集成有防污和介质密封的金属-弹性体垫片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种改进的带有弹性体密封元件的金属平垫片，其具有集成的防污和介质密封，尤其是涉及一种钢-弹性体汽缸盖垫片。
【背景技术】
[0002]在这样的平垫片中，例如汽缸盖垫片，必须要实现不同的密封任务。燃烧室必须密封，以防止燃烧气体逸出。此外，用于流体和介质的通孔必须密封隔离相应的流体，例如冷却液和润滑油。尤其是，外边界处的密封是必须的，以防止灰尘和水雾和冷凝水的进入。
[0003]到目前为止，垫片已用于此，其中弹性体侧面注射成型在厚板层的外侧周围，以达到防污密封。弹性体型材也同样用在内侧区域用于介质，例如冷却液和润滑油。燃烧室的气体密封通常由板层的周边密封凸缘完成。
[0004]在这些已知的垫片中，相应量的弹性体材料需要用于外部边界。此外，需要相应的特殊的注射成型模具。现有的垫片因此是材料和成本密集型，并需要昂贵的特殊工具。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的目的是提供一种改进的垫片，其更具有成本效益，在至少相同功能的情况下生产更简单。
[0006]根据本发明的第一方面，提供了一种平垫片，包括:
[0007]具有至少一介质通孔和至少一燃烧室通孔的功能层；以及
[0008]第二层，独立于所述功能层，并具有对应于所述功能层上的介质通孔的介质通孔，以及对应于所述功能层上的燃烧室通孔的燃烧室通孔；
[0009]所述功能层具有至少一用于每个燃烧室通孔的燃烧室密封凸缘，优选全凸缘；以及
[0010]所述第二层具有外边界密封凸缘和用于每个介质通孔的弹性体密封型材。
[0011]该目的通过根据本发明的双层结构来实现的。用于介质密封的弹性体型材注射成型在独立的、第二平层上，同时防污密封利用凸缘的方式集成在外边界上。功能层通过设置的外周密封凸缘完成燃烧室的气密封。
[0012]在根据本发明的垫片中，气密封仅由一平板完成，其不必须是弹簧钢板，可以相对厚。介质密封通过平板上的注射成型弹性体主体完成，该平板可以是薄的弹性钢板，但其他钢材也可以。外边界密封或防污密封通过凸缘的方式完成，优选半凸缘。因此，燃烧室或气密封的功能部分通过功能层的方式，外/防污密封通过独立的第二或保护层的方式。
[0013]根据一实施例，功能层和第二层在外边界区域一个位于另一个之上。
[0014]该实施例是可行的，例如，以这样的方式设置外密封凸缘，至少部分地靠在功能层上。
[0015]可替代地，设置功能层和第二层，使得它们在外边界区域一个不位于另一个之上也是可以的。独立的第二层然后优选地比功能层进一步向外延伸。还是在该实施例中，半凸缘和全凸缘二者都可以作为外密封凸缘，各自的凸缘优选地形成在功能层的方向上。然后在安装时通过外密封凸缘可以完全地将功能层与外部隔离。
[0016]根据一实施例，功能层和第二层在燃烧室通孔的内边界区域一个位于另一个之上。
[0017]根据一实施例，功能层和第二层在介质通孔的内边界区域一个位于另一个之上。
[0018]根据一实施例，第二层在介质通孔的区域径向向内伸出越过功能层。
[0019]在该实施例中，产生了更多的空间以设置介质密封元件和/或使它们更宽。更宽的弹性体密封元件能够提供改善的使用寿命；例如也可以形成多个波浪形密封唇。此外，介质通孔中的功能层通过用于介质的弹性体密封元件可以完全与各自的介质隔离。
[0020]根据一实施例，至少一个弹性体密封型材围绕相关联的介质通孔的所述第二层的内边界边缘。
[0021]以这种方式，顶部的弹性体密封面和第二层的底面很好的保持在一起，由于弹性体材料连接两面到内边界边缘。此外，相关的介质通孔的内边界边缘因此与介质隔离。内边界边缘的后续加工也可以省略，例如，如果后者冲压工序后仍然有毛刺或类似物。
[0022]根据一实施例，功能层是一相对厚层，第二层是一相对薄层。
[0023]根据一实施例，第二层具有围绕至少介质通孔的凸缘，指向功能层的方向。
[0024]相应的凸缘的使用，使第二层的中平面与功能层的中平面在介质通孔的区域大致一致是可能的。半凸缘或可替代的具有非对称凸缘脚高度的全凸缘中的任一个都可以。
[0025]根据一示意性的实施例，功能层的厚度为0.1?2mm，更优选为0.5?1.5mm，最优选约为0.9?1.1mm,和/或第二层的厚度约为0.1?0.4mm，优选为0.1?0.3mm。在一示意性的实施例中，保护层的厚度为功能层的厚度的5%到50%之间，更为优选在10%到30%之间，最为优选约为20%。
[0026]根据一实施例，功能层是镀锌钢层或不锈钢层，和/或第二层是弹簧钢层。其他钢材也可以用于第二层，优选弹簧钢，但不是绝对必要的。
[0027]根据一实施例，功能层具有每燃烧室通孔至少两燃烧室凸缘。
[0028]根据一实施例，至少一弹性体密封型材面向功能层或背离功能层是加厚的。
[0029]根据一实施例，功能层具有至少一连接通孔，第二层具有至少一围绕连接通孔的内边界折叠的折叠部。
[0030]根据该实施例，一个或多个连接通孔设置在功能层上。第二层然后可以挤过该连接通孔以通过铆接的方式围绕连接通孔的边界折叠。以这种方式，简单而可靠的连接可以在功能层和第二层之间实现。
[0031]为了使该过程变得更容易，相应的直径更小的通孔可以设置在第二层上，例如作为一个孔。可替代地，在连接工序，利用相应的工具，第二层在该点可以被刺穿并折叠。相应的凹陷可以设置功能层上，用于第二层的折叠部分，折叠部分设置在该凹陷中，使得功能层不会局部加厚。
[0032]当然，常规连接方式，诸如粘结、软焊、焊接、铆接、螺纹紧固以及类似方式都是可替代地或附加地能够牢固地连接各层。
【附图说明】
[0033]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0034]图1示出了根据本发明的垫片的一实施例的局部的横截面；
[0035]图2示出了图1所示的实施例的三维剖面图的一个区域；
[0036]图3示出了另一实施例的三维剖面图的一个区域；
[0037]图4示出了一实施例的三维剖面图的另一区域；和
[0038]图5示出了根据本发明的垫片的一实施例的平面图。
【具体实施方式】
[0039]图1为根据本发明的平垫片的一个实施例的一部分的横截面图。垫片的外边界边缘位于图中的左手侧，反之，燃烧室通孔位于右手侧。介质通孔位于中间区域。“防污或外密封”功能区位于左手区域，“介质密封”功能区位于中间区域，“气体或燃烧室密封”功能区位于右手区域。
[0040]垫片I由相对厚的功能层2和相对薄的、独立的第二层4形成。根据本发明，层4也称之为保护层。功能层2具有至少一燃烧室通孔6 (这里在右侧)和至少一介质通孔8。独立的第二层4具有与之对应的燃烧室通孔6’和介质通孔8’。当然，整个垫片可以具有多个燃烧室通孔6、6’和/或多个介质通孔8、8’。位于不同层的各自的通孔并不一定是相同的大小，优选地，至少燃烧室通孔大致一致。
[0041]功能层2具有至少一密封凸缘以在燃烧室通孔处密封燃烧气体；在此处所示的实施例中，这是两个全凸缘10。根据本发明，其他数目和形状的凸缘，以及不同类型(半和全凸缘)凸缘的组合同样是可以的，例如一全凸缘与一半凸缘结合。至少一个凸缘为以封闭的方式围绕运行的凸缘，以确保燃烧室处的密封功能。至少部分的第二或一般另外的凸缘可以以开放的方式运行。另外的凸缘也可以具有用于至少一密封凸缘的止动器功能。
[0042]作为闭合密封凸缘的替代，具有交叉部分的变体也是可以的，例如以迷宫式密封的方式。该变体并不一定是“闭合”的。
[0043]独立的、第二或保护层4具有一外边界密封凸缘12，在所示的例子中，其作为一个半凸缘成型。可替代地，可以用全凸缘替代，并且在这种情况下，至少一个外边界密封凸缘和适当地方的另一凸缘的组合，并不一定具有单纯的密封功能，当然也是可能的。这些附