DE69112833T2

DE69112833T2 - Flachdichtung.

Info

Publication number: DE69112833T2
Application number: DE69112833T
Authority: DE
Inventors: Jin Aichi-Ken 471 Hashioka; Shigeru Osaka 578 Kawaguchi; Takeshi Aichi-Ken Kitamura; Kenji Osaka 578 Kubouchi; Tadaumi Osaka 578 Matumoto
Original assignee: Nippon Gasket Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nippon Gasket Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-11-26
Filing date: 1991-12-02
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2011-12-03
Also published as: EP0544951B2; EP0544951A1; DE69112833T3; EP0544951B1; US6220606B1; DE69112833D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, z. B. eine metallische Dichtung zum Abdichten zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock eines Dieselmotors.
Eine bekannte metallische Dichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 umfaßt zwei übereinander liegende elastische metallische Wulstschichten, die eine Wulst um jede Verbrennungskammeröffnung bilden, zwei Zwischenschichten, die zwischen den beiden Wulstschichten angeordnet sind, und ein Abstandshalterteil, das zwischen den beiden Zwischenschichten um jede Verbrennungskammeröffnung herum angeordnet ist, um Unregelmäßigkeiten in dem Spalt zwischen dem Zylinderblock und Zylinderkopf zu kompensieren (siehe japanische Offenlegungsschrift Nr. Sho 63-293 363).
Eine andere metallische Dichtung umfaßt zwei übereinanderliegende elastische metallische Wulstschichten, die eine Wulst um jede Verbrennungskammeröffnung bilden, und zwei Zwischenschichten, die zwischen den beiden Wulstschichten angeordnet sind. Ein Kantenabschnitt einer Zwischenschicht liegt an einem Kantenabschnitt der anderen Zwischenschicht an, um einen Ring zu bilden, so daß der obere und untere Wulst um jede Verbrennungskammeröffnung fast die gleichen sind (siehe japanische Offenlegungsschrift Nr. Sho 64-65 367).
Was die metallische Dichtung betrifft, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Sho 63-293 363 beschrieben ist, so ist, da das Abstandshalterteil zwischen den beiden Zwischenschichten um jede Verbrennungskammeröffnung herum angeordnet ist, die Anzahl von Fugen um jede Öffnung zwischen den verschiedenen Komponenten um eine erhöht, und dies macht es bei der Verwendung schwieriger für die Dichtung, eine wirksame Abdichtung zu bilden. Um dem entgegenzuwirken, muß das Abstandshalterteil zwischen den Zwischenschichten eingeschweißt oder eingeklebt werden, doch erhöht dies die Herstellungskosten. Außerdem wird die Gesamtdicke der Zwischenschichten und des Abstandshalterteiles sehr variabel, was es wiederum schwieriger für die Dichtung macht, eine wirksame Abdichtung zu bilden.
Betrachtet man die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Sho 64-65 367 beschriebene metallische Dichtung, so wirken die ineinandergreifenden Kantenabschnitte beim Zusammenpressen zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock wie ein Abstandsstück für die Wülste, und somit wird die Spannung in den Wulstschichten vermindert, aber wesentliche Biegespannung in den Kantenabschnitten erzeugt. Folglich traten Probleme auf, indem sich Risse und Brüche in den Kantenabschnitten und dann in den Wulstschichten bildeten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung bekommt man eine Dichtung mit wenigstens einer durchgehenden Öffnung, wobei die Dichtung zwei Wulstschichten, die um jede Öffnung ein Paar übereinanderliegender Vertiefungen jeweils in einer der Wulstschichten haben, und erste und zweite Zwischenschichten zwischen den Wulstschichten umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zwischenschicht um jede Öffnung und auf der Oberfläche der ersten Zwischenschicht, die von der zweiten Zwischenschicht entfernt gelegen ist, einen durch eine Stufe begrenzten erhöhten Streifen hat, die zweite Zwischenschicht um jede Öffnung einen zwischen dem Rest der zweiten Zwischenschicht und der ersten Zwischenschicht zurückgefalteten Streifen hat, um eine Abstandshalterschicht zu bilden, und die beiden Vertiefungen um jede Öffnung radial nach außen von den betreffenden beiden Streifen der Zwischenschichten angeordnet sind.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liefern Dichtungen, die ein volles Zusammenpressen der Vertiefungen der Wulstschichten verhindern können. Jede Dichtung liefert eine gute Abdichtung mit ausgeglichenen Spannungen in den Zwischenschichten, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Bruches oder Risses vermindert wird.
Vorzugsweise ist jeder Streifen der ersten Zwischenschicht auch durch eine Stufe in der Oberfläche der ersten Zwischenschicht, die zu der zweiten Zwischenschicht hinblickt, begrenzt, sind die beiden Stufen in der gleichen Richtung und ist die Tiefe der Stufe, welche der zweiten Zwischenschicht benachbart ist, geringer als die Dicke der zweiten Zwischenschicht. Dies macht die Herstellung leichter, da der oder die Streifen der ersten Zwischenschicht durch Pressen gebildet werden können.
Bei einer Ausführungsform umfaßt die Dichtung weiterhin eine zwischen jedem Streifen der zweiten Zwischenschicht und dem Rest der zweiten Zwischenschicht angeordnete deformierbare Schicht.
Vorzugsweise besteht die erste Zwischenschicht aus einem weicheren Material als die zweite Zwischenschicht.
Die Erfindung wird nun anhand nichtbeschränkender Ausführungsformen unter Bezug nahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, worin
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil einer metallischen Dichtung nach der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 ist und eine erste bevorzugte Ausführungsform zeigt und
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 ist und eine zweite bevorzugte Ausführungsform zeigt.
Jede der in den Fig. 2 und 3 gezeigten metallischen Dichtungen G ist eine metallische Dichtung vom Laminattyp mit mehreren Verbrennungskammeröffnungen A, die in einer geraden Linie angeordnet sind, zwei Wulstschichten 3, 4 aus elastischem metallischem Material mit einer Wulst und einer Vertiefung 1, die um jede Verbrennungskammeröffnung A ausgebildet ist, und einer ersten Zwischenschicht 6 zwischen den Wulstschichten 3, 4.
In der ersten Ausführungsform hat eine dünne zweite Zwischenschicht 8 ein HV von 130 bis 200 und eine Dicke von 0,6 mm. Die erste Zwischenschicht 6 hat ein HV von 90 bis 120 und eine Dicke von 0,6 mm. Eine Stufe mit einer Höhe von 0,1 mm ist um einen Verbrennungskammeröffnungs-Kantenabschnitt 7 der ersten Zwischenschicht 6 ausgebildet, und die zweite Zwischenschicht 8 stößt gegen die konvexe Oberfläche 10 der Schicht 6. Ein Kantenabschnitt 11 der zweiten Zwischenschicht 8 ist zwischen dem Rest der zweiten Zwischenschicht 8 und dem Kantenabschnitt 7 der ersten Zwischenschicht 6 zurückgefaltet, um eine Abstandshalterschicht 12 um eine Verbrennungskammeröffnung A zu bilden.
Die Breite der Abstandshalterschicht 12 kann für unterschiedliche Verbrennungskammeröffnungen A unterschiedlich sein. Die Stufe 9 der Schicht 6 kann für unterschiedliche Härten der zweiten Zwischenschicht 8 verschieden sein, um den auf die Dichtung ausgeübten Oberflächendruck zu variieren.
In der zweiten Ausführungsform hat die zweite Zwischenschicht 8 eine Dicke von 0,1 mm. Eine weiche Schicht 13, die ein weiches Material, einen Graphitbogen, ein Harz oder dergleichen umfaßt und eine Dicke von 0,1 mm besitzt, ist zwischen dem einwärts gefalteten Kantenabschnitt und dem Hauptteil der Schicht 8 vorgesehen. Die erste Zwischenschicht 6 ist 0,7 mm dick, und ihre Stufe 9 hat eine Höhe von 0,1 mm. Die Schichten 6, 8 sind in der gleichen Weise wie für die erste Ausführungsform zusammengestellt.
Jede der metallischen Dichtungen nach der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bei der Verwendung zwischen einem Zylinderblock und einem Zylinderkopf angeordnet und durch Klemmbolzen oder dergleichen zusammengepreßt. Die obere und untere Wulst der Wulstschichten 3, 4 werden allmählich zusammengepreßt, bis die Abstandshalterschicht 12 ein weiteres Komprimieren der Wülste und ein volles Zusammenpressen der Vertiefungen 1 so verhindert, daß gewährleistet ist, daß um die Öffnungen A wirksame Abdichtungen gebildet werden. Die Spannung der Wulstschicht 4 wird durch das Vorsehen der Abstandshalterschicht 12 vermindert, und es wird keine Biegespannung in der Abstandshalterschicht 12 erzeugt. So treten keine Brüche oder Risse in den Wulstschichten 3, 4 auf.
Mit der zweiten Ausführungsform kann die weiche Schicht 13 an Stelle ohne Verwendung irgendwelcher spezieller Befestigungseinrichtungen fixiert werden, und dies bedeutet, daß die Herstellung leicht ist und daß die Dicke der Schichten 8, 13 nicht durch Schweißen, Kleben oder dergleichen verändert wird. Somit kann die Wirkung der Schicht 13 genau eingestellt werden.
Bei der Verwendung werden die Wülste der Wulstschichten 3, 4 auf beiden Seiten allmählich in der Höhe durch die Anziehkraft der Verklammerungsbolzen reduziert, doch die Dicke der Abstandshalterschicht 12 verhindert ein vollständiges Zusammenpressen der Wülste, und somit wird eine stabilisierte Abdichtwirkung erzielt. Auch wird die Spannungsmenge in der Wulstschicht 4 mit Hilfe der Abstandshalterschicht 12 reduziert.
Da der Kantenabschnitt 11 der zweiten Zwischenschicht 8 unter Bildung der Abstandshalterschicht 12 zurückgefaltet wird, gibt es auch eine Fuge an jeder Öffnung A weniger, und dies verbessert die Abdichtfähigkeit der Dichtung. Außerdem ist die Abstandshalterschicht leicht herzustellen und kann mit hoher Genauigkeit gewonnen werden.

Claims

1. Dichtung (G) mit wenigstens einer Durchgangsöffnung (A) und mit zwei Wulstschichten (3, 4), die um jede Öffnung (A) ein Paar übereinanderliegender Vertiefungen (1) jeweils in einer der Wulstschichten (3, 4) haben, und

ersten und zweiten Zwischenschichten (6, 8) zwischen den Wulstschichten (3, 4),

dadurch gekennzeichnet, daß

die erste Zwischenschicht (6) um jede Öffnung (A) und auf der von der zweiten Zwischenschicht (8) entfernten Oberfläche der ersten Zwischenschicht (6) einen durch eine Stufe (9) begrenzten erhöhten Streifen (7) hat,

die zweite Zwischenschicht (8) um jede Öffnung (A) einen zwischen dem Rest der zweiten Zwischenschicht (8) und der ersten Zwischenschicht (6) unter Bildung einer Abstandshalterschicht (12) zurückgefalteten Streifen (11) hat und

die beiden Vertiefungen (1) um jede Öffnung (A) radial von den beiden betreffenden Streifen (7, 11) der Zwischenschichten (6, 8) nach außen angeordnet sind.

2. Dichtung nach Anspruch 1, bei der jeder Streifen (7) der ersten Zwischenschicht (6) auch durch eine Stufe in der Oberfläche der ersten Zwischenschicht (6), welche zu der zweiten Zwischenschicht (8) hin gerichtet ist, begrenzt ist, die beiden Stufen (9) in der gleichen Richtung liegen und die Tiefe der Stufe, die der zweiten Zwischenschicht (8) benachbart ist, geringer als die Dicke der zweiten Zwischenschicht (8) ist.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin mit einer deformierbaren Schicht (13), die zwischen jedem Streifen (11) der zweiten Zwischenschicht (8) und dem Rest der zweiten Zwischenschicht (8) angeordnet ist.

4. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die erste Zwischenschicht (6) aus einem weicheren Material als die zweite Zwischenschicht (8) besteht.

5. Dichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die Dichtung eine metallische Dichtung ist und die Wulstschichten (3, 4) aus elastischem metallischem Material bestehen.