DE20018433U1

DE20018433U1 - Mehrlagige Dichtung

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Publication number: DE20018433U1
Application number: DE20018433U
Authority: DE
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2000-10-28
Filing date: 2000-10-28
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2010-10-29

Description

27. Oktober 2000

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MEHRLAGIGE DICHTUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrlagige Dichtung, &igr; die mindestens eine erste Lage und eine zweite Lage und mindestens eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden der Lagen der Dichtung miteinander umfaßt.

Eine solche mehrlagige Dichtung ist aus der US-Patentschrift 5,348,311 bekannt. Bei der aus dieser Druckschrift bekannten Dichtung sind die Lagen der Dichtung mittels Verbindungseinrichtungen miteinander verbunden, welche jeweils ein in einer ersten Lage der Dichtung gebildetes Loch und einen in einer zweiten Lage der Dichtung gebildeten Biegestreifen umfassen, wobei sich der Biegestreifen durch das Loch in der ersten Lage erstreckt und oberhalb der ersten Lage angeordnet ist.

Bei dieser bekannten Verbindungseinrichtung steht der Rand des Loches in der ersten Lage direkt mit dem Biegestreifen der zweiten Lage und mit dem nicht aus der Ebene der zweiten Lage herausgebogenen Bereich der zweiten Lage in Kontakt. Weist der Rand des Loches in der erste Platte einen Grat auf, wie er beispielsweise bei der Herstellung des Loches mittels Stanzen entsteht, so reibt dieser Grat bei einer Relativbewegung zwischen den Lagen der Dichtung an dem Biegestreifen der zweiten Lage und an dem nicht aus der Ebene der zweiten Lage herausgebogenen Bereich der zweiten Lage, so daß es zu einer Beschädigung der zweiten Lage kommen kann.

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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mehrlagige Dichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Lagen der Dichtung mittels mindestens einer Verbindungseinrichtung ohne Beschädigung der Lagen sicher und haltbar miteinander verbunden sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Dichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbindungseinrichtung eine erste Durchgangsöffnung in der ersten Lage mit einem ersten Randbereich und eine zweite Durchgangsöffnung in der zweiten Lage mit einem zweiten Randbereich umfaßt, wobei der erste Randbereich so aus der Ebene der ersten Lage herausgebogen ist, daß der erste Randbereich einen Wulst umfaßt, welcher die erste Durchgangsöffnung berandet, und wobei der zweite Randbereich aus der Ebene der zweiten Lage herausgebogen ist, die erste Durchgangsöffnung in der ersten Lage durchgreift und den ersten Randbereich so hintergreift, daß die erste Lage und die zweite Lage durch Formschluß gegen ein Auseinanderbewegen der Lagen gesichert sind.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Konzept wird die erste Durchgangsöffnung durch den Wulst berandet, welcher durch das Umbiegen des ersten Randbereichs entstanden ist. Dieser Wulst weist keine Stanzgrate oder ähnliche Vorsprünge auf, so daß der den ersten Randbereich hintergreifende zweite Randbereich bei einer Relativbewegung zwischen den beiden Lagen der Dichtung nicht an einem solchen Stanzgrat oder ähnlichen Vorsprung reibt und somit nicht beschädigt wird. Hierdurch ist eine besonders sichere und haltbare Verbindung der Lagen der Dichtung miteinander gewährleistet.

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Der beim Herstellen der ersten Durchgangsöffnung beispielsweise durch Ausstanzen gebildete freie Rand des ersten Randbereichs ist nach dem Herstellen der Verbindung zwischen den Lagen der Dichtung vorzugsweise von der ersten Durchgangsöffnung weg gerichtet, so daß ein an diesem freien Rand ausgebildeter Stanzgrat oder ähnlicher Vorsprung möglichst wenig mit dem zweiten Randbereich wechselwirkt.

Besonders günstig ist es, wenn ein an den freien Rand des ersten Randbereichs angrenzender Abschnitt des ersten Randbereichs nach dem Herstellen der Verbindung der Lagen der Dichtung miteinander so über den zweiten Randbereich übersteht, daß der freie Rand des ersten Randbereichs nirgends mit dem zweiten Randbereich in Kontakt kommt.

Grundsätzlich kann die Verbindungseinrichtung an einer beliebigen Stelle der Dichtung angeordnet werden.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Durchgangsöffnungen der Verbindungseinrichtung zugleich Bestandteile eines Befestigungsmitteldurchgangs zur Aufnahme eines Befestigungsmittels sind, durch welches im montierten Zustand der Dichtung die abzudichtenden Elemente aneinander festgelegt werden.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dichtung ist vorgesehen, daß die Verbindungseinrichtung im montierten Zustand der Dichtung, in dem die Dichtung unter einem Anpreßdruck zwischen zwei abzudichtenden Elementen angeordnet ist, außerhalb des mit dem Anpreßdruck beaufschlagten Bereichs der Dichtung angeordnet ist.

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Die beiden abzudichtenden Elemente können hierbei insbesondere Maschinenteile, beispielsweise ein Motorblock und ein Zylinderkopf oder zwei Elemente einer Abgasleitung, sein.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Dichtung Befestigungsmittelkanäle zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, durch welche im montierten Zustand der Dichtung die abzudichtenden Elemente aneinander festgelegt werden, aufweist, und daß die Verbindungseinrichtung außerhalb des von den Befestigungsmittelkanälen umgrenzten Bereichs der Dichtung angeordnet ist.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dichtung ist vorgesehen, daß der zweite Randbereich zumindest teilweise flächig an dem ersten Randbereich anliegt.

Um die Ausdehnung der Verbindungseinrichtung senkrecht zur Ebene der ersten und der zweiten Lage möglichst gering zu halten, ist der erste Randbereich vorzugsweise so gebogen, daß er zumindest teilweise flächig an einem nicht aus der Ebene der ersten Lage herausgebogenen Bereich der ersten Lage anliegt.

Der erste Randbereich wird bei einer solchen Ausgestaltung der Erfindung also zumindest teilweise auf die erste Lage zurückgebogen .

Ferner kann vorgesehen sein, daß der erste Randbereich so gebogen ist, daß ein an den freien Rand des ersten Randbereichs angrenzender Abschnitt des ersten Randbereichs im wesentlichen parallel zur Ebene der ersten Lage ausgerichtet ist.

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Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, daß der zweite Randbereich so gebogen ist, daß ein an den freien Rand des zweiten Randbereichs angrenzender Abschnitt des zweiten Randbereichs im wesentlichen parallel zur Ebene der zweiten Lage ausgerichtet ist.

Die erfindungsgemäße Gestaltung der Verbindungseinrichtung eignet sich besonders für eine Dichtung, bei der die erste Lage und/oder die zweite Lage der Dichtung Federstahl umfassen.

Ferner eignet sich die erfindungsgemäße Gestaltung der Verbindungseinrichtung besonders für eine Dichtung, die mindestens eine Lage umfaßt, die mit einer Beschichtung, vorzugsweise mit einer ein Elastomer umfassenden Beschichtung, versehen ist. Bei solchen Dichtungen ist ein zuverlässiges Verbinden der Lagen miteinander mittels des üblichen Verschweißens mit erhöhten Schwierigkeiten verbunden und überdies nicht möglich, ohne die Beschichtung zu beschädigen.

Besonders günstig ist es, wenn der erste Randbereich die erste Durchgangsöffnung ringförmig umgibt. In diesem Fall kann die an dem ersten Randbereich ausgebildete Wulst (bzw. können mehrere an dem ersten Randbereich ausgebildete Wülste) zur Zentrierung des die erste Durchgangsöffnung durchgreifenden zweiten Randbereichs und somit zur genauen Festlegung der relativen Lage der Lagen der Dichtung zueinander dienen.

Besonders günstig ist es ferner, wenn der zweite Randbereich die zweite Durchgangsöffnung ringförmig umgibt. In diesem Fall kann der zweite Randbereich den ersten Randbereich so hintergreifen, daß die erste Lage und die zweite Lage durch

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Formschluß nicht nur gegen ein Auseinanderbewegen der Lagen senkrecht zur Ebene der ersten Lage und der zweiten Lage, sondern auch in jeder Richtung parallel zu den Ebenen dieser beiden Lagen gesichert sind.

Um das Umlegen des ersten Randbereichs und/oder des zweiten Randbereichs beim Verbinden der Lagen der Dichtung miteinander zu erleichtern, kann vorgesehen sein, daß der erste Randbereich und/oder der zweite Randbereich mindestens eine Ausnehmung aufweist, die sich vom freien Rand des betreffenden Randbereichs aus in im wesentlichen radialer Richtung auf die erste Durchgangsöffnung bzw. auf die zweite Durchgangsöffnung zu erstreckt.

Dabei können sowohl im ersten Randbereich als auch im zweiten Randbereich jeweils eine oder mehrere solche Ausnehmungen vorgesehen sein.

Die Ausnehmungen können bei geeigneter Wahl des Materials der Lagen der Dichtung, der Breite der Randbereiche und des Umlegwinkels beim Umlegen des ersten Randbereichs bzw. des zweiten Randbereichs spontan dadurch entstehen, daß der betreffende Randbereich von seinem freien Rand her einreißt.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Lage einer solchen Ausnehmung an dem jeweiligen Randbereich bereits vor dem Umlegvorgang dadurch festgelegt wird, daß die betreffende Ausnehmung beim Ausstanzen der ersten Durchgangsöffnung aus der ersten Lage bzw. beim Ausstanzen der zweiten Durchgangsöffnung aus der zweiten Lage mit herausgestanzt wird.

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Hierfür kann insbesondere ein Stempel verwendet werden, der an seinem Umfang eine nasenförmige Ausbuchtung aufweist und mit einer Matrize, welche eine zu der nasenförmigen Ausbuchtung komplementäre Einbuchtung aufweist, so zusammenwirkt, daß die betreffende Ausnehmung aus der jeweiligen Lage herausgestanzt wird.

Eine in dieser Weise vorbereitete Ausnehmung kann beim Umlegen der Lage, in welche sie hineingestanzt wurde, noch weiter einreißen und sich somit in Richtung auf die jeweilige Durchgangsöffnung hin erweitern.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste und/oder der zweite Randbereich eine gezackte Form mit mehreren, vorzugsweise mindestens drei, Zacken aufweisen.

Um eine besonders sichere und belastbare Verbindung zwischen den Lagen der Dichtung herzustellen, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Dichtung mindestens zwei, vorzugsweise mindestens vier, Verbindungseinrichtungen zum Verbinden der Lagen der Dichtung miteinander umfaßt.

Um den Wulst an dem ersten Randbereich auszubilden, kann der erste Randbereich zu der der zweiten Lage zugewandten Seite der ersten Lage hin aus der Ebene der ersten Lage herausgebogen werden oder - alternativ hierzu - zu der der zweiten Lage abgewandten Seite der ersten Lage hin aus der Ebene der ersten Lage herausgebogen werden.

Vorzugsweise wird der erste Randbereich zur Bildung des Wulstes zu der der zweiten Lage abgewandten Seite der ersten

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Lage hin aus der Ebene der ersten Lage herausgebogen, da ein solches Herausbiegen zusammen und gleichzeitig mit dem Herausbiegen des zweiten Randbereichs aus der Ebene der zweiten Lage durch die erste Durchgangsöffnung in der ersten Lage hindurch erfolgen kann.

Vorzugsweise wird also der erste Randbereich in derselben Richtung aus der Ebene der ersten Lage herausgebogen, in der auch der zweite Randbereich aus der Ebene der zweiten Lage herausgebogen wird.

Die Lagen der mehrlagigen Dichtung werden vorzugsweise durch ein Verfahren miteinander verbunden, welches die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

in der ersten Lage wird eine erste Durchgangsöffnung mit einem ersten Randbereich gebildet;

in der zweiten Lage wird eine zweite Durchgangsöffnung mit einem zweiten Randbereich gebildet;

der erste Randbereich wird aus der Ebene der ersten Lage so herausgebogen, daß in dem ersten Randbereich ein Wulst gebildet wird, welcher die erste Durchgangsöffnung berandet;

der zweite Randbereich wird aus der Ebene der zweiten Lage so herausgebogen, daß er die erste Durchgangsöffnung in der ersten Lage durchgreift und den ersten Randbereich so hintergreift, daß die erste Lage und die zweite Lage durch Formschluß gegen ein Auseinanderbewegen der Lagen gesichert sind.

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Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die erste Durchgangsöffnung und/oder die zweite Durchgangsöffnung im wesentlichen materialverlustfrei in die erste Lage bzw. in die zweite Lage geschnitten werden.

Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, daß die erste Durchgangsöffnung und/oder die zweite Durchgangsöffnung aus der ersten Lage bzw. der zweiten Lage unter Abtrennung eines Teils des Materials der ersten Lage bzw. der zweiten Lage herausgeschnitten oder herausgestanzt werden.

Eine genau koaxiale Ausrichtung der ersten Durchgangsöffnung und der zweiten Durchgangsöffnung wird in einfacher Weise dadurch erreicht, daß die erste Durchgangsöffnung und die zweite Durchgangsöffnung gemeinsam in demselben Arbeitsschritt geschnitten werden.

Das Verbindungsverfahren kann in besonders effizienter Weise durchgeführt werden, wenn vorgesehen ist, daß in demselben Arbeitsschritt die erste Durchgangsöffnung und die zweite Durchgangsöffnung geschnitten und der erste Randbereich aus der Ebene der ersten Lage und der zweite Randbereich aus der Ebene der zweiten Lage herausgebogen werden.

Der Wulst in dem ersten Randbereich wird in besonders einfacher Weise dadurch gebildet, daß der erste Randbereich in einem ersten Arbeitsschritt aus der Ebene der ersten Lage herausgebogen und in einem zweiten Arbeitsschritt zur Ebene der ersten Lage hin umgelegt wird.

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Der zur Sicherung der Lagen der Dichtung gegen eine Auseinanderbewegung erforderliche Formschluß wird in besonders einfacher Weise dadurch hergestellt, daß der zweite Randbereich in einem ersten Arbeitsschritt aus der Ebene der zweiten Lage (durch die erste Durchgangsöffnung hindurch) herausgebogen und in einem zweiten Arbeitsschritt zur Ebene der ersten Lage hin umgelegt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine mehrlagige Flachdichtung;

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch die Dichtung aus Fig. 1 im Bereich einer Verbindungseinrichtung längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3

bis 5 aufeinanderfolgende Arbeitsschritte eines Verfahrens zum Verbinden der Lagen einer mehrlagigen Flachdichtung mittels der in Fig. 2 dargestellten Verbindungseinrichtung;

Fig. 6 einen der Darstellung der Fig. 2 entsprechenden Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer mehrlagigen Flachdichtung im Bereich einer Verbindungseinrichtung ;

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Fig. 7

bis 9 schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Arbeitsschritte eines Verfahrens zum Verbinden der Lagen einer mehrlagigen Flachdichtung mittels der in Fig. 6 dargestellten Verbindungseinrichtung ;

Fig. 10 eine schematische Draufsicht von unten auf die Verbindungseinrichtung aus Fig. 6;

Fig. 11 einen den Fig. 2 und 6 entsprechenden Schnitt durch eine dritte Ausführungsform einer mehrlagigen Flachdichtung im Bereich einer Verbindungseinrichtung;

Fig. 12 eine schematische Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform einer mehrlagigen Flachdichtung im Bereich einer Verbindungseinrichtung; und

Fig. 13 einen schematisehen Schnitt durch einen Stempel und eine Matrize zum Ausstanzen einer Durchgangsöffnung mit einer zwickeiförmigen Ausbuchtung.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Eine in den Fig. 1 und 2 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Flachdichtung umfaßt, wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, zwei übereinander angeordnete Lagen, nämlich eine erste Lage 102 und eine über derselben angeordnete, an der ersten Lage 102 flächig anliegende zweite Lage 104.

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Die Lagen 102 und 104 umfassen vorzugsweise ein metallisches Material, insbesondere ein Federstahlblech, und können mit einer Beschichtung, insbesondere mit einer Beschichtung aus einem Elastomer, wie beispielsweise Nitrilbutadienkautschuk (NBR), versehen sein.

Jede der Lagen 102, 104 weist die Form einer im wesentlichen ebenen Platte auf, aus welcher durch Stanzen im folgenden näher beschriebene Durchgangsöffnungen ausgebildet sind.

Die Flachdichtung 100 ist dafür vorgesehen, zwischen zwei (nicht dargestellten) abzudichtenden Elementen, beispielsweise Maschinenteilen oder Bestandteilen einer Fluidleitung, insbesondere einer Abgasleitung, angeordnet zu werden, wobei die beiden abzudichtenden Elemente jeweils einen mit einem Fluid, beispielsweise einem Gasgemisch, gefüllten Raum aufweisen und die fluidgefüllten Räume der abzudichtenden Elemente über einen in der Flachdichtung 100 vorgesehenen Fluidkanal 106, der aus miteinander fluchtenden Fluidkanal-Durchgangsöffnungen 108 in der erste Lage 102 und der zweiten Lage 104 gebildet ist, miteinander verbunden sind.

Der Abdichtung des Fluidkanals 106 dient eine an der Flachdichtung 100 vorgesehene, den Fluidkanal 106 ringförmig umgebende Sicke 110.

Die beiden Elemente, zwischen welchen die Flachdichtung 100 angeordnet wird, werden durch geeignete Befestigungsmittel, beispielsweise durch Gewindebolzen und darauf angeordnete Muttern, gegeneinander verspannt, um an der Sicke 110 den für die Dichtigkeit erforderlichen Anpreßdruck zu erzeugen.

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Zur Aufnahme dieser Befestigungsmittel sind an der Flachdichtung 100 mehrere, beispielsweise vier, Befestigungsmittelkanale 112 vorgesehen, welche jeweils aus miteinander fluchtenden Befestigungsmittelkanal-Durchgangsöffnungen 114 in der ersten Lage 102 und der zweiten Lage 104 gebildet sind.

Die Befestigungsmittelkanäle 112 bilden die Eckpunkte eines von den Befestigungsmittelkanälen 112 begrenzten gepreßten Bereichs 116 der Flachdichtung 100, in welchem die Sicke 110 liegt.

Außerhalb des gepreßten Bereichs 116 sind an der Flachdichtung 100 mehrere, beispielsweise vier, Verbindungseinrichtungen 118 zum Verbinden der beiden Lagen der Flachdichtung 100 miteinander vorgesehen, deren Aufbau nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 näher beschrieben werden wird.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, umfaßt jede der Verbindungseinrichtungen 118 eine erste Durchgangsöffnung 120, die von einem ersten Randbereich 121 der ersten Lage 102 umgeben ist, mit einer senkrecht zur Ebene der ersten Lage 102 gerichteten Mittelachse 122 und eine koaxial zu der ersten Durchgangsöffnung 120 angeordnete zweite Durchgangsöffnung 124 in der zweiten Lage 104, die von einem zweiten Randbereich 125 der zweiten Lage 104 umgeben ist.

Der erste Randbereich 121 ist so aus der Ebene der ersten Lage 102 herausgebogen, daß ein an den freien Rand 123 angrenzender Abschnitt des ersten Randbereichs 121 einen kegelstumpf mantel förmigen Kragen 126 bildet, dessen der Ebene der ersten Lage 102 zugewandte Außenfläche mit der Ebene der ersten Lage 102 einen spitzen Winkel &agr; von beispielsweise unge-

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fähr 30° einschließt. Dieser Kragen 126 ist über einen ringförmigen ersten Wulst 128, welcher die erste Durchgangsöffnung 120 berandet, mit dem nicht aus der Ebene der ersten Lage 102 herausgebogenen Bereich 130 der ersten Lage 102 verbunden.

Der zweite Randbereich 125 der zweiten Lage 104 ist aus der Ebene der zweiten Lage 104 so herausgebogen, daß er die erste Durchgangsöffnung 120 in der ersten Lage 102 durchgreift und den ersten Randbereich 121 so hintergreift, daß die erste Lage 102 und die zweite Lage 104 durch Formschluß gegen ein Auseinanderbewegen der Lagen 102, 104 senkrecht zu den Ebenen der Lagen 102, 104, das heißt längs der Mittelachse 122 der Durchgangsöffnungen 120, 124, gesichert sind.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, bildet auch ein an den freien Rand 127 angrenzender Abschnitt des zweiten Randbereichs 125 einen (im Vergleich zu dem ersten Kragen 126 schmaleren) kegelstumpf mantel förmigen zweiten Kragen 132, welcher mit seiner Außenfläche an der Innenfläche des ersten Kragens 126 anliegt und somit mit der Ebene der zweiten Lage 104 im wesentlichen denselben Winkel &agr; einschließt, den die Außenfläche des ersten Kragens 126 mit der Ebene der ersten Lage 102 einschließt.

Der zweite Kragen 132 ist über einen ringförmigen zweiten Wulst 134 mit dem nicht aus der Ebene der zweiten Lage 104 herausgebogenen Bereich 136 der zweiten Lage 104 verbunden.

Der zweite Wulst 134 liegt mit seiner Außenseite an der Innenseite des ersten Wulstes 128 an.

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Das Verfahren zum Verbinden der Lagen 102, 104 der mehrlagigen Flachdichtung 100 miteinander wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 erläutert.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, werden zunächst die erste Lage 102 und die zweite Lage 104 so aneinander zur Anlage gebracht, daß die erste Durchgangsöffnung 120 und die zweite Durchgangsöffnung 124, die in einem vorhergehenden Arbeitsschritt durch Stanzen in der ersten Lage 102 bzw. der zweiten Lage 104 gebildet worden sind, koaxial zueinander ausgerichtet sind.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Radius der ersten Durchgangsöffnung 120 gleich groß wie der Radius der zweiten Durchgangsöffnung 124, so daß die erste Durchgangsöffnung 120 und die zweite Durchgangsöffnung 124 miteinander fluchten.

Alternativ hierzu kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Radien der Durchgangsöffnungen 120, 124 voneinander verschieden sind.

Die beiden Lagen 102, 104 werden mittels geeigneter (nicht dargestellter) Haltemittel in der in Fig. 3 dargestellten Anordnung gehalten, in welcher die Lagen 102, 104 flächig aneinander anliegen.

Anschließend wird ein Aufstellstempel 136 von der Seite der zweiten Lage 104 her längs der Mittelachse 122 durch die beiden Durchgangsöffnungen 120 und 124 eingeführt (siehe Fig. 4).

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Der Aufstellstempel 136 ist im wesentlichen zylindrisch und weist einen Radius auf, welcher den Radius der ersten Durchgangsöffnung 120 und der zweiten Durchgangsöffnung 124 übertrifft, so daß der erste Randbereich 121 und der zweite Randbereich 125 der Durchgangsöffnungen 120 bzw. 124 aus der Ebene der ersten Lage 102 bzw. der zweiten Lage 104 herausgebogen und in die in Fig. 4 dargestellte Stellung aufgestellt werden, in welcher die Randbereiche 121, 125 im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der ersten Lage 102 bzw. der zweiten Lage 104 ausgerichtet sind.

Um das Einführen des Aufstellstempels 136 in die Durchgangsöffnungen 120, 124 zu erleichtern, ist der Aufstellstempel 136 an seinem in der Einführrichtung vorne liegenden Ende mit einer kegelstumpfförmig sich verjüngenden Spitze 138 versehen.

In einem weiteren, in Fig. 5 schematisch dargestellten Arbeitsschritt werden die Randbereiche 121, 125 mittels eines von der Seite der erste Lage 102 her längs der Mittelachse 122 in die Durchgangsöffnungen 120, 124 eingeführten Umlegstempels 140 zu den Ebenen der Lagen 102, 104 hin umgelegt, um die formschlüssige Verbindung zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage 104 herzustellen, bei welcher der zweite Randbereich 125 der zweiten Lage 104 den ersten Randbereich 121 der ersten Lage 102 hintergreift.

Der Umlegstempel 140 weist einen zylindrischen vorderen Bereich 142 auf, dessen Radius im wesentlichen gleich groß ist wie der Radius des Aufstellstempels 136, sowie einen zylin-

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drischen hinteren Bereich 144, dessen Radius den Radius des vorderen Bereichs 142 übertrifft.

Der vordere Bereich 142 und der hintere Bereich 144 des Umlegstempels 140 sind über eine zur Längsachse des Umlegstempels 140 rotationssymmetrische Schulter 146 miteinander verbunden, deren vorderer Rand tangential an die Außenfläche des vorderen Bereichs 142 anschließt und deren hinterer Bereich mit einer senkrecht zur Längsachse des Umlegstempels 140 ausgerichteten Ebene im wesentlichen denselben Winkel &agr; einschließt, unter welchem nach abgeschlossener Umformung die Außenfläche des ersten Kragens 126 die Ebene der ersten Lage 102 schneidet.

Zum leichteren Einführen in die Durchgangsöffnungen 120, 124 ist der Umlegstempel 140 an seinem in der Einführrichtung vorne liegenden Ende mit einer sich kegelstumpfförmig verjüngenden Spitze 148 versehen.

Der Umlegstempel 140 wird längs der Mittelachse 122 so weit in die Durchgangsöffnungen 120, 124 eingeführt, bis die Randbereiche 121, 125 so verformt sind, daß die Kragen 126, 132 im wesentlichen parallel zum hinteren Bereich der Schulter 146 ausgerichtet sind und die zweite Wulst 134 sich flächig an den vorderen gekrümmten Bereich der Schulter 146 anschmiegt .

Anschließend wird der Umlegstempel 140 wieder aus den Durchgangsöffnungen 120, 124 zurückgezogen, und der Umformvorgang zur Bildung der Verbindungseinrichtung 118 ist abgeschlossen.

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Alle an der Flachdichtung 100 vorgesehenen Verbindungseinrichtungen 118 werden in der vorstehend beschriebenen Weise gebildet, wobei die einzelnen Arbeitsschritte vorzugsweise an allen Verbindungseinrichtungen 118 gleichzeitig ausgeführt werden, grundsätzlich jedoch an den Verbindungseinrichtungen 118 auch nacheinander ausgeführt werden können.

Eine in den Fig. 6 und 10 dargestellte zweite Ausführungsform einer Flachdichtung 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform lediglich hinsichtlich der Ausbildung der Verbindungseinrichtungen.

Wie insbesondere aus Fig. 10 zu ersehen ist, sind der erste Randbereich 121' der ersten Durchgangsöffnung 120' in der ersten Lage 102 und der zweite Randbereich 125' der zweiten Durchgangsöffnung 124' in der zweiten Lage 104 der Flachdichtung 100 nicht, wie bei der ersten Ausführungsform, rotationssymmetrisch in Bezug auf die Mittelachse 122 der Durchgang so ff nungen 120', 124' ausgebildet.

Vielmehr umfassen der erste Randbereich 121' und der zweite Randbereich 125' jeweils vier längs des Umfangs der betreffenden Durchgangsöffnung aufeinanderfolgende dreieckige Zacken 150 bzw. 152.

Wie aus der Fig. 6 zu ersehen ist, sind bei dieser zweiten Ausfuhrungsform die Zacken 150 des ersten Randbereichs 121' so aus der Ebene der ersten Lage 102 herausgebogen, daß die an die freien Ränder der Zacken 150 angrenzenden Abschnitte zusammen einen die erste Durchgangsöffnung 120' umgebenden ersten Kragen 126' bilden.

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Ferner ist jeder der Zacken 152 des zweiten Randbereichs 125' so aus der Ebene der zweiten Lage 104 herausgebogen, daß er die erste Durchgangsöffnung 120' durchgreift und den jeweils benachbarten Zacken 150 des ersten Randbereichs 121' so hintergreift, daß die erste Lage 102 und die zweite Lage 104 durch Formschluß gegen ein Auseinanderbewegen der Lagen längs der Mittelachse 122 gesichert sind.

Auch bei dieser zweiten Ausführungsform schließen die Außenflächen des ersten Kragens 126' mit der Ebene der ersten Lage 102 einen spitzen Winkel &agr; von beispielsweise ungefähr 30° ein.

Jeder Teil des ersten Kragens 126' ist mit dem nicht aus der Ebene der ersten Lage 102 herausgebogenen Bereich 130 der ersten Lage 102 über einen ersten Wulst 128' verbunden. Die ersten Wülste 128' beranden die erste Durchgangsöffnung 120'.

Wie ebenfalls aus der Fig. 6 zu ersehen ist, bilden die an die freien Ränder der Zacken 152 angrenzenden Abschnitte des zweiten Randbereichs 125' zusammen einen die zweite Durchgangsöffnung 124' umgebenden zweiten Kragen 132', der mit dem nicht aus der Ebene der zweite Lage 104 herausgebogenen Bereich 135 der zweiten Lage 104 über vier zweite Wülste 134' verbunden ist.

Das Verfahren zum Verbinden der Lagen 102, 104 der mehrlagigen Flachdichtung 100 mittels der in den Fig. 6 und 10 dargestellten Verbindungseinrichtung 118' wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 9 erläutert.

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Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, werden bei diesem Verfahren die erste Lage 102 und die zweite Lage 104 aneinander zur Anlage gebracht und mittels geeigneter (nicht dargestellter) Haltemittel in dieser Lage relativ zueinander festgehalten, ohne zuvor mit Durchgangsöffnungen im Bereich der Verbindungseinrichtungen 118' versehen worden zu sein.

Die erste Durchgangsöffnung 120' und die zweite Durchgangsöffnung 124' werden vielmehr in einem einzigen Arbeitsschritt gemeinsam mit einem Schneidestempel 154 in die erste Lage 102 bzw. die zweite Lage 104 geschnitten, wobei der Schneidestempel 154 die Lagen 102, 104 von der Seite der zweiten Lage 104 her kommend längs seiner zu den Ebenen der Lagen 102, 104 senkrechten Längsachse durchstößt, so daß die erste Durchgangsöffnung 120 und die zweite Durchgangsöffnung 124 mit zu dieser Achsenrichtung koaxialer Mittelachse 122 geschnitten werden.

Der Schneidestempel 154 ist im wesentlichen zylindrisch und weist an seinem in der Durchstoßrichtung vorne liegenden Ende eine im wesentlichen pyramidenförmig zulaufende Schneidespitze 156 auf, wobei die vier Seitenflächen 158 der Schneidspitze 156 an vier Schneidkanten 160 aneinander angrenzen, welche in die Lagen 102, 104 der Flachdichtung 100 jeweils eine Durchgangsöffnung in Form eines vierzackigen Sterns schneiden. Diese Durchgangsöffnungen werden durch den zylindrischen hinteren Bereich des Schneidestempels 154 zu im wesentlichen kreisförmigen Durchgangsöffnungen 120', 124' aufgeweitet, indem der zylindrische Bereich des Schneidestempels 154 die Randbereiche 121', 125' so aufstellt, daß deren freie Ränder im wesentlichen senkrecht zu den Ebenen der Lagen 102, 104 ausgerichtet sind (siehe Fig. 8).

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Nachdem der Schneidestempel 154 aus den so gebildeten Durchgangsöffnungen 120', 124' herausgezogen worden ist, wird in einem darauffolgenden Arbeitsschritt ein Umlegstempel 140' von der Seite der ersten Lage 102 her längs der Mittelachse 122 in die Durchgangsöffnung 120' und die zweite Durchgangsöffnung 124' eingeführt, um die Randbereiche 121', 125' zu den Ebenen der Lagen 102, 104 der Flachdichtung 100 hin umzulegen, um den Formschluß zwischen den Lagen 102, 104 herzustellen.

Wie aus Fig. 9 zu ersehen ist, umfaßt der Umlegstempel 140' einen zylindrischen vorderen Bereich 142', dessen Radius im wesentlichen dem Radius des zylindrischen Bereichs des Schneidestempels 154 entspricht, und einen zylindrischen hinteren Bereich 144', dessen Radius den Radius des vorderen Bereichs 142' übertrifft.

Zwischen dem vorderen Bereich 142' und dem hinteren Bereich 144' des Umlegstempels 140' ist eine rotationssymmetrisch zur Längsachse des Umlegstempels 140' ausgebildete Schulter 146' angeordnet, deren vorderer Rand tangential an die Außenfläche des vorderen Bereichs 142' anschließt und die in ihrem hinteren Bereich um den Winkel &agr; gegenüber einer zur Längsachse des Umlegstempels 140' senkrecht ausgerichteten Ebene geneigt ist.

Um das Einführen des Umlegstempels 140' in die Durchgangsöffnungen 120', 124' zu erleichtern, ist der vordere Bereich 142' des Umlegstempels 140' mit einer kegelstumpfförmig zulaufenden Spitze 148' versehen.

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Der Umlegstempel 140' wird so weit in die Durchgangsöffnungen 120', 124' eingeführt, bis der erste Kragen 126' den Neigungswinkel &agr; in Bezug auf die Ebene der ersten Lage 102 erreicht hat und die zweiten Wülste 134' sich an den gekrümmten Bereich der Schulter 146' des Umlegstempels 140' anschmiegen.

Damit ist der Umformvorgang zur Bildung der Verbindungseinrichtung 118' beendet, und der Umlegstempel 140' wird in umgekehrter Richtung wieder aus den Durchgangsöffnungen 120', 124' herausgezogen.

Im übrigen stimmt die zweite Ausführungsform einer Flachdichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.

Eine in Fig. 11 dargestellte dritte Ausführungsform einer Flachdichtung 100 unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen lediglich dadurch, daß der erste Randbereich 121'' der ersten Durchgangsöffnung 120'' soweit umgelegt worden ist, daß er an dem nicht aus der Ebene der ersten Lage 102 herausgebogenen Bereich 130 der ersten Lage 102 flächig anliegt.

Anders ausgedrückt, beträgt der Winkel &agr;, welchen die Außenfläche des ersten Kragens 126'' mit der Ebene der ersten Lage 102 einschließt, bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen 0 ° .

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Eine solche Verformung der Randbereiche 121'', 125'' wird mittels eines Umlegstempels erzielt, dessen Schulter in ihrem hinteren Bereich im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Umlegstempels 140 ausgerichtet ist.

Durch die Ausführung der Verbindungseinrichtungen 118'' gemäß der dritten Ausführungsform wird die Ausdehnung der Flachdichtung 100 senkrecht zu den Ebenen der Lagen 102 und 104 minimiert.

Im übrigen stimmt die dritte Ausführungsform einer Flachdichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen überein, auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.

Eine in Fig. 12 dargestellte vierte Ausführungsform einer Flachdichtung 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform lediglich dadurch, daß der erste Randbereich 121 der ersten Durchgangsöffnung 120 eine zwickeiförmige Ausnehmung 170 aufweist, die sich vom freien Rand 172 des ersten Randbereichs 121 aus in im wesentlichen radialer Richtung auf die erste Durchgangsöffnung 120 zu erstreckt .

Ferner weist bei dieser vierten Ausführungsform der zweite Randbereich 125 der zweiten Durchgangsöffnung 124 eine zwickeiförmige Ausnehmung 174 auf, die sich vom freien Rand 176 des zweiten Randbereichs 125 aus in im wesentlichen radialer Richtung auf die zweite Durchgangsöffnung 124 zu erstreckt .

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Die zwickeiförmigen Ausnehmungen 170 und 174 dienen dazu, die Verformung des ersten Randbereichs 121 bzw. des zweiten Randbereichs 125 beim Verbinden der Lagen 102 und 104 der Dichtung 100 miteinander zu erleichtern.

Im Vergleich zu einem Blech ohne eine solche Ausnehmung läßt sich ein Blech, dessen Randbereich eine solche Ausnehmung aufweist, nämlich wesentlich leichter umlegen.

In jedem der Randbereiche 121 und 125 können ein oder mehrere solche Ausnehmungen 170 bzw. 174 vorgesehen sein.

Die Ausnehmungen 174 in dem zweiten Randbereich 125 können bezüglich der Mittelachse 122 dieselben Winkelpositionen wie die Ausnehmungen 170 in dem ersten Randbereich 121 oder aber von den Winkelpositionen der Ausnehmungen 170 in dem ersten Randbereich 121 verschiedene Winkelpositionen einnehmen.

Die Ausnehmungen 170 und 174 können beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß das Material der ersten Lage 102 bzw. der zweiten Lage 104 und die Breite des umzulegenden Bereichs der ersten Lage 102 bzw. der zweiten Lage 104 sowie der Winkel &agr;, den die Außenfläche des Kragens 126 nach dem Umlegen mit der Ebene der erste Lage 102 einschließt, so gewählt werden, daß der erste Randbereich 121 bzw. der zweite Randbereich 125 beim Umlegen ohne weiteres Zutun an einer Schwachstelle einreißt.

Die Ausnehmungen 170 und 174 können jedoch auch bereits vor dem Umlegevorgag in der ersten Lage 102 bzw. der zweiten Lage 104 erzeugt werden, indem zum Ausstanzen der ersten Durchgangsöffnung 120 in der ersten Lage 102 bzw. zum Ausstanzen

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der zweiten Durchgangsöffnung 124 in der zweiten Lage 104 ein (in der Fig. 13 im Querschnitt dargestellter) Stempel 178 mit einer radial nach außen gerichteten Nase 180 verwendet wird, welcher mit einer Matrize 182, die eine zu der Nase 180 komplementäre Einbuchtung 184 aufweist, beim Ausstanzen der Durchgangsöffnung 120 bzw. der Durchgangsöffnung 124 so zusammenwirkt, daß in den ersten Randbereich 121 eine Ausnehmung 170 bzw. in den zweiten Randbereich 125 eine Ausnehmung 174 geschnitten wird.

Beim anschließenden Verbinden der ersten Lage 102 mit der zweiten Lage 104 und dem damit verbundenen Umlegen des ersten Randbereichs 121 und des zweiten Randbereichs 125 können die Ausnehmungen 170 bzw. 174 noch weiter einreißen und sich dadurch in Richtung auf die Durchgangsöffnungen 120 bzw. 124 zu erweitern.

Im übrigen stimmt die vierte Ausführungsform einer Flachdichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der ersten Ausführungsform überein, auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.

Claims

1. Mehrlagige Dichtung, umfassend mindestens eine erste Lage (102) und eine zweite Lage (104) und mindestens eine Verbindungseinrichtung (118; 118'; 118") zum Verbinden der Lagen der Dichtung (100) miteinander, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungseinrichtung eine erste Durchgangsöffnung (120; 120'; 120") in der ersten Lage mit einem ersten Randbereich (121; 121'; 121") und eine zweite Durchgangsöffnung (124; 124'; 124") in der zweiten Lage mit einem zweiten Randbereich (125; 125'; 125") umfaßt,
wobei der erste Randbereich so aus der Ebene der ersten Lage herausgebogen ist, daß der erste Randbereich einen Wulst (128) umfaßt, welcher die erste Durchgangsöffnung berandet, und
wobei der zweite Randbereich aus der Ebene der zweiten Lage herausgebogen ist, die erste Durchgangsöffnung in der ersten Lage durchgreift und den ersten Randbereich so hintergreift, daß die erste Lage und die zweite Lage durch Formschluß gegen ein Auseinanderbewegen der Lagen gesichert sind.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (118; 118'; 118") im montierten Zustand der Dichtung (100), in dem die Dichtung unter einem Anpreßdruck zwischen zwei abzudichtenden Elementen angeordnet ist, außerhalb des mit dem Anpreßdruck beaufschlagten Bereichs (116) der Dichtung angeordnet ist.

3. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (100) Befestigungsmittelkanäle (112) zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, durch welche im montierten Zustand der Dichtung die abzudichtenden Elemente aneinander festgelegt werden, aufweist, und daß die Verbindungseinrichtung (118; 118'; 118") außerhalb des von den Befestigungsmittelkanälen umgrenzten Bereichs (116) der Dichtung angeordnet ist.

4. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Randbereich (125; 125'; 125") zumindest teilweise flächig an dem ersten Randbereich (121; 121'; 121") anliegt.

5. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Randbereich (121") so gebogen ist, daß er zumindest teilweise flächig an einem nicht aus der Ebene der ersten Lage (102) herausgebogenen Bereich (130) der ersten Lage anliegt.

6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Randbereich (121") so gebogen ist, daß ein an den freien Rand des ersten Randbereichs angrenzender Abschnitt des ersten Randbereichs im wesentlichen parallel zur Ebene der ersten Lage (102) ausgerichtet ist.

7. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Randbereich (125") so gebogen ist, daß ein an den freien Rand des zweiten Randbereichs angrenzender Abschnitt des zweiten Randbereichs im wesentlichen parallel zur Ebene der zweiten Lage (104) ausgerichtet ist.

8. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lage (102) und/oder die zweite Lage (104) der Dichtung (100) Federstahl umfassen.

9. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (100) mindestens eine Lage umfaßt, die mit einer Beschichtung, vorzugsweise mit einer ein Elastomer umfassenden Beschichtung, versehen ist.

10. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Randbereich (121; 121") die erste Durchgangsöffnung (120; 120") ringförmig umgibt.

11. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Randbereich (125; 125") die zweite Durchgangsöffnung (124; 124") ringförmig umgibt.

12. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Randbereich (121') eine gezackte Form mit mehreren, vorzugsweise mindestens drei, Zacken (150) aufweist.

13. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Randbereich (125') eine gezackte Form mit mehreren, vorzugsweise mindestens drei, Zacken (152) aufweist.

14. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (100) mindestens zwei, vorzugsweise mindestens vier, Verbindungseinrichtungen (118; 118'; 118") zum Verbinden der Lagen (102, 104) der Dichtung miteinander umfaßt.