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Hintergrund der Erfindung
und zugehöriger
Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Metalldichtung mit einem örtlich mit
Wärme behandelten Wulst,
welche für
einen Verbrennungsmotor verwendet wird.
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Ein
Verbrennungsmotor ist entwickelt worden, um hohe Leistung bei geringem
Gewicht bereitzustellen. Demzufolge wirken ein hoher Druck und eine
hohe Temperatur auf den Motor ein. Da eine Metalldichtung gegenüber einem
hohen Druck und einer hohen Temperatur stabil ist, wird die Metalldichtung weithin
eingesetzt.
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Wenn
bei der Metalldichtung Löcher,
wie z. B. Zylinderbohrungen, Wasserlöcher, Öllöcher usw. abgedichtet werden,
werden Wülste
auf einer Metallplatte um die Löcher
herum derart ausgebildet, dass sie von einer Metallplatte nach außen hervorragen. Wenn
die Metallplatte mit den Wülsten
zwischen einem Zylinderblock und einem Zylinderkopf angeordnet und
angezogen wird, werden die Wülste
zusammengedrückt,
um dort für
einen Oberflächendruck
zu sorgen, wodurch die Löcher
abgedichtet werden.
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In
der Dichtung sind die verschiedenen Löcher, wie vorab beschrieben,
ausgebildet. Da sich jedoch ein hoher Druck und eine hohe Temperatur
in den Zylinderbohrungen ausbilden, sind Bolzen zum Anziehen des
Zylinderkopfes und des Zylinderblockes um die Zylinderbohrungen
herum angeordnet, um für
Oberflächendrücke um die
Zylinderbohrungen herum zu sorgen, welche so gleich wie möglich sind. Die
Drücke
für andere
Löcher
sind geringer als solche der Zylinderbohrungen.
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Wenn
die Dichtung entworfen wird, sind deshalb die höchsten Oberflächendrücke um die
Zylinderbohrungen herum ausgebildet, um dort herum sicher abzudichten.
Für den
Fall dass die Wülste
um die verschiedenen Löcher
herum ausgebildet sind, sind die Wülste im Hinblick auf die geforderte
Anordnung der Oberflächendrücke auf
der Dichtung um die Zylinderbohrungen herum ausgebildet, um für die höheren Oberflächendrücke als
bei den anderen Löcher
zu sorgen.
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Um
den Oberflächendruck
der Wulst zu ändern,
wird die Höhe
und/oder die Breite des Wulstes verändert. Allgemein gesprochen
erhöht
sich der Oberflächendruck
des Wulstes, wenn sich die Höhe des
Wulstes erhöht,
und es erhöht
sich der Oberflächendruck
des Wulstes, wenn sich die Breite des Wulstes verringert. Außerdem wird
für den
Fall, dass die Härte
oder die Dicke der, Platte für
den Wulst verändert
wird, ebenso der Oberflächendruck
des Wulstes verändert.
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Die
Metalldichtungen oder Metalllaminatdichtungen sind im Hinblick auf
das vorab beschriebene entworfen und erstellt worden, wie z. B.
das US-Patent Nr. 5,536,024. Jedoch müssen für den Fall, dass die Oberflächendrücke der
Wülste
auf einer Metallplatte verändert
werden, die Breite und/oder die Höhe der Wülste verändert werden. Auch wenn diesbezüglich der
Oberflächendruck
des Wulstes eingestellt werden kann, indem die Breite und/oder die
Höhe des
Wulstes verändert
wird, kann der Oberflächendruck
nicht genau eingestellt werden, indem die Breite und/oder die Höhe des Wulstes verändert wird.
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In
der EP-A-0 863 335, welche entsprechend Artikel 54 (3), (4) EPC
Stand der Technik ist, ist eine Metalldichtung, welche Abschnitte
mit verschiedener Härte
aufweist, offenbart. Die verschiedenen Härten werden durch eine Wärmebehandlung erzielt.
Insbesondere werden Wülste,
welche Löcher
in der Dichtung umgeben, behandelt.
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Die
EP-A-0 486 255 offenbart eine Metalldichtung, wobei abgekantete
Abschnitte in der Nähe von
Wülsten
um Löcher
in der Dichtung herum ermöglichen,
dass eine Druckkraft, welche auf die Wülste wirkt, geeignet eingestellt
wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist mit Berücksichtigung des vorab beschriebenen
gemacht worden, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Metalldichtung
mit einem Wulst bereitzustellen, wobei der Oberflächendruck
des Wulstes einfach verändert werden
kann, ohne die Breite und die Höhe
zu verändern.
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Eine
andere Aufgabe der Erfindung ist, eine Metalldichtung bereitzustellen,
wie vorab beschrieben wurde, wobei der Oberflächendruck der Wülste auf
einer Metallplatte einfach verändert
werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Metalldichtung bereitzustellen,
wie vorab beschrieben wurde, wobei die Anordnung der Wülste mit
verschiedenen Oberflächendrücken einfach
hergestellt werden kann.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung
der Erfindung ersichtlich.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Diese
Aufgaben werden durch eine Dichtung, wie sie durch Anspruch 1 definiert
ist, gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche
definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Eine
erfindungsgemäße Metalldichtung
wird für
einen Verbrennungsmotor, insbesondere für eine Zylinderkopfdichtung,
verwendet. Die Dichtung ist aus einer Metallplatte zum Ausbilden
der Metalldichtung und einem ersten Wulst, welcher an einem Endabschnitt
der Metallplatte auf dieser ausgebildet ist, ausgebildet. Der erste
Wulst weist einen Abschnitt mit einer Härte auf, welche durch eine
Wärmebehandlung,
d. h. der erste Wulst wird örtlich
erwärmt und
dann wird derselbe abgekühlt,
verschieden von derjenigen der Metallplatte ist. Der erste Wulst
ist teilweise mit Wärme
behandelt, wobei der mit Wärme behandelte
Teil an einem Endabschnitt der Dichtung angeordnet ist.
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Insbesondere
ist die Metallplatte wie gewöhnlich
ausgebildet, indem Löcher,
wie z. B. mindestens zwei Zylinderbohrungen, welche in einer Reihe
angeordnet sind, Wasserlöcher, Öllöcher, Bolzenlöcher usw.
geschnitten sind und indem Wülste um
die geforderten Löcher,
wie z. B. Zylinderbohrungen, Wasserlöcher und Öllöcher, herum ausgebildet sind.
Für den
Fall dass die Oberflächendrücke der Wülste um
die Zylinderbohrungen herum erhöht
werden müssen,
werden die Wülste,
z. B. die ersten Wülste, örtlich durch
einen Laserstrahl oder Hochfrequenzwellen erwärmt und sofort abgekühlt. Als
Ergebnis wird nur die Härte
der Metallplatte an den Wülsten
erhöht,
so dass die Oberflächendrücke der Wülste erhöht werden,
wenn die Wülste
zusammengedrückt
werden. Erfindungsgemäß wird dies
für Außenabschnitte
von Wülsten
um Zylinderbohrungen herum durchgeführt, welche an Endabschnitten
der Dichtung angeordnet sind.
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Die
Metallplatte kann außerdem
einen zweiten Wulst aufweisen, welcher nicht mit Wärme behandelt
ist. Sogar für
den Fall, dass die Größe des zweiten
Wulstes dieselbe wie die des ersten Wulstes ist, wird der Oberflächendruck
des zweiten Wulstes schwächer
als derjenige des ersten Wulstes.
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Der
erste Wulst ist um die Zylinderbohrung herum ausgebildet, und der
zweite Wulst ist um ein Flüssigkeits-
oder Stößelstangenloch
herum ausgebildet, so dass der erste Wulst für den Oberflächendruck
sorgt, welcher größer als
derjenige des zweiten Wulstes ist, wenn die Dichtung angezogen ist.
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Um
den Oberflächendruck
des Wulstes durch die Wärmebehandlung
zu erhöhen,
wird der Wulst sofort abgekühlt,
nachdem der Wulst erwärmt ist.
Jedoch kann ein Wulst langsam abgekühlt werden, nachdem der Wulst
erwärmt
ist, um für
eine schwache Federkonstante zu sorgen. Erfindungsgemäß kann die
Federkonstante eines Wulstes wie erforderlich erhöht oder
verringert werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine Teildraufsicht
einer Metalldichtung;
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2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht
entlang einer Linie 2-2 in 1;
und
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3 ist eine Teildraufsicht
einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Metalldichtung.
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Detaillierte Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen ist eine Dichtung G eine Zylinderkopfdichtung
für einen
Verbrennungsmotor und weist eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen
Hc, Wasserlöchern
Hw, Öllö chern Ho, Bolzenlöchern Hb,
Stößelstangenlöchern Hp
usw., wie bei der herkömmlichen
Dichtung, auf.
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Die
Dichtung G ist aus einer Metallplatte 10 ausgebildet, welche
sich über
den gesamten abzudichtenden Bereich zwischen einem Zylinderkopf und
einem Zylinderblock (beide nicht dargestellt) erstreckt. Die Metallplatte 10 weist
Wülste 11 um
die Zylinderbohrungen Hc herum, Wülste 12 um die Wasserlöcher Hw
herum, Wülste 13 um
die Öllöcher Ho
und Wülste 14 um
die Stößelstangenlöcher Hp herum
auf. Die Wülste 12, 13, 14 haben
dieselbe Höhe,
aber der Wulst 11 ist höher
als die Wülste 12, 13, 14,
um für
einen hohen Oberflächendruck
zu sorgen, wenn die Dichtung angezogen ist.
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Wenn
die Dichtung G ausgebildet wird, wird die Platte 10 entlang
der äußeren Form
des Motors geschnitten, und es werden auch verschiedene Löcher, d.
h. Zylinderbohrungen Hc, Wasserlöcher
Hw, Öllöcher Ho,
Bolzenlöcher
Hb, Stößelstangenlöcher Hp
usw. ausgebildet. Dann werden die Wülste 11, 12, 13, 14 derart
erstellt, dass sie die Zylinderbohrungen Hc, Wasserlöcher Hw, Öllöcher Ho
und Stößelstangenlöcher Hp
umgeben.
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Nachdem
die Wülste
ausgebildet sind, können
die Wülste 11 um
die Zylinderbohrungen Hc und ihre Umgebung örtlich durch einen Laserstrahl
erwärmt
und dann sofort abgekühlt
werden. Dementsprechend wird die Härte der Platte 10 an
den Wülsten 11 örtlich erhöht. Die
Wülste 11 können örtlich durch
andere Mittel, wie z. B. Hochfrequenzwellen, erwärmt werden.
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Wenn
die Härte
des Wulstes 11 örtlich
erhöht wird,
wird die Federkonstante des Wulstes 11 ebenso erhöht. Wenn
diesbezüglich
ein Wulst mit der Wärmebehandlung
mit einem Wulst derselben Größe ohne
die Wärmebehandlung
verglichen wird, kann der Wulst mit der Wärmebehandlung für einen
Oberflächendruck
sorgen, welcher größer ist
als bei dem Wulst ohne Wärmebehandlung.
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Die
Größe der Wülste 11 ist
größer als
bei den anderen Wülsten 12, 13, 14.
Jedoch können
die Wülste 11 dieselbe
Größe aufweisen
wie die anderen Wülste.
In diesem Fall können
die Wülste 11,
da die Wülste 11 die
Wärmebehandlung
aufweisen, für Oberflächendrücke sorgen,
welche größer als
bei den anderen Wülsten
sind.
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Auch
der Wulst 11 wird sofort abgekühlt, nachdem der Wulst 11 erwärmt ist.
Wenn jedoch der Oberflächendruck
des Wulstes 11 etwas verringert werden soll, kann der Wulst 11 allmählich abgekühlt werden,
um die Härte
der Platte bei dem Wulst zu verringern.
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Außerdem können die
anderen Wülste 12, 13, 14 eine
Wärmebehandlung
aufweisen, um die Härte
der Wülste
zu verringern. Nachdem die Wülste 12, 13, 14 nämlich erwärmt sind,
werden die Wülste allmählich abgekühlt, um
die Härte
der Wülste
zu verringern.
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Außerdem können all
die Wülste,
welche in der Metallplatte ausgebildet sind, örtlich erwärmt werden, um die Härte der
Wülste
zu erhöhen.
Die Wärmebehandlung
kann ausgehend von der Anordnung der Wülste, einer Qualität der Platte
usw. bestimmt werden.
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Erfindungsgemäß wird,
wie es bei einer Ausführungsform
einer 3 dargestellt
ist, der äußere Teil 11a' eines Wulstes 11' mit Wärme behandelt, ohne
dass der restliche Teil 11b' mit
Wärme behandelt
wird. Ein Wulst 11' weist
nämlich
den mit Wärme behandelten
Teil 11a' und
den nicht mit Wärme
behandelten Teil 11b' auf.
Als Ergebnis kann nur ein Oberflächendruck
des Teiles 11a' erhöht werden.
Der Teil 11a' ist
an den Endabschnitten der Dichtung angeordnet, um dort einen hohen
Anzugsdruck zu halten.
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Erfindungsgemäß ist die
Dichtung G aus einer Metallplatte 10 ausgebildet. Jedoch
kann die Metallplatte 10 mit einer oder mehreren Metallplatten kombiniert
werden, um eine Metalllaminatdichtung auszubilden.
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Da
erfindungsgemäß der erste
Wulst teilweise mit Wärme
behandelt wird, um die Härte
des Wulstes zu verändern,
ist es möglich,
den Oberflächendruck
des Wulstes genau einzustellen. Die Anordnung der Oberflächendrücke der
Wülste
kann hinsichtlich des Anzugsdrucks der gesamten Dichtung bestimmt
werden. Erfindungsgemäß kann der
Oberflächendruck
des Wulstes einfach eingestellt werden während die Breite und Höhe des Wulstes
beachtet wird.
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Obwohl
die Erfindung mit Bezug auf die spezielle erfindungsgemäße Ausführungsform
erläutert worden
ist, ist diese Erläuterung
nur veranschaulichend, da die Erfindung nur durch die angefügten Ansprüche beschränkt ist.