专利名称：具有密封压条和压纹的扁平密封件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及金属扁平密封件(flat seal)，更具体地说，涉及一种汽缸盖衬垫，其包括密封压条(bead)和压纹(embossed)防滑动保护和/或压纹附加密封。
背景技术：
通过形成密封压条，其可产生局部压缩的增加和以密封的方式封闭通道例如汽缸口、水和油的通道，从而得到金属扁平密封件的密封功能。在密封压条处，可产生一个或多个线性的密封区域。密封压条可形成为半压条或全压条。然而，密封压条功能优选的仅在有限的范围内变形。一方面，必须确保最小压缩以通过微小的和弹性的密封压条的变形，产生密封。在另一方面，密封压条不需要被完全压平，特别地不必是可塑可变形的但是必须保持弹性，因为否则将损失密封效果。因此，必须在内燃机操作过程中确保密封压条可在弹性变形的范围内起作用。为了防止完全变平，将使用所谓的压缩限制器或限位器。这将涉及到邻近密封压条的局部厚度的增加。选择压缩限制器的最大厚度以便最小变形成为可能，且同时该最小是使得在非足够高的让密封压条可塑地变形的压力条件下的最大可能的变形。在用于具有多个汽缸的内燃机的汽缸盖衬垫的例子中，压缩限制器可设置成类似眼镜的形状(例如，连接的环体的形状)。用于形成限位器的卷边层(flanging layers)是可能的。然而仅在密封层的边缘可能有较小的弯曲。已知具有压缩限制器的密封件并在其下具有一层，其中涂层材料设置在压缩限制器和该层之间。对于固定的附加的限位器层，已知的通过激光焊接或机械结合技术，将压缩限制器固定在功能层、间隔层或保护层。然而，在将固定的限位器作为附加层的例子中，存在在内燃机运行的过程中，压缩限制器或限位器压盖(gland)产生偏离的风险。另外，也可能在限位器层和相邻的层之间， 或通常在任意层之间，产生泄漏气体的穿透或逃逸。在现有技术中，通过涂覆进行防止，该涂覆应用于相对的层其中之一上。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种通用的具有层之间的改进的防滑动保护和/或改进密封的扁平密封件。根据本发明的第一方面，提供一种金属扁平密封件，特别地汽缸盖衬垫，该金属扁平密封件具有至少一个穿孔，其包括
功能层； 间隔层；及
限位器层，其设置在功能层和间隔层之间；
分别地，在所述功能层中的每个穿孔周围设置有封闭的密封压条；及分别地，在至少所述限位器层、功能层或间隔层中的每个穿孔周围设置压纹封闭轮廓， 其中，所述轮廓形成定位。
根据本发明，压纹形成定位辅助而有效地防止滑动。通过定位辅助形成的附加支撑，防止板块之间的滑动。根据本发明的一实施例，所述间隔层和限位器层相互紧靠在一起； 所述压纹轮廓是所述间隔层和限位器层中一体的共同轮廓；
所述压纹轮廓朝向功能层的方向。通过在间隔层及限位器层中，形成共同一体的压纹，可进一步改善防滑保护。进一步的，该一体压纹在间隔层和限位器层之间生成附加微密封，其防止层之间泄漏气体的逃逸。因此，不再需要防止该功能的附加涂覆。可连接距离层和限位器层，例如通过铆接，其中，除此外，还形成压纹。根据本发明的一实施例，
所述功能层和限位器层相互紧靠在一起；
所述压纹轮廓是在所述功能层和限位器层中一体的公共轮廓；
所述压纹轮廓朝向间隔层的方向。通过在功能层及限位器层中，形成共同一体的压纹，可进一步改善防滑保护。进一步的，该一体压纹在间隔层和限位器层之间生成附加微密封，其防止层之间泄漏气体的逃逸。因此，不再需要防止该功能的附加涂覆。可连接距离层和限位器层，例如通过铆接，其中，除此外，还形成压纹。根据本发明的一实施例， 所述间隔层具有压纹轮廓；及所述压纹轮廓朝向功能层的方向。针对扁平密封件所提供的别的事物中的实施例，其中，例如通过铆接，将限位器层连接到功能层，且限位器层和功能层成型在一起，以现场密封压条。接着，可在功能层和相邻的限位器层中一体形成压纹，同时朝向间隔层的方向，或可选择的，在间隔层中一体形成压纹，并朝向功能层的方向。根据本发明的一实施例，当从各自的穿孔的径向观看时，所述压纹轮廓设置在各自的密封压条之前和/或之后，其中，密封压条朝向限位器层的方向。从穿孔的径向查看，该压纹可设置在各自的密封压条之间或之后，或压纹为双轮廓，其可设置在各自的密封压条之间和之后。在本发明的实施例中，压纹的高度或深度的范围为 l/200mm 至 l/400mm，且宽度 0. 1mm。在本发明的实施例中，该压纹具有附加的功能，以作为用于密封压条的压缩限制
ο根据本发明一实施例，该金属扁平密封件进一步包括 第二功能层，其设置在所述间隔层的远离所述限位器层的一侧；及
分别地，在第二功能层的每个穿孔周围设置封闭的密封压条，其中，所述密封压条朝向间隔层的方向。根据本发明的一实施例，在所述功能层和/或第二功能层中的密封压条与所述限
位器层重叠。这涉及所谓的“压条位于限位器上”的设计。根据本发明的第二个方面，提供一种用于制造金属扁平密封件的方法，特别是汽缸盖衬垫，该金属扁平密封件具有至少一个穿孔，其包括以下步骤 设置功能层； 设置间隔层；及
设置限位器层，其设置在功能层和间隔层之间； 分别地，在所述功能层中的每个穿孔周围设置有封闭的密封压条；及分别地，在至少所述限位器层、功能层或间隔层中的每个穿孔周围压纹封闭轮廓，其中，所述轮廓形成定位。根据本发明的一实施例，该方法进一步包括
将所述间隔层和限位器层连接在一起，以便所述间隔层和限位器层相互紧靠在一起； 其中，通过压纹，将所述轮廓一体形成在所述间隔层和限位器层中；所述压纹轮廓朝向功能层的方向。根据本发明的一实施例，该方法进一步包括
连接所述功能层和限位器层，以便所述功能层和限位器层相互紧靠在一起； 其中，通过压纹，将所述轮廓一体形成在所述功能层和限位器层中；所述压纹轮廓朝向间隔层的方向。根据本发明的一实施例，所述功能层和限位层成型在一起，以形成密封压条。根据本发明的一实施例，通过压纹，将所述轮廓形成在所述间隔层中，其中，所述压纹轮廓朝向所述功能层的方向。根据本发明的一实施例，当从各自的穿孔的径向方向观看，所述轮廓压纹形成在相应的密封压条之前和/或之后；其中，所述密封压条朝向所述限位器层的方向。根据本发明的一实施例，该方法进一步包括
在所述间隔层的远离所述限位器层的一侧设置第二功能层；
分别地，在第二功能层的每个穿孔周围设置封闭的密封压条，其中，所述密封压条朝向间隔层的方向。根据本发明的一实施例，在所述功能层和/或第二功能层中的密封压条与所述限
位器层重叠。无需同时通过将层连接在一起，例如铆接，即可执行压纹，以便无需附加的制作步
马聚ο
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中。图1是本发明第一实施例的扁平密封件的横截面图。图2是本发明第二实施例的扁平密封件的横截面图。图3是本发明第三实施例的扁平密封件的横截面图。图4是图1所示的扁平密封件的替换实施例的结构示意图。
具体实施例方式图1示出根据本发明第一实施例的扁平密封件。该扁平密封件包括功能层2、间隔层4、限位器6和第二功能层8。在该功能层2和8中，分别设置有密封压条12和18，每一个均分别朝向距离层和限位器层。在图示的实施例中，该压条是全压条。在另一实施例中， 也可以是半压条或半压条和全压条的组合。通过在铆接点10 (clinching points)(在此仅示出一个)铆接的方式，可将限位器层6连接到间隔层4。该间隔层4可以是碳钢层。在图示的实施例中，在间隔层4和限位器层6中设置有共同的压纹(common embossment) 160 该压纹16是一体(form-fitting)的，例如间隔层4和限位器层6是一体连接的，并因此至少在压纹16处是不漏液体形式的。该压纹16形成定位(fixing aid)或防滑动保护，其可通过在间隔层4上为功能层 2/限位器层6形成附加支撑，防止功能层2或相互连接的限位器层6和距离层4滑动。该压纹16朝向功能层的方向。在图示的实施例中，当从燃烧腔通孔的径向方向查看，压纹16 设置在压条12的后面。也可在压条之前设置，或设置在压条之前和之后(例如，作为双轮廓 (double contour))。在示范性的实施例中，压纹的宽度是0. 1mm，高度是0. 02mnT0. 04mm。压纹16的另外的功能是附加密封。如果限位器层6设置在没有涂覆的间隔层4 上，泄漏的气体可能在层之间穿透或逃逸。通过形成压纹16，可生成附加的密封，其可阻止后者。对于此涂覆是不必要的。图2示出本发明的第二实施例，该实施例也包括功能层2、间隔层4、限位器层6和第二功能层8 (但是可选择的)。在功能层2和8中，分别设置密封压条12和18，其中，每一个均分别朝向间隔层或限位器层的方向。在图示的例子中。压条是全压条。在另一实施例中，可以是半压条或半压条和全压条的组合。通过在铆接点10 (在此仅示出一个)铆接的方式，可将功能层2连接到限位器层6。该限位器层6设置在功能层2上，并因此与压条12的形状一致。该几何结构是可实现的，例如因为通过铆接，将限位器层6连接到功能层2上，及与功能层2 —起形成以形成密封压条12。因此，同时，压纹16可集成到功能层2和限位器层8中。所以，功能层2和限位器层8以一体的形式在压纹16的区域中连接，并因此为不漏液体的形式。压纹16为连接在该处的功能层2和限位器层6的板及间隔层4，形成防滑动保护。 在该实施例中，压纹16与压条12朝向同一方向，例如间隔层4的方向。在图示的实施例中， 当从燃烧腔通孔的径向方向观看时，压纹16设置在压条12的后面。设置在压条之前也是可能的，或设置在压条之前和之后(例如，作为双轮廓)。如图3示出本发明的第三实施例，其表示图2所示的扁平密封件的替换实施例。该扁平密封件也包括功能层2、间隔层4、限位器层6和第二功能层8。在此，第二功能层8也是可选的。在功能层2和8中，分别设置密封压条12和18，其中每一个分别朝向间隔层或限位器层。在图示所示的实施例中，压条是全压条。在替换的实施例中，也可能是半压条或半压条和全压条的组合。通过在铆接点10 (仅示出一个)铆接的方式，可将功能层2连接到限位器层6。限位器层6设置在功能层2上并因此与压条12的形状一致。该几何结构也是可实现的，例如因为通过铆接，将限位器层6连接到功能层2上， 及与功能层2 —起形成以形成密封压条12。然而，与图2的不同在于，压纹16设置在间隔层4中。该压纹16朝向功能层2的方向并为连接在此的功能层2和限位器层6或间隔层 4的板，形成防滑动保护。在图示的实施例中，在内燃机室中按压后通过压纹16可产生密封辅助(sealingaid),因为该压纹，限位器层6按压间隔层4。图4示出图1所示的扁平密封件的替换实施例，其与图1所示的扁平密封件大致相当。然而，不同之处在于，当以径向方向观看时，压纹16设置在压条12之间。对上述的所有实施例，第二功能层均是可选的。优选的，在图示的示范性实施例中，该扁平密封件是汽缸盖衬垫；然而，其也可以是别的金属扁平密封件。在上述图示的每一个例子中，燃烧腔(或通常地，穿孔)位于图的左侧。尽管在上述的每一个实施例中作为例子示出一个穿孔对应一个燃烧腔，也可为具有多个燃烧腔开口的多汽缸内燃机设置扁平密封件。同样，也可在密封件中设置附加的穿孔，例如用于冷却和润滑剂通道的穿孔或用于安装螺栓的穿孔。然而，也可根据本发明的压纹形式，以具有密封压条和压缩限制器的相应方式，密封这些穿孔。扁平密封件的密封压条是全压条或半压条。可以任意的组合在扁平密封件中设置半压条和全压条。例如，在第一功能层中的密封压条是全压条，及在可选的第二功能层中的附加的压条是半压条，反之亦然。也可以通过除了铆接外的别的方式，执行层的连接，例如激光焊接。当从穿孔的径向方向观看时，压纹可设置在密封压条之后(图1所示)或之前(图4 所示)。然而，在组合中，压纹可设置在密封压条之前及之后，例如，以双轮廓的形式。由于根据本发明的密封件，可减少或者甚至完全阻止，层之间泄漏的气体的逃逸。 可防止限位器或限位器压盖的滑动。通过压纹，可将压缩限制器保持在一位置，或通过具有固定位置的压纹，形成压缩限制器。压纹形成附加的支撑，其用作防滑动保护。用于防止泄漏的气体穿透或逃逸的层之间的涂覆是不需要的，因为通过压纹即可实现该目的。除了连接点，例如用于铆接，不需要别的安装。不需要附加的制造步骤，因为在铆接的过程中可执行压纹。本发明适合于具有层的密封件的所有实施例。本发明实现成本有效材料的使用。
权利要求
1.一种金属扁平密封件，特别地汽缸盖衬垫，该金属扁平密封件具有至少一个穿孔，其特征在于，包括功能层(2)； 间隔层(4)；及限位器层(6 )，其设置在功能层(2 )和间隔层(4 )之间； 分别地，在所述功能层(2)中的每个穿孔周围设置有封闭的密封压条(12)；及分别地，在至少所述限位器层(6)、功能层(2)或间隔层(4)中的每个穿孔周围设置压纹封闭轮廓(16 )，其中，所述轮廓(16 )形成定位。
2.根据权利要求1所述的金属扁平密封件，其特征在于，所述间隔层(4)和限位器层 (6)相互紧靠在一起；所述压纹轮廓(16)是所述间隔层(2)和限位器层(6)中一体的共同轮廓； 所述压纹轮廓(16 )朝向功能层(2 )的方向。
3.根据权利要求1所述的金属扁平密封件，其特征在于，所述功能层(2)和限位器层 (6)相互紧靠在一起；所述压纹轮廓(16 )是在所述功能层(2 )和限位器层(6 )中一体的公共轮廓； 所述压纹轮廓(16 )朝向间隔层(4 )的方向。
4 .根据权利要求1所述的金属扁平密封件，其特征在于，所述间隔层(4)具有压纹轮廓(16)；及所述压纹轮廓(16 )朝向功能层(2 )的方向。
5.根据权利要求1、任一所述的金属扁平密封件，其特征在于，当从各自的穿孔的径向观看时，所述压纹轮廓(16)设置在各自的密封压条(12)之前和/或之后，其中，密封压条 (12)朝向限位器层(6)的方向。
6.根据权利要求广5任一所述的金属扁平密封件，其特征在于，进一步包括 第二功能层(8)，其设置在所述间隔层(4)的远离所述限位器层(6)的一侧；及分别地，在第二功能层(8)的每个穿孔周围设置封闭的密封压条(18)，其中，所述密封压条(18)朝向间隔层(4)的方向。
7.根据权利要求广6任一所述的金属扁平密封件，其特征在于，在所述功能层(2)和/ 或第二功能层(8)中的密封压条(12、18)与所述限位器层(6)重叠。
8.一种用于制造金属扁平密封件的方法，特别是汽缸盖衬垫，该金属扁平密封件具有至少一个穿孔，其特征在于，包括以下步骤设置功能层(2); 设置间隔层(4);及设置限位器层(6 )，其设置在功能层(2 )和间隔层(4 )之间； 分别地，在所述功能层(2)中的每个穿孔周围设置有封闭的密封压条(12)；及分别地，在至少所述限位器层(6)、功能层(2)或间隔层(4)中的每个穿孔周围压纹封闭轮廓(16)，其中，所述轮廓(16)形成定位。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述间隔层(4 )和限位器层(6 )连接在一起，以便所述间隔层(4 )和限位器层(6 )相互紧靠在一起；其中，通过压纹，将所述轮廓(16 ) —体形成在所述间隔层(2 )和限位器层(6 )中；所述压纹轮廓(16)朝向功能层(2)的方向。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括连接所述功能层(2 )和限位器层(6 )，以便所述功能层(2 )和限位器层(6 )相互紧靠在一起；其中，通过压纹，将所述轮廓(16 ) —体形成在所述功能层(2 )和限位器层(6 )中；所述压纹轮廓(16 )朝向间隔层(4 )的方向。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述功能层(2)和限位层(6)成型在一起，以形成密封压条(12)。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过压纹，将所述轮廓(16)形成在所述间隔层(4)中，其中，所述压纹轮廓(16)朝向所述功能层(2)的方向。
13.根据权利要求圹12任一所述的方法，其特征在于，当从各自的穿孔的径向方向观看，所述轮廓(16)压纹形成在相应的密封压条(12)之前和/或之后；其中，所述密封压条 (12)朝向所述限位器层(6)的方向。
14.根据权利要求纩13任一所述的方法，其特征在于，进一步包括在所述间隔层(4)的远离所述限位器层(6)的一侧设置第二功能层(8)；分别地，在第二功能层(8)的每个穿孔周围设置封闭的密封压条(18)，其中，所述密封压条(18 )朝向间隔层(4 )的方向。
15.根据权利要求纩14任一所述的方法，其特征在于，在所述功能层(2)和/或第二功能层(8 )中的密封压条(12、18 )与所述限位器层(6 )重叠。
全文摘要
本发明涉及一种金属扁平密封件，特别地汽缸盖衬垫，该金属扁平密封件具有至少一个穿孔，其包括功能层(2)、间隔层(4)、及限位器层(6)，其设置在功能层(2)和间隔层(4)之间；分别地，在所述功能层(2)中的每个穿孔周围设置有封闭的密封压条(12)；及分别地，在至少所述限位器层(6)、功能层(2)或间隔层(4)中的每个穿孔周围设置压纹封闭轮廓(16)，其中，所述轮廓(16)形成定位。本发明进一步涉及一种用于制造金属扁平密封件的方法，特别是汽缸盖衬垫，该金属扁平密封件具有至少一个穿孔，其包括以下步骤设置功能层(2)；设置间隔层(4)；及设置限位器层(6)，其设置在功能层(2)和间隔层(4)之间；分别地，在所述功能层(2)中的每个穿孔周围设置有封闭的密封压条(12)；及分别地，在至少所述限位器层(6)、功能层(2)或间隔层(4)中的每个穿孔周围压纹封闭轮廓(16)，其中，所述轮廓(16)形成定位。
文档编号F16J15/08GK102301163SQ201080017759
公开日2011年12月28日 申请日期2010年1月26日 优先权日2009年5月15日
发明者克劳斯·施密特 申请人:联邦摩高密封系统公司