專利名稱：密封墊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一密封墊，具有至少一金屬層，其中各自至少形成一通孔，并涉及密封墊的制造方法。單層或者多層的密封墊可以特別是作為氣缸蓋密封件，但也可以用于其他相互所要密封的平面，像各種不同的密封墊那樣形成和使用。
為提高和保證這種金屬密封件更長(zhǎng)時(shí)間的密封效果，通常是環(huán)繞各種不同的通孔，通過(guò)這種密封墊至少層之一的相應(yīng)變形，形成一般完全將該通孔包圍的凹槽部分部分。
然而，這種凹槽部分部分的功能只能在一定時(shí)間內(nèi)滿足凹槽部分區(qū)域內(nèi)的一定程度的彈性，一般在沒(méi)有阻止完全彈性變形的附加輔助手段情況下，便不能得到保持。為此，通常是為凹槽部分設(shè)置變形限制件。這種變形限制件在各種不同的實(shí)施方式中是公知的，通常也稱為“止動(dòng)件”。這樣，可以通過(guò)金屬層之一的反復(fù)彎曲或者附加元件形成變形限制件。
在DE 298 04 534中介紹了這樣一種變形限制件的例子，它采用的是在一金屬層中形成一開(kāi)槽區(qū)。這種開(kāi)槽通過(guò)金屬層中的冷變形或熱變形產(chǎn)生。對(duì)此，開(kāi)槽考慮到金屬層的厚度或同時(shí)考慮到這種密封件某種安裝條件下，這樣確定尺寸，即相應(yīng)增加開(kāi)槽區(qū)的厚度。
然而，利用這種開(kāi)槽作為變形限制件，對(duì)所要求的特性只能產(chǎn)生有限的影響，特別是帶有與各種不同的，即使在密封件上也可能是局部不同的使用條件相應(yīng)配合的變化，只能是有條件的和有限的。
在各種適用的制造方法中，出現(xiàn)一種不取決于是否進(jìn)行冷變形或熱變形，變形該區(qū)域中金屬的方法，它至少在為這種密封墊選擇和設(shè)計(jì)扁平金屬時(shí)必須加以考慮。
特別是在通過(guò)擠壓冷金屬而形成這種開(kāi)槽時(shí)，會(huì)相應(yīng)磨損其擠壓工具，以至于必須在或多或少的時(shí)間更換成本很高的工具。
此外，槽不能以任意深度和任意密度重新在金屬層中形成。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種密封墊以及一種制造該密封墊的方法，通過(guò)至少一金屬層的密封墊，它能夠更好地適應(yīng)局部出現(xiàn)的影響，并利用該方法可以成本低廉地制造這種密封墊。
本發(fā)明的目的通過(guò)權(quán)利要求1所述的密封墊或者權(quán)利要求29所述的方法得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式和進(jìn)一步方案由從屬權(quán)利要求中包含的特征給出。
在本發(fā)明的密封墊中，它可以由單金屬層或也可以由多個(gè)彼此重疊的金屬層組成，與已經(jīng)提及的公知的開(kāi)槽相反，在一層，但至少在金屬層之一中，其構(gòu)型至少區(qū)域地環(huán)繞一個(gè)或多個(gè)通孔，特別是在氣缸蓋密封件中燃燒室的通孔中使用。對(duì)此，其構(gòu)型可以呈波浪形和/或者鋸齒形，其中，借助沖壓各金屬層形成。
本發(fā)明中的波浪概念也包括與正弦形波浪不同的實(shí)施方式。波浪因此也可以在波峰和波谷上整平，例如具有直齒面。在本發(fā)明的波浪的概念中，還涉及梯形構(gòu)型。
其構(gòu)型優(yōu)選至少區(qū)域地環(huán)繞通孔，盡可能與其外形配合。理想的是，這種類型的構(gòu)型在密封件的每側(cè)上具有三個(gè)和多個(gè)波峰及三個(gè)和多個(gè)鋸齒。在這種情況下，即使構(gòu)型沒(méi)有被填充或涂層，也能取得良好的密封性能。
如果沖壓鋸齒形構(gòu)型，實(shí)用的是，對(duì)交替朝向兩個(gè)密封面的各齒的齒尖進(jìn)行相應(yīng)倒圓。當(dāng)然，也可以不對(duì)波浪構(gòu)型的齒尖進(jìn)行倒圓。然而，在兩種情況中，各自的波峰及波谷也可以被整平或壓平，由此在相鄰的密封層上形成止動(dòng)件的特別有效的接觸面。有益的是，波峰及各鋸齒的高度，即幅度，不一定在整個(gè)構(gòu)型上不變，而是在考慮到各自的幾何形狀情況下，可以在環(huán)繞通孔的一定的圓周區(qū)域內(nèi)不同。在相同方式下，波峰及鋸齒的距離也可以彼此變化。
鋸齒及波峰的不同幅度和/或者各鋸齒及波峰之間的不同距離以及波浪的不同半徑，也可以隨著距各自通孔邊緣距離的增長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整，以便特別是可以針對(duì)性地局部影響彈性和彈簧剛性。對(duì)此，也可以限定這種構(gòu)型區(qū)域的塑性變形或在安裝這種密封墊之前進(jìn)行。
此外，波谷和波峰之間或彼此相鄰的，處于相對(duì)側(cè)上的鋸齒之間的過(guò)渡區(qū)的材料厚度可以小于波峰/波谷及鋸齒的材料厚度。通過(guò)適當(dāng)沖壓(齒面頂鍛)形成構(gòu)型時(shí)，也可以形成材料厚度，其構(gòu)型的特性可以與各自的特殊條件相適應(yīng)。也可以不頂鍛齒面，而頂鍛波峰和波谷。所謂的徑向頂鍛使得齒面變厚。
環(huán)繞通孔形成其周期長(zhǎng)度＝1的構(gòu)型是足夠的。這意味著，其構(gòu)型僅由兩個(gè)波峰或兩個(gè)鋸齒組成，它們?cè)诟髯韵喾吹姆较蛏闲纬?。?dāng)然，也可以包括更多的波峰，具有優(yōu)點(diǎn)的是三個(gè)或多個(gè)。
特別優(yōu)選的是，其構(gòu)型作為附加形成的凹槽部分部分的變形限制件。
這樣，可以在一單層密封件中至少在這種凹槽部分的一側(cè)上形成本發(fā)明的構(gòu)型，其中，當(dāng)然也可以在雙側(cè)設(shè)置其構(gòu)型。優(yōu)選的是其構(gòu)型設(shè)置在燃燒室側(cè)。對(duì)于構(gòu)型起到變形限制件作用并與凹槽部分相鄰這種情況來(lái)說(shuō)，形成的波浪，即構(gòu)型高度(幅度)和波峰的距離(周期)由凹槽部分決定。其構(gòu)型，即特別是波浪的幅度，必須小于凹槽部分的擴(kuò)張(參見(jiàn)例如圖4和6)。
但在一多層密封件中，其構(gòu)型也可以在一層中形成，其凹槽部分在一相鄰層中形成。
依據(jù)本發(fā)明，密封墊也可以由至少兩個(gè)具有波浪或鋸齒形構(gòu)型的金屬層形成。這些構(gòu)型可以彼此重疊。具有優(yōu)點(diǎn)的是，兩個(gè)層中的構(gòu)型的各自波浪(幅度、構(gòu)型高度和半徑)的長(zhǎng)度、深度和/或者半徑是不同。如果這種類型的兩個(gè)不同設(shè)計(jì)的波浪凹槽部分，在發(fā)動(dòng)機(jī)中壓縮下產(chǎn)生直接相互接觸，那么，波浪凹槽部分的每個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)取決于各自的波浪結(jié)構(gòu)。對(duì)于兩個(gè)構(gòu)型不同的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況，可以采用高夾緊力的彈性彈簧元件以進(jìn)行密封。這樣，在板之一里面可以省去全凹槽部分，盡管如此仍超過(guò)全凹槽部分的夾緊力。
此外，具有構(gòu)型的層在構(gòu)型區(qū)域內(nèi)，通過(guò)至少另一層，例如一環(huán)，優(yōu)點(diǎn)的是利用其構(gòu)型的寬度加厚。該層或者該環(huán)可以將構(gòu)型層沿通孔的圓周邊緣至少在區(qū)域上圍住，并在那里形成一所謂的卷邊止動(dòng)件。加厚層或加厚環(huán)可以具有同樣的構(gòu)型，因此，兩個(gè)構(gòu)型可以形狀合理地彼此靠在一起。但在這里，加厚層或加厚環(huán)構(gòu)型的幅度、周期和半徑也可以沿著通孔的圓周邊緣和/或者垂直于通孔的圓周邊緣變化。如果設(shè)置的、相鄰的構(gòu)型的不同層上的幅度、周期和半徑彼此不同，那么，對(duì)其密封性能會(huì)有針對(duì)性的影響。
止動(dòng)件(層或環(huán))可以借助于可自由選擇的焊接方法與波浪止動(dòng)件連接。通過(guò)這種焊接的止動(dòng)件，獲得一不固定的凸出部分，它同時(shí)也獲得彈性部分。選擇附加止動(dòng)件的厚度可以使止動(dòng)器區(qū)域內(nèi)的密封與發(fā)動(dòng)機(jī)狀況保持協(xié)調(diào)。這樣，可以獲得很耐用的結(jié)構(gòu)，例如用于載重汽車領(lǐng)域的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
與帶有變形限制件的傳統(tǒng)密封墊相反，可以省去為制造變形限制件而將密封墊層或附加元件彎曲及卷邊，因此降低制造成本。
在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，如果省去圍繞通孔的凹槽部分，依據(jù)本發(fā)明的具有相應(yīng)構(gòu)型的密封墊也可以達(dá)到足夠的和持久的密封效果。在這種情況下，此前凹槽部分利用變形限制件所滿足的全部功能僅借助于其構(gòu)型即可達(dá)到。
為此，單層或多層的構(gòu)型可以通過(guò)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和尺寸近于最佳化，其中，彈性、彈簧剛性，還有這種構(gòu)型的不同區(qū)域中有針對(duì)性要求的彈性變形，均可以進(jìn)行調(diào)整。因此可以像前面已經(jīng)說(shuō)明的那樣，各波峰及鋸齒的距離彼此和/或者其高度和/或者各波浪的半徑相應(yīng)變化。例如，構(gòu)型朝著通孔方向的區(qū)域的彼此波峰及鋸齒的距離也可以小于其余遠(yuǎn)離區(qū)域的彼此波峰及鋸齒的距離。因此，在上述區(qū)域內(nèi)的彈性小于這種構(gòu)型的壓縮區(qū)域的彈性。距離和/或者高度但也可以從通孔的外邊緣依次擴(kuò)太。
其構(gòu)型的壓縮區(qū)域具有較小的彈性，并與此相反塑性變形是受限制的，該區(qū)域可與此相應(yīng)需要時(shí)承擔(dān)變形限制件的功能。
此外，也可以沿著通孔的圓周，例如一氣缸內(nèi)徑，波峰及波谷或鋸齒的數(shù)量、板厚度、高度或形狀，特別是波峰/-波谷的半徑以及距離和這類的發(fā)生變化。
其中在其上下側(cè)即兩側(cè)具有構(gòu)型的金屬層，它們?cè)诎惭b狀態(tài)下例如也可以靠近氣缸蓋或氣缸體，也可以不同的形式形成，例如涉及波峰/波谷的高度和形狀等，以至于止動(dòng)件可以適合例如由不同材料制成的氣缸蓋和氣缸體的不同特性。
此外，具有構(gòu)型的層可以由冷變形鋼制成，例如馬氏體-時(shí)效硬化鋼，像ZappVACL 180T，通過(guò)例如300℃的退火時(shí)效硬化。
其構(gòu)型一定區(qū)域的剛性也可以借助于隔片得到提高，這些隔片設(shè)置和形成在各相鄰的波峰或鋸齒之間。這種隔片可以順序設(shè)置，但也可以交錯(cuò)設(shè)置。這些隔片但也可以僅設(shè)置在距各通孔的距離更大的的區(qū)域上。
本發(fā)明所使用的構(gòu)型可以由各種不同的金屬材料，最好由不同的彈簧鋼材料形成，其中，利用彈簧鋼可以達(dá)到更高的彈性，因此提高長(zhǎng)時(shí)間的密封效果。
本發(fā)明的密封墊此外進(jìn)一步的構(gòu)成是，其中，將本身公知的材料涂覆到金屬層的至少一側(cè)上。適用的材料，例如彈性體，例如DE 198 29 058、DE 199 28580和DE 199 28 601中所稱的，全部涉及的公開(kāi)內(nèi)容。
這種填充材料然后至少存在于構(gòu)型的區(qū)域和部分中，可以借助各自的彈性體影響其彈性和彈簧剛性。在使用這種填充材料時(shí)的其他影響因素，除了其設(shè)置外，還有構(gòu)型中的填充度。這意味著，這種構(gòu)型的波谷或鋸齒狀構(gòu)型的鋸齒之間的間隔可以全部，但也可以部分填充，以至于除了已經(jīng)提及的對(duì)彈性和彈簧剛性的局部影響外，也可以影響不同形式下的衰減特性。
填充度可以隨著距通孔邊緣距離的增大而變化。但它也可以在各通孔的圓周上變化。
制造本發(fā)明的密封墊與其是否為單層或多層，有或沒(méi)有附加的填充材料無(wú)關(guān)，它可以技術(shù)含量低的工藝且便于掌握的工序制造，因此制造成本特別低廉。
可以通過(guò)改變構(gòu)型的結(jié)構(gòu)和尺寸，可以對(duì)其特性進(jìn)行局部針對(duì)性的調(diào)整。
也可以在構(gòu)型內(nèi)部使用波浪和鋸齒形狀的組合。
特別還要注意的是，在鋸齒狀的構(gòu)型中，相應(yīng)形成的層在橫截面上相應(yīng)彎曲，單個(gè)齒不像在現(xiàn)有技術(shù)中公知的那樣開(kāi)槽沖壓金屬材料。這一點(diǎn)當(dāng)然在意義上也適用于波浪形的構(gòu)型。
在本發(fā)明的密封墊中，不會(huì)出現(xiàn)金屬的局部硬化。此外，可以減少翹曲。這些構(gòu)型即使在堅(jiān)固的彈簧鋼中也可以形成。
下面，借助實(shí)施例詳細(xì)介紹本發(fā)明。
其中

圖1示出本發(fā)明密封墊一部分的截面圖，其中，形成一波浪形構(gòu)型，一傳統(tǒng)凹槽部分的變形限制件；圖2示出三層密封墊的一部分，具有兩個(gè)外置的凹槽部分層；圖3示出本發(fā)明密封墊另一個(gè)實(shí)施例的一部分，具有變化設(shè)計(jì)的構(gòu)型；圖4示出本發(fā)明密封墊的另一個(gè)實(shí)施例；圖5示出本發(fā)明單層密封墊的另四個(gè)實(shí)施例；圖6示出本發(fā)明密封墊的全部八個(gè)其他實(shí)施例；圖7示出本發(fā)明密封墊的四個(gè)其他實(shí)施例；圖8示出一實(shí)施方式，其中，其構(gòu)型呈梯形；圖9示出一實(shí)施方式，其中，其構(gòu)型為徑向頂鍛的凹槽部分。
在圖1中示出了本發(fā)明的一單層密封墊的實(shí)施例，在金屬層1中形成一凹槽部分3，在這里未示出的一通孔方向上鄰接一波浪形構(gòu)型2，其波峰和波谷有規(guī)律布置，因此波峰也具有不變的構(gòu)型高度和彼此不變的距離。在這種情況下，構(gòu)型2除了滿足凹槽部分3的變形限制件的功能外，還額外通過(guò)可實(shí)現(xiàn)的彈性特性滿足密封功能。
這里像對(duì)后面附圖的說(shuō)明中那樣，對(duì)相應(yīng)的部件使用相應(yīng)的參考標(biāo)記。
在未示出的形式下，彈簧特性曲線并因此還有彈性，會(huì)受到構(gòu)型2的相鄰波峰之間間隙的填充物，例如利用彈性體和帶有不同填充度的填充物的影響。不言而喻，波峰之間的間隙也可以完全利用彈性體填充。
在未示出的形式中，相應(yīng)的構(gòu)型2也可以在凹槽部分3的另一側(cè)上形成。
圖2中示出了三層的密封墊。在該實(shí)施例中，密封墊3的兩個(gè)外置層1′也形成凹槽部分3，一同樣波浪形的構(gòu)型2相應(yīng)存在于中間層1中。不言而喻，已經(jīng)對(duì)圖1所做過(guò)的對(duì)影響特性的可能性的表述，在意義上也適用于該實(shí)施例。
圖3中再次示出一單層的金屬密封墊，其中，在該實(shí)施例中，取消了一附加凹槽部分3的形成。凹槽部分功能在該實(shí)施例中，也可以由相應(yīng)形成的構(gòu)型2得到滿足。對(duì)此，起始于通孔的邊緣(這里未示出)的構(gòu)型2各波峰的距離和構(gòu)型高度小于距通孔距離更大的構(gòu)型2區(qū)域的距離和構(gòu)型高度。相應(yīng)較近的區(qū)域更加剛性較大，并且可以，如果情況確實(shí)如此，僅有微小的塑性變形。
距通孔較遠(yuǎn)的區(qū)域具有更大的周期長(zhǎng)度，波峰彼此的距離相應(yīng)變大，其中，波峰距離也要與該區(qū)域中波峰的構(gòu)型高度相適應(yīng)。因此，在構(gòu)型2的該區(qū)域中具有更高的彈性和更小的剛性。在這種密封墊的安裝即偏壓狀態(tài)下，距通孔更大距離的構(gòu)型2的該區(qū)域由于所述的特性，可以滿足構(gòu)型2的位于此前區(qū)域的變形限制件功能。
該構(gòu)型的外形通過(guò)使用相應(yīng)形狀和尺寸的沖壓工具，在成型時(shí)獲得。但是，也可以在第二道工序中通過(guò)相應(yīng)的頂鍛和擠壓在該區(qū)域制成這種構(gòu)型。
有益的是，如果將得到的構(gòu)型2接著完全或者區(qū)域上整平，那么，整平的區(qū)域內(nèi)構(gòu)型高度再次降低。為此，可以利用一個(gè)或兩個(gè)沖頭，通過(guò)平行或在角度上傾斜對(duì)準(zhǔn)金屬層1表面的沖壓面，沖壓所要整平的區(qū)域。在整平時(shí)，應(yīng)將金屬層1，特別是構(gòu)型2的邊緣夾緊。通過(guò)隨后進(jìn)行的整平，提高了構(gòu)型2的剛性和硬度，因此也改善了本發(fā)明的密封墊的穩(wěn)定性。
由于圖1至3中示出的本發(fā)明密封墊的實(shí)施例由于受到所選擇的截面圖的限制，所以應(yīng)該指出的是，從圓周上觀察其構(gòu)型，即，可以具有不同的直徑、各種不同的形狀和尺寸。這樣，連續(xù)設(shè)置的波峰或鋸齒的數(shù)量可以在圓周上變化和/或者是構(gòu)型的距離和構(gòu)型高度的相應(yīng)變化。
圖4示出一單層密封墊的另一實(shí)施例，它具有單金屬層1，其中壓出凹槽部分3。在凹槽部分3和處于右手的通孔之間，設(shè)置有一波浪形的止動(dòng)件區(qū)2。該區(qū)域具有總計(jì)三個(gè)波峰和三個(gè)波谷。在該止動(dòng)件區(qū)下面，沿著通孔范圍邊緣焊接有一環(huán)8，它具有與金屬層1相同的構(gòu)型，并形狀合理地與該金屬層靠在一起。因此，環(huán)8中同樣形成具有三個(gè)波峰和三個(gè)波谷的構(gòu)型2′。利用這種類型的止動(dòng)環(huán)8，本發(fā)明的密封墊可以與不同幾何形狀的發(fā)動(dòng)機(jī)或不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)匹配，其中金屬環(huán)8的材料厚度和寬度應(yīng)相應(yīng)選擇。
圖5示出四個(gè)各自為單層的其他密封墊的截面圖。該單層也可以是多層密封件的組成部分。圖5A和5C中示出的密封墊具有相同的材料強(qiáng)度，而圖5B和5D中示出的密封墊具有更大的層厚度。與此相對(duì)照，圖5A和5B中止動(dòng)區(qū)2中的波浪具有比圖5C和5D中密封墊上更小的曲率半徑。這里因此表明，借助于層1的不同材料厚度，也可以借助于層1構(gòu)型區(qū)2的不同形成，使該止動(dòng)件2與特性不同的發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配，以提供更大的活動(dòng)空間。
此外，在圖5示出的全部構(gòu)型區(qū)2中，波峰7和相鄰的波谷7之間的中間區(qū)域里的材料強(qiáng)度分別小于波谷或波峰7的區(qū)域材料厚度。由此，止動(dòng)件區(qū)2的彈性特性也可以變化。
圖6示出本發(fā)明密封墊的總計(jì)八個(gè)不同變形。圖6A示出由六個(gè)金屬層1a至1f組成的總計(jì)六層的密封墊。在層1b和層1e中，分別形成兩個(gè)依據(jù)本發(fā)明構(gòu)型的止動(dòng)件區(qū)2b及2e，它們作為在層1a，1c，1d和1f中形成的凹槽部分3a，3c，3d及3f的變形限制件。
圖6B中示出一相應(yīng)的五層密封件，其中，再次具有兩層帶有構(gòu)型的止動(dòng)區(qū)。在這種情況下，在兩個(gè)上層1a和1b與兩個(gè)下層1d和1e之間加入一中間層1c，它既無(wú)凹槽部分也無(wú)構(gòu)型。
圖6C至6E中示出三層的密封墊，其中，在圖6D中的中間層1b具有臺(tái)階4。臺(tái)階4的一側(cè)與構(gòu)型區(qū)2c相鄰，它起到凹槽部分3c的止動(dòng)件的作用。通過(guò)層1b遠(yuǎn)離止動(dòng)區(qū)2c的偏移，構(gòu)型區(qū)2c的彈性止動(dòng)功能，通過(guò)在層1c的構(gòu)型區(qū)中移動(dòng)的層1b，也用于層1a中的凹槽部分3a。圖6F和6G示出雙層密封墊，其中，在密封層的一個(gè)中形成構(gòu)型區(qū)2b。該區(qū)作為圖6F中的凹槽部分3b或圖6G中的凹槽部分3a和3b的止動(dòng)件(變形限制件)。
圖6H再次示出一四層的密封件，其中，在兩個(gè)外層1a和1d中，各形成一個(gè)相互靠近的凹槽部分3a和3d。這兩個(gè)外層1a和1d圍住另兩個(gè)不具有凹槽部分的層1b和1c。然而，它們?cè)谂c凹槽部分3a和3d相鄰的側(cè)面上具有選擇區(qū)2b和2c，它們具有相同構(gòu)型并形狀合理地彼此靠在一起。這兩個(gè)層1b和1c，通過(guò)構(gòu)型區(qū)中平行變化的構(gòu)型區(qū)2b和2c，為凹槽部分3a和3d形成止動(dòng)件(變形限制件)。通過(guò)兩個(gè)平行構(gòu)型區(qū)的這種設(shè)置，使其密封效果和變形限制所要密封的發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際情況相適應(yīng)。
如果依據(jù)圖6H，在波浪形構(gòu)型2b和2c的區(qū)域中兩層1b和1c的密封件中選擇使用的兩個(gè)構(gòu)型的長(zhǎng)度、深度和/或者波浪半徑是不同的，那么，在發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮時(shí)，兩個(gè)構(gòu)型中的兩層1b和1c的延伸長(zhǎng)度是不同的。相對(duì)移動(dòng)的這種差值會(huì)導(dǎo)致這兩個(gè)構(gòu)型2b和2c之間環(huán)狀接觸變窄。這種類型的結(jié)構(gòu)用于由高夾緊力的彈性彈簧元件構(gòu)成的密封，其夾緊力可能超過(guò)全凹槽部分的夾緊力。在這種情況下，也可以使用一純雙層密封件，其中，圖6H中的四個(gè)密封層中，僅兩個(gè)密封層1b和1c共同形成密封件。
圖7示出了本發(fā)明密封件的另一個(gè)實(shí)施例。圖7A此時(shí)示出一具有兩個(gè)金屬層1a，1b的密封件。層1b具有凹槽部分3，它連接有與通孔直接相鄰的構(gòu)型區(qū)2。與層1b相鄰的層1a沒(méi)有構(gòu)型，并沿著通孔的圓周邊緣圍住層1b，同時(shí)在相對(duì)的層1b上形成一止動(dòng)環(huán)9。因此，在構(gòu)型2與止動(dòng)件9的共同作用下產(chǎn)生限制變形的止動(dòng)效果。
圖7B示出一與圖7A相應(yīng)的兩層密封墊。與層1b的構(gòu)型區(qū)(這里用2b標(biāo)示)直接相鄰的層1a的區(qū)域，以相同方式具有一構(gòu)型2a及2c，從而層1a兩側(cè)形狀合理地靠在層1b的構(gòu)型區(qū)2b上。
圖7C示出了如圖7A的結(jié)構(gòu)，然而其中，層1a不作為全表面的金屬層，而是作為止動(dòng)環(huán)8僅處于金屬層1的構(gòu)型2的區(qū)域內(nèi)。止動(dòng)件8再次沿通孔圓周邊緣圍住層1，并形成第二個(gè)止動(dòng)件9。
圖7D以與圖7C相應(yīng)的方式示出一壓折的止動(dòng)環(huán)8，9，然而其中，與層1的構(gòu)型(這里用2b標(biāo)示)，直接相鄰的止動(dòng)件8，9的區(qū)域2a及2c同樣以與層1相同的方式在構(gòu)型區(qū)2b中構(gòu)型，并這樣形狀合理地兩側(cè)靠在構(gòu)型2b上。因此，在這里也涉及一構(gòu)型的壓折止動(dòng)件。
在其他實(shí)施例中，不僅在構(gòu)型2b的內(nèi)部，各波峰的無(wú)論是幅度還是距離均有所變化，或者沿通孔的圓周邊緣，或者在與通孔圓周邊緣的垂直向上，而且還有構(gòu)型區(qū)2a和2c，可以相同的方式具有帶有不同幅度和波浪距離的構(gòu)型。特別是各層之間的波峰在相鄰部位上彼此偏移。這樣，圖7B和7D中的構(gòu)型2a和2c，可以在各自距構(gòu)型2b相鄰的點(diǎn)上，具有不同的波峰高度或波峰距離。通過(guò)相應(yīng)選擇各層和止動(dòng)環(huán)中構(gòu)型的幅度和周期，可以有目的的影響與通孔直接相鄰的密封墊的變形限制和彈性特性。
圖8示出一實(shí)施方式，其中，其構(gòu)型2呈梯形。因此，該梯形由順序設(shè)置的相同形狀的梯形形成。在圖8a的實(shí)施方式中，具有一處于0和30度之間的齒面角。圖8b示出另一實(shí)施方式，其中，梯形構(gòu)型2與一凹槽部分3相鄰。在根據(jù)圖8b、8c和8d實(shí)施方式中重要的是構(gòu)型2在其幅度上，即在構(gòu)型高度上和彼此(周期)波峰的距離與凹槽部分3的構(gòu)型明顯不同。該構(gòu)型的構(gòu)型高度因此為凹槽部分3的一半或更小。
圖8b和8d的實(shí)施方式的構(gòu)型2和凹槽部分3可比較地形成。圖8c示出一兩層變型實(shí)施方式，其中，兩層的每一層具有相同的構(gòu)型。與此相反，另一種實(shí)施方式是，其中兩個(gè)活動(dòng)層的一個(gè)如8d中的下層為本發(fā)明的構(gòu)型。
選擇哪種相應(yīng)的結(jié)構(gòu)取決于當(dāng)時(shí)的使用目的即所具有的密封的情況而定。
根據(jù)圖8本發(fā)明實(shí)施方式的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)波峰和波谷的整平，即通過(guò)構(gòu)型的梯形形成達(dá)到更好的密封性能，它顯然歸結(jié)為這種實(shí)施方式明顯減少了對(duì)氣缸上缸蓋-和/或者缸體側(cè)的埋入。
圖9示出構(gòu)型2的另一實(shí)施方式。在圖9的實(shí)施方式中，僅示出構(gòu)型。如圖8a至8d所示，該構(gòu)型2可以與一凹槽部分相鄰設(shè)置，并設(shè)置在單、雙或三層方案中。
根據(jù)圖9實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于，具有一通過(guò)徑向頂鍛的波浪凹槽部分，即一構(gòu)型，其中，波浪形中的的波峰和低谷通過(guò)頂鍛形成，使得在齒面上形成材料加厚。這種實(shí)施方式的特征在于，使缸體-和/或者缸蓋側(cè)在氣缸上具有良好的埋入特性。這種變型實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)還在于，通過(guò)頂鍛的程度，可以再次有目的地調(diào)整彈性特性。圖8的實(shí)施方式中，根據(jù)齒面中的材料厚度是否得到加厚，這樣改變彈性特性。在圖9中，為說(shuō)明塑性變形，標(biāo)出了相應(yīng)的尺寸。
根據(jù)圖9的實(shí)施方式，證明是特別優(yōu)選的。
權(quán)利要求
1.密封墊，具有至少一金屬層，其中至少形成一通孔，其特征在于，在這些或者至少一金屬層(1)上形成至少在區(qū)域上環(huán)繞通孔的波形和/或者鋸齒形構(gòu)型(2)。
2.按權(quán)利要求1所述的密封墊，其特征在于，其構(gòu)型(2)利用至少單個(gè)/多個(gè)金屬層(1)中的周期變化形成。
3.按權(quán)利要求1或2所述的密封墊，其特征在于，在形成構(gòu)型(2)的金屬層(1)上形成與該構(gòu)型相鄰的環(huán)繞通孔的凹槽部分(3)，并且在與凹槽部分(3)相鄰的至少一面上設(shè)置的構(gòu)型(2)形成一凹槽部分(3)的變形限制件。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，在另一金屬層中，至少區(qū)域上形成環(huán)繞通孔的另一波浪和/或者鋸齒狀構(gòu)型，其中，兩個(gè)構(gòu)型至少在區(qū)域上直接彼此重疊設(shè)置。
5.按前述權(quán)利要求所述的密封墊，其特征在于，兩個(gè)構(gòu)型具有不同的波峰或鋸齒的距離，不同的構(gòu)型高度(幅度)和/或者不同的波浪曲率半徑。
6.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，在另一金屬層(1′)中，至少形成環(huán)繞通孔的一凹槽部分(3)，并在相鄰的金屬層(1)上與凹槽部分相鄰的層平面上的至少一側(cè)設(shè)置的構(gòu)型(2)形成凹槽部分(3)的變形限制件。
7.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，與其中形成構(gòu)型的層與另一層相鄰，它以相應(yīng)的方式，以相同的或者與其不同的構(gòu)型高度(幅度)和/或者波峰或鋸齒(周期)距離而構(gòu)型。
8.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，在其中形成構(gòu)型的層上，在構(gòu)型的區(qū)域內(nèi)至少部分沿通孔的圓周至少在區(qū)域上設(shè)置一作為止動(dòng)件的金屬環(huán)。
9.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，其金屬環(huán)沿通孔環(huán)繞帶有構(gòu)型的金屬層折疊，并形成與該層相關(guān)的上部和下部止動(dòng)件。
10.按前述兩個(gè)權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，金屬環(huán)在金屬層的一側(cè)或者兩側(cè)上以相應(yīng)的方式，以相同的或者與其不同的構(gòu)型高度(幅度)和/或者波峰或鋸齒(周期)距離構(gòu)型。
11.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，在構(gòu)型(2)的內(nèi)的構(gòu)型高度(幅度)和/或者波峰或鋸齒的距離不同。
12.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，波峰和/或者波谷被整平。
13.按權(quán)利要求12所述的密封墊，其特征在于，其構(gòu)型為梯形。
14.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，波浪的構(gòu)型(2)區(qū)域和/或者局部塑性變形。
15.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，呈波浪形的構(gòu)型在齒面區(qū)域被頂鍛，以至于與波峰和/或者波谷相比縮小。
16.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，呈波浪形的構(gòu)型在波峰和/或者谷底區(qū)域被頂鍛，以至于與齒面相比縮小。
17.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，在構(gòu)型(2)的內(nèi)部，至少局部和/或者區(qū)域上含有填充材料，例如彈性體。
18.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，在構(gòu)型(2)內(nèi)的帶有填充料的構(gòu)型的填充度不同。
19.按前述兩個(gè)權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，在構(gòu)型(2)內(nèi)的帶有填充料的構(gòu)型的填充度在圓周上不同。
20.按權(quán)利要求11至19之一所述的密封墊，其特征在于，在構(gòu)型(2)內(nèi)的帶有填充料的構(gòu)型的填充度環(huán)繞通孔從內(nèi)向外不同。
21.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，環(huán)繞通孔的不同圓周區(qū)域內(nèi)的波浪或者鋸齒的數(shù)量不同。
22.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，構(gòu)型高度和/或者構(gòu)型(2)的波峰或鋸齒的距離，在環(huán)繞通孔的不同圓周區(qū)域內(nèi)不同大小。
23.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，至少在其中形成構(gòu)型的層(1)由彈簧鋼組成。
24.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，至少在其中形成構(gòu)型的層由一可冷成型的，在退火時(shí)時(shí)效硬化的鋼組成。
25.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，鋸齒之間或構(gòu)型的波谷中具有隔片。
26.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，波峰和波谷或鋸齒被展平和/或者壓平。
27.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，相鄰的波峰和波谷之間的或彼此相鄰設(shè)置在層不同側(cè)上鋸齒之間的區(qū)域的材料厚度小于波峰/波谷或鋸齒的材料厚度。
28.按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊，其特征在于，在該層不同面上設(shè)置的波峰/-波谷或鋸齒，具有不同的構(gòu)型，例如高度、距離、形狀等，和/或者材料厚度。
29.一種用于制造按前述權(quán)利要求之一所述的密封墊的方法，其特征在于，在至少一金屬層(1)中，至少在區(qū)域上環(huán)繞一個(gè)或者多個(gè)通孔沖壓波浪形和/或者鋸齒形的構(gòu)型(2)。
30.按權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，沖壓的構(gòu)型(2)至少在區(qū)域上整平。
31.按權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，金屬層(1)在整平時(shí)被張緊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一密封墊，具有至少一金屬層，其中至少形成一通孔，其中，這些或者至少一個(gè)金屬層(1)至少在區(qū)域上以一環(huán)繞通孔形成波形和/或者鋸齒形構(gòu)型(2)。
文檔編號(hào)F02F11/00GK1443289SQ01811178
公開(kāi)日2003年9月17日 申請(qǐng)日期2001年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月15日
發(fā)明者K·赫赫, A·吉特爾曼, G·翁塞爾德, G·埃格洛夫 申請(qǐng)人:萊茵茲－迪茨通斯－兩合公司