DE3943177A1 - Metallplatte mit verstaerkungswulst und zylinderkopfdichtung, welche dieselbe aufweist - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metallplatte, die eine erfindungsgemäße Verstärkungswulst aufweist, und eine Zylinder kopfdichtung, die eine Metallplatte mit der erfindungsgemäßen Verstärkungswulst umfaßt oder aus einer solchen Metallplatte besteht.

Kürzlich sind Kraftfahrzeugmotoren entwickelt worden, die eine hohe Kraft bzw. Leistung liefern. Außerdem sind Motoren, ins­ besondere Brennkraftmaschinen, so ausgebildet worden, daß sie in ihren Abmessungen klein und in ihrem Gewicht leicht werden. Zu diesem Zweck wird der Motor, insbesondere der Zylinderkopf, aus Leichtmetall, wie beispielsweise Aluminiumlegierung, her­ gestellt, und der Abstand zwischen benachbarten Zylinderlö­ chern wird enger bwz. geringer.

In den Verbrennungskammern verbrennt Kraftstoff in Reihe bzw. hintereinander mit vorbestimmten Intervallen bzw. Zwischen­ räumen. Daher wird die Zylinderkopfdichtung direkt durch die Verbrennung beeinflußt bzw. beeinträchtigt. Als Ergebnis hier­ von kann eine Kriechentspannung der Zylinderkopfdichtung in einem Bereich zwischen den Zylinderlöchern auftreten. Außer­ dem wird der Abstand zwischen den Zylinderlöchern schmäler bzw. enger, und es wird schwierig, Abdichtungsbereiche zwischen den benachbarten Zylinderlöchern dicht abzudichten. Demge­ mäß ist es in der Zylinderkopfdichtung sehr wichtig, wie Be­ reiche zwischen den benachbarten Zylinderlöchern dicht abge­ dichtet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß insbeson­ dere, eine Metallplatte für eine Zylinderkopfdichtung zur Verfügung zu stellen, worin eine Kriechentspannung der Metall­ platte im wesentlichen verhindert wird.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Metallplatte, wie oben angegeben zur Verfügung zu stellen, worin die Dauer­ haftigkeit der Metallplatte vergrößert bzw. verbessert ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Stahllaminat- bzw. -plattendichtung zur Verfügung zu stellen, worin Kriech­ entspannung der Dichtung im wesentlichen verhindert wird.

Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Metall­ platte und eine Stahllaminat- bzw. -plattendichtung, in wel­ cher die Metallplatte verwendet wird, zur Verfügung zu stel­ len, wobei diese Metallplatte und die Stahllaminat- bzw. -plattendichtung leicht und wirtschaftlich hergestellt werden kann.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der nach­ folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich.

Kurz zusammengefaßt wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Metallplatte mit oder ohne andere Platten zur Verfügung gestellt, welche eine Zylinderkopfdichtung für einen Motor bzw. eine Brennkraftmaschine, indem bzw. der sich eine Mehr­ zahl von Zylinderlöchern befindet, bildet.

Die Metallplatte ist mit einer Mehrzahl von ersten Löchern versehen, die den Zylinderlöchern des Motors bzw. der Brenn­ kraftmaschine entsprechen, sowie mit wenigstens einem Tei­ lungs- bzw. Trennungsbereich, der sich zwischen zwei benach­ barten ersten Löchern befindet, und mit wenigstens einer Verstärkungswulst, die sich in dem Teilungs- bzw. Trennungs­ bereich befindet. Die Verstärkungswulst erstreckt sich im wesentlichen durch den Teilungs- bzw. Trennungsbereich ent­ lang der Längsrichtung desselben.

Eine Mehrzahl von Abdichtungswülsten kann um die ersten Löcher herum ausgebildet sein, insbesondere kann je eine Ab­ dichtungswulst um je eines der ersten Löcher herum ausge­ bildet sein. Die Abdichtungswülste und die Verstärkungswulst können in der gleichen Richtung vorstehen. Endteile der Ver­ stärkungswulst können die Abdichtungswülste schneiden.

In der Metallplatte ist die Verstärkungswulst in dem Teilungs- bzw. Trennungsbereich zwischen den Zylinderlöchern ausge­ bildet. Daher tritt, selbst wenn der Teilungs- bzw. Trennungs­ bereich hoher Temperatur ausgesetzt ist, im wesentlichen keine Kriechentspannung in dem Teilungs- bzw. Trennungsbe­ reich auf. Weiter wird, da die Verstärkungswulst die be­ nachbarten beiden Zylinderlöcher voneinander abteilt bzw. -trennt, die Abdichtung zwischen den Zylinderlöchern erhöht bzw. wesentlich verbessert.

Die Metallplatte mit der Verstärkungswulst kann mit einer Metallplatte oder mehreren Metallplatten zusammengebaut sein, so daß insgesamt eine Stahllaminat- bzw. -plattendichtung ge­ bildet wird. Die Verstärkungswulst kann auf bzw. in der oberen, der unteren oder der mittleren Platte ausgebildet sein.

In der Stallaminatdichtung nach der Erfindung kann die Ver­ stärkungswulst auf bzw. in einer anderen Platte, als es die Platte ist, in welcher die Abdichtungswülste ausgebildet sind, aus­ gebildet sein. Drahtringe oder gewisse bzw. einige andere Abdichtungsmittel können anstelle der Abdichtungswülste verwendet werden bzw. vorgesehen sein.

Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung seien nachfolgend anhand einiger in den Fig. 1 bis 7 der Zeichnung dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben; es zeigt

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Teil einer ersten Aus­ führungsform einer Stahllaminat- bzw. -platten­ dichtung nach der vorliegenden Erfindung, die eine Metallplatte mit einer erfindungsgemäßen Verstärkungswulst hat;

Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrößerten Schnitt ent­ lang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Aufsicht auf einen Teil einer zweiten Aus­ führungsform einer Stahllaminat- bzw. -platten­ dichtung nach der Erfindung;

Fig. 4 einen gegenüber Fig. 3 vergrößerten Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 und 6 der Fig. 2 entsprechende Schnittansichten einer dritten und vierten Ausführungsform einer Stahl­ laminat- bzw. -plattendichtung nach der Er­ findung; und

Fig. 7 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform einer Metallplatte, die als eine Zylinderkopfdichtung gemäß der Erfindung verwendet werden kann oder die mit anderen Metallplatten zu einer erfin­ dungsgemäßen Zylinderkopfdichtung zusammenbau­ bar ist.

In der nun folgenden detaillierten Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsformen der Erfindung sei zunächst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in denen eine erste Ausfüh­ rungsform einer Stahllaminat- bzw. -plattendichtung A nach der Erfindung gezeigt ist. Die Dichtung A ist eine Zylinder­ kopfdichtung, und sie ist mit Zylinderlöchern Hc, Wasser­ löchern Hw, Öllöchern Ho und dergleichen, wie in einer kon­ ventionellen Dichtung, versehen. In der vorliegenden Er­ findung kann jede Art von Abdichtungsmitteln um die Wasser­ löcher Hw und die Öllöcher Ho herum verwendet werden. Da­ her werden die Abdichtungsmittel der Wasserlöcher Hw und der Öllöcher Ho nicht erläutert.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt die Dichtung A eine obere Platte A10, mittlere Platten A11, A12 und eine untere Platte A13. Die obere Platte A10 und die mittlere Platte A12 haben die gleiche Form und erstrecken sich im wesentlichen über den gesamten Bereich der Dichtung A. Die mittlere Platte A11 hat eine Form, die ähnlich bzw. gleichartig derjenigen der mittleren Platte A12 ist, jedoch besitzt sie einen schmalen Bereich bzw. erstreckt sich nur über einen schmalen Bereich im Bereich zwischen den Zylinderlöchern Hc.

Die untere Platte A13 erstreckt sich im wesentlichen über den gesamten Bereich der Dichtung A. Zusätzlich hat die untere Platte A13 gekrümmte Teile A13a um die Zylinderlöcher Hc und Flansche A13b, die sich oberhalb der oberen Platte A10 befinden. Drahtringe A14 befinden sich benachbart den gekrümmten Teilen A13a, so daß sie um die Zylinderlöcher Hc herum abdichten.

Die obere Platte A10 ist mit einer Verstärkungswulst A15 oder mehreren Verstärkungswülsten oder einem Verstärkungsvor­ sprung oder mehreren Verstärkungsvorsprüngen A15 im Bereich bzw. in Bereichen zwischen den beiden jeweiligen benachbarten Zylinderlöchern Hc versehen. Die Wulst A15 erstreckt sich nach der mittleren Platte A11 zu. Die Endteile der Wulst A15 sind gegabelt, und zwar derart, daß sie die benachbarten Schraubenlöcher Hb jeweils teilweise umgeben.

In der Dichtung A ist die obere Platte A10 mit der Wulst A15 oder den Wülsten A15 zwischen den beiden jeweiligen Zylinder­ löchern Hc versehen. Daher wird der Bereich zwischen den beiden Zylinderlöchern Hc durch die Wulst A15 verstärkt. Selbst wenn der Bereich zwischen den beiden Zylinderlöchern Hc hoher Temperatur von den Verbrennungskammern her ausge­ setzt wird, tritt keine Kriechentspannung der oberen Platte A10 mit der Wulst A15 auf.

Die obere Platte A10 befindet sich nämlich benachbart dem Zylinderkopf und ist hoher Temperatur ausgesetzt, da jedoch die obere Platte A10 mit der Wulst A15 versehen ist, ver­ ändert sich die Festigkeit der Platte A10 in dem Bereich zwischen den beiden Zylinderlöchern im wesentlichen nicht. Eine Kriechentspannung der Platte A10 wird im wesentlichen verhindert. Die anderen Platten sind vom Zylinderkopf weg bzw. entfernt angeordnet, so daß auch bei den anderen Plat­ ten keine Kriechentspannung auftritt.

Weiter ist es so, daß dann, wenn die Dichtung A angezogen bzw. eingespannt wird, die Wulst A15 zusammengedrückt wird, so daß eine Mehrzahl von gewellten Wülsten ausgebildet wird, welche zwischen den beiden Zylinderlöchern Hc abdichten. Eine Leckage zwischen den Zylinderlöchern Hc wird nämlich im we­ sentlichen verhindert.

In der Dichtung A wird eine Kriechentspannung im wesentlichen verhindert, und die Abdichtung zwischen den Zylinderlöchern Hc wird selbst in einem kleinen Motor bzw. in einer kleinen Brennkraftmaschine mit hoher Leistung verbessert.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform einer Stahllaminat- bzw. -plattendichtung B nach der Erfindung. Die Dichtung B umfaßt eine obere Platte B10, eine mittlere Platte B12, und eine untere Platte B13 mit gekrümmten Teilen B13a und Flanschen B13b, wie das bei der Dichtung A der Fall ist. Die Dichtung B hat jedoch keinen Drahtring bzw. keine Drahtringe, welcher bzw. welche dem Drahtring A14 entsprechen würden, vielmehr ist die mittlere Platte B12 statt dessen mit Wülsten B12a um die Zylinderlöcher Hc herum versehen, um eine Abdichtung um diese Zylinderlöcher herum zu erzielen.

Außerdem ist die mittlere Platte B12 mit einer Verstärkungs­ wulst B15 in einem Bereich zwischen den Zylinderlöchern Hc versehen. Die Wulst B15 ist an ihren Endteilen gegabelt und schneidet die benachbarten Wülste B12a, wie in gestrichelten Linien in Fig. 3 gezeigt ist. Daher wird, wenn die Dichtung B angezogen bzw. eingespannt wird, der Bereich zwischen den beiden Zylinderlöchern sicher abgedichtet. Es ist nämlich so, daß selbst dann, wenn Gas durch die bzw. eine Wulst B12a in dem Bereich zwischen den beiden Zvlinderlöchern Hc eine Leckströmung bildet, dieser Bereich durch die Wulst B15 eben­ sogut vollständig abgedichtet wird. Das Gas der Leckageströ­ mung geht nicht durch die Wulst B15 hindurch.

In der Dichtung B wird die Festigkeit der Dichtung B ver­ größert. Außerdem wird eine Leckage von Gas von den Zylinder­ löchern her im wesentlichen verhindert.

Die Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Stahlla­ minat- bzw. -plattendichtung C nach der Erfindung. Die Dich­ tung C umfaßt eine obere Platte C10, eine mittlere Platte C12 und eine untere Platte C13 mit gekrümmten Teilen C13a und Flanschen C13b, wie das bei der Dichtung B der Fall ist. In der Dichtung C weist die mittlere Platte C12 Wülste C12a um die Zylinderlöcher Hc herum auf, um eine Abdichtung um diese Zylinderlöcher herum zu erzielen, und eine Verstärkungs­ wulst C15 ist auf bzw. in der unteren Platte C13 so ausgebil­ det, daß sie sich in einem bzw. dem Bereich zwischen den Zylinderlöchern erstreckt. Der Rest der Struktur der Dich­ tung C ist der gleiche wie bei der Dichtung B. Die Dichtung C funktioniert wie die Dichtung B.

Die Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Stahl­ laminat- bzw. -plattendichtung D nach der Erfindung. Die Dichtung D umfaßt eine obere Platte D10, eine mittlere Plat­ te D12 mit Wülsten D12a um die Zylinderlöcher Hc herum und eine untere Platte D13 mit gekrümmten Teilen D13a und Flan­ schen D13b, wie das bei der Dichtung B der Fall ist. Jedoch ist in der Dichtung D eine Verstärkungswulst D15 auf bzw. in der oberen Platte D10 so ausgebildet, daß sie nach der mit­ tleren Platte D12 zu vorsteht. Der Rest der Struktur der Dichtung D ist in gleicher Weise wie bei der Dichtung B aus­ gebildet. Die Dichtung D funktioniert wie die Dichtung B.

Die Fig. 7 zeigt eine Stahlplatte E, die als eine Zylinder­ kopfdichtung nach der Erfindung verwendet werden kann. Die Platte E weist Zylinderlöcher Hc, Wasserlöcher Hw, Öllöcher Ho, Schraubenlöcher Hb und so weiter auf, wie das bei der Dichtung A der Fall ist. Wülste E20 sind um die Zylinder­ löcher Hc herum ausgebildet, um um diese Zylinderlöcher herum abzudichten, und Wülste, nicht gezeigt, sind ebenso ausge­ bildet, um um die Wasserlöcher Hw und die Öllöcher Ho abzu­ dichten.

In der Platte E ist eine Verstärkungswulst E15 in einem bzw. dem Bereich zwischen den Zylinderlöchern Hc ausgebildet.

Die Verstärkungswulst E15 funktioniert in der Weise, daß die einen bzw. den Bereich zwischen den Zylinderlöchern Hc ver­ stärkt und dazwischen abdichtet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Verstärkungswulst auf bzw. in einer Dichtung in einem Bereich zwischen den bei­ den Zylinderlöchern ausgebildet. In diesem Bereich ist es, da hohe Temperatur und hoher Druck angewandt werden, wenn der Motor bzw. die Brennkraftmaschine betrieben wird, sehr schwie­ rig, abzudichten.

In der vorliegenden Erfindung wird, da die bzw. eine Verstär­ kungswulst in dem Bereich zwischen den beiden Zylinderlöchern ausgebildet ist, die Festigkeit der Dichtung verbessert und die Abdichtungsfähigkeit erhöht.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschrie­ benen und/oder dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung, wie er in den Patentansprüchen angegeben ist, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er sich den gesamten Unterlagen entnehmen läßt, in vielfältiger Weise abwandeln und mit Erfolg ausführen.

In der vorliegenden Erfindung wird eine Metallplatte als eine Zylinderkopfdichtung verwendet. Die Metallplatte ist mit wenigstens einem Teilungsbereich zwischen zwei benachbarten Zylinderlöchern versehen, und es ist wenigstens eine Verstär­ kungswulst in dem Teilungsbereich so angeordnet, daß sie sich entlang der Längsrichtung desselben erstreckt. Die Verstär­ kungswulst funktioniert in der Weise, daß sie den Teilungs­ bereich verstärkt, versteift, verfestigt o. dgl. und daß sie an bzw. in demselben abdichtet. Die Metallplatte kann auch mit an­ deren Platten zusammengebaut sein, um eine Stahllaminat- bzw. -plattendichtung zu bilden.

Claims (8)

1. Metallplatte (A10, B12, C13, D10, E) für oder als eine Zylinderkopfdichtung (A, B, C, D, E), die dazu geeignet ist, in einer Brennkraftmaschine eingebaut zu werden, in der sich eine Mehrzahl von Zylinderlöchern befindet, wobei diese Me­ tallplatte (A10, B12, C13, D10, E) eine Mehrzahl von ersten Löchern (Hc)aufweist, welche den Zylinderlöchern der Brenn­ kraftmaschine entsprechen, und wenigstens einen Teilungs­ bzw. Trennungsbereich, der sich zwischen zwei benachbarten ersten Löchern (Hc) befindet, wobei die Metallplatte (A10, B12, C13, D10, E) dadurch gekennzeichnet ist, daß die Metallplatte (A10, B12, D13, D10, E) wenigstens eine Verstärkungswulst (A15, B15, C15, D15, E15) aufweist, die sich in dem Teilungs- bzw. Trennungsbereich befindet, wobei sich diese Verstärkungswulst (A15, B15, C15, D15, E15) im wesentlichen innerhalb des Teilungs- bzw. Trennungsbe­ reichs entlang der Längsrichtung desselben in vorbestimmten Abständen von den jeweiligen benachbarten ersten Löchern (Hc) zur Verstärkung und/oder Festigung und/oder Versteifung des Teilungs- bzw. Trennungsbereichs erstreckt.

2. Metallplatte nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie weiter eine Mehrzahl von Ab­ dichtungswülsten (B12a) umfaßt, welche um die ersten Lö­ cher (Hc) bzw. je um je eines der ersten Löcher herum ausgebildet sind, wobei die Verstärkungswulst (B15) und die Abdichungswülste (B12a) in der gleichen Richtung vorstehen.

3. Metallplatte nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Verstärkungswulst (B15) nach den Abdichtungswülsten (B12a) an Endteilen derselben so erstreckt, daß sie dieselben schneidet.

4. Zylinderkopfdichtung (A, B, C, D) vom Stahllaminat- bzw. -plattentyp für eine Brennkraftmaschine, in der sich eine Mehr­ zahl von Zylinderlöchern befindet, umfassend eine erste Platte (A10, B10, C10, D10), die eine Mehrzahl von ersten Löchern (Hc) hat, welche den Zylinderlöchern der Brennkraftmaschine entsprechen; eine zweite Platte (A13, B13, C13, D13), die eine Mehrzahl von zweiten Löchern (Hc) hat, welche den Zylin­ derlöchern der Brennkraftmaschine entsprechen; wenigstens eine mittlere Platte (A11, A12, B12, C12, D12), die sich zwischen der erste (A10, B10, C10, D10) und zweiten (A13, B13, C13, D13) Platte befindet und eine Mehrzahl von dritten Lö­ chern (Hc) hat, welche den Zylinderlöchern der Brennkraft­ maschine entsprechen; Abdichtungsmittel (A14, B12a, C12a, D12a), die um die jeweiligen Zylinderlöcher der Brennkraftmaschine herum ausgebildet sind, um sicher um die Zylinderlöcher herum abzudichten; und wenigstens einen Teilungs- bzw. Trennungsbe­ reich, der auf bzw. in der ersten (A10, B10, C10, D10), zwei­ ten (A13, B13, C13, D13) und mittleren Platte(n) (A11, A12, B12, C12, D12) ausgebildet ist und sich zwischen den benach­ barten Zylinderlöchern befindet, wobei die Zylinderkopfdich­ tung (A, B, C, D) dadurch gekennzeichnet ist, daß: die Dichtung (A, B, C, D) wenigstens eine Verstärkungswulst (A15, B15, C15, D15) aufweist, die auf bzw. in einer aus der ersten (A10, B10, C10, D10), zweiten (A13, B13, C13, D13) und mittleren Platte(n) (A11, A12, B12, C12, D12) ausgebil­ det ist, wobei sich diese Verstärkungswulst (A15, B15, C15, D15) in dem Teilungs- bzw. Trennungsbereich befindet und sich im wesentlichen durch denselben längs der Längsrichtung desselben in vorbestimmten Abständen entfernt von den jewei­ ligen benachbarten Löchern der Brennkraftmaschine erstreckt.

5. Stahllaminat- bzw. -plattendichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdich­ tungsmittel Abdichtungswülste (B12a, C12a, D12a) sind, die in bzw. auf der mittleren Platte (B12, C12, D12) ausgebildet sind.

6. Stahllaminat- bzw. -plattendichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstär­ kungswulst (B15) auf bzw. in der mittleren Platte (B12) ausgebildet ist und in der gleichen Richtung vorsteht wie die Abdich­ tungswülste (B12a).

7. Stahllaminat- bzw. -plattendichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ver­ stärkungswulst (B15) nach den Abdichtungswülsten (B12a) an Endteilen derselben bzw. an ihren Endteilen so erstreckt, daß sie dieselben schneidet.

8. Stahllaminat- bzw. -plattendichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstär­ kungswulst (C15, D15) auf bzw. in einer aus der ersten (D10) und zweiten (C13) Platte ausgebildet ist und sich nach der mittleren Platte (C12, D12) zu erstreckt, wobei sich die Ab­ dichtungswülste (C12a, D12a), die auf bzw. in der mittleren Platte (C12, D12) ausgebildet sind, nach einer aus der ersten und zweiten Wulst bzw. Platte (D10, C13) zu, wo die Verstärkungs­ wulst (C15, D15) ausgebildet ist, erstrecken.