CN101910689A - 平面密封件 - Google Patents

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Abstract

平面密封件、尤其汽缸头密封件或者排气法兰密封件，该平面密封件包含至少一个设有至少一个通孔(2)的层(1)，其中该通孔容纳至少一个构造成环形型材线的可弹性变形的具有确定的材料厚度的型材体(3)，其中，没变形的型材体的整个高度超过了层的厚度，并且其中，层在型材体的区域内和/或型材体的外部至少部分地设有材料加厚部(7、7′、8、8′)。

Description

平面密封件
技术领域
本发明涉及一种平面密封件、尤其汽缸头密封件或者排气法兰密封件。
背景技术
已知在能够由多个(金属的)层构成的汽缸头密封件中以合适的接合方法(例如咬合连接、焊接、铆接)将在需要时不同构造的层相互连接。借助于所谓的阻塞器在燃烧室边缘上调节相对于平面密封件的侧面区域的所需要的高度差，所述阻塞器是额外施加的或者置入的环、层或者压印部。
从EP 0 538 628 A2中获知一种用于内燃机的密封系统，其具有汽缸头、发动机缸体、汽缸套，该汽缸套插入发动机缸体的孔中，支撑在发动机缸体上，具有空心圆柱形的部分、从圆柱形的部分径向向外延伸的环形的密封凸缘、活塞孔以及基本上指向汽缸头的凸缘密封面；并且具有密封件，所述密封件与凸缘密封面以及相应的汽缸头密封面结合，从而防止燃烧气体从活塞孔中出来。所述两个密封面的至少一个构造成截顶圆锥体的形状，并且连续地从在径向内部环绕的区域延伸到在径向外部环绕的区域，其中径向内部的区域与另一密封面的之间的距离比径向外部的区域的更大。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于平面密封件的新的密封理念，其中使用用作密封元件的型材体。
另一目标在于，能够有针对性地调节不仅在密封系统内部的而且在平面密封件的较远的周围(后方)中的通常由拧紧力引起的力分布。
所述任务通过平面密封件、尤其通过汽缸头密封件或者排气法兰密封件得到解决，该密封件包含至少一个设有至少一个通孔的层，其中该通孔容纳至少一个构造成环形型材线的可弹性变形的具有确定的材料厚度的型材体，其中，没变形的轮廓体的整个高度超过了所述层的厚度，并且其中，所述层在型材体的区域内和/或型材体的外部至少部分地设有材料加厚部。
本发明主题的有利的改进方案由所属的从属权利要求中获得。
所述材料加厚部能够根据实施方式通过涂层的施加或者压印来产生。也可以考虑组合的材料加厚部(压印+涂层)，同样如施加阻塞环(Stopperbrille)。
如果所述材料加厚部由涂层形成，那么该材料加厚部优选由聚合物、尤其由热塑性的或者热固性的材料制成。
有利的是，所述涂层能够包含颗粒和/或纤维。在这里，不仅金属的而且含矿物的颗粒都能够单个地或者组合地进行设置，其中所述颗粒和/或纤维具有确定的厚度。
根据本发明的另一构思，所述涂层能够通过丝网印刷来施加在所述层的相应的区域上。
所述材料加厚部要么可以沿着所述层的包围通孔的区域施加在确定的位置上，要么如此施加所述材料加厚部，即，形成具有可预先确定的壁厚的封闭的区域。
特别有利的是，所述型材体沿径向看构成有不同材料厚度的区域。在此，例如提供了香蕉形的横截面形状，其中大致在型材体的径向延伸的中间区域中给出了最大的材料厚度，材料厚度于是朝着端部区域减小。通过这种措施形成了中间的核心区域以及外部的可弹性变形的区域。
所述型材体要么可以至少部分地与所述层连接，要么沿径向可运动地定位在通孔的内部。
特别有利的是，所述材料加厚部也设置在型材体的外部。在此，谈及平面密封件的所谓的后方，该后方一直延伸到平面密封件的边缘区域中。相应的材料加厚部能够部分地或者在后方中更大的表面区域上进行设置，并且根据需要能够至少部分地包围螺栓通孔。
通过该措施能够实现整个平面密封件内部的最佳的力分布，通过该力分布对密封性能产生了积极影响。
有控制地对力分布、尤其在型材体和所述层的连接到型材体上的区域之间的分布进行调节的目标例如通过燃烧室密封件与介质密封件之间的高度差实现。如果介质以及燃烧室密封件具有相同的高度(额外的前提：所使用的密封件具有相同的强度和刚度)，那么可以以相同的载荷分布为出发点。如果介质以及燃烧室密封件的高度不同，那么按份额导入更高的载荷。然而例如为了所述燃烧室密封件能够承受更大份额的拧紧力，那么用燃烧室密封件的超出部分进行工作。这意味着，所述燃烧室密封件必须略微高于介质密封件。
通过在所述层上的按本发明的面状的或者部分的材料加厚部能够精确地调节燃烧室密封件和介质密封件之间的高度差。以这种方式不仅能够实现所需要的高度差，而且能够实现表面形状(topographisch)上的高度差，从而例如有针对性地提高或者说降低后方(例如通过具有不同材料以及不同的粒子大小的涂层)。
附图说明
本发明的主题在附图中示出并且如下进行说明。附图示出：
图1是具有作为材料加厚部的在一侧压印的层的说明性的汽缸头密封件；
图2是具有作为材料加厚部的在两侧压印的层的说明性的汽缸头密封件；
图3是具有层的作为材料加厚部的聚合物涂层的说明性的汽缸头密封件；
图4是按图3的截取部分放大图；
图5是构造成平面密封件的汽缸头密封件的俯视图，该汽缸头密封件在所选择的区域上具有材料加厚部；
图6是根据图5的线条A-A的剖面。
具体实施方式
图1示出了仅仅说明性的至少包含层1的汽缸头密封件，该层包含至少一个通孔2。这里构造成为金属层的层1与构造成型材线的环形的型材体3共同作用，该型材体沿径向看大致构造成香蕉状。型材体3的中间的区域形成了最大的材料厚度的区域，该材料厚度朝-形成弯曲区域的-端部4、5减小。在该例子中，型材体3的径向外部的端部4形状配合地(例如通过压制)与层1的对置的区域6连接。没变形的型材体3的整个高度超过了层1的厚度。为了在汽缸头密封件的内部产生确定的通常由拧紧力引起的力分布，所述层1的部分区域a设有材料加厚部。在图1中，该材料加厚部由一侧的压印区域7形成。
图2看上去类似于图1，其中这里在层1的区域内设置了两个压印区域7、7′。通过相应地设计所述压印区域7、7′获得了这样的优点，即可以非常精确地调节高度差。以这种方式不仅能够实现所需要的高度差而且能够实现表面形状上的高度差。这意味着，通过压印部7、7′的高度(或者深度)实现高度差的调节。所述层1能够以不同的方式进行压印。可以考虑半球形的(凹陷)、矩形的或者环形的(凹槽)压印部。
图3示出了相对于图1和2的变型方案，其中区域a在这里也设有材料加厚部，该材料加厚部在该实施方式中由两侧的确定的材料厚度的涂层8、8′形成。该涂层8、8′由聚合物制成，尤其由热塑性的或者热固性的材料制成。通过添加具有较窄的粒子尺寸分布或者说厚度公差(其精确相应于有待调节的高度差)的金属的、陶瓷的或者含矿物的颗粒或者纤维，能够非常精确地调节不同的高度。甚至在由温度作用引起聚合物降解时，也确保了承担保持间距功能的颗粒总是保证高度差。
允许聚合物仅仅包含确定份额的颗粒或者纤维，该份额取决于颗粒大小(颗粒越大，其份额也应该越高)。
与图1和2类似，所述涂层8、8′不仅能够设置成单侧的，而且能够设置成双侧的。
图4示出了图3的截取部分放大图。可以看出所述层1以及在两侧涂覆的涂层8、8′。通过丝网印刷法能够产生所述相应的涂层8、8′。所述颗粒或者纤维9、9′相应于有待调节的高度差，由此只需确保所有的颗粒或者纤维9、9′位于一个平面内。
没有示出的但是由保护范围一同包括的是，相应的层能够以在一侧或者两侧电镀的形式(例如铝)设置，其中例如通过压印至少一个电镀的区域(仅仅在电镀部中)来产生所述材料加厚部。
要么在所述层中要么在电镀的层中置入材料加厚部，由此能够产生有针对性的表面形状，更确切地说不仅在高度上而且也在宽度上。
图5作为俯视图示出了构造成平面密封件的汽缸头密封件。与图1到4中相同的部件设有相同的附图标记。在该例子中，汽缸头密封件由单个的金属层1形成，该层包含多个用作燃烧室通孔的通孔2。可以看到牢固地与所述层1连接的型材体3。适用与图1到4所说明的条件相同的条件。所述层1的所有加阴影的区域由材料加厚部10形成。可以看出，不仅直接围绕相应的型材体3的区域，而且延伸到所述层1的边缘区域11中的后方也以有针对性的方式设有材料加厚部10。
图6示出了按图5的线条A-A的剖面。可以看到构造成香蕉状的型材体3以及在该位置上的材料加厚部10的区域b，在该例子中所述材料加厚部由两侧的压印部形成。

Claims (19)

1.平面密封件、尤其是汽缸头密封件或者排气法兰密封件，所述平面密封件包含至少一个设有至少一个通孔(2)的层(1)，其中，所述通孔(2)容纳至少一个构造成环形型材线的、能弹性变形的、具有确定的材料厚度的型材体(3)，其中没变形的所述型材体(3)的整个高度超过了所述层(1)的厚度，并且其中，所述层(1)在所述型材体(3)的区域内和/或所述型材体(3)的外部至少部分地设有材料加厚部(7、7′、8、8′)。
2.按权利要求1所述的平面密封件，其特征在于，所述材料加厚部(7、7′)由所述层(1)的一侧或者两侧的压印部形成。
3.按权利要求1或2所述的平面密封件，其特征在于，所述材料加厚部(8、8′)由所述层(1)的涂层形成。
4.按权利要求1到3中任一项所述的平面密封件，其特征在于，相应的所述材料加厚部(7、7′、8、8′)包围所述型材体(3)。
5.按权利要求1到4中任一项所述的平面密封件，其特征在于，相应的材料加厚部(10)至少也设置在所述层(1)的边缘区域(11)中，尤其设置在螺栓通孔的区域中。
6.按权利要求1到5中任一项所述的平面密封件，其特征在于，所述涂层(8、8′)由聚合物制成。
7.按权利要求1到6中任一项所述的平面密封件，其特征在于，在所述涂层(8、8′)中置入颗粒(9、9′)或者纤维。
8.按权利要求1到7中任一项所述的平面密封件，其特征在于，在所述涂层(8、8′)中置入能预先给定的厚度的金属的和/或陶瓷的和/或含矿物的颗粒(9、9′)或者纤维。
9.按权利要求1到8中任一项所述的平面密封件，其特征在于，所述涂层(8、8′)通过丝网印刷施加在所述层(1)的相应的区域(a)上。
10.按权利要求1到9中任一项所述的平面密封件，其特征在于，所述材料加厚部由阻塞环产生。
11.按权利要求1到10中任一项所述的平面密封件，其特征在于，能够使用所述材料加厚部来调节确定的表面形状。
12.按权利要求1到11中任一项所述的平面密封件，其特征在于，所述材料加厚部(7、7′、8、8′)在确定的径向的区域(a)内基本上全面地包围所述通孔(2)。
13.按权利要求1到12中任一项所述的平面密封件，其特征在于，所述型材体(3)沿径向看构造有不同材料厚度的区域。
14.按权利要求1到13中任一项所述的平面密封件，其特征在于，所述型材体(3)沿径向看具有香蕉的轮廓。
15.按权利要求1到14中任一项所述的平面密封件，其特征在于，所述型材体(3)构造成打开的或者封闭的环。
16.按权利要求1到15中任一项所述的平面密封件，其特征在于，所述型材体(3)至少部分地、尤其形状配合地与所述层(1)连接。
17.按权利要求1到15中任一项所述的平面密封件，其特征在于，所述型材体(3)径向能运动地设置在所述通孔(2)内部。
18.按权利要求1到17中任一项所述的平面密封件，其特征在于，所述层(1)由金属形成，所述金属设有一侧或者两侧的电镀部，尤其是由铝或者铝合金形成的电镀部。
19.按权利要求1到18中任一项所述的平面密封件，其特征在于，所述压印部(1)设置在电镀的区域中的至少一个中。
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