DE69001647T2 - Laminierte stahldichtung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine laminierte Stahldichtung mit einer Abdichteinrichtung, die gut auf eine äußere Kraft anspricht, die auf diese aufgebracht wird (siehe beispielsweise US-A-4 759 585, welches Dokument dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht).
• In jüngster Zeit wurde ein Kraftfahrzeugmotor so weit entwickelt, daß er ein leichtes Gewicht erhält und mit hoher Leistung versehen ist. Da eine Stahllaminatdichtung mechanisch fest ist und rund um Zylinderbohrungen mit hohem Verbrennungsdruck abdichten kann, wurde die Stahllaminatdichtung in weitem Umfang verwendet.
• Eine herkömmliche Stahllaminatdichtung ist in Fig. 8 gezeigt, worin eine Dichtung 20 eine obere Platte 21, eine untere Platte 24, eine Mittelplatte 22 und eine Mittelplatte 23 mit einer Wulst 23a rund um eine Zylinderbohrung Hc aufweist, die abzudichten ist. Die untere Platte 24 ist mit einem gekrümmten Abschnitt 24a rund um die Zylinderbohrung Hc versehen, und ein Flansch 24b ist oberhalb der oberen Platte 21 gelegen.
• In manchen Fällen wird die Mittelplatte 23 weggelassen und stattdessen eine Wulst in der unteren Platte 24 so ausgebildet, daß sie die Zylinderbohrung Hc umgibt.
• Die herkömmlichen Stahllaminatdichtungen, wie sie oben genannt wurden, dichten ordnungsgemäß rund um die Zylinderbohrung ab. In einem Fall jedoch, in dem von einer Stahllaminatdichtung gefordert ist, daß sie dünn sein soll und rund um eine Bohrung mit einem verhältnismäßig geringeren Festspanndruck abdichten soll, sind die obige Dichtung 20 sowie auch die Dichtung mit der Wulst an der unteren Platte nicht geeignet. Die Dichtung 20 ist deshalb nicht geeignet, weil die Dichtung 20 verhältnismäßig dick ist. Es ist auch die Dichtung mit der Wulst an der unteren Platte nicht geeignet, weil ein verhältnismäßig hoher Festspanndruck erforderlich ist, damit die Dichtung abdichtet, weil der gekrümmte Abschnitt nahe der Wulst ausgebildet ist.
• Demzufolge ist es ein Ziel der Erfindung, eine Stahllaminatdichtung vorzusehen, die dünn ist und ordnungsgemäß mit einem verhältnismäßig geringen Festspanndruck abdichten kann.
• Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Stahllaminatdichtung vorzusehen, wie sie oben genannt ist, welche verhältnismäßig mühelos relativ zu einem Teil gleiten kann, gegen welches die Dichtung anliegt, wenn eine Spannung auf die Dichtung auf gebracht wird.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Stahllaminatdichtung vorzusehen, wie oben erwähnt, worin eine verhältnismäßig breite Dichtungsfläche rund um eine abzudichtende Bohrung vorgesehen ist.
• Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Stahllaminatdichtung vorzusehen, wie sie oben erwähnt ist, worin die Dichtung mühelos und wirtschaftlich hergestellt werden kann. Weitere Ziele und Vorzüge der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
Zusammenfassung der Erfindung
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, wird eine Stahllaminatdichtung in einem Verbrennungsmotor mit mindestens einer abzudichtenden Bohrung eingebaut. Die Dichtung umf aßt grundsätzlich eine erste Platte und eine zweite Platte, die oberhalb der ersten Platte gelegen ist.
• Die erste Platte umfaßt einen Grundabschnitt, der sich über die gesamte Fläche der Dichtung hinweg erstreckt, mindestens eine erste Bohrung, die der Bohrung des Motors entspricht, und einen gekrümmten Abschnitt, der sich im wesentlichen senkrecht zum Grundabschnitt erstreckt, um die erste Bohrung zu bestimmen. Ein Flansch ist einstückig mit dem gekrümmten Abschnitt so angeordnet, daß er oberhalb des Grundabschnitts liegt, und mindestens eine erste Wulst bzw. eine Sicke ist im Flansch so ausgebildet, daß sie sich zum Grundabschnitt hin erstreckt.
• Die zweite Platte ist oberhalb des Grundabschnitts auf einer Seite des Flansches angeordnet. Die zweite Platte ist mit einer zweiten Bohrung versehen, die einen Durchmesser aufweist, der größer ist als jener des Flansches. Wenn deshalb die erste und zweite Platte zusaminengebaut werden, sitzt der Flansch innerhalb der zweiten Bohrung. Falls die Dichtung aufgezogen wird, kann sich der Flansch frei so nach außen erstrecken, daß die erste Sicke ohne übermäßige Kraft verformt werden kann.
• Es berührt ein Teil des Flansches auch das abzudichtende Teil, d.h. einen Zylinderkopf oder Zylinderblock. Da nicht der gesamte Flansch das abzudichtende Teil berührt, kann der Flansch mühelos gegenüber dem abzudichtenden Teil gleiten Es wird insbesondere keine übermäßige Spannung zwischen der Dichtung und dem abzudichtenden Teil gebildet.
• Die Dichtung kann eine dritte Platte zwischen der ersten und zweiten Platte oder oberhalb der zweiten Platte umfassen. In allen Fällen ist ein Umfangsabschnitt der dritten Platte mit einer Hilfs-Abdichteinrichtung versehen, die zwischen dem Flansch und dem Grundabschnitt der ersten Platte angeordnet ist.
• Die erste Platte kann eine zweite Sicke am Grundabschnitt umfassen. Der Abstand von der ersten Bohrung zur ersten Sicke unterscheidet sich von Abstand von der ersten Bohrung zur zweiten Sicke. Die zweite Sicke stützt den Flansch ab, wenn die Dichtung festgespannt wird Als Ergebnis ist eine breite Dichtungsfläche am Flansch durch die erste und zweite Sicke geschaffen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels einer Zylinderkopfdichtung der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 2 ist eine Perspektivansicht eines Schnitts längs Linie 2-2 in Fig. 1;
• Fig. 3 bis 7 sind Perspektivansichten von Schnitten ähnlich Fig. 2 eines zweiten bis sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Dichtung; und
• Fig. 8 ist ein Schnitt eines Teils einer herkömmlichen Stahllaminatdichtung.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
• Es wird auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen; ein erstes Ausführungsbeispiel A einer Stahllaminatdichtung der Erfindung ist gezeigt. Die Dichtung A ist eine Zylinderkopfdichtung und ist mit Zylinderlöchern Hc, Wasserlöchern Hw, Öllöchern Ho, Stößellöchern Hp usw. versehen. Abdichtmechanismen der Erfindung werden rund um die Zylinderlöcher Hc angelegt, und die Bereiche rund um die Wasserlöcher Hw, Öllöcher Ho und Stößellöcher Hp sind durch andere Abdichtmittel abgedichtet. Es können die Abdichtmechanismen der Erfindung jedoch auch rund um die anderen Löcher vorgesehen sein.
• Da die Abdichtmechanismen der Erfindung rund um die Zylinderlöcher Hc verwendet werden, werden die Abdichtmechanismen rund um die Zylinderlöcher Hc erläutert. Die Bereiche rund um die anderen Löcher können durch irgendeine Art von Abdichteinrichtungen abgedichtet werden.
• Wie in Fig 2 gezeigt, weist die Dichtung A eine obere Platte A10 und eine untere Platte A11 auf. Die obere Platte A11 ist mit einem Grundabschnitt A11a versehen, der sich über die gesamte Fläche der Dichtung A hinweg erstreckt, einem gekrümmten Abschnitt A11b, um das Zylinderloch Hc festzulegen, und einem Flansch A11c, der oberhalb des Grundabschnitts A11a gelegen ist. Eine Sicke A11d, die sich zum Grundabschnitt A11a hin erstreckt, ist rund um den Flansch A11c ausgebildet.
• Die obere Platte A10 ist mit einem Loch A10a versehen, das größer ist als der Durchmesser des Flansches A11c. Wenn die Dichtung A montiert wird, ist die obere Platte A10 oberhalb des Grundabschnitts A11a gelegen. Die obere Platte A10 überdeckt nicht den Flansch A11c.
• Wenn die Dichtung A zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock (beide nicht gezeigt) eingelegt und festgespannt wird, dann wird der Flansch A11c so zusammengedrückt, daß sich der gekrümmte Abschnitt A11b und die Sicke A11d verformen. Da das äußere Ende des Flansches A11c keinerlei Teil berührt, weitet sich das äußere Ende des Flansches nach außen auf, wenn die Sicke A11d eine Vielzahl gewellter Sicken bildet und der gekrümmte Abschnitt Allb sich verformt. Die Sicke Alld und der gekrümmte Abschnitt A11b werden nämlich mühelos zusammengedrückt, so daß sie rund um das Zylinderloch Hc abdichten, ohne ein hohes Ausmaß an Kraft auf den Flansch aufzubringen.
• Da sich die Sicke A11d auch zum Grundabschnitt A11a hin erstreckt, berührt der gesamte Flansch A11c nicht den Zylinderkopf oder Zylinderblock. Deshalb kann der Flansch A11c mühelos relativ zum Zylinderkopf oder Zylinderblock gleiten, wenn ein Zug oder eine Last auf den Flansch aufgebracht wird. Wenn nämlich der Motor gemeinsam mit der Dichtung A beim Betrieb des Motors warm wird, dann kann die Dichtung mühelos auf der Grundlage der Wärmeexpansion relativ zum Zylinderkopf und Zylinderblock verrutschen.
• Da ferner die Dichtung A aus zwei Platten gebildet ist, kann die Dicke der Dichtung A dünn ausgebildet sein. Die Dichtung A kann aber immer noch ordnungsgemäß rund um das Zylinderloch Hc abdichten.
• Bei der Dichtung A sind noch weiter die Abdichtmechanismen, d.h. die Sicke A11d und der gekrümmte Abschnitt A11b, in einer einzigen Platte so ausgebildet, daß der Rest der Dichtung mühelos konstruiert oder angeordnet werden kann.
• Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel B einer Stahllaminatdichtung der Erfindung. Die Dichtung B umfaßt eine obere Platte B10 und eine untere Platte B11, die einen Grundabschnitt B11a, einen gekrümmten Abschnitt B11b, einen Flansch B11c und eine Sicke B11d ähnlich der Dichtung A aufweist. Die Dichtung B umfaßt jedoch weiter eine Platte B12 mit einem Loch B12a, einer Sicke B12b rund um das Loch B12a und einem Hauptabschnitt B12c.
• Der Hauptabschnitt B12c ist zwischen der Platte B10 und dem Grundabschnitt B11a angeordnet. Die Sicke B12b ist hinter dem Flansch B11c angeordnet, und die Sicke B11d ist oberhalb des Hauptabschnitts B12c angeordnet. Wenn deshalb die Dichtung B zusammengedrückt wird, stützt die Sicke B12b den Flansch B11c ab. Die Sicken B12b, B11d liefern nämlich einen breiten Dichtungsdruck rund um das Zylinderloch Hc. Der übrige Teil der Wirkungsweise der Dichtung B ist derselbe wie bei der Dichtung A.
• Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel C einer Stahllaminatdichtung der Erfindung. Die Dichtung C umfaßt eine Platte C10, eine Platte C11 mit einem Grundabschnitt C11a, einem Flansch C11c und einer Sicke C11d, und eine Platte C12 mit einer Sicke C12b und einem Hauptabschnitt C12c. In der Dichtung C umfaßt die Platte C12 jedoch weiter noch einen abgesetzten Abschnitt C12d, so daß die Platte C10 zwischen dem Hauptabschnitt C12c und dem Grundabschnitt C11a gelegen ist. Die Dichtung C ist wirksam wie die Dichtung B.
• Fig. 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel D einer Stahllaminatdichtung der Erfindung. Die Dichtung D umfaßt eine Platte D10, eine Platte D11 mit einem Flansch D11c und einer Sicke D11d, und eine Platte D12 mit einem abgesetzten Abschnitt D12d ähnlich der Dichtung C. Die Platte D12 ist jedoch mit einem gebogenen Abschnitt D12e anstelle einer Siche versehen. Die Wirkungsweise des gebogenen Abschnitts D12e ist dieselbe wie jene der Sicke C12b bei der Dichtung C. Die Dichtung D arbeitet wie die Dichtung C.
• Fig. 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel E einer Stahllaminatdichtung der Erfindung. Die Dichtung E umfaßt eine Platte E10 und eine Platte E11 mit einem gekrümmten Abschnitt E11b, einem Flansch E11c und einer Sicke E11d ähnlich der Dichtung A. Die Platte E11 umfaßt jedoch noch weiter eine Sicke E11e am Grundabschnitt E11a.
• Wenn die Dichtung E zusammengedrückt wird, dann berührt als erstes die Sicke E11e den Flansch E11c, und die Sicke E11d berührt den Grundabschnitt E11a. Wenn die Dichtung E weiter zusammengedrückt wird, dann weitet sich die E11d nach außen auf und berührt die Sicke E11e. Wenn die Dichtung E noch weiter zusammengedrückt wird, dann drücken die Sicken E11d, E11e gegeneinander und bilden eine Vielzahl gewellter Sicken. Bei der Dichtung E wird insbesondere ein verhältnismäßig breiter und kräftiger Flächendruck erhalten, wenn die Dichtung E zusammengedrückt wird.
• Fig. 7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel F einer Stahllaminatdichtung der Erfindung. Die Dichtung F umfaßt eine Platte F10 und eine Platte F11 mit einem Flansch F11c und Sicken F11d, F11e ähnlich der Dichtung E. Die Dichtung F umfaßt ferner eine Platte F13, die oberhalb der Platte F10 gelegen ist. Ein Umfang F13a der Platte F13 neben dem Zylinderloch Hc ist zwischen den Sicken F11d, F11e gelegen.
• Wenn die dichtung F zusammengedrückt wird, dann biegt sich zunächst die Platte F13 längs der Ausbildung der Sicken F11d, F1e. Nachfolgend verformen sich die Sicken F11d, F11e, um eine Vielzahl gewellter Sicken zu bilden, um rund um das Zylinderloch Hc abzudichten. In der Dichtung F wird ein breiter und kräftiger Flächendruck erhalten.
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist eine Dichtung aus mindestens zwei Platten gebildet. Eine Platte ist mit einem Abdichtmechanismus rund um ein abzudichtendes Loch versehen, so daß die Dichtung mühelos aufgebaut werden kann. Es ist auch eine Sicke an einem Flansch oberhalb eines Grundabschnitts einer Platte so ausgebildet, daß die Abdichtung bei einem verhältnismäßig niedrigeren Druck vorgenommen werden kann, und der Flansch kann mühelos gegenüber dem Zylinderblock oder Zylinderkopf gleiten.

Claims (9)

1. Laminierte Stahldichtung für einen Verbrennungsmotor, mit mindestens einer Bohrung (Hc), die abzudichten ist, wobei die genannte Dichtung eine erste Platte (11) umfaßt, die mindestens ein erstes Loch aufweist, das der Bohrung (Hc) des Motors entspricht, einen gekrümmten Abschnitt (11b), um das erste Loch festzulegen, und einen Flansch (11c), der oberhalb eines Grundabschnitts (11a) angeordnet ist; und eine zweite Platte (10), die oberhalb des Grundabschnitts (11a) der ersten Platte gelegen ist,

wobei die genannte laminierte Stahldichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte erste Platte (11) ferner mindestens eine erste Sicke (11d) umfaßt, die am Flansch (11c) zur Erstreckung zum Grundabschnitt (11a) hin ausgebildet ist, und

daß die genannte zweite Platte (10) ein zweites Loch (10a) umfaßt, mit einem Durchmesser, der größer ist als jener des Flansches (11c) der ersten Platte, so daß, wenn die erste und zweite Platte zusammengebaut sind, der Flansch (11c) innerhalb des zweiten Loches (10a) angeordnet ist, wobei der Flansch frei in der Innenseite des zweiten Loches nach außen expandiert, wenn die Dichtung festgespannt wird, um die Verformung der ersten Sicke (11d) zu erleichtern.

2. Laminierte Stahldichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer dritten Platte (12), die ein drittes Loch (12a) aufweist, das größer ist als das erste Loch; einem Umfangsabschnitt rund um das dritte Loch, wobei der genannte Umfangsabschnitt zwischen dem Flansch (11c) und dem Grundabschnitt (11a) der ersten Platte gelegen ist und eine Hilfs-Abdichteinrichtung (12b) aufweist, die sich zum Flansch hin erstreckt, so daß dann, wenn die Dichtung festgezogen wird, die Hilfs-Abdichteinrichtung in den Flansch (11c) eingreift, um einen breiten Dichtungsdruck rund um die Bohrung (Hc) des Motors vorzusehen; und einem Hauptabschnitt (12c) außerhalb des Umfangsabschnitts.

3. Laminierte Stahldichtung nach Anspruch 2, worin der genannte Hauptabschnitt (12c) zwischen der ersten und zweiten Platte (11, 10) gelegen ist (Fig. 3).

4. Laminierte Stahldichtung nach Anspruch 2, worin die genannte dritte Platte (12) ferner einen abgesetzten Abschnitt (12d) im Grenzbereich zwischen dem Umfangsabschnitt und dem Hauptabschnitt (12c) aufweist, wobei der genannte Hauptabschnitt oberhalb der zweiten Platte (10) gelegen ist (Fig. 4, 5).

5. Laminierte Stahldichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, worin die genannte Hilfs-Abdichteinrichtung (12b) eine Sicke ist (Fig. 3, 4).

6. Laminierte Stahldichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, worin die genannte Hilfs-Abdichteinrichtung ein Biegeabschnitt (12e) ist, der in den Flansch eingreift (Fig. 5).

7. Laminierte Stahldichtung nach Anspruch 1, worin die genannte erste Platte (11) ferner eine zweite Sicke (11e) am Grundabschnitt (11a) aufweist und der Abstand vom ersten Loch zur ersten Sicke (11d) sich vom Abstand vom ersten Loch zur zweiten Sicke (11e) so unterscheidet, daß die zweite Sicke in den Flansch (11c) eingreift, wenn die Dichtung festgespannt wird (Fig. 6, 7).

8. Laminierte Stahldichtung nach Anspruch 7, worin die zweite Sicke (11e) außerhalb der ersten Sicke (11d) angeordnet ist (Fig. 6, 7).

9. Laminierte Stahldichtung nach Anspruch 7, ferner mit einer vierten Platte (13) mit einem viertem Loch, einem Umfangsabschnitt (13a), der rund um das vierte Loch ausgebildet ist und zwischen dem Flansch (11c) und dem Grundabschnitt (11a) gelegen ist, und einem Hauptabschnitt, der rund um den Umfangsabschnitt ausgebildet ist und oberhalb der zweiten Platte (10) angeordnet ist (Fig. 7).