DE20110331U1 - Metalldichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metalldichtung.

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Es sind Metalldichtungen bekannt, welche aus einem ersten und einem zweiten Dichtungsblech bestehen, wobei diese Dichtungsbleche die Außenlagen der Metalldichtung bilden und die Dichtungslagen mindestens eine gemeinsame Aussparung zur Durchführung von Befestigungsmitteln aufweisen.

So sind z.B. Zweilagenstahldichtungen bekannt, bei denen ein Bodenblech und ein Deckblech mittels Nietverbindungen fest miteinander verbunden sind. Diese Zweilagenstahldichtung nach dem Stand der Technik weist jedoch mehrere Nachteile auf. Insbesondere bei einer kostengünstigen, hochautomatisierten Fertigung ist die Nietverbindung der beiden Dichtungsbleche, welche in einem gesonderten Arbeitsgang erfolgen

muß, recht kostenaufwendig. Entweder sind manuelle Zwischenschritte zum Nieten nötig oder aber die Maschinen zur vollautomatischen Herstellung werden sehr komplex. In jedem Falle aber ist es erforderlich, daß die beiden Dichtungsbleche paßgenau übereinander angeordnet werden müssen, so daß dann durch eine fluchtende Öffnung die Nietverbindung erfolgt. Hierbei ist die Gefahr gegeben, daß durch fehlerhafte Nieten bzw. eine fehlerhafte Vernietung die komplette Dichtung unbrauchbar ist.

Zur Verminderung einiger der oben beschriebenen Nachteile ist es auch möglich, zwei Zweilagenstahldichtung herzustellen, welche mit Laserschweißgeräten aneinandergefügt sind. Hierbei ist es zwar nicht notwendig, gesonderte Bauteile wie etwa Nieten bereit zu halten und zu verarbeiten, allerdings sind zum Laserschweißen recht hohe Investitions- und Betriebskosten nötig, außerdem ist die Zentrierung der beiden Dichtungsbleche vor dem Verschweißen recht aufwendig.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mehrlagige Metalldichtung zu schaffen, welche kostengünstig und mit geringer Fehlerquote herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Metalldichtung nach Patentanspruch 1 gelöst.

Dadurch, daß bei einer gattungsgemäßen Metalldichtung das erste Dichtungsblech (vorteilhafterweise, aber nicht absolut notwendigerweise das Bodenblech) mindestens eine Lasche aufweist, welche durch die Aussparung geführt ist und das zweite Dichtungsblech (in der Regel, aber nicht absolut notwendigerweise das Deckblech) hintergreift, sind keine zusätzlichen Bau-

teile, wie etwa Nieten oder andere Fügegegenstände nötig, um eine feste Verbindung zwischen den beiden Dichtungsblechen herzustellen. Es können also keine Fehler dadurch auftreten, daß z.B. Nieten verlorengehen oder fehlerhaft sind, trotzdem wird durch die Anordnung der Laschen in korrespondierenden Ausnehmungen des zweiten Dichtungsbleches eine gute Zentrierung erreicht.

Zudem ist das Verbinden der Metallbleche leicht in einen effizienten Fertigungsvorgang integrierbar, so daß damit dem Ziel einer hochautomatisierten Fertigung von Mehrlagenstahldichtungen auf Schnellläuferpressen mit fertig fallenden Teilen näher gekommen wird. Es sind insbesondere nicht wie beim Laserschweißen besonders teure Maschinen zum Fügen notwendig, es kann auf die bisher in Stanz- und Umformprozessen verwendeten Maschinen zurückgegriffen werden. Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß im Fertigungsprozeß die Dichtungsbleche nur einmal positioniert werden müssen, es sind nicht mehrmalige teure und fehleraufwendige Positionierungen (etwa für Umformprozesse und Nietprozesse getrennt) nötig. Auch sind keine speziellen Materialien vonnöten, um die erfindungsgemäßen Laschen auszuführen, es sind z.B. übliche Dichtungsbleche verarbeitbar, wie sie z.B. für Zylinderkopfdichtungen üblicherweise verwendet werden, welche ohne Probleme bördelbar sind. So wird z.B. beim Umbiegen der Lasche die Dehngrenze, etwa bei einem 1.4310 Edelstahlblech, keinesfalls überschritten.

Bei dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren wird ein im Wesentlichen ebener Dichtungsblechrohling, welcher Laschenabschnitte aufweist (d.h. das spätere erste Dichtungsblech, sowie außerdem das zweite Dichtungs-

blech auf die übliche Weise, etwa durch Stanzvorgänge hergestellt. Dann werden die Laschenabschnitte des Dichtungsblechrohlings z.B. um 90° umgebogen, so daß das zweite Dichtungsblech hierauf aufgesteckt bzw. zentriert werden kann. Schließlich wird durch weiteres Umbiegen der Laschenabschnitte die fertige Metalldichtung fertiggestellt. Erfindungsgemäß ist es natürlich auch möglich, den Umbiegevorgang der Laschen in einem Schritt durchzuführen, mit dem zweischrittigen Verfahren ist jedoch eine besonders gute Überprüfung und Sicherstellung der Zentrierung möglich. Ein besonders großer Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist es, daß die beiden Dichtungsbleche durch die Laschenabschnitte, welche am zweiten Dichtungsblech nicht vorhanden sind, besonders gut unterscheidbar werden, so daß es praktisch unmöglich ist, aus Versehen zwei Deck- oder zwei Bodenbleche miteinander zu verbinden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung werden in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß die z.B. lochförmigen Aussparungen, welche im Wesentlichen rund sind, an ihrem Umfang bereichsweise Abflachungen aufweisen, an welchen die umgebogenen Laschen im Wesentlichen bündig anliegen können. Durch diese Abflachung wird die Verbindungsfläche stark vergrößert, dies ist z.B. auch für Zwecke der Zentrierung vorteilhaft.

Eine weitere besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß mehrere Laschen, etwa 2, 3 oder mehr Laschen gleichmäßig um den Umfang einer Aussparung herum angeordnet sind. Hierdurch wird es, insbesonde-

re im Zusammenhang mit den oben erwähnten Abflachungen, möglich, bereits eine Zentrierung über eine einzige Aussparung zu gewährleisten. Im Falle, daß mehrere Laschen um eine Aussparung herum angeordnet sind, sieht der Dichtungsblechrohling zum ersten Dichtungsblech im Bereich der späteren Aussparung vorteilhafterweise wie ein Kleeblatt aus. Um eine besonders gute Zentrierung und einen besonders guten Halt von Deck- und Bodenblech zu erhalten, ist es vorteilhaft, die Verbindung der Dichtungsbleche über mehrere Aussparung und dort entsprechend angeordnete Laschen herzustellen.

Eine weitere Weiterbildung sieht vor, daß zwischen dem ersten und zweiten Dichtungsblech zumindest abschnittsweise mindestens ein Distanzblech angeordnet ist. Während bei einer üblichen Zweilagen-Stahldichtung ohne Distanzblech dazwischen die Aussparung außerhalb des eigentlichen Dichtbereiches der Metalldichtung angeordnet sein sollte, ist es bei der Ausführungsform mit Distanzblech möglich, sogar innerhalb des Dichtbereiches, erfindungsgemäße Fügestellen vorzusehen. Hierzu müssen im Bereich der Aussparung lediglich das erste und das zweite Dichtungsblech übereinander angeordnet sein, das Distanzblech bleibt hier ausgespart. Die Dicke des ersten Dichtungsbleches ist im Verhältnis zur Dicke des Distanzbleches hierbei so gewählt, daß die größte Dicke der Metalldichtung im Bereich der Aussparung kleiner ist als die Dicke der Metalldichtung in Bereichen mit dazwischen liegendem Distanzblech. Dies bedeutet, daß die Bereiche um die Aussparung herum niedriger sind als die Bereiche mit dazwischen liegendem Distanzblech, so daß die Dichtwirkung der Metallwirkung nicht durch eine Überhöhung im Bereich der umgeknickten Laschen gemindert wird.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung werden in den übrigen abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nun anhand mehrerer Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. la ein Rohling eines ersten Dichtungsbleches mit ebenen Laschenabschnitten,

Fig. Ib ein zweites Dichtungsblech,

Fign. 2a

und 2b den Rohling eines ersten Dichtungsbleches mit senkrecht ausgebogenen Laschenabschnitten,

Fign. 3a

und 3b Ansichten des ersten Dichtungsblechrohlings aus Fign. 2a und 2b mit aufgestecktem zweiten Dichtungsblech,

Fign. 4a

und 4b Ansichten einer erfindungsgemäßen Metalldichtung, und

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Metalldichtung mit dazwischen liegendem Distanzblech.

Fig. la zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Dichtungsblechrohlings 2a, welcher im Bereich um eine Ausnehmung in Form eines dreiblättrigen Kleeblattes herum drei Laschenabschnitte 5a in der Papierebene aufweist. Die kleeblattförmige Ausnehmung

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ist in einem laschenartigen Ausläufer untergebracht, welcher im nicht abdichtenden Randbereich der späteren Metalldichtung angeordnet ist.

Fig. Ib zeigt ein durch einen Stanzvorgang hergestelltes zweites Dichtungsblech 3, welches eine Ausnehmung 8 aufweist, welche nicht ganz kreisrund ist, sondern um ihren Umfang herum gleichmäßig verteilt drei abgeflachte Bereiche 6 aufweist.

Der Dichtungsblechrohling 2a aus Fig. la und das zweite Dichtungsblech aus Fig. Ib weisen im wesentlichen deckungsgleiche Außenmaße auf, legt man beide übereinander bilden diese eine gemeinsame Ausnehmung, die Laschenabschnitte 5a liegen im wesentlichen über komplementären abgeflachten Abschnitten 6.

Fig. 2a zeigt den Dichtungsblechrohling aus Fig. la, wobei die Laschenabschnitte 5a jedoch im wesentlichen senkrecht aus der Papierebene herausgebogen sind (siehe entsprechende schematische Seitenansicht in Fig. 2b) .

Fig. 3a zeigt in der Draufsicht, wie das in Fig. Ib gezeigte zweite Dichtungsblech auf den Gegenstand in Fig. 2a aufgesteckt ist. Zur Verdeutlichung zeigt Fig. 3b in der Seitenansicht auf eine schematische Weise, daß es sich hier um eine Schichtung von Blechen handelt (die Stärke der rechten und linken Flanke ist größer als bei dem nur einen Blech aus Fig. 2b) .

Fig. 4a zeigt eine Draufsicht einer fertigen Zweilagen-Metalldichtung. Diese ist aus dem in Fig. 3a und 3b gezeigten Verbund dadurch entstanden, daß die Laschenabschnitte 5a noch weiter umgebogen sind. Dies

ist besonders gut in der Fig. 4b zu erkennen, welche eine Schnittführung gemäß A-B zeigt. Die Metalldichtung 1 nach den Fign.'4a und 4b besteht aus einem ersten Dichtungsblech 2 (dies bildet das Bodenblech einer Zylinderkopfdichtung) und einem zweiten Dichtungsblech 3 (dies bildet das dazugehörige Deckblech der Zylinderkopfdichtung). Diese beiden Dichtungsbleche, welche also die Außenlagen der Zylinderkopfdichtung bilden, weisen eine gemeinsame Aussparung 4 auf. Hierbei weist das Bodenblech 2 im Wesentlichen um 180° (bzw. abhängig vom Krümmungsradius noch stärker) umgebogene Laschen 5 auf, welche die Aussparung 4 hindurchgeführt sind und das zweite Dichtungsblech, also das Deckblech 3, hintergreifen. Auf diese Art wird das Deckblech 3 bezüglich des Bodenbleches zentriert und fixiert. Sowohl die Fixier- als auch die Zentrierwirkung wird durch die bereits oben beschriebenen abgeflachten Abschnitte 6, welche zu den Laschen 5 komplementär sind, verbessert. Die Aussparung 4 bildet ein Loch, welches im nicht dichtenden Randbereich der Zylinderkopfdichtung untergebracht ist.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichtungsbleches. Dieses weist ebenfalls eine Aussparung 4' auf, für die Ausführung der Laschen 5' und ihre Anzahl und Form bzw. die Form der komplementären Abflachungen gilt voll umfänglich das oben Gesagte, sofern im weiteren nichts anderes gesagt wird. Im Unterschied zu der oben beschriebenen Ausfuhrungsform handelt es sich bei der in Fig. 5 gezeigten Variante um eine Zylinderkopfdichtung, bei der zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtungsblech abschnittsweise ein Distanzblech 7' angeordnet ist. Allerdings ist im Bereich der Aussparung 4' kein Distanzblech vorgesehen, hier liegen das erste Dichtungsblech 2' (Bodenblech) und das zweite Dichtungs-

blech 3' (Deckblech) direkt aufeinander. Die Lasche 5' ist im wesentlichen um 180° herumgebogen, so daß das Deckblech 3' fixiert und zentriert wird. Die in Fig. 5 gezeigte Variante erlaubt es, im Gegensatz zu der vorher gezeigten Ausführungsform die Aussparung 4' mit umgebogenen Laschen 5' innerhalb des dichtenden Bereiches der Zylinderkopfdichtung unterzubringen. Hierzu ist die Dicke des Bodenbleches 2' im Verhältnis zur Dicke des Distanzbleches 7' so gewählt, daß die größte Dicke a' der Metalldichtung 1' im Bereich der Aussparung 4' kleiner ist als die Dicke b¹ der Metalldichtung 1' im Bereich mit dazwischen liegendem Distanzblech 7'. Somit ist keine Überhöhung im Bereich der umgebogenen Lasche 5' gegeben, welche die Dichtwirkung beeinträchtigen könnte. Prinzipiell ist es aber auch möglich, im Bereich um die Aussparung herum ein Distanzblech 7' vorzusehen (dieses hätte z.B. deckungsgleiche Maße mit dem in Fig. 5 gezeigten Deckblech 3')· Dann müßte allerdings die Aussparung 4' in den nicht dichtenden Randbereich der Metalldichtung verlegt werden, so daß es nicht zu einer verminderten Dichtwirkung durch eine Überhöhung der Metalldichtung im Bereich der umgebogenen Lasche 5' kommt.

Auch wenn die obigen Ausführungsbeispiele anhand von zwei- bzw. dreilagigen Zylinderkopfstahldichtungen erklärt wurden, ist der Anwendungsbereich der Erfindung jedoch keinesfalls hierauf beschränkt. Die Erfindung ist für sämtliche metallenen Dichtungen anwendbar, welche mehrschichtig sind (z.B. auch für Vergaserdichtungen, Abgasdichtungen etc.).

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Claims (8)

1. Metalldichtung (1, 1'), bestehend aus mindestens einem ersten (2, 2') und einem zweiten (3, 3') Dichtungsblech, welche die Außenlagen der Metalldichtung bilden, wobei diese Dichtungsbleche mindestens eine gemeinsame Aussparung (4, 4') zur Durchführung von Befestigungsmitteln aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dichtungsblech (2, 2') mindestens eine Lasche (5, 5') aufweist, welche durch die Aussparung geführt ist und das zweite Dichtungsblech hintergreift.

2. Metalldichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (4) ein im Randbereich der Metalldichtung befindliches Loch ist.

3. Metalldichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dichtungsblech (3, 3') im Bereich der Aussparung Abflachungen (6) aufweist, an welche die Lasche (5) im wesentlichen bündig anliegt.

4. Metalldichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei, drei (Fig. 4a) oder mehr Laschen (5) gleichmäßig um den Umfang der Aussparung (4) herum angeordnet sind.

5. Metalldichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten (2') und dem zweiten (3') Dichtungsblech zumindest abschnittsweise mindestens ein Distanzblech (7') angeordnet ist.

6. Metalldichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Aussparung (4') lediglich das erste (2') und das zweite (3') Dichtungsblech übereinander angeordnet sind.

7. Metalldichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des ersten Dichtungsbleches (2') im Verhältnis zur Dicke des Distanzbleches (7') so gewählt ist, daß die größte Dicke (a') der Metalldichtung im Bereich der Aussparung kleiner ist als die größte Dicke (b') der Metalldichtung im Bereich mit dazwischen liegendem Distanzblech (7').

8. Metalldichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Zylinderkopfdichtung ist.