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(gè)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(gè)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(gè)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(cuò)放置，其中緊接著使這樣形成的材料復(fù)合物變形成一個(gè)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(rèn)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(qiáng)的空心型材的方法。一個(gè)板坯與許多設(shè)置在該板坯上的由金屬構(gòu)成的加強(qiáng)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(gè)空心型材，其中設(shè)置在板坯上的加強(qiáng)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(gè)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(shí)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(yùn)行狀態(tài)下不僅可以改進(jìn)密封性能而且可以改進(jìn)彈簧特性。這樣制造的密封元件應(yīng)可用于特定的使用情況，特別是用在汽車驅(qū)動(dòng)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(dá)到該目的，其中使至少兩個(gè)可預(yù)定厚度、長(zhǎng)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(fù)合物卷繞成一個(gè)管，其中使管形的多層復(fù)合物的相互面對(duì)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(gè)的隨后通過機(jī)械造型成型成相應(yīng)的密封墊元件的環(huán)形元件，或是使整個(gè)管成型并且將這樣具有成型輪廓的管分成一些單個(gè)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(dá)到該目的，其中從可預(yù)定厚度、長(zhǎng)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(cuò)地放置成一個(gè)以定制管方式構(gòu)成的多層復(fù)合物，其中使管形的多層復(fù)合物的相互面對(duì)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(fù)合物分成一些單個(gè)的隨后通過機(jī)械造型成型成相應(yīng)的密封墊元件的環(huán)形元件，或是使整個(gè)管成型并且將這樣具有成型輪廓的管分成一些單個(gè)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(jìn)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(yù)制的半成品經(jīng)受一種機(jī)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(bǔ)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(shí)現(xiàn)金屬薄板或管或卷繞的金屬薄板的相互對(duì)置的端部區(qū)域的連接。對(duì)于按本發(fā)明方法制造的密封墊元件的應(yīng)用領(lǐng)域是在渦輪增壓機(jī)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(yīng)的材料復(fù)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(zhǎng)度、寬度或厚度，例如可以實(shí)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(diǎn)-這種層板結(jié)構(gòu)用于根據(jù)對(duì)密封墊元件的相應(yīng)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(dān)密封功能，因?yàn)檫@些環(huán)更好地緊貼密封面，并且一個(gè)或多個(gè)較厚的金屬薄板在多層復(fù)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(yīng)像例如不同的熱膨脹或熱電效應(yīng)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(shí)局部或整面地進(jìn)行涂層。


本發(fā)明主題借助一個(gè)實(shí)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(fù)合物的簡(jiǎn)略圖；圖2按一種拼縫物建造的層板復(fù)合物的簡(jiǎn)略圖；圖3和4兩個(gè)由不同軋制方向的金屬薄板滾軋的管的簡(jiǎn)略圖；圖5由一個(gè)長(zhǎng)的金屬薄板條螺旋形卷繞的管的簡(jiǎn)略圖；圖6和7用于對(duì)一個(gè)管進(jìn)行輪廓成型的造型過程的簡(jiǎn)略圖；圖8用于生產(chǎn)一個(gè)密封墊元件的造型過程的簡(jiǎn)略圖；圖9不同構(gòu)成的密封元件的簡(jiǎn)略圖；圖10 —個(gè)氣缸蓋密封墊的簡(jiǎn)略圖，包括一個(gè)按圖9的密封元件。
具體實(shí)施例方式圖1示出一個(gè)以一種定制坯件方式建造的層板復(fù)合物的簡(jiǎn)略圖，層板復(fù)合物由三個(gè)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(shí)例中具有相同的長(zhǎng)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(shè)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(gè)由金屬薄板條1、2、3構(gòu)成的多層復(fù)合物緊接著被卷繞成一個(gè)管5。卷繞的管5的相互對(duì)置的端部區(qū)域6、7可以必要時(shí)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(yīng)的使用情況。如在活塞環(huán)中已知的那樣，如果需要一個(gè)接縫，則管5以相應(yīng)的方式實(shí)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(gè)相對(duì)于圖1的備選方案。這里多個(gè)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(shí)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(gè)沿徑向方向看具有不同厚度的管5'，或在可預(yù)定的部位具有加厚部?？梢跃o接著將該管5'切成一些單個(gè)的環(huán)形元件或使整個(gè)管5'成型。然后可以從成型的管5'切出單個(gè)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(yīng)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(yù)定的距離相互設(shè)置。 管13、14在本實(shí)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(cuò)地滑動(dòng)，以產(chǎn)生一種定制管?？赡艽嬖诘暮缚p可以必要時(shí)相互錯(cuò)開地設(shè)置。同樣可設(shè)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(shí)施形式。一個(gè)長(zhǎng)的金屬薄板條19可以繞起成一個(gè)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(shí)可以通過熔焊或釬焊與卷繞區(qū)域22連接。還可設(shè)想的是，產(chǎn)生一種形鎖合或力鎖合的連接，以便將單個(gè)的層相互連接在一起。現(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(yīng)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(gè)管成型，其中將這樣具有成型輪廓的管切割成構(gòu)成單個(gè)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(jī)是適合的。技術(shù)人員根據(jù)應(yīng)用情況選擇適當(dāng)?shù)姆椒āD6和7示出用于對(duì)例如按圖5的管20的外圓周面進(jìn)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(yīng)的輪廓20'、20〃引入到管20中。圖8示出一個(gè)單個(gè)的環(huán)形元件23的放大視圖。該環(huán)形元件23放在一個(gè)陰模M 前，該陰模設(shè)有一個(gè)相應(yīng)的陰型25。例如在使用一個(gè)旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)由蚯闆r下，將環(huán)形元件23 壓入到陰型25中。在機(jī)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(shè)計(jì)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(shí)例。圖10作為簡(jiǎn)略圖示出一個(gè)平面密封墊或一個(gè)氣缸蓋密封墊觀，它例如可以用在內(nèi)燃機(jī)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(gè)密封元件27如在圖9中所示的那樣可以定位在相應(yīng)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(gè)可預(yù)定厚度、 長(zhǎng)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(fù)合物卷繞成一個(gè)管(5)，其中使管形的多層復(fù)合物的相互面對(duì)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(gè)的隨后通過機(jī)械造型成型成相應(yīng)的密封墊元件(XT)的環(huán)形元件(23)，或是使整個(gè)管( 成型并且將這樣具有成型輪廓的管( 分成一些單個(gè)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(yù)定厚度、長(zhǎng)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(cuò)地放置成一個(gè)以定制管方式構(gòu)成的多層復(fù)合物，其中使管形的多層復(fù)合物的相互面對(duì)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(fù)合物分成一些單個(gè)的隨后通過機(jī)械造型成型成相應(yīng)的密封墊元件07)的環(huán)形元件(23)，或是使整個(gè)管( 成型并且將這樣具有成型輪廓的管( 分成一些單個(gè)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(gè)管(20)，將金屬薄板 (20)或多層復(fù)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(gè)可預(yù)定厚度、長(zhǎng)度(L)和寬度(B)的金屬薄板條或薄片條(1、8)與至少一個(gè)不同厚度、長(zhǎng)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(gè)多層復(fù)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(gè)可預(yù)定厚度、長(zhǎng)度和寬度的第一金屬薄板條或薄片條(11)成型成一個(gè)第一管或管段(13)，將至少一個(gè)不同厚度、長(zhǎng)度和 /或?qū)挾鹊牧硗獾慕饘俦“鍡l或薄片條(1 形成為一個(gè)另外的管(14)或管段，其中緊接著將所述管(13、14)或管段交錯(cuò)地放置并且必要時(shí)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(gè)定制坯件復(fù)合物或者一個(gè)拼縫物復(fù)合物或者一個(gè)定制管復(fù)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(gè)輪廓輥?zhàn)?6)在一個(gè)相應(yīng)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(jī)對(duì)所述管( 或者所述單個(gè)的環(huán)形元件進(jìn)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(cuò)地放置成一個(gè)以定制管方式構(gòu)成的多層復(fù)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(duì)所使用的金屬薄板條或薄片條進(jìn)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(jī)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(gè)可預(yù)定厚度、長(zhǎng)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(fù)合物卷繞成一個(gè)管，其中使管形的多層復(fù)合物的相互面對(duì)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(gè)的隨后通過機(jī)械造型成型成相應(yīng)的密封墊元件的環(huán)形元件，或是使整個(gè)管成型并且將這樣具有成型輪廓的管分成一些單個(gè)的構(gòu)成密封元件的環(huán)形元件。
文檔編號(hào)B21D53/84GK102387875SQ201080016133
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)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(qǐng)人:輝門密封系統(tǒng)有限公司