BRPI0810669B1

BRPI0810669B1 - junta metálica plana

Info

Publication number: BRPI0810669B1
Application number: BRPI0810669-0A
Authority: BR
Inventors: Andreas Goettler; Guenther Unseld; Oliver Schimmele
Original assignee: Reinz-Dichtungs-Gmbh
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2019-11-05
Also published as: MX2009011465A; WO2008128785A1; US8496253B2; BRPI0810669A2; JP2010525270A; US20100109256A1; CA2682705A1

Abstract

junta metálica plana a presente invenção refere-se a uma junta metálica plana que compreende ao menos uma camada de junta (2) que tem ao menos umaabertura contínua da câmara de combustão (3) envolvida por um elemento vedante elasticamente deformável ( 4) configurado na forma de um perfil ondulatório (40) na camada de junta (2) de um modo tal que se apresentam em cada uma das superfícies (21, 22) da camada de junta (2) ao menos duas cristas de onda ( 41) e dois canais de onda ( 42). a espessura (hyl) da camada de junta (2) na região do elemento vedante (4) na situação sem carga, é maior que a espessura original (alfa) da camada de junta. exceto pelo perfil ondulatório (40), nenhum elemento de vedação ou elementos de suporte adicionais estão presentes em torno da abertura contínua da câmara de combustão (3). o elemento vedante tem, quando submetido a uma compressão linear de 500 a 2.800 n/mm em uma direção substancialmente perpendicular ao plano (e) da camada de junta, uma espessura de 0,05 a 0,3mm maior que a espessura original (d) da camada de junta que tem ao menos 4 aberturas contínuas para meios de fixação (51) e também ao menos uma abertura contínua adicional (5) para lubrificante ou refrigerante que é envolvida por um elemento vedante de elastômero (6), a abertura contínua da câmara de combustão (3) com um diâmetro menor que 200 mm.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para JUNTA METÁLICA PLANA.

A presente invenção refere-se a uma junta metálica plana que é adequada, em particular, como uma junta de cabeçote de cilindros. Em ga5 xetas de cabeçotes de cilindros, é particularmente importante a vedação das aberturas da câmara de combustão nas gaxetas de coletores de exaustão das aberturas do gás de combustão. De forma a assegurar uma vedação confiável nesta região, é necessário, portanto, em particular em aplicações tais com as convencionalmente encontradas em motores a diesel de veícu10 los comerciais com ou sem camisas de cilindro, concentrar a força de aparafusamento na câmara de combustão com a qual o cabeçote de cilindro e o bloco do motor são unidos. De modo a obter isto, é convencional nas gaxetas de cabeçote de cilindros para motores de combustão interna ter uma projeção de camisa pequena ou não para proporcionar uma assim chamada 15 saliência na borda da câmara de combustão. Isto significa que, na região em torna das aberturas de câmara de combustão, a espessura como um todo das camadas de junta da junta de cabeçote de cilindros, que inclui uma pequena projeção de camisa ou ressalto que pode estar presente, é maior que a espessura como um todo das camadas de junta nas regiões das gaxetas 20 que são mais afastadas das aberturas da câmara de combustão, isto é, o assim chamado hinterland.

Uma projeção deste tipo na borda da câmara de combustão frequentemente é obtida usando o se conhece como tampa. Estas tampas são usualmente enchimentos anulares sólidos que se estendem diretamente ao 25 longo da borda da câmara de combustão. As tampas geralmente têm uma altura tal que eles, em combinação com a espessura das camadas de junta presentes na região em torno da abertura da câmara de combustão, preenchem completamente o espaço de vedação entre o bloco do motor e o cabeçote de cilindros na região em torno da abertura da câmara de combustão. 30 Como alternativa para inserir um anel separado, a tampa também pode ser produzido curvando uma parte da borda da camada de junta na abertura da câmara de combustão. Tampa deste tipo não têm propriedades elásticas. De modo a obter vedação confiável das aberturas da câmara de combustão, as tampas são, em consequência, usados de forma convencional em combinação com um elemento vedante elástico, geralmente um rebordo, que se estende convencionalmente, visto da abertura da câmara de combustão, para fora da tampa radialmente. De modo geral, a tampa serve ao mesmo tempo também como elemento de suporte para o rebordo e impede o seu achatamento completo durante a ação da junta. É também conhecida na técnica a fixação de uma tampa de forma radial atrás do rebordo, como alternativa ou em adição à tampa na borda da câmara de combustão. Além disto, há soluções nas quais se combina um rebordo elástico com um elemento rígido separado de uma forma em que ambos ficam a uma distância radial comparável da borda da câmara de combustão.

A construção das gaxetas tampa-rebordo é comparativamente complexa. Em adição, é frequentemente necessário, de modo a se obter a vedação confiável das aberturas da câmara de combustão, configurar de forma topográfica a região da junta de cabeçote de bloco de cilindros em torno das aberturas da câmara de combustão. Sem tal configuração topográfica, a pressão/força de travamento exercida pelos meios de fixação na direção circunferencial em torno das aberturas da câmara de combustão poderia ser frequentemente não uniforme. Uma pluralidade de parafusos são distribuídos de forma convencional em torno da abertura da câmara de combustão para fixar o cabeçote de cilindro ao bloco do motor. Quando em situação de montado, a distância entre o cabeçote de cilindros e o bloco de cilindros é usualmente maior na região entre os parafusos do que nos próprios parafusos. Como resultado, aumenta o tamanho do espaço de vedação a ser preenchido pela junta do cabeçote de cilindros disposto entre o bloco do motor e a junta do cabeçote de cilindros. Considera-se essa variação do espaço de vedação através de uma topografia apropriada da junta de cabeçote de cilindros em torno das aberturas da câmara de combustão. Conhece-se, por exemplo, a configuração da altura da tampa na direção circunferencial em torno da abertura da câmara de combustão de acordo com o tamanho do espaço de vedação. A fabricação de tal topografia em tampa sólidos é, con3 tudo, frequentemente complexa e difícil.

Uma solução alternativa para a vedação das aberturas da câmara de combustão em gaxetas de cabeçote de cilindros para motores de veículos de uso geral consiste em usar, em lugar de uma combinação tamparebordo, um rebordo exclusivamente plástico na borda da câmara de combustão. Este rebordo exclusivamente plástico, que também pode ser um rebordo múltiplo estendendo-se em uma pluralidade de anéis concêntricos em torno da abertura da câmara de combustão, quase não tem, em contraste com os rebordos das gaxetas tampa-rebordo, propriedades elásticas. Entretanto, esta falta de elasticidade leva frequentemente a propriedades de vedação insatisfatórias em torno das aberturas da câmara de combustão. De modo a obter a rigidez exigida, os rebordos plásticas são, em adição, frequentemente proporcionados com o que se conhece como revestimento rígido ou a cavidade da tampa preenchida com um material enrijecedor. Isto complica e aumenta os custos de fabricação de uma junta deste tipo.

Há, em consequência, a necessidade de uma junta metálica plana e, em particular, uma junta de cabeçote de cilindros para motores de combustão interna que leve, ao mesmo tempo em que mantém uma construção simples, à vedação confiável das aberturas contínuas, particularmente das aberturas da câmara de combustão no caso das gaxetas de cabeçote de bloco de cilindros. O objeto da invenção é, consequentemente, desenvolver uma junta metálica plana deste tipo.

Este objeto é alcançado pela junta metálica plana de acordo com a reivindicação 1. Descrevem-se modalidades preferidas desta junta plana nas sub-reivindicações.

A invenção, consequentemente, refere-se a uma junta metálica plana que compreende ao menos uma camada de junta que tem ao menos uma abertura contínua envolvida por um elemento vedante elasticamente deformável. O elemento vedante é configurado no formato de um perfil ondulatório na camada de junta de uma forma tal que em cada uma das superfícies da camada de junta estão presentes ao menos duas respectivas cristas de onda e dois respectivos canais de onda. Em casos distintos, pode ocorrer que apenas 1½ períodos de onda envolvam a abertura contínua em toda a sua volta. A espessura da camada de gaxetas na região do elemento vedante na situação sem carga é maior que a espessura original da camada de junta. Exceto neste perfil ondulatório, não estão presentes na junta plana elementos vedantes ou de suporte adicionais para as aberturas contínuas. Configura-se o elemento vedante, isto é, o perfil ondulatório, de uma forma tal que a diferença de espessura entre a espessura original da camada de junta e a espessura na região do elemento vedante permanece mesmo que o elemento vedante seja exposto a carga em uma direção substancialmente perpendicular ao plano da camada de junta. Especificamente, na situação de instalada, a espessura da camada de junta na região do elemento vedante é maior em torno de 0,05 a 0,3 mm, de preferência de 0,05 a 0,2 mm, que a espessura original da camada de junta. A expressão substancialmente de forma perpendicular significa que a ação da força desvia-se da perpendicular não mais que 2^o e em particular não mais que 1^o.

Uma configuração deste tipo do elemento vedante em torno do meio de abertura contínua significa que o elemento vedante tem ambas as propriedades elásticas e de rigidez. As propriedades de rigidez são, neste caso, ajustadas de uma forma tal que mesmo na ocorrência da força de aparafusamento proporcionada agir na região do elemento vedante, forma-se uma saliência, mantida durante toda a ação da junta, na borda da câmara de combustão. Esta saliência permanente na região da abertura contínua permite às forças aparafusadoras concentrarem-se nesta região e a necessária alta pressão de travamento assegurada nesta região. O perfil ondulatório como o elemento vedante assim pode assumir a função de uma tampa sólida. Contudo, o perfil ondulatório também tem, ao mesmo tempo, propriedades elásticas. Estas propriedades elásticas permitem ao perfil ondulatório, como elemento vedante da abertura contínua, seguir de forma elástica as modificações no espaço de vedação, por exemplo, de 5 a 15 pm, durante a ação da junta e assim, também neste caso, assegurar excelente vedação em torno da abertura contínua. Devido à alta elasticidade do elemento vedante, é até mesmo possível reduzir a um mínimo as forças aparafusadoras sem comprometer a vedação como resultado.

A invenção combina no elemento vedante especificamente configurado as funções de elemento elástico (por exemplo, um rebordo) e de tampa (rígida) de uma junta convencional em um único elemento. Isto permite à construção e fabricação ser grandemente simplificadas comparadas com as gaxetas convencionais. Em adição, a seleção do número de cristas de onda e canais de onda permite à rigidez ser adaptada às exigências necessárias. De acordo com a invenção, configura-se o perfil ondulatório de uma forma tal que se apresentam em cada uma das superfícies da camada de junta ao menos duas cristas de onda e dois canais de onda. Em consequência, estão presentes em cada superfície da camada de junta ao menos duas linhas de compressão que se estendem ao longo da abertura contínua. De preferência, introduz-se mais de duas cristas de onda e dois canais de onda por superfície da camada de junta, formando assim correspondentemente um número mais alto de linhas de compressão anular em torno da abertura. A grande quantidade dessas linhas de compressão assegura suficiente vedação na região em torno da abertura contínua.

A configuração do perfil ondulatório pode variar em um largo espectro de opções conforme exigido em cada caso. Normalmente, o curso das cristas de onda e dos canais de onda em torno da abertura contínua seguirá o curso do contorno externo da abertura contínua. No caso de uma abertura circular, por exemplo, as cristas de onda e os canais de onda podem, em consequência, se estender em anéis concêntricos circulares em torno da abertura contínua. Outros formatos de contorno tais como, por exemplo, ovais, poli-hedricos, ou outras formas de curso uniformes ou não, são, no entanto, também concebíveis. Por razões de espaço, as cristas de onda e os canais de onda estendem-se de preferência ao longo de linhas concêntricas, muito embora isto também não seja absolutamente necessário.

O corte transversal das cristas de onda e dos canais de onda do perfil ondulatório em corte na direção radial pode, em princípio, ser também configurado de qualquer forma desejável. Formatos preferidos têm um perfil de corte transversal senoidal, trapezoidal ou em zigue-zague. Modificações nestes formatos, por exemplo, flancos que se elevam em graus diferentes de aclive, picos achatados, etc., também são, sem embargo, concebíveis. O formato do corte transversal pode ser o mesmo para todas as cristas de onda e canais de onda ou diferirem para cristas de onda e/ou canais de onda distintos. É também possível variar o formato do corte transversal no curso de uma única crista de onda ou canal de onda.

O perfil ondulatório, como o do elemento vedante da abertura contínua é, consequentemente, ideal para gerar uma topografia na região em torno da abertura contínua. Dessa forma, as propriedades vedantes podem deliberadamente ser adaptadas às condições encontradas em cada caso. A variação das propriedades, tais como, por exemplo, a altura e/ou a rigidez do perfil ondulatório, pode ser feita tanto na direção radial como na direção circunferencial, ou em ambas as direções. De preferência, esta adaptação é realizada através da variação de ao menos uma das seguintes propriedades: a altura das cristas de onda, o formato do corte transversal das cristas de onda e/ou dos canais de onda, a distância entre cristas de onda adjacentes e a espessura do material na região das cristas de onda e/ou canais de onda. Na variação da altura das cristas de onda é também possível reduzir a altura de uma crista de onda na direção circunferencial até zero em determinadas regiões, isto é, para que desapareça, como ocorreu, em determinadas partes na camada de junta. A mudança na altura dentro da topografia é, de preferência, até 0,03 mm, sendo executada em qualquer caso de uma forma tal que a saliência na borda da abertura contínua fique na faixa exigida de 0,05 a 0,3 mm. Uma altura maior das cristas de onda, flancos mais acentuadamente em declive das cristas de onda e dos canais de onda, uma distância mais curta entre cristas de onda adjacentes e uma grande espessura de material levam, neste caso, a aumentar a rigidez do perfil ondulatório.

De modo a assegurar a saliência permanente exigida na borda da câmara de combustão, o elemento vedante na forma de perfil ondulatório tem não apenas propriedades elásticas como também propriedades plásti cas. A elasticidade do perfil ondulatório é, em consequência, mais baixa que a elasticidade dos rebordos convencionais. Isto também se torna evidente do fato de que as dimensões do perfil ondulatório são menores que as dimensões de um rebordo convencional ou de rebordos múltiplos. A distância entre os pontos de pico de cristas de onda adjacentes do perfil ondulatório deste modo situa-se apropriadamente na faixa de até 2,0, de preferência até 1,7, particularmente de preferência até 1,5, em particular até 1,0 mm. Se as cristas de onda não têm qualquer ponto de pico, porém em vez disto uma região de picos achatados, a distância entre os pontos centrais dessas regiões de pico é medida, em todos os casos em um plano paralelo ao plano da camada de junta. Se a altura de uma crista de onda reduz-se a zero na direção circunferencial, a distância entre as cristas de onda adjacentes mede-se obviamente nas regiões nas quais a crista de onda tem uma altura maior que zero. Se a distância entre cristas de onda adjacentes na direção circunferencial varia uma em relação à outra, todas essas distâncias ficam apropriadamente na faixa especificada.

O perfil ondulatório como o elemento vedante é configurado na própria camada de junta. Isto significa que o perfil ondulatório é gerado não em uma parte separada, mas de forma integral e em uma única peça da camada de junta. Não há, em consequência, necessidade de anéis de enchimento tais como os que são empregados usualmente em tampa convencionais. Isto consideravelmente simplifica e reduz o custo de fabricação da junta. O perfil ondulatório é gerado de uma forma tal que ele é configurado na direção de ambas as superfícies das cristas de onda e dos canais de onda da camada de junta que não precisam ser simétricos. A espessura da camada de junta na região do perfil ondulatório é, em consequência, maior que a espessura original da camada de junta, isto é, a espessura da camada de junta antes da introdução das cristas de onda e dos canais de onda. A espessura da camada de junta na região do perfil ondulatório é, neste caso, medida como a distância entre dois planos tangenciais que são, cada um, posicionados paralelos ao plano da camada de junta na respectivamente mais alta crista de onda que se projeta além de um e do outro lado da ca8 mada de junta.

A saliência da região de perfil desenhado é de acordo com a invenção, na situação de instalada, ao menos 0,05 mm. Na situação fria, as forças aparafusadoras que agem na junta são, por parafuso, de 50 a 220 kN, de preferência de 60 a 200kN e particularmente de preferência de 100 a 200 kN ou, expressos como compressão linear, de 500 a 2.800 N/mm, de preferência de 800 a 2.500 N/mm, particularmente de preferência de 800 a 1.500 N/mm. A compressão linear refere-se neste caso ao comprimento periférico médio do perfil ondulatório. O comprimento periférico médio é a extensão na direção circunferencial em torno da abertura da câmara de combustão no meio (a meia largura) do perfil. No laboratório, determina-se a altura da região do perfil de um modo tal que esta região é carregada com uma força substancialmente de modo perpendicular. A expressão substancialmente de modo perpendicular significa que a ação da força de aparafusamento desvia-se da perpendicular não mais que 2^o e, em particular, não mais que 1^o. A saliência é, sob condições iniciais de carga, isto é, sob a pressão mínima necessária para medições que possam ser produzidas, 2,4 N/mm, de 0,05 a 0,35 mm, de preferência de 0,07 a 0,32 mm. Na simulação da supramencionada ação de força na situação de instalação, a saliência permanente do perfil ondulatório é de 0,05 a 0,3 mm, de preferência de 0,05 a 0,2 mm.

De preferência, o perfil ondulatório é gerado por estampagem. Em princípio, uma crista de onda em uma superfície da camada de junta corresponde a um canal de onda na outra superfície e vice-versa. Uma topografia pode então ser gerada através da estampagem do perfil dentro da camada de junta. Outros processos de fabricação como, por exemplo, estampagem profunda, hidrodeformação ou recartilhagem são, não obstante, concebíveis.

De modo a obter ambas as propriedades elásticas e de rigidez exigidas do perfil ondulatório, usa-se apropriadamente uma folha metálica relativamente fina para a camada de junta. São preferidas espessuras na faixa de 0,2 a 1,5 mm, sendo preferida a espessura de folha de metal de 0,3 a 1,0 mm para gaxetas multicamadas e de 0,8 a 1,2 mm para gaxetas de camada única. Em adição, o metal deve ter uma resistência à tração relativamente alta, preferivelmente ao menos 600 N/mm², em particular ao menos 1.000 N/mm². Aço é o material preferido para a camada de junta. A invenção permite o uso de aços relativamente baratos tais como, por exemplo, açoscarbonos convencionais ou aços-carbonos laminados a frio (por exemplo, C590, C75). Exigindo-se propriedades elásticas mais pronunciadas, também pode ser usado o aço para molas. Aços adequados incluem, por exemplo, aços de primeira qualidade, em particular aqueles com números de tipo 1,4310, 1,4372, 1,4301 ou 1,4303. A seleção adequada do próprio material, da espessura do material e, em consequência, da natureza da configuração do perfil ondulatório, permite à rigidez do elemento vedante ser propositadamente adaptada à aplicação específica. As várias possibilidades de configuração do perfil ondulatório foram acima referidas. Ao se empregar aço laminado a frio, afilar as laterais, por exemplo, isto é, reduzir a espessura do material na região nas regiões dos flancos das cristas de onda e canais de onda, permite ser ajustada uma capacidade de rigidez mais acentuada. Em contraste com os rebordos plasticamente deformáveis da técnica anterior, no caso da invenção não é necessário preencher os canais de onda com material como, por exemplo, elastômero, de modo a aumentar a rigidez dos rebordos. O uso de tais materiais de enchimento ou daqueles que são conhecidos como revestimentos rígidos para a região do perfil ondulatório não é preferido no contexto da invenção. Ajusta-se a rigidez do perfil ondulatório exclusivamente pela seleção do material e do formato do próprio perfil.

Conforme mencionado acima, o perfil ondulatório é incorporado dentro da camada de junta e não inserido ou soldado sobre a camada de junta como um anel produzido separadamente. No entanto, isto não significa necessariamente que a camada de junta como um todo precise ser uma única peça. Especialmente no caso de gaxetas muito extensas, pode ser preferível que a camada de junta na qual se gera o perfil ondulatório seja composta por uma pluralidade de segmentos. No entanto, um segmento que contém a abertura contínua com o perfil ondulatório compreende ao menos uma região que se estende para fora da abertura contínua e que contém ao menos algumas aberturas de meios de fixação envolvendo a abertura contínua. Neste caso, o segmento não precisa alcançar a orla externa da junta. Se a camada de junta divide-se em uma pluralidade de segmentos, os segmentos são configurados de preferência de modo tão uniforme quanto possível. É dessa forma possível fabricar em uma estrutura modular, por exemplo, gaxetas de diferentes tamanhos ao colocar os segmentos ao lado um do outro. Um procedimento deste tipo é vantajoso, em particular, em gaxetas de cabeçotes de bloco de cilindros. Neste caso, a camada de junta pode, por exemplo, ser dividida transversalmente para os lados longitudinais, produzindo dessa forma segmentos que contêm uma ou duas aberturas de cilindro. Colocar segmentos que compreendem duas aberturas de cilindro lado a lado permite dessa forma, por exemplo, a fabricação de camadas de junta para motores de 4 cilindros, motores de 6 cilindros, etc. De forma alternativa ou adicional, é possível inserir no assim chamado hinterland da camada de junta, isto é, em uma região fora das aberturas contínuas envolvidas pelo perfil ondulatório, as assim chamadas inserções dentro de aberturas na camada de junta. A própria região do perfil ondulatório, contudo, conforme mencionado acima, não é configurada como uma inserção.

A junta metálica plana de acordo com a invenção terá usualmente mais que apenas uma única abertura contínua. Por exemplo, pode estar presente uma pluralidade de aberturas contínuas envolvidas por um perfil ondulatório. Em adição, a camada de junta pode ter outros tipos de aberturas contínuas que de agora em diante serão referidas como aberturas contínuas adicionais. Se a junta metálica plana for uma junta de cabeçote de bloco de cilindros, as aberturas contínuas envolvidas pelo perfil ondulatório são apropriadamente as aberturas da câmara de combustão. As aberturas contínuas adicionais podem ser aberturas para água refrigerante e óleo, além de também aberturas de parafusos. Se essas aberturas contínuas adicionais igualmente devem ser envolvidas por elementos vedantes, os elementos vedantes usados para este propósito são, frequentemente, perfis não ondulados, porém de preferência outros elementos vedantes deformáveis elasticamente tais como, por exemplo, rebordos ou bordas de elastômero.

Em adição, a junta metálica plana de acordo com a invenção pode ter mais que apenas uma camada de junta. Em princípio, é neste caso concebível usar camadas de junta adicionais que têm um perfil ondulatório como elemento vedante de uma abertura contínua, embora isto não seja preferido. As camadas de junta adicionais usadas são, em vez disto, uma ou mais camadas de junta que diferem no tipo da camada de junta com perfil ondulatório. As camadas de junta adicionais são, por exemplo, camadas de junta metálica que estão substancialmente livres de elementos de tampa ou outros elementos de suporte. Em uma modalidade preferida, ao menos uma camada de junta adicional é completamente planar. As camadas de junta adicionais podem ser camadas espaçadoras e/ou de cobertura. De forma adicional ou alternativa a essas camadas de junta adicionais, podem estar presentes outras camadas de junta que têm elementos funcionais. Os elementos funcionais podem ser, por exemplo, elementos vedadores elásticos, em particular rebordos, elementos de tampa ou outros elementos de suporte que são introduzidos na camada de junta. No entanto, os elementos funcionais neste caso não se localizam naquelas regiões opostas ao perfil ondulatório, e também não incluem separadamente qualquer das aberturas de câmara de combustão envolvidas pelos perfis ondulados, isto é, não agem para este fim como elementos vedantes. Em princípio, pode haver qualquer número desejado de camadas de junta adicionais. É preferível, no entanto, para a junta plana de acordo com a invenção conter apenas uma ou no máximo duas camadas de junta adicionais. Essas camadas de junta adicionais serão referidas de agora em diante como camadas de cobertura, uma vez que elas são dispostas de preferência em uma ou em ambas as superfícies da camada de junta proporcionadas com o perfil ondulatório. A área de superfície das camadas de junta adicionais podem corresponder àquela da camada de junta que tem o perfil ondulatório ou dela diferirem. As camadas de cobertura também podem ser segmentadas. É possível neste caso que, em uma junta, apenas as camadas de cobertura ou ambas as camadas de cobertura e camada de junta na qual o perfil ondulatório está configurado sejam segmentadas. No último caso, camadas mutuamente adjacentes são segmentadas de preferência em diferentes localizações. As aberturas contínuas presentes na camada de junta que tem o perfil ondulatório são, em consequência, igualmente presentes nas camadas de junta adicionais. As aberturas contínuas assim frequentemente não terminam niveladas exatamente uma à outra. Isto é por um lado, devido às tolerâncias de perfuração durante a produção; por outro lado, gaxetar as várias camadas pode também exigir a provisão de uma pequena porém visível diferença em tamanho.

De preferência, dispõe-se ao menos uma camada de cobertura na superfície da camada de junta de uma forma tal que ela cubra a região do perfil onduiatório. De preferência, a camada de cobertura é planar nessa região. Isto tem a vantagem em primeiro lugar de ao menos uma camada de cobertura proporcionar uma superfície de apoio planar e lisa para o perfil ondulatório. Além disto, a camada de cobertura impede que as regiões de pico das cristas de onda sejam capazes de interferir dentro das superfícies opostas a serem vedadas.

Se a junta em sua configuração é de multicamadas, as camadas de junta são unidas usando processos da técnica anterior, isto é, soldagem, em particular soldagem a laser, calçamento, rebitamento, colagem, aparafusamento, agarramento.

A região das folhas metálicas de cobertura que não está oposta às aberturas contínuas adicionais na camada de junta proporcionada com um perfil ondulatório, pode ser configurada de diferentes modos. Uma possibilidade consiste em, por exemplo, proporcionar o elemento vedante para ao menos uma abertura contínua adicional na folha metálica de cobertura. Por exemplo, pode ser estampado um rebordo dentro da folha metálica de cobertura que, para tal propósito, fabrica-se de preferência em aço para molas, na região em torno da abertura contínua adicional. Em uma modalidade adicional, a abertura contínua adicional é envolvida por um elemento vedante de elastômero presente na camada de junta. Neste caso, a folha metálica de cobertura tem um recesso de modo apropriado na região desta abertura contínua adicional. As dimensões deste recesso são, no caso, tais que o elemento vedante de elastômero também é recebido no recesso da folha metá lica de cobertura. A altura da aplicação de elastômero é neste caso apropriadamente selecionada de tal modo que a altura do elemento vedante de elastômero projeta-se para fora além da superfície da folha metálica de cobertura. Por exemplo, a altura do elemento vedante de elastômero é aproximadamente 25% maior que a distância da superfície da camada de junta, à qual se aplica o elemento vedante de elastômero, à superfície externa da folha metálica de cobertura, medida na situação de instalada da junta metálica plana. Nesta configuração, a folha metálica de cobertura pode servir como um meio de proteção de compressão para o elemento vedante de elastômero da abertura contínua adicional e impedir que o elemento de elastômero seja submetido à compressão excessiva se a pressão for demasiada alta. A distância entre o elemento de elastômero e a borda do recesso da folha metálica de cobertura é, neste caso, suficientemente grande tal que ambas as partes não entram em contato mesmo durante a ação da junta, muito embora a desejada proteção de compressão mesmo assim seja obtida. De preferência, na situação de não ajustada, mantém-se uma distância de aproximadamente 0,5 mm.

Ao menos uma folha metálica de cobertura pode ser recortada ao menos em determinadas partes ou mesmo completamente, também nas regiões opostas à região de borda externa da camada de junta perfilada. Tal redução da extensão de ao menos uma folha metálica de cobertura comparada com a camada de junta perfilada pode, por exemplo, ser útil se a camada de junta perfilada tem uma aba de vedação de elastômero que circunda parte ou toda a região externa como uma vedação de borda. São preferidas vedações de borda externa que circundam ao menos 80%, de preferência 90%, particularmente de preferência 100% de toda a orla externa da camada de junta perfilada. A vedação da borda externa de preferência é igualmente feita de elastômero. Conforme descrito acima com referência à vedação de aberturas contínuas adicionais dentro da camada de junta, ao menos uma folha metálica de cobertura pode servir, neste caso, também como um meio de proteção de compressão para a borda vedante da aba externa. Com relação à altura da aba vedante e à distância da borda da fo lha metálica de cobertura, aplica-se o que foi definido anteriormente com respeito aos elementos vedantes de elastômero dentro da camada de junta.

Pode, no entanto, também ocorrer casos em que a folha metálica de cobertura não pode ser levada suficientemente próxima à borda vedante da aba externa de forma a ainda assegurar proteção de compressão. Isto pode, por exemplo, ser o caso se ocorrerem aberturas contínuas vedadas por elementos vedantes de elastômero na vizinhança da borda vedante da aba externa, na região em que aberturas contínuas da folha metálica de cobertura precisam ser recortadas igualmente. Em tais casos, a proteção de compressão da borda vedante da aba externa pode ser assegurada através do fornecimento de elementos locais de suporte em sua proximidade. Estes elementos locais de suporte são espessamentos altamente restritos de forma espacial da camada de junta perfilada. Tal espessamento pode ser obtido pela aplicação localizada de material à camada de junta. Isto pode ser realizado, por exemplo, ao usar uma parte de flange ou pela soldagem sobre/colagem sobre um elemento separado. Uma forma preferida de gerar um elemento de suporte localizado é a inserção de uma bucha dentro da camada de junta. Esta bucha é introduzida dentro de uma abertura contínua na camada de junta e se projeta em ambos os lados além da suas superfícies. O espalhamento da bucha pode ser evitado, por exemplo, pela aumento das bordas externas. Outros processos de fixação incluem soldagem, travamento, colagem ou conexão através do elastômero. Prefere-se particularmente para a bucha de suporte ser inserida dentro de uma abertura contínua já presente na camada de junta. O tamanho do diâmetro da abertura contínua é aumentado conforme apropriado a este propósito. Determina-se o tamanho, quantidade, altura e posição dos elementos de suporte através da posição, formato e extensão da borda vedante da aba externa. De preferência, a altura do elemento vedante corresponde à espessura total original da folha de metal.

É também possível recortar a folha metálica de cobertura no hinterland, incluindo em particular nas regiões próximas à borda externa, e compensar a espessura total assim reduzida da junta nas respectivas regi ões por intermédio de estampagens que se estendem - exceto de uma região de transição para a borda da camada de cobertura recortada e regiões opcionais nas quais se colocam elementos vedantes de elastômero incluindo as suas respectivas regiões de transição - sobre a superfície total de recorte na camada que contém o perfil ondulatório. Neste caso, as estampagens consistem em elevações e depressões alternadas que se estendem em ao menos um conjunto de linhas virtuais paralelas. Uma pluralidade de conjuntos de linhas virtuais paralelas podem, neste caso intersectarem-se nas regiões nas quais a própria estampagem está presente, de modo que a estruturação difere do simples formato linear básico. As linhas virtuais paralelas continuam, no entanto, além da real região de estampagem, de modo que os conjuntos de linhas virtuais paralelas que se intersectam fora da região produzem regiões que são separadas uma da outra e têm estruturas linearmente orientadas de modo diferente.

A borda vedante da aba externa pode ser disposta de um lado ou de ambos os lados nas superfícies da camada de junta com o perfil ondulatório. Ela pode se estender diretamente na borda externa da camada de junta ou a uma distância dela. Uma modalidade preferida consiste em dispor a borda vedante da aba externa na aba da borda externa da camada de junta de modo que ela se projete para fora e para além das duas superfícies da camada de junta. A borda vedante da aba externa é - como os elementos vedantes restantes - de preferência afilada. Os materiais usados podem ser quaisquer elastômeros anteriormente empregados para este fim em gaxetas metálicas planas, em particular em gaxetas de cabeçote de bloco de cilindros, isto é, elastômeros naturais e sintéticos. Exemplos adequados incluem TPE (elastômeros termoplásticos), fluoropolímeros, por exemplo, FPM (copolímero de fluoreto-hexafluoropropileno vinilideno), PFA, MFA, borracha NBR (borracha de acrilato butadieno), HNBR (borracha de acrilato-butadieno hidratado), EPDM (borracha de etileno propileno), borracha de silicone, ACM (poliacrilato), EAM (acrilato de etileno) ou ainda PU (poliuretano). Os elastômeros têm de preferência uma dureza de ao menos 35 Shore A. Os elementos vedantes de elastômero podem também ser usados de forma convencio nal para vedar não apenas uma abertura contínua mas uma pluralidade de aberturas contínuas de uma só vez. Porções cortadas apropriadamente estensivas estão presentes neste caso em pelo menos uma falha de metal de cobertura.

Além disto, o elastômero também pode ser guiado através da região em que duas aberturas contínuas, cada uma envolvida por um perfil ondulatório, são adjacentes. A aplicação do elastômero na trama na região de trama entre aberturas adjacentes é de preferência integrada como uma parte dentro do elemento vedante de elastômero que veda uma ou mais a10 berturas contínuas. Na região de trama, conforme mencionado acima, a camada de junta é de preferência também dividida em uma pluralidade de segmentos. A região de separação entre segmentos adjacentes estende-se, neste caso, para fora da área de superfície usada pelo elastômero. Na região de separação entre dois segmentos adjacentes, a folha metálica de co15 bertura é, neste caso, de preferência configurada de um modo tal que ela ainda cobre a região de borda na qual os segmentos esbarram. Prefere-se tal cobertura das regiões de borda de segmentos adjacentes pelas folhas metálicas de cobertura mesmo se elementos vedantes de elastômero não se estendam na região de trama entre aberturas contínuas adjacentes envolvi20 das por perfis ondulados.

A invenção é em princípio adequada a uma grande quantidade de gaxetas metálicas planas, por exemplo, gaxetas de câmara de distribuição de gases de exaustão. A invenção é particularmente adequada, no entanto, a gaxetas de cabeçote de bloco de cilindros e, neste caso, principal25 mente para gaxetas de motores de veículos de emprego geral. Tais gaxetas podem ser configuradas com ou sem camisas de cilindro. A invenção é, não obstante, particularmente adequada ao uso em motores de combustão interna sem camisas de cilindro ou com camisas de cilindro que têm uma projeção de camisa ou compensação de no máximo 0,15 mm, em particular em 30 motores de veículos de emprego geral. Levando em conta a sua alta pressão de ignição de ao menos 14 MPa (140 bar), de preferência ao menos 16 MPa (160 bar) e particularmente de preferência ao menos 18 MPa (180 bar), estes motores de combustão interna estabelecem exigências específicas na capacidade de vedação das gaxetas de cabeçote de bloco de cilindros.

As gaxetas nas quais o perfil ondulatório é de preferência configurado são distinguidas por uma extensão de suas superfícies de no máximo 1.500 mm na direção longitudinal e 500 mm na direção transversal, as câmaras de combustão de motores para veículos comerciais com um diâmetro de ao menos 80 até 200 mm e as tramas, presentes em gaxetas de cilindros múltiplos, entre as câmaras de combustão com uma largura de mais de 4 mm. As gaxetas têm, em adição a ao menos uma abertura contínua da câmara de combustão, ao menos quatro aberturas contínuas para meios de fixação e também ao menos uma abertura contínua para lubrificar e/ou refrigerar.

A junta metálica plana de acordo com a invenção pode ser fabricada usando processos anteriormente conhecidos e ferramentas convencionais. Exceto pelas diferenças descritas acima, podem ser usados os materiais convencionais do início. Outros componentes convencionais, não descritos acima, de gaxetas metálicas planas podem também ser usados, a menos que excluídos pela configuração crítica da junta. Assim, a junta plana de acordo com a invenção pode ter, por exemplo, no hinterland da junta, elementos de suporte que destinados a agir contra distorções nas superfícies de oposição a ser vedadas. Deve ser feita referência a respeito, em particular, do que é conhecido como as tampas de interior que são fixados, particularmente, aos lados estreitos de gaxetas de cabeçote de bloco de cilindros e/ou na região das aberturas de parafuso. Tais tampas podem igualmente ser usados dentro do contexto da invenção. É particularmente apropriado se as tampas de interior forem, por exemplo, igualmente da forma de um perfil ondulatório. Eles podem, então, ser gerados na mesma operação do(s) perfilas) ondulado(s) em torno das aberturas contínuas. O perfil ondulatório pode, neste caso, ter uma forma exclusivamente linear ou curva, por exemplo, nos cantos da junta. É também possível, como no caso dos espessamentos para o perfil ondulatório estender-se sobre uma pluralidade de conjuntos de linhas retas virtuais, sendo que os conjuntos se intersectam, produzindo as sim um perfil mais complexo, em particular se os conjuntos se intersectam dentro do perfil. Eles podem, no entanto, também consistir em perfis sinuosos, de tabuleiro de xadrez ou em formato de pirâmides truncadas. Em adição, distintas camadas de junta ou todas as camadas de junta podem ser providas com um revestimento no todo ou em parte, de um ou de ambos os lados. Todos os materiais anteriormente convencionais podem ser usados também neste caso.

A invenção será descrita de agora em diante tomando como referência os desenhos. Estes desenhos meramente ilustram, exclusivamente a título de exemplo, determinadas configurações preferidas da invenção, sem que a invenção seja restrita aos exemplos descritos. Nos desenhos:

a figura 1 é uma vista de planta esquemática parcial sobre uma junta metálica plana no exemplo de uma junta de cabeçote de bloco de cilindros;

a figura 2 é um corte transversal esquemático ao longo da linha A-A na figura 1;

as figuras 3(a) e 3(b) são cortes transversais esquemáticos parciais ao longo da linha B-B na figura 1 para ilustrar a determinação do valor da saliência na borda da câmara de combustão;

a figura 4 é um corte transversal esquemático parcial ao longo da linha C-C na figura 1;

a figura 5 é uma vista de planta esquemática parcial sobre um exemplo adicional de uma junta metálica plana com base no exemplo de uma junta de cabeçote de bloco de cilindros;

a figura 6 é um corte transversal esquemático ao longo da linha D-D da figura 5;

a figura 7 é um corte transversal esquemático ao longo da linha E-E da figura 5;

as figuras de 8 a 10 mostram esquematicamente várias formas da configuração da junta em corte transversal parcial ao longo da linha D-D na figura 5;

a figura 11 é um corte transversal esquemático parcial ao longo da linha H-H na figura 5;

as figuras de 12 a 14 são cortes transversais esquemáticos ao longo da linha D-D’ da figura 5, com as figuras 12 e 14 mostrando exemplos da técnica anterior;

a figura 15 mostra esquematicamente curvas de deflexão de carga dos elementos vedantes das gaxetas de acordo com os exemplos nas figuras de 12 a 14; e a figura 16 é uma vista transversal esquemática parcial de uma modalidade adicional.

a figura 1 é uma vista de planta parcial sobre uma junta metálica plana 1 com base no exemplo de uma junta de cabeçote de bloco de cilindros. Conforme pode ser visto das figuras de 2 a 4, a junta é uma junta de três camadas que compreende uma camada de junta 2 e também duas camadas de cobertura 7 e 7’ que são dispostas nas duas superfícies 21 e 22 da camada de junta 2. A junta de cabeçote de bloco de cilindros 1 tem uma pluralidade de aberturas de câmaras de combustão 3, das quais apenas duas podem ser integralmente vistas na figura 1. Também presentes na região externa da junta e das camadas de cobertura uma grande quantidade de aberturas contínuas adicionais 5 que são aberturas para óleo, água refrigerante e aberturas de parafusos, ditas aberturas de parafuso marcadas pelo número de referência 51.

As aberturas de câmara de combustão 3 são, cada uma, envolvidas por um elemento vedante 4 na forma de um perfil ondulatório 40 no qual cristas de onda 41 alternam-se a canais de onda 42. Quatro respectivas cristas de onda 41 estão presentes em cada uma das superfícies 21 e 22 da camada de junta 2. Os pontos de pico 43 das cristas de onda separam-se entre si por uma distância a na faixa de até 2,0, de preferência até 1,7, particularmente de preferência até 1,5 e especialmente de preferência até 1,0 mm. Gera-se o perfil ondulatório 40 pela estampagem da respectiva região de borda da camada de junta 2 em torno da abertura contínua 3. Isto proporciona aumento na espessura comparada à espessura original d da camada de junta 2 na região do perfil ondulatório 40.

As figuras 3(a) e 3(b) ilustram este aumento de espessura por um lado, na situação da junta de não colocada, sendo que para fins de medição uma carga (força) inicial de 2,4 N/mm² age substancialmente de forma perpendicular na junta (figura 3(a)) e também no caso da junta colocada, que é carregada com uma força equivalente à força de aparafusamento (figura 3(b)). Com relação à figura 3(a), deve ser observado que uma medida de altura capaz de ser reproduzida não é possível na situação completamente sem carga. A diferença em espessura Avl resulta da diferença em altura hvu na região do perfil ondulatório 40 e a espessura original d da camada de junta 2. Configura-se o perfil ondulatório 40, de acordo com a invenção, de uma forma tal que por um lado ele tem propriedades elásticas mas por outro lado leva, quando pressionado por uma força que corresponde ao menos à de carga esperada durante a ação da junta, a uma saliência permanente na borda da câmara de combustão. Esta saliência permanente confirma-se como um resultado do fato de que a junta de cabeçote de bloco de cilindro 1 é atuada na região do perfil ondulatório 40 inicialmente com uma força de 2,4 N/mm². Esta força (marcada no presente caso como VL) age na junta substancialmente de forma perpendicular ao plano da camada de junta 2. A expressão substancialmente de forma perpendicular significa neste documento que a ação da força desvia-se da perpendicular não mais que 2^o, em particular não mais que 1^o.

A saliência resultante no estado de instalada Ab é determinada pela aplicação de uma força F, equivalente à força de aparafusamento, à região do perfil ondulatório e medir a deformação correspondente na direção perpendicular. Determina-se deste modo o que se conhece como a curva característica que especifica a espessura hb da região do perfil ondulatório como função da força F aplicada. Considerando que se gera a carga inicial VL de forma convencional pela pressão com um perfurador desde acima perpendicular sobre a região do perfil ondulatório, aplica-se a força F para determinar a curva característica por intermédio de um flange. A saliência A_bna câmara de combustão sob condições de instalação resulta da diferença em altura hb entre o perfil ondulatório sob a ação da força e a espessura ori ginal da camada perfilada, d. Esta diferença é, de acordo com a invenção, na faixa de 0,05 a 0,3 mm, de preferência de 0,05 a 0,2 mm. Assim, o elemento vedante 4 não apenas assegura durante a ação da junta de cabeçote de bloco de cilindros 1 a vedação elástica da abertura da câmara de combustão 3, como ao mesmo tempo também assegura uma saliência ao longo da abertura da câmara de combustão 3, que faz os parafusos, guiados através das aberturas dos meios de fixação 51 e com os quais a junta de cabeçote de bloco de cilindros 1 é fixada entre o bloco do motor e o cabeçote dos cilindros, exercerem uma pressão de fixação substancialmente concentrada na região em torno das aberturas da câmara de combustão 3. Os perfis ondulados 40, em consequência, combinam as funções de rebordo elástico e de tampa e asseguram, por intermédio de uma deformação elástica e da saliência que resta, estar presente ao mesmo tempo uma excelente vedação que pode ser aperfeiçoada ainda mais pela geração de uma topografia na direção circunferencial em torno das aberturas da câmara de combustão 3.

As aberturas contínuas adicionais 5 no hinterland da junta, isto é, aberturas para óleo e líquido refrigerante, são vedadas no caso mostrado por elementos vedantes 6 que consistem em abas vedantes de elastômero. Configuram-se as abas vedantes 6 para ser suficientemente altas a fim de se projetar além das superfícies externas 73 e 73’ das folhas metálicas de cobertura 7 e 7’. Isto pode ser visto na figura 4, que mostra um corte transversal ao longo da linha C-C na figura 1. Na região dos elementos vedantes de elastômero 6, as folhas metálicas de cobertura 7 e 7’ têm recessos 72 que são suficiente grandes para tanto incorporar as aberturas contínuas adicionais 5 como receber seus elementos vedantes 6. As abas de elastômero 6 têm, neste caso, uma largura de ao menos 0,5 mm. As folhas metálicas de cobertura 7 e 7’ servem, neste caso, como limitadoras de deformação para os elementos vedantes 6 e impedem o elastômero de ser passível de compressão adicional até a altura das folhas metálicas de cobertura 7 e 7’. Nas regiões nas quais a pluralidade de aberturas contínuas 5 localizam-se próximas uma da outra e/ou são envolvidas por um elemento vedante comum 6, está presente um recesso comum 72 nas folhas metálicas de cobertura 7, 7’.

Localizam-se também recessos adicionais nas folhas metálicas de cobertura 7, 7’ na região entre as aberturas adjacentes 3 assim como também nas aberturas de parafuso contíguas 51. Neste caso, os elementos vedantes de elastômero 6 não apenas envolvem as aberturas contínuas 5 no hinterland da junta, como também se estendem nos exemplos mostrados através da região de trama entre aberturas contínuas adjacentes 3 com os seus elementos vedantes 4.

Um elemento de suporte adicional localiza-se na região paralela às abas estreitas das gaxetas, como pode ser visto em detalhe na figura 2. Este elemento de suporte 10 estende-se substancialmente paralelo à região de borda da junta (neste caso, apenas o elemento vedante do lado direito é mostrado na região próxima ao lado direito da abertura da câmara de combustão 3). O elemento de suporte 10 serve de uma forma conhecida como peculiar para evitar distorções entre o bloco de motor e o cabeçote de cilindros nesta região. O elemento de suporte 10 é, neste caso, igualmente configurado na forma de um perfil ondulatório. As cristas de onda e os canais de onda são, no entanto, configurados mais baixos que na região dos perfis ondulados 40 em torno das aberturas da câmara de combustão 3. Adicionalmente, estão presentes poucas cristas de onda e canais de onda. Não é especificado no corte transversal mostrado na figura 2 se o perfil ondulatório paralelo à aba estreita consiste meramente das elevações e depressões mutuamente paralelas que podem ser vistas em corte ou se essas elevações e de pressões são intersectadas por ao menos um conjunto adicional de elevações e depressões paralelas, assim produzindo uma estrutura estampada mais complexa.

A camada de junta 2, que contém os perfis anulares 40, é dividida em uma pluralidade de segmentos, dos quais o segmento 23 pode ser completamente visto e o segmento 24 apenas parcialmente, na figura 1. Dos segmentos, cada um compreende duas aberturas de câmara de combustão, de modo que uma pluralidade de segmentos podem ser combinados para formar gaxetas de cabeçote de bloco de cilindros com 4, 6 ou mais aberturas de câmara de combustão. A região limite, na qual os segmentos 23 e 24 se encontram, é indicada por linhas quebradas e marcadas com a letra G. Em contraste com os segmentos da camada de junta 2, as folhas metálicas de cobertura 7 e 7’ são formadas como uma peça sobre toda a extensão da junta de cabeçote de bloco de cilindros, de modo que elas também cobrem a região limite G. As folhas metálicas de cobertura 7 e 7’ não têm elementos vedantes ou de suporte, sendo configuradas de modo a ser completamente planares. A área de superfície da camada de cobertura 7 é indicada na figura 1 por hachuriamento. A segunda camada de cobertura 7’, que não pode ser vista na figura 1, configura-se de modo a corresponder à camada de cobertura 7.

A figura 5 é uma vista de planta parcial de um exemplo adicional de uma junta de cabeçote de bloco de cilindros, de acordo com a invenção. Esta junta de cabeçote de bloco de cilindros corresponde substancialmente à da figura 1, embora ela seja diferente em termos de disposição das aberturas contínuas adicionais 5, isto é, as aberturas de água e de óleo. Em adição, as folhas metálicas de cobertura 7 e 7’ não se estendem até à borda externa da camada de junta 2, porém deixam livre a região de borda externa 25 da camada de junta 2. A razão disto é que uma aba vedante 8 fabricada de material de elastômero circunda ao longo da borda externa da camada de junta 2. A figura 5 destina-se, neste caso, em benefício da simplicidade, a incluir uma pluralidade de modalidades da borda vedante 8. Assim como a aba vedante 6, as abas vedantes 8 têm a largura de ao menos 0,5 mm.

No exemplo da figura 6, a aba vedante da aba externa 8 moldase sobre a aba externa 26 da camada de junta 2. A aba vedante 8 salientase não apenas para fora, mas também para além das duas superfícies da camada de junta 2 além das superfícies das folhas metálicas de cobertura 7 e 7’ e, deste modo, proporciona uma linha vedante na borda externa da junta. A figura 6 é um corte transversal ao longo da linha D-D da figura 5 na região da borda externa da junta até à abertura da câmara de combustão 3. A abertura da câmara de combustão 3 é novamente envolvida por um perfil ondulatório 40. A abertura contínua 5 no hinterland da junta por outro lado, por exemplo, uma abertura contínua para água refrigerante, é vedada por elementos vedantes fabricados de um elastômero que se aplica na forma de abas vedantes 6 e 6’ nas duas superfícies da camada de junta 2 e se projeta além das superfícies das folhas metálicas de cobertura 7 e T, tal como foi anteriormente descrito em conjunção com a figura 4. No lado estreito da junta, estende-se, novamente, um elemento de suporte de hinterland 10 que corresponde ao da figura 2.

A figura 7 é um corte transversal parcial ao longo da linha E-E da figura 5. A vedação das aberturas da câmara de combustão corresponde à das figuras precedentes. A vedação da orla externa não é, em contraste com a figura 6, moldada na borda sobre a aba externa 26 da camada de junta 2, porém aplicada na região de borda 25 nos dois lados da camada de junta 2 como uma borda vedante 8 ou 8’.

A figura 8 mostra uma variação da configuração da região mostrada na figura 6. Neste caso, não é proporcionada a borda vedante da aba externa; em vez disto, as folhas metálicas de cobertura 7 e 7’ alcançam até à borda externa da camada de junta 2. Até onde a configuração da borda externa das camadas de junta se relaciona, este corte transversal, em consequência, corresponde de forma mais aproximada ao da figura 1 do que ao da figura 5.

As figuras 9 e 10 mostram alternativas do suporte do hinterland 10. Em vez do perfil ondulatório ilustrado nas figuras 2 e 6, o suporte de hinterland 10 da modalidade de acordo com a figura 9 consiste em uma superfície estruturante das superfícies 21 e 22 da camada de junta 2. Esta superfície estruturante, que é de forma apropriada igualmente gerada por estampagem, consiste, por exemplo, em elevações dispostas em forma de tabuleiro de xadrez separadas por depressões. Na figura 10 o suporte de hinterland usado é um descanso em forma de faixa. De preferência, o descanso é um apoio metálico, que foi fixado à camada de junta 2 por soldagem ou por processo semelhante, ou pelo que é conhecido como revestimento rígido, isto é, um revestimento fabricado de material com baixa compressibilidade.

A figura 11 é um corte transversal parcial ao longo da região da borda externa da junta ilustrada na figura 5, quer dizer, ao longo da linha H25

H. Está presente igualmente neste caso, ao longo da borda externa da camada de junta 2, uma borda moldada de elastômero que forma as abas vedantes de elastômero 8,8’ que circundam a borda externa da região 25. No exemplo mostrado, as folhas metálicas de cobertura 7 e 7’ não são levadas até à borda externa da camada de junta 2, porém até a uma sua distância relativamente grande (ver também a figura 5). As folhas metálicas de cobertura 7 e 7’, em consequência, podem não agir como um meio de proteção de compressão para a borda vedante 8. De modo a mesmo assim impedir a excessiva compressão das abas vedantes 8, 8’, introduz-se uma pluralidade de elementos locais de suporte 9 dentro da camada de junta 2, na vizinhança das abas vedantes 8, 8’. Os elementos de suporte 9 são especificamente buchas metálicas com espessura maior do que a espessura da camada de junta 2 e que se projetam além da camada de junta 2 nos dois lados. As buchas metálicas 9 são, cada uma, inseridas nas aberturas de parafuso 51 localizadas na vizinhança da borda externa da camada de junta 2. Devido ao fato de a espessura das buchas 9 ser maior que a espessura da camada de junta 2, as buchas agem como um meio de proteção de compressão para as abas de elastômero 8, 8’ na borda vedante.

As figuras de 12 a 14 servem para comparar a junta plana de acordo com a invenção e, neste caso, especificamente a vedação das aberturas da câmara de combustão 3 com os projetos anteriormente convencionais na técnica anterior. A figura 13 é uma vista de corte transversal parcial do exemplo de acordo com a invenção. A figura corresponde substancialmente à região do lado direito da figura 6. As figuras 12 e 14 mostram o mesmo detalhe, porém com elementos vedantes diferentes para a abertura da câmara de combustão 3. Na figura 12 a abertura da câmara de combustão 3 é vedada por um rebordo múltiplo plasticamente deformável como o elemento vedante 4. Uma inserção com rebordos de elastômero 6, 6’ conecta-se a este rebordo múltiplo, sendo a inserção soldada nele. A espessura do rebordo múltiplo como o elemento vedante 4 é muito grande, assim o rebordo múltiplo introduzido tem predominantemente propriedades plásticas, com apenas mínimas propriedades elásticas. A junta de acordo com a figura tem, por outro lado, um rebordo puramente elástico como o elemento vedante 4. Sem uma tampa, este rebordo elástico pode, contudo, tornar-se completamente achatado durante a ação da junta. Não é possível uma concentração de forças na câmara de combustão sem medidas adicionais.

A figura 15 mostra curvas de deflexão de carga para os elementos vedantes ilustrados da figura 12 à 14. A deformação do elemento vedante é representada graficamente em relação à carga. A barra hachuriada ilustra as cargas mínimas e máximas que se esperam durante a ação das gaxetas em um dado motor, isto é, a faixa de trabalho real dos respectivos ele10 mentos vedantes durante a ação da junta. O rebordo plástico da figura 12 tem rigidez mais alta, embora a capacidade de deflexão seja baixa. Inversamente, o perfil ondulatório, como o elemento vedante na junta de acordo com a invenção mostrado na figura 13, exibe os dois comportamentos, elástico e rígido. Ele mostra alta rigidez mas também boas propriedades de de15 flexão e comportamento de vedação altamente constante e bom através de toda a faixa típica de trabalho.

A figura 16 ilustra uma modalidade com camadas de cobertura encurtadas 7, 7’, na qual a abertura contínua da câmara de combustão 3 é substancialmente envolvida de forma concêntrica por um perfil ondulatório 20 40. Localiza-se no hinterland da junta uma abertura contínua adicional 5, mais precisamente uma abertura de fluido, que se estende através de todas as camadas da junta e sendo vedada por um elemento vedante de elastômero 6 moldado em posição de forma anular sobre a camada de junta 2. Consequentemente, a parte recortada é maior nas camadas de cobertura 7, 25 7’ que na camada de junta 2. Paralelo à borda externa da junta, fora da orla externa das camadas de junta 7, 7’, estende-se um elemento vedante de elastômero adicional 8 que, novamente, é moldado em posição sobre a camada de junta 2. Nos dois casos os elementos vedantes 6, 8 salientam-se além das camadas de cobertura 7, 7’, de modo que as camadas de cobertu30 ra 7, 7’ podem agir como um limitador de deformação para os elementos vedantes de elastômero 6 e 8. As folhas metálicas de cobertura 7, 7’ são recortadas fora do elemento vedante 8 que se estende paralelo à aba externa. De modo a ainda assim chegar a uma espessura constante da junta, a camada de junta 2, na qual se configura o perfil ondulatório 40, é proporcionada nesta região com um perfil adicional 10’, que consiste em elevações e depressões horizontais que se estendem paralelas uma à outra.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Junta metálica plana (1) que compreende ao menos uma camada de junta (2) tendo duas superfícies e que tem ao menos uma abertura contínua da câmara de combustão (3) envolvida por um elemento vedante elasticamente deformável (4) que é configurado na forma de um perfil ondulatório (40) na camada de junta (2), de um modo tal que em cada uma das superfícies (21, 22) da camada de junta (2) apresentam-se ao menos duas cristas de onda (41) e dois canais de onda (42), que envolvem anularmente a abertura contínua da câmara de combustão (3), a espessura (hVL) na situação sem carga da camada de junta (2) na região do elemento vedante (4) sendo maior que a espessura original (d) da camada de junta (2), caracterizada pelo fato de que, sem considerar o perfil ondulatório (40), nenhuma vedação ou elementos de suporte adicionais circunscreve a abertura contínua da câmara de combustão (3) na junta e em que o elemento vedante (4) tem, quando submetido à pressão linear de 500 a 2.800 N/mm em uma direção substancialmente perpendicular ao plano (E) da camada de junta (2), uma espessura (hb) em compressão linear que é de 0,05 a 0,3 mm maior que a espessura original (d) da camada de junta (2), a camada de junta tendo ao menos 4 aberturas contínuas para meios de fixação (51) e também ao menos uma abertura contínua adicional (5) para lubrificante ou refrigerante envolvida por um elemento vedante de elastômero (6), e a abertura contínua da câmara de combustão (3) que tem um diâmetro menor que 200 mm.
2. Junta metálica plana, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o perfil ondulatório (40) tem um perfil de corte transversal senoidal ou trapezoidal.
3. Junta metálica plana, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o perfil ondulatório (40) configura-se de forma variável na direção radial e/ou circunferencial em torno da abertura contínua da câmara de combustão (3), em particular com respeito ao menos uma das seguintes propriedades:

- altura das cristas de onda (41),

- formato de corte transversal das cristas de onda (41) e/ou ca

Petição 870180167543, de 26/12/2018, pág. 5/12 nais de onda (42),

- distância entre cristas de onda adjacentes (41) e

- espessura do material na região das cristas de onda (41) e/ou canais de onda (42).
4. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a distância (a) entre os pontos de pico (43) de cristas de onda adjacentes (41) situa-se em uma faixa de até 2,0 mm, de preferência até 1,7 mm, particularmente de preferência até 1,5 mm e em particular até 1,0 mm.
5. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a camada de junta (2) original tem uma espessura (d) de 0,3 a 0,6 mm, em particular de 0,3 a 0,5 mm.
6. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a referida junta tem uma pluralidade de aberturas contínuas de câmara de combustão (3), cada uma separada por uma trama que tem uma largura de ao menos 4 mm.
7. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a camada de junta (2) é feita de um metal selecionado do grupo compreendendo aço carbono, aço inoxidável e aço para molas, que tem uma resistência à tração de ao menos 600 N/mm².
8. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a camada de junta (2) compreende pelo menos uma abertura contínua de câmara de combustão (3) que é envolvida por um perfil ondulatório (40), o referido perfil ondulatório sendo dividido em ao menos dois segmentos (23, 24) que se encontram na região entre duas aberturas contínuas adjacentes de câmara de combustão (3), cada um com perfis ondulatórios (4).
9. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o elemento vedante (4) tem, quando submetido à compressão linear de 800 a 2.500 N/mm e es

Petição 870180167543, de 26/12/2018, pág. 6/12 pecialmente de 800 a 1.500 N/mm em uma direção substancialmente perpendicular ao plano (E) da camada de junta (2), uma espessura (hb) que é de 0,05 a 0,3 mm maior que a espessura original (d) da camada de junta (2).
10. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a junta não compreende, à exceção da camada de junta (2), camadas de junta adicionais.
11. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizada pelo fato de a referida junta ter ao menos uma camada de cobertura (7, 7') que repousa contra uma das superfícies (21, 22) da camada de junta (2) e deste modo cobre a região do perfil ondulatório (40).
12. Junta metálica plana, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que ao menos uma camada de cobertura (7, 7') tem uma parte planar (71, 71') na região oposta ao perfil ondulatório (40).
13. Junta metálica plana, de acordo com a reivindicação 11 ou

12, caracterizada pelo fato de que ao menos uma camada de cobertura (7, 7') tem, na região em torno de ao menos uma abertura contínua adicional (5) na camada de junta, uma parte recortada (72) de uma forma tal que o elemento vedante de elastômero (6) que envolve a abertura contínua adicional (5) é recebido na parte recortada (72).
14. Junta metálica plana, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que configura-se o elemento vedante de elastômero (6) para ser suficientemente alto tal que na situação de não instalação ele se projeta além da superfície (73, 73') de ao menos uma camada de cobertura (7, 7') afastada da camada de junta (2).
15. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizada pelo fato de que ao menos uma camada de cobertura (7, 7') cobre a região na qual segmentos adjacentes (23, 24) da camada de junta (2) se encontram.
16. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizada pelo fato de que ao menos uma camada de cobertura (7, 7') expõe a região da orla externa (25) da camada de junta

Petição 870180167543, de 26/12/2018, pág. 7/12 (2) ao menos em determinadas partes.
17. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que uma borda vedante de elastômero (8, 8') que se projeta além das duas superfícies (21, 22) da camada de junta (2) estende-se, pelo menos em determinadas partes, ao longo da orla externa (25) da camada de junta (2).
18. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o elemento vedante de elastômero (6) e/ou a borda vedante (8, 8') é fabricada de elastômero que tem uma dureza de ao menos 35 Shore A.
19. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o elemento vedante de elastômero (6) e/ou a borda vedante (8, 8') têm uma largura de ao menos 0,5 mm.
20. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizada pelo fato de que dispõe-se a borda vedante (8) de modo a se projetar além da aba externa (26) da camada de junta (2).
21. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 20, caracterizada pelo fato de a junta conter ao menos um elemento de suporte (9) local.
22. Junta metálica plana, de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de que a camada de junta (2) tem, adjacente à borda vedante (8, 8'), o referido ao menos um elemento de suporte local (9) que se projeta além de ao menos uma superfície (21, 22) da camada de junta (2) a uma altura que é menor que a projeção da borda vedante (8, 8') além desta superfície (21, 22).
23. Junta metálica plana, de acordo com a reivindicação 22, caracterizada pelo fato de que insere-se o elemento de suporte (9), como uma bucha, dentro de uma abertura contínua adicional (5), em particular dentro de uma abertura de parafuso (51).
24. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das rei

Petição 870180167543, de 26/12/2018, pág. 8/12 vindicações precedentes, caracterizada por ser uma junta de cabeçote de bloco de cilindros que tem uma extensão na direção longitudinal de até 1.500 mm e na direção transversal de até 500 mm.
25. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das rei-

5 vindicações 1 a 24, caracterizada por ser instalada entre um cabeçote de cilindro e um bloco de motor em um motor sem camisa ou com camisas que têm uma projeção de camisa ou ressalto de no máximo 0,15 mm.
26. Junta metálica plana, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 25, caracterizada por ser instalada entre um cabeçote de

10 cilindro e um bloco de motor em um motor com uma pressão de ignição de ao menos 14MPa (140 bar), de preferência ao menos 16MPa (160 bar), particularmente de preferência ao menos 18MPa (180 bar).
27. Junta metálica plana, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a camada de junta (2) é feita de um metal sele-

15 cionado do grupo compreendendo aço carbono, aço inoxidável e aço para molas, que tem uma resistência à tração de ao menos 1.000 N/mm².