KR101118396B1 - 실린더 헤드 가스켓의 다층 금속 평탄 가스켓 - Google Patents

Abstract

가스켓(1)은 통로 개구(들)(2)에 할당된 비드(5, 6)를 갖는 밀봉층(들)(3, 4)과, 상기 비드(들)(5, 6)의 탄성을 제한하는 스토퍼(8)가 구비된 스토퍼층(들)(7)을 포함한다. 상기 스토퍼는 다수의 바로 연속한 융기형 상승부(11) 및 홈형 오목부(12)로 구성되어 있으며; 이러한 상승부 및 오목부는 단면이 사다리꼴 형태를 취하며, 사다리꼴 플랭크(13)의 설정각(14)으로 스토퍼층(7)의 양측(9, 10)에 형성된다. 서로 인접한 마주보는 사다리꼴 플랭크(13)에 의해 한정되는 단면(17)(Q1)은 양측의 마주보는 오목부 사이에 한정되는 단면(18)(Q2)과 동일하거나 이 보다 크다. 미약한 단면(18)(Q2)에서 불충분한 획득으로 발견되는 단면(17)(Q1)에 의해 한정되는 스토퍼(8)의 부분 영역에 의해 힘은 완전히 흡수된다. 이러한 스토퍼 구성은 다수의 공간에 필요하다.

스토퍼, 비드, 플랭크, 피로 강도, 코어

Description

실린더 헤드 가스켓의 다층 금속 평탄 가스켓{MULTILAYER METALLIC FLAT GASKET, IN PARTICULAR CYLINDER HEAD GASKET}

본 발명은 예를 들어 다양한 플랜지 가스켓을 위하여 밀봉될 다른 표면을 위한 밀봉 수단으로서 매립되어 사용될 수 있는, 실린더 헤드 가스켓에서의 다층 금속 평탄 가스켓에 관한 것이다.

이러한 형태의 가스켓은 단일층 디자인을 가질 수 있다. 그러나, 본 발명의 주체는 종래기술에 알려져 있는 바와 같이 다층 가스켓이다.

상기 형태의 가스켓은 통상적으로 그 층을 통해 연장되는 다수의 통로 개구, 특히 하나이상의 연소가스 개구와 고정수단, 오일 덕트, 냉각수 덕트 등을 위한 또 다른 개구를 갖는다.

가스켓은 하나이상의 밀봉층으로 구성된다. 그 밀봉 동작을 보장 및 증가시키기 위하여 적어도 하나의 밀봉층의 대응하는 변형에 의해 통로 개구 주위에, 특히 연소가스 개구 주위에, 또는 예를 들어 냉각수 덕트 주위에 비드(bead)를 설치하는 것이 통상적이며; 상기 비드는 일반적으로 통로 개구 또는 통로 개구들을 완벽하게 둘러싼다.

상기 비드의 기능성을 얻기 위하여, 설치중이나 작동중 그 과도한 또는 완벽 한 플라스틱 변형이 방지되어야만 한다. 이를 위하여, 스토퍼로 언급되는 변형 제한기가 통상적으로 사용된다. 이들은 다양한 실시예로서 알려져 있다. 이들은 예를 들어 층들을 굴곡시키거나 또는 층들중 하나를 굴곡시키므로써 발생될 수 있다. 그러나, 하나이상의 밀봉층(들)에 비드 높이 보다 낮은 엠보싱 형태로 하나이상의 변형 제한기(들)[스토퍼(들)]를 형성하는 것도 일반적이다.

마지막으로, 다층 가스켓의 층들중 하나를 변형 제한기(스토퍼)를 갖는 스페이서 판 또는 스토퍼 층으로 제공하는 것도 공지되어 있다. 본 발명은 이러한 가스켓 형태에 관한 것이다.

여기서, 스토퍼는 예를 들어 비드와 연소 챔버 사이의 영역에 배치되거나 기타 다른 쪽 또는 비드의 양쪽에 정렬될 수 있다.

특히 연소 챔버 개구 주위에서 환형 밴드로서 연장되는 스토퍼가 공지되어 있으며, 상기 밴드는 압출된 컵형 오목부 및 상승부의 2차원 패턴으로서 형성되며, 상기 상승부는 오목부의 엠보싱중 변위되는 시트 금속층의 물질로서 형성되며, 각각의 오목부는 시트 금속층의 다른측에서 상승부와 바로 마주보며 배치되므로, 시트 금속층의 양측에는 다이아몬드 또는 장기판 패턴의 상승부 및 오목부가 발생된다(EP 제1577589호 A1). 그러나, 상승부 및 오목부는 밀폐된 라인을 형성하지는 않는다.

그러나, 이와는 달리 스페이서 또는 스토퍼층에서 그 양측에 형성되는 다수의 바로 인접한 융기형 상승부 및 홈형 오목부로 구성된 스토퍼를 설계하는 것이 바람직하며; 상기 상승부 및 오목부는 그 압축을 제한하기 위하여 각각의 비드에 할당된다.

스토퍼의 일련의 상승부(융기부) 및 오목부는 웨이브 형태 또는 톱 형태의 단면을 가질 수 있으며, 상기 웨이브 형태의 정점 및 바닥 또는 칫솔 팁은 평탄해질 수 있다. 사각형 웨브(DE 196 41 491 A1) 또는 프로필형 리브(DE 2 145 482; JP 11-108191 A) 및 단면적이 대응하는 직사각형인 오목부를 발생하기 위해, 상기 상승부 및 오목부를 직사각형 단면(이른바, 직사각형 스토퍼)으로 설계할 것이 이미 제안되어져 있다.

또한, 상승부 및 오목부를 단면이 사다리꼴인 융기부 및 홈으로 형성하거나(DE 42 19 709 A1, DE 102 56 896 A1) 또는 단면이 사다리꼴인 웨이브로 형성하는(WO 01/96768 A1) 것도 제안되어져 있다.

각각의 경우에 있어서, 스토퍼의 상승부 및 오목부의 크기는 보호될 비드의 크기 보다 작다.

WO 2006/005488 A1호에는 그 높은 탄성과 이로 인해 감소되는 접촉 압력을 특징으로 하는 상술한 바와 같은 웨이브형 또는 톱니형 또는 사다리꼴 형태의 스토퍼가 개시되어 있다. 직사각형 스토퍼의 경우, 상승부와 오목부 사이의 그 엣지의 예리한 천이부가 가스켓 부분의 고유의 파열 가능성을 생성하기 때문에 불리한 것으로 부가적으로 거절된다.

상술한 바와 같은 스토퍼의 장점을 얻는 동시에 그 장점을 피하기 위하여, 특히 매우 견고한 디자인을 얻고 손상 압력 정점을 피하기 위하여, 오목부는 상승부와 적어도 부분적으로 마주보도록 배치되고, 오목부 및 상승부의 적어도 일부의 단면은 한쪽의 인접하게 배치된 오목부와 상승부 사이에서 비스듬히 연장되는 한정적인 벽을 갖는 사다리꼴이고, 양측의 서로 인접한 마주보는 한정적인 벽은 양측의 마주보는 오목부 사이에서 한정되는 단면 보다 크거나 이러한 단면과 동일한 층의 웨브 단면을 한정하는 방식으로, 스페이서 판("다른쪽 밀봉층"으로 언급되는 스토퍼층)의 양측에 오목부 및 상승부가 선택적으로 형성되는 것이 바람직하다.

가능한한 두꺼운, 특히 양측의 오목부 사이에서 한정되는 단면 보다 두꺼운 사다리꼴 상승부 및 오목부의 인접한 경사진 한정적인 벽 사이에서 웨브의 단면을 형성하는 기법은 사다리꼴의 플랭크의 상당한 강화 및 이에 따른 스토퍼의 강성도 증가로 나타나며; 오목부의 사다리꼴 디자인은 어느 정도는 스토퍼 부품의 파손 위험성도 동시에 감소시키지만; 그러나 얻어진 강성도는 실제 사용에 필요한 피로강도를 스토퍼에 부여하기에는 충분하지 않다. 이것은 주로 다음과 같은 사실, 즉 스토퍼 전체의 강성도는 스토퍼의 형상으로 인해 상당히 깊어야만 하는 오목부의 절개에 의해 악영항을 받는다는 사실에 기인한다.

종래의 스토퍼 구조에서 단면의 기하학적 비율은 충분한 물질이 변위되어야만 하는 경우 스토퍼 전체에 대해 두꺼운 부분과 엠보싱을 위해 다량의 공간을 필요로 하게 된다. 많은 가스켓은 이에 필요한 필요조건을 제공하지 않는다.

이러한 종래기술에 기초하여, 본 발명의 목적은 원하는 높은 피로 강도(강성도 및 파괴 저항)를 갖는 동시에 제조가 용이하고 비용면에서 효과적인 스토퍼를 갖는, 다층의 평탄한 금속 가스켓을 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구범위 제1항에 따른 특징을 갖는 가스켓에 의해 달성된다. 종속항은 제1항의 사항에 대한 적절한 실시예를 포함한다.

본 발명에 따른 가스켓은 하나이상의 통로 개구(들), 특히 연소가스 개구, 조임 수단을 위한 개구, 실린더 헤드 가스켓인 경우 액체 등을 냉각하기 위한 개구를 갖는 다층의 평탄한 금속 가스켓으로서 형성된다.

상기 가스켓은 적어도 하나의 통로 개구를 포함하는 적어도 하나의 탄성 비드가 구비된 적어도 하나의 밀봉층과, 적어도 하나의 스토퍼층으로 구성되며; 상기 스토퍼층은 적어도 하나의 스토퍼를 포함하며; 상기 스토퍼는 비드에 인접하여 배치되고, 각각의 비드의 압축을 한정하며; 상기 스토퍼는 단면이 사다리꼴형인 융기형의 상승부 및 홈형 오목부로 구성되며; 상기 상승부 및 오목부는 스토퍼층의 양측에 배치되며; 마주보는 상승부 및 오목부의 체적은 10% 이하, 양호하기로는 5%, 더욱 양호하기로는 3% 이하로 상이한 것이 바람직하다.

스토퍼 제조중 한쪽의 사다리꼴 오목부를 벗어나 변위되는 스토퍼 한쪽의 물질이 작용하여, 각각의 경우에 있어서 다른쪽의 마주보는 상승부의 형성을 직접적으로 만족시킨다. 스토퍼에 특정의 강성도를 제공하기 위해 만일 상승부 및 오목부의 플랭크가 강화될 경우에는 10%, 양호하기로는 5%, 더욱 양호하기로는 2%를 넘지 않는 미세한 체적 변형이 발생될 수 있다.

WO 2006/005488 A1에 따른 것과는 달리 서로 가장 가깝게 마주보며 배치된 사다리꼴 플랭크를 통해 연장되는 두개의 평행한 라인에 의해 형성되는 단면(Q1)이 각각의 측부의 오목부의 베이스를 연결하는 두개의 라인에 의해 형성되는 단면(Q2)에 비해 작기 때문에, 이에 대해 WO 2006/005488 A1호에 따른 종래 기술에서 보다 그 어떠한 경우에도 달성가능한 양호한 값을 제공하는 강도가 충분한, 특히 강성도 및 제동 저항이 충분한 스토퍼가 본 발명에 따라 얻어진다.

서로 평행하게 배타적으로 연장되는 사다리꼴 플랭크를 갖는 상승부 및 오목부의 실시예와 함께, 본 발명은 모든 사다리꼴 플랭크가 서로 평행하게 연장되지 않는 실시예를 포함한다. 이 경우, 단면(Q1)은 두개의 사다리꼴 플랭크의 기울기의 평균값을 갖는 직선들 사이에 형성되어, 그 절반 높이에서 각각의 사다리꼴 플랭크를 교차한다(대칭 구성인 경우 Q5/4).

WO 2006/005488 A1호의 주제는 Q1 : Q2 의 비율이 역전된 디자인을 가지며, 각각의 경우에 있어서 서로 평행하게 가장 근접하여 배치된 단면은 스토퍼의 양측에서 오목부의 베이스들 사이에 배치된 영역의 단면 보다 두껍다는 것을 특징으로 한다. WO 2006/005488 A1호의 주제에 있어서, 이들에 의해 형성된 사다리꼴 플랭크나 영역은 스토퍼가 흡수해야만 할 부하를 지지한다. 그러나, 상기 형상과 관련된, 양측의 베이스들 사이의 영역, 즉 부하지지 상승부를 위한 베이스와 동시에 엠보싱후 남아있는 스토퍼층의 코어 영역의 약화는 잠재적 변형을 생성시켜, 스토퍼 전체에 불필요한 탄성을 제공한다는 것은 고려되지 않았다.

대조적으로, 본 발명에 따른 교훈은 부하지지 상승부를 위한 베이스, 즉 엠보싱후 남아있는 스토퍼층의 코어 영역(Q2)을 작동시 변형력에 영구적으로 견딜 수 있도록 충분히 안정되게 설계하는 것과 관련되어 있다.

이에 대해서는 상이한 폭, 특히 좁고 깊은 상승부에 마주보며 배치되는 넓고 좁은 엠보싱에 의해, 마주보는 상승부 및 오목부의 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 체적이 얻어지는 실시예가 바람직하다. 여기서, 남아있는 코어 영역은 일반적으로 특히 넓으므로, 특히 안정스럽다. 한쪽에 존재하는 상승부 및 오목부는 동일한 폭을 가질 필요는 없다.

기하학적으로 동일하게 설계된 마주보는 상승부 및 오목부의 실시예의 제조에 필요한 소성 변형도가 더 작기 때문에, 또한 기하학적 조건으로 인해 물질 흐름이 간단해지기 때문에, 이러한 실시예는 특히 바람직한 것으로 판명되었는데, 그 이유는 매우 낮은 가압력으로 제조될 수 있기 때문이다. 극도의 경우에 있어서, 각각의 경우에서 한쪽에서 첫번째와 마지막을 제외한 모든 상승부 및 오목부는 동일한 형상을 갖는다.

상술한 바와 같이, 서로 거의 밀착하여 배치된 사다리꼴 플랭크를 통해 연장되는 두개의 평행한 라인에 의해 형성되는 단면(Q1)은 Q2에 비해 매우 작을 수 있는데, 그 이유는 넓은 단면(Q2)이 전체 스토퍼 구조를 지지하기 때문이다. 그러나, Q1은 상승부 및 오목부의 사다리꼴 형태가 실질적으로 소실될 정도로 작지 않은데, 그 이유는 사다리꼴 플랭크의 설정각이 90°에 육박하기 때문이다. 이것은 스토퍼의 내구성에 거의 영향을 끼치지 않지만, 엠보싱중 어려움을 유발시켜 사다리꼴 형태는 특히 피할 수 있다. 공구에서는 디몰딩 처리과정중 좁은 각도가 바람직하다.

사다리꼴 플랭크의 설정각은 30°내지 89°, 양호하기로는 60°내지 89°, 특히 양호하기로는 70°에 속하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 모든 상승부 및 오목부가 동일한 사다리꼴 플랭크 각도를 가질 필요는 없다. 상기 각도는 기껏해야 35°, 양호하기로는 15°, 특히 양호하기로는 8°정도로 서로 상이하다.

사다리꼴 상승부의 고원(plateau)의 폭과 사다리꼴 오목부의 베이스의 폭은 그 엠보싱되지 않은 영역에서 스토퍼층의 두께(Q3)의 30% 내지 200%, 양호하기로는 40% 내지 150%, 더욱 양호하기로는 40% 내지 100, 가장 양호하기로는 40% 내지 70%인 것이 바람직하다. 상기 값은 특히, 폭이 상당히 상이할 때, 폭의 일부가 두께(Q3)의 최대 300%가 될 때, 고원 및 베이스의 폭의 동일한 실시예와 고원 및 베이스의 폭이 상이하거나 플랭크 각도가 상이한 실시예에 적용된다.

단면(Q1)은 예를 들어 그 엠보싱되지 않은 영역에서 스토퍼층의 단면(Q3)의 50% 이하, 양호하기로는 40% 이하가 된다.

스토퍼가 비드의 변형을 효과적으로 한정시킨다는 목적을 실행할 수 있도록, 즉 엠보싱 없이 영역(Q3)에서 스토퍼가 스토퍼층 보다 두꺼운 측정값인 그 유효 높이(Q5)(Q5 = Q4 - Q3)는 0.05mm 내지 0.33mm, 양호하기로는 0.05 내지 0.25mm에 속하게 할 수 있다.

여기서, 도1에 도시된 바와 같은 유효 높이는 스토퍼층 양측에 균일하게 분배되도록 배치될 수 있다. 또한, 도2에 도시된 바와 같이 스토퍼층의 한쪽에만 배치될 수도 있다. 또한, 양측 사이의 비대칭적 분배도 가능하다.

스토퍼의 전체 폭은 최대 7mm, 양호하기로는 2-3mm 이며, 여기서 공간이라는 이유로 인해 또는 하기에 설명될 토포그래픽 디자인이라는 이유로 인해, 스토퍼의 단면은 좁하지거나 넓어질 수 있으며, 짧은 단면에 차단부를 가질 수도 있다.

내구성이 충분한 스토퍼 동작을 얻기 위해, 스토퍼층은 서로 마주보며 배치되는 다수의 인접하여 배치된 상승부 및 오목부의 쌍을 갖는 것이 바람직하며, 하나의 쌍은 인접한 쌍이 오목부를 갖는 쪽에 상승부를 갖는 경우도 있다. 한편, 공간적 조건은 상승부 및 오목부의 인접한 쌍의 갯수의 한정과도 관련있다. 이러한 이유로 인해, 본 발명에 따른 스토퍼는 적어도 3개의, 양호하기로는 적어도 4개의, 특히 양호하기로는 서로 마주보며 배치되는 저어도 5개의 상승부 및 오목부의 쌍을 갖는다. 상승부/오목부 쌍의 갯수는 폐쇄된 링, 링형, 또는 스펙터클 형태에 대한 스토퍼 외곽 길이의 적어도 60%, 양호하기로는 적어도 70%, 특히 양호하기로는 75%로 제공될 수 있다.

스토퍼층(7)은 250 N/mm², 양호하기로는 400 N/mm², 특히 양호하기로는 600 N/mm² 이상의 인장강도와; 1400 N/mm² 이하, 양호하기로는 1300 N/mm² 이하, 특히 양호하기로는 1200 N/mm² 이하의 인장강도를 갖는 스틸로 제조될 수 있다. 따라서, 인장강도는 예를 들어 600 N/mm² 이하, 또는 400 N/mm² 이하, 또는 1200 N/mm² 이상 또는 1400 N/mm² 이상일 수 있다.

스토퍼층의 물질의 크롬 성분은 1% 이하, 양호하기로는 0.5% 이하인 것이 바람직하다.

상기 범위는 스토퍼 동작에 필요한 강도를 제공하는 동시에 적절한 가압력에서 스토퍼 성형에 필요한 소성 변형을 허용한다. 스토퍼층은 적어도 하나의 밀봉층 보다 낮은 인장강도를 갖는 스틸로 제조되는 것이 바람직하다.

스토퍼 파손의 가능성을 최소화하기 위해, 사다리꼴 오목부의 베이스와 사다리꼴 플랭크 사이 및/또는 사다리꼴 상승부의 고원과 사다리꼴 플랭크 사이는 둥글게 될 수 있다. 상기 라운딩에 사용하기 위한 반경은 0.04mm 내지 0.1mm, 양호하기로는 0.05mm 내지 0.08mm 이다.

만일 스토퍼가 통로 개구에 할당된다면, 상기 통로 개구를 환형으로 둘러쌀 것이다. 상기 스토퍼는 통로 개구를 환형으로 둘러싸거나 비드를 둘러싸거나 또는 비드의 양쪽에 배치되는 할당 비드와 통로 개구 사이에 배치될 수 있다.

환형 형태 대신에, 예를 들어 밸브를 위한 오목부로 인해 이러한 형태로부터 이탈되는 형태를 제공할 수도 있다. 상기 형태는 예를 들어 도4에 도시된 바와 같이 다수의 통로 개구 사이의 영역에 수렴하는 스토퍼와 비드로 인해 스펙터클 형태일 수도 있다. 공간상의 이유로 인해, 스토퍼의 짧은 세그먼트형 차단부도 가능하다.

통로 개구에 할당된 스토퍼와 함께, 이른바 스토퍼층의 배후에 이들로부터 이격된 영역에 또 다른 스토퍼가 연장될 수도 있다.

상기 형태의 또 다른 스토퍼는 예를 들어 평탄한 가스켓의 외주 영역에 및/또는 조임 수단을 위한 통로 개구에 의해 걸쳐진 영역의 외측 영역에 적어도 부분적으로 배치될 수도 있다.

균일한 밀봉면 압력을 얻기 위해, 스토퍼는 조임 수단을 위한 통로 개구로부터의 거리에 따라 그 높이 및/또는 폭 및/또는 경도가 증가되는 토포그래픽 디자인을 가질 수 있다. 여기서, 엔진의 특정한 조건과 , 실린더 헤드 및 엔진 블럭 또는 배기 매니폴드 등과 같은 특히 인접한 부품들의 상당한 강성도의 영역이 사용된다.

스토퍼의 경도 증가는 물질의 경화 증가와, 사다리꼴 상승부 및 오목부의 갯수 증가의 배치와, 사다리꼴 플랭크의 설정각의 증가에 의해, 또는 상승부의 고도의 엠보싱에 의해 발생된다.

본 발명에 따른 가스켓은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도1a는 비드 영역에서 두개의 밀봉층과 하나의 스토퍼층을 갖는, 본 발명에 따른 평탄 가스켓에 대한 단면을 도시한 도면.

도1b는 스토퍼의 영역에서 도1a에 따라 본 발명에 따른 스토퍼층에 대한 단면을 도시한 도면.

도1c는 도1b의 단면을 확대한 확대도.

도1d는 도1c의 단면을 확대한 확대도.

도2는 비드 영역에서 하나의 밀봉층과 하나의 스토퍼층을 갖는, 본 발명에 따른 평탄 가스켓에 대한 단면을 도시한 도면.

도3 내지 도5는 본 발명에 따른 상이한 스토퍼층을 개략적으로 도시한 평면도.

도6은 두개의 밀봉층과 하나의 스토퍼층을 갖는, 본 발명에 따른 평탄 가스 켓의 부분 사시도.

명확함을 기하기 위해, 모든 단면도는 확대된 상태로 도시되었다.

도1a는 통로 또는 연소가스 통로 개구(2)의 영역에서 스토퍼(8)를 갖는 하나의 스토퍼층(7)과 두개의 밀봉층(3, 4)을 갖는 본 발명에 따른 다층 평탄 가스켓(1)의 단면도이다. 밀봉층(3, 4)은 각각의 경우 연소가스 통과를 밀봉하기 위해 하나의 비드(5, 6)를 갖는다. 도1에 있어서, 상기 비드는 통로 또는 연소가스 통로 개구(2)를 직접 둘러싼다.

스토퍼(8)는 스토퍼층(7)의 양측(9, 10)에 형성되는 홈형 오목부(12)와 융기형 상승부(11)로 형성되며, 비드에 바로 인접하여 배치된다. 상승부(11) 및 오목부(12)는 사다리꼴 단면을 가지며, 스토퍼층의 한쪽(9 또는 10)의 각각의 경우에서 사다리꼴은 서로 직접 연속하게 배치되므로, 인접한 사다리꼴은 각각의 경우 하나의 공통 플랭크를 가질 수 있다.

도1a에 따른 예시적인 실시예에서, 사다리꼴 플랭크 모두는 동일한 설정각을 갖는다. 동시에, 사다리꼴 상승부(11)의 고원(15)과 사다리꼴 오목부(12)의 베이스(16)는 동일한 폭을 가지며, 스토퍼층(7)의 한쪽(9 또는 10)의 각각의 사다리꼴 상승부(11)는 다른쪽(9 또는 10)의 사다리꼴 오목부(12)에 마주보며 배치된다.

서로 가장 밀접한 마주보는 사다리꼴 플랭크(13)의 각각의 쌍은 그 설정각(14)이 실질적으로 동일하기 때문에, 서로 평행하거나 실질적으로 평행하게 정렬된다. 상기 사다리꼴 플랭크(13)의 사이 또는 후자를 통해 연장되는 두개의 라인에 의해 형성되는 단면(17)(Q1)은 스토퍼(8)의 각각의 측의 베이스(16)를 연결하는 두개의 라인에 의해 형성되는 단면(18)(Q2) 보다 작다.

도1b는 스토퍼의 영역에서 도1에 따라 본 발명에 따른 스토퍼층을 통한 확대단면도이다. 상기 도면은 도1a에 대해 상술한 바와 같은 모든 특징을 나타낸다.

또한, 도1b는 스토퍼층(7)은 엠보싱되지 않은 영역에서 초기 두께(19)(Q3)를 갖는 것을 나타내고 있다. 사다리꼴 상승부(11)의 실질적으로 동일하게 넓은 고원(15)과 사다리꼴 오목부(12)의 베이스(16)의 폭은 상기 두께에 대한 비율이며, 이러한 비율은 청구항 제9항에 상세히 한정된다.

단면(17)(Q1)은 단면(19)(Q3)에 대해 청구항 제10항에 상세히 한정된 바와 같은 비율로 배치될 수 있다.

도1b는 스토퍼층의 양측에 균일하게 분포되는 2×Q5/2 의 값으로 분할되는 유효 높이(23)(Q5)의 실시예를 도시하고 있다.

마지막으로, 도1b는 사다리꼴 오목부(12)의 베이스(16)로부터 사다리꼴 플랭크(13)까지의 및/또는 사다리꼴 플랭크(13)로부터 사다리꼴 상승부(11)의 고원(15)까지의 천이부(22)의 실시예를 도시하고 있으며, 상기 천이부(22)는 스토퍼 파손의 위험성을 감소시키기 위해 0.04 내지 0.1mm, 양호하기로는 0.05 내지 0.08mm의 반경으로 라운딩된다.

도1c는 상승부(11) 및 오목부(12)의 동일한 형상에 의해 상승부(11)의 체적(V1)과 오목부(12)의 체적(V2)이 동일한 실시예에서, 스토퍼층의 단면에 대한 상세부를 도시하고 있다. 특히, 그 마주보는 각도(114)에 의해 도시된 플랭크 각도는 동일하다.

그러나, 본래 플랭크 각도를 상이하게 설계하는 것도 가능하며, 즉 한편으로는 마주보는 상승부(11) 및 오목부(12)를 위해 상이한 플랭크 각도를 사용하고 다른 한편으로는 스토퍼층의 한쪽 표면(9 또는 10)에 정렬된 상승부(11) 및 오목부(12)를 위해 상이한 플랭크 각도를 생성할 수도 있다. 한쌍의 마주보는 상승부 및 오목부의 체적(V1, V2)에 대한 체적 균등은 베이스 및 고원 폭을 적용하므로써 보장된다. 도1d는 오목부 및 그 마주보는 상승부에서 상이한 플랭크 각도를 갖는 배치를 개략적으로 도시하고 있으며, 이 경우 오목부(12)에 대해 급격한 마주보는 각도(114")에 의해 도시된 얕은 플랭크 각도 및 넓은 베이스(16")의 선택에 의해 상승부(11)에 대해 적어도 적절한 체적 균등이 얻어지며, 이것은 얕은 마주보는 각도(114')에 의해 도시된 좁은 고원(15') 및 예리한 플랭크 각도를 갖는다. 여기서, 서로 마주보는 상승부 및 오목부는 제조 정밀도에서 동일한 높이로 엠보싱된다는 것에 주목해야 한다.

단면(Q1)의 구성은 도1d에 도시되어 있다. 단면(Q1)이 연장되는 사이의 두개의 직선의 경사도는 상부측 및 하부측에 연속하여 배치된 고원의 플랭크의 경사도의 평균값에 의해 주어진다. 상기 직선은 적어도 절반 높이에서, 즉 Q5'/4 에서 고원의 플랭크를 교차하며, 상기 Q5는 Q5 = Q5'/2+Q5'/2 이다.

도1d는 매우 인접한 상승부 및 오목부의 설계를 위한 일반적인 스펙을 형성하지 않고, 후자와 마주보며 배치된 오목부(12) 및 상승부(11)에 대한 예시적인 실시예를 도시하고 있다. 그러나, 이 경우 하나의 플랭크 각도는 각각의 경우에서 인접한 구조에 의해 자동으로 주어진다. 후자는 각각의 폭에 대해 영향을 끼친다.

도2는 통로 또는 연소가스 통로 개구(2)의 영역에 스토퍼(8)를 갖는 하나의 스토퍼층(7)과 오직 하나의 밀봉층(3)을 갖는, 본 발명에 따른 다층 평탄 가스켓(1)의 단면도이다. 상기 밀봉층(3)은 연소가스 통로를 밀봉하기 위한 비드(5)를 갖는다. 도2에 도시된 실시예에서, 스토퍼(8)는 비드(5)와 연소가스 통로 개구(2) 사이에 배치된다. 도1에 도시된 배치 보다 비드와 스토퍼와 연소가스 개구의 배치가 선호된다.

최적의 스토퍼 동작을 얻기 위하여, 도2에 대한 예시적인 실시예에서의 스토퍼(8)는 비대칭으로 엠보싱되므로, 스토퍼(8)의 유효 높이(23)(Q5)는 밀봉층(3)과 대면하는 스토퍼(7)의 쪽에 완전히 배치된다.

도3 내지 도5는 본 발명에 따라 상이한 형태로 스토퍼층(7)의 일부에 대한 평면도를 도시하고 있다. 이러한 도면은 스토퍼(7)의 외주(24)와, 연소가스 통로 개구(2)와, 조임 수단을 위한 통로 개구(25)와, 스토퍼(8) 및 또 다른 스토퍼(26)를 도시하고 있다.

도3은 연소가스 개구(2)를 환형으로 둘러싸는 두개의 스토퍼(8)와, 외주(24)에 배치되는 또 다른 스토퍼(26)를 도시하고 있다.

도4는 두개의 스토퍼(8)가 연소가스 통로 개구가 서로 인접한 영역에서, 이른바 웨브 영역에서 상승부 및 오목부의 갯수가 감소되었다는 점에서 도3과 상이하다.

두개의 스토퍼(8) 사이의 이격거리가 상당히 감소되는 경우, 스토퍼가 연소 챔버로부터 이격되는 비드측에 배치될 때, 인접한 스토퍼는 이른바 스펙터클 형태 스토퍼를 형성하기 위해 수렴될 수 있다.

도5는 외주(24)에 배치되는 또 다른 스토퍼(26) 대신에, 여러 실시예에 도시된 다수의 또 다른 스토퍼(26)가 조임 수단을 위한 통로 개구(25)의 영역에 또는 조임 수단을 위한 통로 개구(25)에 의해 걸쳐진 영역 외측의 영역에 배치된다는 점이 도3과 상이하다.

도6은 스토퍼층(7)에서의 상승부(11) 및 오목부(12)가 비드(5, 6)에 대체적으로 평행하게 안내되므로써 그 길이방향으로는 기본적인 구성이 변화되지 않는 상태를 도시하고 있다.

Claims (20)

1. 통로 개구(2)를 둘러싸는 적어도 하나의 탄성 비드(5, 6)가 구비된 적어도 하나의 밀봉층(3, 4)과, 비드(5, 6)의 변형을 한정하고 바로 연속하는 다수의 융기형 상승부(11) 및 홈형 오목부(12)로 구성되는 적어도 하나의 스토퍼(8)를 갖는 적어도 하나의 스토퍼층(7)으로 구성된 적어도 하나의 통로 개구(2)를 갖는 다층 금속 평탄 가스켓(1)에서, 상기 상승부 및 오목부는 사다리꼴 단면을 가지며, 스토퍼층(7)의 양측(9, 10)에 형성되고; 상승부(11) 및 오목부(12)의 경우는 사다리꼴 플랭크(13)에 의한 설정각(14)을 구비하며, 한쪽의 사다리꼴 상승부(11)는 다른쪽의 사다리꼴 오목부(12)에 마주보며 배치되는 다층 금속 평탄 가스켓에 있어서,

   한쪽의 사다리꼴 상승부(11)와 다른쪽의 마주보는 사다리꼴 오목부(12)의 체적(V1, V2)(27, 28)의 차이는 10% 보다 적으며, 서로 마주보며 가장 인접하게 배치되는 사다리꼴 플랭크(13)를 통해 연장되는 두개의 평행 라인에 의해 한정되는 단면(Q1)(17)은 각각의 오목부(16)의 베이스를 연결하는 두개의 라인에 의해 한정되는 단면(Q2)(18)에 대해 작은 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
2. 제1항에 있어서, 스토퍼층(7)은 600 N/mm² 이상 1200 N/mm² 이하의 인장강도를 갖는 스틸로 제조되는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스토퍼층(7)은 한쪽 측면(9 또는 10)에는 상승부(11)가 형성되고 다른쪽 측면(10 또는 9)에는 오목부(12)가 형성되는 상승부(11) 및 오목부(12)의 쌍이 직접적이면서 연속적으로 적어도 4개 이상 스토퍼 형상 길이의 적어도 60% 에서 형성되는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
4. 제1항에 있어서, 체적(V1, V2)(27, 28)의 차이는 5% 보다 적은 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
5. 제1항에 있어서, 사다리꼴 플랭크(13)의 설정각(14)은 60°내지 89°사이인 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
6. 제5항에 있어서, 스토퍼층(7)의 내부에서 사다리꼴 플랭크(13)의 각각에 대한 설정각(14)의 차이는 8°이하인 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
7. 제5항에 있어서, 스토퍼층(7)에 형성되는 바로 연속한 사다리꼴 상승부(11) 및 오목부(12)는 사다리꼴 플랭크의 동일한 설정각(14)을 갖는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
8. 제1항에 있어서, 사다리꼴 상승부(11)의 고원(15)과 사다리꼴 오목부(12)의 베이스(16)는 동일한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
9. 제1항에 있어서, 사다리꼴 상승부(11) 및 오목부(12) 외측의 영역(20)에서 스토퍼층(7)은 두께(Q3)(19)를 가지며; 사다리꼴 상승부(11)의 고원(15)의 폭과 사다리꼴 오목부(12)의 베이스(16)의 폭은 상기 두께(Q3)(19)의 40% 내지 100% 에 속하는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
10. 제1항에 있어서, 단면(Q1)(17)은 단면(Q3)(19)의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
11. 제1항에 있어서, 유효 높이(Q5)(Q5 = Q4 - Q3)는 0.03mm 내지 0.3mm에 속하는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
12. 제1항에 있어서, 상기 스토퍼(8)는 적어도 하나의 비드(5, 6)의 쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
13. 제1항에 있어서, 상기 스토퍼(8)는 통로 개구(2)를 환형으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
14. 제1항에 있어서, 상기 스토퍼(8)는 통로 개구 가장자리에 대해 0.1mm 이상의 간격을 두고 통로 개구(2)를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
15. 제1항에 있어서, 상기 스토퍼(8)는 통로 개구(2)를 환형으로 포위하는 비드(5, 6)를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
16. 제1항에 있어서, 상기 통로 개구(2)로부터 이격된 영역(배후지)에 적어도 하나의 또 다른 스토퍼(26)가 제공되는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
17. 제16항에 있어서, 상기 또 다른 스토퍼(26)가 평탄 가스켓(1)의 외주(24)의 영역 또는 조임 수단을 위한 통로 개구(25)들에 걸쳐진 영역의 외측의 영역에 적어도 부분적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
18. 제1항에 있어서, 균일한 밀봉면 압력을 얻기 위하여, 상기 스토퍼(8)는 조임 수단을 위한 통로 개구(25)로부터의 거리에 비례하여 그 높이, 폭 및 경도중 적어도 하나가 증가되는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
19. 제18항에 있어서, 상기 스토퍼(8)의 경도 증가는 물질의 경도를 증가시키거나, 사다리꼴 플랭크(13)의 설정각(14)을 증가시키거나, 또는 상승부(11)의 높은 엠보싱 가공의 정도를 높임으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.
20. 제1항에 있어서, 스토퍼층은 1% 이하의 크롬 성분을 갖는 스틸로 제조되는 것을 특징으로 하는 평탄 가스켓.

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