CN102282396A - 带有波形制动器的垫片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有至少一个金属层的金属垫片，其中，所述金属垫片包括至少一个密封区，和设计成所述金属垫片的至少一层中的波形轮廓的压缩限制区，其中，所述波形轮廓通过多个在同心圆线上延伸的波形在压缩限制器的区域中形成。至少一个第一波形沿至少一个预定圆弧延伸，且不在至少一个预定圆形扇形中延伸。所述垫片包括至少一个第二中断波形，所述第二中断波形与所述第一波形同心、具有与所述第一波形不同的半径并至少在所述第一波形不在其中延伸的圆扇形上延伸，且不在所述第一波形在其中延伸的至少一个圆扇形中延伸。

Description

带有波形制动器的垫片
技术领域
本发明涉及分别带有制动器或变形限制器的垫片。本发明还涉及分别带有波形制动器或变形限制器的垫片。本发明尤其涉及金属垫片。本发明也涉及金属平垫片。本发明还涉及金属气缸盖垫片。
背景技术
现有技术中已经知道多种带有不同制动器的平垫片。
DE 10219526 A1文献涉及带有制动层的金属垫片，该制动层以金属垫片的层中的棋盘状压纹的形式实现。
US 2004/0160017 A1文献涉及带有制动层的金属垫片，该制动层以金属垫片的层中的蜂房状压纹的形式实现。
未审查的首次公开DE 10 2004 061 964 A1涉及带有以类似于圆扇形的形式实现的制动层的垫片，其中，各个圆扇形以分离的层形式实现。
从DE 102 066 047 424文献已知以金属层中的波形压纹形式实现的波形变形限制器。
从DE 20 121 984文献所知的波形变形限制器以金属层中的波形压纹的形式实现，且在该文献中称为“波形制动器”。
同样已知的是，波形制动器不仅可以波形片的形式实现，其中，波形制动器的这些波形也可以厚度轮廓的形式压印到薄片中，从而产生制动轮廓，其中，轮廓谷和轮廓峰分别设置在正面和背面的相同部位。
迄今，制动层围绕障碍延伸，障碍例如螺栓孔或燃烧室凸面(如柴油发动机的预燃室)，使得生产成本尤其是用于制造金属平垫片的工具的生产成本非常高。
发明内容
本发明基于降低用于制造带有波形制动器的金属平垫片的开支的目的。
此外，希望减少金属平垫片压印工具的制造成本，所述平垫片尤其是带有收缩的平垫片，所述收缩例如可以制动器或波形制动器形式实现的压缩限制器的区域中的阀套和通孔。
依据本发明的实施方式，提出带有至少一个金属层的金属平垫片。在该情况下，所述金属垫片包括至少一个密封区和一个压缩限制区。所述压缩限制区以所述金属垫片的至少一层中的波形轮廓的形式实现。所述波形轮廓通过沿同心圆线延伸的若干个波形在压缩限制器的区域中实现。
在该情况下，至少一个第一波形沿至少一个圆弧延伸、不是密闭的且不在至少一个预定圆扇形中延伸。
所述平垫片包括至少一个第二波形，所述第二波形不密闭且与所述第一波形同心延伸。所述第二开放波形具有与所述第一波形不同的半径。所述第二波形至少在所述第一波形不在其中延伸的圆扇形中延伸。所述第二波形不在至少一个所述第一波形在其中延伸的预定圆扇形中延伸。
在该情况下，所述第一和第二波形(至少部分地)在所述垫片的不同半径上相互补充，以便在所述压缩限制器的整个区域上实现一致的压缩限制功能。
在本发明中，所述垫片可包括若干个密封区和若干个压缩限制区。在本发明中，所述密封区可包围所述压缩限制区。在本发明中，所述密封区也可由所述压缩限制区包围。
在一个示例性实施方式中，所述金属平垫片还包括至少一个通孔，所述通孔由所述密封区和所述压缩限制区包围。所述通孔可以是例如热机的燃烧室的一部分。
同样提出，利用所述平垫片密封装满流体(例如油或气体)的室或密封真空。所述通孔不是本发明的发明效果所必需的，因为所述垫片也可仅仅用作开口密封。在该情况下，如果适用，无通孔的垫片可产生更好的密封，因为仅需要密封一个密封面。
在本发明另一个示例性实施方式中，所述通孔具有凸面，所述压缩限制器的区域有凹口。在该实施方式中，至少一个波形在所述压缩限制器的区域的(至少一个)凹口处中断，但该(至少一个)缺少的波形又通过所述压缩限制器上设置的(至少一个)辅助外部波形补偿。因此，防止所述压缩限制器的功能因较小区域而削弱。
在另一个实施方式中，所述金属平垫片带有所述压缩限制器的区域中的通孔。所述通孔中断在所述压缩限制器的区域中同心延伸的波形，使得所述压缩限制器的功能在该区域中被削弱。在该实施方式中，依据本发明，该削弱利用所述通孔的区域中设置的辅助波形补偿。
在本发明另一个实施方式中，基本上相同数量的波形总是围绕待密封的通孔的中心以圆形或弧形方式(即从该中心放射状地)延伸。因此，所述压缩限制器的有效区域基本上总是具有相同的宽度，而不管垫片中的凹口是否位于所述压缩限制器的区域中。因为波形的数量总是整数，故“基本上相同”是指离差最大为1。
在本发明另一个示例性实施方式中，所述第一和第二波形在某扇形重叠所述压缩限制区的至少一半宽度。这使得可以实现所述压缩限制区的外部轮廓和内部轮廓为更统一的形式，从而可防止边缘。
在所述金属平垫片的另一个实施方式中，所述波形的高度在它们结束时逐渐下降。如在上述情况中，这使得可以防止负载峰值在压缩限制器的边缘上。
在另一个实施方式中，所述波形由所述至少一个金属层中的焊珠形成。在该情况下，所述压缩限制器以各种“波形片”的形式实现，从而减小所述压缩限制器的刚性。该变化可以特别简单的方式制造，因为仅需要弯曲所述金属垫片的金属层。
在另一个实施方式中，所述波形以至少一个金属层的厚度变化的形式形成。在该情况下，所述压缩限制器以厚度轮廓的形式实现，从而增加所述压缩限制器的刚性。
在本发明一个实施方式中，所述金属平垫片是气缸盖垫片。
依据本发明另一个方面，提出用于制造上述类型的金属平垫片的压印工具。在该情况下，实现本发明的压印工具，使得它可提供上述类型的本发明的带有压缩限制器的平垫片的至少一层。所述工具优选也具有冲压通孔的结构，并可将密封焊道压制或压印成金属平垫片的层。
附图说明
附图中，通过本发明的金属垫片的不同实施方式的形式与现有技术作比较，对本发明进行图解。
图1和2示出现有技术已知的波形制动器的实施方式。
图3和4显示本发明垫片的实施方式，其中，以波形制动器形式实现的压缩限制器的第一和第二波形相互重叠和不相互重叠。
图5和6示出本发明垫片的两个实施方式，其中，一个带有所述压缩限制器的区域中设置的若干个通孔，另一个表示本发明带有环形压缩限制器的垫片的实施例。
具体实施方式
图1示出传统的带有波形制动器(压缩限制器)的平垫片(气缸盖垫片)的细节，其用于带有侧向燃烧室凸面的内燃机。该波形制动器的各个波形围绕燃烧室凸面延伸，使得工具的制造更加复杂，因为工具不能在车床上制造，而只能在铣床上制造，实质上花费更多劳动。
图2示出另一个传统的带有波形制动器(压缩限制器)的平垫片(气缸盖垫片)的类似细节，其制造工具可在车床上制造。与图1类似，内燃机和气缸盖垫片带有侧向燃烧室凸面。波形制动器的各个波形不围绕燃烧室凸面延伸，使得简化了工具的制造，但限制了垫片尤其是压缩限制器的功能。
图3示出本发明带有本发明波形制动器(压缩限制器)的平垫片(气缸盖垫片)的细节。波形制动器具有与图2所示气缸盖垫片类似的凹口。波形制动器的各个波形不围绕燃烧室凸面延伸，而是在它们到达凹口之前结束。在凹口区域中，波形制动器的波形以分别在扇形(α和β)上延伸的辅助同心波形的形式延续，其中，波形制动器的波形被燃烧室凸面中断。如果波形制动器的波形从燃烧室向外连续编号，第一波形在压缩限制器或波形制动器的第三波形附近的扇形α中延续。第二波形在压缩限制器/波形制动器的第四波形附近的扇形β中以完全相同的方式延续。
图4示出本发明带有本发明的波形制动器(压缩限制器)的平垫片(气缸盖垫片)的相同细节。与图3所示气缸盖垫片类似，波形制动器的各个波形在该情况下也相互补充，以便补偿削弱的压缩限制器功能。在依据图4的实施方式中，各个同心波形分别在扇形(γ和δ)中重叠。在该情况下，第一波形与扇形δ中的第三波形交错。第二波形与扇形γ中的第四波形以完全相同的方式交错。取决于各个扇形α和β或者γ和δ的选择，压缩限制器的外部轮廓可任意实现，例如以便优化围绕波形制动器延伸的密封区的形状。
图5示出本发明带有压缩限制器的垫片的实施方式，该压缩限制器具有七个个体波形。在压缩限制器的区域中，垫片带有毗连密封区的燃烧室凸面以及通孔和流体通道。波形制动器的七个中断波形各由波形制动器上设置的辅助外部波形补充，以确保其功能。此外，虚线显示最佳化的波形制动器外部轮廓，其基本上保留了带有可能的最平滑的外部轮廓的变形限制器的表面。
图6仅在边界情况下说明依据本发明的压缩限制器的原理。图6中，任意表面(该情况下为圆环)通过多个同心波形以波形制动器或压缩限制器的形式实现。在该情况下，波形制动器的同心波形完全填满波形制动器的环形表面，与圆形影线类似，其中，同心波形与压缩限制器的区域不同心。应当清楚，可用所示类型的波形制动器填满压缩限制器应在其中延伸的任何任意表面。这说明，本发明同样适合任意形状的平垫片。也应当清楚，带有若干个燃烧室开口的气缸盖垫片也可用本发明的波形制动器或压缩限制器制造。在该情况下，本发明的原理可分别适用于围绕各燃烧室开口的各压缩限制器。
图3-6所示垫片可利用工具制造，该工具可在车床上大量制造。
原理上，用于制造本发明垫片的工具可通过将总数个波形(n+x)转变成工具来制造，其中n个波形是保持制动器压力所必需。在收缩(凸面、通孔等)的区域中，在扇形中去掉x个波形，并剩余x个其它波形。波形的数量在其余的外部区域中减少为n。在内部去掉的波形和在外部保留的波形之间的过渡区中，内部和外部的波形可重叠多达n个波形的宽度，以便也在过渡区中保持制动器压力。

Claims (11)

1.一种具有至少一个金属层的金属平垫片，其中，所述金属垫片带有至少一个密封区和以所述金属垫片的至少一层中的波形轮廓的形式实现的压缩限制区，其中，所述波形轮廓通过若干个在同心圆线上延伸的波形在压缩限制器的区域中形成，其特征在于，至少一个第一波形沿至少一个预定圆弧延伸，且不在至少一个预定圆扇形中延伸，所述平垫片带有至少一个第二中断波形，所述第二中断波形与所述第一波形同心延伸、具有与所述第一波形不同的半径并至少在所述第一波形不在其中延伸的圆扇形上延伸，且不在所述第一波形在其中延伸的至少一个圆扇形中延伸。
2.根据权利要求1所述的金属平垫片，其特征在于，还包括至少一个由所述密封区和所述压缩限制区包围的通孔，例如燃烧室开口。
3.根据权利要求2所述的金属平垫片，其特征在于，所述通孔具有凸面，所述压缩限制器的区域有凹口。
4.根据任一项前述权利要求所述的金属平垫片，其特征在于，通孔设置在所述压缩限制器的区域中。
5.根据任一项前述权利要求所述的金属平垫片，其特征在于，基本上相同数量的波形围绕待密封的通孔的中心以圆形或弧形方式延伸，即从该中心放射状地延伸。
6.根据任一项前述权利要求所述的金属平垫片，其特征在于，所述第一和第二波形在某扇形相互重叠所述压缩限制区的至少一半宽度。
7.根据任一项前述权利要求所述的金属平垫片，其特征在于，所述波形的高度朝着它们的末端逐渐下降。
8.根据任一项前述权利要求所述的金属平垫片，其特征在于，所述波形由所述至少一个金属层中的焊珠形成。
9.根据任一项前述权利要求所述的金属平垫片，其特征在于，所述波形由所述至少一个金属层中的厚度变化形成。
10.根据任一项前述权利要求所述的金属平垫片，其特征在于，所述金属平垫片是气缸盖垫片。
11.一种用于制造根据任一项前述权利要求所述的金属平垫片的压印工具。
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