專利名稱：用于制造金屬的密封墊元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造用于平面密封墊的金屬的密封墊元件特別是阻塞元件的方法。
背景技術(shù)：
環(huán)形構(gòu)成的阻塞元件目前用于系列氣缸蓋密封墊，但至今由金屬薄板沖壓成形。 由于這樣的事實(shí)，即現(xiàn)代的驅(qū)動(dòng)裝置或發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)密封技術(shù)總是提出越來越高的要求，因?yàn)椴粌H燃燒壓力而且燃燒溫度持續(xù)不斷地升高，所以必須找到越來越好的技術(shù)解決方案，以便勝任這些要求。用于沖壓成形的阻塞環(huán)及其與一個(gè)汽缸蓋密封墊的一層/多層的連接(例如激光焊接)的成本是可觀的。由于使用金屬薄板，所以在沖壓成形阻塞元件時(shí)出現(xiàn)高的材料損失，由此還產(chǎn)生很高的材料成本。DE 197 55 391 Al公開了一種用于制造一種密封環(huán)的方法，其中由一個(gè)金屬薄板首先形成一個(gè)空心圓筒，它通過一種再變形轉(zhuǎn)化成一個(gè)加固環(huán)的形狀并且接著與一個(gè)由聚合物材料制成的密封唇連接。金屬薄板通過卷起無廢料地轉(zhuǎn)化為空心圓筒的形狀。由US 4，162，569得知一種用于制造一種金屬的平面密封墊的方法。從不同壁厚的空心體或是切下一些環(huán)并經(jīng)受一種特定的再變形或是在管端部成型一個(gè)法蘭并緊接著實(shí)施管的定長(zhǎng)切斷。這樣的構(gòu)件可以作為燃燒室鑲邊裝入一個(gè)氣缸蓋密封墊的區(qū)域內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，已提供一種用于制造金屬的阻塞元件的方法，與其相聯(lián)系的是最少可能的材料使用。此外在這樣制造的阻塞元件中還要在運(yùn)行狀態(tài)下不僅改進(jìn)密封性能而且改進(jìn)彈簧特性。最后要說明一種可能性，即在相應(yīng)的阻塞元件上調(diào)整一定的表面特性，通過這些表面特性，可以引起螺栓力的一種更好的分配。通過一種用于制造用于平面密封墊的金屬的密封和阻塞元件的方法達(dá)到該目的， 其中將至少一個(gè)金屬的薄板狀或薄片狀構(gòu)成的基體卷繞或滾軋成一個(gè)構(gòu)成一個(gè)半成品的管，使所述管的相互對(duì)置的端部區(qū)域或部分或整個(gè)接觸面相互通過材料鎖合、力鎖合或形鎖合的連接技術(shù)或者其組合處于有效連接，對(duì)所述管或由其產(chǎn)生的各管段至少局部地進(jìn)行輪廓成型并且在所述管或管段的輪廓成型的區(qū)域內(nèi)分離出至少一個(gè)環(huán)形或圓片形構(gòu)成的構(gòu)件，用于生產(chǎn)一個(gè)密封或阻塞元件。由按照方法的諸從屬權(quán)利要求得知按照本發(fā)明方法的有利的進(jìn)一步構(gòu)成。作為基體可以使用下列材料-一個(gè)單個(gè)的金屬薄板條或薄片條，它連續(xù)地具有相同的材料厚度或在其中引入例如滾軋一些局部的凹槽或突起，
-多個(gè)并排和/或重疊設(shè)置的金屬薄板條或薄片條，其中在這里可以使用同類的或不同類的金屬薄板條或薄片條，它們另外還具有不同的材料特性和/或材料厚度。-通過沿一個(gè)金屬的基體的縱向和/或橫向方向至少局部地引入一些切口和基體沿縱向和/或橫向方向相應(yīng)的變形產(chǎn)生一個(gè)金屬板網(wǎng)，-從一個(gè)金屬板網(wǎng)的一些部分和一個(gè)金屬薄板條或薄片條的一些部分以并排和/ 或重疊設(shè)置的形式產(chǎn)生一個(gè)基體?？梢越柚す馇懈?、精細(xì)切割等方法實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)金屬薄板條或薄片條的裁剪。在這種情況下決定性的是，緊接著相互特別是焊接的各邊緣是無毛刺的。也許有益的可以是，沒有直線延伸的端部區(qū)域要相互焊接，而是采用一種曲折輪廓或波紋輪廓，以便得到一種更好的接合，而且還給予隨后的焊縫一些其他的特性(例如一定的剛度等)。將由一個(gè)單個(gè)的金屬薄板條或薄片條、或者預(yù)先提供的各元件構(gòu)成的基體緊接著成型、卷繞或滾軋成一個(gè)管并且如已述的那樣在其整個(gè)金屬薄板寬度上看，在相互對(duì)置的端部區(qū)域相互處于有效連接。同樣可設(shè)想的變化方案是，將一個(gè)可以說連續(xù)的金屬薄板滾軋或卷繞成一個(gè)管， 其中然后可以不僅在端部區(qū)域，而且還同時(shí)或備選地至少局部地在卷繞區(qū)域的相互重疊靠在一起的接觸面上形成連接?？梢暂^好地使用一個(gè)這樣的管并可以將其引向一個(gè)輪廓成型或造型過程。在這種情況下可設(shè)想，利用輥?zhàn)踊蛞环N沖頭將要求的形狀(例如一種L成型輪廓)滾軋或壓制到管中。這可以或是在管的一個(gè)端部實(shí)現(xiàn)以便制造各個(gè)環(huán)/圓片或是在所述管的整個(gè)長(zhǎng)度上實(shí)現(xiàn)，從而可以同時(shí)分離出多個(gè)環(huán)。在此可以在一個(gè)或多個(gè)步驟中實(shí)現(xiàn)輪廓成型過程。為了產(chǎn)生各環(huán)或圓片，可以緊接著將所述管的相應(yīng)輪廓成型的區(qū)域切開或沖壓成形，以便得到單個(gè)的或多個(gè)金屬的密封墊元件。為此適用一個(gè)沖壓過程、精細(xì)切割或例如也適用一種滾軋切割、激光切割、水射流切割等。按這些方式和方法幾乎不產(chǎn)生材料損失。此外有可能將預(yù)制的管切割成一些管段并將它們例如借助一臺(tái)壓力機(jī)成型為一些圓片?？梢暂^好地使用一個(gè)這樣的阻塞元件或一個(gè)這樣的管段并且當(dāng)所述環(huán)具有一個(gè)L 形狀時(shí)例如可以將其引向一個(gè)卷邊過程。與一個(gè)沖壓的阻塞器相比，該變化方案具有已知的焊接阻塞器(Laspot)的優(yōu)越性。功能方式是簡(jiǎn)單的。在氣缸蓋密封墊中的安裝狀態(tài)下，將導(dǎo)入的螺栓力分配到確定的平面上。工具與沖壓模具相比(特別是形貌)是很簡(jiǎn)單的。可以通過力鎖合、形鎖合或材料鎖合的方法或者其組合實(shí)現(xiàn)相應(yīng)阻塞元件到一個(gè)密封墊或一個(gè)密封系統(tǒng)中的連接或集成。焊接方法例如激光焊接或電阻焊接是很好適用的，只要在沖壓成形所述環(huán)/圓片時(shí)也壓制一些同樣小的突起(凸點(diǎn))，以便為電阻焊接制造一個(gè)小的確定的接觸面。此外也可以通過簡(jiǎn)單的卷邊實(shí)現(xiàn)與一個(gè)氣缸蓋密封墊的一個(gè)層的連接。同樣可設(shè)想，在氣缸蓋密封墊的一個(gè)間隔層中壓入一個(gè)小的凹槽或一個(gè)凹口，以此確定阻塞器的位置，以便將阻塞元件緊接著粘入或焊入該凹槽或凹口中。


本發(fā)明主題借助一個(gè)實(shí)施例示出在附圖中并且描述如下。其中圖1至8用于生產(chǎn)卷繞或滾軋的管的不同造型的半成品的簡(jiǎn)略圖；圖9和10用于對(duì)管進(jìn)行輪廓成型的各加工步驟的簡(jiǎn)略圖；圖11至13用于加工一個(gè)管的簡(jiǎn)略圖，以便由此制造各個(gè)環(huán)形構(gòu)成的密封墊元件；圖14至17不同造型的環(huán)形或圓片形構(gòu)成的密封墊元件的視圖；圖18 —個(gè)氣缸蓋密封墊的簡(jiǎn)略圖，包括按圖14至17的密封墊元件之一；圖19和20用于制造密封墊元件的備選的方法。
具體實(shí)施例方式圖1至8示出用于生產(chǎn)卷繞或滾軋的管的不同造型的半成品的簡(jiǎn)略圖。圖1示出一種可預(yù)定材料厚度Dl的金屬薄板條1，它可以根據(jù)對(duì)由此待制造的密封墊元件的相應(yīng)的應(yīng)用情況由極不同的金屬合金構(gòu)成。金屬薄板條1，沿其縱伸看去，具有相同的材料厚度D。如在圖1的下圖可看出的那樣，金屬薄板條1卷繞或滾軋成一個(gè)管2， 其中在該實(shí)例中，金屬薄板條1的端部區(qū)域3、4相互焊接。需要時(shí)在這里也可以設(shè)定不同的輪廓(不是直線的)，以便在焊縫中調(diào)整其他的特性。通過該措施，構(gòu)成一個(gè)具有確定直徑的管2?？梢杂上嗤幕虿煌牟牧弦暂^小的或較大的直徑生產(chǎn)其他的管，然后將這些管與管2通過插進(jìn)處于有效連接。圖2示出一種備選的金屬薄板條5，它同樣具有一個(gè)材料厚度D。為了產(chǎn)生不同的材料厚度(比值D/d)，金屬薄板條5經(jīng)受至少一個(gè)軋制過程，借此減小原來的材料厚度 (D)?，F(xiàn)在卷起或繞起該金屬薄板條5，從而形成一個(gè)管6，該管沿圓周方向看具有較小材料厚度d的各區(qū)域和較大材料厚度D的各區(qū)域。圖3示出另一種實(shí)施形式。一個(gè)具有一個(gè)基本材料厚度D的金屬薄板條7類似如在圖2中描述的那樣，經(jīng)受一個(gè)軋制過程，從而產(chǎn)生減小的材料厚度d、d'。如在其他的圖中已描述的那樣，將金屬薄板條7通過滾軋或卷繞成型為一個(gè)管8，其中為了形成一個(gè)均勻的外徑，端部區(qū)域9、10在成型/滾軋/卷繞過程以后交錯(cuò)地設(shè)置。端部區(qū)域9、10類似于圖1和2那樣通過焊接相互連接。圖4示出另一種用于生產(chǎn)一個(gè)金屬薄板條的備選方案。一個(gè)可預(yù)定材料厚度D的基本金屬薄板11在確定的位置(至少一個(gè))覆蓋有一些同樣可預(yù)定材料厚度d和寬度b 的金屬薄板部分12并且與基本金屬薄板11材料鎖合、力鎖合或形鎖合地連接或者以其組合連接。以相同的方式，如先前描述的那樣，將金屬薄板11成型，從而沿產(chǎn)生的管13的圓周方向看形成具有較小材料厚度d的各部分和較大材料厚度D的各部分。在圖5中，將不同寬度和厚度D、d的金屬薄板條14在確定的位置相互組合。使用已知的材料鎖合、力鎖合或形鎖合的方法或者其組合。將這種定制坯件成型為一個(gè)管15，其中沿圓周方向看形成較大材料厚度D的各部分和較小材料厚度d的各部分。圖6示出另一種備選的基體16。它包括一些由金屬板網(wǎng)16'制成的區(qū)域，它們通過在基體16中進(jìn)行縱向和/或橫向切口連同緊接著沿縱向和/或橫向方向相互拉開而構(gòu)成。類似于上述各圖那樣，將金屬薄板條16通過一個(gè)成型過程或滾軋或軋制成型為一個(gè)管 18，從而沿圓周方向看，由金屬薄板基體16構(gòu)成一些由金屬板網(wǎng)16'制成的部分和一些部分16"。在這里也將金屬薄板條16的端部區(qū)域17、17'例如通過焊接相互連接。圖7示出一種備選的金屬薄板條19，它由必要時(shí)不同厚度和必要時(shí)不同材料(例如復(fù)合材料)的三個(gè)層20、21、22構(gòu)成。將金屬薄板條19如已述的那樣成型為一個(gè)管23。 在圖7的下圖中描繪了一外密封墊元件M，它同樣由一個(gè)三層的金屬薄板條(未示出)產(chǎn)生。圖8示出一些另外的備選構(gòu)成的金屬薄板條25、26、27，將其成型為一個(gè)管觀。一個(gè)由這些金屬薄板25至27之一或者所述管觀制造的密封墊元件四具有較大材料厚度D 的各區(qū)域和較小材料厚度d的各區(qū)域。圖9和10示出用于對(duì)管進(jìn)行輪廓成型的可能的各加工步驟。圖9示出一個(gè)模具30，包括一個(gè)設(shè)有一些凹槽31的、至少由兩部分構(gòu)成的基體 32(未示出)和沿箭頭方向可移動(dòng)的沖頭33、34。由于基體32由兩部分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，隨后可以無困難地取出成型的管35。將一個(gè)可以由在圖1至8中所示的半成品之一構(gòu)成(在這里簡(jiǎn)化示出)的管35送入基體32的區(qū)域內(nèi)。通過將作用力施加到?jīng)_頭33、34上(箭頭方向)和必要時(shí)施加一個(gè)內(nèi)部壓力(例如通過一種有效介質(zhì)，如水或油)現(xiàn)在將管35的壁壓入各凹槽31中，從而形成確定的輪廓36。可以通過適合的加工工具將這樣輪廓成型的管 35分成一些單個(gè)環(huán)料，然后為了生產(chǎn)一個(gè)成品密封環(huán)使這些單個(gè)環(huán)料需要時(shí)經(jīng)受一個(gè)另外造型過程。圖10示出一種備選的造型方法，亦即橡膠成型，一個(gè)橡膠體37定位在沖頭33、34 之間。通過沖頭33、34對(duì)橡膠體37的壓力加載，將管35壓進(jìn)各凹槽31中，從而類似于圖 9那樣形成各輪廓36。圖11至13作為簡(jiǎn)略圖示出一個(gè)用于生產(chǎn)圓片形的阻塞元件的各加工步驟的順序?？煽闯鲆粋€(gè)管38(簡(jiǎn)化示出)，它可以由一個(gè)按圖1至8的半成品構(gòu)成。在其中一個(gè)管端部39的區(qū)域內(nèi)，通過一個(gè)沖頭40在管38上成型一個(gè)徑向的凸緣41。在凸緣41成型以后，經(jīng)由另外的適合的工具42、43從徑向的凸緣41上切下環(huán)44。也可設(shè)想，在管段上實(shí)施該過程。圖14至17示出不同構(gòu)成的一層或多層的密封或阻塞元件(未進(jìn)一步標(biāo)記)。由按圖1至8的半成品制造按圖14至17的密封或阻塞元件。圖18作為簡(jiǎn)略圖示出一個(gè)氣缸蓋密封墊45?？煽闯龈髀萁z通過孔46和各燃燒室通過開口 47。在各燃燒室通過開口 47的區(qū)域內(nèi)裝入一個(gè)如在圖16中所示的密封或阻塞元件。圖19和20示出用于制造密封或阻塞元件的備選的方法。在兩種情況下，從一個(gè)管48上切下管段49。按圖20的管48事先設(shè)有一個(gè)徑向的凸緣50。將一個(gè)未進(jìn)一步示出的氣缸蓋密封墊的層51與凸緣50處于有效連接并且借助一個(gè)沖頭52朝所述層51方向成型管段49的留下的剩余區(qū)域53。按圖19的管段49以類似的方式被卷邊和切下，從而形成一個(gè)圓片形的密封或阻塞元件M。它可以必要時(shí)借助一個(gè)壓力機(jī)被進(jìn)一步加工。如果只想切開管48，則形成各個(gè)環(huán)形的密封或阻塞元件55。
權(quán)利要求
1.用于制造用于平面密封墊G5)的金屬的密封和阻塞元件的方法，其中將至少一個(gè)金屬的薄板狀或薄片狀構(gòu)成的基體(1、5、7、11、14、16、19、25、沈、27)卷繞或滾軋成一個(gè)構(gòu)成一個(gè)半成品的管(2、6、8、13、15、18、23、沘、35、38)，使所述管 0、6、8、13、15、18、23、28、 35,38)的相互對(duì)置的端部區(qū)域(3、4、9、10、17、18)或部分或整個(gè)接觸面相互通過材料鎖合、力鎖合或形鎖合的連接技術(shù)或者其組合處于有效連接，對(duì)所述管(2、6、8、13、15、18、23、 28,35,38)或由其產(chǎn)生的各管段至少局部地進(jìn)行輪廓成型并且在所述管或管段(2、6、8、 13、15、18、23、觀、35、38)的輪廓成型的區(qū)域內(nèi)分離出至少一個(gè)環(huán)形或圓片形構(gòu)成的構(gòu)件， 用于生產(chǎn)一個(gè)密封或阻塞元件04、四、44)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將一個(gè)單個(gè)的、特別是輪廓成型的金屬薄板條或薄片條(1)用作為基體。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將多個(gè)并排和/或重疊設(shè)置的金屬薄板條或薄片條(11、12)用作為基體。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過在一個(gè)薄板狀或薄片狀構(gòu)成的基體 (16)中進(jìn)行局部切口連同沿基體(16)的縱向或橫向方向緊接著的變形，產(chǎn)生一個(gè)至少局部延伸的金屬板網(wǎng)(17)。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由一個(gè)金屬板網(wǎng)(16')的一些部分和一個(gè)金屬薄板條或薄片條(16")的一些部分組成所述基體(16)。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在基體(5、7、14)上產(chǎn)生不同厚度(D、d、d')的區(qū)域。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，在使用多個(gè)金屬薄板條或薄片條 (11>12)情況下，使這些金屬薄板條或薄片條材料鎖合、形鎖合或力鎖合地或者其組合地相互處于有效連接。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，將所述管0、8、18)的相互對(duì)置的端部(3、4、9、10、17、18)在其整個(gè)長(zhǎng)度上通過熱處理、特別是通過焊接相互連接。
9.按照權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，在所述管(38)的其中一個(gè)端部區(qū)域這樣實(shí)施一個(gè)成型過程，以致該管端部(39)在成型以后具有一個(gè)L形橫截面。
10.按照權(quán)利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，從L成型輪廓的垂直延伸的部分中切分出一個(gè)可預(yù)定尺寸的圓片形阻塞元件G4)。
11.按照權(quán)利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，將所述管(3 在其整個(gè)長(zhǎng)度看引向一個(gè)輪廓成型或造型過程并且緊接著將所述管(3 分成相應(yīng)數(shù)量的環(huán)形構(gòu)成的構(gòu)件，用于生產(chǎn)阻塞元件。
12.按照權(quán)利要求1至11之一所述的方法，其特征在于，從所述管(38、38)上切下或沖下所述環(huán)形或圓片形的構(gòu)件。
13.按照權(quán)利要求1至12之一所述的方法，其特征在于，使成品的圓片形或環(huán)形構(gòu)成的阻塞元件04、四、44)經(jīng)受一個(gè)精壓過程，用于調(diào)整可預(yù)定的表面特性。
14.按照權(quán)利要求1至13之一所述的方法，其特征在于，制造平面的或設(shè)有一種形貌表面的阻塞元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造用于平面密封墊(45)的金屬的密封和阻塞元件的方法，其中將至少一個(gè)金屬的薄板狀或薄片狀構(gòu)成的基體(1、5、7、11、14、16、19、25、26、27)卷繞或滾軋成一個(gè)構(gòu)成一個(gè)半成品的管(2、6、8、13、15、18、23、28、35、38)，使所述管的相互對(duì)置的端部區(qū)域(3、4、9、10、17、18)或部分或整個(gè)接觸面相互通過材料鎖合、力鎖合或形鎖合的連接技術(shù)或者其組合處于有效連接，對(duì)所述管或由其產(chǎn)生的管段至少局部地進(jìn)行輪廓成型并且在所述管或管段的輪廓成型的區(qū)域內(nèi)分離出至少一個(gè)環(huán)形或圓片形構(gòu)成的構(gòu)件，用于生產(chǎn)一個(gè)密封或阻塞元件(24、29、44)。
文檔編號(hào)F16J15/08GK102388242SQ201080016136
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者R·普雷恩 申請(qǐng)人:輝門密封系統(tǒng)有限公司