DE60015060T2

DE60015060T2 - Metallische Flachdichtung

Info

Publication number: DE60015060T2
Application number: DE2000615060
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Higashiosaka-shi Sugimoto; Masahiko Higashiosaka-shi Miura; Kazuya Toyota-shi Yoshijima
Original assignee: Nippon Gasket Co Ltd
Current assignee: Nippon Gasket Co Ltd
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2020-12-16
Also published as: DE60015060D1; JP2001173789A; EP1111277A2; EP1111277A3; EP1111277B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft metallische Flachdichtungen, die zur Herstellung von Abdichtungen eingesetzt werden, beispielsweise zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des Zylinderblockes und des Zylinderkopfes an einem Motor.
Zur Abdichtung der Stoß- oder Fügungsstelle zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des Zylinderblockes und des Zylinderkopfes eines Motors werden allgemein verbreitete Metallflachdichtungen eingesetzt, die aus elastischen Metallplatten bestehen.
Zur Herstellung von leichtgewichtigen und kleinen Motoren existieren zwei konkurrierende und erwähnenswerte Entwicklungen in der jüngsten Entwicklung von Motoren. Einmal besteht der Trend in Richtung auf Herstellung sämtlicher struktureller Bestandteile eines Motors aus Aluminiumlegierungen und zum anderen besteht der Trend in Richtung eines höheren Verbrennungsdruckes zur Erzielung höherer Leistung oder eines höheren Motorwirkungsgrades. Obwohl leichtere Zylinderköpfe und Zylinderblöcke usf. aus Aluminiumlegierungen erzeugt werden können, ist im Vergleich zu den Fällen, in denen Eisenmaterialien verwendet werden, der Einsatz von Aluminiumlegierungen nachteilig, da diese eine geringe Steifigkeit mit sich bringen, wodurch beträchtliche Deformationen des Zylinderkopfes und des Zylinderblockes verursacht werden, wenn die Zylinderkopfdichtung festgespannt wird, so dass es schwierig wird, eine gleichförmige statische druckdichte Oberfläche im Bereich der Bohrungen zu erhalten. Zusätzlich wird während des Betriebes des Motors die relative Versetzung des Zylinderkopfes und des Zylinderblockes durch hohen Druck innerhalb des Zylinders und am Kopf erhöht, was zu Schwierigkeiten beim Erzielen einer gleichförmigen dynamischen druckdichten Oberfläche führt.
Zur Lösung dieses Problemes sind unterschiedliche Arten von Zylinderkopfdichtungen vorgeschlagen worden und in der Praxis verwendet worden, welche Strukturen mit großem Freiheitsgrad zur Anpassung an Gleit- und Deformationsvorgänge aufweisen, die in der Umgebung der Bohrlöcher auftreten.
Beispielsweise offenbart die japanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichung (KOKAI) Gazette Nr. 1-118147(1989) eine Flachdichtung 50 (siehe 10), die derart gestaltet ist, dass ein zurückgefalztes Teil 53 so ausgeformt ist, dass es einen α-förmigen Abstand 52 zusammen mit einer Basis 51 darstellt und eine Bohrungsdichtung liegt unter Verwendung der Feder des Abstandes 52 vor. Die deutsche Patent-Veröffentlichung Nr. 19654283 offenbart eine Flachdichtung 60, wie sie in 11(a) dargestellt ist und worin eine Absperrplatte 64 mit einem α-förmigen Abstand 63 zwischen zwei Bördelplatten 61, 62 zwischengelegt ist und der α-förmige Abstand 63 eine Absperrfunktion und eine Dichtoberfläche mit druckerzeugender Funktion liefert. Für die Form des zurückgefalzten Teiles am Führungsende der Absperrplatte 64 werden in dieser Veröffentlichung unterschiedliche Formen vorgeschlagen, wie sie in den 11(b) bis 11(i) gezeigt werden. Das US-Patent mit der Nummer 4995624 offenbart eine Flachdichtung 70, welche ein zurückgefalztes Teil mit einem konvexen Profil beinhaltet, welches aus einer Kombination eines α-förmigen Teiles 71 und eines trapezförmigen Teiles 72 zusammengesetzt ist. Dieses aus zwei Teilen zusammengesetzte konvexe Profil ist in Kombination gestaltet mit der Absicht, eine doppelte Dichtfunktion zur Verstärkung der Bohrungsdichtung zu erhalten und insbesondere einen weitgehenden Dichtungsbereich an dem trapezförmigen Teil 72 zu sichern.
In dem zurückgefalzten Teil mit einem α-förmigen Abstand in jeder der herkömmlichen Flachdichtungen, wie sie in den 10 und 11 gezeigt sind, wird, wenn die Flachdichtung festgespannt ist, der Abstand virtuell verschwinden, wie es in der 13 dargestellt ist, so dass lediglich der minimale Teil eines Rundteiles 81 als tatsächlicher Abstand überbleibt. Als Ergebnis kann der Oberflächendruck nicht gleichförmig über die Oberfläche des zurückgefalzten Teiles 82 ver teilt werden, sondern ist lediglich auf das Teil konzentriert, welches mit dem Rundteil korrespondiert und ist in der nächsten Nähe zu der Peripherie des Bohrloches platziert. Dies führt zu einem solchen Nachteil, dass lediglich eine einzelne Dichtungslinie ausgebildet ist, und eine übermäßige örtliche Spannung ist in diesem Bereich der Dichtungslinie korrespondierend mit dem Rundteil konzentriert. Wenn eine beträchtliche Deformation oder Versetzung um die Bohrung des Zylinderkopfes oder Zylinderblockes herum auftritt, so stört eine Übereinstimmung der Deformation in dem Bereich der einzelnen Dichtlinien in nächster Nähe zur Peripherie des Bohrungsloches mit dem Ergebnis, dass die Dichtung teilweise zerstört wird und deshalb eine zuverlässige Bohrungsabdichtung nicht länger gesichert werden kann.
Die oben erwähnte japanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichung (KOKAI) Gazette Nr. 1-118147 und die deutsche Patent-Veröffentlichung Nr. 19654283 beschreiben Vorschläge für andere Formen als die alpha-förmige Form, durch deren Gestaltung der Abstand existiert (beispielsweise eine kreisförmige Gestalt und rechtwinklige Formen, siehe 11(b) bis 11(i). Jedoch erscheint unvermeidlich bei irgendeiner der anderen Formen das grundsätzlich gleiche Phänomen, wie das in dem Fall des α-förmigen Abstandes, wenn der Kopf der Flachdichtung festgespannt wird. Zusätzlich sind, da eine ausreichende Breite für die zurückgefalteten Teile dieser aufwändigen Formen nicht verfügbar ist, die zurückgefalteten Teile schwierig herzustellen und deswegen nachteilig hinsichtlich der Kosten und der Qualitätskontrolle.
Die konvexe Form, die durch Kombination des α-förmigen Teiles 71 mit dem trapezförmigen Teil 72 entsprechend 12 erreicht wird, weist den Vorteil auf, dass eine doppelte Dichtlinie an dem zurückgefalteten Teil ausgebildet werden kann und dass der flache Anteil des trapezförmigen Teiles 72 extern darstellbar ist, wodurch der Dichtungsbereich zur Verstärkung der Dichtung aufgeweitet wird. Wo jedoch eine Platte mit solcher Form zwischen zwei Bördelplatten zwischengelegt wird, um an einem Motor, welcher auf wesentliche Deformationen wie oben beschrieben empfindlich ist, eingebaut zu werden, ist es schwierig, eine stabile Dichtlinie an den Verbindungsstellen zwischen der flachen Oberfläche des konvexen Teiles des trapezförmigen Teiles 72 und den Bördelplatten auszubilden, so dass eine stabile doppelte Dichtlinie nicht in einfacher Weise an dem zurückgefalteten Teil darstellbar ist.
Die EP-A-0940608 offenbart eine Flachdichtung mit einer Platte, die einen Grundkörper, einen Flanschteil und eine Öffnung beinhaltet, wobei die Materialstärke des Flanschteiles auf weniger als die des Grundkörpers durch ein Fließpress- und Streckverfahren vermindert ist, indem das Flanschteil auf eine Oberfläche der Platte in gegenüberliegender Position zurückgefaltet ist, um eine Absperrplatte darzustellen, welche als eine primäre Dichtung dient.
Die vorliegende Erfindung ist auf die Überwindung der genannten Probleme ausgerichtet und ein besonderer Aspekt dieser Erfindung besteht darin, eine metallische Flachdichtung bereitzustellen, in welcher ein Abstand, der durch Rückfaltung ausgebildet wird, beibehalten wird, wenn die Flachdichtung festgespannt wird, womit (i) die Absperrfunktion des zurückgefalteten Teiles in Fällen, in denen die Platte das zurückgefaltete Teil aufweist, beibehält, wenn dies in Kombination mit Bördelplatten verwendet wird; (ii) die Übereinstimmung des Abstandes in Bezug auf die Deformation verbessert wird; (iii) Beibehaltung einer doppelten Dichtlinie auf dem zurückgefalteten Teil; und (iv) Beibehaltung der Kontaktoberfläche in dem doppelt gedichteten Bereich, um die Verfügbarkeit und die Dauerhaftigkeit der Dichtung zu verbessern.
Das oben genannte Ziel kann durch eine metallische Flachdichtung entsprechend Anspruch 1 erreicht werden.
Entsprechend der Erfindung ist das Profil eines jeden zurückgefalteten Teiles der das zurückgefaltete Teil darstellenden Platte derart geformt, dass eine Mehrzahl von beispielsweise zwei sanft konvex gekrümmten Teilen, die sich in eine der Basis gegenüberliegende Richtung erstrecken, in fortlaufender Art angeordnet sind. Durch diese Anordnung kann, wenn die das zurückgefaltete Teil darstellende Platte festgespannt wird, beispielsweise zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des Zylinderkopfes und des Zylinderblockes, der Abstand zwischen der Basis und den zurückgefalteten Teilen so weit wie möglich beibehalten werden, so dass an einer Bohrung eine stabile Doppeldichtlinie durch das zurückgefaltete Teil ausbildbar ist. Zusätzlich wird sich, wenn der Zylinderkopf beispielsweise deformiert wird, sich der Abstand selbst einfach auf die Deformation anpassen, womit die beiden Kontaktdichtungsbereiche sich leicht der Deformation anpassen können, womit wiederum der Doppeldichtungseffekt beibehalten wird. Durch den Wert dieser Anordnung, in der die Flachdichtung nach der Erfindung an einem Ort um die Bohrlöcher herum verwendet wird, was hohe Anforderungen an die Dichtungsausführung stellt, die Leckage eines Fluides wie beispielsweise Abgas, welches durch die Bohrlöcher strömt, sicher verhindert werden, so dass eine zuverlässige Dichtung genauso wie eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit der Flachdichtung erreicht werden können.
Die Flachdichtung nach der Erfindung weist eine Bördelplatte (Wulstplatte) auf, welche an der oberen Oberfläche und/oder an der unteren Oberfläche der das zurückgefaltete Teil darstellenden Platte laminiert ist und ein Wulst einer Bördelplatte ist derart angeordnet, dass er der Basis der das zurückgefaltete Teil darstellenden Platte gegenüberliegt. Bei der Verwendung einer Bördelplatte (Bördelplatten) in Kombination mit der das zurückgefaltete Teil darstellenden Platte behält die Platte mit dem zurückgefalteten Teil ihre Absperrfunktion zur Unterdrückung der Deformation des Wulstes der Bördelplatte, so dass eine zuverlässigere Flachdichtung geliefert werden kann.
In diesem Fall kann eine Zwischenplatte zwischen der das zurückgefaltete Teil darstellenden Platte und der Bördelplatte laminiert werden.
Bei der Erfindung werden vorzugsweise Krümmungen oder Biegungen auf der Basis an Teilen ausgebildet, von denen jedes dem Führungsende des zurückgefalteten Teiles gegenüber liegt.
Dies verhindert die Erscheinung von Rissen, die durch wiederholten Zug auf den Grundkörper der das zurückgefaltete Teil darstellenden Platte eingebracht wird, in dem Fall, dass die Platte mit dem zurückgefalteten Teil durch die Bördelplatte eingespannt wird, wenn die Platte mit dem zurückgefalteten Teil festgespannt wird.
Die Flachdichtung nach der Erfindung kann derart angeordnet werden, dass eine Justierplatte auf der oberen Oberfläche und/oder der unteren Oberfläche der das zurückgefaltete Teil darstellenden Platte an einer Position laminiert ist, die der Basis der Platte mit dem zurückgefalteten Teil gegenüberliegt.
In diesem Fall sind die äußeren Oberflächen der konvex gekrümmten Teile und die äußere Oberfläche der Basis der das zurückgefaltete Teil darstellenden Platte, welche den konvex gekrümmten Teilen gegenüberliegen, entsprechend teilweise mit einem Überzug (Beschichtung) ausgestattet und die äußere Oberfläche der Justierplatte und die äußere Oberfläche der Basis der das zurückgefaltete Teil darstellenden Platte, welche der Justierplatte gegenüberliegen, sind entsprechend teilweise mit einem zusätzlichen Bördelteil (Wulstteil) ausgestattet.
Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei im Einzelnen Folgendes dargestellt ist:
1 zeigt einen Teil einer Aufsicht auf eine metallische Flachdichtung entsprechend einer Ausgestaltung dieser Erfindung,
2(a) zeigt eine geschnittene Ansicht entlang der Linie I - I nach 1,
2(b) zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Basisteiles einer Absperrplatte,
3 zeigt eine geschnittene Ansicht, die einen Dichteffekt ausführt, der ausgeübt wird, wenn ein Zylinderkopf an einem Ort deformiert wird, der von den Bohrlöchern entfernt ist,
4 zeigt eine Schnittdarstellung mit der Darstellung des Konzeptes für eine Dichtwirkung, die ausgeübt wird, wenn eine durchhängende Deformation auftritt am oberen Ende der inneren Wand eines Bohrloches,
5(a) bis 5(e) stellen Schnittansichten mit Modifikationen der Form eines konvex gekrümmten Teiles dar,
6(a) und 6(b) stellen Schnittdarstellungen eines Teiles einer weiteren Ausgestaltung dar mit einem Zweiplattenaufbau, welcher eine Absperrplatte und eine Platte beinhaltet, wie eine Justierplatte,
6(c) und 6(d) stellen Schnittansichten einer weiteren Ausgestaltung mit einem Zweiplattenaufbau dar, welcher eine Absperrplatte und eine Bördelplatte enthält,
7(a) bis 7(c) stellen Schnittansichten dar, von denen jede ein Beispiel zeigt, in dem eine anders aufgebaute Platte in Kombination mit der Absperrplatte verwendet wird,
8(a) und 8(b) zeigen eine Anwendung der Erfindung bei einer Flachdichtung, bei der benachbarte Bördelungen sich gegenseitig treffen,
9(a) und 9(b) stellen geschnittene Ansichten von Modifizierungen der Absperrplatte mit einem zurückgefalteten Teil dar, aufgebaut aus zwei kontinuierlich konvex gekrümmten Teilen,
10 zeigt eine Schnittansicht einer konventionellen Flachdichtung (1) mit einem zurückgefalteten Teil,
11(a) bis 11(i) zeigen Schnittansichten von weiteren konventionellen Flachdichtungen (2) mit einem zurückgefalteten Teil,
12 zeigt eine geschnittene Ansicht einer weiteren konventionellen Flachdichtung (3) mit einem zurückgefalteten Teil,
13 illustriert ein Problem, welches bei herkömmlichen Flachdichtungen (1) und (2) vorhanden ist.
Unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen werden bevorzugte Ausgestaltungen einer metallischen Flachdichtung entsprechend der Erfindung beschrieben.
1 zeigt einen Teil eines Grundrisses einer metallischen Flachdichtung, welche entsprechend einer ersten Ausgestaltung der Erfindung aufgebaut ist. Die 2(a) und 2(b) zeigen eine geschnittene Ansicht, die entlang der Linie I - I in 1 aufgenommen ist und eine vergrößerte Ansicht des Grundkörpers einer Absperrplatte in entsprechender Weise.
Eine nach dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaute metallische Flachdichtung 1 wird zur Dichtung der Verbindungen zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen eines Zylinderkopfes und eines Zylinderblockes in einem Mehrzylindermotor verwendet. Die metallische Flachdichtung 1 ist aufgebaut aus zwei Wulstplatten 2, 3 und einer Absperrplatte 4 (beispielsweise der das zurückgefaltete Teil darstellenden Platte), die zwischen den Bördelplatten 2, 3 als eine Zwischenplatte dazwischengelegt ist. Die Bördelplatten 2, 3 sind so gestaltet, dass ein metallisches Stück aus einer rostfreien Federstahlplatte ausgestanzt ist (beispielsweise in SUS301), welches eine bestimmte Materialstärke aufweist und einem Formgebungsprozess unterworfen wird wie einem Falzprozess und weiterhin falls notwendig einer Wärmebehandlung und einer Oberflächenbehandlung bevor oder nachdem das Formgebungsverfahren abgelaufen ist. Die Absperrplatte 4 wird ebenfalls durch Stanzen eines Metallstückes aus einer rostfreien Federstahlplatte (beispielsweise SUS304) mit einer spezifischen Materialstärke dargestellt und auf oder aus einem metallischen Material mit Eigenschaften, die denen der vorgenannten rostfreien Federstahlplatte entsprechen und auf die dann ein Formgebungsprozess wie ein Zurückfalzen auf das Metallstück angewandt wird.
Die Wulstplatten 2, 3 weisen Bohrlöcher 5, 6 auf, die entsprechend mit einer Vielzahl von Zylinderbohrungen korrespondieren, die nebeneinander in dem Zylinderblock vorliegen. Die Absperrplatte 4 ist mit Bohrlöchern 7 ausgestattet. Die Wulstplatten 2, 3 und die Absperrplatte 4 weisen entsprechende Bolzenlöcher 8 auf, Bolzen und Aufnahmelöcher 9, Wasserbohrungen 10, Füllbohrungen 11 und ein Öl- und Bolzenloch 12, welche als Durchführung durch diese Platten ausgebildet sind Die Wulstplatte 2 weist einen ringförmigen Wulst 13 auf, der durch einen vollständigen Wulst aufgebaut ist, der sich über den gesamten Umfang des Bohrlochs 5 erstreckt. Die Wulstplatte 3 weist ebenso einen Bördelrand 14 auf, welcher die gleiche Größe aufweist und am gleichen Ort positioniert ist wie der Bördelrand 13 und welcher sich über den Umfang des Bohrloches 6 erstreckt. Die Wulstplatten 2, 3 sind derart angeordnet, dass die obersten Teile der Bördelränder 13 und 14 sich gegenüberliegen und in Kontakt mit der gegenüberliegenden Oberfläche der Absperrplatte 4 stehen.
Unter Bezug auf die 2(b) wird die Zusammenstellung der Absperrplatte 4 im Detail beschrieben. Die Absperrplatte 4 beinhaltet eine Basis 15 und ein zurückgefaltetes Teil 17, welches auf die Basis 15 mit einem Abstand 16 zwischen dem zurückgefalteten Teil 17 und der Basis 15 zurückgefaltet ist. Das zurückgefaltete Teil 17 erstreckt sich über den gesamten Umfang des Bohrloches 7. Das Profil des zurückgefalteten Tei les weist ein erstes konvex gekrümmtes Teil 18 mit einer leichten Bogenform auf, welches sich in der zur Basis 15 gegenüberliegenden Richtung erstreckt und ein zweites konvex gekrümmtes Teil 19 mit einer leichten Bogenform, welches vom ersten konvex gekrümmten Teil 18 weiterführt. Wie in 2(b) gezeigt wird das zurückgefaltete Teil 17 so ausgeführt, um die Basis 15 nicht zu berühren, wenn es nicht belastet ist. Das Profil eines konkav gekrümmten Teiles 20, welches zwischen dem ersten und dem zweiten konvex gekrümmten Teil 18, 19 ausgebildet ist, sollte keine scharfe Kantenform aufweisen, sondern eine Bogenform, die so glatt wie möglich ist und einen geringeren Krümmungsradius aufweist, so dass ein übermäßiger Oberflächendruck sich nicht auf dieses konkav gekrümmte Teil 20 konzentriert. Wenn die Absperrplatte 4 unbelastet ist bevor sie festgespannt wird, so sind die konvex gekrümmten Teile 18, 19 nicht notwendiger Weise in Kontakt mit der Wulstplatte 2, wie in 2(a) gezeigt, sie können jedoch in Abhängigkeit von unterschiedlichen Ausgestaltungsmöglichkeiten so angeordnet werden, dass keiner von ihnen in Kontakt mit der Wulstplatte 2 steht oder derart, dass beide in Kontakt mit der Wulstplatte 2 stehen.
Entsprechend der Ausgestaltung kann, wenn die Flachdichtung 1 zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des Zylinderkopfes und des Zylinderkopfes befestigt wird, der Abstand 16, dargestellt durch das zurückgefaltete Teil 17 der Absperrplatte 4, beibehalten werden und eine doppelte Bohrungsdichtlinie kann durch die zwei konvexen Teile dargestellt werden (beispielsweise das erste und zweite konvex gekrümmte Teil 18, 19) des zurückgefalteten Teiles 17. Da der Abstand 16 sich leicht selbsttätig an Deformationen anpasst, kann jeder abgedichtete Bereich in dem Zustand bezüglich seines Oberflächenkontaktes während der Deformation des Motors gehalten werden. Das erste konvex gekrümmte Teil 18 und das zweite konvex gekrümmte Teil 19 stoßen nicht mit dem Wulst 13 der Wulstplatte 2 zusammen, gewährleisten doch ihre Absperrfunktion zur Beschränkung der Deformation des Wulstes 13. Auf diese Weise wird der kreisförmige Kontaktbereich zur Beibehaltung des Oberflächenkontaktzustandes des doppelt dichtenden Teiles rund um die Bohrlöcher 5, 6 und 7 ausgebildet, wo eine hohe Abdichtqualität erforderlich ist, so dass ein Fluid wie Abgas, welches durch die Bohrlöcher 5, 6 und 7 fließt, zuverlässig gegen Leckage abdichtbar ist.
3 zeigt eine Schnittansicht der metallischen Flachdichtung 1 der vorliegenden Ausgestaltung, welche den Dichteffekt wiedergibt, der erhalten wird, wenn der Zylinderkopf an einem Ort deformiert wird, der von den Bolzenlöchern entfernt liegt. Selbst wenn der Abstand t₁ zwischen einem Zylinderkopf 21 und einem Zylinderblock 22 an der inneren Wand des Bohrloches größer wird als der Abstand t₂ an der äußeren Seite, entsprechend der Deformation des Zylinderkopfes 21 während der Bolzenbefestigung oder während einer Zündung wie in 3 dargestellt, so kann die obere Wulstplatte 2 in Oberflächenkontakt mit der Absperrplatte 4 an den zwei konvexen Teilen gehalten werden (beispielsweise dem ersten und dem zweiten konvex gekrümmten Teil 18 und 19), dank der Absperrfunktion und der Federfunktion des zurückgefalteten Teiles 17. Sogar wenn in der vertikalen Richtung eine Verformung derart auftaucht, dass der Abstand 16, insbesondere die Dichtbereiche des Zwei-Oberflächen-Kontaktes sich selbsttätig an die Deformation anpassen können, so wird der doppelte Dichteffekt zuverlässig beibehalten.
4 zeigt eine Schnittansicht der metallischen Flachdichtung, wobei das Konzept eines Dichteffektes dargestellt ist, welches erzielbar ist, wenn eine durchbiegende Deformation an dem oberen Ende der inneren Wand des Bohrloches auftritt. Durch die Anordnung, bei der das zurückgefaltete Teil 17 an der Seite des Zylinderblockes 22 positioniert ist, kann der Abstand 16 leicht selbsttätig an die Durchbiegungsdeformation angepasst werden, während das zurückgefaltete Teil 17 die Dichtlinien des Zwei-Oberflächen-Kontaktes beibehält, so dass der stabile doppelte Dichtungseffekt erzielt werden kann.
Während das erste und zweite konvex gekrümmte Teil 18 und 19 die auf dem zurückgefalteten Teil 17 der Absperrplatte 4 ausgebildet sind, im Wesentlichen die gleiche Kurvenform ausweisen, gibt es unterschiedliche Modifizierungen für die Gestalt dieser konvexen Kurventeile. Die 5(a) bis 5(e) zeigen die Modifizierungen der Form der konvexen Kurventeile.
5(a) zeigt ein Beispiel, in welchem ein erstes konvexes Kurventeil 18A eine ovale Form aufweist, während ein zweites konvexes Kurventeil 19A eine kleine kreisförmige Form aufweist und die Höhe des ersten und des zweiten konvexen Kurventeiles 18A, 19A von der Basis aus ist gleich. 5(b) zeigt ein Beispiel, in dem ein erstes konvexes Kurventeil 18B eine größere kreisförmige Form aufweist, während ein zweites konvexes Kurventeil 19B eine kleinere kreisförmige Gestalt hat. 5(c) zeigt ein Beispiel, in dem ein erstes konvexes Kurventeil 18C eine kleine kreisförmige Form besitzt, während ein zweites konvexes Kurventeil 19C eine große ovale Form aufweist. 5(d) zeigt ein Beispiel, in dem ein erstes konvexes Kurventeil 18D eine kleine ovale Form, während ein zweites konvexes Kurventeil 19D eine große ovale Form aufweisen. Die 5(e) zeigt ein Beispiel, in welchem ein erstes konvexes Kurventeil 18E und ein zweites konvexes Kurventeil 19E in der Form eines kleinen Kreises ausgebildet sind und die gleiche Höhe von der Basis aus aufweisen. Der gleiche Effekt wie im vorigen Ausführungsbeispiel kann durch Einsatz von vielen anderen dieser Formen erwartet werden.
Während das bisherige Ausführungsbeispiel mit einer Flachdichtung beschrieben wurde, die einen Drei-Platten-Aufbau aufweist, der aus zwei Wulstplatten 2, 3 und der Absperrplatte 4 besteht, die zwischen den Wulstplatten 2, 3 zwischengelegt ist, können auch andere Strukturen eingesetzt werden. Beispielsweise ist eine Kombination aus einer Wulstplatte und einer Absperrplatte möglich oder alternativ kann lediglich eine Absperrplatte eingesetzt werden. Eine weitere Alternati ve besteht darin, dass eine Absperrplatte mit der oben beschriebenen Basis, den zurückgefalteten Teilen und Abständen als ein Basisbestandteil eingesetzt wird und eine Ausrichteplatte usw. ohne Wülste wird auf der Absperrplatte laminiert.
Die 6(a) und 6(b) zeigen einen Teil einer anderen Ausgestaltung der Flachdichtung der Absperrplatte, die mit einer Zwei-Platten-Struktur und der Ausrichteplatte zusammengesetzt ist. Diese Ausgestaltung stellt ein Anwendungsbeispiel einer Absperrplatte mit dem oben beschriebenen Aufbau dar. Die 6(c) und 6(d) zeigen eine weitere Ausgestaltung der Flachdichtung mit dem Zwei-Platten-Aufbau zusammengestellt aus der Absperrplatte und der Wulstplatte.
6 a zeigt einen Teil eines Beispieles, in dem eine Ausrichteplatte oder eine Distanzscheibe 23 auf der Basis 15 der Absperrplatte 4 laminiert ist. 6(b) zeigt einen Teil eines Beispieles, in welchem die äußere Oberfläche der konvexen Kurventeile 18, 19 und der äußeren Oberfläche der Basis 15, welche den konvexen Kurventeilen 18, 19 gegenüberliegt entsprechend teilweise ausgestattet ist mit einem bekannten Beschichtungsteil 24, hergestellt aus Gummi usw., während die äußere Oberfläche einer Ausrichteplatte 23A und die äußere Oberfläche der Basis 15, welche der Ausrichteplatte 23A gegenüberliegt, entsprechend teilweise ausgestattet ist mit einem bekannten zusätzlichen Wulstteil 25 aus weichem Material, dargestellt durch Gummi usw., wobei die Bohrungsdichtung verstärkt wird. Die Positionen und die Anzahl der beschichteten Teile 24 und der zusätzlichen Teile 25 aus weichem Material können in beliebiger Kombination ausgewählt werden. Ebenso kann das Beschichtungsmaterial, das weiche Material und deren Materialstärke beliebig bestimmt werden.
6(c) zeigt ein Beispiel, in dem die Wulstplatte 2 laminiert ist, um sich an die konvexen Kurventeile 18, 19 anzupassen. Die 6(d) zeigt ein Beispiel, in dem die Wulstplatte 2 ohne die konvexen Kurventeile 18, 19 laminiert ist.
In beiden Fällen muss die Höhe h₂ der Wulstplatte 2 höher oder gleich angesetzt werden mit der Höhe h₁ der konvexen Kurventeile 18, 19 um ein Zusammendrücken des gesamten Wulstes 13 (13A) zu vermeiden. Zusätzlich kann in jedem der Fälle, die in den 6(a) bis 6(d) dargestellt sind, eine gute Übereinstimmung in Bezug auf Deformationen, wie in den 3 und 4 dargestellt, erzielt werden.
Die 7(a) bis 7(c) zeigen eine weitere Anwendung der Absperrplatte mit dem zurückgefalteten Teil, welches aus zwei konvexen Teilen zusammengesetzt ist, welche kontinuierliche Formen aufweisen. In dieser Anwendung wird die Absperrplatten in Kombination mit anderen Typen von strukturierten Platten eingesetzt. Es ist anzumerken, dass die 7(a) und 7(b) Schnittansichten sind, die entlang der Linie B - B in der 1 aufgenommen sind.
Die vorausgehende Ausgestaltung ist mit der Flachdichtung verbunden, die den Drei-Platten-Aufbau aufweist, in welchem die Absperrplatte 4 zwischen den beiden Wulstplatten 2 und 3 zwischengelegt ist, während die 7(a) ein Beispiel der Flachdichtung zeigt, bei der die Vier-Platten-Struktur, in welcher eine Zwischenplatte 26, zusätzlich zwischen der Absperrplatte 4 und der unteren Wulstplatte 3 eingefügt ist. Die 7(b) zeigt im Gegensatz zu der Drei-Platten-Struktur ein anderes Beispiel der Vier-Platten-Struktur, bei der eine Ausrichteplatte oder eine Distanzscheibe 27 teilweise zwischen der Absperrplatte 4 und der oberen Wulstplatte 2 zwischengelegt ist. 7(c) zeigt eine weitere Flachdichtung mit der Drei-Platten-Struktur, bei welcher die Wülste 13A und 14A in den oberen und unteren Wulstplatten 2A, 3A als Halbwulst ausgebildet sind. Es ist anzumerken, dass ein voller Wulst und ein halber Wulst frei in Kombination mit den Wulstplatten in jedem der obigen Beispiele eingesetzt werden kann. Zusätzlich ist die Dicke eines jeden Elementes willkürlich bestimmbar.
Die angeführten Beispiele bezüglich des Materiales der Ausrichteplatte, wie auch der Zwischenplatte und der Abstandsscheibe, wie sie in jedem der oben beschriebenen Beispiele verwendet werden, können Weicheisen und rostfreier Stahl sein.
Während das oben beschriebene Beispiel in Zusammenhang mit dem Fall betrachtet wird, in dem die Wülste sich nicht gegenseitig zwischen den beiden benachbarten Bohrlöchern treffen, ist die Erfindung auch anwendbar auf Flachdichtungen, in welchen die benachbarten Wülste zusammentreffen wie in den 8(a) und 8(b) dargestellt. In dem in der 8 dargestellten Beispiel sind die Wülste 29 so ausgebildet, dass sie sich um den Umfang von Bohrlöchern 28 herum erstrecken. Die Wülste 29 sind mit einzelnen Wulstteilen 29a aufgebaut, die in dem Bereich P platziert sind im Gegensatz zu dem Bereich, der zwischen den Bohrlöchern 28 gelegen ist; die entsprechenden Wulstteile 29b, lokalisiert in den Bereichen Q, wo die benachbarten einzelnen Wülste 29a vorhanden sind, treffen sich gegenseitig; und eine gemeinsame Wulstplatte 29c ist in dem Bereich R platziert zwischen den Bohrlöchern 28. In diesem Fall weisen die einzelnen Wulstteile 29a und die gemeinsame Wulstplatte 29c im Wesentlichen die gleiche Wulstbreite auf; jedes entsprechende Wulstteil 29b ist mit der gemeinsamen Wulstplatte 29c und mit den einzelnen Wulstteilen 29a verbunden und weist eine geringfügig gekrümmte Oberfläche mit einer kleineren Krümmung auf als die der gekrümmten Oberflächen der einzelnen Wulstteile 29a; und die Wulstbreite wird ausgehend von dem gemeinsamen Wulstteil 29c zu den einzelnen Wulstteilen 29a größer. Auf Grund dieser Anordnung kann die Federkonstante der zusammentreffenden Wulstteile 29b genau gesetzt werden, so dass die Lastspannung auf den zusammentreffenden Wulstteilen 29b keine übermäßig anwachsenden Werte annimmt (japanische Patentveröffentlichung (KOKAI), Gazette Nr. 6-74343).
Die 9(a) und 9(b) zeigen jeweils eine Modifikation der Absperrplatte mit zwei konvex ausgebildeten zurückgefalteten Teilen, die kontinuierliche Formen ausweisen.
Bei der in der 9(a) dargestellten Absperrplatte 4A ist eine Biegung 30 auf der Basis 15A an der Position ausgebildet, welche dem vorderen Ende des zurückgefalteten Teiles gegenüberliegt. Bei der Absperrplatte 4B entsprechend 9(b) ist eine Biegung 31 an der Basis 15B an einer Position ausgebildet, die dem Vorderende des zurückgefalteten Teiles gegenüberliegt. Der Grund für die Bereitstellung der Biegung 30 und der Biegung 31 ist wie folgt. Falls die Absperrplatte gegen die untere Wulstplatte 3 angedrückt wird, wie es in 3 gezeigt ist, wenn die Absperrplatte befestigt wird, dann würde die in 9(a) dargestellte Biegung 30 oder die Biegung 31 entsprechend 9(b) auftreten. Wenn wiederholte Spannungen auf die entsprechend geformte Biegung aufgebracht werden, würde das Risiko eines Bruches an diesen Teilen vorhanden sein. Um Brüche zu vermeiden, werden Absperrplatten 4A im Voraus mit der Biegung 30 an der gewünschten Position ausgestattet oder die Absperrplatten 4B werden im Voraus mit Biegungen 31 an den gewünschten Positionen versehen. In Fällen, in denen die Biegung 31 entsprechend 9(b) ausgebildet ist, ist das vordere Ende des konvexen Kurventeiles 18 flexibel, wodurch bevorzugt Deformationen im Abstand d verursacht werden, welche die gleiche Länge in der vertikalen Richtung der Figur aufweisen.
In jeder der vorausgehenden Ausgestaltungen sind die Materialien der Absperrplatten, der Wulstplatten und der Zwischenplatte nicht auf das im Voraus Beschriebene eingeschränkt, sondern diese Beispiele können Aluminiumlegierungen, Titanaluminiumlegierungen und ähnliche Metallwerkstoffe beinhalten. Die Stärke einer jeden Scheibe ist nicht speziell begrenzt, aber die bevorzugte Materialstärke der Absperrplatte ist im Wesentlichen gleich der oder kleiner als die Stärke der anderen Plattenelemente.
In jeder der vorausgehenden Ausgestaltungen ist das Profil des zurückgefalteten Teiles aus zwei konvexen Kurventeilen zusammengesetzt, welche kontinuierlich ausgeformt sind. Die Anzahl der konvexen Kurventeile ist jedoch nicht auf zwei begrenzt, sondern eine Form mit drei oder mehr kontinuierlich ausgebildeten konvexen Kurventeilen kann eingesetzt werden. Zusätzlich kann ein bekanntes Mittel zum Ausfüllen des Abstandes 16 mit einer elastischen Feder, weichem Material oder Ähnlichem in Kombination eingesetzt werden.

Claims

Metallische Flachdichtung (1) mit einem zurück gefalteten Teil einer Formplatte (4), welche eine Basis (15) mit zurück gefalteten Teilen (17) beinhaltet, von denen jedes derart ausgebildet ist um zusammen einen Abstand zu der Basis (15) zu erzeugen und derart eingerichtet sind um sich um die Bohrung (7) zu erstrecken, worin jedes zurück gefaltete Teil (17) ein Profil aufweist, welches aus einer Mehrzahl von geringfügig konvexen Krümmungsteilen (18,19) aufgebaut ist, welche in fortlaufender Weise angeordnet sind um sichin einer der Basis gegenüberliegenden Richtung hervorzutreten, dadurch gekennzeichnet, dass auf der oberen Oberfläche und/oder der unteren Oberfläche des zurück gefalteten Teiles der Formplatte (4) eine Wulstplatte (2,3) laminiert ist und ein Wulst (13,14) der Wulstplatte (2,3) ist derart angeordnet um der Basis (15) des zurück gefalteten Teiles der Formplatte (4) gegenüberzustehen.
Metallische Flachdichtung (1) nach Anspruch 1, worin eine Zwischenplatte (26) zwischen der zurück gefalteten Formplatte (4) und der Wulstplatte (2,3) laminiert ist.
Metallische Flachdichtung (1) nach Anspruch 1, worin die Basis (15) mit Biegungen (30) oder Krümmungen (31) ausgestattet ist, welche an Positionen vorgeformt sind, die dem Führungsende eines jeden zurück gefalteten Teiles (17) gegenüberliegen.
Metallische Flachdichtung (1) nach Anspruch 1, worin eine Justierplatte (23) auf die obere Oberfläche und/oder untere Oberfläche des zurück gefalteten Teiles der Formplatte (4) an einer Position laminiert ist, die der Basis (15) des zurück gefalteten Teiles der Formplatte (4) gegenüberliegt.
Metallische Flachdichtung (1) nach Anspruch 4, worin die äußeren Oberflächen der konvexen Krümmungsteile (18,19) und die äußere Oberfläche eines Bereiches der Basis (15) des zurück gefalteten Teiles der Formplatte (4) entsprechend teilweise mit einer Beschichtung (24) versehen sind, wobei der Basisbereich den konvexen Krümmungsteilen (18,19) gegenüberliegt, und worin die äußere Oberfläche der Justierplatte (23A) und die äußere Oberfläche eines Bereiches der Basis (15) des zurück gefalteten Teiles der Formplatte (4) entsprechend teilweise versehen sind mit einem zusätzlichen Wulstteil (25), wobei der Basisbereich der Justierplatte (23A) gegenüberliegt.
Metallische Flachdichtung nach Anspruch 1, worin die metallische Flachdichtung eine Vielzahl von Bohrungen aufweist und wobei jedes zurück gefaltete Teil (17) eingerichtet ist um sich um eine entsprechende Bohrung (7) herum zu erstrecken und eine oder zwei Wulstplatten (2,3) sind vorhanden, von denen die oder jede Wulstplatte (2,3) auf eine entsprechende obere und/oder untere Oberfläche des zurück gefalteten Teiles der Formplatte (4) laminiert ist.
Metallische Flachdichtung nach Anspruch 6, worin die eine oder jede der Wulstplatten (2,3) einen Wulst (13,14) aufweist, der sich um den Umfang einer jeden Bohrung (5,6) herum erstreckt.