專利名稱：具有密封壓條和壓紋的扁平密封件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬扁平密封件(flat seal)，更具體地說，涉及一種汽缸蓋襯墊，其包括密封壓條(bead)和壓紋(embossed)防滑動(dòng)保護(hù)和/或壓紋附加密封。
背景技術(shù)：
通過形成密封壓條，其可產(chǎn)生局部壓縮的增加和以密封的方式封閉通道例如汽缸口、水和油的通道，從而得到金屬扁平密封件的密封功能。在密封壓條處，可產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)線性的密封區(qū)域。密封壓條可形成為半壓條或全壓條。然而，密封壓條功能優(yōu)選的僅在有限的范圍內(nèi)變形。一方面，必須確保最小壓縮以通過微小的和彈性的密封壓條的變形，產(chǎn)生密封。在另一方面，密封壓條不需要被完全壓平，特別地不必是可塑可變形的但是必須保持彈性，因?yàn)榉駝t將損失密封效果。因此，必須在內(nèi)燃機(jī)操作過程中確保密封壓條可在彈性變形的范圍內(nèi)起作用。為了防止完全變平，將使用所謂的壓縮限制器或限位器。這將涉及到鄰近密封壓條的局部厚度的增加。選擇壓縮限制器的最大厚度以便最小變形成為可能，且同時(shí)該最小是使得在非足夠高的讓密封壓條可塑地變形的壓力條件下的最大可能的變形。在用于具有多個(gè)汽缸的內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋襯墊的例子中，壓縮限制器可設(shè)置成類似眼鏡的形狀(例如，連接的環(huán)體的形狀)。用于形成限位器的卷邊層(flanging layers)是可能的。然而僅在密封層的邊緣可能有較小的彎曲。已知具有壓縮限制器的密封件并在其下具有一層，其中涂層材料設(shè)置在壓縮限制器和該層之間。對(duì)于固定的附加的限位器層，已知的通過激光焊接或機(jī)械結(jié)合技術(shù)，將壓縮限制器固定在功能層、間隔層或保護(hù)層。然而，在將固定的限位器作為附加層的例子中，存在在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的過程中，壓縮限制器或限位器壓蓋(gland)產(chǎn)生偏離的風(fēng)險(xiǎn)。另外，也可能在限位器層和相鄰的層之間， 或通常在任意層之間，產(chǎn)生泄漏氣體的穿透或逃逸。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過涂覆進(jìn)行防止，該涂覆應(yīng)用于相對(duì)的層其中之一上。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種通用的具有層之間的改進(jìn)的防滑動(dòng)保護(hù)和/或改進(jìn)密封的扁平密封件。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種金屬扁平密封件，特別地汽缸蓋襯墊，該金屬扁平密封件具有至少一個(gè)穿孔，其包括
功能層； 間隔層；及
限位器層，其設(shè)置在功能層和間隔層之間；
分別地，在所述功能層中的每個(gè)穿孔周圍設(shè)置有封閉的密封壓條；及分別地，在至少所述限位器層、功能層或間隔層中的每個(gè)穿孔周圍設(shè)置壓紋封閉輪廓， 其中，所述輪廓形成定位。
根據(jù)本發(fā)明，壓紋形成定位輔助而有效地防止滑動(dòng)。通過定位輔助形成的附加支撐，防止板塊之間的滑動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述間隔層和限位器層相互緊靠在一起； 所述壓紋輪廓是所述間隔層和限位器層中一體的共同輪廓；
所述壓紋輪廓朝向功能層的方向。通過在間隔層及限位器層中，形成共同一體的壓紋，可進(jìn)一步改善防滑保護(hù)。進(jìn)一步的，該一體壓紋在間隔層和限位器層之間生成附加微密封，其防止層之間泄漏氣體的逃逸。因此，不再需要防止該功能的附加涂覆?？蛇B接距離層和限位器層，例如通過鉚接，其中，除此外，還形成壓紋。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，
所述功能層和限位器層相互緊靠在一起；
所述壓紋輪廓是在所述功能層和限位器層中一體的公共輪廓；
所述壓紋輪廓朝向間隔層的方向。通過在功能層及限位器層中，形成共同一體的壓紋，可進(jìn)一步改善防滑保護(hù)。進(jìn)一步的，該一體壓紋在間隔層和限位器層之間生成附加微密封，其防止層之間泄漏氣體的逃逸。因此，不再需要防止該功能的附加涂覆?？蛇B接距離層和限位器層，例如通過鉚接，其中，除此外，還形成壓紋。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例， 所述間隔層具有壓紋輪廓；及所述壓紋輪廓朝向功能層的方向。針對(duì)扁平密封件所提供的別的事物中的實(shí)施例，其中，例如通過鉚接，將限位器層連接到功能層，且限位器層和功能層成型在一起，以現(xiàn)場密封壓條。接著，可在功能層和相鄰的限位器層中一體形成壓紋，同時(shí)朝向間隔層的方向，或可選擇的，在間隔層中一體形成壓紋，并朝向功能層的方向。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，當(dāng)從各自的穿孔的徑向觀看時(shí)，所述壓紋輪廓設(shè)置在各自的密封壓條之前和/或之后，其中，密封壓條朝向限位器層的方向。從穿孔的徑向查看，該壓紋可設(shè)置在各自的密封壓條之間或之后，或壓紋為雙輪廓，其可設(shè)置在各自的密封壓條之間和之后。在本發(fā)明的實(shí)施例中，壓紋的高度或深度的范圍為 l/200mm 至 l/400mm，且寬度 0. 1mm。在本發(fā)明的實(shí)施例中，該壓紋具有附加的功能，以作為用于密封壓條的壓縮限制
ο根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，該金屬扁平密封件進(jìn)一步包括 第二功能層，其設(shè)置在所述間隔層的遠(yuǎn)離所述限位器層的一側(cè)；及
分別地，在第二功能層的每個(gè)穿孔周圍設(shè)置封閉的密封壓條，其中，所述密封壓條朝向間隔層的方向。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在所述功能層和/或第二功能層中的密封壓條與所述限
位器層重疊。這涉及所謂的“壓條位于限位器上”的設(shè)計(jì)。根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種用于制造金屬扁平密封件的方法，特別是汽缸蓋襯墊，該金屬扁平密封件具有至少一個(gè)穿孔，其包括以下步驟 設(shè)置功能層； 設(shè)置間隔層；及
設(shè)置限位器層，其設(shè)置在功能層和間隔層之間； 分別地，在所述功能層中的每個(gè)穿孔周圍設(shè)置有封閉的密封壓條；及分別地，在至少所述限位器層、功能層或間隔層中的每個(gè)穿孔周圍壓紋封閉輪廓，其中，所述輪廓形成定位。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包括
將所述間隔層和限位器層連接在一起，以便所述間隔層和限位器層相互緊靠在一起； 其中，通過壓紋，將所述輪廓一體形成在所述間隔層和限位器層中；所述壓紋輪廓朝向功能層的方向。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包括
連接所述功能層和限位器層，以便所述功能層和限位器層相互緊靠在一起； 其中，通過壓紋，將所述輪廓一體形成在所述功能層和限位器層中；所述壓紋輪廓朝向間隔層的方向。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述功能層和限位層成型在一起，以形成密封壓條。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，通過壓紋，將所述輪廓形成在所述間隔層中，其中，所述壓紋輪廓朝向所述功能層的方向。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，當(dāng)從各自的穿孔的徑向方向觀看，所述輪廓壓紋形成在相應(yīng)的密封壓條之前和/或之后；其中，所述密封壓條朝向所述限位器層的方向。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包括
在所述間隔層的遠(yuǎn)離所述限位器層的一側(cè)設(shè)置第二功能層；
分別地，在第二功能層的每個(gè)穿孔周圍設(shè)置封閉的密封壓條，其中，所述密封壓條朝向間隔層的方向。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在所述功能層和/或第二功能層中的密封壓條與所述限
位器層重疊。無需同時(shí)通過將層連接在一起，例如鉚接，即可執(zhí)行壓紋，以便無需附加的制作步
馬聚ο


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中。圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的扁平密封件的橫截面圖。圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的扁平密封件的橫截面圖。圖3是本發(fā)明第三實(shí)施例的扁平密封件的橫截面圖。圖4是圖1所示的扁平密封件的替換實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的扁平密封件。該扁平密封件包括功能層2、間隔層4、限位器6和第二功能層8。在該功能層2和8中，分別設(shè)置有密封壓條12和18，每一個(gè)均分別朝向距離層和限位器層。在圖示的實(shí)施例中，該壓條是全壓條。在另一實(shí)施例中， 也可以是半壓條或半壓條和全壓條的組合。通過在鉚接點(diǎn)10 (clinching points)(在此僅示出一個(gè))鉚接的方式，可將限位器層6連接到間隔層4。該間隔層4可以是碳鋼層。在圖示的實(shí)施例中，在間隔層4和限位器層6中設(shè)置有共同的壓紋(common embossment) 160 該壓紋16是一體(form-fitting)的，例如間隔層4和限位器層6是一體連接的，并因此至少在壓紋16處是不漏液體形式的。該壓紋16形成定位(fixing aid)或防滑動(dòng)保護(hù)，其可通過在間隔層4上為功能層 2/限位器層6形成附加支撐，防止功能層2或相互連接的限位器層6和距離層4滑動(dòng)。該壓紋16朝向功能層的方向。在圖示的實(shí)施例中，當(dāng)從燃燒腔通孔的徑向方向查看，壓紋16 設(shè)置在壓條12的后面。也可在壓條之前設(shè)置，或設(shè)置在壓條之前和之后(例如，作為雙輪廓 (double contour))。在示范性的實(shí)施例中，壓紋的寬度是0. 1mm，高度是0. 02mnT0. 04mm。壓紋16的另外的功能是附加密封。如果限位器層6設(shè)置在沒有涂覆的間隔層4 上，泄漏的氣體可能在層之間穿透或逃逸。通過形成壓紋16，可生成附加的密封，其可阻止后者。對(duì)于此涂覆是不必要的。圖2示出本發(fā)明的第二實(shí)施例，該實(shí)施例也包括功能層2、間隔層4、限位器層6和第二功能層8 (但是可選擇的)。在功能層2和8中，分別設(shè)置密封壓條12和18，其中，每一個(gè)均分別朝向間隔層或限位器層的方向。在圖示的例子中。壓條是全壓條。在另一實(shí)施例中，可以是半壓條或半壓條和全壓條的組合。通過在鉚接點(diǎn)10 (在此僅示出一個(gè))鉚接的方式，可將功能層2連接到限位器層6。該限位器層6設(shè)置在功能層2上，并因此與壓條12的形狀一致。該幾何結(jié)構(gòu)是可實(shí)現(xiàn)的，例如因?yàn)橥ㄟ^鉚接，將限位器層6連接到功能層2上，及與功能層2 —起形成以形成密封壓條12。因此，同時(shí)，壓紋16可集成到功能層2和限位器層8中。所以，功能層2和限位器層8以一體的形式在壓紋16的區(qū)域中連接，并因此為不漏液體的形式。壓紋16為連接在該處的功能層2和限位器層6的板及間隔層4，形成防滑動(dòng)保護(hù)。 在該實(shí)施例中，壓紋16與壓條12朝向同一方向，例如間隔層4的方向。在圖示的實(shí)施例中， 當(dāng)從燃燒腔通孔的徑向方向觀看時(shí)，壓紋16設(shè)置在壓條12的后面。設(shè)置在壓條之前也是可能的，或設(shè)置在壓條之前和之后(例如，作為雙輪廓)。如圖3示出本發(fā)明的第三實(shí)施例，其表示圖2所示的扁平密封件的替換實(shí)施例。該扁平密封件也包括功能層2、間隔層4、限位器層6和第二功能層8。在此，第二功能層8也是可選的。在功能層2和8中，分別設(shè)置密封壓條12和18，其中每一個(gè)分別朝向間隔層或限位器層。在圖示所示的實(shí)施例中，壓條是全壓條。在替換的實(shí)施例中，也可能是半壓條或半壓條和全壓條的組合。通過在鉚接點(diǎn)10 (僅示出一個(gè))鉚接的方式，可將功能層2連接到限位器層6。限位器層6設(shè)置在功能層2上并因此與壓條12的形狀一致。該幾何結(jié)構(gòu)也是可實(shí)現(xiàn)的，例如因?yàn)橥ㄟ^鉚接，將限位器層6連接到功能層2上， 及與功能層2 —起形成以形成密封壓條12。然而，與圖2的不同在于，壓紋16設(shè)置在間隔層4中。該壓紋16朝向功能層2的方向并為連接在此的功能層2和限位器層6或間隔層 4的板，形成防滑動(dòng)保護(hù)。在圖示的實(shí)施例中，在內(nèi)燃機(jī)室中按壓后通過壓紋16可產(chǎn)生密封輔助(sealingaid),因?yàn)樵搲杭y，限位器層6按壓間隔層4。圖4示出圖1所示的扁平密封件的替換實(shí)施例，其與圖1所示的扁平密封件大致相當(dāng)。然而，不同之處在于，當(dāng)以徑向方向觀看時(shí)，壓紋16設(shè)置在壓條12之間。對(duì)上述的所有實(shí)施例，第二功能層均是可選的。優(yōu)選的，在圖示的示范性實(shí)施例中，該扁平密封件是汽缸蓋襯墊；然而，其也可以是別的金屬扁平密封件。在上述圖示的每一個(gè)例子中，燃燒腔(或通常地，穿孔)位于圖的左側(cè)。盡管在上述的每一個(gè)實(shí)施例中作為例子示出一個(gè)穿孔對(duì)應(yīng)一個(gè)燃燒腔，也可為具有多個(gè)燃燒腔開口的多汽缸內(nèi)燃機(jī)設(shè)置扁平密封件。同樣，也可在密封件中設(shè)置附加的穿孔，例如用于冷卻和潤滑劑通道的穿孔或用于安裝螺栓的穿孔。然而，也可根據(jù)本發(fā)明的壓紋形式，以具有密封壓條和壓縮限制器的相應(yīng)方式，密封這些穿孔。扁平密封件的密封壓條是全壓條或半壓條?？梢匀我獾慕M合在扁平密封件中設(shè)置半壓條和全壓條。例如，在第一功能層中的密封壓條是全壓條，及在可選的第二功能層中的附加的壓條是半壓條，反之亦然。也可以通過除了鉚接外的別的方式，執(zhí)行層的連接，例如激光焊接。當(dāng)從穿孔的徑向方向觀看時(shí)，壓紋可設(shè)置在密封壓條之后(圖1所示)或之前(圖4 所示)。然而，在組合中，壓紋可設(shè)置在密封壓條之前及之后，例如，以雙輪廓的形式。由于根據(jù)本發(fā)明的密封件，可減少或者甚至完全阻止，層之間泄漏的氣體的逃逸。 可防止限位器或限位器壓蓋的滑動(dòng)。通過壓紋，可將壓縮限制器保持在一位置，或通過具有固定位置的壓紋，形成壓縮限制器。壓紋形成附加的支撐，其用作防滑動(dòng)保護(hù)。用于防止泄漏的氣體穿透或逃逸的層之間的涂覆是不需要的，因?yàn)橥ㄟ^壓紋即可實(shí)現(xiàn)該目的。除了連接點(diǎn)，例如用于鉚接，不需要?jiǎng)e的安裝。不需要附加的制造步驟，因?yàn)樵阢T接的過程中可執(zhí)行壓紋。本發(fā)明適合于具有層的密封件的所有實(shí)施例。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)成本有效材料的使用。
權(quán)利要求
1.一種金屬扁平密封件，特別地汽缸蓋襯墊，該金屬扁平密封件具有至少一個(gè)穿孔，其特征在于，包括功能層(2)； 間隔層(4)；及限位器層(6 )，其設(shè)置在功能層(2 )和間隔層(4 )之間； 分別地，在所述功能層(2)中的每個(gè)穿孔周圍設(shè)置有封閉的密封壓條(12)；及分別地，在至少所述限位器層(6)、功能層(2)或間隔層(4)中的每個(gè)穿孔周圍設(shè)置壓紋封閉輪廓(16 )，其中，所述輪廓(16 )形成定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬扁平密封件，其特征在于，所述間隔層(4)和限位器層 (6)相互緊靠在一起；所述壓紋輪廓(16)是所述間隔層(2)和限位器層(6)中一體的共同輪廓； 所述壓紋輪廓(16 )朝向功能層(2 )的方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬扁平密封件，其特征在于，所述功能層(2)和限位器層 (6)相互緊靠在一起；所述壓紋輪廓(16 )是在所述功能層(2 )和限位器層(6 )中一體的公共輪廓； 所述壓紋輪廓(16 )朝向間隔層(4 )的方向。
4 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬扁平密封件，其特征在于，所述間隔層(4)具有壓紋輪廓(16)；及所述壓紋輪廓(16 )朝向功能層(2 )的方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、任一所述的金屬扁平密封件，其特征在于，當(dāng)從各自的穿孔的徑向觀看時(shí)，所述壓紋輪廓(16)設(shè)置在各自的密封壓條(12)之前和/或之后，其中，密封壓條 (12)朝向限位器層(6)的方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求廣5任一所述的金屬扁平密封件，其特征在于，進(jìn)一步包括 第二功能層(8)，其設(shè)置在所述間隔層(4)的遠(yuǎn)離所述限位器層(6)的一側(cè)；及分別地，在第二功能層(8)的每個(gè)穿孔周圍設(shè)置封閉的密封壓條(18)，其中，所述密封壓條(18)朝向間隔層(4)的方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求廣6任一所述的金屬扁平密封件，其特征在于，在所述功能層(2)和/ 或第二功能層(8)中的密封壓條(12、18)與所述限位器層(6)重疊。
8.一種用于制造金屬扁平密封件的方法，特別是汽缸蓋襯墊，該金屬扁平密封件具有至少一個(gè)穿孔，其特征在于，包括以下步驟設(shè)置功能層(2); 設(shè)置間隔層(4);及設(shè)置限位器層(6 )，其設(shè)置在功能層(2 )和間隔層(4 )之間； 分別地，在所述功能層(2)中的每個(gè)穿孔周圍設(shè)置有封閉的密封壓條(12)；及分別地，在至少所述限位器層(6)、功能層(2)或間隔層(4)中的每個(gè)穿孔周圍壓紋封閉輪廓(16)，其中，所述輪廓(16)形成定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括將所述間隔層(4 )和限位器層(6 )連接在一起，以便所述間隔層(4 )和限位器層(6 )相互緊靠在一起；其中，通過壓紋，將所述輪廓(16 ) —體形成在所述間隔層(2 )和限位器層(6 )中；所述壓紋輪廓(16)朝向功能層(2)的方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括連接所述功能層(2 )和限位器層(6 )，以便所述功能層(2 )和限位器層(6 )相互緊靠在一起；其中，通過壓紋，將所述輪廓(16 ) —體形成在所述功能層(2 )和限位器層(6 )中；所述壓紋輪廓(16 )朝向間隔層(4 )的方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述功能層(2)和限位層(6)成型在一起，以形成密封壓條(12)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過壓紋，將所述輪廓(16)形成在所述間隔層(4)中，其中，所述壓紋輪廓(16)朝向所述功能層(2)的方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求壙12任一所述的方法，其特征在于，當(dāng)從各自的穿孔的徑向方向觀看，所述輪廓(16)壓紋形成在相應(yīng)的密封壓條(12)之前和/或之后；其中，所述密封壓條 (12)朝向所述限位器層(6)的方向。
14.根據(jù)權(quán)利要求纊13任一所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在所述間隔層(4)的遠(yuǎn)離所述限位器層(6)的一側(cè)設(shè)置第二功能層(8)；分別地，在第二功能層(8)的每個(gè)穿孔周圍設(shè)置封閉的密封壓條(18)，其中，所述密封壓條(18 )朝向間隔層(4 )的方向。
15.根據(jù)權(quán)利要求纊14任一所述的方法，其特征在于，在所述功能層(2)和/或第二功能層(8 )中的密封壓條(12、18 )與所述限位器層(6 )重疊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬扁平密封件，特別地汽缸蓋襯墊，該金屬扁平密封件具有至少一個(gè)穿孔，其包括功能層(2)、間隔層(4)、及限位器層(6)，其設(shè)置在功能層(2)和間隔層(4)之間；分別地，在所述功能層(2)中的每個(gè)穿孔周圍設(shè)置有封閉的密封壓條(12)；及分別地，在至少所述限位器層(6)、功能層(2)或間隔層(4)中的每個(gè)穿孔周圍設(shè)置壓紋封閉輪廓(16)，其中，所述輪廓(16)形成定位。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于制造金屬扁平密封件的方法，特別是汽缸蓋襯墊，該金屬扁平密封件具有至少一個(gè)穿孔，其包括以下步驟設(shè)置功能層(2)；設(shè)置間隔層(4)；及設(shè)置限位器層(6)，其設(shè)置在功能層(2)和間隔層(4)之間；分別地，在所述功能層(2)中的每個(gè)穿孔周圍設(shè)置有封閉的密封壓條(12)；及分別地，在至少所述限位器層(6)、功能層(2)或間隔層(4)中的每個(gè)穿孔周圍壓紋封閉輪廓(16)，其中，所述輪廓(16)形成定位。
文檔編號(hào)F16J15/08GK102301163SQ201080017759
公開日2011年12月28日 申請日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者克勞斯·施密特 申請人:聯(lián)邦摩高密封系統(tǒng)公司