DE102006003355B4

DE102006003355B4 - Metallschichtdichtung

Info

Publication number: DE102006003355B4
Application number: DE102006003355A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Kasuya
Original assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Current assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2026-01-20
Also published as: US20060163819A1; JP2006207688A; KR100691415B1; JP3949690B2; US7290770B2; KR20060086856A; DE102006003355A1

Abstract

Eine Metallschichtdichtung (1) für einen internen Verbrennungsmotor, umfassend:
eine einen Grundabschnitt aufweisende erste Metallplatte (11) zum Bilden einer Seite der Dichtung (1), einen sich vom Grundabschnitt verlängernden gebogenen Abschnitt zum Definieren einer Verbrennungsraumbohrung (2), und einen vom gebogenen Abschnitt sich erstreckenden Faltabschnitt (11a),
ein Ringelement (14), welches einen zwischen dem Grundabschnitt und dem Faltabschnitt (11a) angeordneten Einlegeabchnitt (14a) zum Bilden eines primären Dichtungsabschnitts (3) zusammen mit der ersten Metallplatte (11) aufweist, und einen Verlängerungsabschnitt (14b) außerhalb des Einlegeabschnitts (14a), welcher aus dem Faltabschnitt (11a) vorspringt,
eine eine andere Seite der Dichtung (1) bildende zweite Metallplatte (12), welche an einer Seite des Faltabschnitts (11a) angeordnet ist, wobei ein sekundärer Dichtungsabschnitt (4) durch die ersten und die zweiten Metallplatten (11, 12) an einer Stelle vorgesehen ist, bei welcher der Verlängerungsabschnitt (14b) des Ringelements (14) eingelegt ist,
eine außerhalb des Ringelements (14) angeordnete und zwischen dem Grundabschnitt und der...

Description

Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metallschichtdichtung, welche zur Abdichtung zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock eines internen Verbrennungsmotors einzubauen ist. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Metallschichtdichtung, deren sekundärer Dichtungsabschnitt verstärkt ist.
In der EP 0 431 227 A1 ist eine dreilagige Stahllaminatdichtung für Verbrennungsmotoren mit einem Dichtungswulst im primären Dichtungsabschnitt offenbart.
Die US 6,113,110 A betrifft ebenfalls eine Metalldichtung für interne Verbrennungsmotoren. Die Dichtung ist dreilagig aus drei Metallplatten aufgebaut.
Aus der US 6,105,971 A ist eine Zylinderkopfdichtung mit einem dreilagigen Aufbau und mit einem primären und einem sekundären Dichtungsabschnitt bekannt.
Die EP 0 864 785 A2 und EP 1 026 427 A2 offenbaren dreilagige Metallschichtdichtungen mit einer oberen und einer unteren Platte und einem in einem primären Dichtungsabschnitt angeordneten Ringelement.
Der maximale Explosionsdruck hat durch die in letzter Zeit hohe Leistung eines Motors eine Tendenz anzusteigen. Besonders in einem Dieselmotor hat der maximale Explosionsdruck eine signifikante Tendenz anzusteigen. Andererseits hat die mechanische Stärke mit der Gewichtsreduzierung des Motors ei ne Tendenz abzunehmen. In Folge dessen vergrößert sich zum Zeitpunkt der Explosion innerhalb des Zylinders der Hub des Zylinderkopfs und es ist ein Folgevermögen einer Zylinderkopfdichtung für den Hub erforderlich.
Jedoch ist zum Beispiel in einer herkömmlichen Metallschichtzylinderkopfdichtung, in welcher ein primärer einen Dichtungswulst um eine Verbrennungsraumbohrung beinhaltender Dichtungsabschnitt gebildet ist, der Kompressionsbetrag des Dichtungswulsts nicht besonders groß im Vergleich zum Hub. In Folge dessen kann das Folgevermögen des Hubs, dessen Größe gerade stärker anwuchs, nicht gewährleistet werden, so dass ein zusätzliches Folgevermögen erforderlich ist. Insbesondere ist zusätzlich zum primären Dichtungsabschnitt mit großer Hitzebeständigkeit um eine vorhandene Verbrennungsraumbohrung, der sekundäre Abschnitt mit ausgezeichnetem Folgevermögen für einen großen Hub des Zylinderkopfs und ausgezeichneter Hitzebeständigkeit vorgesehen. Folglich ist es erforderlich, das Folgevermögen zu gewährleisten, wenn der Zylinderkopf weit angehoben wird.
Ferner erfordert das Sicherstellen des Folgevermögens des sekundären Dichtungsabschnitts beim weiten Anheben des Zylinderkopfs, dass ein Lastenausgleich bezüglich des primären Dichtungsabschnitts, des sekundären Dichtungsabschnitts und der Dichtungsabschnitte um verschiedene Arten von Bohrungen, wie zum Beispiel einer Wasserbohrung und Ölbohrung, deren Umfänge abgedichtet sein sollten, angemessen verteilt sein sollte.
Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen einer Metallschichtdichtung, deren Folgevermögen relativ zu einem Hub des Zylinderkopfs zur Explosionszeit innerhalb des Zylinders verbessert ist. Andere mit der vorliegenden Erfindung angesprochene technische Probleme sind das Bereitstellen einer Me tallschichtdichtung, deren Folgevermögen beim starken Anheben des Zylinderkopfs durch den sekundären Dichtungsabschnitt mit Hitzebeständigkeit gewährleistet ist, und wobei gleichzeitig der Lastenausgleich bezüglich des primären Dichtungsabschnitts, sekundären Dichtungsabschnitts und der Dichtungsabschnitte um verschiedene Arten von Bohrungen, deren Umfänge abgedichtet sein sollten, angemessen verteilt ist.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Zusammenfassung der Erfindung
Zur Lösung der oben genannten Probleme gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Metallschichtdichtung durch Schichten mehrerer Metallplatten gebildet, und beinhaltet eine zu einem Verbrennungsraum eines Zylinderblocks korrespondierende Verbrennungsraumbohrung und eine zu einer Fluidbohrung, deren Umfang abgedichtet sein sollte, korrespondierende Bohrung.
Am Rand der Verbrennungsraumbohrung ist die erste, eine Außenplatte einer Seite der Dichtung bildende Metallplatte zurückgefaltet, und ein Einlegeelement, welches wenigstens einen Bohrungs-Ring mit einem aus dem Faltabschnitt der ersten Metallplatte vorspringenden Verlängerungsabschnitt enthält, ist in den Faltabschnitt der ersten Metallplatte eingelegt. Gleichzeitig ist die zweite, die andere Außenplatte bildende, Metallplatte auf die Oberfläche der Faltseite der ersten Metallplatte geschichtet. Der Verlängerungsabschnitt im Bohrungs-Ring ist zwischen die erste Metallplatte und die zweite Metallplatte eingelegt. Gleichzeitig ist eine dritte Metall platte in den nicht mit dem Bohrungs-Ring überlappenden Bereich eingelegt.
Ein Wulst, dessen Höhe höher ist als die eine oder die andere Oberfläche der Faltstelle der ersten Metallplatte, ist in wenigstens einer der ersten und zweiten Metallplatten an der Stelle vorgesehen, an welcher der Verlängerungsabschnitt des Bohrungs-Rings eingelegt ist. Ein primärer Dichtungsabschnitt wird durch die Faltstelle der ersten Metallplatte gebildet, in welche das Einlegeelement eingelegt ist. Ein sekundärer Dichtungsabschnitt wird durch die ersten und zweiten Metallplatten an der mit dem Verlängerungsabschnitt des Bohrungs-Rings eingelegten Stelle gebildet. Die Gesamtdicke der ersten und zweiten Metallplatten und des Bohrungs-Rings in dem sekundären Dichtungsabschnitt ist kleiner ausgeführt als die Gesamtdicke der doppelten Dicke der ersten Metallplatte in dem primären Dichtungsabschnitt und der Dicke des Einlegeelements.
Gleichzeitig ist die Gesamtdicke der ersten und zweiten Metallplatten und des Bohrungs-Rings in dem sekundären Dichtungsabschnitt größer ausgeführt als die Gesamtdicke der dritten Metallplatten an der mit der dritten Metallplatte eingelegten Stelle.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist bei der Metallschichtdichtung, in welcher das Einlegeelement nur aus dem Bohrungs-Ring gebildet ist, die Dicke t2 der zweiten Metallplatte dünner als die Dicke t1 der ersten Metallplatte ausgeführt, und die Dicke t3 der dritten Metallplatte ist dünner als die Dicke t4 des Bohrungs-Rings ausgeführt.
Ferner kann der Wulst in dem Teil der ersten Metallplatte vorgesehen sein, welcher in den Faltabschnitt der ersten Me tallplatte in den Bohrungs-Ring eingelegt ist. Außerdem kann in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung das Einlegeelement der Bohrungs-Ring und ein Bohrungsrandabschnitt bezüglich der Verbrennungsraumbohrung in der zweiten Metallplatte sein.
In der Metallschichtdichtung mit der oben beschriebenen Struktur wird der primäre Dichtungsabschnitt durch die Faltstelle der ersten Metallplatte gebildet, in welche das Einlegeelement eingelegt ist, und der sekundäre Dichtungsabschnitt wird durch die ersten und zweiten Metallplatten an der Stelle gebildet, bei welcher der Verlängerungsabschnitt des Bohrungs-Rings eingelegt ist. In Folge dessen unterscheidet sich der sekundäre Dichtungsabschnitt von einem aus hitzebeständigem Gummi bestehenden sekundären Dichtungsabschnitt, und besitzt eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit, wie in dem Fall eines primären aus der Metallplatte bestehenden Dichtungsabschnitts.
In der Metallschichtdichtung ist typischerweise der Umfang der Verbrennungsraumbohrung in dem primären Dichtungsabschnitt gasdicht. Jedoch stellt in dem Fall, dass der Hub des Zylinderkopfs groß wird, so dass das Folgevermögen des Dichtungswulsts in dem primären Dichtungsabschnitt kein gasdichtes Abschließen bewirken kann, der sekundäre Dichtungsabschnitt ein ausgezeichnetes Folgevermögen bezüglich des Hubs dar.
Insbesondere ist der sekundäre Dichtungsabschnitt nahe des primären Dichtungsabschnitts angeordnet und umschließt diesen. Der Wulst, dessen Höhe höher ist als die eine oder die andere Oberfläche der Faltstelle der ersten Metallplatte, wird in wenigstens einer der ersten und zweiten Metallplatten an der Stelle vorgesehen, an welcher der Verlängerungsabschnitt des Bohrungs-Rings eingelegt ist.
Außerdem ist die Gesamtdicke der ersten oder zweiten Metallplatten und des Bohrungs-Rings in dem sekundären Dichtungsabschnitt dünner als die Gesamtdicke der doppelten Dicke der ersten Metallplatte in dem primären Dichtungsabschnitt, und die Dicke des Einlegeelements. In Folge dessen ist die Elastizität des sekundären Dichtungsabschnitts größer als die Elastizität des primären Dichtungsabschnitts, so dass der sekundäre Dichtungsabschnitt bezüglich des Hubs ein ausgezeichnetes Folgevermögen verglichen mit dem primären Dichtungsabschnitt besitzt.
Ferner ist im sekundären Dichtungsabschnitt die Gesamtdicke der ersten und zweiten Metallplatten und des Bohrungs-Rings in dem Verlängerungsabschnitt des Bohrungs-Rings dünner ausgeführt als die Gesamtdicke der doppelten Dicke der ersten Metallplatte in dem primären Dichtungsabschnitt und der Dicke des Einlegeelements. Gleichzeitig ist die Gesamtdicke der ersten und zweiten Metallplatten und des Bohrungs-Rings in dem Verlängerungsabschnitt des Bohrungs-Rings größer ausgeführt als die Gesamtdicke der ersten bis dritten Metallplatten an der Stelle, an welcher die dritte Metallplatte eingelegt ist.
In Folge dessen kann der Lastenausgleich bezüglich des primären Dichtungsabschnitts, sekundären Dichtungsabschnitts und der Dichtungsabschnitte um die verschiedenen Arten von Bohrungen, deren Umfänge in der Metallschichtdichtung abgedichtet sein sollten, angemessen verteilt werden.
Gemäß der oben beschriebenen Metallschichtdichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Metallschichtdichtung, deren Folgevermögen für den Hub des Zylinderkopfs verbessert ist, bereitgestellt. Genauer kann die Metallschichtdichtung das Folgevermögen mittels des sekundären Dichtungsabschnitts mit Hitzebeständigkeit gewährleisten, wenn der Zylinderkopf weit angehoben wird. Gleichzeitig kann der Lastenausgleich bezüglich des primären Dichtungsabschnitts, sekundären Dichtungsabschnitts und der Dichtungsabschnitte um die verschiedenen Arten von Bohrungen, deren Umfänge abgedichtet sein sollten, angemessen verteilt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer ersten Ausgestaltung einer Metallschichtdichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer zweiten Ausgestaltung einer Metallschichtdichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer dritten Ausgestaltung einer Metallschichtdichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Genaue Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen
1 zeigt eine Querschnittsform des Umfangs einer Verbrennungsraumbohrung 2 in einer ersten Ausgestaltung einer Metallschichtdichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Metallschichtdichtung 1 wird durch Übereinanderschichten der ersten, zweiten und dritten Metallplatten 11, 12, 13 im Ganzen gebildet, und enthält die zu einem Verbrennungsraum eines Zylinderblocks korrespondierende Verbrennungsraumbohrung 2 und eine zu einer Fluidbohrung korrespondierende Bohrung (nicht in der Abbildung gezeigt), deren Umfang abgedichtet sein sollte.
Ferner ist am Rand der Verbrennungsraumbohrung 2 der Metallschichtdichtung 1 die eine Seite einer Außenplatte der Dich tung bildende erste Metallplatte 11 zurückgefaltet, und ein Einlegeabschnitt 14a eines aus einer ringförmigen Metallplatte bestehenden Bohrungs-Rings (Ringelement) 14 ist in einen Faltabschnitt 11a eingelegt. Gleichzeitig ist die eine weitere Außenplatte bildende zweite Metallplatte 12 auf die Fläche der Faltseite der ersten Metallplatte 11 geschichtet und ein in Außenrichtung des Faltabschnitts 11a zeigender Verlängerungsabschnitt 14b des Bohrungs-Rings 14 ist zwischen der ersten Metallplatte 11 und der zweiten Metallplatte 12 eingelegt. Ferner ist die dritte Metallplatte 13 in den nicht mit dem Bohrungs-Ring 14 überlappenden Bereich eingelegt.
Genauer bildet die Metallschichtdichtung 1 eine Faltstelle der ersten Metallplatte 11 durch: den Faltabschnitt 11a der ersten Metallplatte 11; und einen derart angeordneten Metallplattenabschnitt 11b, dass er dem Faltabschnitt 11a gegenüberliegt, welcher eine ungefaltete Seite der ersten Metallplatte 11 darstellt. Ferner ist der Einlegeabschnitt 14a des Bohrungs-Rings 14, welcher ein Einlegeelement ist, in den Faltabschnitt 11a und den Metallplattenabschnitt 11b an der gefalteten Stelle eingelegt.
Ferner ist in dem Einlegeabschnitt 14a des Bohrungs-Rings 14 ein mit der Verbrennungsraumbohrung 2 konzentrischer und die Verbrennungsraumbohrung 2 einschließender umlaufender Abdichtungswulst (vorspringender Ringwulst) 14c als Vollwulst ausgebildet. Ferner sind in der Metallplatte 11 an der Stelle, an welcher der Verlängerungsabschnitt 14b des Bohrungs-Rings 14 eingelegt ist, zwei umlaufende Dichtungswülste (vorspringender Grundwulst) 11c, 11d, welche konzentrisch mit der Verbrennungsraumbohrung 2 und in entgegengesetzter Richtung geneigt sind, als Halbwulst ausgebildet. Eine umlaufende Vertiefung 15, welche den Dichtungswulst 14c einschließt, ist zwischen den beiden Dichtungswülsten (Halbwülste) 11c, 11d vorgesehen.
Ferner ist in der zweiten Metallplatte 12 ein mit der Ver brennungsraumbohrung 2 konzentrischer und in einer zum Dichtungswulst 11d entgegengesetzten Richtung geneigter Dichtungswulst (auch als Wulst bezeichnet) 12a als Halbwulst in einer dem Dichtungswulst 11d gegenüberliegenden Stelle an einem Platz ausgebildet, an welchem der Verlängerungsabschnitt 14b des Bohrungs-Rings 14 eingelegt ist. Die Höhe des Dichtungswulsts 12a ist höher als die Höhe der Oberfläche des Faltabschnitts 11a der ersten Metallplatte 11. Ferner ist selbst für den Fall, dass die Metallschichtdichtung 1 zwischen dem Zylinderblock und einem Zylinderkopf durch Befestigungsschrauben derart befestigt ist, dass der Dichtungswulst 12a zerdrückt wird, die Höhe des Dichtungswulsts 12a höher als die Höhe entsprechend des erwarteten Hubs des Zylinderkopfs.
Ferner sind in der zweiten Metallplatte 12 Dichtungswülste 12b, 12c, auch als zweiter Wulst oder Halbwülste bezeichnet, an einem Platz vorgesehen, an welchem die dritte Metallplatte 13 eingelegt ist. In der dritten Metallplatte 13 sind in eine entgegengesetzte Richtung zu den Dichtungswülsten 12b, 12c geneigte Dichtungswülste 13b, 13c, auch als dritter Wulst oder Halbwülste bezeichnet, an den Dichtungswülsten (Halbwülsten) 12b, 12c gegenüberliegenden Stellen vorgesehen.
Außerdem ist, wie in 1 gezeigt ist, ein Bohrungsrandabschnitt 12e relativ zur Verbrennungsraumbohrung 2 der zweiten Metallplatte 12 an einer Stelle vorgesehen, welche einen Teil des Verlängerungsabschnitts 14b des nahe der Ecke 11e des Faltabschnitts 11a der ersten Metallplatte 11 angeordneten Bohrungs-Rings 14 überlappt. Der Bohrungsrandabschnitt 12e ist nicht in den Faltabschnitt 11a der ersten Metallplatte 11 eingelegt.
Ferner wird in der Metallschichtdichtung 1 ein primärer Dichtungsabschnitt 3 durch die Faltstelle der ersten Metallplatte 11 gebildet, in welche der Bohrungs-Ring 14 eingelegt ist. Ein sekundärer Dichtungsabschnitt 4 umschließt den primären Dichtungsabschnitt 3 mit den ersten und zweiten Metallplatten 11, 12 an einer Stelle, an welcher der Verlängerungsabschnitt 14b des Bohrungs-Rings 14 eingelegt ist. Die Gesamtdicke (t1 + t2 + t4) einer Dicke t1 der ersten Metallplatte 11 in dem sekundären Dichtungsabschnitt 4, eine Dicke t2 der zweiten Metallplatte 12; und eine Dicke t4 des Bohrungs-Rings 14 sind dünner ausgeführt als die Gesamtdicke (2 t1 + t4) der doppelten Dicke 2 t1 der ersten Metallplatte 11 in dem primären Dichtungsabschnitt 3 und der Dicke t4 des Bohrungs-Rings 14.
Gleichzeitig sind die Gesamtdicke (t1 + t2 + t4) der Dicke t1 der ersten Metallplatte 11 im sekundären Dichtungsabschnitt 4, die Dicke t2 der zweiten Metallplatte 12 und die Dicke t4 des Bohrungs-Rings 14 dicker ausgeführt als die Gesamtdicke (t1 + t2 + t3) der ersten bis dritten Metallplatten 11 bis 13 an der Stelle, an welcher die dritte Metallplatte eingelegt ist. In diesem Fall kann die Dicke t2 der zweiten Metallplatte 12 dünner ausgeführt sein als die Dicke t1 der ersten Metallplatte 11, und die Dicke t3 der dritten Metallplatte 13 kann dünner ausgeführt sein als die Dicke t4 des Bohrungs-Rings.
Die Metallschichtdichtung 1 mit der oben beschriebenen Struktur bildet: den primären Dichtungsabschnitt 3 durch die Faltstelle der ersten Metallplatte 11, in welche der Bohrungs-Ring 14 eingelegt ist; und den sekundären Dichtungsabschnitt 4 durch die erste und zweite Metallplatte 11, 12 an der Stelle, an welcher der Verlängerungsabschnitt 14b des Bohrungs-Rings 14 eingelegt ist. In Folge dessen beinhaltet der sekundäre Dichtungsabschnitt 4 eine ausgezeichnete Hitzbeständigkeit in einer ähnlichen Art und Weise wie die des primären Dichtungsabschnitts 3, welcher aus der Metallplatte besteht.
In der Metallschichtdichtung 1 ist der Umfang der Verbrennungsraumbohrung 2 typischerweise gasdicht in dem primären Dichtungsabschnitt 3 abgedichtet. Falls jedoch der Hub des Zylinderkopfs so groß wird, dass das Folgevermögen des Dichtungswulsts in dem primären Dichtungsabschnitt 3 kein gasdichtes Abschließen bewirken kann, stellt der sekundäre Dichtungsabschnitt 4 das ausgezeichnete Folgevermögen gegenüber dem Hub dar.
Insbesondere ist in dem sekundären Dichtungsabschnitt 4 die Gesamtdicke (t1 + t2 + t4) der Dicke t1 der ersten Metallplatte 11 im sekundären Dichtungsabschnitt 4, der Dicke t2 der zweiten Metallplatte 12 und der Dicke t4 des Bohrungs-Rings 14 dünner ausgeführt als die Gesamtdicke (2 t1 + t4) der doppelten Dicke 2 t1 der ersten Metallplatte 11 im primären Dichtungsabschnitt 3 und der Dicke t4 des Bohrungs-Rings 14. In Folge dessen ist die Steifigkeit des sekundären Dichtungsabschnitts 4 kleiner ausgeführt als die Steifigkeit des primären Dichtungsabschnitts 3.
Außerdem ist der Wulst 12a, dessen Höhe höher ist als die Oberfläche des Faltabschnitts 11a der ersten Metallplatte 11 in der Metallplatte 12 an der Stelle vorgesehen, an welcher der Verlängerungsabschnitt 14b des Bohrungs-Rings 14 eingelegt ist. In Folge dessen ergibt sich selbst für den Fall, dass die Elastizität des sekundären Dichtungsabschnitts 4 größer ist als die Elastizität des primären Dichtungsabschnitts 3, so dass der primäre Dichtungsabschnitt 3 dem Hub des Zylinderkopfs nicht mehr folgen kann, dass der sekundäre Dichtungsabschnitt 4 dem Hub folgt und die Gasabdichtung ausführt.
Ferner ist im sekundären Dichtungsabschnitt 4 die Gesamtdicke (t1 + t2 + t4) der Dicke t1 der ersten Metallplatte 11 in dem Verlängerungsabschnitt 14b des Bohrungs-Rings 14, die Dicke t2 der zweiten Metallplatte 12 und die Dicke t4 des Bohrungs-Rings 14 dünner ausgeführt als die Gesamtdicke (2 t1 + t4) der doppelten Dicke 2 t1 der ersten Metallplatte 11 in dem Faltabschnitt der ersten Metallplatte 11 und der Dicke t4 des Bohrungs-Rings 14.
Gleichzeitig ist die Gesamtdicke (t1 + t2 + t4) der Dicke t1 der ersten Metallplatte 11 im Verlängerungsabschnitt 14b des Bohrungs-Rings 14, die Dicke t2 der zweiten Metallplatte 12 und die Dicke t4 des Bohrungs-Rings 14 größer ausgeführt als die Gesamtdicke (t1 + t2 + t3) der ersten bis dritten Metallplatten 11 bis 13 in dem nicht mit dem Bohrungs-Ring 14 überlappenden Bereich.
In Folge dessen kann der Lastenausgleich bezüglich des primären Dichtungsabschnitts 3, des sekundären Dichtungsabschnitts 4 und der um verschiedene Arten von Bohrungen (nicht in der Abbildung gezeigt) herum vorgesehenen Dichtungsabschnitte, deren Umfänge in der Metallschichtdichtung 1 abgedichtet sein sollten, angemessen verteilt werden.
2 zeigt die Querschnittsform des Umfangs der Verbrennungsraumbohrung 2 in einer zweiten Ausgestaltung der Metallschichtdichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausgestaltung unterscheidet sich von der ersten Ausgestaltung in den folgenden Punkten, wobei jedoch die übrigen Strukturen die gleichen, wie die der ersten Ausgestaltung sind.
Der erste Punkt ist, dass der Dichtungswulst nicht im Bohrungs-Ring 14 in dem primären Dichtungsabschnitt 3 vorgesehen ist. Der zweite Punkt ist, dass die Dichtungswülste nicht in der ersten Metallplatte 11 in dem sekundären Dichtungsabschnitt 4 vorgesehen sind. In der zweiten Ausgestaltung ist der Dichtungswulst nicht in dem Bohrungs-Ring 14 des primären Dichtungsabschnitts 3 und der ersten Metallplatte 11 in dem sekundären Dichtungsabschnitt 4 vorgesehen, so dass die Struktur der Metallschichtdichtung 1 im Vergleich. zur Struktur der ersten Ausgestaltung einfach wird und leicht gefertigt werden kann.
3 zeigt die Querschnittsform des Umfangs der Verbrennungsraumbohrung 2 in einer dritten Ausgestaltung der Metallschichtdichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die dritte Ausgestaltung unterscheidet sich von der ersten Ausgestaltung in folgenden Punkten (a) bis (d), wobei jedoch die übrigen Strukturen die gleichen, wie die in der ersten Ausgestaltung sind.

(a) In der ersten Ausgestaltung ist das in die Faltstelle der ersten Metallplatte 11 eingelegte Einlegeelement nur der Bohrungs-Ring 14. Jedoch sind in der dritten Ausgestaltung der Bohrungs-Ring 14 und der Bohrungsrandabschnitt 12e bezüglich der Verbrennungsraumbohrung 2 in der zweiten Metallplatte 12 in die Faltstelle der ersten Metallplatte 11 eingelegt. In Folge dessen wird die Gesamtdicke der Metallplatten 11, 12 und des Bohrungs-Rings 14 in dem primären Dichtungsabschnitt 3 (2 t1 + t2 + t4), und hat eine Dicke, welche gerade um die Dicke t2 der zweiten Metallplatte 12 im Vergleich zum Fall der ersten Ausgestaltung anwächst.
(b) Der Bohrungs-Ring 14 bildet im Verlängerungsabschnitt 14b einen umlaufenden Dichtungswulst 14d, der auch als Halbringwulst bezeichnet wird. Der Dichtungswulst 14d ist konzentrisch mit dem Halbwulst 12a der zweiten Metallplatte 12 und neigt sich in die entgegengesetzte Richtung des Halbwulsts 12a von derselben radialen Position wie der Halbwulst 12a. Der Dichtungswulst ist nicht in dem Einlegeabschnitt 14a gebildet.
(c) Die erste Metallplatte 11 beinhaltet den Dichtungswulst 11e, der auch als Grundhalbwulst oder Halbwulst bezeichnet wird, dessen Höhe höher als die Oberfläche des Me tallplattenabschnitts 11b ist, welcher sich in der Nähe der Grenze zum Metallplattenabschnitt 11b zur oberen Seite des Verlängerungsabschnitts 14b an der Stelle neigt, an welcher der Verlängerungsabschnitt 14b des Bohrungs-Rings 14 eingelegt ist. Die Dichtungswülste 11c, 11d und die umlaufende Vertiefung in der ersten Ausgestaltung sind nicht vorgesehen.
(d) Die Dicke t1 der ersten Metallplatte ist dünner ausgeführt als die Dicke t2 der zweiten Metallplatte.

In der dritten Ausgestaltung ist der Dichtungswulst 11e, dessen Höhe höher als der Metallplattenabschnitt 11b der Faltstelle der ersten Metallplatte 11 ist, sogar in der ersten Metallplatte 11 an der Stelle vorgesehen, an welcher der Verlängerungsabschnitt 14b zusätzlich zum in der Metallplatte 12 vorgesehenen Dichtungswulst 12a eingelegt ist. Überdies wird der umlaufende Dichtungswulst 14d in dem Verlängerungsabschnitt 14b des Bohrungs-Rings 14 gebildet, ist konzentrisch mit dem Halbwulst 12a der zweiten Metallplatte 12 und ist in die entgegengesetzten Richtung des Halbwulsts 12a von derselben radialen Position wie der Halbwulst 12a geneigt. In Folge dessen ist das Folgevermögen bezüglich des Hubs des Zylinderkopfs zusätzlich verbessert.
Ferner sind in der dritten Ausgestaltung der Einlegeabschnitt 14a des Bohrungs-Rings 14 und der Bohrungsrandabschnitt 12e der zweiten Metallplatte 12 eingelegt in: den Faltabschnitt 11a in die Faltstelle der ersten Metallplatte 11 und den Metallplattenabschnitt 11b. In Folge dessen kann die Bindung zwischen der ersten Metallplatte 11 und der zweiten Metallplatte 12 vergrößert werden.
Ferner hat in der dritten Ausgestaltung die Gesamtdicke der Metallplatten 11, 12 und des Bohrungs-Rings 14 in dem primären Dichtungsabschnitt 3 eine Dicke, welche genau um die Dic ke t2 der zweiten Metallplatte 12 bezüglich der ersten Ausgestaltung anwächst. Selbst in diesem Fall ist die Dicke t1 der ersten Metallplatte dünner ausgeführt als die Dicke t2 der zweiten Metallplatte, so dass das Anwachsen der Gesamtdicke (2 t1 + t2 + t4) der Metallplatten 11, 12 und des Bohrungs-Rings 14 in dem primären Dichtungsabschnitt 3 beschränkt werden kann.
Der Offenbarungsgehalt der am 27. Januar 2005 eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-020284 wird hierin einbezogen.

Claims

Eine Metallschichtdichtung (1) für einen internen Verbrennungsmotor, umfassend: eine einen Grundabschnitt aufweisende erste Metallplatte (11) zum Bilden einer Seite der Dichtung (1), einen sich vom Grundabschnitt verlängernden gebogenen Abschnitt zum Definieren einer Verbrennungsraumbohrung (2), und einen vom gebogenen Abschnitt sich erstreckenden Faltabschnitt (11a), ein Ringelement (14), welches einen zwischen dem Grundabschnitt und dem Faltabschnitt (11a) angeordneten Einlegeabchnitt (14a) zum Bilden eines primären Dichtungsabschnitts (3) zusammen mit der ersten Metallplatte (11) aufweist, und einen Verlängerungsabschnitt (14b) außerhalb des Einlegeabschnitts (14a), welcher aus dem Faltabschnitt (11a) vorspringt, eine eine andere Seite der Dichtung (1) bildende zweite Metallplatte (12), welche an einer Seite des Faltabschnitts (11a) angeordnet ist, wobei ein sekundärer Dichtungsabschnitt (4) durch die ersten und die zweiten Metallplatten (11, 12) an einer Stelle vorgesehen ist, bei welcher der Verlängerungsabschnitt (14b) des Ringelements (14) eingelegt ist, eine außerhalb des Ringelements (14) angeordnete und zwischen dem Grundabschnitt und der zweiten Metallplatte (12) eingelegte dritte Metallplatte (13), und wenigstens einen Wulst (12a), welcher auf wenigstens einer der ersten und zweiten Metallplatten (11, 12) an einem Abschnitt gebildet ist, an welchem der Verlängerungsabschnitt (14b) vorgesehen ist, wobei der wenigstens eine Wulst (12a) eine höhere Höhe aufweist als eine Oberfläche des Faltab schnitts (11a) der ersten Metallplatte (11), wobei eine Gesamtdicke (t1 + t2 + t4) der ersten und zweiten Metallplatten (11, 12) und des Ringelements (14) in dem sekundären Dichtungsabschnitt (4) kleiner ist als eine Gesamtdicke (2 t1 + t4) einer doppelten Dicke (2 t1) der ersten Metallplatte (11) und einer Dicke (t4) des Einlegeabschnitts (14a) in dem primären Dichtungsabschnitt (3), und größer ist als eine Gesamtdicke (t1 + t2 + t3) der ersten bis dritten Metallplatten (11, 12, 13) in einem Abschnitt, wo die dritte Metallplatte (13) eingelegt ist.
Eine Metallschichtdichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Einlegeabschnitt (14a) des Ringelements (14) einen, zwischen dem Faltabschnitt (11a) und dem Grundabschnitt angeordneten und in Richtung des Grundabschnitts vorspringenden Ringwulst (14c) enthält, und der Grundabschnitt einen in Richtung des Verlängerungsabschnitts (14b) außerhalb des Faltabschnitts (11a) vorspringenden Grundwulst (11c, 11d) enthält.
Eine Metallschichtdichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Grundwulst (11c, 11d) einen inneren Grundhalbwulst (11c) und einen äußeren Grundhalbwulst (11d) enthält, und wobei der wenigstens eine Wulst (12a) an einer zum äußeren Grundhalbwulst (11d) gegenüberliegenden Stelle ein Halbwulst ist, und in eine Richtung entgegengesetzt zum äußeren Grundhalbwulst (11d) vorspringt.
Eine Metallschichtdichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Ringelement (14) aus einem flachen Kreisring gebildet ist, und eine Dicke (t2) der zweiten Metallplatte (12) dünner ist als eine Dicke (t1) der ersten Metallplatte (11), und eine Dicke (t3) der dritten Metallplatte (13) dünner ist als eine Dicke (t4) des Ringelements (14).
Eine Metallschichtdichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Grundabschnitt einen Grundhalbwulst (11e) aufweist, welcher in einer Richtung weg vom Faltabschnitt (11a) vorspringt, und das Ringelement (14) einen Halbringwulst (14d) an dem Verlängerungsabschnitt (14b) aufweist, welcher gegen den Grundabschnitt vorspringt, wobei der Halbringwulst (14d) außerhalb des Grundhalbwulsts (11e) angeordnet ist.
Eine Metallschichtdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der wenigstens eine Wulst (12a) ein in Richtung weg vom Grundabschnitt vorspringender Halbwulst ist.
Eine Metallschichtdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zweite Metallplatte (12) weiterhin einen zweiten Wulst (12b, 12c) enthält, und die dritte Metallplatte (13) weiterhin einen dritten Wulst (13b, 13c) enthält, wobei die zweiten (12b, 12c) und dritten Wülste (13b, 13c) einen zusätzlichen Dichtungsabschnitt außerhalb des zweiten Dichtungsabschnitts bilden.
Eine Metallschichtdichtung gemäß Anspruch 7, wobei der zweite Wulst aus zwei zweiten Halbwülsten (12b, 12c) gebildet ist, und der dritte Wulst aus zwei den zwei zweiten Halbwülsten (12b, 12c) zugewandten dritten Halbwülsten (13b, 13c) gebildet ist.