專利名稱：平面墊圈，特別是氣缸蓋墊圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有密封片的平面墊圈，該墊圈具有至少一個由彈簧鋼板制成的彈性金屬板層，該金屬板層具有至少一個在平面墊圈的使用條件下承受動態(tài)壓力負(fù)荷且在其高度上可彈性變形的卷邊。
背景技術(shù)：
下面借助氣缸蓋墊圈對本發(fā)明進(jìn)行說明；但本發(fā)明也適用于至少基本上金屬的平面墊圈，例如像設(shè)置在多缸內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋與排氣管之間的平面墊圈或者在工作中承受變換擠壓力負(fù)荷、夾緊在部件表面之間的其他平面墊圈。
所談到的卷邊總體上是一種密封卷邊，利用其環(huán)繞密封片(氣態(tài)或者液態(tài)介質(zhì)通過的)流體通孔進(jìn)行密封。但卷邊也可以是一種純粹的支承卷邊，它不是用于密封，而是在平面墊圈夾緊在部件密封面之間的情況下僅用于局部支承局部密封面(例如氣缸蓋的密封面)，例如US專利5427389的圖1、3、5和6示出了這種支承卷邊。
最后還要指出的是，該卷邊可以是所謂的整卷邊，但也可以是所謂的半卷邊——整卷邊橫截面上具有基本圓弧形的造型，而半卷邊則相當(dāng)于一個傾斜的臺。
工作中承受變換壓力負(fù)荷的高彈性卷邊面臨的危險是，如果它通過比較高的壓縮反復(fù)過強(qiáng)展平的話，卷邊在較長的工作時間后由于裂紋形成而損壞。因此公知在其密封片具有唯一金屬板層或者多個彼此涂層的金屬板層的至少基本上金屬的平面墊圈上，為卷邊分配一個變形限制件，也就是所謂的止動件，通過其避免卷邊在裝入平面墊圈和工作時過分展平。在通過高彈性卷邊例如環(huán)繞流體通孔進(jìn)行密封的這種平面墊圈上，止動件具有例如板環(huán)的形狀，設(shè)置在卷邊旁邊具有卷邊的金屬板層上并與卷邊同樣環(huán)繞流體通孔，其中，止動件的厚度小于卷邊的高度，從而卷邊以等于卷邊工作區(qū)域(也就是等于振動高度)的尺寸凸出止動件。然而特別是在現(xiàn)代化的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)上，由其間夾緊氣缸蓋墊圈的氣缸蓋與發(fā)動機(jī)缸體限制的部件密封面的所謂密封間隙的寬度波動相當(dāng)大，從而卷邊的工作區(qū)域必須也相當(dāng)大，以便使卷邊在任何工作狀態(tài)下均能滿足其功能。
特別是對于氣缸蓋墊圈來說，墊圈制造商到目前對具有卷邊的彈簧鋼板層幾乎僅使用按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 10088-2-1.4310奧氏體鋼的彈簧鋼板——這種鋼除了碳、硅、錳和鉻外含有至少6％的鎳。
ElringKlinger AG公司現(xiàn)在令人驚異地發(fā)現(xiàn)，在卷邊的工作區(qū)域其他尺寸相同而不降低卷邊抗疲勞強(qiáng)度的情況下可以由此加大，即為彈簧鋼板使用類似的鋼材，它比按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 10088-2-1.4310鋼材的鎳稍低但錳略高，即歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 10088-2-1.4372的奧氏體鋼。因此依據(jù)本發(fā)明在開頭所述類型的平面墊圈中，彈簧鋼板由按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN10088-2-1.4372的奧氏體鋼組成。由此在其他尺寸相同的情況下，例如在氣缸蓋墊圈上，密封卷邊的工作區(qū)域可以1-2μm的數(shù)量級加大，這是一個從密封間隙寬度時間上的波動程度來說雖然顯得很小但并非微不足道的數(shù)值。此外，通過本發(fā)明可以提高卷邊的抗疲勞強(qiáng)度，確切地說是與具有相同大小工作區(qū)域的卷邊相比。通過本發(fā)明因此不僅可以提高高彈性卷邊的抗疲勞強(qiáng)度和/或加大工作區(qū)域，而且還可以降低開頭所述類型平面墊圈所需的材料成本，因為鎳是一種相當(dāng)昂貴的合金元素，其含量低于按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 10088-2-1.4310的鋼板——錳比鎳明顯便宜，從而盡管增加了依據(jù)本發(fā)明所使用的鋼板的錳含量，但通過應(yīng)用本發(fā)明可以降低平面墊圈的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
在依據(jù)本發(fā)明平面墊圈的優(yōu)選實施方式中，為具有至少一個卷邊的鋼板層使用抗拉強(qiáng)度符合強(qiáng)度等級C1300的冷軋鋼板；特別是抗拉強(qiáng)度應(yīng)處于1350-1500N/mm2之間，屈服點(diǎn)至少為1050N/mm2和通過標(biāo)準(zhǔn)確定的伸長率A80為5-22％。
在考慮到其特性情況下，特別優(yōu)選依據(jù)本發(fā)明平面墊圈的鋼材具有下列化學(xué)成分C 最大 0.15 ％Si最大 1.0 ％Mn 5.5-7.5 ％P 最大 0.045 ％S 最大 0.015 ％N 0.05-0.25 ％Cr 16.0-18.0 ％Ni 3.5-4.5 ％其余為Fe。


下面借助附圖對本發(fā)明的其他特征進(jìn)行探討，該附圖示出依據(jù)本發(fā)明平面墊圈一部分金屬板層的剖面。
具體實施例方式
附圖示出一部分金屬板層10，從中沖壓出僅部分示出的特別是圓形的孔12，該孔例如可以是氣缸蓋墊圈的燃燒室通孔。在金屬板層10上壓出一個作為整卷邊構(gòu)成的密封卷邊14，確切地說是在與孔12的邊緣12a相距的情況下，以及在孔邊緣12a與卷邊14之間金屬板層10上設(shè)置一個板環(huán)并例如通過點(diǎn)焊固定在金屬板層10上，該板環(huán)同時環(huán)形環(huán)繞孔12并構(gòu)成一個止動件16，卷邊14以相當(dāng)于卷邊14工作區(qū)域的尺寸A凸出卷邊14。
在一種優(yōu)選的實施方式中，金屬板層10的鋼材具有下列化學(xué)成分(其中僅列舉除Fe之外的主要合金成分)CN Mn PS Si Cr Ni0.100.106.300.0280.00050.4616.403.90
權(quán)利要求
1.具有密封片的平面墊圈，該墊圈具有至少一個由彈簧鋼板制成的彈性金屬板層，該金屬板層具有至少一個在平面墊圈的使用條件下承受動態(tài)壓力負(fù)荷且在其高度上可彈性變形的卷邊，其中，該彈簧鋼板由按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 10088-2-1.4372的奧氏體鋼組成。
2.按權(quán)利要求1所述的平面墊圈，其中，用于金屬板層的鋼板為抗拉強(qiáng)度符合強(qiáng)度等級C1300的冷軋鋼板。
3.按權(quán)利要求1或2所述的平面墊圈，其中，鋼材具有下列化學(xué)成分C最大 0.15 ％Si 最大 1.0 ％Mn 5.5-7.5 ％P最大 0.045 ％S最大 0.015 ％N 0.05-0.25 ％Cr 16.0-18.0 ％Ni 3.5-4.5 ％其余為Fe。
4.按權(quán)利要求1-3之一所述的平面墊圈，其中，卷邊為整卷邊。
5.按權(quán)利要求1-4之一所述的平面墊圈，其中，為卷邊分配一個限制其展平的止動件。
全文摘要
具有密封片的平面墊圈，該墊圈具有至少一個由彈簧鋼板制成的彈性金屬板層，該金屬板層具有至少一個在平面墊圈的使用條件下承受動態(tài)壓力負(fù)荷且在其高度上可彈性變形的卷邊，并且為了獲得更大的卷邊工作區(qū)域而不降低其抗疲勞強(qiáng)度，該彈簧鋼板由按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 10088－2－1.4372的奧氏體鋼組成。
文檔編號F02F11/00GK1982759SQ20061016844
公開日2007年6月20日 申請日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者漢斯－彼得·維爾納爾, 托比亞斯·邁克爾·格魯勒, 彼得·申克, 沃爾夫?qū)じダ锎? 烏爾里?！ぞS爾茲, 馬蒂亞斯·鮑爾, 托馬斯·提芬巴克 申請人:愛爾鈴克鈴爾股份公司