DE69118364T2

DE69118364T2 - Stahllaminatdichtung mit erweiterten Dichtungsflächen

Info

Publication number: DE69118364T2
Application number: DE69118364T
Authority: DE
Inventors: Tsunekazu Udagawa
Original assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Current assignee: Ishikawa Gasket Co Ltd
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1991-10-03
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2011-10-04
Also published as: KR0179041B1; DE69118364D1; EP0511445A1; US5213345A; JPH04134958U; ES2084782T3; EP0511445B1; KR920020108A; JP2528070Y2

Description

Hintergrund der Erfindung und Erklärung zum zugehörigen Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stahllaminatdichtung sehr dünner Art.
Eine herkömmliche Stahllaminatdichtung ist durch Laminieren mehrerer Bleche aufgebaut und ist mit einem komplizierten Dichtungsabschnitt rund um eine abzudichtende Bohrung versehen. Demzufolge ist es schwierig, eine Stahllaminatdichtung mit geringem Gewicht herzustellen. Es ist auch die Produktivität einer Stahllaminatdichtung schlecht. Als Ergebnis ist eine Stahllaminatdichtung teurer als andere Dichtungen.
In einem kleinen Motor muß eine Dichtung leicht sein und mit niedrigen Kosten hergestellt sein. Eine herkömmliche Stahllaminatdichtung ist jedoch schwer und teuer. Deshalb wird eine herkömmliche Stahllaminatdichtung üblicherweise nicht für einen Motor mit kleiner Größe verwendet.
In der USP 4 834 399 wurde eine Dichtung vorgeschlagen, die aus zwei Blechen gebildet ist, worin ein Bereich rund um eine Bohrung durch eine oder mehrere Dichtungseinrichtungen abgedichtet ist, die auf den Blechen ausgebildet sind. Die Dichtung kann zuverlässig rund um die Bohrung abdichten, wie beabsichtigt. Die Dichtung ist jedoch nicht geeignet zur Abdichtung rund um eine Bohrung dort, wo eine hohe Kraft aufgebracht wird, beispielsweise bei einem Motor mit hohem Verdichtungsverhältnis.
In der USP 4 896 891, die als der relevanteste Stand der Technik angesehen wird und auf der der Oberbegriff des Anspruchs 1 beruht, und in der USP 4 971 338 ist eine Dichtung aus mindestens zwei Blechen gebildet, worin eine kleine Sicke, die an einem unteren Blech ausgebildet ist, unter einer großen Sicke gelegen ist, die an einem oberen Blech ausgebildet ist, um die große Sicke abzustützen Die Dichtungen, wie sie in den Patenten offenbart sind, können einen verhältnismäßig breiten Dichtungsbereich vorsehen, aber die Dichtungen sind dort nicht so gut, wo der Einspannungsdruck nahe der abzudichtenden Bohrung nicht so hoch angelegt wird.
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Stahllaminatdichtung mit einem breiten Dichtungsbereich vorzusehen, die geeignet ist, um rund um eine Bohrung zuverlässig abzudichten, an welche der Einspanndruck nicht so hoch angelegt wird.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Stahllaminatdichtung vorzusehen, wie oben vermerkt, die leicht im Gewicht und einfach im Aufbau ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Stahllaminatdichtung vorzusehen, wie oben vermerkt, die zuverlässig rund um eine Bohrung herum abdichten kann, ohne den Dichtungsdruck an einem Abschnitt zu konzentrieren.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Stahllaminatdichtung vorzusehen, wie oben vermerkt, die mühelos und wirtschaftlich hergestellt werden kann.
Weitere Ziele und Vorzüge der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Stahllaminatdichtung der Erfindung ist so aufgebaut, daß sie in einen Verbrennungsmotor eingebaut wird, in dem mindestens eine Bohrung vorgesehen ist. Die Dichtung weist auf: ein erstes Metallblech, das mindestens eine erste Bohrung umfaßt, die der Bohrung des Motors entspricht, eine Dichtungsvorrichtung, die rund um die erste Bohrung herum gelegen ist, um eine Abdichtung rund um diese zu bilden, einen Grundabschnitt, der sich im wesentlichen über eine ganze Fläche der Dichtung erstreckt, und eine breite Sicke, die zwischen der Dichtungsvorrichtung und dem Grundabschnitt gelegen ist, wobei die genannte breite Sicke dann, wenn die Dichtung festgespannt wird, zusammengedrückt wird, um breit rund um die erste Bohrung außerhalb der Dichtungsvorrichtung abzudichten, und
ein zweites Metallblech, das unter dem Grundabschnitt des ersten Blechs gelegen ist, wobei das genannte zweite Blech mindestens eine zweite Bohrung aufweist, wobei der Durchmesser der zweiten Bohrung größer ist als der Durchmesser der Dichtungsvorrichtung, um es dem zweiten Blech zu gestatten, über dem Grundabschnitt gestapelt zu werden, ohne über der Dichtungsvorrichtung zu liegen, wenn die Dichtung zusammengebaut wird, und eine Abstützsicke, die rund um die zweite Bohrung so gelegen ist, daß sie unter der breiten Sicke angeordnet ist, wobei die genannte Abstützsicke dann, wenn die Dichtung festgespannt wird, die breite Sicke abstützt, um breit und zuverlässig rund um die Bohrung des Motors abzudichten,
wobei die genannte Stahllaminatdichtung dadurch gekennzeichnet ist,
daß die genannte Dichtungsvorrichtung aus einem unteren Abschnitt, einem oberen Abschnitt, der über dem unteren Abschnitt gelegen ist, und einem gekrümmten Abschnitt gebildet ist, der zwischen dem oberen und unteren Abschnitt gelegen ist und die erste Bohrung umgrenzt, wovon die beiden Abschnitte und der gekrümmte Abschnitt aus dem ersten Metallblech hergestellt sind, und
daß die Dicke des ersten Blechs dicker ist als die des zweiten Blechs, so daß die Dichtungsvorrichtung dicker ist als die Gesamtdicke der Dichtung außerhalb ihrer, um die Kriechentspannung der breiten Sicke und der Abstützsicke zu verhindern, wenn die Dichtung festgespannt wird.
Bei der Dichtung der Erfindung sind die Dichtungsvorrichtung und die breite Sicke, die am ersten Blech ausgebildet ist, bezüglich der Bohrung des Motors mit Radialabstand voneinander getrennt angeordnet, während die Abstützsicke unter der breiten Sicke angeordnet ist. Wenn deshalb die Dichtung festgespannt wird, wird der Oberflächendruck nicht an einem Abschnitt konzentriert und kann breit und zuverlässig rund um die Bohrung abdichten.
Insbesondere wird, wenn die Dichtung festgespannt wird, die Dichtungsvorrichtung nicht so zusammengedrückt, sondern die breite Sicke wird zusammengedrückt, während die Abstützsicke die breite Sicke abstützt Deshalb dichten die breite Sicke und die Abstützsicke im wesentlichen federnd rund um die Bohrung des Motors ab.
Die Dichtungsvorrichtung ist aus einem unteren Abschnitt, einem oberen Abschnitt und einem gekrümmten Abschnitt gebildet, der zwischen dem oberen und unteren Abschnitt gelegen ist. Der untere Abschnitt ist mit der breiten Sicke verbunden oder erstreckt sich zu dieser, und der obere Abschnitt ist am gekrümmten Abschnitt so umgekehrt, daß er über dem unteren Abschnitt angeordnet ist. Der gekrümmte Abschnitt legt die erste Bohrung fest.
Die Dicke des ersten Blechs ist dicker als die des zweiten Blechs, was bedeutet, daß die Dichtungsvorrichtung dicker ist als die gesamte Dicke der Dichtung außerhalb der Dichtungsvorrichtung. Demzufolge wird die Kriechentspannung der breiten Sicke und der Abstützsicke verhindert, wenn die Dichtung festgespannt ist.
Der obere Abschnitt kann gänzlich gegen den unteren Abschnitt anliegen, um hieran einen massiven Abschnitt zu bilden. Als Ergebnis wird, wenn die Dichtung festgespannt wird, der Festspanndruck gleichmäßig über den massiven Abschnitt verteilt. Deshalb wird die Verformung eines Zylinderblocks verringert.
Andererseits kann die Dichtungsvorrichtung so ausgebildet sein, daß sie einen Raum zwischen dem oberen und unteren inneren Abschnitt nahe dem gekrümmten Abschnitt aufweist. Wenn die Dichtung festgespannt wird, dann wird der gekrümmte Abschnitt zusammengedrückt, um für einen Oberflächendruck zur Abdichtung rund um die Bohrung des Motors zu sorgen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels einer Dichtung der Erfindung;
Fig. 2 ist ein vergrößerter Schnitt, der längs der Linie 2-2 in Fig. 1 vorgenommen wurde; und
Fig. 3 ist ein Schnitt ähnlich Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Es wird auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen; eine erste Ausführungsform A einer Stahllaminatdichtung der Erfindung ist gezeigt. Die Dichtung A ist eine Zylinderkopfdichtung und umfaßt Zylinderbohrungen Hc, Wasserbohrungen Hw, Ölbohrungen Ho und Schraubenbohrungen Hb, wie bei einer herkömmlichen Dichtung.
Der Dichtungsmechanismus der Erfindung ist rund um die Zylinderbohrung Hc angelegt, aber die gleichen Dichtungsmechanismen können auch rund um andere Bohrungen oder auch für andere Dichtungen, wie etwa eine Krümmerdichtung, ausgebildet sein.
Wie in Fig. 2 gezeigt, weist die Dichtung A ein oberes Blech A10 und ein unteres Blech A11 auf, das unter dem oberen Blech A10 gelegen ist. Das obere Blech A10 umfaßt einen Grundabschnitt A10a, der sich im wesentlichen über die gesamte Fläche der Dichtung A durchgehend erstreckt, sowie eine breite Sicke A10b mit einem flachen oberen Abschnitt rund um die Zylinderbohrung Hc. Ein unterer innerer Abschnitt A10c des oberen Blechs A10 erstreckt sich weiter von der Sicke A10b aus nach innen, und ein oberer innerer Abschnitt A10e ist an einem gekrümmten Abschnitt A10d umgekehrt und ist oberhalb des unteren inneren Abschnitts A10c gelegen.
Die Zylinderbohrung Hc ist vom gekrümmten Abschnitt A10d gebildet. Es bilden auch der obere und untere innere Abschnitt A10c, A10e einen massiven Abschnitt rund um die Zylinderbohrung Hc.
Die Höhe der Sicke A10b, d.h. der Abstand von der unteren Oberfläche des unteren inneren Abschnitts A10c zur oberen Oberfläche der Sicke A10b, ist höher als die Dicke des massiven Abschnitts, d.h. der Abstand von der unteren Fläche des unteren inneren Abschnitts A10c bis zur oberen Fläche des oberen inneren Abschnitts A10e.
Das untere Blech A11 ist unter dem Grundabschnitt A10a des oberen Bleches A10 gelegen und erstreckt sich im wesentlichen durchgehend über die gesamte Fläche der Dichtung A. Das untere Blech All umfaßt eine Bohrung A12 und eine Abstützsicke A11a rund um die Bohrung A12. Die Größe der Bohrung A12 ist größer als die Größe des unteren inneren Abschnitts A10c. Deshalb ist das untere Blech A11 nicht über dem unteren inneren Abschnitt A10c gestapelt.
Wenn das obere und untere Blech A10, A11 zusammengebaut sind, dann ist die Abstützsicke A11a unter der breiten Sicke A10b angeordnet. Die Sicke A11a stützt die Sicke A10b ab, wenn die Dichtung A zusammengedrückt wird.
Die Dicke des unteren Blechs A11 ist dünner ausgebildet als die Dicke des oberen Blechs A10. Die Dicke des massiven A10- schnitts ist nämlich dicker als die Gesamtdicke der Bleche außerhalb des massiven Abschnitts. Deshalb verhindert der massive Abschnitt oder der obere und untere innere Abschnitt A10e, A10c, daß die Sicken A10b, A11a vollständig zusammengedrückt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung werden, wenn die Dichtung A zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock (beide nicht gezeigt) festgespannt wird, die Sicken A10b, A11a zusammengedrückt, aber der obere und untere innere Abschnitt A10e, A10c bilden den massiven Abschnitt und werden nicht wesentlich zusammengedrückt
Deshalb dichtet der massive Abschnitt unzusammendrückbar rund um die Zylinderbohrung Hc ab, während die Sicken A10b, A11a federnd rund um die Zylinderbohrung Hc abdichten. Da der massive Abschnitt rund um die Zylinderbohrung Hc ausgebildet ist, wird, wenn die Dichtung A festgespannt wird, der Festspanndruck nicht an einem Abschnitt konzentriert und wird gleichmäßig über den massiven Abschnitt verteilt. Deshalb kann die Dichtung mit einem hohen Festspanndruck festgespannt werden, ohne wesentliche Verformung der Zylinderbohrung Hc.
Wie vorher erläutert, ist das untere Blech A11 dünner als das obere Blech A10. Deshalb ist der massive Abschnitt, d.h. der obere und untere innere Abschnitt A10e, A10c, dicker als die Gesamtdicke des oberen und unteren Bleches A10, A11 außerhalb des massiven Abschnitts. Wenn die Dichtung A festgespannt wird, werden deshalb die Sicken A10b, A11a nicht vollständig zusammengedrückt. Als Ergebnis wird eine Kriechentspannung der Sicken A10b, A11a vom massiven Abschnitt verhindert.
Wenn die Dichtung A zusammengebaut wird, dann ist die Abstützsicke A11a unter der breiten Sicke A10b angeordnet. Wenn deshalb die Sicke A10b zusammengedrückt wird, ist die Sicke A10b von der Sicke A11a abgestützt. Da die Sicke A10b breit ist, wird in dieser Hinsicht, wenn keine Abstützsicke vorliegt, der mittlere Abschnitt der Sicke A10b insgesamt eingedellt oder bricht zuerst zusammen, wenn die Sicke A10b zusammengedrückt wird. Da jedoch die Sicke A11a die Sicke A10b abstützt, wird die Sicke A10b nicht teilweise eingedellt und wird im wesentlichen gleichmäßig zusammengedrückt. Als Ergebnis wird ein breiter, kräftiger und gleichmäßiger Oberflächendruck von den Sicken A10b, A11a erhalten.
Die Dichtung ist breit und unzusammendrückbar vom massiven Abschnitt und breit, kräftig und federnd von den Sicken A10b, A11a abgedichtet. Die Fläche rund um die Zylinderbohrung ist zuverlässig abgedichtet.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform B der Stahllaminatdichtung der Erfindung. Die Dichtung B weist ein oberes Blech B10 mit einer Sicke B10b und ein unteres Blech B11 mit einer Sicke B11a ähnlich der Dichtung A auf. In der Dichtung B ist jedoch die Sicke B10b des oberen Blechs B10 anstelle der Sicke A10b mit dem flachen oberen Abschnitt sanft gekrümmt. Ferner ist ein oberer innerer Abschnitt B10e über einen unteren inneren Abschnitt B10c an einem gekrümmten Abschnitt B10d so gebogen, daß ein Zwischenraum B13 vorliegt.
Da in der Dichtung B die Sicke B10b sanft gekrümmt ist, kann, wenn die Dichtung B festgespannt wird, die Sicke B10b selbst für eine kräftige Gegenkraft oder einen Oberflächendruck mehr als die Sicke A10b sorgen, während die Sicke B10b von der Sicke B11a abgestützt ist. Da auch der Raum B13 nahe dem gekrümmten Abschnitt B10d ausgebildet ist, wird, wenn die Dichtung B festgespannt wird, der gekrümmte Abschnitt B10d zusammengedrückt. Deshalb kann der gekrümmte Abschnitt B10d für einen Oberflächendruck sorgen, wenn die Dichtung festgespannt wird. Der obere und untere innere Abschnitt B10e, B10c sind auch als massiver Abschnitt wirksam, obwohl der gekrümmte Abschnitt B10d in geringem Maße für Federfähigkeit sorgt.
Dementsprechend sorgen bei der Dichtung B der gekrümmte Abschnitt B10d und die Sicken B10b, B11a für eine Gegenkraft oder einen Oberflächendruck rund um die Zylinderbohrung Hc, wenn die Dichtung zusammengespannt wird. Die Dichtung B kann zuverlässig rund um die Zylinderbohrung Hc abdichten.
In der vorliegenden Erfindung ist die Dichtung mit einer Mehrzahl von Abdichtungsabschnitten rund um eine abzudichtende Bohrung versehen, die voneinander durch einen Abstand getrennt sind. Von den Abdichtungsabschnitten hat einer eine breite Dichtungsfläche.
Insbesondere kann die Dichtung kräftig ohne Verformung der Bohrung, die vom massiven Abschnitt abzudichten ist, festgespannt werden. Die Dichtung kann auch über einen breiten und kräftigen Oberflächendruck außerhalb des massiven Abschnitts durch die breite Sicke und die Abstützsicke sorgen. Deshalb kann die Fläche rund um die Bohrung zuverlässig abgedichtet werden.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die speziellen Ausführungsformen der Erfindung erläutert wurde, ist die Erläuterung nur veranschaulichend, und die vorliegende Erfindung ist lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt.

Claims

1. Stahllaminatdichtung (A; B) für einen Verbrennungsmotor, in dem mindestens eine Bohrung (Hc) vorgesehen ist, wobei die Dichtung folgendes aufweist:

ein erstes Metallblech (A10; B11), das mindestens eine erste Bohrung umfaßt, die der Bohrung des Motors entspricht, eine Dichtungsvorrichtung, die rund um die erste Bohrung herum gelegen ist, um eine Abdichtung rund um diese zu bilden, einen Grundabschnitt (A10a), der sich im wesentlichen über eine ganze Fläche der Dichtung erstreckt, und eine breite Sicke (A10b; B10b), die zwischen der Dichtungsvorrichtung und dem Grundabschnitt gelegen ist, wobei die genannte breite Sicke dann, wenn die Dichtung festgespannt wird, zusammengedrückt wird, um breit rund um die erste Bohrung außerhalb der Dichtungsvorrichtung abzudichten, und

ein zweites Metallblech (A11; B11), das unter dem Grundabschnitt des ersten Blechs gelegen ist, wobei das genannte zweite Blech mindestens eine zweite Bohrung (A12) aufweist, wobei der Durchmesser der zweiten Bohrung größer ist als der Durchmesser der Dichtungsvorrichtung, um es dem zweiten Blech zu gestatten, über dem Grundabschnitt gestapelt zu werden, ohne über der Dichtungsvorrichtung zu liegen, wenn die Dichtung zusammengebaut wird, und eine Abstützsicke (A11a; B11a), die rund um die zweite Bohrung so gelegen ist, daß sie unter der breiten Sicke (A10b; B10b) angeordnet ist, wobei die genannte Abstützsicke dann, wenn die Dichtung festgespannt wird, die breite Sicke abstützt, um breit und zuverlässig rund um die Bohrung des Motors abzudichten, wobei die genannte Stahllaminatdichtung dadurch gekennzeichnet ist,

daß die genannte Dichtungsvorrichtung aus einem unteren Abschnitt (A10c; B10c), einem oberen Abschnitt (A10e; B10e), der über dem unteren Abschnitt gelegen ist, und einem gekrümmten Abschnitt (A10d; B10d) gebildet ist, der zwischen dem oberen und unteren Abschnitt gelegen ist und die erste Bohrung umgrenzt, wovon die beiden Abschnitte und der gekrümmte Abschnitt aus dem ersten Metallblech (A10; B10) hergestellt sind, und

daß die Dicke des ersten Blechs dicker ist als die des zweiten Blechs, so daß die Dichtungsvorrichtung dicker ist als die Gesamtdicke der Dichtung außerhalb ihrer, um die Kriechentspannung der breiten Sicke (A10b; B10b) und der Abstützsicke (A11a; B11a) zu verhindern, wenn die Dichtung festgespannt wird.

2. Stahllaminatdichtung nach Anspruch 1, worin die genannte breite Sicke (A10b; B10b) eine Breite aufweist, die größer ist als eine Höhe hiervon.

3. Stahllaminatdichtung nach entweder Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin der genannte obere Abschnitt (A10e) gänzlich gegen den unteren Abschnitt (A10c) anliegt, um hieran einen massiven und im wesentlichen nicht zusammendrückbaren Abschnitt zu bilden.

4. Stahllaminatdichtung nach Anspruch 3, worin die genannte breite Sicke (A10b) einen flachen oberen Abschnitt umfaßt, und die genannte Abstützsicke (A11a) gegen den flachen oberen Abschnitt anliegt, wenn die Dichtung zusammengebaut ist.

5. Stahllaminatdichtung nach entweder Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin die genannte Dichtungsvorrichtung einen Raum (B13) zwischen dem oberen (B10e) und dem unteren (B10c) Abschnitt nahe dem gekrümmten Abschnitt (Blod) aufweist, wobei der genannte gekrümmte Abschnitt, wenn die Dichtung festgespannt wird, zusammengedrückt wird, um für einen Oberflächendruck zur Abdichtung rund um die Bohrung (Hc) des Motors zu sorgen.

6. Stahllaminatdichtung nach Anspruch 5, worin die genannte breite Sicke (B10b) des ersten Metallblechs (B10) in der Krümmung größer ist als die der Abstützsicke (B11a), wobei die Abstützsicke, wenn die Dichtung zusammengedrückt wird, gegen die breite Sicke anliegt und diese abstützt.