扁平金屬墊圈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種扁平墊圈，包括墊圈板(10)，該墊圈板具有至少兩個安置在彼此之上的墊圈層(16,18)，在該墊圈板中形成至少一個待密封的通孔(12)，墊圈板包括至少一個支撐裝置(20,22)，該支撐裝置增加了其所在區(qū)域中墊圈板的總的材料厚度并通過數(shù)個折疊的墊圈層部件(161,181)而形成；為了以簡單和經(jīng)濟的方式而實現(xiàn)具有局部不同有效高度的支撐裝置，此類扁平墊圈可配置為：墊圈板(10)具有墊圈板具有至少一個第一墊圈層(16)，該第一墊圈層具有至少一個第一層區(qū)域，在該第一層區(qū)域中第一墊圈層(16)具有第一層厚度并且形成有支撐裝置的至少一個第一折疊墊圈層部件(161)；墊圈板具有至少一個第二墊圈層(18)，該第二墊圈層具有至少一個第二層區(qū)域，在該第二層區(qū)域中第二墊圈層具有第二層厚度并且形成有所述支撐裝置的至少一個第二折疊墊圈層部件(181)；第一層厚度和第二層厚度彼此互不相同，從而所述支撐裝置在其區(qū)域中具有不同的總的材料厚度。
【專利說明】
扁平金屬塾圈

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種扁平墊圈，其包括至少一個大體上為金屬的墊圈板，該墊圈板具有至少兩個安置在彼此之上的墊圈層，并且該墊圈板中形成至少一個需要密封的通孔，所述墊圈板包括至少一個支撐裝置，該支撐裝置增加了墊圈板相應區(qū)域中總的材料厚度并通過一些折疊墊圈層部件形成。
[0002]墊圈板或墊圈板的墊圈層不必須是純金屬的，即不必須包括片狀金屬層，反而至少一個墊圈層的一面或者兩面，或者甚至所有的墊圈層可部分或者全部地提供有涂層，所述涂層用于所謂的微密封，減少滑動摩擦和/或防腐蝕。
[0003]特別地，本發(fā)明涉及適于內(nèi)燃機排氣管法蘭連接的扁平墊圈，更加特別地，扁平墊圈安裝在廢氣再循環(huán)線的法蘭連接中、廢氣渦輪增壓器上或者排氣集管和汽缸蓋之間。

【背景技術(shù)】
[0004]一開始提及的此類扁平墊圈在DE10213900A中被公開。該墊圈被配置為汽缸蓋墊圈，其中，至少一個墊圈層包括彈性鋼薄片并具有高度上可伸縮的封口焊珠，該封口焊珠封閉燃燒室通孔，但同時也會沿著墊圈板的外邊緣伸展。在此已知的汽缸蓋墊圈中，支撐裝置被配置為所謂的阻塞物，該阻塞物與封口焊珠相聯(lián)系并與封口焊珠直接相鄰，以便在汽缸蓋墊圈的安裝和操作期間，避免封口焊珠出現(xiàn)對焊珠的永久密封功能不利的不期望的過分壓扁現(xiàn)象。形成阻塞物的墊圈層部件，其圍繞它們相應的別針根部折疊從而呈現(xiàn)別針狀設置或者沿著相應墊圈層部件的縱向邊緣折疊從而呈現(xiàn)條狀設置，為同一個墊圈層的所有部件，該同一個墊圈層可以是所謂的提供有封口焊珠的功能層或者所謂的該汽缸蓋墊圈的墊圈板的阻塞物層。
[0005]對于此類扁平墊圈，密封是在兩個相鄰部件的兩個相互面對的密封表面之間實現(xiàn)的，特別地，在法蘭連接的兩個法蘭之間，密封表面在它們之間形成了所謂的可以容納扁平墊圈的密封間隙并通常通過裝配螺絲的方式彼此相對的夾緊，從而扁平墊圈被壓在部件密封表面之間。然而，兩個部件或者法蘭也可通過其它已知的連接和夾緊方法相互連接并施壓于扁平墊圈。上述部件可以是汽缸蓋以及與其相鄰的排氣集管(在此情形下，扁平墊圈形成為排氣集管墊圈)，同時它們也可以是排氣管的兩個零件之間或者需要彼此緊密連接的其它部件之間并且處于需要通過扁平墊圈防止液體流出的連接區(qū)域中的，尤其重要的是處于其中高溫盛行的內(nèi)燃機的排氣區(qū)域中的，法蘭連接的部件。由于作用于已安裝的扁平墊圈上的壓力通?；蚨嗷蛏偈┘釉邳c上(尤其，當使用裝配螺絲時)并且能夠在其間容納扁平墊圈的部件在任何應用中均不可視作絕對剛性的部件，因此作用于已安裝的扁平墊圈上的壓力通常會出現(xiàn)相當大的局部波動:如果沒有特別措施，裝配螺絲或者其它連接裝置處及其直接相鄰處的壓力最大，并且壓力隨著與連接裝置之間距離的增加而減少，即在裝配螺絲的情形下，兩個相鄰裝配螺絲之間中點上的壓力最小。然而，在其間包容扁平墊圈的部件的操作期間產(chǎn)生的局部不同部件硬度和局部不同熱膨脹同樣會影響作用于已安裝的扁平墊圈上的壓力，在不采取特殊措施的情況下，上述的結(jié)果通常會導致部件之間容納已安裝的扁平墊圈的密封間隙的寬度在尺寸上局部不同。因此，形成與在高度上可伸縮的封口焊珠相關(guān)聯(lián)的阻塞物且該在高度上可伸縮的封口焊珠的高度沿著阻礙物可變，是已知的，并且通過在扁平墊圈上提供的支撐元件，以抵消在其間包容扁平墊圈的部件密封表面上的變形，是公知的，該扁平墊圈形成用于在其間可包容扁平墊圈的部件密封表面的支撐裝置并且不具有用于在高度上可伸縮焊珠的變形限幅器/阻塞物的功能。
[0006]然而，對較長管道中或者諸如機油濾清器或者渦輪增壓器的更巨大的模塊與諸如內(nèi)燃機的承載這類模塊的單元之間的法蘭連接進行操作時，會出現(xiàn)下列問題:由于振動，顫動或者諸如此類，同時也由于與位置和/或時間不同的熱膨脹，缺少特殊測量措施，通過彼此面對的法蘭密封表面形成的并且可以容納扁平墊圈的密封間隙的分布狀態(tài)相對于位置和時間而改變，而在某些情況下，扁平墊圈不能適應密封間隙狀態(tài)分布中的這些變化，因而不能夠補償密封間隙狀態(tài)分布中的變化。首先，當其應用至諸如內(nèi)燃機的排氣區(qū)域這種情形時，即便當經(jīng)典的彈性鋼薄片被用于扁平墊圈的一個以上的層時，扁平墊圈經(jīng)受高溫而不再具有任何明顯的彈性特征，與以下情形一樣，例如，在金屬汽缸蓋墊圈中，經(jīng)典彈性鋼的彈性鋼特性在大約400攝氏度時大幅度的降低。缺少特殊措施，法蘭連接在不期望的操作環(huán)境下變得不緊湊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明接下來的目標是提出開始所定義的該類扁平墊圈，借此可以簡單而又經(jīng)濟的實現(xiàn)局部不同有效高度的支撐裝置。在此情形下，支撐裝置可以是與密封焊珠相關(guān)的阻塞物，即用于密封焊珠的變形限幅器，不僅用于界定或最小化諸如在其間夾住扁平墊圈的法蘭的部件的密封表面的變形的裝置至少大體上穩(wěn)固，而且通過支撐裝置的方式用于容納扁平墊圈的密封間隙的分布狀態(tài)也至少大體上穩(wěn)固。
[0008]為了達成該目標，根據(jù)本發(fā)明，將開始定義的該類扁平墊圈配置為:墊圈板具有至少一個第一墊圈層，該第一墊圈層具有至少一個第一層區(qū)域，在該第一層區(qū)域中第一墊圈層具有第一層厚度并且形成支撐裝置的至少一個第一折疊墊圈層部件，以及墊圈板具有至少一個第二墊圈層，該第二墊圈層具有至少一個第二層區(qū)域，在該第二層區(qū)域中第二墊圈層具有第二層厚度并且形成支撐裝置的至少一個第二折疊墊圈層部件，第一層厚度和第二層厚度彼此不同，從而該支撐裝置具有不同的總的材料厚度，相應地，在其區(qū)域中具有不同的有效高度。
[0009]針對第一墊圈層和第二墊圈層使用不同厚度的扁平材料最為方便(即，無涂層的金屬薄片，在一側(cè)涂覆的金屬薄片或者兩側(cè)均涂覆的金屬薄片的任意組合)，由于通過一個墊圈層形成的墊圈層部件與通過其它墊圈層形成的墊圈層部件具有不同的層厚度，因而自動導致了不同厚度的墊圈層部件以及，相應的，不同有效高度，但在實施例中優(yōu)選第一墊圈層和第二墊圈層包括不同薄片厚度的金屬薄片的金屬薄片層。
[0010]然而，根據(jù)本發(fā)明，扁平墊圈可被配置為:墊圈層中的一個或者兩個在其區(qū)域中均提供有不同厚度的涂層，或者，墊圈層部件或者一些墊圈層部件經(jīng)受沖壓操作而改變在其區(qū)域中的金屬薄片厚度，考慮到此類墊圈層部件相對小的表面區(qū)域，在其縱向方向上不受阻礙的阻塞物中，相對于高度輪廓的沖壓可提供相當?shù)偷臎_壓力。
[0011]DE 102 13 900 A提及了與密封焊珠相關(guān)的阻塞物，其沿著密封焊珠具有高度輪廓，通過由具有不同高度的折疊墊圈層部件形成的阻塞物而實現(xiàn)，從而在密封焊珠的縱向方向上阻塞物高度不同。然而，這些不同高度如何形成并未描述，以及，由于在此已知的汽缸蓋墊圈中，形成阻塞物的所有的折疊墊圈層部件由同一個墊圈層制成，因此，墊圈層部件最初必須具有同樣的原始層厚度，假設通過沖壓折疊的墊圈層部件或者待折疊的墊圈層部件而制造不同的高度。
[0012]如果墊圈板具有墊圈層，該墊圈層具有高度上可伸縮的焊珠，在扁平墊圈的安裝和操作期間，為了避免焊珠不期望的高度扁平化，根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置可與該焊珠相鄰并相關(guān)(在墊圈板的平面視圖中)。焊珠可以是常見的密封焊珠，其沿著流體通孔(例如，燃燒室開口，廢氣通孔或者用于冷凍劑或者機油的通孔)伸展，也可以是例如封閉供裝配螺絲通過的螺絲孔的焊珠。在用于封閉流體通孔的密封焊珠的情形中，根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置可以特別有利地發(fā)射狀地安置在密封焊珠的外面，以便形成與密封焊珠直接相鄰的阻塞物或者形成所謂的腹地支撐，在本情形中，支撐裝置被安置在與密封焊珠不同的空間中，更加特別地，在操作和/或?qū)ζ溟g容納扁平墊圈的部件的密封表面變形抑制期間，這種方式和這種配置能夠穩(wěn)固密封間隙的分布狀態(tài)，例如，抑制內(nèi)燃機的排氣區(qū)域中放置的法蘭連接的法蘭的變形。腹地支撐典型地安置在墊圈板的周邊，例如，可在細長扁平墊圈的兩個縱向末端區(qū)域中提供根據(jù)本發(fā)明的數(shù)個支撐裝置。然而，根據(jù)使用的種類以及扁平墊圈的配置，在此情形下，支撐裝置也可用作用于密封焊珠的阻塞物。
[0013]如DE 102 13 900 A的附圖所示，某一墊圈層的折疊墊圈層部件可折疊在墊圈層之上并依靠在該墊圈層之上，以及該墊圈層可被安置在多層墊圈板的里面。然而，某一墊圈層的折疊墊圈層部件也可依靠在另一墊圈層之上和/或位于墊圈板的外側(cè)。特別地，可在墊圈板的周邊提供某一墊圈層的待折疊的墊圈層部件，然后以它們沿著相鄰墊圈層的外緣齒合并依靠于相鄰的墊圈層之上的方式將它們折疊。可選地，墊圈層的待折疊的至少一個墊圈層部件可被安置在與墊圈板的周邊一定間距的位置上，穿過相鄰墊圈層中的剪切塊并被折疊在相鄰墊圈層之上。
[0014]如果根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置的墊圈層部件位于墊圈板的第一外側(cè)，并由形成墊圈板的第二外側(cè)以及形成齒合于墊圈板的第一外側(cè)的折疊墊圈層部件的墊圈層而形成，折疊墊圈層部件也可確保多層墊圈板固定在一起，從而將墊圈層彼此連接的額外措施可被省去。
[0015]DE 102 13 900 A中所公開的汽缸蓋墊圈中，在根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈中，至少一些墊圈層部件呈條型配置并在各墊圈層部件的縱向邊緣被折疊也是可能的。然而，對于具有高度輪廓的支撐裝置的形成，優(yōu)選實施例中至少一些墊圈層部件采用別針狀配置并沿著各別針根部折疊，墊圈層部件在支撐裝置的縱向方向上具有相對較窄的配置，從而實現(xiàn)伴隨其的高度輪廓，其高度在支撐裝置的縱向方向上以相對短的間隔變化。
[0016]如果欲得到根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置，其高度輪廓不僅具有兩個不同有效高度，通過一些在折疊之前或之后可能的僅局部經(jīng)受沖壓操作的折疊墊圈層部件而實現(xiàn)，而且在具有多于兩個墊圈層的墊圈板的情形中，從不同厚度的層制造多于兩個的墊圈層以及從多于兩個的墊圈層的折疊墊圈層部件形成支撐裝置更加簡單。進一步的變形將會在下文中闡述。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈的優(yōu)選實施例中，在墊圈板的平面視圖中，至少一個支撐裝置采用細長型配置(即其具有長大于寬的一般形狀)，并由至少兩個在支撐裝置的縱向方向上彼此前后放置(其不需要直接跟隨)的折疊墊圈層部件形成，至少兩個墊圈層部件的區(qū)域中墊圈板的總的材料厚度彼此不同。相應地，此類支撐裝置具有在其縱向方向上延伸的高度輪廓，由于其由折疊墊圈層部件形成，該支撐裝置不必具有連續(xù)過程的高度輪廓以及在輪廓高度上的恒定變化。從上述描述可見，實現(xiàn)此類高度輪廓的最容易的方式采用至少兩個墊圈層部件的層厚度彼此不同。
[0018]在根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈的優(yōu)選實施例中，支撐裝置由至少兩個在支撐裝置的縱向末端區(qū)域中提供的第一折疊墊圈層部件以及至少一個在支撐裝置的中央?yún)^(qū)域中提供的第二折疊墊圈層部件形成，第一墊圈層部件的區(qū)域中以及第二墊圈層部件的區(qū)域中的墊圈板的總的材料厚度彼此不同。例如，此類支撐裝置在其縱向末端區(qū)域相對于其中央?yún)^(qū)域具有更大或者更小的有效高度。
[0019]如上所述，隨著僅局部提供的諸如裝配螺絲的連接裝置的使用，在不采取特殊措施時，在容納扁平墊圈的密封間隙中，僅產(chǎn)生或多或少施加于點上的壓力，該扁平墊圈的寬度在連接裝置的區(qū)域最小，在位于連接裝置之間的中央?yún)^(qū)域最大。因此，根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈的此類實施例被特別推薦，其中，細長支撐裝置在兩個連接裝置所在位置之間延伸，特別地，在用于裝配螺絲通過的兩個螺絲孔之間延伸，支撐裝置在接近連接裝置區(qū)域中的總的材料厚度小于位于前述區(qū)域之間的支撐裝置的中央?yún)^(qū)域中的總的材料厚度。
[0020]本發(fā)明的基本原則也可有利地通過墊圈板和支撐裝置實現(xiàn)，該墊圈板包括至少一個較厚和一個較薄墊圈層，該支撐裝置包括較厚墊圈層的至少兩個墊圈層部件，其第一墊圈層部件折疊在較厚墊圈層之上以及其第二墊圈層部件折疊在較薄墊圈層之上。在此情形下，在第一折疊墊圈層部件區(qū)域中支撐裝置的有效高度等于較厚墊圈層厚度減去較薄墊圈層厚度，以及在第二折疊墊圈層部件區(qū)域中等于較厚墊圈層的厚度。在此實施例中，較薄墊圈層僅可最遠延伸至第一折疊墊圈層部件的自由邊或者最遠延伸至折疊的第一墊圈層部件的自由邊，但在優(yōu)選實施例中，較薄墊圈層具有凹縫，在墊圈板的平面視圖中，該凹縫至少大體上容納折疊的第一墊圈層部件，因此，在折疊的第二墊圈層部件區(qū)域中由較厚和較薄墊圈層形成的總的材料厚度大于在折疊的第一墊圈層部件區(qū)域中的總的材料厚度，其差值為較薄墊圈層的層厚度。在此情形中，如果在多層墊圈板中，僅較厚的墊圈層具有折疊墊圈層部件，具有兩個不同有效高度的支撐裝置仍可被實現(xiàn)。另一方面，如果不同厚度的兩個墊圈層具有折疊墊圈層部件，即便具有三個不同有效高度的支撐裝置也可被實現(xiàn)。
[0021]進一步地，不僅通過至少一個墊圈層在至少一個墊圈層部件所在區(qū)域中被折疊不止一次，即貫穿大約180°，而且通過墊圈層部件自身在其區(qū)域中被再次或者數(shù)次折疊，從而實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置的有效高度的增加，因此，墊圈層部件具有扁平的平躺的U型或者，例如，扁平的S型的橫截面，首先，該墊圈層部件可容易地在相對薄的墊圈層上實現(xiàn)。
[0022]在根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈的特別優(yōu)選實施例中，墊圈層隨著折疊墊圈層部件至少大體上沿著整個墊圈板延伸。
[0023]本發(fā)明進一步的特征、優(yōu)點和細節(jié)將會在附圖和/或根據(jù)本發(fā)明扁平墊圈的幾個特別有利的實施例隨后的描述中給出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈的第一實施例的平面視圖；
[0025]圖2-5分別為根據(jù)圖1中線2-2，3-3, 4-4, 5-5的穿過第一實施例的剖面圖；
[0026]圖6為穿過第二實施例的剖面圖，在第二實施例中折疊墊圈層部件與墊圈板的周邊分隔開；
[0027]圖7A-7E為穿過根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈的五個進一步實施例的剖面圖，其中，這些剖面表示中的每一個僅顯示了在各個情形下的可以彼此結(jié)合的相應的扁平墊圈的墊圈層之一的折疊墊圈層部件；
[0028]圖8A為以分段等距表示方法顯示的根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈的第八實施例的某一區(qū)域；
[0029]圖8B顯示了第八實施例的另一區(qū)域的剖面圖；
[0030]圖SC為在圖8A修改的基礎上，以等距表示方法顯示的根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈的某一區(qū)域的第九實施例；以及
[0031]圖9為穿過根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈的第十實施例的與圖5相對應的剖面圖。

【具體實施方式】
[0032]如圖1-5所示的根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈為特別優(yōu)選實施例，即用于內(nèi)燃機排氣區(qū)域中法蘭連接的扁平墊圈，其被安裝在僅在圖5中所示的法蘭連接的兩個法蘭之間并被夾緊，特別的，通過裝配螺絲夾緊。扁平墊圈具有墊圈板10，墊圈板10具有廢氣通孔12以及在此情形下的用于裝配螺絲通過的兩個螺絲洞14，根據(jù)圖1，扁平墊圈包括上部的、較厚的第一墊圈層16和下部的、較薄的第二墊圈層18，它們由在墊圈的操作溫度不會發(fā)生剝落的薄鋼板制成(此類薄鋼板為本領域技術(shù)人員所熟知，因而，不需要加以特殊介紹)。如果根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈在操作期間被應用至比內(nèi)燃機排氣區(qū)域中所用的扁平墊圈的高度較低的溫度時，例如，被應用至排氣集管墊圈或者廢氣渦輪增壓器上的法蘭墊圈，根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈所謂的功能層由彈性鋼薄片金屬制成，為此，使用普通的彈性鋼即可。對于待安裝在排氣區(qū)域中的根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈一個或多個功能層，由于此類彈性鋼在高的操作溫度時仍然具有彈性伸縮特性，因而，已知的高合金彈性鋼，特別是鎳基合金制成的高合金彈性鋼，是合適的。在此關(guān)系中，值得注意的是扁平金屬墊圈的功能層應理解為墊圈層，該墊圈層在已安裝狀態(tài)以及墊圈操作期間具有至少一個高度上可伸縮的焊珠，特別地，諸如封口焊珠的焊珠。
[0033]根據(jù)本發(fā)明，在現(xiàn)有情形下，兩個墊圈層16、18基本一致，并且每個墊圈層具有各自壓印在金屬片上的封口焊珠16a和18a，在墊圈板10的平面視圖中，其中一個位于另一個之上，以圓環(huán)的形狀封閉廢氣通孔12。實施例中顯示了兩個封口焊珠16a、18a為橫截面為近似圓弧形狀或者梯形的所謂的全焊珠，然而，對本領域技術(shù)人員而言，封口焊珠也可以具有從現(xiàn)有技術(shù)中已知的任意其它橫截面形狀，例如，可以是所謂的半焊珠。同樣地，墊圈的配置優(yōu)選為每個墊圈層16，18在其封口焊珠16a、18a與廢氣通孔12的邊緣之間具有扁平部件，當墊圈被安裝和擠壓時，這些扁平部件彼此依靠，如在密封焊珠16a、18a之外放射性延伸的兩個墊圈層16、18的那些區(qū)域彼此依靠。與圖2-4所示以及上述描述不同地，兩個墊圈層可提供有投影圖不相互面對而向著相對的其它墊圈層投影的焊珠。最后，值得注意的地方在于:如果墊圈層焊珠在操作期間不具有任何或者任何明顯的彈性特性，而是在扁平墊圈的安裝和/或操作期間至少實質(zhì)上可塑性變形以及變平，其頂部區(qū)域中的焊珠反而會導致與墊圈板平面垂直方向上壓力的增加，從而能夠履行密封功能，綜上所述，由于扁平墊圈的創(chuàng)造性配置，密封間隙狀態(tài)分布通過扁平墊圈在操作期間是穩(wěn)定的。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的墊圈板10被提供有兩個支撐裝置20和22，其中每一個具有伸長的基礎形狀，如優(yōu)選實施例所示，被安裝在墊圈板10的周邊，在每個情形下，在主要伸長墊圈板區(qū)域的主要部分之上，該主要伸長墊圈板區(qū)域在封口焊珠16a、18a外面發(fā)射狀延伸，在示例性實施例中，位于兩個螺絲洞14之間，并且其中每一個包括數(shù)個部分，在一示例性實施例中，包括四個部分，通過兩個墊圈層16、18的折疊墊圈層部件形成。下文僅對支撐裝置22作詳細介紹，但同樣適用于其它支撐裝置20。
[0035]如圖1所示，支撐裝置22的部分通過折疊的第一和第二墊圈層部件181和161形成，它們分別是墊圈層18和墊圈層16的部件，相應的，它們采用別針狀或者長條狀配置并被彎曲180度。圖3和圖4中顯而易見地，較厚的墊圈層部件161折疊在墊圈層16自身之上，反之，較薄的墊圈層部件181沿著墊圈層16的邊緣齒合，并被折疊在墊圈層16之上。
[0036]墊圈板10的兩個墊圈層16和18通過折疊的墊圈層部件181而保持在一起，從而不需要進一步的連接方法。
[0037]兩個支撐裝置20和22的每一個具有兩個末端區(qū)域，在示例性實施例中，其中每一個與螺絲洞14中的一個相鄰并通過較薄的、折疊的墊圈層部件181形成；和一個中心區(qū)域，其通過兩個較厚的墊圈層部件161形成，因此每個支撐裝置具有高度輪廓，在支撐裝置的兩個末端區(qū)域中的高度輪廓的高度低于其中心區(qū)域中的高度輪廓的高度。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，兩個支撐裝置20、22能夠履行兩個功能:
[0039]首要的，根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈安裝和夾緊在法蘭連接的兩個法蘭30和40之間(參見圖5)，兩個法蘭30和40通過兩個支撐裝置支撐，通過兩個法蘭所限定并容納扁平墊圈的密封間隔的分布狀態(tài)在操作期間因而是穩(wěn)定的。進一步地，兩個支撐裝置20、22能夠阻止封口焊珠16a、18a在扁平墊圈的安裝和操作期間以不期望的方式過度變平，即支撐裝置可用作用于兩個封口焊珠的阻塞物。
[0040]根據(jù)本發(fā)明，在折疊的墊圈層部件161、181的區(qū)域中墊圈板10的總的材料厚度大于折疊的墊圈層部件區(qū)域周圍或者支撐裝置20和22區(qū)域周圍的總的材料厚度分別為墊圈層16的材料厚度或者墊圈層18的材料厚度。因此，支撐裝置的有效高度分別等于墊圈層16或者墊圈層18的材料厚度，小于未變形的封口焊珠16a和18a的高度之和。
[0041]為了清楚的闡述支撐裝置22的高度輪廓，圖5中所示的截面將墊圈板10作為一個整體表示并在高度上放大地、大概地顯示了折疊的墊圈層部件181、161。圖5還顯示了法蘭連接的兩個法蘭30和40的部分區(qū)域，根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈通過連接裝置安裝并夾緊在法蘭30和40之間，兩個法蘭的連接裝置未顯示。因此，密封間隙的分布狀態(tài)由圖5可見，該密封間隙由法蘭30和40的彼此面對的密封表面形成和限定，并且根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈安裝并夾緊在密封間隙中。圖5中法蘭30的曲率大小同樣被放大，從而圖5所示密封間隔在高度或者寬度上的局部差異在尺寸上也被放大。從圖5可以得出，改變墊圈層部件是值得推薦的，例如，以折疊的墊圈層部件具有適于密封間隙狀態(tài)分布的高度輪廓的方式，即適應于依靠在折疊的墊圈層部件的法蘭密封表面的曲率，通過沖壓操作在厚度上改變在其區(qū)域中根據(jù)本發(fā)明的折疊之前或者折疊之后的墊圈層部件181和161 (與圖5所示的截面形狀有關(guān))。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈一些可選擇配置將會結(jié)合圖6，7A-7E，8A_8C和9進行介紹。
[0043]圖6顯示了穿過根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈區(qū)域的截面，該區(qū)域被從扁平墊圈的墊圈板的外部和內(nèi)部邊緣分隔開。例如，該扁平墊圈的墊圈板可通過兩個墊圈層形成，即較厚的上部墊圈層50和較薄的下部墊圈層52。數(shù)個墊圈層部件50a由墊圈層50通過按壓和折疊而形成，圖6中僅顯示了數(shù)個墊圈層部件中的一個。墊圈層部件被折疊在墊圈層50自身之上并靠其上側(cè)放置。數(shù)個墊圈層部件52a類似的由墊圈層52通過按壓和折疊而形成，圖6中類似的僅顯示了一個墊圈層部件52a。為了實現(xiàn)墊圈層部件52a能夠被類似地折疊并被放置在墊圈層50的上側(cè)，墊圈層50具有用于每個折疊墊圈層部件52a的類似窗口的凹縫50b，首次提出的墊圈層部件52a通過該凹縫穿過，然后被折疊返回在墊圈層50之上。為了完整目的，值得注意的是，圖6中所示的折疊墊圈層部件50a的構(gòu)造在墊圈層50上當然遺留了相應的凹縫。
[0044]圖7A至7E顯示了根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置的配置，該支撐裝置可被提供在根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈的墊圈板的外邊緣和/或內(nèi)邊緣，當然，在內(nèi)邊緣布置所需的空間環(huán)境沒有圖1中所示的扁平墊圈情形中的那么嚴格。
[0045]圖7A顯示了具有三個墊圈層60、62和64的三層結(jié)構(gòu)的墊圈板的一個區(qū)域，所有的三個墊圈層具有不同的材料厚度(為了簡便目的，圖7A至圖7C中未顯示)。最下部墊圈層64的墊圈層部件64a，在墊圈板上的第一位置，形成了根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置的第一部分。圖7A僅顯示了一個折疊的墊圈層部件64a，而所有的折疊的墊圈層部件被折疊在最上部的墊圈層60的上側(cè)之上，從而圍繞圖7A中所示的墊圈板的邊緣齒合。在墊圈板上其它的第二位置，其最上部的墊圈層60具有墊圈層部件60a，該墊圈層部件60a被折疊在墊圈層60的上側(cè)之上，圖7B僅顯示了墊圈層部件60a之一。折疊的墊圈層部件60a被用于形成根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置的第二部分。在墊圈板上其它的第三位置，該支撐部件具有通過中間墊圈層62的折疊的墊圈層部件62a形成的第三部分。圖7C同樣僅顯示了折疊墊圈層部件62a中的一個，折疊的墊圈層部件62a被折疊在墊圈層60的上側(cè)之上，從而圍繞墊圈層60的邊緣齒合。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的所述支撐裝置因而具有擁有三個不同有效高度的高度輪廓，圖7A至7C僅顯示了單獨的部分。
[0047]圖7D和圖7E顯示了根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置的部分的兩個進一步的變形，在每個實施例中，該部分被安置在根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈焊珠的附近。圖7D和圖7E分別顯示了具有兩個以上墊圈層的墊圈板的兩個墊圈層(兩個墊圈層具有不同的材料厚度，當圖中未顯示)。圖7D和圖7E僅顯示了在一個墊圈層中的一個焊珠，但是至少一個第二墊圈層可同樣被提供有焊珠。最后，圖7D和7E分別顯示了一個墊圈層的單個折疊的墊圈層部件，但是不同材料厚度的其它墊圈層同樣具有折疊的墊圈層部件是不言而喻的。
[0048]關(guān)于圖7D中部分顯示的墊圈板的兩個墊圈層70和72，墊圈層72具有焊珠74，還具有折疊的墊圈層部件72a，折疊的墊圈層部件72a被折疊至墊圈層72的焊珠74凸出的一側(cè)之上。折疊的墊圈層部件72a因此形成了根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置的具有用于焊珠74的阻塞物功能的第一部分。
[0049]圖7E用于闡述通過墊圈層70和72形成的同一墊圈板上的其它位置，該墊圈板上，墊圈層70具有折疊的墊圈層部件70a。除了墊圈層70和72的材料厚度不同，以及由此導致的折疊的墊圈層部件70a和72a的材料厚度不同，適用于折疊的墊圈層部件72a的情形同樣適用于此處。
[0050]圖8A和8B中顯示了根據(jù)本發(fā)明的同一扁平墊圈的兩個區(qū)域，該扁平墊圈的墊圈板具有僅兩個以上的墊圈層。圖8A和8B顯示了較厚的墊圈層80和較薄的墊圈層82，其中，僅較厚的墊圈層80具有折疊的墊圈層部件。圖8A所示的區(qū)域中，墊圈層80具有折疊的墊圈層部件80a，該折疊的墊圈層部件80a折疊在實際墊圈層80之上，然而，由墊圈層部件80a的折疊所導致的彎曲線的縱向方向上，墊圈層80可具有至少一個另外的折疊的墊圈層部件80a，這些折疊的墊圈層部件彼此間以一定間隔安置在彎曲線縱向方向上。根據(jù)附圖中圖片的實施例中，較薄墊圈層82的右邊緣在左邊緣的附近伸展，即折疊的墊圈層部件80a或者所有墊圈層部件80a的自由邊。如圖8A所示，根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置，在一個或者多個折疊的墊圈層部件80a的區(qū)域中，具有有效高度，該有效高度等于墊圈層80和82的材料厚度之間的差值。
[0051]圖8B所示的實施例的區(qū)域中，較厚的墊圈層80具有折疊的墊圈層部件80b，該墊圈層部件80b折疊在較薄的墊圈層82之上，從而根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置在那具有有效高度，該有效高度等于墊圈層80的材料厚度。折疊的墊圈層部件80b (或者數(shù)個此類墊圈層部件)可位于兩個折疊的墊圈層部件80a之間，但是較薄的墊圈層82必須在折疊的墊圈層部件80b的區(qū)域中在折疊的墊圈層部件80b之下齒合。在此情形下，根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置具有高度輪廓，該高度輪廓具有通過折疊的墊圈層部件80a和80b形成的兩個不同的有效高度，盡管只有單個墊圈層的部件，即墊圈層80，被折疊?？蛇x地，墊圈板可具有根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置，該支撐裝置通過墊圈層80的一個以上的折疊墊圈層部件80a和較薄墊圈層82的一個以上的折疊墊圈層部件形成。
[0052]圖SC顯示了根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈在圖8A中所示區(qū)域的變形，該區(qū)域具有較厚墊圈層80和較薄墊圈層82。同樣地，較厚墊圈層80具有至少一個折疊的墊圈層部件80a’，墊圈層部件80a’折疊在實際墊圈層80之上，但在此變形下，在較薄墊圈層82中的剪切塊82a’中齒合并大體上被該剪切塊所容納，除了在與墊圈板垂直的方向上折疊墊圈層部件80a’凸出于墊圈層82之上，更加特別的，凸出的距離墊圈層80和82的材料厚度之間的差值。除了一個或多個剪切塊82a’，圖8C所示的變形中，較薄墊圈層82的邊緣在一個或多個折疊的墊圈層部件80a’的形成所導致的彎曲線的附近伸展。另一方面，用于圖8A和SB所示的實施例的情形同樣適用于圖8C所示的變形。
[0053]圖9顯示了圖5所示的法蘭連接的變形，其包括根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈，具有兩個法蘭30’和40’。對比圖5，圖9中的法蘭連接在法蘭連接的最右邊緣被完成。根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈的墊圈板100，圖9中部分示出，具有較厚墊圈層90和較薄墊圈層92，然而，其還可包括其它墊圈層。如圖5中的實施例所示，圖9中所畫墊圈板100具有數(shù)個折疊墊圈層部件，更加特別地，較薄墊圈層92的多個墊圈層部件92a和較厚墊圈層90的多個墊圈層部件90a，它們均被折疊在較薄墊圈層92之上。根據(jù)圖9的實施例中，裝配螺絲102用于將兩個法蘭30’和40’彼此連接，并夾緊位于該兩個法蘭之間的扁平墊圈。每個裝配螺絲102穿過法蘭30a’的光滑螺絲洞30a’，并擰緊至法蘭40’的螺紋孔40a’，每個裝配螺絲102具有相對于法蘭30’被擰緊的螺絲帽104。
[0054]根據(jù)本發(fā)明，接下來的其它變形也是可行的并在特定環(huán)境下有利:在實施例中，較厚墊圈層90具有用于每個裝配螺絲102的螺絲洞90’，較薄墊圈層92被限制在每個裝配螺絲102桿部以內(nèi)部分(從墊圈層92至法蘭連接的外邊緣可見)，然而，較厚墊圈層90也可被限制在每個裝配螺絲102桿部以內(nèi)部分。根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈的墊圈板的此類變形會導致裝配螺絲桿部的輕微變形，但是，另一方面，也獲得了優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置的有效高度被進一步劃分級別，相對于那些根據(jù)本發(fā)明的支撐裝置的高度輪廓僅由折疊的墊圈層部件決定的實施例。這些變形同樣允許由于裝配螺絲102施加的壓力的分布額外的被包容扁平墊圈的密封間隔所影響。僅僅為了完整目的，需要指出，為了表示清楚，法蘭和密封間隔的分布狀態(tài)的變形在圖9中被放大。
[0055]從上述描述可見，附圖和權(quán)利要求，本發(fā)明的基本精神在于根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈包括至少兩個具有彼此不同材料厚度的墊圈層，并且至少一個墊圈層上具有折疊的墊圈層部件，更加特別地，優(yōu)選在具有較厚材料厚度的墊圈層上?？蛇x地，具有較薄材料厚度的墊圈層上具有折疊的墊圈層部件，并且至少一個此類墊圈層部件被折疊數(shù)次。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的扁平墊圈的優(yōu)選實施例中，包括至少兩個墊圈層，其中一個相對于另一個具有更厚的墊圈層厚度，較厚墊圈層的層厚度為較薄墊圈層的層厚度的1.2至1.6倍，特別地，為較薄墊圈層的層厚度的1.25至1.5倍。
[0057]墊圈層厚度之間的差值優(yōu)選為大約0.05至0.1mm。
[0058]在具有至少兩個不同層厚度的墊圈層的多層扁平墊圈的情形中，特別推薦創(chuàng)造性配置，其中較薄墊圈層的層厚度為大約0.18至0.22mm,特別的，為0.2mm,較厚墊圈層的層厚度為大約0.22至0.32mm,特別地，為0.25至0.30mm。
[0059]當上述提及的兩個墊圈層安置在彼此之上或者被安置在彼此頂部時，并不意味著兩個墊圈層必須直接彼此相鄰，盡管優(yōu)選了此類實施例。對于諸如其它墊圈層的其它墊圈部件同樣可被安置在提及的兩個墊圈層之間。
【權(quán)利要求】
1.一種扁平墊圈，其包括至少大體上為金屬的墊圈板，該墊圈板具有至少兩個安置在彼此之上的墊圈層，該墊圈板中形成有至少一個待密封的通孔，該墊圈板包括至少一個支撐裝置，該支撐裝置增加了其所在區(qū)域中墊圈板的總的材料厚度并由數(shù)個折疊的墊圈層部件所形成，其特征在于: 墊圈板具有至少一個第一墊圈層，該第一墊圈層具有至少一個第一層區(qū)域，在該第一層區(qū)域中第一墊圈層具有第一層厚度并且形成有支撐裝置的至少一個第一折疊墊圈層部件； 墊圈板具有至少一個第二墊圈層，該第二墊圈層具有至少一個第二層區(qū)域，在該第二層區(qū)域中第二墊圈層具有第二層厚度并且形成有所述支撐裝置的至少一個第二折疊墊圈層部件； 第一層厚度和第二層厚度彼此互不相同，從而所述支撐裝置在其區(qū)域中具有不同的總的材料厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平墊圈，其特征在于:至少一個墊圈層包括密封焊珠，在墊圈板的平面視圖中，該密封焊珠具有支撐裝置，該支撐裝置被配置為與其相關(guān)并與其相鄰的密封焊珠的阻塞物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扁平墊圈，其特征在于:至少一個墊圈層包括密封焊珠，該密封焊珠封閉流體通孔；并且支撐裝置與通孔相關(guān)地被發(fā)射狀地安置在密封焊珠的外面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的扁平墊圈，其特征在于:在墊圈板的周邊提供至少一個支撐裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的扁平墊圈，其特征在于:第一墊圈層的層厚度不同于第二墊圈層的層厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的扁平墊圈，其特征在于:第一墊圈層和第二墊圈層包括不同薄片厚度的金屬薄片的金屬薄片層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的扁平墊圈，其特征在于:至少當扁平墊圈被安裝時，支撐裝置的折疊墊圈層部件均位于墊圈層的第一主表面之上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的扁平墊圈，其特征在于:第一主表面形成多層墊圈板的第一外側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的扁平墊圈，其特征在于:通過墊圈層形成至少一個折疊墊圈層部件，該墊圈層形成墊圈板的第二外側(cè)并與其第一外側(cè)相齒合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述的扁平墊圈，其特征在于:至少一些墊圈層部件呈別針狀配置并沿著相應別針的根部折疊。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10之一所述的扁平墊圈，其特征在于:至少一些墊圈層部件呈長條狀配置并折疊在相應墊圈層部件的縱向邊緣上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11之一所述的扁平墊圈，其特征在于:在墊圈板的平面視圖中，至少一個支撐裝置呈細長型配置并通過至少兩個折疊墊圈層部件形成，該兩個折疊墊圈層部件中的一個在支撐裝置的縱向上位于另一個之后，在至少兩個墊圈層部件的區(qū)域中，墊圈板的總的材料厚度彼此不同。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的扁平墊圈，其特征在于:至少兩個墊圈層部件的層厚度彼此不同。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的扁平墊圈，其特征在于:通過在支撐裝置的縱向末端區(qū)域中提供的至少兩個第一折疊墊圈層部件以及在支撐裝置中央?yún)^(qū)域中提供的至少一個第二折疊墊圈層部件，形成支撐裝置；第一墊圈層部件區(qū)域中的墊圈板的總的材料厚度與第二墊圈層部件區(qū)域中墊圈板的總的材料厚度彼此不同。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的扁平墊圈，其特征在于:在墊圈板的平面視圖中，細長的支撐裝置在用于供裝配螺絲通過的兩個螺絲孔之間延伸，并且接近螺絲孔區(qū)域中支撐裝置的總的材料厚度小于位于接近螺絲孔的區(qū)域之間的支撐裝置的中央?yún)^(qū)域的總的材料厚度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15之一所述的扁平墊圈，其特征在于:墊圈板包括至少一個較厚墊圈層和一個較薄墊圈層，并且支撐裝置包括較厚墊圈層的至少兩個墊圈層部件，兩個墊圈層部件的第一墊圈層部件折疊在較厚墊圈層之上，兩個墊圈層部件的第二墊圈層部件折疊在較薄墊圈層之上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的扁平墊圈，其特征在于:較薄墊圈層具有凹縫，在墊圈板的平面視圖中，該凹縫至少大體上容納折疊的第一墊圈層部件，從而，通過較厚墊圈層和較薄墊圈層在折疊的第二墊圈層部件的區(qū)域形成的總的材料厚度大于折疊的第一墊圈層部件區(qū)域中總的材料厚度，其差值為較薄墊圈層的層厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-17之一所述的扁平墊圈，其特征在于:兩個墊圈層至少大體上沿著整個墊圈板延伸。
19.一種扁平墊圈，其包括至少大體上為金屬的墊圈板，該墊圈板具有至少兩個安置在彼此之上的墊圈層，該墊圈板中形成有至少一個待密封的通孔，該墊圈板包括至少一個支撐裝置，該支撐裝置增加了其所在區(qū)域中墊圈板的總的材料厚度并由數(shù)個折疊的墊圈層部件所形成，其特征在于: 墊圈板具有至少一個具有第一層厚度的第一墊圈層和具有第二層厚度的第二墊圈層，第一層厚度大于第二層厚度； 支撐裝置包括第一墊圈層的至少一個第一折疊墊圈層部件和一個第二折疊墊圈層部件，第一墊圈層部件折疊在第一墊圈層之上，第二墊圈層部件折疊在第二墊圈層之上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的扁平墊圈，其特征在于:第二墊圈層具有凹縫，在墊圈板的平面視圖中，該凹縫至少大體上容納折疊的第一墊圈層部件，并且通過第一墊圈層和第二墊圈層在折疊的第二墊圈層部件的區(qū)域中形成的總的材料厚度大于在折疊的第一墊圈層部件的區(qū)域中形成的總的材料厚度，其差值為第二層厚度。
【文檔編號】F16J15/08GK104160190SQ201380007801
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月3日
【發(fā)明者】威廉·庫倫 申請人:愛爾鈴克鈴爾股份公司