垫片的制作方法

1.本发明涉及用于密封两个配合表面的垫片和制造垫片的方法。
2.更具体地，本发明涉及一种用于密封两个配合表面的包括非金属芯的垫片，该非金属芯包括锯齿状部分；本发明还涉及一种制造包括非金属芯的垫片的方法，该非金属芯包括锯齿状部分。


背景技术：

3.在密封应用中使用垫片在许多行业中是常见的。垫片的公知应用是在两个配合表面之间提供流体密封，例如在毗邻的管道或导管的两个端部之间提供流体密封，其中所述两个端部通常是法兰接头的形式，以便于组装和拆卸，以及更好的密封。
4.法兰接头密封垫片通常包括可压缩环，该可压缩环限定尺寸与被密封的导管相匹配的孔以及与法兰配合表面的尺寸相匹配的主体。
5.在高压密封应用中，一种优选的垫片被称为齿形复合(kammprofile)垫片。这实际上是一种在一个或两个面对的表面上具有一系列同心锯齿或手风琴状轮廓的垫片。该轮廓通过一系列同心锯齿叠加在通常为金属的坚固的芯上。在密封过程中，可压缩环的覆盖的较软密封材料(通常称为面层)被迫进入锯齿之间的间隙，以通过在密封表面上引起应力集中和密封法兰上的微小缺陷来改进密封。锯齿还使面层的密封材料的横向运动最小化，而芯提供刚性和抗爆裂性。对于高压应用，这种轮廓使垫片增加了强度。
6.垫片中的面层需要是可压缩的，以提供良好的密封并且耐蠕变。
7.然而，与这些齿形垫片相关联的问题是它们由金属制成，并且由于它们是导电的，因此它们不是有效的绝缘体。此外，对于包括锯齿的金属垫片，该锯齿被布置成使得锯齿的峰明显高于任何内部区域或外部区域的高度并且能够导致刺穿面层。
8.非金属绝缘垫片是已知的。典型地，它们是玻璃增强环氧树脂(gre)芯和橡胶子口(bead)(有时是ptfe子口)。然而，所述子口有一些局限性，特别是由于橡胶的压缩形变(或ptfe的冷流动)，这可能导致长期密封问题。橡胶也会有温度局限性(高温(分解)和低温(玻璃化转变温度，tg))。而且，几何形状使得子口必须是薄的(1/8英寸)、宽的，这会导致问题，例如当存在法兰缺陷或瑕疵时，如果密封件在该缺陷上，所述子口可能无法有效地密封。
9.较宽的橡胶密封件可能不是理想的，因为o形圈类型的密封件在受限凹槽中工作最佳，其中当o形圈在使用时尽可能少地从凹槽突出。
10.本发明人寻求提供一种包括锯齿的垫片，其中克服了现有垫片的一些或全部缺点。


技术实现要素：

11.根据第一方面，提供了一种用于密封两个配合表面的垫片，该垫片包括：限定孔的刚性非金属芯，所述芯包括远离所述孔延伸的第一面和与第一面相对的第二面；以及至少一个密封层，其中，第一面包括：限定平面的基本平坦的内部区域；和锯齿状区域，其包括多
个锯齿，其中，所述基本平坦的内部区域位于所述孔和所述锯齿状区域之间，其中，所述锯齿凹入于第一面，使得所述锯齿不穿过所述平面，其中，所述至少一个密封层覆盖第一面的锯齿状区域的至少一部分。在一个示例中，所述多个锯齿包括峰和谷，并且所述锯齿的峰不穿过所述平面。
12.该垫片提供刚性非金属芯，该刚性非金属芯具有在使用中被布置成接触配合表面的刚性平坦的内部区域。非金属芯可以由耐压缩的材料构成。密封层被布置成覆盖锯齿，使得密封层在使用中可被压缩到锯齿中，从而在垫片和配合表面之间提供更好的密封。凹入的锯齿被布置在芯内，以最小化或防止在使用中与配合表面的接触。平坦的内部区域在与配合表面接触期间提供承载表面。平坦的内部区域还最小化或防止锯齿在使用中与配合表面的接触。
13.非金属芯的锯齿状区域可以是机器形成的。机器成形被定义为借助于机器工具移除材料。所形成的锯齿可以具有纹理化的/粗糙的表面。当密封层被压缩到锯齿中时，纹理化的/粗糙的表面可提供更有效的密封。
14.锯齿可以基本上垂直于所述平面延伸。
15.非金属芯可以由单件形成。与由两个或更多个部件组成的芯相比，单件可以更为容易地形成(例如通过机械加工)。由单件形成的芯可以比其他芯在结构上更坚韧。
16.第一面可以包括基本平坦的外部区域，该基本平坦的外部区域典型地与内部区域在所述平面上对齐。平坦的内部区域和平坦的外部区域配合地提供承载表面，以帮助最小化或防止锯齿与配合表面的接触。
17.平坦的内部区域和平坦的外部区域也有助于在更大的表面区域上分散压缩压力。这有助于密封和保持整个垫片的完整性。
18.平坦的内部区域和平坦的外部区域可以位于锯齿状区域的相对侧上。平坦的内部区域和平坦的外部区域可以紧邻锯齿状区域定位。
19.锯齿可以在平面之前终止，以在芯的第一面中限定通道。这有助于最小化或防止锯齿与配合表面的接触。在一个示例中，锯齿的峰可以在平面之前终止，以在芯的第一面中限定通道。
20.通道可以环绕所述孔径向地延伸。通道可以是环形通道。在一个示例中，通道沿着与所述孔的周边或类似物间隔开的圆周方向延伸。
21.所述至少一个密封层可以至少部分地位于由锯齿状区域限定的通道内。这有助于将密封层固定到芯。将所述至少一个密封层定位在通道中还有助于最小化或防止所述密封层的横向运动。
22.通道或通道基部可相对于由平坦的内部区域限定的平所述面基本上是倾斜的。当密封层被向外推动以提供密封层和锯齿状区域之间的更有效的密封时，这可能会增加内部压力。在一个示例中，通道基本上远离孔倾斜。优选地，与邻近外部区域的通道的深度相比，邻近内部区域的通道具有相对更大的深度。换言之，从内部区域到外部区域，通道的深度可以向外减小。倾斜布置可有助于加强(energize)密封，即内部压力迫使结构更好地密封。理论上，当压力向外推动密封层进入较浅的锯齿并因此使密封层密度增加时，远离所述孔的倾斜使得垫片被“自加强”。当密封件被向外推动时，内部压力可作用在密封件上以整体改善密封性能。
23.锯齿可以被配置为延伸到由内部区域限定的平面。因此，密封层不必是任何特定形状，因为其不需要适应通道。
24.锯齿状区域可以包括位于至少一对相邻锯齿之间的至少一个桥。桥可以包括用于所述至少一个密封层的接合表面。该接合表面可以提供承载表面以帮助减小锯齿上的应力，锯齿上的应力会降低密封的有效性。
25.所述至少一个桥可以包括平面部分。该平面表面可以提供承载表面以帮助减小锯齿上的应力，锯齿上的应力可能会降低密封的有效性。该平面表面和平坦内部/外部区域可以配合地提供承载表面，以帮助最小化或防止锯齿与配合表面的接触。
26.至少一个非锯齿状平面部分可以相对于由内部区域限定的平面偏移。
27.所述桥中的至少一个桥可以在锯齿状区域内相对于离所述孔的距离居中布置。这可以在锯齿状区域内居中提供承载表面，以最小化施加到锯齿上的压缩压力的量。居中定位的桥还可以帮助最小化或防止锯齿与配合表面的接触。
28.所述桥中的至少一个桥可以非居中定位于锯齿状区域内。这可以提供非中心承载表面，使得施加到中心锯齿状区域的压缩压力较小。
29.所述桥中的至少两个桥可以关于锯齿状区域的中心对称地定位。这种布置提供了对称的承载表面，从而均匀地施加压缩压力。可替换地，所述桥可以关于锯齿状区域的中心非对称地定位。换言之，可以有关于锯齿状区域的中心非对称布置的多个桥。例如，可以有两个桥位于锯齿状区域的中心的一侧。
30.在一个示例中，一个桥可以位于锯齿状区域的一侧，并且至少两个桥可以位于锯齿状区域的另一侧。换言之，在锯齿状区域的一侧上可以有比锯齿状区域的另一侧上更多的桥。
31.在一个示例中，芯包括在第一面和第二面中的桥的非对称布置。换言之，第一面中的锯齿状区域可以具有第一数量的桥，而第二面中的锯齿状区域包括第二数量的桥。
32.所述多个锯齿可以包括第一组锯齿和第二组锯齿，其中第一组锯齿大于第二组锯齿。较大的第一组锯齿可抑制或减缓气体渗透通过垫片的芯。
33.所述至少一个密封层可以包括一个或更多个凸起，所述一个或更多个凸起被配置为与第一组锯齿中的至少一个锯齿联接。所述凸起在与第一组锯齿联接时可以在垫片和配合表面的压缩期间提供更有效的密封。
34.非金属芯可以包括玻璃增强环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、(烷基)丙烯酸(共)聚合物或其他合适的(共)聚合物，或者由玻璃增强环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、(烷基)丙烯酸(共)聚合物或其他合适的(共)聚合物形成。
35.所述至少一个密封层可以包括聚四氟乙烯、层状硅酸盐、陶瓷或石墨，更典型地，石墨或蛭石，或者由聚四氟乙烯、层状硅酸盐、陶瓷或石墨，更典型地，石墨或蛭石形成，其中，所述蛭石包括膨胀蛭石、黑云母、水黑云母和金云母。
36.在一个示例中，芯具有在约1mm到8mm之间的贯穿厚度。
37.在一个示例中，所述至少一个密封层包括以下材料中的一种或更多种：膨胀石墨、聚四氟乙烯(ptfe)、或例如云母或膨胀蛭石的层状硅酸盐材料。用于所述密封层的优选材料是无机材料，包括层状硅酸盐、陶瓷和石墨。用于所述密封层的特别优选的材料包括层状硅酸盐和石墨。本说明书中的术语“层状硅酸盐”包括云母和蛭石。可以使用这些材料的混
合物。应当注意的是，本说明书中的术语“蛭石”包括有时可以被称为黑云母、水黑云母和金云母的材料(在该领域中命名存在争议)。云母由于其良好的介电性能在本发明中是有用的。
38.用于本发明中的优选蛭石是膨胀蛭石或包括膨胀蛭石，其可以是化学膨胀蛭石(cev)，或热膨胀蛭石(tev)，或cev和tev的混合物。膨胀蛭石可以与其他矿物混合。因此，其他优选的材料包括膨胀蛭石(其可以包括cev，或tev，或cev和tev的混合物)与其他矿物(例如滑石、云母和石墨中的一种或更多种)的混合。
39.在可选地与其他矿物材料混合的蛭石的情况下，用于密封层的特别优选的材料包括膨胀蛭石，优选地，化学膨胀蛭石和膨胀石墨。
40.这些材料是可压缩的，并且在组装和安装垫片时典型地被压缩原始厚度的40％至80％。压缩伴随着锯齿的谷的填充和密封层的扩展。
41.如上所述，膨胀石墨和膨胀蛭石具有许多用于垫片的面层中的优异性能，尤其是优异的机械性能、高耐热性和非常好的耐化学性。
42.密封层可具有约0.1mm至1.25mm的厚度。
43.所述至少一个密封层可以由可压缩材料制成，并且可以优选为颗粒形式、片材形式或纤维形式。在使用中，当垫片在压缩载荷作用下位于管道或导管的相对表面之间时，密封层被压缩。典型地，密封层在使用中的压缩在30％至90％((初始厚度-最终厚度)/初始厚度
×
100％)的压缩范围内，更典型地在40％至80％的范围内，最典型地在50％至70％的压缩之间。在任何情况下，密封层在使用中将典型地具有超过30％的压缩，更典型地具有超过40％的压缩，和最典型地具有超过50％的压缩。合适的压缩测试是在室温(25℃)下进行的astm f36-15。
44.合适的是，在使用之前当未被压缩时，密封层的平均厚度为至少0.2mm，优选地为至少0.4mm，优选地为至少0.5mm，在一些实施例中为至少0.6mm，并且在其他实施例中为至少0.7mm。
45.合适的是，在使用之前当未被压缩时，密封层的平均厚度为高达4mm，优选地为高达2mm，最优选地为高达1mm。
46.在一个示例中，所述至少一个密封层被配置为延伸以邻接内部区域的至少一部分。因此，所述至少一个密封层可以被配置为延伸超过锯齿状区域以邻接或覆盖内部区域的至少一部分，典型地延伸超出锯齿状区域以邻接或覆盖内部区域的一部分和外部区域的一部分。在使用中，所述至少一个密封层的邻接或覆盖内部区域(以及可选地外部区域)的部分与所述密封层的其余部分相比具有相对较高的密度。
47.在一个示例中，所述至少一个密封层在未被压缩的状态下的密度可在0.8g/cc至1.6g/cc之间，典型地在1.2g/cc至1.3g/cc之间。
48.所述至少一个密封层的密度在被压缩的状态下(即当被抵靠着锯齿状部分压缩时)可以在1.4g/cc至2.2g/cc之间，典型地在1.6g/cc至1.9g/cc之间。
49.第二面可以包括：第二基本平坦的内部区域，其限定第二平面；以及第二锯齿状区域，其包括第二多个锯齿，其中第二基本平坦的内部区域位于所述孔和第二锯齿状区域之间，其中第二多个锯齿凹入于第二面，使得所述第二多个锯齿不穿过第二平面，其中所述至少一个密封层覆盖第二面的第二锯齿状区域的至少一部分。在一个示例中，第二多个锯齿
包括峰和谷，并且锯齿的峰不穿过第二平面。
50.根据本发明的第二方面，提供了一种制造垫片的方法，包括以下步骤：提供限定孔的刚性非金属芯，芯包括远离所述孔延伸的第一面和与第一面相对的第二面；以及在芯的第一面中形成包括多个锯齿的锯齿状区域，使得第一面包括限定平面的基本平坦内部区域和包括多个锯齿的锯齿状区域，其中基本平坦的内部区域位于所述孔和锯齿状区域之间，并且其中锯齿凹入于第一面，使得锯齿不延伸超过所述平面。在一个示例中，所述多个锯齿包括峰和谷，并且锯齿的峰不穿过所述平面。
51.锯齿状轮廓可以是机器成形的。可替换地，锯齿状轮廓可以通过锻造和/或模制(例如，注射成型)形成。
52.该方法还可以包括提供至少一个密封层并使所述至少一个密封层覆盖在第一面的锯齿状区域的至少一部分上的步骤。
53.本文中包含的所有特征可以与以上方面中的任一方面组合，并且可以以任何组合方式组合。
附图说明
54.现在将参考附图描述本公开的示例。
55.图1示出了垫片的示例的透视图；
56.图2示出了垫片的示例透视图，其中移除了密封层；
57.图3示出了垫片的示例的分解视图；
58.图4a至图4e示出了贯穿芯的剖视图的示例，其中移除了密封层；
59.图5a至图5e示出了贯穿芯的剖视图的示例；
60.图6示出了贯穿芯的剖视图的示例；并且
61.图7示出了用于制造垫片的方法步骤的流程图的示例。
具体实施方式
62.本公开涉及一种用于密封两个配合表面的垫片。在下面给出的示例中，垫片由非金属芯制成。这与由金属形成的大多数垫片芯相反，也由此遇到了一些不同的挑战。
63.非金属芯包括锯齿状区域，该锯齿状区域包括多个锯齿。密封层被配置为与锯齿状区域接合，以在垫片上提供密封。非金属芯还包括位于锯齿状区域和孔之间的基本平坦的内部区域。基本平坦的内部区域位于孔旁边，以将锯齿状区域与垫片的孔隔离。这种隔离意味着密封层的材料将与通过垫片的任何流体隔离，因此在密封层和通过垫片的流体之间发生任何化学反应的可能性显著降低。
64.锯齿状区域为垫片提供了良好的密封。已经发现，限制锯齿的大小使得锯齿不超出芯的其余部分意味着锯齿在使用中不会受到过度的应力。这意味着锯齿在使用中不太可能变形和/或断裂，锯齿的变形与断裂可能导致效果较差的密封。
65.图1示出了根据一示例的垫片100的示例。垫片100包括非金属芯102，该非金属芯102限定了穿过其中的孔104。在使用中，流体可以流过孔104。
66.非金属芯具有第一面106和第二面(图1中未示出)。第一面106远离孔104延伸。在图1所示的示例中，第一面被示为竖直地位于第二面的上方，即垫片100以竖直方位布置。但
是在实践中，垫片100适合以任何方位(例如第一面106和第二面将并排的水平配置)使用。第二面(未示出)与第一面106相对。
67.在图1所示的示例中，孔104基本上是圆形的，但是可以设想其他形状的孔104。例如，孔可以是多边形、椭圆形、矩形和/或正方形。还可以设想其他形状。
68.垫片100还包括至少一个密封层108。在图1所示的示例中，所述至少一个密封层108是与芯102联接的环的形式。该至少一个密封层108被设计成与形成在第一面102中的锯齿接合，这将在图5a至图5e中更详细地描述。在一个示例中，所述至少一个密封层108与孔104同心。
69.在组装垫片100时，所述至少一个密封层108与锯齿状区域100的锯齿接合。所述至少一个密封层108可以通过喷涂粘合剂结合到锯齿状区域100上。喷涂粘合剂可以是接触粘合剂，例如丙烯酸接触粘合剂。丙烯酸接触粘合剂的示例是3m super 77。
70.图2示出了垫片100的芯102的示例。在图2中，为了清楚起见，密封层108已经被从垫片100移除。如图2所示，第一面106可以包括基本平坦的内部区域112。该基本平坦的内部区域112限定了沿内部区域112延伸并超出内部区域112的平面。
71.第一面106还包括锯齿状区域110，该锯齿状区域110包括多个锯齿。锯齿的轮廓在图4a至图4e中更详细地示出。
72.基本平坦的内部区域112位于锯齿状区域110和孔104之间。换言之，基本平坦的内部区域112提供了孔104和锯齿状区域110之间的隔离。这是重要的，因为密封层108远离流经管道的介质(例如流体)定位。这防止了密封层108之间的介质的堆积，介质的堆积可能会产生传导路径或腐蚀区域。此外，提供平坦的内部区域可有助于防止或减轻湍流以及由湍流可引起的问题。内环112将密封层108与流过垫片100的介质隔开。此外，具有延伸到孔104的内环112对于避免湍流(以及由此产生的问题)是有用的，湍流是由于流体通过孔104的路径不平滑而引起的。
73.第一面106还可以包括在所述平面上与内部区域112对齐的基本平坦的外部区域114。在一个示例中，非金属芯102基本上为环形。在该示例中，内部区域112、锯齿状区域110和外部区域114可以被配置为环绕中心孔104的同心环。在一个示例中，外部区域114基本上围绕锯齿状区域110，锯齿状区域110又基本上围绕内部区域112，内部区域112又基本上围绕孔104。
74.所述至少一个密封层108覆盖第一面106的锯齿状区域110的至少一部分。在一个示例中，所述至少一个密封层108覆盖第一面106的所有锯齿状区域110。
75.在图1和图2中不可见的第二面可以与第一面106基本相同并且具有基本相同的特征。
76.图3示出了垫片100的示例的分解视图。在该示例中，存在联接到芯102的第二侧的第二密封层116。例如，第二密封层116覆盖第二面的锯齿状区域的至少一部分。
77.图4a至图4e示出了如图2中剖视标记a-a所示的贯穿芯102的剖视图的示例。图4a至图4e示出了第一面106的锯齿状区域110的锯齿的不同轮廓。在图4a至图4e所示的例子中，为了清楚起见，未示出所述至少一个密封层108。
78.锯齿状区域110包括多个锯齿118。包括锯齿118的芯102被称为齿形复合芯。锯齿状区域110的锯齿118可以是第一面106上的一系列同心锯齿或手风琴状轮廓。该轮廓通过
一系列同心锯齿叠加在芯102上。
79.在密封过程中，覆盖的密封层108被迫进入锯齿118之间的间隙中，以通过在密封表面上引起应力集中来改进密封。
80.锯齿118还使密封层108的横向运动最小化，而芯102提供刚性和抗爆裂性。对于高压应用，这种轮廓使垫片100增加了强度。
81.锯齿118可以被认为是一系列峰和谷。在一个示例中，锯齿基本上为锯片齿形或正弦形。在一个示例中，锯齿118具有大约0.1mm到0.6mm的幅度。
82.在一个示例中，当施加内部压力时，锯齿118保持所述至少一个密封层108的位置，并防止所谓的爆裂。
83.令人惊讶地，可以以形成这些锯齿118所需的精度水平加工非金属芯102(例如玻璃纤维填充的环氧树脂片)，以能够在垫片100中形成有效的密封。本领域技术人员可能会预期玻璃纤维和环氧树脂的粗糙的部分会是一个问题，但是情况并非如此。
84.如图4a所示，基本平坦的内部区域112限定了平面120。平面120延伸超过内部区域112的端部。锯齿118沿着基本上垂直于平面120的方向延伸。
85.在图4a所示的示例中，锯齿118凹入于第一面106，使得它们不穿过由基本平坦的内部区域112限定的平面120。换言之，锯齿118凹入于第一面106，使得所有锯齿118位于平面120的一侧。换言之，锯齿118在平面120之前终止并且不穿过平面120。
86.在芯102的内部区域112的平面120下方切割锯齿118意味着保护锯齿118免受载荷的直接影响并且仅通过所述至少一个密封层108的压缩而承受载荷。进一步地，由于锯齿118的侧面不像金属那样光滑，不均匀的表面可以有助于密封能力。
87.在图4a中，锯齿状区域110位于第一面106内的通道中。换言之，芯102在锯齿状区域110中的贯穿厚度小于芯102在非锯齿状区域(例如内部区域112或外部区域114)中的贯穿厚度。
88.在一个示例中，通道凹入于第一层106大约0.1mm到0.4mm。换言之，锯齿的顶部可以相对于由内部区域112限定的平面120偏移大约0.1mm到0.4mm。
89.由于锯齿118从芯102的第一面106凹入，锯齿118将不会受到由于两个表面的配合而导致的相当高的压力。相反地，更多的压力可以被施加在非锯齿状部分上，例如内部区域112和外部区域114。这保护锯齿状区域110不会变形，并且锯齿能够与所述至少一个密封层108一起提供有效的密封。在一个示例中，至少一个密封层108至少部分地位于由锯齿状区域110限定的通道内。为了清楚起见，在图4a中未示出所述至少一个密封层108。所述至少一个密封层108可以完全位于或至少部分位于内部区域112和/或外部区域114之上。因此，更多的压力将被施加在覆盖内部区域112和/或外部区域114的密封层上。这保护锯齿状区域110不会变形，并且锯齿118能够与所述至少一个密封层108一起提供有效的密封，所述至少一个密封层108通过压缩力被压入锯齿中。
90.图4a示出了第二面122。第二面122可以包括第二组第一面106的所有元素，即限定第二平面的第二内部区域、第二锯齿状区域和第二基本平坦的外部区域。
91.在图4a中，锯齿118的尺寸和形状基本相似。换言之，锯齿在峰和谷之间具有大致相同的距离。
92.在图4a中，外部区域114位于由内部区域112限定的平面120上。换言之，外部区域
114位于与内部区域112基本相同的高度。
93.图4b示出了如图2中的剖视标记a-a所示的贯穿芯102的剖视图的另一示例。
94.除了锯齿状区域110包括位于至少一对相邻锯齿118之间的一个或更多个非锯齿状区域或桥124之外，图4b中所示的示例与图4a中所示的示例基本相同。桥124可以被认为是相邻锯齿118之间的连接物，其延伸相邻锯齿118之间的间隔。在一个示例中，桥124包括基本平坦的区域或平面部分。
95.在使用中，与锯齿118相比，桥124将经受更高的应力集中，使得锯齿118在使用中不太可能显著变形。这意味着锯齿118更可能保持与所述至少一个密封层108接合以形成密封。桥124有助于载荷分布，这有助于密封并将有助于整体上保持垫片100的完整性。
96.在一个示例中，桥124的平面部分相对于由内部区域112限定的平面120偏移。锯齿118的大小被配置为终止于与非锯齿状区域124相同的高度。换言之，锯齿状区域110在芯102的第一面106中限定了通道。
97.在一个示例中，所述桥中的至少一个桥124居中定位于锯齿状区域110内。
98.在另一示例中，所述桥中的至少一个桥124定位为相对于锯齿状区域110的中心偏移。例如，所述桥中的至少两个桥124可以定位为相对于锯齿状区域110的中心对称地偏移。
99.图4c示出了如图2中的剖视标记a-a所示的贯穿芯102的剖视图的另一示例。
100.除了桥124的平面区域与内部区域的平面120基本对齐外，图4c所示的例子与图4b所示的例子基本相同。在该示例中，锯齿118的大小也与桥124的平面区域的高度对齐。
101.//图4d
102.图4d示出了如图2中的剖视标记a-a所示的贯穿芯102的剖视图的另一示例。
103.除了锯齿状区域102相对于由平坦的内部区域112限定的平面120基本倾斜外，图4d所示的示例与图4a所示的示例基本相同。当密封层被向外推动以在密封层和锯齿状区域之间提供更有效的密封时，这可能会增加内部压力。当密封件被向外推动时，内部压力可作用在密封件上以整体改善密封性能。
104.在一个示例中，锯齿状区域102从内部区域112向外部区域114倾斜。换言之，与邻近外部区域114的锯齿状区域102的贯穿厚度相比，邻近内部区域112的锯齿状区域102的贯穿厚度较小。当密封层被向外推动以在密封层和锯齿状区域之间提供更有效的密封时，这可能会增加内部压力。在一个示例中，通道基本上远离孔倾斜。换言之，与邻近外部区域的通道的深度相比，邻近内部区域的通道的深度相对较大。换言之，通道可以从内部区域向外部区域向外倾斜。倾斜布置可有助于加强密封，即内部压力迫使结构更好地密封。理论上，当压力推动密封层向外进入较浅的锯齿并因此使密封层密度增加时，远离孔的倾斜使得垫片被“自加强”。
105.图4e示出了如图2中的剖视标记a-a所示的贯穿芯102的剖视图的另一示例。
106.除了所述多个锯齿118包括第一组锯齿和第二组锯齿之外，图4e所示的示例与图4c所示的示例基本相同。第一组锯齿大于第二组锯齿。在图4e中，锯齿之一包括比其他锯齿相比更深的谷。在一个示例中，所述至少一个密封层包括一个或更多个凸起，所述一个或更多个凸起被配置为与第一组锯齿中的至少一个锯齿联接。
107.图4a至图4e的每个示例还示出了第二面122。第二面122可以包括第二组第一面106的所有元素，即限定第二平面的第二内部区域、第二锯齿状区域和第二基本平坦的外部
区域以及图4a至图4e中每个实施例的各种元素。可以有第二密封层116，其被配置为掩盖或覆盖第二面的锯齿状区域的至少一部分。
108.图5a至图5e示出了如图2中的剖视标记a-a所示的贯穿芯102的剖视图的示例，但是具有覆盖第一面106的锯齿状区域110的第一密封层108和覆盖第二面122的锯齿状区域的第二密封层116。在图5a至图5e所示的每个示例中，所述至少一个密封层108基本上是无应力的。在使用中，密封层108将被压入锯齿中，以便在垫片100中形成密封。
109.一般地，所述至少一个密封层108覆盖第一面106的锯齿状区域110的至少一部分。在一个示例中，所述至少一个密封层108基本上覆盖第一面106的所有锯齿状区域110。
110.在一个示例中，所述至少一个密封层108延伸超过锯齿状区域110，从而邻接内部区域112的至少一部分。在一个示例中，所述至少一个密封层108延伸超过锯齿状区域110，从而邻接外部区域114的至少一部分。在所述至少一个密封层108邻接内部区域112和/或外部区域114的至少一部分的示例中，内部区域112和/或外部区域114的邻接区域在承受载荷和使密封层108致密化到高于通常水平的方面提供重要作用，从而其提供令人惊讶的良好密封水平。应当理解，致密化意味着压缩密封层108，使得其相对于处于未压缩状态的密封层变得更为致密。
111.在锯齿状区域110包括一个或更多个桥124的示例中，在载荷作用下，密封层108在其邻接一个或更多个桥124的区域中被致密化。该致密化过程在密封层108和锯齿状区域110之间提供了良好的密封。
112.在一个示例中，与内部区域112和/或外部区域114的其余部分相比，内部区域112和/或外部区域114中其上邻接所述至少一个密封层108的区域可以由具有更高密度的材料形成。换言之，与内部区域112和/或外部区域114的剩余区域相比，内部区域112和/或外部区域114的邻近锯齿状区域110的部分包括更高密度的材料。
113.图5a对应于图4a中所示的剖面，但其中所述至少一个密封层108显示为覆盖锯齿状区域110的至少一部分。
114.在图5a所示的示例中，密封层108在使用中邻接锯齿118。此外，密封层108的至少一部分位于由锯齿状区域110限定的通道内。
115.图5a示出了位于由芯102的第二面122中的锯齿状区域110限定的通道中的第二密封层116。
116.图5b对应于图4b中所示的剖面，但其中所述至少一个密封层108显示为覆盖锯齿状区域110的至少一部分。如图5b所示，所述至少一个密封层108邻接相邻锯齿118之间的桥124，并且还邻接锯齿118。桥124可以为密封层108提供支撑，以便减小施加在锯齿118上的应力。
117.图5c对应于图4c中所示的剖面，但其中所述至少一个密封层108显示为覆盖锯齿状区域110的至少一部分。如图5c所示，在未压缩状态下，密封层108可以基本上超出第一面106。换言之，当密封层108未被压缩时，它相对于锯齿118位于的平面120的另一侧。然而，当密封层108被压缩时，它将至少部分地填充锯齿状区域110中的锯齿118之间的间隙。
118.图5d对应于图4d中所示的剖面，但其中所述至少一个密封层108显示为覆盖锯齿状区域110的至少一部分。如图5d所示，密封层108可相对于由内面112限定的平面120倾斜。
119.图5e对应于图4e中所示的剖面，但其中所述至少一个密封层108显示为覆盖锯齿
状区域110的至少一部分。如图5e所示，密封层108可以包括凸起126或附加层，该凸起126或附加层突出到第一组锯齿所限定的更深的谷中。
120.除了所述多个锯齿118包括第一组锯齿和第二组锯齿之外，图4e所示的示例与图4e所示的示例基本相同。第一组锯齿大于第二组锯齿。在图4e中，锯齿之一包括比其他锯齿更深的谷。在一个示例中，所述至少一个密封层108包括一个或更多个凸起，所述一个或更多个凸起被配置为与第一组锯齿中的至少一个锯齿联接。
121.图6对应于图4c中所示的剖面，但其中所述至少一个密封层108显示为覆盖锯齿状区域110的至少一部分。
122.与图5c相比，图6中所示的所述至少一个密封层108延伸超出锯齿状区域110的大小。在该示例中，所述至少一个密封层108邻接内部区域112的至少一部分。在一个示例中，所述至少一个密封层108延伸超过锯齿状区域110，从而邻接外部区域114的至少一部分。在所述至少一个密封层108邻接内部区域112和/或外部区域114的至少一部分的示例中，内部区域112和/或外部区域114的邻接区域在承受载荷和使密封层108致密化到高于通常水平的方面提供重要作用，使得其提供令人惊讶的良好密封水平。应当理解，致密化意味着压缩密封层108，使得其相对于处于未压缩状态的密封层变得更为致密。
123.令人惊讶地，使用具有锯齿状区域110的非金属芯102和适当的至少一个密封层108，芯102对于将垫片100密封是有效的，并且能够承受相当高的载荷。
124.一般地，本发明的垫片是环形的，并且典型地限定位于中心的孔。然而，也设想了其他形状的垫片。例如，垫片可具有正方形、矩形、卵形、椭圆形或通常的任何多边形的截面。
125.无论垫片类型如何，本发明的垫片可能需要在100kpa到43000kpa之间的正常操作压力下(更典型地在1000kpa到20000kpa之间)进行操作。
126.图7示出了制造垫片100的方法步骤的示例。步骤200涉及提供限定孔104的刚性非金属芯102，该芯102包括远离孔104延伸的第一面106和与第一面122相对的第二面。
127.步骤202涉及在芯102的第一面106中形成包括多个锯齿118的锯齿状区域110。在该示例中，第一面106包括：限定平面120的基本平坦的内部区域112；和包括多个锯齿118的锯齿状区域110，其中基本平坦的内部区域112位于孔104和锯齿状区域110之间。锯齿118凹入于第一面106，使得锯齿118不穿过平面120。
128.锯齿状轮廓110可以是机器成形的。
129.该方法可以包括提供至少一个密封层108和将所述至少一个密封层108覆盖在第一面106的锯齿状区域110的至少一部分上的步骤。
130.优选地，垫片是防火垫片。
131.请注意与本技术有关的与本技术的说明书同时提交或先于本技术的说明书提交的所有文件，这些文件与本说明书一起供公众查阅，此外，这些文件的内容通过引用被并入本文。
132.本说明书(包括附带的权利要求书、摘要和附图)公开的所有特征，和/或公开的任意方法或过程的所有步骤，除了至少一些特征和/或步骤互相排斥的组合之外，可以以任意组合的方式结合。
133.本说明书(包括附带的权利要求书、摘要和附图)公开的每个特征，除非另有明文
声明，可以被服务于相同、等同或类似目的的替代特征所替换。因此，除非另有明文声明，公开的每个特征只是一系列相等或类似特征的一个示例。
134.本发明不限于前述实施例的细节。本发明延伸到具有本说明书(包括附带的权利要求书、摘要和附图)所公开的特征的任何新颖替代特征或任何新颖组合，或者具有如此公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖替代步骤或任何新颖的组合。