專利名稱：用于制造密封墊元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造環(huán)形構(gòu)成的金屬的密封墊元件的方法。
背景技術(shù)：
通過EP 1 306 589A2已知一種密封墊元件，它包括一個由一種氧化物分散硬化的合金構(gòu)成的第一金屬層和一個由一種混晶硬化的合金或一種沉淀硬化的鎳基合金或一種氧化物分散硬化的合金構(gòu)成的第二金屬層。密封墊在徑向截面看具有一種波紋狀結(jié)構(gòu)組織。按方法技術(shù)剪下各層第一和第二件，其中使兩個層變形成第一和第二環(huán)。將這樣形成的各環(huán)同心地交錯放置，其中緊接著使這樣形成的材料復合物變形成一個密封元件的最終輪廓。這種造型由于大量的工作步驟而被認為是昂貴且成本高的。由DE 10 2007 038 713A1得知一種用于制造由一種金屬特別是鋼或一種鋼合金構(gòu)成的局部加強的空心型材的方法。一個板坯與許多設置在該板坯上的由金屬構(gòu)成的加強元件通過采用卷起技術(shù)或通過一種U-O成型成型成一個空心型材，其中設置在板坯上的加強元件在成型之后經(jīng)由一種形鎖合與成型的板坯連接。目前經(jīng)常還是由金屬薄板沖壓成形來生產(chǎn)金屬的密封墊元件并且在多個工作步驟中將其引向其最終形狀。由于使用金屬薄板，所以在沖壓成形時出現(xiàn)高的材料損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，以最少可能的材料使用制造密封墊元件，這些密封墊元件在運行狀態(tài)下不僅可以改進密封性能而且可以改進彈簧特性。這樣制造的密封元件應可用于特定的使用情況，特別是用在汽車驅(qū)動裝置領(lǐng)域中。通過一種用于制造環(huán)形構(gòu)成的金屬的密封墊元件的方法達到該目的，其中使至少兩個可預定厚度、長度和寬度的金屬薄板條或薄片條以一種定制坯件或拼縫物方式相互處于有效連接，緊接著將這種復合物卷繞成一個管，其中使管形的多層復合物的相互面對的端部區(qū)域相互材料鎖合、力鎖合或形鎖合或者其組合地連接，特別是通過熱作用，如通過熔焊或釬焊，并且或是將所述管分成一些單個的隨后通過機械造型成型成相應的密封墊元件的環(huán)形元件，或是使整個管成型并且將這樣具有成型輪廓的管分成一些單個的構(gòu)成密封元件的環(huán)形元件。同樣通過一種用于制造環(huán)形構(gòu)成的金屬的密封墊元件的方法達到該目的，其中從可預定厚度、長度和寬度的金屬薄板條或薄片條生產(chǎn)不同外部尺寸的管或管段，將這些管或管段交錯地放置成一個以定制管方式構(gòu)成的多層復合物，其中使管形的多層復合物的相互面對的端部區(qū)域材料鎖合、力鎖合或形鎖合或者其組合地相互連接，特別是通過熱作用， 如通過熔焊或釬焊，并且或是將所述多層復合物分成一些單個的隨后通過機械造型成型成相應的密封墊元件的環(huán)形元件，或是使整個管成型并且將這樣具有成型輪廓的管分成一些單個的構(gòu)成密封元件的環(huán)形元件。
由按照方法的諸從屬權(quán)利要求得知按照本發(fā)明方法的有利的進一步構(gòu)成。技術(shù)人員把概念“定制坯件”理解為金屬薄板或薄片，它們例如由不同的材料和/ 或厚度構(gòu)成。緊接著使這些預制的半成品經(jīng)受一種機械變形。技術(shù)人員把概念“拼縫物”理解為金屬薄板或薄片，以補丁方式將一些另外的更小的金屬薄板或薄片放到所述金屬薄板或薄片上，它們與第一金屬薄板或薄片連接。技術(shù)人員把概念“定制管”理解為管形的由金屬薄板或薄片構(gòu)成的構(gòu)件，它們相互連接?？梢酝ㄟ^所有在技術(shù)中已知的材料鎖合、力鎖合或形鎖合的連接方法或其組合實現(xiàn)金屬薄板或管或卷繞的金屬薄板的相互對置的端部區(qū)域的連接。對于按本發(fā)明方法制造的密封墊元件的應用領(lǐng)域是在渦輪增壓機的區(qū)域中的密封墊或作為特別在汽車的排氣系中的平面密封墊或法蘭密封墊。此外這樣生產(chǎn)的密封墊還可以用作例如在汽車變速器殼體中的殼體密封墊。作為原料或是使用薄的金屬薄板條或薄片條(10 μ π!至200 μ m)，或是組成一種與較厚的金屬薄板條或薄片條ΟΟΟμπ 至ΙΟΟΟμπ )的組合，相應的材料復合物或是作為金屬薄板或是作為管。通過所使用的金屬薄板條或薄片條的不同長度、寬度或厚度，例如可以實現(xiàn)一種板簧狀的層板結(jié)構(gòu)(拼縫物)。因此結(jié)合了下列優(yōu)點-這種層板結(jié)構(gòu)用于根據(jù)對密封墊元件的相應要求可以類似板簧那樣調(diào)整彈簧特性。-通過層板結(jié)構(gòu)，可以產(chǎn)生由較薄和較厚的金屬薄板/薄片構(gòu)成的組合，從而將較薄的繼而較小剛性的環(huán)安裝在密封墊元件的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，這些環(huán)承擔密封功能，因為這些環(huán)更好地緊貼密封面，并且一個或多個較厚的金屬薄板在多層復合物的中心將所需的剛度引入到系統(tǒng)中，以便確保所要求的彈簧功能。這種類型的層板系統(tǒng)可以由一些由其不產(chǎn)生不期望的效應像例如不同的熱膨脹或熱電效應的材料制造。根據(jù)密封墊元件的使用范圍使用相同或不同的材料。冷軋帶鋼、彈簧鋼、鎳基合金、貝氏體材料等都是適合的。所使用的金屬薄板條或薄片條可以必要時局部或整面地進行涂層。


本發(fā)明主題借助一個實施例示出在附圖中并且描述如下。其中圖1按一種定制坯件建造的層板復合物的簡略圖；圖2按一種拼縫物建造的層板復合物的簡略圖；圖3和4兩個由不同軋制方向的金屬薄板滾軋的管的簡略圖；圖5由一個長的金屬薄板條螺旋形卷繞的管的簡略圖；圖6和7用于對一個管進行輪廓成型的造型過程的簡略圖；圖8用于生產(chǎn)一個密封墊元件的造型過程的簡略圖；圖9不同構(gòu)成的密封元件的簡略圖；圖10 —個氣缸蓋密封墊的簡略圖，包括一個按圖9的密封元件。
具體實施例方式圖1示出一個以一種定制坯件方式建造的層板復合物的簡略圖，層板復合物由三個不同厚度的金屬薄板條1、2、3構(gòu)成。金屬薄板條1、2、3在本實例中具有相同的長度L和相同的寬度B。金屬薄板條1和3的厚度在200和1000 μ m之間，而設置在其間的金屬薄板條2具有在10和150 μ m之間的厚度。金屬薄板條1、2、3可以在其側(cè)面4之一的區(qū)域內(nèi)通過熱作用例如通過熔焊相互連接(未示出)。因此一個由金屬薄板條1、2、3構(gòu)成的多層復合物緊接著被卷繞成一個管5。卷繞的管5的相互對置的端部區(qū)域6、7可以必要時通過熱作用例如通過熔焊相互連接。這取決于待生產(chǎn)的密封墊元件的相應的使用情況。如在活塞環(huán)中已知的那樣，如果需要一個接縫，則管5以相應的方式實施為管段，從而該接縫(未示出)在卷繞之后得以保留。圖2示出一個相對于圖1的備選方案。這里多個具有基本上不同厚度的金屬薄板 8、9、10相互緊靠排列。這些金屬薄板8-10在本實例中材料鎖合地(粘接、熔焊、釬焊)相互連接。這樣生產(chǎn)的拼縫物被滾軋(箭頭)，其中類似于圖1，端部區(qū)域相互連接。這樣形成一個沿徑向方向看具有不同厚度的管5'，或在可預定的部位具有加厚部?？梢跃o接著將該管5'切成一些單個的環(huán)形元件或使整個管5'成型。然后可以從成型的管5'切出單個的、構(gòu)成密封環(huán)的環(huán)形元件。圖3和4示出不同軋制方向的金屬薄板條11、12，它們同樣成型成管13、14。如已述的那樣，管13、14的相應的端部區(qū)域15、16、17、18可以通過熔焊或釬焊相互連接。在這里還存在的可能性是，成型一些管段，從而端部區(qū)域15、16、17、18以可預定的距離相互設置。 管13、14在本實例中具有不同的直徑，其中管14的外徑大約與管13的內(nèi)容一致。這些管 13、14現(xiàn)在可以交錯地滑動，以產(chǎn)生一種定制管。可能存在的焊縫可以必要時相互錯開地設置。同樣可設想的是，管13、14這樣相互定位，以致它們通過熔焊相互處于有效連接。圖5示出本發(fā)明方法的另一種實施形式。一個長的金屬薄板條19可以繞起成一個螺旋形構(gòu)成的管20。金屬薄板條19的端部區(qū)域21必要時可以通過熔焊或釬焊與卷繞區(qū)域22連接。還可設想的是，產(chǎn)生一種形鎖合或力鎖合的連接，以便將單個的層相互連接在一起?，F(xiàn)在將按圖1至5生產(chǎn)的管或者管段分離(例如通過切割)成一些相應的環(huán)形元件并且將其引向一種精加工。如已述的那樣，也可以使整個管成型，其中將這樣具有成型輪廓的管切割成構(gòu)成單個的密封墊元件的環(huán)形元件。在這里成型方法如液壓成型、橡膠成型或粗鍛壓力機是適合的。技術(shù)人員根據(jù)應用情況選擇適當?shù)姆椒āD6和7示出用于對例如按圖5的管20的外圓周面進行輪廓成型的不同的造型過程。在圖6中示出了液壓成型的過程而在圖7中示出了橡膠成型的過程。在兩種情況下都將相應的輪廓20'、20〃引入到管20中。圖8示出一個單個的環(huán)形元件23的放大視圖。該環(huán)形元件23放在一個陰模M 前，該陰模設有一個相應的陰型25。例如在使用一個旋轉(zhuǎn)的輥子沈情況下，將環(huán)形元件23 壓入到陰型25中。在機械造型之后，這樣生產(chǎn)的密封墊元件27具有大致V形的輪廓。根據(jù)陰型25的設計方案，可以產(chǎn)生密封墊元件27的極其不同的輪廓。
圖9示出不同輪廓成型的密封墊元件27的實例。圖10作為簡略圖示出一個平面密封墊或一個氣缸蓋密封墊觀，它例如可以用在內(nèi)燃機的區(qū)域中?？煽闯龈髀萁z通過孔四以及各通過孔或各燃燒室通過開口 30。一個密封元件27如在圖9中所示的那樣可以定位在相應通過孔或燃燒室通過開口 30的區(qū)域內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于制造環(huán)形構(gòu)成的金屬的密封墊元件07)的方法，其中使至少兩個可預定厚度、 長度(L)和寬度(B)的金屬薄板條或薄片條(1、2、3、8、9)以一種定制坯件或拼縫物方式相互處于有效連接，緊接著將這種復合物卷繞成一個管(5)，其中使管形的多層復合物的相互面對的端部區(qū)域(6、7、15、16、17、18)相互材料鎖合、力鎖合或形鎖合或者其組合地連接， 特別是通過熱作用，如通過熔焊或釬焊，并且或是將所述管( 分成一些單個的隨后通過機械造型成型成相應的密封墊元件(XT)的環(huán)形元件(23)，或是使整個管( 成型并且將這樣具有成型輪廓的管( 分成一些單個的構(gòu)成密封元件的環(huán)形元件03)。
2.用于制造環(huán)形構(gòu)成的金屬的密封墊元件(XT)的方法，其中從可預定厚度、長度和寬度的金屬薄板條或薄片條(11、1幻生產(chǎn)不同外部尺寸的管(13、14)或管段，將這些管(13、 14)或管段交錯地放置成一個以定制管方式構(gòu)成的多層復合物，其中使管形的多層復合物的相互面對的端部區(qū)域(6、7、15、16、17、18)材料鎖合、力鎖合或形鎖合或者其組合地相互連接，特別是通過熱作用，如通過熔焊或釬焊，并且或是將所述多層復合物分成一些單個的隨后通過機械造型成型成相應的密封墊元件07)的環(huán)形元件(23)，或是使整個管( 成型并且將這樣具有成型輪廓的管( 分成一些單個的構(gòu)成密封元件的環(huán)形元件03)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，為了生產(chǎn)一個管(20)，將金屬薄板 (20)或多層復合物螺旋形繞起。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，將一個可預定厚度、長度(L)和寬度(B)的金屬薄板條或薄片條(1、8)與至少一個不同厚度、長度(L)和/或?qū)挾?B)的薄片條0、3、9)以一種定制坯件或拼縫物方式相互連接成一個多層復合物。
5.按照權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，將一個可預定厚度、長度和寬度的第一金屬薄板條或薄片條(11)成型成一個第一管或管段(13)，將至少一個不同厚度、長度和 /或?qū)挾鹊牧硗獾慕饘俦“鍡l或薄片條(1 形成為一個另外的管(14)或管段，其中緊接著將所述管(13、14)或管段交錯地放置并且必要時材料鎖合、力鎖合或形鎖合或者其組合地相互連接。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，相同或不同軋制方向的金屬薄板條或薄片條(11、1幻組成一個定制坯件復合物或者一個拼縫物復合物或者一個定制管復合物。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，通過至少一個輪廓輥子06)在一個相應構(gòu)成的陰模0 內(nèi)將環(huán)形元件引向其形成密封墊元件07)的最終形狀。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，通過液壓成型、橡膠成型或粗鍛壓力機對所述管( 或者所述單個的環(huán)形元件進行成型或輪廓成型。
9.按照權(quán)利要求1和3至8之一所述的方法，其特征在于，使不同材料的金屬薄板條或薄片條以一種定制坯件或拼縫物方式相互處于有效連接。
10.按照權(quán)利要求2至8之一所述的方法，其特征在于，將不同材料的金屬薄板條或薄片條交錯地放置成一個以定制管方式構(gòu)成的多層復合物。
11.按照權(quán)利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，局部或整面地對所使用的金屬薄板條或薄片條進行涂層。
12.密封墊元件，按照權(quán)利要求1至11之一所述的方法制造，作為在渦輪增壓機的區(qū)域中的密封墊。
13.密封墊元件，按照權(quán)利要求1至11之一所述的方法制造，作為特別在汽車的排氣系中的法蘭密封墊。
14.密封墊元件，按照權(quán)利要求1至11之一所述的方法制造，作為特別在汽車變速器的區(qū)域中的殼體密封墊。
15.密封墊元件，按照權(quán)利要求1至11之一所述的方法制造，作為平面密封墊，特別作為氣缸蓋密封墊08)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造環(huán)形構(gòu)成的金屬的密封墊元件的方法，其中使至少兩個可預定厚度、長度和寬度的金屬薄板條或薄片條以一種定制坯件或拼縫物方式相互處于有效連接，緊接著將這種復合物卷繞成一個管，其中使管形的多層復合物的相互面對的端部區(qū)域相互材料鎖合、力鎖合或形鎖合或者其組合地連接，特別是通過熱作用，如通過熔焊或釬焊，并且或是將所述管分成一些單個的隨后通過機械造型成型成相應的密封墊元件的環(huán)形元件，或是使整個管成型并且將這樣具有成型輪廓的管分成一些單個的構(gòu)成密封元件的環(huán)形元件。
文檔編號B21D53/84GK102387875SQ201080016133
公開日2012年3月21日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者R·普雷恩 申請人:輝門密封系統(tǒng)有限公司