DE68902079T2

DE68902079T2 - Verfahren zum formen einer abdichtung mit verbesserten abdichtungseigenschaften.

Info

Publication number: DE68902079T2
Application number: DE8989107043T
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Beantragt Teilnichtnennung
Original assignee: Fel Pro Inc
Current assignee: Fel Pro Inc
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1989-04-19
Publication date: 1993-03-11
Anticipated expiration: 2009-04-20
Also published as: CA1316650C; JPH0221072A; US4830698A; MX165996B; EP0338536B1; DE68902079D1; EP0338536A3; EP0338536A2

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Flachdichtung und, insbesondere, auf ein Verfahren zum Formen einer Dichtung mit Einprägungen erhöhter Festigkeit, die einer Abflachung unter Druck widerstehen, wodurch ihre Dichtungseigenschaften verbessert werden.

Hintergrund der Erfindung

Obwohl aneinanderliegende Flächen von abzudichtenden Flächenpaaren, wie z. B. die Flächen eines Zylinderkopfes und Motorblockes, glatt und ebenflächig erscheinen, sind sie meistens nicht genügend glatt, um eine wirksame Dichtung zu gewährleisten. Es ist daher eine Dichtung erforderlich, die zwischen den genannten Flächen zu plazieren ist, um eine wirksame Dichtung zu erreichen.
Es gibt eine unterschiedliche Vielzahl von Dichtungskonstruktionen, die u. a. Metalldichtungen, Dichtungen aus Fasermaterialien, Dichtungen der Schichtbauart umfassen, bei denen ein Metallkern mit einem kompressiblen Oberflächenmaterial aus Fasern und einem elastomeren Werkstoff kombiniert ist, der mit dem Kern laminiert ist, usw. Wie in dem US-Patent 4,625,979 beschrieben, steht eine unterschiedliche Vielzahl von Dichtungen für Kraftfahrzeuge mit Dichtungsmitteln, wie z. B. elastomeren Wülsten, zur Verfügung. Derartige Wülste werden auf einer Seite der Dichtung durch eine Anzahl von Verfahrensschritten angeordnet. Das US-Patent 4,659,410 beschreibt ein Siebdruckverfahren zum Anordnen eines Dichtungswulstes auf einer Dichtungsfläche.
In dem US-Patent 4,140,323 ist beschrieben, daß derartige Wülste in Einprägungen eingelagert werden können, um die Wülste zu begrenzen, wenn die Dichtung einer Kompression unterworfen wird. Die Wülste stellen eine Stütze für die Einprägungen dar und erhöhen dadurch auch die Wirksamkeit der Dichtung. Für eine möglichst wirksame Funktion eines solchen Wulstes muß dieser natürlich auch genau innerhalb der Einprägungen angeordnet werden. Bei Verfahren wie dem Siebdruck ist es deshalb notwendig, das Wulstmaterial genau auszurichten, wenn es in der Einprägung abgelagert wird. Dies ist sowohl arbeitsaufwendig als auch kostspielig. Selbst wenn große Sorgfalt ausgeübt wird, ist es dennoch schwierig, eine genaue Ausrichtung zwischen dem Dichtungswulst und der Einprägung aufrechtzuerhalten, in der der Wurst abgelegt wird.
Deshalb würde es von Vorteil sein, ein verbessertes Verfahren zur Gewährleistung einer einwandfreien Ausrichtung eines abgelegten Wulstes und einer zugeordneten Einprägung sicherzustellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Im Hinblick auf das Vorhergehende und gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zum Formen einer geprägten, durchbrochenen Dichtung vorgesehen. Die mit einem Verfahren verbundenen Schritte umfassen einen deformierbaren Dichtungskörper mit einer Durchbrechung und mindestens zwei im Abstand voneinander angeordneten Hauptflächen. Der nächste Verfahrensschritt bei dem Verfahren umfaßt das Aufbringen eines verhältnismäßig inkompressiblen, elastomeren Dichtungsmaterials auf einer der von dem Dichtungskörper gebildeten Hauptseiten unter genügendem Druck und in einer Weise, bei der beide Hauptseiten des Dichtungskörpers so verformt werden, daß eine die Durchbrechung umgebende Prägung gebildet wird, die einen sich von einer Hauptfläche nach außen erstreckenden Vorsprung und eine im wesentlichen entsprechende, sich von der anderen Hauptfläche nach innen erstreckende Vertiefung umfaßt. Die Vertiefung wird mit Dichtungsmaterial während des Auftragsverfahrens ausgefüllt, um eine Unterstützung für die genannte Prägung vorzusehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Auftragsschritt aus dem Formen einer kontinuierlichen Prägung, die einen vollständigen Ring bildet, der mindestens eine Öffnung vollständig umgibt, die von dem genannten Dichtungskörper gebildet wird.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform umfaßt der Dichtungskörper eine metallische Schicht mit einer faserelastischen Schicht, mit der eine Seite der metallischen Schicht beschichtet ist. Bei dieser Ausführungsform kann der gesamte Dichtungskörper eine Dicke im Bereich von etwa 0.015 Zoll bis etwa 0.045 Zoll aufweisen.
Die mit einem anderen Aspekt des Verfahrens verbundenen Verfahrensschritte der Herstellung einer Dichtung mit verbesserten Dichtungseigenschaften gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen einen Anfangsschritt der Bereitstellung eines verformbaren Dichtungskörpers, der zwei Hauptflächen aufweist. Der nächste Verfahrensschritt umfaßt die Anordnung des Dichtungskörpers zwischen zwei sich gegenüberliegenden und relativ beweglichen Preßflächen einer Presscoanordnung. Eine der Preßflächen hat eine konkave, ringförmige Ausnehmung, die darin vorgesehen ist. Der nächste Verfahrensschritt umfaßt die Bereitstellung einer ausgefüllten Prägung auf dem Dichtungskörper durch gleichzeitiges Verformen beider Hauptflächen des Dichtungskörpers durch Aufbringen eines verhältnismäßig inkompressiblen Dichtungsmaterials unter verhältnismäßig hohem Druck auf einer Hauptfläche des Dichtungskörpers, derart, daß eine Prägung gebildet wird, die einen Vorsprung umfaßt, der sich nach außen von einer Hauptseite in einem Ausmaß erstreckt, das durch die konkave, ringförmige Vertiefung und eine entsprechende Prägung gebildet wird, die sich von der anderen Hauptseite nach innen erstreckt. Das Dichtungsmaterial füllt die Vertiefung aus, um eine Unterstützung für die Prägung zu bilden.
Ein weiterer Schritt in dem Verfahren zum Formen einer Dichtung mit verbesserten Dichtungseigenschaften umfaßt die Aushärtjung des Dichtungsmaterials in der sich von der äußeren Hauptfläche des Dichtungskörpers nach innen erstreckenden Vertiefung.
Der Dichtungskörper kann erwünschterweise eine metallische Schicht umfassen, deren Dicke im Bereich von etwa 0,1524 mm bis etwa 0,508 mm (0,006 Zoll bis etwa 0,020 Zoll) liegt.
Da der Wulst und die Prägung gemeinsam in einem einzigen Arbeitsgang angeordnet oder hervorgerufen werden, werden jegliche Bedenken bezüglich einer möglichen Fehlausrichtung des Wulstes und der Prägung vermieden. Darüber hinaus ist das verbesserte Verfahren des Formens der Dichtung, so wie es durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagen wird, bei Dichtungsformverfahren kostengünstig, weil der Wulst und die Prägung in einem einzigen Arbeitsvorgang hergestellt werden.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen ohne weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen hervor.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Dichtung, die gemäß den Grundsätzen dieser Erfindung hergestellt ist;
Fig. 2 ist eine weggebrochene Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Querschnitt einer Pressenanordnung, in der die Dichtung gemäß Fig. 1 geformt werden kann;
Fig. 4 stellt einen Querschnitt einer Dichtung dar, bei der das Gieß- oder Formverfahren auf derselben beendet ist;
Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Dichtung, die gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
Fig. 6 ist ein Querschnitt nach Linie 6-6 in Fig. 5;
Fig. 7 zeigt eine weggebrochene Schnittansicht ähnlich
Fig. 2, die jedoch eine abgeänderte Ausführungsform einer Dichtung darstellt, die gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung hergestellt ist; und
Fig. 8 ist ein Querschnitt einer Pressenanordnung, in der die in Fig. 7 dargestellte Dichtung geformt werden kann.

Detaillierte Beschreibung

Während die vorliegende Erfindung für verschiedene Ausführungsformen geeignet ist, sind nachstehend anhand der Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter der Voraussetzung beschrieben, daß die vorliegende Beschreibung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zu verstehen ist, und es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die dargestellten, spezifischen Ausführungsformen zu beschränken.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, ist in Fig. 1 eine typische Dichtung 10 dargestellt. Die Dichtung 10 dient in bekannter Weise zur Anordnung zwischen einem Paar abzudichtender Flächen, wie z. B. zwischen einem Kopf und einem Block einer inneren Verbrennungskraftmaschine, und kann zwischen diesen zusammengepreßt werden. Kopf und Block können Verbrennungszylinder, Hülsen, Kolben, Öl- und Kühlmitteldurchgänge, Bolzenlöcher, usw. umfassen, die sämtlich üblich sind, und ferner in einer Konfiguration, für die die Grundform der Dichtung entworfen wurde.
Die Einzelheiten des Motors an sich, der verschiedene Formen haben kann, bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung, mit Ausnahme dessen, daß jede Dichtung der vorliegenden Erfindung so konfiguriert wird, wie es durch den besonderen Motor diktiert wird, bei dem sie verwendet werden soll, und sie wird so proportioniert, daß sie an die Öffnungen und Flächen des Zylinderkopfes und Motorblocks angepaßt ist, mit denen die Dichtungsanordnung verwendet werden soll. Ein Patent, das typische Verbrennungsöffnungen, Wasser- und Öldurchgänge, Bolzenlöcher u. dgl. in einer Dichtungsanordnung zeigt, ist das US-Patent 3,565,449.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 besteht die Dichtung 10 aus einem Dichtungskörper 12 mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Hauptflächen 14 und 16. Der Dichtungskörper 12 enthält ferner eine Mehrzahl von geeignet positionierten Durchbrechungen, die eine Hilfsöffnung, Flüssigkeitskanalöffnungen und Öffnungen für Bolzenlöcher u. dgl. umfassen können. Bei der Dichtungsanordnung 10, die als Zylinderkopfdichtung dienen soll, umfaßt der Dichtungskörper 12 eine oder mehrere Verbrennungsöffnungen 18, kleinere Öffnungen 20 für Bolzenlöcher und eine oder mehrere Öffnungen 22 für Motorkühlmittel oder -öl, das durch den Dichtungskörper hindurchfließt.
Typischerweise kann der Dichtungskörper 12 eine Konstruktion sein, die zwei oder mehrere Schichten umfaßt, wie z. B. zwei oder mehrere Schichten, die in üblicher Weise miteinander laminiert sind. Bei der in Figs. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform kann eine Schicht der Dichtung aus einer Stahlschicht 24 bestehen, die eine der Hauptflächen 16 bildet. Die andere Schicht 26 kann erwünschtermaßen aus einem zusammengesetzten, gegenüber Hitze widerstandsfähigen, faserelastischen Oberflächenmaterial für die Dichtung bestehen und kann die andere Hauptfläche 14 bilden. Wahlweise kann die andere Schicht eine Gummischicht sein, wie z. B. eine Gummi- oder gummiähnliche Beschichtung auf einer oder beiden Oberflächen der Schicht 24.
Die Schicht 26 ist mechanisch oder durch Kleben mit der Stahlschicht 24 laminiert, wie durch einen geeigneten, durch Wärme aktivierten Klebstoff. Geeignete, hitzeaktivierbare Klebstoffe umfassen Phenol-Nitril-Gummi und Polybutyral-Gummi, der erwünschtermaßen anfänglich auf die äußere Schichtfläche aufgebracht ist. Die Schicht 26 kann Asbest, Glasfaser, Zellstoffaser oder andere geeignete Fasermaterialien enthalten, und es können Gummi oder gummiähnliche Materialien, wie Nitril-, Neopren- oder Polyacryl-Elastomere als Bindemittel verwendet werden.
Die Außenschicht 26 ist im allgemeinen widerstandsfähig gegenüber einer Zersetzung durch Öle und Kühlmittel, hält Drehmomente aufrecht, verringert Extrusion auf ein Minimum und ist gegenüber Hitze widerstandsfähig. Die Stahlschicht kann kaltgewalzter Stahl sein, und ihre Dicke kann in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung variieren. Eine Gesamtdicke der Dichtung von etwa 0,381 mm zu etwa 1,143 mm (0,015 Zoll bis etwa 0.045 Zoll) oder mehr sind für Dichtungen dieser Art typisch. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt die Dicke der Stahlschicht von etwa 0,254 mm bis etwa 0,508 mm (etwa 0,010 Zoll bis etwa 0,020 Zoll). Um die Haftfähigkeit zu erhöhen, kann die Fläche oder Platte 24, mit der die Schicht 26 verbunden ist, in üblicher Weise phosphatisiert werden, oder sie kann in anderer Weise oberflächenbehandelt werden, um die Haftung zu verbessern. Die Schicht 26 kann eine Dicke von etwa 0,254 mm bis etwa 0,635 mm (etwa 0,010 Zoll bis etwa 0,025 Zoll) aufweisen. Die Gesamtdicke einer dargestellten zusammengesetzten Dichtung beträgt etwa 0,508 mm bis etwa 1,143 mm (etwa 0,020 Zoll bis etwa 0,045 Zoll).
Ein gewünschtes Dichtungsmuster kann auf dem Hauptkörperteil der Dichtung in ausgewählten Zonen angeordnet werden. Das Dichtungsmuster kann eine oder mehrere durchgehende Prägungen 30 umfassen. Wie dargestellt, umgibt jede Prägung eine Öffnung 22. Die Prägungen werden in jenen Zonen aufgebracht, in denen verstärkte oder erhöhte Dichtungskräfte oder eine zusätzliche Dichtung bei der Anwendung erforderlich oder erwünscht ist, für die die Dichtung 10 eingesetzt werden soll. Typischerweise werden derartige Dichtungsmuster im wesentlichen gebildet, um ausgewählte Wasser- und Öldurchgänge zwischen dem zugeordneten Kopf und Block der Maschine zu umgeben. Zuweilen kann wegen der Konfiguration des Kopfes und Motorblocks sowie der Lage der Bolzenlöcher oder aus anderen konstruktiven Gründen weniger als eine kreisförmige oder vollständig umlaufende Konfiguration erwünscht sein und verwendet werden.
Wie aus Fig. 2 am besten zu ersehen ist, besteht jede Prägung 30 aus einem vorspringenden Teil oder Vorsprung 32, der sich von der Hauptfläche 14 nach außen erstreckt, und einer entsprechenden Vertiefung, Ausnehmung oder einem Hohlraum 34, der sich von der Hauptfläche 16 nach innen erstreckt. Andere Prägungen auf der Dichtung 10 können von ähnlicher Konstruktion sein. In der Technik ist ein Füllmaterial oder ein Dichtungswulst 36 bekannt, der vorzugsweise aus einem elastischen, elastomeren Werkstoff besteht und in der Vertiefung 34 angeordnet ist.
Ein elastomeres Materials, das für die Verwendung als ein Füllmaterial besonders geeignet ist, ist ein Silikonelastomer, wie z. B. das von der Dow Corning mit dem Namen SYLGARD 187 verkaufte. SYLGARD 187 ist als ein vergießbares Zwei- Komponenten-System erhältlich und kann im allgemeinen als ein Kondensationsprodukt eines linearen, flüssigen, Organopolysiloxans beschrieben werden, das endständige Hydroxylgruppen mit einem Alkylsilikatester enthält. Gewöhnlich wird ein aus einem Metallsalz einer Monocarboxylsäure bestehender Katalysator verwendet, um die Aushärtung des Systems zu erleichtern.
Obwohl mit Öffnungen versehene Dichtungen der oben beschriebenen Bauart mit einer oder mehreren Prägungen in der Technik bekannt sind, wie oben ausgeführt wurde, sind die Techniken zur Herstellung derselben verhältnismäßig kostspielig und nicht so genau, wie es wünschenswert wäre. Um die Prägungen 30 auf dem Dichtungskörper 12 gemäß dieser Erfindung zu bilden, kann eine Gießvorrichtung, wie sie in vereinfachter Form in Fig. 3 gezeigt ist, verwendet werden. Die Gießvorrichtung umfaßt eine Presseneinrichtung 40, bestehend aus zwei sich gegenüberliegenden und relativ beweglichen Formen 42 und 44 mit Stirnflächen 46 bzw. 48. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Stirnfläche mit einer konkaven ringförmigen Ausnehmung 50 in derselben versehen. Es ist verständlich, daß die ringförmige Ausnehmung 50 eine Konfiguration hat, die derjenigen entspricht, die für die Prägung 30 auf dem Dichtungskörper 12 gewünscht wird. Die andere Form 42 ist mit einer oder mehreren Einlauföffnungen 52 versehen, die in geeigneter Weise in bezug auf die Ausnehmung 50 in der Stirnfläche 48 der Form 44 angeordnet sind.
Die Art und Weise oder das Verfahren, mittels welchem die Dichtung 10 geformt wird, soll jetzt beschrieben werden. Ein Fragment der Dichtung 10, die mit der Prägung 30 versehen werden soll, ist in Fig. 3 gezeigt. Dieses Fragment zeigt, daß die Dichtung 10 einen geschichteten und verformbaren Dichtungskörper 12 umfaßt, der eine Durchbrechung 22, und zwar im Abstand voneinander angeordnete Hauptflächen 14 und 16 mit einem faserelastischen Material 26 aufweist, das zwischen den Hauptflächen 14 und 16 angeordnet ist. Der Dichtungskörper 12 ist zwischen den sich gegenüberliegenden und relativ beweglichen Formflächen 46 und 48 der Pressenteile 42 bzw. 44 derart angeordnet, daß die Prägung genau auf dem Dichtungskörper angeordnet werden kann. Die Hauptfläche der Dichtung, über die die Prägung 30 hinaus vorstehen soll, wird gegen das Pressenteil mit der Ausnehmung 50 gelegt. Die Presseneinrichtung wird dann betätigt, um den Dichtungskörper zwischen den Pressenteilen 42 und 44 festzuhalten.
Ein verhältnismäßig inkompressibles, flüssiges, elastomeres Dichtungsmaterial, wie z. B. das SYLGARD 187 Material, das oben genannt wurde, wird dann durch die Einlaßöffnungen unter verhältnismäßig hohem Druck auf die Hauptfläche der Dichtung aufgebracht, die der Vertiefung 50 gegenüberliegt. Das Aufbringen dieses elastomeren Dichtungsmaterials unter hohem Druck auf eine Seite des Dichtungskörpers hat gleichzeitig zwei Wirkungen. Erstens, das Aufbringen des Dichtungsmaterials unter hohem Druck verursacht eine Verformung von beiden Hauptflächen des Dichtungskörpers. Dies bedeutet, daß durch die Anwendung eines verhältnismäßig hohen Druckes das inkompressible Dichtungsmaterial einen verhältnismäßig kleinen Bereich der flachen Hauptflächen der Dichtung so verformt, daß der Dichtungskörper gebogen und in die Ausnehmung 50 in einer Weise gepreßt wird, durch die die Prägung 30 gebildet wird, welche die Durchbrechung oder Öffnung 22 umgibt. Die auf dem Dichtungskörper gebildete Prägung 30 umfaßt einen Vorsprung 32, der sich von der Hauptfläche 14 des Dichtungskörpers in einem Ausmaß nach außen erstreckt, das durch die Ausnehmung 50 definiert ist, und es erstreckt sich eine im wesentlichen entsprechende Vertiefung 34 von der anderen Hauptfläche 16 des Dichtungskörpers nach innen. Neben der Verformung der Hauptflächen bleibt eine gewisse Menge des Dichtungsmaterials als Ablagerung oder Wulst 36 zurück, der die Vertiefung 34 des Dichtungskörpers ausfüllt, um eine Unterstützung für die Prägung 30 zu bilden.
Im allgemeinen sollte die Höhe dieses Füllmaterials oder Wulstes nicht über den Punkt hinausgehen, an dem, wenn die Dichtung einer Kompression unterworfen wird, das Füllmaterial auseinanderbricht, übermäßig ausgepreßt wird oder in anderer Weise dazu neigt, seine Dichtungswirkung zu verlieren. Ein in dem Preßteil 42 vorgesehener Hohlraum 56 gegenüber der Ausnehmung 50 ist in geeigneter Weise so geformt, daß er die äußere Höhe des Füllmaterials oder Wulstes begrenzt, das in die Vertiefung in dem Dichtungskörper eingebracht wurde, und das Wulstmaterial einwandfrei so formt, daß es, wenn es ausgehärtet ist, die gewünschte Konfiguration aufweist.
Fig. 5 und 6 stellen eine andere Dichtung 110 dar, die gleichzeitig mit einem ausgerichteten Wulst und einer Prägung gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung gebildet wird. In diesem Fall besteht die Dichtung 110 aus einem Dichtungskörper 112 mit einer ersten, oberen Dichtungsfläche oder Hauptfläche 114 und einer zweiten, unteren Dichtungsfläche oder Hauptfläche 116. Der Dichtungskörper 112 kann aus einer Stahlplatte mit einer Dicke von etwa 0,508 mm (etwa 0,020 Zoll) in Abhängigkeit von der besonderen Anwendungsform bestehen. Die Grundsätze der vorliegenden Erfindung können auf alle aus Stahl bestehenden Dichtungskörper mit einer Dicke im Bereich von etwa 0.1524 mm bis etwa 0.508 mm (etwa 0.006 Zoll bis etwa 0.020 Zoll) angewandt werden. Der Dichtungskörper 112 umfaßt eine Mehrzahl geeignet positionierter Durchbrechungen. In der Dichtungsanordnung 110, die als eine Einlaßkrümmerdichtung verwendet werden soll, umfaßt der Dichtungskörper 112 eine Brennöffnung 118 und kleinere Durchbrechungen 122 für Bolzenlöcher.
Der Dichtungskörper 112 weist eine kontinuierliche Prägung 130 auf, die im Abstand von der Brennöffnung 118 in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung angeordnet ist, die in Fig. 5 gezeigt ist. Der Dichtungskörper 112 weist außerdem eine kontinuierliche Prägung 131 auf, die im Abstand von einem Außenrand 133 der Dichtungsscheibe vorgesehen ist. Die Prägung 130 besteht aus einem vorstehenden Teil oder einem Vorsprung 132, der sich von der Hauptfläche 114 nach außen erstreckt, sowie einer im wesentlichen entsprechenden Vertiefung, Aussparung oder einem Hohlraum 134, der sich von der Hauptfläche 116 nach oben erstreckt. Die Prägung 131 ist ähnlich gestaltet.
Die Art und Weise oder das Verfahren, mittels welchem die Dichtung 110 mit verbesserten Dichtungseigenschaften gebildet wird, ist im wesentlichen demjenigen Verfahren ähnlich, das oben in bezug auf die Dichtung 10 beschrieben wurde. Das heißt, daß die Eingangsstufe die Bereitstellung eines verformbaren Dichtungskörpers 112 vorsieht, der zwei Haupflächen 114 und 116 hat. Der nächste Verfahrensschritt umfaßt die Anordnung des Dichtungskörpers 112 zwischen zwei sich gegenüberliegenden und relativ beweglichen Pressenflächen 46 und 48 der Presseneinrichtung 40, wobei eine Pressenfläche mit einer konkaven, ringförmigen Ausnehmung 50 versehen ist. Eine mit Füllmaterial ausgefüllte Prägung ist auf der Dichtung 110 durch gleichzeitiges Verformen beider Hauptflächen 114 und 116 des Dichtungskörpers durch Aufbringen eines verhältnismäßig inkompressiblen Dichtungsmaterials, wie z. B. des oben beschriebenen Dichtungsmaterials SYLGARD 187, vorgesehen. Das Dichtungsmaterial wird unter verhältnismäßig hohem Druck auf eine Hauptfläche des Dichtungskörpers 112 derart aufgebracht, daß Prägungen 130 und 131 darin ausgeformt werden. Jede durch dieses Verfahren hergestellte Prägung besteht aus einem Vorsprung 132, der sich von der Hauptfläche 114 in einem Ausmaß nach außen erstreckt, das durch die Ausnehmung 50 definiert ist, und es erstreckt sich eine im wesentlichen entsprechende Vertiefung 134 von der anderen Hauptfläche 116 nach innen. Das Aufbringen des Dichtungsmaterials füllt die Vertiefung 134 aus, um eine Unterstützung für die Prägung zu bilden.
Eine weitere Stufe in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt das Aushärten des in die Vertiefung 134 eingefüllten Dichtungsmaterials. Bei einer Ausführungsform wird das Dichtungsmaterial durch Plazieren der Dichtung in einem Ofen bei einer erhöhten Temperatur, wie z. B. 148,89º C (300ºF) für 15 Minuten ausgehärtet.
Da Dichtungen für eine Unzahl von Anwendungsformen nutzbar sind, kann es erwünscht sein, eine Schicht des Dichtungsmaterials auf einer Seite der Dichtung zu bilden, die einer vorspringenden Prägung gegenüberliegt. Fig. 7 stellt ein Bruchstück einer anderen Dichtung 210 dar, die gleichzeitig mit einem ausgerichteten Wulst und einer vorspringenden Prägung ausgeformt ist und eine Schicht eines Dichtungsmaterials aufweist, das eine vorher ausgewählte Konfiguration auf derjenigen Seite der Dichtung hat, die der vorspringenden Prägung gegenüberliegt. In diesem Fall besteht die Dichtung 210 aus einem Dichtungskörper 212 mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Hauptflächen 214 und 216. Der Dichtungskörper 212 kann aus einem einteiligen Körper oder einer geschichteten Struktur in Abhängigkeit von der besonderen Anwendungsart bestehen und hat eine Dicke in dem oben beschriebenen Bereich.
Ein gewünschtes Dichtungsmuster kann auf dem Hauptkörperteil der Dichtung 210 in ausgewählten Bereichen vorgesehen werden. Das Dichtungsmuster kann aus einer oder mehreren kontinuierlichen Prägungen 230 bestehen. Die Prägung 230 umfaßt einen vorspringenden Teil oder Vorsprung 232, der sich von der Hauptfläche 214 nach außen erstreckt, sowie eine im wesentlichen entsprechende Vertiefung, Ausnehmung oder einen Hohlraum 234, der sich von der Hauptfläche 216 nach oben erstreckt. Die Dichtung 210 unterscheidet sich jedoch von den oben beschriebenen Dichtungen dadurch, daß eine Schicht eines Dichtungsmaterials 236 auf einem Teil der Hauptfläche 216 des Dichtungskörpers 212 gegenüber der Prägung 230 vorgesehen ist.
Die Art und Weise oder das Verfahren, mittels welchem die Dichtung 210 hergestellt wird, entspricht im wesentlichen dem oben beschriebenen Verfahren bezüglich der Dichtungen 10 und 110. Das heißt, daß der erste Verfahrensschritt die Bereitstellung eines verformbaren Dichtungskörpers 212 mit zwei Hauptflächen 214 und 216 umfaßt. Der nächste Verfahrensschritt umfaßt die Anordnung des Dichtungskörpers 212 zwischen zwei sich gegenüberliegenden und relativ beweglichen Preßflächen 246 und 248 einer Pressenanordnung 240, wie in Fig. 7 dargestellt ist, und zwar derart, daß die Prägung genau auf dem Dichtungskörper angeordnet wird. Die Pressenanordnung 240 wird dann betätigt, um den Dichtungskörper dazwischen an Ort und Stelle festzuhalten.
Die Pressenanordnung 240 besteht aus zwei sich gegenüberliegenden und relativ beweglichen Pressenteilen 242 und 244 mit Stirnflächen 246 bzw. 248. Vorzugsweise ist das Preßteil 242 gegenüber dem Preßteil 244 senkrecht hin- und herbewegbar. Es ist verständlich, daß, wenn ein Dichtungskörper dazwischen angeordnet wird, das Pressenteil 242 mit hinreichendem Druck gegen den Dichtungskörper gepreßt wird, um das Dichtungsmaterial daran zu hindern, zwischen dem Pressenteil 242 und dem Dichtungskörper während des Formvorgangs auszutreten. Der Pressenteil 244 ist im wesentlichen dem Pressenteil 44 der Pressenanordnung 40 in Fig. 3 ähnlich. Wie das Pressenteil 44 ist die Stirnfläche 248 des Pressenteils 244 mit einer konkaven, ringförmigen Ausnehmung 250 versehen. Es ist verständlich, daß die ringförmige Ausnehmung 250 eine Konfiguration hat, die derjenigen entspricht, die für die Prägung 230 gewünscht wird.
Das Pressenteil 242 ist mit einer oder mehreren Einlaßöffnungen 252 versehen. Die Stirnfläche 246 des Pressenteils 242 ist mit einem vertieften Hohlraum 256 versehen, der zu der einen oder mehreren Einlaßöffnungen 252 offen ist. Es ist verständlich, daß der Hohlraum 256 eine Konfiguration hat, die derjenigen entspricht, die für die Schicht des Dichtungsmaterials gewünscht wird, das auf die Stirnfläche 216 des Dichtungskörpers 212 aufgebracht werden soll.
Eine ausgefüllte Prägung ist auf der Dichtung 210 durch gleichzeitiges Verformen beider Hauptflächen 214 und 216 des Dichtungskörpers 212 vorgesehen. Wie bei den anderen Ausführungsformen wird die Verformung der Hauptflächen 214 und 216 durch Aufbringen eines verhältnismäßig inkompressiblen Dichtungsmaterials, wie dem oben beschriebenen Dichtungsmaterial SYLGARD 187, erreicht. Das Dichtungsmaterial wird durch die Einlaßöffnungen unter verhältnismäßig hohem Druck und auf eine Hauptfläche des Dichtungskörpers 212 derart aufgebracht, daß die Prägung 230 darin gebildet wird. Die durch dieses Verfahren hergestellte Prägung besteht aus einem Vorsprung 232, der sich von der Hauptfläche 214 in einem Ausmaß erstreckt, das durch die Ausnehmung 250 bestimmt ist, und eine im wesentlichen entsprechende Vertiefung 234 erstreckt sich von der Hauptfläche 216 nach innen. Die Vertiefung 234 wird durch das Dichtungsmaterial ausgefüllt. Gleichzeitig hiermit wird der Hohlraum 256 mit Dichtungsmaterial ausgefüllt, um eine Dichtungsmaterialschicht 236 auf der der Prägung 230 gegenüberliegenden Seite des Dichtungskörpers zu bilden.
Das Dichtungsmaterial auf dem Dichtungskörper 210 wird dann ausgehärtet. Bei einer Ausführungsform wird das Dichtungsmaterial durch Anordnen der Dichtung in einem Ofen bei einer erhöhten Temperatur von z. B. 148,89ºC (300ºF) für etwa 15 Minuten ausgehärtet.
Da die Prägung und der Dichtungswulst gleichzeitig auf dem Dichtungskörper hergestellt werden, werden die Schwierigkeiten einer genauen Ausrichtung zwischen den beiden eliminiert. Darüber hinaus verringert das durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagene Verfahren die Herstellungskosten, weil die Zahl der Verfahrensschritte zur Herstellung einer solchen Dichtung erheblich reduziert worden ist.

Claims

1. Ein Verfahren zum Formen einer geprägten, durchbrochenen Dichtung, bestehend aus den Schritten:

ein deformierbarer Dichtungskörper (12; 112; 212) mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Hauptflächen (14, 16; 114, 116; 214, 216) wird zur Verfügung gestellt; und

ein verhältnismäßig inkompressibles, elastomeres Dichtungsmaterial wird auf eine der Oberflächen unter hinreichendem Druck und in einer Weise aufgebracht, bei der beide Hauptflächen des Dichtungskörpers so deformiert werden, daß eine Prägung (30; 130; 230) gebildet wird, die einen sich von einer Hauptfläche nach außen erstreckenden Vorsprung (32; 132; 232) und eine im wesentlichen entsprechende, sich von der anderen Hauptfläche nach innen erstreckende Vertiefung (34; 134; 234) umfaßt, wobei die Vertiefung mit Dichtungsmaterial (36; 136; 236) während des Auftragsverfahrens ausgefüllt wird, um eine Unterstützung für die genannte Prägung vorzusehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Auftragsschritt das Formen einer kontinuierlichen Prägung umfaßt, die einen vollständigen Ring bildet, der mindestens eine Öffnung (18, 118) vollständig umgibt, die von dem genannten Dichtungskörper gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Zurverfügungstellens eines Dichtungskörpers die Zurverfügungstellung eines Dichtungskörpers umfaßt, der eine metallische Schicht (24) mit einer faserelastischen Schicht umfaßt, mit der eine Seite der metallischen Schicht beschichtet ist, wobei jede der genannten Schichten eine der genannten Flächen bildet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Zurverfügungstellens eines Dichtungskörpers die Zurverfügungstellung eines Dichtungskörpers umfaßt, dessen Dicke im Bereich von etwa 0,381 mm bis etwa 1,143 mm liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bestehend ferner aus dem Schritt der Anordnung des Dichtungskörpers zwischen zwei sich gegenüberliegenden und relativ beweglichen Formflächen einer Pressenanordnung (40; 240), wobei eine Fläche mit einer konkaven, ringförmigen Ausnehmung darin vor dem Auftragsschritt vorgesehen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt des Zurverfügungstellens eines Dichtungskörpers die Zurverfügungstellung eines Dichtungskörpers umfaßt, dessen Dicke von etwa 0,1524 mm bis etwa 0,508 mm beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der der Schritt des Zurverfügungstellens eines Dichtungskörpers aus der Zurverfügungstellung einer metallischen Schicht (24) und einer faserelastischen Schicht (26) besteht, mit der eine Seite der metallischen Schicht beschichtet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Zurverfügungstellens eines Dichtungskörpers die Zurverfügungstellung eines metallischen Dichtungskörpers umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 5, welches den weiteren Schritt der Aushärtung des die Vertiefung ausfüllenden Dichtungsmaterials umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt des Zurverfügungstellens eines Dichtungskörpers die Zurverfügungstellung eines Dichtungskörpers umfaßt, der eine gummiartige Beschichtung auf mindestens einer Hauptfläche aufweist.

11. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt des Zurverfügungstellens eines Dichtungskörpers aus der Zurverfügungstellung eines Dichtungskörpers besteht, der eine metallische Schicht (24) und eine gummiartige Beschichtung auf mindestens einer Hauptfläche der Schicht umfaßt.