多層金属平形ガスケット、特にシリンダヘッドガスケット
上記タイプのガスケット１は、通路開口２に配置されるビード５、６を備えた封止層３、４と、ビード５、６の弾性を制限するストッパ８を備えたストッパ層７と、を有する。ストッパは、複数の直接連続する畝状隆起１１と溝状窪み１２とから構成され、それらはともに断面が台形であり、かつ、ともに、ストッパ７の両面９、１０に形成され、台形側面１３の設定角１４を有する。一方の面の台形隆起１１は、他方の面の台形窪み１２に対向して位置する。互いに隣接する、対向する台形側面１３によって境界が画定される断面１７（Ｑ１）は、２つの面の対向する窪み間に境界が画定される断面１８（Ｑ２）と同じかまたはそれより大きい。ここで、弱化した場合の断面１８（Ｑ２）では十分に吸収できない力でも、ストッパ８の、断面１７（Ｑ１）によって画定される部分的領域によって完全に吸収される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層金属平形ガスケット、特に、シリンダヘッドガスケット、または、封止されるべき他の面のため、たとえば多種多様のフランジガスケットのための封止手段として具現化され使用されることが可能なその他の多層金属平形ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記タイプのガスケットは、単層構造であり得る。しかしながら、本発明の対象は、従来技術により公知である多層ガスケットである。
【０００３】
上記タイプのガスケットは、通常、その層を通して延在する複数の通路開口、特に１つ以上の燃焼ガス開口と、締結手段、油ダクト、冷却水ダクト等のためのさらなる開口と、を有している。
【０００４】
ガスケットは、１つ以上の封止層から構成される。その封止作用を増大させかつ確実にするために、従来方式では、封止層のうちの少なくとも１つの対応する変形により、通路開口の周囲に、特に燃焼ガス開口の周囲に、あるいはたとえば冷却水ダクトの周囲にビードを形成し、そのビードが、ほぼ完全に１つ以上の通路開口を取り囲むようにしている。
【０００５】
上記ビ−ドの機能を得るために、取付け中または動作中の圧縮の結果として、ビードが過度にまたは完全に塑性変形することは防止されなければならない。この目的のために、ストッパとも称される、変形リミッタが従来使用されている。これらは、多種多様の形態を有している。それらを、たとえば、複数の層またはそれら層のうちの１つを撓曲させることによって生成することができる。しかしながら、１つ以上の変形リミッタ（ストッパ）を、ビードより高さの低いエンボス加工の形態で１つ以上の封止層内に形成することもまた従来の方法である。
【０００６】
最後に、多層ガスケットの層のうちの１つを、変形リミッタ（ストッパ）を備えたスペーサプレートまたはストッパ層として提供することもすでに公知である。本発明は、かかるガスケットタイプに関する。
【０００７】
ここで、ストッパを、たとえば、ビードと燃焼室との間、もしくはビードより他方の側、または、ビードの両側の領域に配置することができる。
【０００８】
特に、燃焼室開口周囲の環状帯として延在するストッパが知られており、その帯は、押出成形されたカップ状の窪みおよび隆起の２次元パターンとして形成され、隆起は、窪みのエンボス加工中に押し退けられるシートメタル層の材料によって形成され、各窪みは、シートメタル層の他方の面において隆起のちょうど反対側に位置し、それにより、シートメタル層の両面に、ダイヤモンドまたはチェス盤パターンの隆起および窪みが生成される（ＥＰ１５７７５８９Ａ１号明細書）。しかしながら、この技術では、隆起および窪みは閉じたラインを形成しない。
【０００９】
しかしながら、対照的に、ストッパを、スペーサまたはストッパ層の２つの面に形成される複数のすぐ横の直接隣接する畝状隆起および溝状窪みから構成されるように設計することが有利であることが分かっている。それら隆起および窪みは、それぞれのビードに対しその圧縮を制限するように機能する。
【００１０】
ストッパの連続した隆起（畝）および窪み（溝）は、断面において、波の形状または歯付きの形状を有してもよく、その場合、波の山および谷または歯先端を平坦化してもよい。また、矩形ウェブ（ＤＥ１９６４１４９１Ａ１号明細書）または異形リブ（ＤＥ２１４５４８１号明細書、特開平１１−１０８１９１号公報）と断面が対応して矩形である窪みとを生成するように、隆起および窪みを、断面が矩形であるように設計することもすでに提案されている（いわゆる矩形ストッパ）。
【００１１】
また、隆起および窪みを、断面が台形である畝および溝として（ＤＥ４２１９７０９Ａ１号明細書、ＤＥ１０２５６８９６Ａ１号明細書）または断面が台形である波として（国際公開第０１／９６７６８Ａ１号パンフレット）形成することもすでに提案されている。
【００１２】
いずれの場合も、ストッパの隆起および窪みの幅は、保護されるべきビードの幅より小さい。
【００１３】
国際公開第２００６／００５４８８Ａ１号パンフレットは、上述した公知の波状またはのこぎり歯状または台形のストッパを、弾力性が高いために接触圧が低減するという理由で批判している。矩形ストッパの場合、隆起と窪みとの間のそれらの鋭利な遷移部により、ガスケット部品が破損するという固有の危険がもたらされるという欠点があるものとしてさらに異論が唱えられている。
【００１４】
上記公知のストッパの利点を得ると同時にそれらの欠点を回避するため、特にそれらの非常に剛性な構造を得るがそれにも関わらず損傷を与える圧力ピークを回避するため、そこでは、スペーサプレート（ストッパ層の、そこでは「他方の封止層」と呼ぶ）の両面に、隆起および窪みが以下のように交互に形成されるように、ストッパを設計することが提案されている。すなわち、窪みは、少なくとも部分的に隆起に対向して位置し、窪みおよび隆起の少なくとも一部は、断面がほぼ台形であり、一方の面の、隣接して配置される窪みと隆起との間に、斜めに走る境界画定壁があり、２つの面の互いに隣接する、対向する境界画定壁は、２つの面の対向する窪み間で境界が画定される断面とサイズが同じかまたはそれより大きい、層のウェブ状の断面の境界を画定する。
【００１５】
台形隆起および窪みの隣接する斜めの境界の間のウェブ状の断面を可能な限り厚くし、特に、両面の窪み間で境界が画定される断面より厚くするという教示により、台形の側面が大幅に強化され、したがってストッパの剛性が増大し、同時に、窪みの台形構造により、一定の程度までではあるが、ストッパの部品の破壊の危険が低減するが、得られる剛性は、ストッパに対して、実際に使用中に必要な疲労強度を与えるには十分でない。これは、主に、ストッパ全体の剛性は、ストッパの幾何学的形状のために比較的深くなければならない窪みの切り込みによって悪影響を受けるという事実による。
【００１６】
また、従来技術の上記ストッパ構成における断面の幾何学的比率により、ストッパ全体に対し、すなわち厚い部分とエンボス加工との両方に対して非常に大きな空間が必要になり、その場合、十分な材料を押し退けなければならない。多くのガスケットが、これに対して必要な前提条件を提供しない。
【特許文献１】ＥＰ１５７７５８９Ａ１号明細書
【特許文献２】ＤＥ１９６４１４９１Ａ１号明細書
【特許文献３】ＤＥ２１４５４８１号明細書
【特許文献４】ＤＥ４２１９７０９Ａ１号明細書
【特許文献５】ＤＥ１０２５６８９６Ａ１号明細書
【特許文献６】特開平１１−１０８１９１号公報
【特許文献７】国際公開第２００６／００５４８８Ａ１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記従来技術から、本発明の目的は、必要な高疲労強度（剛性および破壊抵抗）を有し、同時に、より単純かつ費用効率よく作製することができるストッパを備えた、多層金属平形ガスケットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的は、請求項１による特徴を有するガスケットによって達成される。従属請求項は、請求項１の主題の好都合な実施形態を含む。
【００１９】
本発明によるガスケットは、１つ以上の通路開口、特に燃料ガス開口、締結手段のための開口、およびシリンダヘッドガスケットの場合は、冷却液等のための開口も有する、多層金属平形ガスケットとして形成される。
【００２０】
上記ガスケットは、少なくとも１つの通路開口を含む、少なくとも１つの弾性ビードを有する少なくとも１つの封止層と、それぞれのビードの圧縮を制限しかつビードに隣接して配置され、断面において、直接隣接する畝状隆起と溝状窪みとから構成され、それらがともに断面がほぼ台形であり、かつともにストッパ層の両面に形成される、少なくとも１つのストッパを有する、少なくとも１つのストッパ層と、から構成され、対向する隆起および窪みの体積の差が、１０％未満、好ましくは５％未満、特に好ましくは２％未満である。
【００２１】
ストッパの作製中に一方の面の台形窪みから押し退けられるストッパの一方の面の材料が、各々、他方の面の対向する隆起を形成する役割を果たし、そのため、それを形成するためにまさに十分である。ストッパに対して特定の剛性を与えるために隆起および窪みの側面が強化される場合に、１０％、好ましくは５％、特に好ましくは２％を超過しない体積のわずかな差をもたらすことができる。
【００２２】
十分な疲労強度、特に十分な剛性および破壊抵抗を有する（いずれの場合も、これに関して国際公開第２００６／００５４８８Ａ１号パンフレットによる従来技術におけるものより優れた値を達成することができる）が、本発明により得られ、同時に、国際公開第２００６／００５４８８Ａ１号パンフレットによるものとは対照的に、互いにもっとも近接して位置する台形側面を通る２つの平行線によって画定される断面Ｑ１は、各面の窪みの基部を連結する２つの線によって画定される断面Ｑ２に対して小さい。
【００２３】
互いに平行である台形側面を有する隆起および窪みを備えた形態に加えて、本発明は、台形側面のすべてが互いに平行であるとは限らない形態も包含する。この場合、断面Ｑ１は、２つの台形側面の勾配の平均値を有し、かつそれぞれの台形側面とそれらの半分の高さで（対称構成の場合はＱ５／４で）交差する直線の間に形成される。
【００２４】
国際公開第２００６／００５４８８Ａ１号パンフレットの主題は、Ｑ１対Ｑ２の比が逆の構造であり、したがって、互いにもっとも近接して平行に位置する２つの台形側面各々の間の断面が、ストッパの両面の窪みの基部間に位置する領域の断面より厚いことを特徴とする。したがって、国際公開第２００６／００５４８８Ａ１号パンフレットによる主題では、台形側面またはこれらによって画定される領域は、ストッパが吸収しなければならない負荷を支持する。ここでは、しかしながら、両面における基部の間の領域、すなわちエンボス加工後に残っているストッパ領域のコア領域、同時に耐負荷隆起の基部の、上記幾何学的形状に関連する弱化により、本質的に、ストッパ全体に対し望ましくない弾性を与える変形の可能性がもたらされるということは考慮されないままである。
【００２５】
対照的に、本発明による教示は、耐負荷隆起のための基部、すなわち、エンボス加工後に残っているストッパ層のコア領域Ｑ２を、動作中に変形力に永久的に耐えることができるように十分安定性があるように設計することに関する。
【００２６】
これに関して、対向する隆起および窪みの体積が同じかまたは実質的に同じであることが、幅の異なるエンボス加工、特に、より狭くかつ深い隆起に対向して位置するより広くかつ浅い窪みにより得られる、形態が好ましい。ここで、残っているコア領域は、平均して特に広く、したがって特に安定している。ここで、一方の面に存在する隆起および突起がすべて同じ幅である必要はない。
【００２７】
幾何学的に同一に設計された対向する隆起および窪みを有する形態をもたらすために必要とされる塑性変形の程度がより小さく、かつ、この幾何学的条件のために材料の流れが簡略化される結果として、本実施形態は、比較的低押圧力で作製され得るため、特に有益であることが分かる。極端な場合、一方の面において各々最初と最後を除くすべての隆起および窪みが同じ幾何学的形状を有することになる。
【００２８】
上述したように、互いにもっとも近接して対向して位置する台形側面を通る２つの平行線によって画定される断面Ｑ１を、特にＱ２に対して非常に小さくすることが可能であり、これにより、広い断面Ｑ２がストッパ構造全体を支持する。しかしながら、Ｑ１は、隆起および窪みの台形形状が実際に失われるほど小さくしてはならない。その理由は、それにより、台形側面の設定角が９０°に近づくためである。これは、ストッパの耐久性にほとんど悪影響を及ぼさないが、エンボス加工中に問題をもたらす可能性があり、それは台形形状が特に回避する問題である。より浅い角度とすることは、器具の脱型プロセス中に有益である。
【００２９】
したがって、台形側面の設定角は、３０°〜８９°、好ましくは６０°〜８９°になり、特に、実質的に７０°である。ここで、上述したように、すべての隆起および窪みが同じ台形側面角を有する必要はない。ここで、互いの角度の差は、３５°以下、好ましくは１５°以下、特に好ましくは８°以下であるべきである。
【００３０】
台形隆起の平坦部の幅および台形窪みの基部の幅は、ストッパ層の非エンボス加工領域におけるその厚さＱ３の、好ましくは３０％〜２００％であるが、好ましくは４０％〜１５０％であり、より好ましくは４０％〜１００％であり、特に、４０％〜７０％である。上記値は、平坦部および基部の幅が同じである形態と、平坦部および基部の幅が異なるかまたは側面角が異なる形態と、の両方に適用される。後者の形態では、特に幅が非常に異なる場合、幅の一部は、厚さＱ３の３００％以下であってもよい。
【００３１】
ここで、断面Ｑ１は、たとえば、ストッパ層の非エンボス加工領域における断面Ｑ３の５０％未満、特に４０％未満であるべきである。
【００３２】
ストッパがビードの変形を有効に制限するというその目的を達成することができるため、その有効高さＱ５（Ｑ５＝Ｑ４−Ｑ３）、すなわちストッパがストッパ層のエンボス加工のない領域Ｑ３よりどれくらい厚いかの測定値は、０．０５ｍｍ〜０．３３ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍであることで十分であることが多い。
【００３３】
ここで、有効高さを、図１に示すように、ストッパ層の両面に均一に分散させるように配置してもよい。それを、図２に示すように、ストッパ層の一方の面にのみ配置してもよい。さらに、両面の間で非対称な分散も可能である。
【００３４】
ストッパの全体幅は７ｍｍ以下、好ましくは２〜３ｍｍであり、ここでは、ストッパは、本説明のさらなる過程において説明する、空間の理由または台形構造の理由のために、一部において狭くなるかまたは広くなることが可能であり、またはさらには短い区間で中断があってもよい。
【００３５】
十分に耐久性のあるストッパ動作を得るために、ストッパ層が、互いに対向して位置する隆起および窪みの対が、相対的に多く隣接して配置される場合、有利である。当然ながら、隣接する対において、一方の対が窪みを有する側面において隣接する対が隆起を有する。一方、空間条件により、隆起および窪みの隣接する対の数が制限されることになる。この理由で、本発明によるストッパは、互いに隣接して位置する隆起および窪みの、少なくとも３つ、好ましくは少なくとも４つ、特に好ましくは少なくとも５つの対を有する。ここで、上記数の隆起／窪み対が、閉リング、リング状または眼鏡状形状に関して、ストッパ輪郭の長さの少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％および特に好ましくは７５％に存在することが十分である。
【００３６】
ストッパ層（７）を、引張強度が２５０Ｎ／ｍｍ2を上回り、好ましくは４００Ｎ／ｍｍ2を上回り、より好ましくは６００Ｎ／ｍｍ2を上回り、かつ１４００Ｎ／ｍｍ2を下回り、好ましくは１３００Ｎ／ｍｍ2を下回り、より好ましくは１２００Ｎ／ｍｍ2を下回る鋼から作製することができる。ただし、引張強度は、たとえば、６００Ｎ／ｍｍ2未満かまたは４００Ｎ／ｍｍ2未満かまたは１２００Ｎ／ｍｍ2を超えるかまたはさらには１４００Ｎ／ｍｍ2を超えてもよい。
【００３７】
ここで、ストッパ層の材料のクロム含有量は、好ましくは１％未満であり、特に好ましくは０．５％未満である。
【００３８】
上記範囲は、ストッパ動作に必要な強度を提供すると同時に、適度な押圧力で、ストッパ形成に必要な塑性変形を可能にする。ストッパ層は、少なくとも１つの封止層より引張強度が低い鋼から作製されることが好ましい。
【００３９】
ストッパ破壊の危険をさらに最小限にするために、台形窪みの基部と台形側面との間および／または台形側面と台形隆起の平坦部との間の遷移部に丸みをつけてもよい。上記丸み付けに対し、０．０４ｍｍ〜０．１ｍｍの半径であるが好ましくは０．０５ｍｍ〜０．０８ｍｍの半径が使用に向いている。
【００４０】
ストッパは、通路開口に配置される場合、上記通路開口を環状に包囲することが多い。ここで、上記ストッパを、通路開口と、同様に通路開口を環状に包囲することが多い割り当てられたビードとの間に配置してもよく、もしくは、ビードを包囲してもよく、またはビードの両側に配置してもよい。
【００４１】
環状形状の代りに、たとえば弁のための凹部のために、それから外側にそれる形状を提供することも可能である。上記形状は、たとえば、図４に示すように、ビードおよびストッパが複数の通路開口間の領域で集まる結果として、眼鏡形状であってもよい。空間の理由で、短いセグメント形状の断続したストッパも可能である。
【００４２】
通路開口に割り当てられるストッパに加えて、これらから離れた領域、ストッパ層のいわゆる内部領域（ｈｉｎｄｅｒｌａｎｄ）に、さらなるストッパがあってもよい。
【００４３】
上記タイプのさらなるストッパを、たとえば、平形ガスケットの外縁の領域に、および／または少なくとも部分的に、締結手段のための通路開口のわたる領域の外側の領域に配置してもよい。
【００４４】
均一に封止する面圧力を得るために、ストッパは、それらの高さおよび／または幅および／または硬度が、締結手段のための通路開口からの距離に応じて増大するような台形構造であってもよい。この場合、エンジンに特有の条件、特にシリンダヘッドおよびエンジンブロックまたは排気マニホルドに特に隣接する部品のより剛性の高いゾーンが組み込まれる。
【００４５】
ストッパの硬度の増大を、材料の硬度の増加、台形隆起および窪みの数を増大させる構成により、台形側面の設定角の増大により、または隆起のエンボス加工の程度を高くすることによりもたらすことができる。
【００４６】
本発明によるガスケットを、図面による例示的な実施形態に基づいて以下により詳細に説明する。
【００４７】
明確にするために、断面図のすべてを、組立分解図で、間隔を含めて示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
図１ａは、本発明による多層平形ガスケット１であって、通路または燃焼ガス通路開口２の領域に、２つの封止層３、４と、ストッパ８を有する１つのストッパ層７と、を有する多層平形ガスケット１の断面図を示す。封止層３、４は、燃焼ガス通路を密封するための各々１つのビード５、６を有する。図１において、上記ビードは、通路または燃焼ガス通路開口２を直接包囲する。
【００４９】
ストッパ８は、畝状隆起１１と溝状窪み１２とから形成され、それらは、ストッパ層７の両面９、１０に形成され、ビードに直接隣接して配置される。突起１１および窪み１２は、断面が台形であり、ストッパ層の一方の面９または１０の各々の台形は、隣接する台形が各々１つの共通側面を有するように、互いに直接連続して配置される。
【００５０】
図１ａによる例示的な実施形態では、台形側面はすべて、実質的に同じ設定角１４を有する。同時に、台形隆起１１の平坦部（ｐｌａｔｅａｕ）１５と台形窪み１２の基部１６とは、実質的に同じ幅を有し、ストッパ層７の一方の面（９または１０）の各台形隆起１１は、他方の面（１０または９）の台形窪み１２に対向して位置する。
【００５１】
互いにもっとも近接する、対向する台形側面１３の各対は、それらの設定角１４が実質的に同じであるため、互いに対して平行にまたは実質的に平行に位置合せされる。上記台形側面１３間にまたはそれを通る２つの線の間に形成される断面１７（Ｑ１）は、ストッパ８の各面の基部１６を連結する２つの線によって画定される断面１８（Ｑ２）に対して小さい。
【００５２】
図１ｂは、ストッパの領域における、図１による本発明によるストッパ層の拡大断面を示す。この図は、図１ａに関して上述した特徴のすべてを示す。
【００５３】
さらに、図１ｂは、ストッパ層７が、その非エンボス加工領域２０において初期厚さ１９（Ｑ３）を有することを示す。実質的に幅が等しい台形隆起１１の平坦部１５と台形窪み１２の基部１６との幅は、上記厚さに対して一定の比率であってもよく、その比率は、請求項９においてより詳細に定義されている。
【００５４】
同様に、断面１７（Ｑ１）は、断面１９（Ｑ３）に対して、請求項１０においてより詳細に定義された一定の比率で配置され得る。
【００５５】
図１ｂはまた、有効高さ２３（Ｑ５）の一実施形態をさらに示す。それは、ここでは分割され、ストッパ層の両面に均一に振り分けられ、値が２×Ｑ５／２となる。
【００５６】
最後に、図１ｂはまた、台形窪み１２の基部１６から台形側面１３へ、および／または台形側面１３から台形隆起１１の平坦部１５への遷移部２２の一実施形態も示し、その遷移部２２に、半径０．０４ｍｍ〜０．１ｍで、特に半径０．０５ｍｍ〜０．０８ｍｍで丸みをつけてもよく、それにより、ストッパ破壊の危険がさらに低減する。
【００５７】
図１ｃは、一実施形態におけるストッパ層の断面の詳細を示し、そこでは、隆起１１のみなし体積（Ｖ１）および窪み１２の体積（Ｖ２）を、隆起１１と窪み１２とが同じ幾何学的形状であることによって同じにすることができる。特に、側面角（明確にするために、ここではそれらの対角１１４によって示す）もまた同じである。
【００５８】
しかしながら、原則的に、側面角を異なるように、すなわち、一方では対向する隆起１１および窪み１２に対して異なる側面角を使用するように、および／または他方では、ストッパ層の一方の面９または１０に配置される隆起１１および窪み１２に対して異なる側面角をもたらすように設計することも可能である。対向する隆起および窪みの対のＶ１およびＶ２に対し体積が（少なくともおよそ）等しいことは、ここでは、基部および平坦部の幅を適応させることによって保証される。図１ｄは、窪みとその対向する隆起とにおいて側面角が異なる構成を概略的に明示し、この場合、窪み１２に対し、より広い基部１６″と、より急な対角１１４″によって示すより浅い側面角と、を選択することにより、隆起１１と体積を少なくともおよそ等しくすることができ、隆起１１自体は、相対的に狭い平坦部１５′と、より浅い対角１１４′によって示す相対的に急な側面角と、を有する。ここで、互いに対向する隆起および窪みは、作製精度に関連して同じ高さでエンボス加工されていることが明示的に強調されるべきである。
【００５９】
断面Ｑ１の構成を、図１ｄから同様に見ることができる。間に断面Ｑ１が延在する２つの直線の傾斜角は、上側および下側に連続して配置される平坦部の側面の傾斜角の平均値によって得られる。そして、上記直線は、平坦部の側面と、それらの半分の高さ、すなわちＱ５＝Ｑ５′／２＋Ｑ５′／２である場合、Ｑ５′／４で交差する。
【００６０】
図１ｄは、隆起１１とそれに対向して位置する窪み１２とに対する例示的な実施形態を示すが、それぞれ隣接する隆起および窪みの構造に対し概して明確化しようとはしていない。しかしながら、これらの場合、各々、隣接する構造により１つの側面角が自動的に与えられる。これはまた、それぞれの幅にも影響を与える。
【００６１】
図２は、本発明による多層平形ガスケット１であって、通路または燃焼ガス通路開口２の領域において、１つのみの封止層３とストッパ８を有する１つのストッパ層７とを有する、多層平形ガスケット１の断面図を示す。封止層３は、燃焼ガス通路を密封するビード５を有する。図２に示す実施形態では、ストッパ８は、ビード５と燃焼ガス通路開口２との間に配置される。ビード、ストッパおよび燃焼ガス開口の上記配置は、原則的に、図１に示す配置より好ましい。
【００６２】
最適なストッパ動作を得るために、図２による例示的な実施形態におけるストッパ８は、非対称にエンボス加工されており、それにより、ストッパ８の有効高さ２３（Ｑ５）は、ストッパ層７の封止層３に面する側に全面的に配置される。
【００６３】
図３〜図５は、各々、本発明による各々異なる構成でのストッパ層７の一部の平面図を示す。これらの図は、ストッパ層７の外縁２４と、燃焼ガス通路開口２と、締結手段のための通路開口２５と、ストッパ８と、さらなるストッパ２６と、を示す。
【００６４】
ここで、図３は、燃焼ガス開口２を環状に包囲する２つのストッパ８と、外縁２４に配置されるさらなるストッパ２６と、を示す。
【００６５】
図４は、２つのストッパ８が、燃焼ガス通路開口が互いに隣接する領域において、すなわちいわゆるウェブ領域において、隆起および窪みの数が低減している点で、図３とは異なる。ストッパが、ビードの燃焼室から離れる方向に面する面に配置される場合のように、２つのストッパ８間の間隔が大幅に低減する場合、隣接するストッパが集まって、いわゆる眼鏡型ストッパを形成してもよい。
【００６６】
図５は、外縁２４に配置されたさらなるストッパ２６の代りに、複数のさらなるストッパ２６（ここではさまざまな実施形態で示す）が、締結手段のための通路開口２５の領域に、または締結手段のための通路開口２５のわたる領域の外側の領域に配置されるという点で、図３とは異なる。
【００６７】
図６は、最後に、ストッパ層７の隆起１１および窪み１２が、ビード５および６に対しておよそ平行に案内され、したがって、それらの長手方向におけるそれらの基本構造が変化しないということを示す。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１ａ】２つの封止層と１つのストッパ層とを有する、本発明による平形ガスケットの、ビード領域における断面図を概略的に示す。
【図１ｂ】図１ａによる、本発明によるストッパ層の、ストッパの領域における断面図を概略的に示す。
【図１ｃ】図１ｂによる断面図の詳細を概略的に示す。
【図１ｄ】図１ｃによる詳細の変形を概略的に示す。
【図２】１つの封止層と１つのストッパ層とを有する本発明による平形ガスケットの、ビード領域における断面図を概略的に示す。
【図３】比例尺ではない模式図での、本発明によるストッパ層の平面図を示す。
【図４】比例尺ではない模式図での、本発明によるストッパ層の平面図を示す。
【図５】比例尺ではない模式図での、本発明によるストッパ層の平面図を示す。
【図６】２つの封止層と１つのストッパ層とを有する、本発明による平形ガスケットの部分断面斜視図を概略的に示す。
【符号の説明】
【００６９】
１ 多層金属平形ガスケット
２ 通路開口／燃焼室開口
３ 封止層
４ 封止層
５ ビード
６ ビード
７ ストッパ層
８ ストッパ
９ ストッパ層の面
１０ ストッパ層の面
１１ 断面がほぼ台形である畝状隆起
１２ 断面がほぼ台形である溝状窪み
１３ 台形側面
１４ 台形側面の設定角
１５ 台形隆起の平坦部
１６ 台形隆起の基部
１７ 断面Ｑ１
１８ 断面Ｑ２
１９ ストッパ層の厚さＱ３
２０ ストッパ層の非エンボス加工領域
２１ ストッパ高さＱ４
２２ 遷移部
２３ ストッパの有効高さＱ５
２４ 平形ガスケットの外縁
２５ 締結手段のための通路開口
２６ さらなるストッパ
２７ 体積Ｖ１
２８ 体積Ｖ２
１１４ １４に対する対角
【図１−ａ】
【図１−ｂ】
【図１−ｃ．１−ｄ】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層金属平形ガスケット、特に、シリンダヘッドガスケット、または、封止されるべき他の面のため、たとえば多種多様のフランジガスケットのための封止手段として具現化され使用されることが可能なその他の多層金属平形ガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記タイプのガスケットは、単層構造であり得る。しかしながら、本発明の対象は、従来技術により公知である多層ガスケットである。
【０００３】
上記タイプのガスケットは、通常、その層を通して延在する複数の通路開口、特に１つ以上の燃焼ガス開口と、締結手段、油ダクト、冷却水ダクト等のためのさらなる開口と、を有している。
【０００４】
ガスケットは、１つ以上の封止層から構成される。その封止作用を増大させかつ確実にするために、従来方式では、封止層のうちの少なくとも１つの対応する変形により、通路開口の周囲に、特に燃焼ガス開口の周囲に、あるいはたとえば冷却水ダクトの周囲にビードを形成し、そのビードが、ほぼ完全に１つ以上の通路開口を取り囲むようにしている。
【０００５】
上記ビ−ドの機能を得るために、取付け中または動作中の圧縮の結果として、ビードが過度にまたは完全に塑性変形することは防止されなければならない。この目的のために、ストッパとも称される、変形リミッタが従来使用されている。これらは、多種多様の形態を有している。それらを、たとえば、複数の層またはそれら層のうちの１つを撓曲させることによって生成することができる。しかしながら、１つ以上の変形リミッタ（ストッパ）を、ビードより高さの低いエンボス加工の形態で１つ以上の封止層内に形成することもまた従来の方法である。
【０００６】
最後に、多層ガスケットの層のうちの１つを、変形リミッタ（ストッパ）を備えたスペーサプレートまたはストッパ層として提供することもすでに公知である。本発明は、かかるガスケットタイプに関する。
【０００７】
ここで、ストッパを、たとえば、ビードと燃焼室との間、もしくはビードより他方の側、または、ビードの両側の領域に配置することができる。
【０００８】
特に、燃焼室開口周囲の環状帯として延在するストッパが知られており、その帯は、押出成形されたカップ状の窪みおよび隆起の２次元パターンとして形成され、隆起は、窪みのエンボス加工中に押し退けられるシートメタル層の材料によって形成され、各窪みは、シートメタル層の他方の面において隆起のちょうど反対側に位置し、それにより、シートメタル層の両面に、ダイヤモンドまたはチェス盤パターンの隆起および窪みが生成される（ＥＰ１５７７５８９Ａ１号明細書）。しかしながら、この技術では、隆起および窪みは閉じたラインを形成しない。
【０００９】
しかしながら、対照的に、ストッパを、スペーサまたはストッパ層の２つの面に形成される複数のすぐ横の直接隣接する畝状隆起および溝状窪みから構成されるように設計することが有利であることが分かっている。それら隆起および窪みは、それぞれのビードに対しその圧縮を制限するように機能する。
【００１０】
ストッパの連続した隆起（畝）および窪み（溝）は、断面において、波の形状または歯付きの形状を有してもよく、その場合、波の山および谷または歯先端を平坦化してもよい。また、矩形ウェブ（ＤＥ１９６４１４９１Ａ１号明細書）または異形リブ（ＤＥ２１４５４８１号明細書、特開平１１−１０８１９１号公報）と断面が対応して矩形である窪みとを生成するように、隆起および窪みを、断面が矩形であるように設計することもすでに提案されている（いわゆる矩形ストッパ）。
【００１１】
また、隆起および窪みを、断面が台形である畝および溝として（ＤＥ４２１９７０９Ａ１号明細書、ＤＥ１０２５６８９６Ａ１号明細書）または断面が台形である波として（国際公開第０１／９６７６８Ａ１号パンフレット）形成することもすでに提案されている。
【００１２】
いずれの場合も、ストッパの隆起および窪みの幅は、保護されるべきビードの幅より小さい。
【００１３】
国際公開第２００６／００５４８８Ａ１号パンフレットは、上述した公知の波状またはのこぎり歯状または台形のストッパを、弾力性が高いために接触圧が低減するという理由で批判している。矩形ストッパの場合、隆起と窪みとの間のそれらの鋭利な遷移部により、ガスケット部品が破損するという固有の危険がもたらされるという欠点があるものとしてさらに異論が唱えられている。
【００１４】
上記公知のストッパの利点を得ると同時にそれらの欠点を回避するため、特にそれらの非常に剛性な構造を得るがそれにも関わらず損傷を与える圧力ピークを回避するため、そこでは、スペーサプレート（ストッパ層の、そこでは「他方の封止層」と呼ぶ）の両面に、隆起および窪みが以下のように交互に形成されるように、ストッパを設計することが提案されている。すなわち、窪みは、少なくとも部分的に隆起に対向して位置し、窪みおよび隆起の少なくとも一部は、断面がほぼ台形であり、一方の面の、隣接して配置される窪みと隆起との間に、斜めに走る境界画定壁があり、２つの面の互いに隣接する、対向する境界画定壁は、２つの面の対向する窪み間で境界が画定される断面とサイズが同じかまたはそれより大きい、層のウェブ状の断面の境界を画定する。
【００１５】
台形隆起および窪みの隣接する斜めの境界の間のウェブ状の断面を可能な限り厚くし、特に、両面の窪み間で境界が画定される断面より厚くするという教示により、台形の側面が大幅に強化され、したがってストッパの剛性が増大し、同時に、窪みの台形構造により、一定の程度までではあるが、ストッパの部品の破壊の危険が低減するが、得られる剛性は、ストッパに対して、実際に使用中に必要な疲労強度を与えるには十分でない。これは、主に、ストッパ全体の剛性は、ストッパの幾何学的形状のために比較的深くなければならない窪みの切り込みによって悪影響を受けるという事実による。
【００１６】
また、従来技術の上記ストッパ構成における断面の幾何学的比率により、ストッパ全体に対し、すなわち厚い部分とエンボス加工との両方に対して非常に大きな空間が必要になり、その場合、十分な材料を押し退けなければならない。多くのガスケットが、これに対して必要な前提条件を提供しない。
【特許文献１】ＥＰ１５７７５８９Ａ１号明細書
【特許文献２】ＤＥ１９６４１４９１Ａ１号明細書
【特許文献３】ＤＥ２１４５４８１号明細書
【特許文献４】ＤＥ４２１９７０９Ａ１号明細書
【特許文献５】ＤＥ１０２５６８９６Ａ１号明細書
【特許文献６】特開平１１−１０８１９１号公報
【特許文献７】国際公開第２００６／００５４８８Ａ１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記従来技術から、本発明の目的は、必要な高疲労強度（剛性および破壊抵抗）を有し、同時に、より単純かつ費用効率よく作製することができるストッパを備えた、多層金属平形ガスケットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的は、請求項１による特徴を有するガスケットによって達成される。従属請求項は、請求項１の主題の好都合な実施形態を含む。
【００１９】
本発明によるガスケットは、１つ以上の通路開口、特に燃料ガス開口、締結手段のための開口、およびシリンダヘッドガスケットの場合は、冷却液等のための開口も有する、多層金属平形ガスケットとして形成される。
【００２０】
上記ガスケットは、少なくとも１つの通路開口を含む、少なくとも１つの弾性ビードを有する少なくとも１つの封止層と、それぞれのビードの圧縮を制限しかつビードに隣接して配置され、断面において、直接隣接する畝状隆起と溝状窪みとから構成され、それらがともに断面がほぼ台形であり、かつともにストッパ層の両面に形成される、少なくとも１つのストッパを有する、少なくとも１つのストッパ層と、から構成され、対向する隆起および窪みの体積の差が、１０％未満、好ましくは５％未満、特に好ましくは２％未満である。
【００２１】
ストッパの作製中に一方の面の台形窪みから押し退けられるストッパの一方の面の材料が、各々、他方の面の対向する隆起を形成する役割を果たし、そのため、それを形成するためにまさに十分である。ストッパに対して特定の剛性を与えるために隆起および窪みの側面が強化される場合に、１０％、好ましくは５％、特に好ましくは２％を超過しない体積のわずかな差をもたらすことができる。
【００２２】
十分な疲労強度、特に十分な剛性および破壊抵抗を有する（いずれの場合も、これに関して国際公開第２００６／００５４８８Ａ１号パンフレットによる従来技術におけるものより優れた値を達成することができる）が、本発明により得られ、同時に、国際公開第２００６／００５４８８Ａ１号パンフレットによるものとは対照的に、互いにもっとも近接して位置する台形側面を通る２つの平行線によって画定される断面Ｑ１は、各面の窪みの基部を連結する２つの線によって画定される断面Ｑ２に対して小さい。
【００２３】
互いに平行である台形側面を有する隆起および窪みを備えた形態に加えて、本発明は、台形側面のすべてが互いに平行であるとは限らない形態も包含する。この場合、断面Ｑ１は、２つの台形側面の勾配の平均値を有し、かつそれぞれの台形側面とそれらの半分の高さで（対称構成の場合はＱ５／４で）交差する直線の間に形成される。
【００２４】
国際公開第２００６／００５４８８Ａ１号パンフレットの主題は、Ｑ１対Ｑ２の比が逆の構造であり、したがって、互いにもっとも近接して平行に位置する２つの台形側面各々の間の断面が、ストッパの両面の窪みの基部間に位置する領域の断面より厚いことを特徴とする。したがって、国際公開第２００６／００５４８８Ａ１号パンフレットによる主題では、台形側面またはこれらによって画定される領域は、ストッパが吸収しなければならない負荷を支持する。ここでは、しかしながら、両面における基部の間の領域、すなわちエンボス加工後に残っているストッパ領域のコア領域、同時に耐負荷隆起の基部の、上記幾何学的形状に関連する弱化により、本質的に、ストッパ全体に対し望ましくない弾性を与える変形の可能性がもたらされるということは考慮されないままである。
【００２５】
対照的に、本発明による教示は、耐負荷隆起のための基部、すなわち、エンボス加工後に残っているストッパ層のコア領域Ｑ２を、動作中に変形力に永久的に耐えることができるように十分安定性があるように設計することに関する。
【００２６】
これに関して、対向する隆起および窪みの体積が同じかまたは実質的に同じであることが、幅の異なるエンボス加工、特に、より狭くかつ深い隆起に対向して位置するより広くかつ浅い窪みにより得られる、形態が好ましい。ここで、残っているコア領域は、平均して特に広く、したがって特に安定している。ここで、一方の面に存在する隆起および突起がすべて同じ幅である必要はない。
【００２７】
幾何学的に同一に設計された対向する隆起および窪みを有する形態をもたらすために必要とされる塑性変形の程度がより小さく、かつ、この幾何学的条件のために材料の流れが簡略化される結果として、本実施形態は、比較的低押圧力で作製され得るため、特に有益であることが分かる。極端な場合、一方の面において各々最初と最後を除くすべての隆起および窪みが同じ幾何学的形状を有することになる。
【００２８】
上述したように、互いにもっとも近接して対向して位置する台形側面を通る２つの平行線によって画定される断面Ｑ１を、特にＱ２に対して非常に小さくすることが可能であり、これにより、広い断面Ｑ２がストッパ構造全体を支持する。しかしながら、Ｑ１は、隆起および窪みの台形形状が実際に失われるほど小さくしてはならない。その理由は、それにより、台形側面の設定角が９０°に近づくためである。これは、ストッパの耐久性にほとんど悪影響を及ぼさないが、エンボス加工中に問題をもたらす可能性があり、それは台形形状が特に回避する問題である。より浅い角度とすることは、器具の脱型プロセス中に有益である。
【００２９】
したがって、台形側面の設定角は、３０°〜８９°、好ましくは６０°〜８９°になり、特に、実質的に７０°である。ここで、上述したように、すべての隆起および窪みが同じ台形側面角を有する必要はない。ここで、互いの角度の差は、３５°以下、好ましくは１５°以下、特に好ましくは８°以下であるべきである。
【００３０】
台形隆起の平坦部の幅および台形窪みの基部の幅は、ストッパ層の非エンボス加工領域におけるその厚さＱ３の、好ましくは３０％〜２００％であるが、好ましくは４０％〜１５０％であり、より好ましくは４０％〜１００％であり、特に、４０％〜７０％である。上記値は、平坦部および基部の幅が同じである形態と、平坦部および基部の幅が異なるかまたは側面角が異なる形態と、の両方に適用される。後者の形態では、特に幅が非常に異なる場合、幅の一部は、厚さＱ３の３００％以下であってもよい。
【００３１】
ここで、断面Ｑ１は、たとえば、ストッパ層の非エンボス加工領域における断面Ｑ３の５０％未満、特に４０％未満であるべきである。
【００３２】
ストッパがビードの変形を有効に制限するというその目的を達成することができるため、その有効高さＱ５（Ｑ５＝Ｑ４−Ｑ３）、すなわちストッパがストッパ層のエンボス加工のない領域Ｑ３よりどれくらい厚いかの測定値は、０．０５ｍｍ〜０．３３ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍであることで十分であることが多い。
【００３３】
ここで、有効高さを、図１に示すように、ストッパ層の両面に均一に分散させるように配置してもよい。それを、図２に示すように、ストッパ層の一方の面にのみ配置してもよい。さらに、両面の間で非対称な分散も可能である。
【００３４】
ストッパの全体幅は７ｍｍ以下、好ましくは２〜３ｍｍであり、ここでは、ストッパは、本説明のさらなる過程において説明する、空間の理由または台形構造の理由のために、一部において狭くなるかまたは広くなることが可能であり、またはさらには短い区間で中断があってもよい。
【００３５】
十分に耐久性のあるストッパ動作を得るために、ストッパ層が、互いに対向して位置する隆起および窪みの対が、相対的に多く隣接して配置される場合、有利である。当然ながら、隣接する対において、一方の対が窪みを有する側面において隣接する対が隆起を有する。一方、空間条件により、隆起および窪みの隣接する対の数が制限されることになる。この理由で、本発明によるストッパは、互いに隣接して位置する隆起および窪みの、少なくとも３つ、好ましくは少なくとも４つ、特に好ましくは少なくとも５つの対を有する。ここで、上記数の隆起／窪み対が、閉リング、リング状または眼鏡状形状に関して、ストッパ輪郭の長さの少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％および特に好ましくは７５％に存在することが十分である。
【００３６】
ストッパ層（７）を、引張強度が２５０Ｎ／ｍｍ2を上回り、好ましくは４００Ｎ／ｍｍ2を上回り、より好ましくは６００Ｎ／ｍｍ2を上回り、かつ１４００Ｎ／ｍｍ2を下回り、好ましくは１３００Ｎ／ｍｍ2を下回り、より好ましくは１２００Ｎ／ｍｍ2を下回る鋼から作製することができる。ただし、引張強度は、たとえば、６００Ｎ／ｍｍ2未満かまたは４００Ｎ／ｍｍ2未満かまたは１２００Ｎ／ｍｍ2を超えるかまたはさらには１４００Ｎ／ｍｍ2を超えてもよい。
【００３７】
ここで、ストッパ層の材料のクロム含有量は、好ましくは１％未満であり、特に好ましくは０．５％未満である。
【００３８】
上記範囲は、ストッパ動作に必要な強度を提供すると同時に、適度な押圧力で、ストッパ形成に必要な塑性変形を可能にする。ストッパ層は、少なくとも１つの封止層より引張強度が低い鋼から作製されることが好ましい。
【００３９】
ストッパ破壊の危険をさらに最小限にするために、台形窪みの基部と台形側面との間および／または台形側面と台形隆起の平坦部との間の遷移部に丸みをつけてもよい。上記丸み付けに対し、０．０４ｍｍ〜０．１ｍｍの半径であるが好ましくは０．０５ｍｍ〜０．０８ｍｍの半径が使用に向いている。
【００４０】
ストッパは、通路開口に配置される場合、上記通路開口を環状に包囲することが多い。ここで、上記ストッパを、通路開口と、同様に通路開口を環状に包囲することが多い割り当てられたビードとの間に配置してもよく、もしくは、ビードを包囲してもよく、またはビードの両側に配置してもよい。
【００４１】
環状形状の代りに、たとえば弁のための凹部のために、それから外側にそれる形状を提供することも可能である。上記形状は、たとえば、図４に示すように、ビードおよびストッパが複数の通路開口間の領域で集まる結果として、眼鏡形状であってもよい。空間の理由で、短いセグメント形状の断続したストッパも可能である。
【００４２】
通路開口に割り当てられるストッパに加えて、これらから離れた領域、ストッパ層のいわゆる内部領域（ｈｉｎｄｅｒｌａｎｄ）に、さらなるストッパがあってもよい。
【００４３】
上記タイプのさらなるストッパを、たとえば、平形ガスケットの外縁の領域に、および／または少なくとも部分的に、締結手段のための通路開口のわたる領域の外側の領域に配置してもよい。
【００４４】
均一に封止する面圧力を得るために、ストッパは、それらの高さおよび／または幅および／または硬度が、締結手段のための通路開口からの距離に応じて増大するような台形構造であってもよい。この場合、エンジンに特有の条件、特にシリンダヘッドおよびエンジンブロックまたは排気マニホルドに特に隣接する部品のより剛性の高いゾーンが組み込まれる。
【００４５】
ストッパの硬度の増大を、材料の硬度の増加、台形隆起および窪みの数を増大させる構成により、台形側面の設定角の増大により、または隆起のエンボス加工の程度を高くすることによりもたらすことができる。
【００４６】
本発明によるガスケットを、図面による例示的な実施形態に基づいて以下により詳細に説明する。
【００４７】
明確にするために、断面図のすべてを、組立分解図で、間隔を含めて示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
図１ａは、本発明による多層平形ガスケット１であって、通路または燃焼ガス通路開口２の領域に、２つの封止層３、４と、ストッパ８を有する１つのストッパ層７と、を有する多層平形ガスケット１の断面図を示す。封止層３、４は、燃焼ガス通路を密封するための各々１つのビード５、６を有する。図１において、上記ビードは、通路または燃焼ガス通路開口２を直接包囲する。
【００４９】
ストッパ８は、畝状隆起１１と溝状窪み１２とから形成され、それらは、ストッパ層７の両面９、１０に形成され、ビードに直接隣接して配置される。突起１１および窪み１２は、断面が台形であり、ストッパ層の一方の面９または１０の各々の台形は、隣接する台形が各々１つの共通側面を有するように、互いに直接連続して配置される。
【００５０】
図１ａによる例示的な実施形態では、台形側面はすべて、実質的に同じ設定角１４を有する。同時に、台形隆起１１の平坦部（ｐｌａｔｅａｕ）１５と台形窪み１２の基部１６とは、実質的に同じ幅を有し、ストッパ層７の一方の面（９または１０）の各台形隆起１１は、他方の面（１０または９）の台形窪み１２に対向して位置する。
【００５１】
互いにもっとも近接する、対向する台形側面１３の各対は、それらの設定角１４が実質的に同じであるため、互いに対して平行にまたは実質的に平行に位置合せされる。上記台形側面１３間にまたはそれを通る２つの線の間に形成される断面１７（Ｑ１）は、ストッパ８の各面の基部１６を連結する２つの線によって画定される断面１８（Ｑ２）に対して小さい。
【００５２】
図１ｂは、ストッパの領域における、図１による本発明によるストッパ層の拡大断面を示す。この図は、図１ａに関して上述した特徴のすべてを示す。
【００５３】
さらに、図１ｂは、ストッパ層７が、その非エンボス加工領域２０において初期厚さ１９（Ｑ３）を有することを示す。実質的に幅が等しい台形隆起１１の平坦部１５と台形窪み１２の基部１６との幅は、上記厚さに対して一定の比率であってもよく、その比率は、請求項９においてより詳細に定義されている。
【００５４】
同様に、断面１７（Ｑ１）は、断面１９（Ｑ３）に対して、請求項１０においてより詳細に定義された一定の比率で配置され得る。
【００５５】
図１ｂはまた、有効高さ２３（Ｑ５）の一実施形態をさらに示す。それは、ここでは分割され、ストッパ層の両面に均一に振り分けられ、値が２×Ｑ５／２となる。
【００５６】
最後に、図１ｂはまた、台形窪み１２の基部１６から台形側面１３へ、および／または台形側面１３から台形隆起１１の平坦部１５への遷移部２２の一実施形態も示し、その遷移部２２に、半径０．０４ｍｍ〜０．１ｍで、特に半径０．０５ｍｍ〜０．０８ｍｍで丸みをつけてもよく、それにより、ストッパ破壊の危険がさらに低減する。
【００５７】
図１ｃは、一実施形態におけるストッパ層の断面の詳細を示し、そこでは、隆起１１のみなし体積（Ｖ１）および窪み１２の体積（Ｖ２）を、隆起１１と窪み１２とが同じ幾何学的形状であることによって同じにすることができる。特に、側面角（明確にするために、ここではそれらの対角１１４によって示す）もまた同じである。
【００５８】
しかしながら、原則的に、側面角を異なるように、すなわち、一方では対向する隆起１１および窪み１２に対して異なる側面角を使用するように、および／または他方では、ストッパ層の一方の面９または１０に配置される隆起１１および窪み１２に対して異なる側面角をもたらすように設計することも可能である。対向する隆起および窪みの対のＶ１およびＶ２に対し体積が（少なくともおよそ）等しいことは、ここでは、基部および平坦部の幅を適応させることによって保証される。図１ｄは、窪みとその対向する隆起とにおいて側面角が異なる構成を概略的に明示し、この場合、窪み１２に対し、より広い基部１６″と、より急な対角１１４″によって示すより浅い側面角と、を選択することにより、隆起１１と体積を少なくともおよそ等しくすることができ、隆起１１自体は、相対的に狭い平坦部１５′と、より浅い対角１１４′によって示す相対的に急な側面角と、を有する。ここで、互いに対向する隆起および窪みは、作製精度に関連して同じ高さでエンボス加工されていることが明示的に強調されるべきである。
【００５９】
断面Ｑ１の構成を、図１ｄから同様に見ることができる。間に断面Ｑ１が延在する２つの直線の傾斜角は、上側および下側に連続して配置される平坦部の側面の傾斜角の平均値によって得られる。そして、上記直線は、平坦部の側面と、それらの半分の高さ、すなわちＱ５＝Ｑ５′／２＋Ｑ５′／２である場合、Ｑ５′／４で交差する。
【００６０】
図１ｄは、隆起１１とそれに対向して位置する窪み１２とに対する例示的な実施形態を示すが、それぞれ隣接する隆起および窪みの構造に対し概して明確化しようとはしていない。しかしながら、これらの場合、各々、隣接する構造により１つの側面角が自動的に与えられる。これはまた、それぞれの幅にも影響を与える。
【００６１】
図２は、本発明による多層平形ガスケット１であって、通路または燃焼ガス通路開口２の領域において、１つのみの封止層３とストッパ８を有する１つのストッパ層７とを有する、多層平形ガスケット１の断面図を示す。封止層３は、燃焼ガス通路を密封するビード５を有する。図２に示す実施形態では、ストッパ８は、ビード５と燃焼ガス通路開口２との間に配置される。ビード、ストッパおよび燃焼ガス開口の上記配置は、原則的に、図１に示す配置より好ましい。
【００６２】
最適なストッパ動作を得るために、図２による例示的な実施形態におけるストッパ８は、非対称にエンボス加工されており、それにより、ストッパ８の有効高さ２３（Ｑ５）は、ストッパ層７の封止層３に面する側に全面的に配置される。
【００６３】
図３〜図５は、各々、本発明による各々異なる構成でのストッパ層７の一部の平面図を示す。これらの図は、ストッパ層７の外縁２４と、燃焼ガス通路開口２と、締結手段のための通路開口２５と、ストッパ８と、さらなるストッパ２６と、を示す。
【００６４】
ここで、図３は、燃焼ガス開口２を環状に包囲する２つのストッパ８と、外縁２４に配置されるさらなるストッパ２６と、を示す。
【００６５】
図４は、２つのストッパ８が、燃焼ガス通路開口が互いに隣接する領域において、すなわちいわゆるウェブ領域において、隆起および窪みの数が低減している点で、図３とは異なる。ストッパが、ビードの燃焼室から離れる方向に面する面に配置される場合のように、２つのストッパ８間の間隔が大幅に低減する場合、隣接するストッパが集まって、いわゆる眼鏡型ストッパを形成してもよい。
【００６６】
図５は、外縁２４に配置されたさらなるストッパ２６の代りに、複数のさらなるストッパ２６（ここではさまざまな実施形態で示す）が、締結手段のための通路開口２５の領域に、または締結手段のための通路開口２５のわたる領域の外側の領域に配置されるという点で、図３とは異なる。
【００６７】
図６は、最後に、ストッパ層７の隆起１１および窪み１２が、ビード５および６に対しておよそ平行に案内され、したがって、それらの長手方向におけるそれらの基本構造が変化しないということを示す。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１ａ】２つの封止層と１つのストッパ層とを有する、本発明による平形ガスケットの、ビード領域における断面図を概略的に示す。
【図１ｂ】図１ａによる、本発明によるストッパ層の、ストッパの領域における断面図を概略的に示す。
【図１ｃ】図１ｂによる断面図の詳細を概略的に示す。
【図１ｄ】図１ｃによる詳細の変形を概略的に示す。
【図２】１つの封止層と１つのストッパ層とを有する本発明による平形ガスケットの、ビード領域における断面図を概略的に示す。
【図３】比例尺ではない模式図での、本発明によるストッパ層の平面図を示す。
【図４】比例尺ではない模式図での、本発明によるストッパ層の平面図を示す。
【図５】比例尺ではない模式図での、本発明によるストッパ層の平面図を示す。
【図６】２つの封止層と１つのストッパ層とを有する、本発明による平形ガスケットの部分断面斜視図を概略的に示す。
【符号の説明】
【００６９】
１ 多層金属平形ガスケット
２ 通路開口／燃焼室開口
３ 封止層
４ 封止層
５ ビード
６ ビード
７ ストッパ層
８ ストッパ
９ ストッパ層の面
１０ ストッパ層の面
１１ 断面がほぼ台形である畝状隆起
１２ 断面がほぼ台形である溝状窪み
１３ 台形側面
１４ 台形側面の設定角
１５ 台形隆起の平坦部
１６ 台形隆起の基部
１７ 断面Ｑ１
１８ 断面Ｑ２
１９ ストッパ層の厚さＱ３
２０ ストッパ層の非エンボス加工領域
２１ ストッパ高さＱ４
２２ 遷移部
２３ ストッパの有効高さＱ５
２４ 平形ガスケットの外縁
２５ 締結手段のための通路開口
２６ さらなるストッパ
２７ 体積Ｖ１
２８ 体積Ｖ２
１１４ １４に対する対角
【図１−ａ】
【図１−ｂ】
【図１−ｃ．１−ｄ】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの通路開口、特に燃焼室開口を有し、前記通路開口を包囲する少なくとも１つの弾性ビードを備えた少なくとも１つの封止層と、前記ビードの変形の限界を定め、かつ複数の直接連続する畝状隆起および溝状窪みから構成される少なくとも１つのストッパを備えた少なくとも１つのストッパ層と、から構成され、前記畝状隆起および前記溝状窪みがともに、断面がほぼ台形であり、かつ、ともに、前記ストッパ層の両面に形成され、各々台形側面の設定角を有し、前記一方の面の台形隆起が、前記他方の面の台形窪みに対向して位置する、多層金属平形ガスケット、特にシリンダヘッドガスケットであって、
前記一方の面の台形隆起の体積Ｖ１と前記他方の面の対向する台形窪みの体積Ｖ２との差が１０％未満であり、互いにもっとも近接して互いに反対側に位置する台形側面を通る２つの平行線によって画定される断面Ｑ１が、各面の前記窪みの基部を連結する２つの線によって画定される断面Ｑ２に対して小さいことを特徴とする平形ガスケット。
【請求項２】
前記ストッパ層が、引張強さが２５０Ｎ／ｍｍ2を上回り、好ましくは４００Ｎ／ｍｍ2を上回り、より好ましくは６００Ｎ／ｍｍ2を上回り、かつ１４００Ｎ／ｍｍ2を下回り、好ましくは１３００Ｎ／ｍｍ2を下回り、より好ましくは１２００Ｎ／ｍｍ2を下回る鋼から作製されることを特徴とする、請求項１に記載の平形ガスケット。
【請求項３】
前記ストッパ層が、少なくとも３つ、好ましくは少なくとも４つ、特に好ましくは少なくとも５つの、前記一方の面に形成された隆起と前記他方の面に形成された窪みとの直接連続した対を、前記ストッパの外形の長さの少なくとも６０％に有することを特徴とする、請求項１または２に記載の平形ガスケット。
【請求項４】
前記体積Ｖ１、Ｖ２の差が５％未満、好ましくは２％未満であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項５】
前記台形側面の前記設定角が、３０°〜８９°、好ましくは６０°〜８９°であり、特に実質的に７０°であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項６】
前記ストッパ層内の前記台形側面の各々における前記設定角の差が、３５°以下、好ましくは１５°以下、特に好ましくは８°以下であることを特徴とする、請求項５に記載の平形ガスケット。
【請求項７】
前記ストッパ層に形成される直接連続する前記ほぼ台形の隆起および窪みの前記台形側面の前記設定角が同じかまたは実質的に同じであることを特徴とする、請求項６に記載の平形ガスケット。
【請求項８】
前記台形隆起の平坦部および前記台形窪みの前記基部の幅が同じかまたは実質的に同じであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項９】
前記ストッパ層が、前記ほぼ台形の隆起および窪みの外側の領域において厚さＱ３を有し、前記台形隆起の前記平坦部および前記台形窪みの前記基部の幅が、前記厚さＱ３の３０％〜２００％、好ましくは４０％〜１５０％、特に好ましくは４０％〜１００％であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１０】
前記断面Ｑ１が、前記断面Ｑ３の５０％未満、特に４０％未満であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１１】
前記ストッパの有効高さＱ５（Ｑ４−Ｑ３＝Ｑ５）が、０．０３ｍｍ〜０．３ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１２】
前記ストッパが、前記ビードより前記通路開口に面する側に、および／または、前記ビードより前記通路開口から離れる方向に面する側に、配置されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１３】
前記ストッパが、前記通路開口を環状に包囲することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１４】
前記ストッパが、前記燃焼室開口を、前記燃焼室の周縁まで０．１ｍｍを上回る間隔で包囲することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１５】
前記ストッパが、前記通路開口を環状に取り囲む前記ビードを環状に包囲することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１６】
少なくとも１つのさらなるストッパが、前記通路開口から離れた領域（内部領域）に設けられることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１７】
前記さらなるストッパが、前記平形ガスケットの外縁の領域に、および／または、少なくとも部分的に締結手段のための通路開口のわたる領域の外側の領域に配置されることを特徴とする、請求項１６に記載の平形ガスケット。
【請求項１８】
均一な封止面圧力を得るために、前記ストッパが、その高さおよび／または幅および／または硬度が、締結手段のための前記通路開口からの距離に応じて増大するような台形構造であることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１９】
前記ストッパの前記硬度の増大を、該ストッパの材料の硬度の増加、前記台形隆起および窪みの数の増加、前記台形側面の設定角の増大、または、前記隆起のエンボス加工の程度を高くすること、によりもたらすことを特徴とする、請求項１８に記載の平形ガスケット。
【請求項２０】
前記ストッパ層が、クロム含有量が好ましくは１％未満、特に好ましくは０．５％未満である鋼から作製されることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１】
少なくとも１つの通路開口、特に燃焼室開口を有し、前記通路開口を包囲する少なくとも１つの弾性ビードを備えた少なくとも１つの封止層と、前記ビードの変形の限界を定め、かつ複数の直接連続する畝状隆起および溝状窪みから構成される少なくとも１つのストッパを備えた少なくとも１つのストッパ層と、から構成され、前記畝状隆起および前記溝状窪みがともに、断面がほぼ台形であり、かつ、ともに、前記ストッパ層の両面に形成され、各々台形側面の設定角を有し、前記一方の面の台形隆起が、前記他方の面の台形窪みに対向して位置する、多層金属平形ガスケット、特にシリンダヘッドガスケットであって、
前記一方の面の台形隆起の体積Ｖ１と前記他方の面の対向する台形窪みの体積Ｖ２との差が１０％未満であり、互いにもっとも近接して互いに反対側に位置する台形側面を通る２つの平行線によって画定される断面Ｑ１が、各面の前記窪みの基部を連結する２つの線によって画定される断面Ｑ２に対して小さいことを特徴とする平形ガスケット。
【請求項２】
前記ストッパ層が、引張強さが２５０Ｎ／ｍｍ2を上回り、好ましくは４００Ｎ／ｍｍ2を上回り、より好ましくは６００Ｎ／ｍｍ2を上回り、かつ１４００Ｎ／ｍｍ2を下回り、好ましくは１３００Ｎ／ｍｍ2を下回り、より好ましくは１２００Ｎ／ｍｍ2を下回る鋼から作製されることを特徴とする、請求項１に記載の平形ガスケット。
【請求項３】
前記ストッパ層が、少なくとも３つ、好ましくは少なくとも４つ、特に好ましくは少なくとも５つの、前記一方の面に形成された隆起と前記他方の面に形成された窪みとの直接連続した対を、前記ストッパの外形の長さの少なくとも６０％に有することを特徴とする、請求項１または２に記載の平形ガスケット。
【請求項４】
前記体積Ｖ１、Ｖ２の差が５％未満、好ましくは２％未満であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項５】
前記台形側面の前記設定角が、３０°〜８９°、好ましくは６０°〜８９°であり、特に実質的に７０°であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項６】
前記ストッパ層内の前記台形側面の各々における前記設定角の差が、３５°以下、好ましくは１５°以下、特に好ましくは８°以下であることを特徴とする、請求項５に記載の平形ガスケット。
【請求項７】
前記ストッパ層に形成される直接連続する前記ほぼ台形の隆起および窪みの前記台形側面の前記設定角が同じかまたは実質的に同じであることを特徴とする、請求項６に記載の平形ガスケット。
【請求項８】
前記台形隆起の平坦部および前記台形窪みの前記基部の幅が同じかまたは実質的に同じであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項９】
前記ストッパ層が、前記ほぼ台形の隆起および窪みの外側の領域において厚さＱ３を有し、前記台形隆起の前記平坦部および前記台形窪みの前記基部の幅が、前記厚さＱ３の３０％〜２００％、好ましくは４０％〜１５０％、特に好ましくは４０％〜１００％であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１０】
前記断面Ｑ１が、前記断面Ｑ３の５０％未満、特に４０％未満であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１１】
前記ストッパの有効高さＱ５（Ｑ４−Ｑ３＝Ｑ５）が、０．０３ｍｍ〜０．３ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１２】
前記ストッパが、前記ビードより前記通路開口に面する側に、および／または、前記ビードより前記通路開口から離れる方向に面する側に、配置されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１３】
前記ストッパが、前記通路開口を環状に包囲することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１４】
前記ストッパが、前記燃焼室開口を、前記燃焼室の周縁まで０．１ｍｍを上回る間隔で包囲することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１５】
前記ストッパが、前記通路開口を環状に取り囲む前記ビードを環状に包囲することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１６】
少なくとも１つのさらなるストッパが、前記通路開口から離れた領域（内部領域）に設けられることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１７】
前記さらなるストッパが、前記平形ガスケットの外縁の領域に、および／または、少なくとも部分的に締結手段のための通路開口のわたる領域の外側の領域に配置されることを特徴とする、請求項１６に記載の平形ガスケット。
【請求項１８】
均一な封止面圧力を得るために、前記ストッパが、その高さおよび／または幅および／または硬度が、締結手段のための前記通路開口からの距離に応じて増大するような台形構造であることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【請求項１９】
前記ストッパの前記硬度の増大を、該ストッパの材料の硬度の増加、前記台形隆起および窪みの数の増加、前記台形側面の設定角の増大、または、前記隆起のエンボス加工の程度を高くすること、によりもたらすことを特徴とする、請求項１８に記載の平形ガスケット。
【請求項２０】
前記ストッパ層が、クロム含有量が好ましくは１％未満、特に好ましくは０．５％未満である鋼から作製されることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の平形ガスケット。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００９−５４４９１３（Ｐ２００９−５４４９１３Ａ）
【公表日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２１２７９（Ｐ２００９−５２１２７９）
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５７７６７
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０１２３６３
【国際公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（３０３０５００７８）ラインツーディチュングスーゲーエムベーハー (9)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５７７６７
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０１２３６３
【国際公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（３０３０５００７８）ラインツーディチュングスーゲーエムベーハー (9)
【Ｆターム（参考）】
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