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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine ringförmige Metalldichtung, die dazu ausgebildet ist, an dem Halsbereich einer Schraube oder eines Schraubenbolzens zum Befestigen von Abdeckungen sowie eines Außengewindes zum Befestigen von Sensoren, wie z.B. einem Drucksensor oder einem Temperatursensor, angebracht zu werden.
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Einschlägiger Stand der Technik
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Herkömmlicherweise werden Bolzen, Schrauben oder Schraubenbolzen an geeigneten Bereichen eines Abdeck- bzw. Deckelelements angeordnet, und ein Befestigungsvorgang wird unter Anordnung einer um das Deckelelement herum angebrachten Dichtung zwischen dem Befestigungsbereich und der Schraube ausgeführt, so dass das Deckelelement, wie z.B. die Kipphebelabdeckung und die Ölwanne eines Motors, auf diese Weise an dem Befestigungsbereich angebracht und befestigt werden können.
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Eine Dichtungsscheibe (ringförmige Metalldichtung) mit Elastizität wird zwischen der Befestigungseinrichtung und dem Deckelelement angeordnet, um eine Dichtungswirkung um die Befestigungseinrichtung herum sowie eine Schall- und Vibrationssteuerung hinsichtlich des Deckelelements zu erzielen. Wenn die Sensoren, wie etwa ein Drucksensor und ein Temperatursensor, an einem Befestigungsbereich angebracht werden, dann wird eine ähnliche Dichtungsscheibe zwischen einer Befestigungsschraube mit Außengewinde und einem Sensorgehäuse angeordnet, um eine Vibrationssteuerung der Sensoren zu erzielen.
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Eine solche Dichtungsscheibe wird manchmal in einem Zustand bewegt und transportiert, in dem der Halsbereich eines Schraubenbolzens und einer Schraube mit Außengewinde (die im Folgenden allgemein als Befestigungseinrichtung bezeichnet werden) vorab in die innere Öffnung (Befestigungseinrichtungs-Öffnung) eingesetzt ist. Wenn in einem solchen Fall die Befestigungseinrichtung einfach in die innere Öffnung der Dichtungsscheibe eingesetzt ist, kommt es manchmal zum Lösen der Befestigungseinrichtung während des Beförderungsvorgangs und des Transports, so dass eine Rippe in der inneren Öffnung ausgebildet wird oder ein Verstemm-Verformungsvorgang für die innere Öffnung ausgeführt wird, um dadurch ein Herausfallen zu verhindern.
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Ein solcher Vorgang zum Verhindern eines Herausfallens macht jedoch einen zusätzlichen Arbeitsvorgang bei der Herstellung einer Dichtungsscheibe erforderlich und führt manchmal zu Beschädigungen an dem Halsbereich und dem Gewindebereich der Befestigungseinrichtung. Die japanischen Veröffentlichungen JP H06- 82 424 U und JP H07- 32 218 U offenbaren einer Dichtungsscheibe (Metalldichtungsscheibe), bei der eine innere Öffnung, in die die Befestigungseinrichtung einzuführen ist, einen Dichtungsbereich aus Gummi- oder Kunstharzmaterial aufweist, so dass sie in elastischer Weise an der eingeführten Befestigungseinrichtung gehalten ist. Weitere Beispiele für ringförmige Dichtungsscheiben sind in den Veröffentlichungen JP H05- 79 566 A,
JP S57- 192 670 A und
FR 2 172 508 A5 offenbart.
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Offenbarung der Erfindung
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Mit der Erfindung zu lösende Probleme
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Bei der in der JP H06- 82 424 U offenbarten Dichtungsscheibe ist eine Vielzahl von Kernmaterialien (Metallring oder Metallring mit Verbundschicht) zusammenlaminiert, und ein Dichtungselement mit Flansch ist in integraler Weise in dem Umfangsbereich vorgesehen, um die Kernmaterialien in elastischer Weise festzulegen. Die Dichtungsscheibe weist verbesserte Dichtungseigenschaften und eine hohe Befestigungsbelastbarkeit auf, so dass sie in bevorzugter Weise zum Anbringen und Befestigen der vorstehend genannten Abdeckeinrichtungen verwendet wird.
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Der größere Teil der Befestigungsbelastung wird jedoch auf den Flanschbereich des Dichtungselements mit Flansch aufgebracht, so dass er in hohem Maße einer Ermüdung ausgesetzt ist und seine Alterung im Laufe der Zeit beschleunigt wird. Da ferner eine Vielzahl von Kernelementen zusammenlaminiert und integral ausgebildet ist, erfordert die große Dicke dieser Dichtungsscheibe einen langen Halsbereich für eine objektive Befestigungseinrichtung.
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Dagegen ist bei der in der JP H07- 32 218 U offenbarten Metalldichtungsscheibe ein ringförmiges Gummimaterial mit großer Dicke an dem Innenbereich des Metallscheibenkörpers angebracht, ein Justier-Metallpassstück ist in Anlage an der unteren Oberfläche des Metallscheibenkörpers und der Außenumfangsfläche des Gummimaterials vorgesehen, und die Dicke des Justier-Metallpassstücks ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von der Größe der Einpassöffnung eingestellt zu werden. Auch in diesem Fall wird der größere Teil der Befestigungsbelastung auf das ringförmige Gummimaterial aufgebracht, so dass vorhersehbar ist, dass dieses in hohem Maße einer Ermüdung ausgesetzt ist und seine Alterung im Laufe der Zeit beschleunigt wird.
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Die vorliegende Erfindung wird unter Berücksichtigung der vorstehend geschilderten Probleme vorgeschlagen, und ihre Aufgabe besteht in der Schaffung einer ringförmigen Metalldichtung, die verbesserte Dichtungseigenschaften, ausgezeichnete Schall- und Vibrations-Isoliereigenschaften sowie ferner eine hohe Lebensdauer und eine verbesserte Belastbarkeit aufweist.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Die Aufgabe wird mit einer ringförmigen Metalldichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen ringförmigen Metalldichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.
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Die ringförmige Metalldichtung der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: eine ringförmige Metallbasisplatte; Verbundschichten, die in integraler Weise auf die beiden Oberfläche der ringförmigen Metallbasisplatte auflaminiert sind, wobei die Verbundschichten aus Kunstharzmaterial oder Gummimaterial hergestellt sind, das mit einem Fasermaterial gemischt ist; und eine Ringdichtungsschicht mit einem umfangsmäßigen Abdeckbereich, der den inneren Umfangsrand der ringförmigen Metallbasisplatte sowie den inneren Umfangsrand der beiden Verbundschichten bedeckt, wobei die Ringdichtungsschicht aus einem Kunstharzmaterial oder einem Gummimaterial hergestellt ist, wobei eine Befestigungseinrichtung in die innere Öffnung einführbar ist, die durch den umfangmäßigen Abdeckbereich gebildet ist, und wobei die Ringdichtungsschicht derart ausgebildet ist, dass die Oberflächen der Ringdichtungsschicht derart mit den Oberflächen der Verbundschichten verbunden sind, dass ein glatter Übergang in der Dickenrichtung von diesen gebildet ist, und wobei ferner ein ringartiger Vorsprung, der in Radialrichtung der Ringdichtungsschicht vorsteht, entlang der Innenumfangsflächen des umfangsmäßigen Abdeckbereichs vorgesehen ist, und wobei die Dicke des ringartigen Vorsprungs kleiner als die Dicke des umfangmäßigen Abdeckbereichs ist, und wobei der Durchmesser der inneren Öffnung größer ausgebildet ist als der Außendurchmesser eines Halsbereichs der Befestigungseinrichtung und der Durchmesser, der durch den ringartigen Vorsprung ausgebildet ist, kleiner ist als der Außendurchmesser des Halsbereichs der Befestigungseinrichtung.
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Bei der vorliegenden Erfindung können die Verbundschichten einen zusammengedrückten ebenen Schichtbereich mit einer feststehenden Dicke aufweisen, dessen innere Oberflächen in deren Dickenrichtung zusammengedrückt sind, während die Ringdichtungsschicht einen Abdeckschichtbereich aufweisen kann, der sich von dem umfangsmäßigen Abdeckbereich weg erstreckt und an der Oberfläche des zusammengedrückten ebenen Schichtbereichs in integraler Weise derart ausgebildet ist, dass die Oberfläche des Abdeckschichtbereichs mit der Oberfläche der Verbundschicht mit Ausnahme des zusammengedrückten ebenen Schichtbereichs derart verbunden ist, dass ein glatter Übergang in deren Dickenrichtung gebildet ist.
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Im Übrigen können der umfangsmäßige Abdeckbereich und die inneren Umfangsränder der beiden Verbundschichten in integraler Weise derart miteinander verbunden sein, dass das Kunstharzmaterial oder ein Gummimaterial, welches die Ringdichtungsschicht bildet, in das die Verbundschicht bildende Fasermaterial an dem Grenzbereich von diesen teilweise eindringt.
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Zusätzlich kann ein ringförmiger Wulstbereich mit pfeilförmiger Formgebung an der Oberfläche der Ringdichtungsschicht auf der in Dickenrichtung gelegenen Seite von dieser konzentrisch vorgesehen sein.
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Wirkungen der Erfindung
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Die ringförmige Metalldichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Steifigkeit aufgrund der ringförmigen Metallbasisplatte auf. Ferner ist die Verbundschicht, die in integraler Weise auf die beiden Oberflächen der ringförmigen Metallbasisplatte auflaminiert ist, durch Mischen eines Fasermaterials in ein Kunstharzmaterial oder ein Gummimaterial gebildet, so dass das Kunstharzmaterial oder das Gummimaterial durch das Fasermaterial getragen wird und sich dadurch eine gute Zähfestigkeit ergibt.
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Wenn zwei Elemente unter Einführen der Befestigungseinrichtung, wie z.B. einer Schraube, in die innere Öffnung aneinander befestigt werden, kommt es zu keiner Driftverlagerung des Kunstharzmaterials oder des Gummimaterials durch die aufgenommene Kraft, so dass die Dichtungsfunktion aufrecht erhalten bleibt. Der umfangsmäßige Abdeckbereich, der die Ringdichtungsschicht aus Kunstharzmaterial oder Gummimaterial bildet, ist dazu ausgebildet, den Innenumfangsrand der ringförmigen Metallplatte und den Innenumfangsrand der beiden Verbundschichten zu überdecken, so dass die Befestigungseinrichtung bei ihrem Einführen in die innere Öffnung in elastischen Eingriff mit dem umfangsmäßigen Abdeckbereich gebracht werden kann und dadurch ein Herabfallen der Dichtung während der Bewegung und des Transports sowie deren Beschädigung verhindert wird.
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Ferner ist die Oberfläche der Ringdichtungsschicht in der Dickenrichtung in gleicher Weise wie die bzw. bündig mit der Verbundschicht ausgebildet, und die Befestigungsbelastung wird auf die Ringdichtungsschicht und die Verbundschicht aufgebracht, so dass keine Ermüdung der Ringdichtungsschicht hervorgerufen wird, da keine konzentrierte Belastung verursacht wird, so dass die Lebensdauer verbessert wird.
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Die einer Kompression ausgesetzte Ringdichtungsschicht und Verbundschicht sind dem Befestigungsbereich zwischengelagert, so dass sich Schall- und Vibrationsisolierungseigenschaften ergeben und dadurch wiederum die Eignung für das Anbringen und Festlegen des Deckelelements, wie z.B. einer Kipphebelabdeckung und einer Ölwanne eines Motors, sowie für das Anbringen von Sensoren, wie etwa eines Drucksensors und eines Temperatursensors, verbessert ist.
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Wenn der Bereich um den inneren Umfang von jeder der Verbundschichten in der Dickenrichtung mit einer konstanten Breite komprimiert wird, um dadurch den zusammengedrückten ebenen Schichtbereich zu bilden, und der Abdeckschichtbereich als ein Bestandteil der Ringdichtungsschicht in integraler Weise an der Oberfläche des zusammengedrückten ebenen Schichtbereichs angebracht ist, dann wird bei dem Befestigungsvorgang der Abdeckschichtbereich zusammen mit der Verbundschicht zusammengedrückt, da der Abdeckschichtbereich aus Kunstharzmaterial oder Gummimaterial hergestellt ist, so dass sich eine verbesserte Dichtungseigenschaft des befestigten Bereichs aufgrund des Kontaktdrucks ergibt.
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Weiterhin ist die Oberfläche des Abdeckschichtbereichs derart ausgebildet, dass sie mit Ausnahme des zusammengedrückten ebenen Schichtbereichs in gleicher Weise wie die bzw. bündig mit der Oberfläche der Verbundschicht ausgebildet ist, so dass die Befestigungslast auf den Abdeckschichtbereich und den zusammengedrückten ebenen Schichtbereich als Bestandteil der Verbundschicht aufgebracht wird und dadurch eine Ermüdung der Ringdichtungsschicht einschließlich des Abdeckschichtbereichs durch die konzentrierte Belastung verhindert wird und auch die Lebensdauer verbessert wird.
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Wenn an dem Grenzbereich des umfangsmäßigen Abdeckbereichs und des inneren Umfangsrands der beiden Verbundschichten ein Teil des die Ringdichtungsschicht bildenden Kunstharzmaterials oder Gummimaterials zwischen das die Verbundschicht bildende Fasermaterial eindringt, so dass die Materialien in integraler Weise aneinander befestigt sind, kann zusätzlich zu den vorstehend geschilderten Wirkungen der umfangsmäßige Abdeckbereich in einfacher Weise gebildet werden, wobei der umfangsmäßige Abdeckbereich, d.h. die Ringdichtungsschicht und die Verbundschicht fest integriert werden.
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Wenn ein ringartiger Vorsprung, der in Zentrifugal- bzw. Radialrichtung vorsteht, an der Innenumfangsfläche des umfangsmäßigen Abdeckbereichs in Umfangsrichtung ausgebildet ist, kann der Effekt des Verhinderns eines Herabfallens von der Befestigungseinrichtung und deren Beschädigung durch die elastische Haltewirkung des ringartigen Vorsprungs in beachtlicher Weise auftreten.
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Weiterhin ist ein ringförmiger Wulstbereich mit Winkel- bzw. Keilform (Chevron) an der Oberfläche auf der Seite der Dickenrichtung der Ringdichtungsschicht konzentrisch ausgebildet, wobei der Wulstbereich während der Befestigung zusammengedrückt wird und bessere Dichtungseigenschaften durch den festen Kontaktdruck aufgrund der Reaktionskraft erzielt werden können.
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Figurenliste
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In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der ringförmigen Metalldichtung der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels;
- 3 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels;
- 4 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels;
- 5 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels; und
- 6 eine Darstellung zur Erläuterung der Herstellung der ringförmigen Metalldichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der 5.
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Beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
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Die beste Art und Weise zum Ausführen der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. 1 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der ringförmigen Metalldichtung der vorliegenden Erfindung. Die 2 bis 5 zeigen Schnittdarstellungen von jeweiligen weiteren Ausführungsbeispielen. 6 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung der Herstellung der ringförmigen Metalldichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der 5.
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Bei der ringförmigen Metalldichtung A in 1 ist eine Verbundschicht 2, 2 auf beiden Oberflächen einer ringförmigen Metallbasisplatte 1 aus Stahlblech, wie z.B. einer Aluminiumplatte und einem Flächenkörper aus rostfreiem Stahl, gebildet. Die Verbundschicht 2 ist durch Auflaminieren eines Verbundmaterials gebildet, bei dem ein organisches oder ein anorganisches Fasermaterial und ein Zusatz (Gummizusatz, Füllstoff und dergleichen) mit Kunstharzmaterial oder einem Gummimaterial gemischt sind.
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Das Verbundmaterial gemäß der Zeichnung ist durch Mischen eines Fasermaterials mit einem Gummimaterial gebildet, und das auf diese Weise gebildete Verbundmaterial wird mittels einer Walze über einen Klebstoff auf die Metallplatte aufgedruckt, so dass in einem Ofen eine Vulkanisations-Adhäsion stattfindet und dadurch die Verbundschicht 2 in integraler Weise auf die beiden Oberflächen der Metallplatte auflaminiert wird und somit ein Dichtungsflächenkörper gebildet wird. Sonst wird das Verbundmaterial vorab in Form eines Flächenkörpers ausgebildet, und das auf diese Weise gebildete Flächenkörpermaterial wird auf die beiden Oberflächen der Metallplatte auflaminiert, so dass dadurch der Dichtungsflächenkörper gebildet wird.
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Anschließend wird der Dichtungsflächenkörper gestanzt, um eine gewünschte Formgebung der ringförmigen Metalldichtung zu erzielen. Vor dem Stanzen oder nach dem Stanzen wird der Bereich um den Innenumfang der beiden Verbundschichten 2 herum zusammengedrückt, um dadurch einen stufenartigen, zusammengedrückten, ebenen Schichtbereich 2a zu bilden, der in Dickenrichtung auf eine feststehende Breite zusammengedrückt ist.
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Der innere Öffnungsbereich des laminierten Körpers, der die ringförmige Metallbasisplatte 1 und die Verbundschichten 2, 2 aufweist, ist mit einem umfangsmäßigen Abdeckbereich 3a versehen, der die Innenumfangsränder der ringförmigen Basisplatte 1 und der Verbundschicht 2 (des zusammengedrückten ebenen Schichtbereichs 2a) überdeckt. Ferner erstrecken sich an den Oberflächen der zusammengedrückten ebenen Schichtbereiche 2a, 2a in integraler Weise angebrachte Abdeckschichtbereiche 3b, 3b von dem umfangsmäßigen Abdeckbereich 3a weg.
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Der umfangsmäßige Abdeckbereich 3a und die Abdeckschichtbereiche 3b, 3b bilden eine Ringdichtungsschicht 3, die durch Formen eines Kunstharzmaterials oder eines Gummimaterials gebildet ist (wobei gemäß der Zeichnung ein Gummimaterial verwendet worden ist). Die Ringdichtungsschicht 3 ist dadurch gebildet, dass die ringförmige Metallbasisplatte 1, an der die mit dem zusammengedrückten ebenen Schichtbereich 2a ausgebildete Verbundschicht 2 in integraler Weise angebracht ist, in eine vorab bereitgestellte Form plaziert wird und Kunstharzmaterial oder ein Gummimaterial in den Formhohlraum eingefüllt wird, so dass eine integrale Ausbildung entsteht.
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Der Hohlraum, in den Kunstharzmaterial oder Gummimaterial eingespritzt wird, ist derart ausgebildet, dass die Oberfläche des Abdeckschichtbereichs 3b als Bestandteil der Ringdichtungsschicht 3 bündig mit der Oberfläche der Verbundschicht 2 mit Ausnahme des zusammengedrückten ebenen Schichtbereichs 2a wird. Der Abdeckschichtbereich 3b und die Verbundschicht 2 sind derart miteinander verbunden, dass keinerlei Unebenheit oder Stufe an ihren Oberflächen gebildet ist.
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Bei den Fasermaterialien zum Einmischen in das Verbundmaterial handelt es sich um komprimierbares anorganisches Fasermaterial, mit Ausnahme von Asbest, oder um komprimierbares organisches Fasermaterial. Beispielsweise kann es sich bei dem komprimierbaren anorganischen Fasermaterial mit Ausnahme von Asbest um Folgendes handeln: Glasfasermaterial; Keramikfasermaterial; Steinwolle; Mineralwolle; Quarzglasfasern; chemisch bearbeitetes Fasermaterial mit hohem Kieselsäureanteil; Schmelzkorund-Silikatfasern; Aluminiumoxid-Endlosfasern; stabilisierte Zirkonoxidfasern; Bornitridfasern; Alkalititanatfasern; Fadenkristallmaterial; Borfasern; Carbonfasern; Metallfasern; oder dergleichen.
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Bei den organischen Fasermaterialien kann es sich um aromatische Polyamidfasern; andere Polyamidfasern; Polyolefinfasern; Polyesterfasern; Polyacrylnitrilfasern; Polyvinylalkoholfasern; Polyvinylchloridfasern; Polyharnstoffasern; Polyurethanfasern; Polyfluorcarbonfasern; Phenolfasern; Zellulosefasern; oder dergleichen handeln.
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Bei dem Gummimaterial zum Bilden der Verbundschicht oder der Ringdichtungsschicht kann es sich um Folgendes handeln: NBR, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR); Isopren-Kautschuk (IR); Chloropren-Kautschuk (CR); Butadien-Kautschuk (BR); Isobutylen-Isopren-Kautschuk (IIR); Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM); FluorKautschuk (FKM); Silikon-Kautschuk (VMQ); chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM); Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA); chloriertes Polyethylen (CPE); Chlor-Isobuten-Isopren-Kautschuk (CIR); Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO); Nitril-Isopren-Kautschuk (NIR); Naturgummi (NR); oder dergleichen.
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Bei dem Kunstharzmaterial zum Bilden der Verbundschicht oder der Ringdichtungsschicht kann es sich um Phenolharz, Harnstoffharz, Melaminformaldehydharz, Epoxyharz, Alkydharz, ungesättigtes Polyesterharz, Diallylphthalatharz, Silikonharz oder dergleichen handeln. Darüber hinaus kann auch eine Mischung aus den vorstehend genannten Gummimaterialien und Kunstharzmaterialien verwendet werden.
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1 zeigt ein Deckelelement 4 (z.B. eine Kipphebelabdeckung oder eine Ölwanne eines Motors), das an einem Zielobjekt 5 (z.B. einem Zylinderkopf oder einem Zylinderblock eines Motors) angebracht und befestigt ist, das mittels einer Schraube 7 über eine Dichtung 6 zu befestigen ist. Die Schraube 7 wird vor dem Befestigungsvorgang in die innere Öffnung (Befestigungseinrichtungs-Öffnung) der ringförmigen Metalldichtung A eingesetzt.
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Der Durchmesser „d“ der inneren Öffnung, mit der die Innenumfangsfläche des umfangsmäßigen Abdeckbereichs 3a der ringförmigen Metalldichtung A ausgebildet ist, wird größer ausgebildet als der Außendurchmesser dl des Halsbereichs 7a der Schraube 7 und kleiner ausgebildet als der Außendurchmesser d2 des Außengewindebereichs 7b.
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Vor dem Anbringen und Montieren des Deckelelements 4 wird daher der Außengewindebereich 7b in die innere Öffnung der ringförmigen Metalldichtung A eingesetzt, und infolgedessen kommt es zu einer elastischen Verformung des umfangsmäßigen Abdeckbereichs 3a, so dass die ringförmige Metalldichtung A durch die elastische Rückkehrkraft mit dem Halsbereich 7a in Eingriff gebracht und an diesem gehalten werden kann.
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Wenn die ringförmige Metalldichtung A in einem derartigen Zustand zusammen mit der Schraube 7 zu einer Montagelinie verbracht wird, kann es zu keinem Trennen dieser Elemente und zu keinem Herausfallen der Schraube 7 während des Zuführ- und Transportvorgangs kommen. Der umfangsmäßige Abdeckbereich 3a ist aus Kunstharzmaterial oder Gummimaterial hergestellt, so dass der Halsbereich 7a und der Außengewindebereich 7b der Schraube 7 beim Anbringen der Metalldichtung A oder beim Bewegen und beim Transport der Elemente nicht beschädigt werden können.
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Der Außengewindebereich 7b der Schraube 7 wird in die Durchgangsöffnungen 4a, 6a des Deckelelements 6 und der Dichtung 6 eingeführt und in einen Innengewindebereich 5a des Befestigungs-Zielobjekts 5 eingeschraubt und in diesem befestigt, wobei die ringförmige Metalldichtung A dabei in dem vorstehend beschriebenen Zustand in Eingriff gebracht und gehalten ist. Auf diese Weise wird eine Befestigung und integrale Ausbildung des Befestigungs-Zielobjekts 5 und des Deckelelements 4 über die Dichtung erzielt.
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Die Ringdichtungsschicht 3 wird durch die Befestigung zusammen mit der Verbundschicht 2 (zusammengedrückter ebener Schichtbereich 2a) zusammengedrückt, und der Kontaktdruck gewährleistet die Dichtungswirkung des befestigten Bereichs mit der Schraube 7.
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Die Oberfläche des Abdeckschichtbereichs 3b der Ringdichtungsschicht 3 ist in gleicher Weise wie die bzw. bündig mit der Oberfläche der Verbundschicht 2 mit Ausnahme des zusammengedrückten ebenen Schichtbereichs 2a ausgebildet, so dass die Befestigungslast auf den Abdeckschichtbereich 3b und die Verbundschicht 2 an der Grenzfläche zu dem Deckelelement 4 aufgebracht wird und es zu keiner Ermüdung der Ringdichtungsschicht 3 durch eine konzentrische Belastung kommt, so dass die Lebensdauer verbessert ist. Ferner sind die der Kompression ausgesetzte Abdeckschichtbereich 3b und die der Kompression ausgesetzte Verbundschicht 2 dem Befestigungsbereich zwischengeordnet, so dass sich verbesserte Schall- und Vibrationsisoliereigenschaften erzielen lassen.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die ringförmige Metalldichtung B des vorliegenden Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der ringförmigen Metalldichtung A des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels dadurch, dass ein ringartiger Vorsprung 3c, der in Zentrifugalrichtung bzw. Radialrichtung vorsteht, in Umfangsrichtung an der Innenumfangsfläche des umfangsmäßigen Abdeckbereichs 3a ausgebildet ist.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Effekt des Verhinderns eines Herausfallens und einer Beschädigung der Schraube 7 durch die Haltewirkung des ringartigen Vorsprungs 3c in Verbindung mit der elastischen Verformung beim Einführen der Schraube 7 in die innere Öffnung der ringförmigen Metalldichtung B in noch ausgeprägterer Weise erzielt werden. Insbesondere kann dann, wenn die Schraube 7 in der in 2 gezeigten Weise dünner ausgebildet ist als in 1, die Haltewirkung durch das Rückkehr-Federvermögen in Begleitung mit der elastischen Verformung des ringartigen Vorsprungs 3c in Erscheinung treten (siehe den verformten Zustand, wie er in 2 in strichpunktierter Linie dargestellt ist).
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Auf diese Weise ist der Anwendungsumfang auf mehrere Arten von Bolzen oder Schrauben erweitert. Die übrigen Ausbildungsmerkmale sind die gleichen wie bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, so dass gleiche Elemente auch mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und eine Beschreibung dieser Elemente an dieser Stelle entbehrlich ist.
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3 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die ringförmige Metalldichtung C unterscheidet sich von der ringförmigen Metalldichtung A des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, dass ein ringförmiger Wulstbereich 3d mit Pfeilform an der Oberfläche (Oberfläche des Abdeckschichtbereichs 3b) der Ringdichtungsschicht 3 auf der in Dickenrichtung von dieser gelegenen Seite ausgebildet ist.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden der obere und der untere Wulstbereich 3d zusammengedrückt, so dass sie fest an dem oberen und dem unteren Element (dem Kopfbereich des Bolzens bzw. der Schraube 7 und dem Deckelelement 4) angebracht sind, wenn die Befestigung mittels der Schraube 7 erfolgt, so dass aufgrund des großen Oberflächendrucks durch die Reaktionskraft eine stärkere Dichtungseigenschaft erzielt werden kann. Die übrigen Ausbildungsmerkmale sind die gleichen wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, so dass gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und eine Beschreibung dieser Elemente an dieser Stelle wiederum entbehrlich ist.
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4 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die ringförmige Metalldichtung D bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Dichtung A des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, dass der in Zentrifugalrichtung vorstehende ringartige Vorsprung 3c in der Umfangsrichtung entlang der inneren Umfangsfläche des umfangsmäßigen Abdeckbereichs 3a ausgebildet ist und der winkelförmige oder keilförmige ringförmige Wulstbereich 3d an der Oberfläche (Oberfläche des Abdeckschichtbereichs 3b) der Ringdichtungsschicht 3 auf der Seite der in Dickenrichtung von dieser gelegenen Seite konzentrisch ausgebildet ist.
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Die ringförmige Metalldichtung D des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat den kombinierten Effekt der Dichtung B des zweiten Ausführungsbeispiels und der Dichtung C des dritten Ausführungsbeispiels, und ihre Anwendbarkeit zum Anbringen und Festlegen eines Deckelelements, wie der Kipphebelabdeckung und der Ölwanne eines Motors, oder zum Anbringen von mehreren Arten von Sensoren, wie eines Drucksensors und eines Temperatursensors, ist verbessert.
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Die übrigen Ausbildungsmerkmale sind die gleichen wie bei dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel, so dass gleiche Elemente auch mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und eine Beschreibung von diesen an dieser Stelle wiederum entbehrlich ist.
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5 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die ringförmige Metalldichtung E gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist nicht den zusammengedrückten ebenen Schichtbereich 2a der Verbundsicht 2 und den Abdeckschichtbereich 3b der Ringdichtungsschicht 3 auf, die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen gezeigt sind, sondern die Ringdichtungsschicht 3 ist nur mit dem umfangsmäßigen Abdeckbereich 3a ausgebildet, der den inneren Umfangsrand der ringförmigen Metallbasisplatte 1 sowie die Innenumfangsränder der beiden Verbundschichten 2, 2 bedeckt.
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Die Zeichnung zeigt den in Zentrifugalrichtung vorstehenden ringartigen Vorsprung 3c, der entlang der Umfangsrichtung an der Innenumfangsfläche des umfangsmäßigen Abdeckbereichs 3a ausgebildet ist. Wie bei dem Ausführungsbeispiel der 1 muss der ringartige Vorsprung 3c jedoch nicht vorgesehen sein, und es kann der winkelförmige oder keilförmige ringförmige Wulstbereich 3d konzentrisch an der Oberfläche der Ringdichtungsschicht 3 auf der in Dickenrichtung von dieser gelegenen Seite wie bei dem Ausführungsbeispiel der 3 ausgebildet sein, oder es können sowohl der ringartige Vorsprung 3c als auch der ringförmige Wulstbereich 3d wie bei dem Ausführungsbeispiel der 4 vorgesehen sein.
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Bei der ringförmigen Metalldichtung E des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist an dem Grenzbereich des umfangsmäßigen Abdeckbereichs 3a und der inneren Umfangsränder der beiden Verbundschichten 2, 2 ein Teil des die Ringdichtungsschicht 3 bildenden Gummimaterials (Kunstharzmaterial) in das die Verbundschichten 2, 2 bildende Fasermaterial eindringend ausgebildet, so dass die Ringdichtungsschicht 3 und die Verbundschichten 2, 2 in integraler Weise aneinander befestigt sind, wie dies in dem vergrößerten Bereich in 5 dargestellt ist.
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Die Verbundschicht 2 ist derart ausgebildet, dass das Fasermaterial unter Verwendung des Gummimaterials (Kunstharzmaterials) als Bindematerial in sich selbst verwickelt ausgebildet ist und eine poröse Schichtstruktur gebildet ist, die eine Vielzahl von Lücken zwischen den Fasern in ihrer Dicke aufweist. Wie später noch erläutert wird, dringt ein Teil des Gummimaterials (Kunstharzmaterials) beim Bilden der Ringdichtungsschicht 3 in die Lücken ein, so dass die Ringdichtungsschicht 3 und die Verbundschichten 2, 2 durch den Verankerungseffekt des eindringenden Bereichs 3e des Gummimaterials aneinander befestigt und in integraler Weise ausgebildet sind.
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Das Herstellungsverfahren für eine derartige ringförmige Metalldichtung E wird unter Bezugnahme auf 6 erläutert. 6 zeigt einen Einspritzvorgang zum Einspritzen von unvulkanisiertem Gummimaterial 30 zum Bilden der Ringdichtungsschicht 3. Die Metallform (oberes Formteil 8 und unteres Formteil 9), die mit einem Hohlraum 10 mit einer vorbestimmten Formgebung ausgebildet ist, wird bereitgestellt, und ein laminierter Körper, der durch Auflaminieren der Verbundschicht 2, 2 auf die beiden Oberflächen der ringförmigen Metallbasisplatte 1 in der vorstehend beschriebenen Weise gebildet ist, wird in dem Hohlraum 10 angeordnet.
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Anschließend werden das obere Formteil 8 und das untere Formteil 9 aneinander angebracht, das unvulkanisierte Gummimaterial 30 wird von dem Einlass 11 her eingespritzt und in den verbliebenden Raum in dem Hohlraum 10 eingefüllt, und das Gummimaterial 30 wird vulkanisiert und geformt. Beim Einfüllen des Gummimaterials 30 durch dessen Einspritzen dringt ein Teil des Gummimaterials 30 von dem Innenumfangsrand der Verbundschicht 2 in den verbliebenen Raum ein, und das eingedrungene Gummimaterial 30 erstarrt durch den Vulkanisations-Formvorgang, wie dies mit unterbrochenen Linien in 5 gezeigt ist, so dass der eindringende Bereich 3e gebildet wird.
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Auf diese Weise sind die Ringdichtungsschicht 3 und die Verbundschichten 2, 2 durch einen derartigen eindringenden Bereich 3e festgelegt und integriert ausgebildet, so dass sich in einfacher Weise die ringförmige Dichtung E herstellen läßt, die die gleichen Funktionen wie die ringförmigen Metalldichtungen A bis D gemäß den 1 bis 4 aufweist.
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Die ringförmige Metalldichtung der vorliegenden Erfindung wird bei der vorliegenden Beschreibung zum Anbringen an einem Deckelelement verwendet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt, sondern die ringförmige Metalldichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch zum Anbringen von mehreren Arten von Sensoren mit Außengewinden verwendet werden.
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Darüber hinaus ist es auch möglich, dass eine Graphit-Abdeckschicht an der Oberfläche der Verbundschicht 2 oder der Ringdichtungsschicht 3 ausgebildet ist, oder es kann eine Silikonharz-Überzugsschicht als Membran zum Verhindern eines Anhaftens vorgesehen sein. Zusätzlich ist die Formgebung der ringförmigen Metalldichtung der vorliegenden Erfindung insgesamt nicht auf eine kreisförmige Form beschränkt, sondern diese kann auch derart ausgebildet sein, dass ein Teil des Umfangs geradlinig ist, um eine Rotation zu verhindern, oder es kann sich auch um einen polygonalen Ringkörper handeln.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- ringförmige Basisplatte aus Metall
- 2
- Verbundschicht
- 2a
- zusammengedrückter ebener Schichtbereich
- 3
- Ringdichtungsschicht
- 3a
- umfangsmäßiger Abdeckbereich
- 3b
- Abdeckschichtbereich
- 3c
- ringartiger Vorsprung
- 3d
- Wulstbereich
- 3e
- eindringender Bereich
- 4
- Deckelelement
- 4a
- Durchgangsöffnung
- 5
- Zielobjekt
- 5a
- Innengewindebereich
- 6
- Dichtung
- 6a
- Durchgangsöffnung
- 7
- Schraube
- 7a
- Halsbereich
- 7b
- Außengewindebereich
- 8
- oberes Formteil
- 9
- unteres Formteil
- 10
- Hohlraum
- 11
- Einlass
- 30
- Gummimaterial
- A, B, C, D, E
- ringförmige Metalldichtung
- dl
- Außendurchmesser des Halsbereichs der Schraube
- d2
- Außendurchmesser des Außengewindebereichs
