gelegen ist und sich vom
Hauptabschnitt aus so erstreckt, daß er nicht eine Linie
überschreitet, die sich senkrecht zur Längsrichtung der
Dichtung erstreckt und durch eine Mitte der Zylinderbohrung
hindurchläuft, die neben der Kantenstützunterlage angeordnet
ist, wobei die Kantenstützunterlagen im wesentlichen den
Festziehdruck der Schrauben aufnehmen, die an den seitlichen
Seitenabschnitten eingebracht werden, um hierdurch die
Verformung des Zylinderkopfes zu verhindern und für einen im
wesentlichen gleichmäßigen Festziehdruck rund um die gesamten
Zylinderbohrungen zu sorgen.
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In dieser Hinsicht werden, wenn die Kantenstützunterlagen
nicht an den seitlichen Seitenabschnitten ausgebildet sind,
die seitlichen Seitenabschnitte kräftig von den Schrauben
zusammengedrückt Somit neigt der Mittelabschnitt des
Zylinderkopfes dazu, nach oben vorzustehen. Somit können die
Dichtungsmittel für die Zylinderbohrungen nicht gleichmäßig
zusammengedrückt werden, und es kann eine Gasleckage auftreten.
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Da in der vorliegenden Erfindung die Verformung des
Zylinderkopfes gut verhindert ist, können die Dichtungsmittel im
wesentlichen vollständig zusammengedrückt werden. Eine
Gaslekkage ist somit gut verhindert.
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Die Kantenstützunterlage umfaßt zwei
Unterlage-Seitenabschnitte, die sich längs der Längskante der Dichtung parallel
zur Längsrichtung der Dichtung erstrecken. Die
Unterlage-Seitenabschnitte erstrecken sich von den seitlichen
Haupt-Seitenabschnitten zu einem Mittelabschnitt der Dichtung,
überschreiten aber nicht eine Linie, die sich senkrecht zur
Längsrichtung der Dichtung erstreckt und durch die Mitte der
Zylinderbohrung hindurchläuft, die neben der
Kantenstützunterlage angeordnet ist. Als Ergebnis beeinträchtigen die
Unterlage-Seitenabschnitte nicht den Oberflächendruck, der
durch andere Schrauben erzielt wird.
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Die Kantenstützunterlagen der Erfindung sind an Abschnitten
gelegen, die nur von Schrauben an den seitlichen Enden der
Dichtung betroffen sind. Der Zylinderkopf kann im
wesentlichen gleichmäßig festgezogen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine erläuternde Teil-Draufsicht einer
Metallaminatdichtung zum Zweck, ihren allgemeinen Aufbau zu
zeigen; Ausführungen der Erfindung sind in den Figuren 3 und
4 gezeigt;
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Fig. 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht, die längs
einer Linie 2-2 in Fig. 1 erfolgt; und
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Figuren 3 und 4 sind Teil-Draufsichten einer ersten und
zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Es wird auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen; eine
Metallaminatdichtung A ist gezeigt, wobei ihre Baumerkmale
abgebildet sind. Die Dichtung A ist eine Zylinderkopfdichtung und
umfaßt eine Vielzahl von sich geradlinig erstreckenden
Zylinderbohrungen Hc, Wasserbohrungen (nicht gezeigt) , Ölbohrungen
(nicht gezeigt), Schraubenbohrungen Hb, Hb1 usw., wie bei
einer herkömmlichen Dichtung.
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Die Dichtung A ist aus einem oberen Blech 10 und einem
unteren Blech 11 gebildet, die sich im wesentlichen über den
ganzen Bereich des Motors erstrecken, an dem sie einzubauen ist.
Das obere Blech 10 umfaßt einen Basisabschnitt 10a, einen
inneren Abschnitt 10b rund um die Zylinderbohrung Hc, und einen
geneigten Abschnitt 10c zwischen dem Basisabschnitt 10a und
dem inneren Abschnitt 10b. Der innere Abschnitt 10b umfaßt
einen gekrümmten Abschnitt bd, um die Zylinderbohrung Hc
festzulegen, und einen Flansch 10e.
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Das untere Blech 11 umfaßt eine Bohrung, die größer ist als
der innere Abschnitt 10b, und einen Wulst 11a rund um die
Bohrung. Der Wulst 11a ist außerhalb des geneigten Abschnitts
10c angeordnet.
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Wenn die Dichtung A zwischen einem Zylinderkopf und einem
Zylinderblock (beide nicht gezeigt) liegt und festgezogen wird,
dann wird der innere Abschnitt 10b nicht-federnd
zusammengedrückt, während der geneigte Abschnitt 10c und der Wulst 11a
federnd zusammengedrückt werden, um rund um die
Zylinderbohrung Hc abzudichten.
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In der Dichtung A sind die Zylinderbohrungen Hc geradlinig
längs einer Längsrichtung angeordnet und die
Schraubenbohrungen
Hb, Hb1 sind so angeordnet, daß sie die Zylinderbohrungen
Hc umgeben. In diesem Motor sorgt, wenn die Dichtung A
festgezogen wird, jede Schraube (nicht gezeigt), die in die
Schraubenbohrung Hb eingeführt ist, für einen
Oberflächendruck zum Abdichten zweier Zylinderbohrungen, während jede
Schraube (nicht gezeigt), die in die Schraubenbohrung Hb1
eingeführt ist, für einen Oberflächendruck zum Abdichten nur
einer Zylinderbohrung sorgt.
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Wenn die Dichtung A durch Schrauben mit demselben Drehmoment
festgezogen wird, dann wird der Oberflächendruck, der rund um
die Schraubenbohrung Hb ausgebildet wird, nahezu die Hälfte
des Oberflächendrucks, der rund um die Schraubenbohrung Hb1
ausgebildet wird. Die beiden seitlichen Seitenabschnitte der
Zylinderkopfdichtung A werden nämlich fester angezogen als
der mittlere Abschnitt der Dichtung.
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Im obigen Fall hat der mittlere Abschnitt des Zylinderkopfes
einen Raum relativ zum Zylinderblock, der größer ist als der
an den seitlichen Seitenabschnitten des Zylinderkopfes. Der
mittlere Abschnitt des Zylinderkopfes steht nämlich leicht
nach oben. Da der Zylinderkopf sich leicht verformt, wie oben
vermerkt, können die Dichtungsmittel für die
Zylinderbohrungen keinen gleichmäßigen Oberflächendruck aufnehmen.
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Um für einen gleichmäßigen Oberflächendruck selbst an den
Schrauben rund um die Zylinderbohrungen Hb1 zu sorgen, sind
Kantenstützunterlagen, die lediglich allgemein mit 12
bezeichnet sind, zwischen den Blechen 10, 11 an den seitlichen
Seitenabschnitten der Dichtung A angeordnet. Der seitliche
Seitenabscbnitt ist ein Abschnitt, der zwischen einer Kante
A1 und einer Linie umgeben ist, die eine Verbindung zwischen
zwei Schraubenbohrungen Hb1 nahe der Kante A1 bildet.
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Die Dicke der Unterlage 12 ist im wesentlichen dieselbe
wdie der Bleche 10, 11. Die Dicke der Unterlage 12 kann jenoch
geringer sein als die der Bleche 10, 11. Die Unterlagen 12
sind an den Platten 10, 11 durch Punktschweißen befestigt.
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Da die Kantenstützunterlagen 12 an den seitlichen
Seitanabschnitten angeordnet sind, wird der Anziehdruck durch die
Schrauben mit den Schraubenbohrungen Hb1 auf die
Kantenstüzunterlagen 12 ebenfalls so aufgebracht, daß der
Oberflächendruck durch die Schrauben an den Schraubenbohrungen Hb1
derselbe Oberflächendruck sein kann wie in den anderen
Abschnitten.
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Als Ergebnis wird der Zylinderkopf an seinen seitlichen
Seitenabschnitten nicht kräftiger festgezogen und somit verformt
sich der Zylinderkopf nicht so, daß der Mittelabschnitt Nach
oben vorsteht. Somit können die Dichtungsmittel im
wesentlichen in gleicher Weise zusammengedrückt werden. Es tritt
keine Gasleckage durch einen unausgeglichenen Oberflächendruck
der Dichtungsmittel auf.
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Fig. 3 zeigt eine Dichtung B gemäß der vorliegenden
Erfindung, die aus einem oberen und unteren Blech gebildet ist,
wie bei der Dichtung A, die in den Figuren 1 und 2 gezeigt
ist. Die Dichtung B umfaßt jedoch Kantenstützunterlagen 1 an
den seitlichen Seitenabsohnitten der Dichtung B, wobei die
Unterlage 15 Seitenabschnitte 15a umfaßt, die außerhalb der
Schraubenbohrungen Hb1 und längs der Längsrichtung der
Dichtung B gelegen sind.
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Der Seitenabschnitt 15a erstreckt sich über nahezu den halben
Abstand zwischen den Schraubenbohrungen Hb und Hb1. Der
Seitenabschnitt 15a erstreckt sich nicht über eine Linie hinaus,
die sich durch eine Mitte der Zylinderbohrung Hc erstreck
und senkrecht zur Längsrichtung der Dichtung verläuft. Wenn
sich nämlich der Seitenabsohnitt 15a über die Linie hinaus
erstreckt, wird der Oberflächendruck durch die Schraube
beeinträchtigt, die in die Schraubenbohrung Hb eingeführt wird.
Die Unterlagen 15 wirken so, wie es bei der Unterlage 12 der
Fall ist.
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Fig. 4 zeigt eine Metallaminatdichtung C gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus einem
oberen und unteren Blech ähnlich der Dichtung A ausgebildet
ist. In der Dichtung C sind die Seitenkanten zur Bildung der
Dichtung gekrümmt und haben nicht genügend Raum außerhalb der
Schraubenbohrungen Hb2. Somit ist die Unterlage 16, die
zwischen den Blechen gelegen ist, gekrümmt und erstreckt sich
rund um die Schraubenbohrungen Hb2. Obwohl die Unterlage 16
rund um die Schraubenbohrungen Hb2 angeordnet ist, erstreckt
sich die Unterlage 16 nicht um mehr als der Abschnitt rund um
die Schraubenbohrungen Hb2, um den Anziehdruck an der Seite
der Schraubenbohrungen Hb nicht zu verringern. Die Unterlage
kann die Schraubenbohrung Hb2 in leichtem Maße umgeben. Die
Dichtung C arbeitet so, wie es bei der Dichtung A der Fall
ist.
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In der vorliegenden Erfindung können diese seitlichen
Seitenabschnitte der Dichtung ausreichend von den
Kantenstützunterlagen abgestützt werden. Somit ist die Verformung des
Zylinderkopfes verhindert, und die Dichtungsmittel rund um die
Zylinderbohrungen sind in gleicher Weise zusammengedrückt, um
rund um diese zuverlässig abzudichten.
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Während die Erfindung in Bezugnahme auf spezifische
Ausführungsformen der Erfindung erläutert wurde, ist die
Erläuterung nur darstellend und die Erfindung ist lediglich von den
beigefügten Ansprüchen beschränkt.