CN104937231B - 金属薄板平面密封层和制造金属薄板平面密封层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及平面密封件,平面密封件具有限定层平面的至少一个单片金属薄板密封层(10),平面密封件具有设有至少一个介质贯通开口(12、14)的至少一个第一层区域(18)和在第一层区域的外侧的至少一个第二层区域(20),并且,对于准备用于安装的平面密封件,平面密封件具有预定外轮廓(30),其中平面密封件具有用于介质贯通开口的介质密封装置;为了减少制造密封层所需的材料,密封层被构造成使得密封层的位于介质密封装置区域的外侧的第二层区域的至少一个子区域由在层平面中被拉伸以获得预定外轮廓的金属薄板层的区域形成。
Description
技术领域
本发明涉及金属薄板平面密封层和具有该类型的金属薄板层的单层或多层平面密封件、该类型的金属薄板层的坯件以及该类型的平面密封层的生产方法。
背景技术
金属平面密封件通常由单片金属薄板层或多个大致全等的金属薄板层或用作载体层的一个金属薄板层构成,在载体层上在一侧或两侧上布置金属薄板涂层。通常,所述一个金属薄板层或至少一个所述金属薄板层在整个所谓的密封间隙上延伸,该密封间隙被在两个相互连接的部件之间的平面密封件密封。
特别地,本发明涉及具有用于气体和/或液体的一个或更多个介质贯通开口的上述类型的金属平面密封件,其中所述平面密封件具有与介质贯通开口相关联的介质密封装置——一个这种介质密封装置可具有例如包围介质贯通开口并印到该类型的平面密封件的金属薄板层中的焊道形式。
尤其是对于经受相对较高和高操作温度的大金属平面密封件诸如用于多气缸内燃机的伸长排气歧管密封件、进气歧管密封件和气缸盖密封件,材料成本通常是一个决定性因素,因为昂贵的弹簧钢和/或能够承受高温的钢必须用于这些平面密封件,并且,在这点上,应该注意,即使起初没有弹性性质的钢被加工并且然后通过热处理被赋予弹性性质,材料成本也是高的。
发明内容
本发明的基本构思作为由所有密封件厂商力求的成本减低的一部分提出并被揭示如下。每个金属平面密封件具有执行密封功能的至少一个区域和没有密封功能的区域;具有密封功能的密封区域特别是包围待密封的密封件贯通开口的那些区域,并且例如具有印在金属薄板层中的焊道;然而,放置到金属薄板层上的金属薄板圈等也能替代这种密封焊道。另一方面,用于完成分配给平面密封件的任务的没有密封功能的密封区域至少几乎不相干,使得能够从在这种区域中的平面密封件的金属薄板层冲压出开口和/或切口,并且由此产生的冲压废料可被回收,但这涉及实在成本。因此,根据本发明的基本构思,提出了在没有密封功能的区域中或多个没有密封功能的金属薄板平面密封层的区域中,金属薄板层的强度应相对于与相关区域或多个区域相邻的区域或该区域的强度降低(例如,通过局部或部分减小横截面或局部窄化金属薄板层),使得该区域或这些区域可通过在位于层平面中的至少一个方向上对金属薄板的拉伸加载而至少局部变形,并且由此能够在层平面中在至少一个方向上被拉伸、拉出或伸长。这样,为制造单片金属薄板平面密封层而产生基础,以起初由金属薄板制成具有初步外轮廓的密封层坯件,该初步外轮廓在位于层平面中的至少一个方向上小于待制造的平面密封层的最终轮廓,并且然后通过拉伸加载使弱化的层区域或多个弱化的层区域变形并由此使它或它们在层平面中拉伸,使得具有初步外轮廓的坯件由此至少大致转变成具有其预定最终外轮廓的平面密封层。
在坯件的拉伸期间,弱化的层区域通常在至少一个或更多个位置处塑性变形;然而,在多层式平面密封件的情况下,如下过程也是可行的,在该过程中,用于根据本发明的平面密封层的坯件的金属薄板仅在金属薄板的弹性区域中拉伸并且由此产生的密封层然后具体地通过连接(例如通过点焊)到由低成本材料制成的另一平面密封层来固定。
作为本发明的结果,制造具有预定最终外轮廓的平面密封层所需的材料显著减少,具体地说,仅制造较小坯件所需的金属薄板。特别地,本发明使平面密封层能够制成使得在制造具有其预定最终外轮廓的准备安装的平面密封层或平面密封件期间,没有产生另外大量的冲压废料,具体地说,除了在坯件以及诸如介质开口和螺丝孔的开口的制造期间不可避免的冲压废料之外。
准备安装的密封层或平面密封件应理解为呈为安装而提供的形式的密封层或平面密封件。
从用于制造单片金属薄板平面密封层的方法出发,在准备安装的平面密封件中,该单片金属薄板平面密封层具有预定最终外轮廓、设有至少一个介质贯通开口的至少一个第一层区域,并且,在密封层的平面图中看,在第一层区域的外侧,单片金属薄板平面密封层具有至少一个第二层区域并且限定层平面,本发明的基本构思可实现在于:从金属薄板切出具有初步外轮廓的密封层坯件,该初步外轮廓在位于层平面中的至少第一方向上小于平面密封层的最终外轮廓;并且通过在第一方向上执行的对坯件的拉伸加载拉伸第二层区域的至少一个子区域,使得初步外轮廓由此至少大致转变成平面密封层的最终外轮廓。
拉伸坯件所需的拉伸力通过其可最小化的根据发明的方法的优选实施例的区别在于:在第二层区域的子区域中形成多个穿孔,在坯件的平面图中看,所述多个穿孔构造、取向并布置成使得通过在第一方向上对坯件的拉伸加载,穿孔可扩展;并且通过拉伸加载拉伸子区域,并且子区域由此变形成使得这样穿孔在第一方向上被扩展并且初步外轮廓至少大致转变成最终外轮廓。词语“穿孔”意图表示它们延伸穿过金属薄板层,即它们在金属薄板层的整个厚度上延伸。
单片平面密封层意图指由单片的金属薄板,即不是例如通过焊缝相互连接的多个金属薄板片构成的金属薄板层。
而且,平面密封层的预定最终外轮廓应理解成指其具有尚未安装且未加载的平面密封件的外轮廓。
上面提到的是,初步外轮廓通过坯件的拉伸至少大致转变成平面密封层的最终外轮廓,由此意图表示被拉伸的坯件的外轮廓仅在第一方向上,即仅在施加拉伸加载的方向上匹配最终外轮廓,这意味着,不应排除被拉伸的坯件可能可行的是例如通过冲压被进一步再次加工,以便获得整个准备安装的平面密封层的所需最终轮廓。这种类型的进一步加工的原因可例如如下:在第二层区域的至少一个子区域的拉伸期间,横向于拉伸加载的方向所测得的第二层区域的宽度能够变成至少局部减小,并且因为坯件在拉伸加载的影响下也可能在第二层区域的外侧变形,因此可以建议仅在坯件的拉伸之后在密封层中形成一个或更多个介质贯通开口以及其它开口和孔,特别地由其冲压所述开口。
为了拉伸弱化的并且特别设有穿孔的坯件的子区域,在拉伸加载的方向上近似彼此相反的坯件的外边缘区域和/或直接与子区域相邻的坯件的区域和/或坯件外边缘区域和直接与子区域相邻的坯件区域可被夹紧,并且拉伸力可经由这些被夹紧的区域引入到坯件的金属薄板中。
然而,也应该注意,由于待拉伸的子区域中的金属薄板的弱化,拉伸该子区域所需的拉伸力可保持非常小使得它们不会引起坯件的其它区域变形,特别地,不会引起在拉伸子区域之前已经被引入到坯件中的介质贯通开口或其它贯通开口的形状和/或位置变化。
在被穿孔弱化的子区域的拉伸期间,与穿孔相邻的金属薄板区域可趋向于变成倾斜于层平面并且然后从层平面突出。在该情况下,能够通过挤压使已拉伸的子区域再次变平。
从上面得出,本发明还涉及平面密封件的单片金属薄板层的坯件(通常也被称为板),在准备安装的(即,尚未受压的)平面密封件中平面密封件的金属薄板层具有预定外轮廓,其中坯件具有至少一个第一层区域,该第一层区域设有或仍待设有至少一个介质贯通开口,并且,在坯件的平面图中看,在第一层区域的外侧,坯件具有至少一个第二层区域和初步外轮廓,该初步外轮廓在从第一层区域通向第二层区域的方向上小于预定外轮廓;根据本发明,该类型的坯件的区别在于金属薄板层由在层平面中可变形的金属材料构成,并且在第二层区域的至少一个子区域中构造成使得:通过在层平面中且在上述第一方向上的拉伸加载,该子区域可拉伸,并且由此坯件的初步外轮廓在第一方向上可放大直到预定外轮廓为止。
所以,能够用最小可能拉伸力充分拉伸坯件,推荐其中第二层区域的子区域具有多个穿孔的坯件的实施例,在金属薄板层的平面图中看,所述多个穿孔构造、取向并布置成使得:通过在层平面中且在从第一层区域通向第二层区域的方向上对坯件的拉伸加载,穿孔可扩展,并且由此坯件的初步外轮廓在拉伸加载的方向上可放大可预定量。
在坯件的情况中,第二层区域应位于第一层区域的外侧的规定也意图指:如在坯件的平面图中看,第一层区域和第二层区域不重叠。
如果具有弹簧钢性质的金属薄板层待由坯件制成,那对坯件的制造来说,能够有利的是,使用仍然可相对容易变形的由可通过热处理赋予弹性性质的钢制成的金属薄板,并且使坯件在拉伸其至少一个子区域之后经受适当热处理。
在根据本发明的坯件的优选实施例中,至少多个穿孔通过线性冲压切缝形成且/或这些穿孔中的至少一个穿孔通过延伸穿过金属薄板层的切口形成。
所以,待拉伸的坯件的所述至少一个子区域可以拉伸到相当大的程度而没有过多拉伸力,推荐根据本发明的坯件的如下实施例,在该实施例中,穿孔被构造成伸长的,并且所述穿孔本质上横向于坯件的外轮廓的预定放大的方向延伸,其中特别有利的是,如果坯件具有多组伸长穿孔并且每组具有在穿孔的纵向方向上一个接一个布置的多个穿孔,其中每组的穿孔相对于相邻组的穿孔在穿孔的纵向方向上偏移。
最后,本发明涉及一种具有限定层平面的至少一个单片金属薄板密封层的平面密封件,所述至少一个单片金属薄板密封层具有设有至少一个介质贯通开口的至少一个第一层区域以及在金属薄板层的平面图中看在第一层区域的外侧的至少一个第二层区域,并且其中准备安装的平面密封件具有预定外轮廓,其中用于介质贯通开口的平面密封件优选地具有介质密封装置,该介质密封装置与所述介质贯通开口相关联并可设置在上述单片金属薄板层中或上和/或在另一平面密封层中或上;本发明因此涉及单层平面密封件和多层平面密封件两者。
为了降低金属薄板需求并且使制造这种单片金属薄板层产生的冲压废料最少,用于平面密封件的上述金属薄板层根据本发明设计成使得当在金属薄板层的平面图中看时,位于准备安装的平面密封件的第二层区域的可选设置的介质密封装置的外侧(“在……的外侧”这里意图指:在平面图中,介质密封装置和子区域不相互重叠)的至少一个子区域由在层平面中被拉伸以实现预定外轮廓的金属薄板层的区域形成。
对于根据本发明的密封层的情况,在优选实施例中,被拉伸的子区域至少局部由金属薄板的塑性变形区域形成以便因此得到保持其形状而无需另外措施的密封层。
为了实现具有最小可能拉伸加载的另一层区域的至少一个子区域的拉伸,推荐了如下实施例,在该实施例中,在密封层的平面图中看,被拉伸的子区域具有在相互倾斜延伸的金属薄板网之间的至少一个切口。由于上述子区域在完工密封层的制造期间被拉伸,没有或最多极少的冲压废料在最终切口或多个切口的生产期间产生,因为在拉伸之前的密封层的前面阶段中,设置在金属薄板中并导致最终切口的穿孔比在完工密封层中的小得多并且可能具有非常窄的狭缝的形式。
以上讨论了准备安装的平面密封件,而在下文中,这应理解为尚未加载且尚未安装的平面密封件。
金属薄板网可以以大于0°且小于180°的角度相互延伸。
切口应理解为切口延伸穿过金属薄板层的整个厚度。
最后,金属薄板层应是单片式的,在该意义上,其不由例如通过焊缝彼此连结的多个金属薄板片构成。
设有切口的子区域由被拉伸的且由此塑性变形的金属薄板区域形成的事实可例如基于显微图中可识别的被拉伸的金属区域的结构或通过确定存在于该区域中的内部张力从完工密封层验证,并且,根据本发明的密封层通过该被拉伸的金属薄板区域来区别,还与US6,189,895Bl所公开的已知金属平面密封件的金属薄板层有关。
该文件具体地涉及待布置在内燃机的气缸盖和排气歧管之间的金属平面密封件(参见例如第一栏的第三段)和一个接一个布置的多个第一密封区域(每一个第一密封区域具有排气贯通开口)以及在这些第一密封区域之间的第二密封区域,该金属平面密封件由在整个平面密封件上延伸的单片金属薄板层形成,并且设计成使得它们在发动机操作期间在平面密封件的纵向方向上可逆地伸长并且可再次变短以便考虑如下情况,即排气歧管在发动机操作且其功率输出增加时在平面密封件的纵向方向上扩展,而当发动机以较低功率输出操作或在怠速期间或关闭时再次冷却并在密封件的纵向方向上收缩。US6,189,895Bl的图2和6至12所公开的排气歧管密封件每一个具有密封层,该密封层具有位于上述第一密封区域之间并具有冲压出的切口的第二密封区域,该切口使第二密封区域能够在密封件的纵向方向上伸长和收缩而没有损坏乃至破坏密封件。然而,从US6,189,895Bl中明显清楚的是,在这些已知平面密封件的制造期间,具有上述第二密封区域的密封层从用于该密封层的金属薄板被冲压出具有它的最终形状且因此具有呈它们的最终形式的切口。因此,不是所有在冲压出切口期间产生的冲压废料都能被阻止;然而,例如US6,189,895Bl的图2所示的平面密封件与根据本发明的对应平面密封件的对比表明:制造设有切口的已知平面密封件的密封层所需的金属薄板片比制造根据本发明的密封层所需的金属薄板片长得多,并且在设有排气贯通开口的已知平面密封件的第一层区域之间,产生的冲压废料比制造根据本发明的可比较密封层产生的冲压废料多得多。
然而,还应该提到,在已安装的平面密封件的情况下,根据本发明构造的平面密封件能够正好与从US6,189,895Bl已知的平面密封件一样适应于由容纳在它们之间的所述平面密封件的部件的温度变化引起的长度改变。
纯粹为了完整性,关于现有技术,进一步参照也都公开了金属排气歧管密封件的US4,728,110A的图9至11和US5,022,661A的图10至13,该排气歧管密封件具有在设有排气贯通开口的第一密封区域之间的第二密封区域并且在发动机操作期间在密封件的纵向方向上可逆地扩展并且再次收缩,但这些已知密封件也没有根据本发明的平面密封件的特定优点。
具有与US6,189,895Bl的图6和12的排气歧管密封件一定相似性的进气歧管密封件通过US5,590,888A公开,但这种进气歧管密封件是纯弹性体密封件,这意味着其由弹性体材料制成。
如果根据本发明的平面密封件或密封层具有多个第一层区域并且如果至少两个彼此相邻的第一层区域通过至少一个第二层区域相互连接,则其中金属薄板网倾斜于将毗连第二层区域的介质贯通开口的中心相互连接的直线的方向延伸的设计是优选的,因为在该类型的实施例中,用于形成第二层区域的金属薄板区域可用特别小的拉伸力拉伸。
在根据本发明的平面密封件或密封层中,第二层区域也可形成平面密封件或密封层的向外延伸凸起,并且如果金属薄板网倾斜于其中该凸起本质上延伸超过其余金属薄板层的方向延伸,则所述凸起在这里用于使拉伸金属薄板层所需的拉伸力最小。
就不仅使拉伸金属薄板层所需的拉伸力最小而且通过拉伸获得最大可能效果来说,如果密封层的被拉伸子区域由金属薄板层的扩展金属区域形成,则是特别有利的。
附图说明
在附图和本发明的特别优选实施例的下列描述中公开本发明的进一步的特征、优点和细节;附图中:
图1示出了歧管密封件的发明平面密封层的一部分,其中,在图1中在底部处,示出了处于准备安装的状态的平面密封层,并且在顶部处,示出在坯件的拉伸之前的该平面密封层的坯件,并且该密封件用作内燃机的排气歧管密封件或进气歧管密封件;
图2和3分别示出根据本发明的密封层的第二实施例和第三实施例的一部分的平面图;
图4示出了具体地说在坯件的拉伸之前的根据本发明的密封层的第四实施例的坯件的一部分的平面图;
图5示出了又是在坯件的拉伸之前的根据本发明的密封层的第五实施例的坯件的小边缘区域的平面图;
图6A示出了本发明的第六实施例的两个用于密封层的坯件,其中至少本质上彼此全等地上下布置在完工平面密封件中的密封层的坯件在图6A中示出为相对于彼此移位;
图6B以与图6A对应的图示示出由两个坯件制造的密封层,并且
图7示出了本发明的第七实施例。
具体实施方式
图1在底部处示出了金属薄板平面密封层10的一部分,该密封层10可以是多层平面密封件的一个密封层或单层密封件的一个层,具体地在所示实施例的情况中,所述多层平面密封件或单层密封件是歧管密封件,特别是,安装在多气缸内燃机的气缸盖和排气歧管之间的排气歧管密封件。
密封层10具有多个气体贯通开口,图1仅示出了所述多个气体贯通开口中的两个气体贯通开口12和14,但另外有一些孔,例如,通过安装螺丝穿透的多个螺丝孔16,借助于螺丝孔16,将平面密封件夹在部件之间,在本情况中,在气缸盖和排气歧管之间。
在图1中在底部处所示的单片密封层10的部分包括两个第一层区域18和第二层区域20,所述两个第一层区域18具有气体贯通开口12、14,第二层区域20布置在这些第一层区域之间并将它们相互连接,并且第二层区域20以扩展金属的方式构造并具有金属薄板网22,金属薄板网22彼此倾斜延伸并也倾斜于线24延伸,该线24将气体贯通开口12和14的中心相互连接,并且在根据本发明的密封层的所示实施例中,线24在密封层的纵向方向上延伸。
在金属薄板网22之间,第二层区域20具有多个切口26,因为层区域20意图是密封层10的没有密封功能的区域。
密封层10设有在图1中仅用点划线表示的气体密封装置,特别地设有被印到金属薄板层中的密封焊道,该密封焊道封闭性地包围每个气体贯通开口12、14。
图1的底部所示的准备安装的密封层10具有最终外轮廓30,最终外轮廓30与图1的顶部所示的坯件32的初步外轮廓30′不同,密封层10由坯件32制成,具体地说,在图1所示的完工密封层10和坯件32的实施例中,不同基本上仅在于:密封层10的外轮廓30在线24的方向上大于坯件32的外轮廓30′。
图1的顶部示出了从金属薄板冲压出的坯件32的仅一部分,其中坯件的该部分对应于图1的底部所示的完工密封层10的部分,使得在图1的顶部中的尽可能与在图1的底部中使用相同的附图标记,并且根据本发明,除了(中央的)第二长度区域20′之外,坯件32的所有区域构造成与完工密封层10的对应区域全等,使得坯件32的外轮廓30′仅在第二层区域20′的位置处与完工密封层10的外轮廓30不同,具体地说,基本上仅在线24的方向上测得的第二层区域20′的长度不同,该长度小于完工密封层10的第二层区域20的长度。特别地,关于气体贯通开口12、14和螺丝孔16的尺寸和形式以及气体贯通开口和螺丝孔相对于彼此的位置和相对于外轮廓30或外轮廓30′的位置,完工密封层10与坯件32之间存在一致性。
根据本发明,关于冲压出坯件32,在它的第二层区域20′中,形成多个冲压切缝26′,所述多个冲压切缝26′优选地具有直线的形式并且特别地垂直于线24延伸,但也可形成小锐角。在所示实施例中,冲压切缝26′以垂直于线24取向的多组布置,其中每组的冲压切缝相对于相邻组的冲压切缝在冲压切缝的纵向方向上偏移。
对于由坯件32制造完工密封层10来说,所述坯件在线24的方向上经受拉伸加载,具体地说,刚好足以扩展由冲压切缝26′形成的穿孔从而形成完工密封层10的切口26的大小的拉伸加载—产生该拉伸的力在图1的上部中用两个箭头F表示;为了将该拉伸加载引入形成坯件32的金属薄板层中,坯件32的纵向端区域(图1中未示出)可被夹紧并在线24的方向上被相互拉开,但有若干可行的替代实施例,例如坯件32的第一层区域18被夹紧在第二层区域20′的两侧处并且在线24的方向上被相互拉开的替代实施例。
当进行在线24的方向上的拉伸以制造坯件32的第二层区域20′的完工密封层10时,形成坯件32的金属薄板的金属至少大致仅在金属薄板网22的端部处发生永久变形即塑性变形。
然而,如果坯件32的第二层区域20′通过在线24的方向上的这种拉伸加载被拉伸并转变成密封层10的第二层区域20,则能够产生金属薄板网22,金属薄板网22绕其纵向轴线扭曲并因此从由密封层10限定的层平面突出;然后,可适当将被拉伸的层区域压平,使得产生完工密封层10的平面第二层区域20。
现在将参照图2至7更详细描述本发明的进一步的实施例。
图2和3分别示出根据本发明的平面密封层110或210的第二和第三实施例的一部分,其每一个构造成类似于图1的底部所示的平面密封层10,除了它们的第二层区域120或220之外。在图2和3中,第一层区域标以118或218,并且气体贯通开口标以112和114或212和214。
在根据图2的实施例中,第二层区域120具有金属薄板网122和切口126、126′并具有钻石状形式,该钻石状形式具有呈切口126的形式的中央开口。从图1的以上描述中会清楚,用于制造图2所示的平面密封层110的坯件具有位于两个第一层区域118之间的第二层区域,该第二层区域具有冲压切缝,该冲压切缝在图2所示的两个箭头F的方向上拉伸该第二层区域期间产生切口126和126′。
在根据图3的实施例中,第二层区域220具有伸长切口226和226′,伸长切口226和226′具有近似扁平椭圆形或扁平椭圆形一部分的形式并由在箭头F的方向上拉伸坯件而产生,所述坯件具有在它的第二层区域中的与图1所示的坯件32的冲压切缝26′类似的切口。
图4示出了制造根据本发明的平面密封层的坯件332的一部分;所示的该坯件的部分具有在第一层区域318中的介质贯通开口312以及在另一第一层区域318′中的螺丝孔316并具有在这两个第一层区域318、318′之间的第二层区域320,第二层区域320已设有冲压切缝326′。对于制造根据本发明的完工平面密封层来说,坯件332经受由与图4所示的两个箭头F对应的拉伸力产生的拉伸加载,使得通过冲压切缝326′形成与图1所示的密封层10中的切口26类似的切口。
图5示出了坯件432的小外边缘区域,坯件432具有第一层区域418以及在图5所示的外边缘区域中的构造为凸起的第二层区域420,第二层区域420设有冲压切缝426′。如果图5所示的坯件432的外边缘区域经受根据图5的两个箭头F的拉伸加载,即,如果构造为根据图5的凸起的第二层区域420被向上拉伸,则冲压切缝426′扩展成与图1所示的切口26类似的切口,并且构造为根据图5的凸起的第二层区域420向上伸长。
图4和5解释能够从比冲压出完工平面密封层所需的金属薄板片小的金属薄板片冲压出坯件332或432,这是因为在坯件332中的第一层区域318′和在坯件432中的第二层区域420突出超过相邻坯件区域比在完工平面密封层中的情况少很多。
图6A示出了用于根据本发明的两个平面密封层的根据本发明的两个坯件,所述两个平面密封层至少大致上下全等布置在完工平面密封件中,而在图6A中,一个密封层的上坯件532A和另一个密封层的下坯件532B示出为相对于彼此稍微移位。
上坯件532A具有三个第一层区域518A、518A′和518A″,所述三个第一层区域518A、518A′和518A″借助于第二层区域520A′和520A″相互连接。第一层区域518A、518A′和518A″中的每一个具有相应的气体贯通开口512A或512A′或512A″和螺丝孔516。
由于两个坯件532A和532B除了仍将描述的差异之外被一致地构造,在图6中,仅坯件532A的第一层区域已经标示为518A、518A′和518A″并且其第二层区域已经标示为520A′和520A″,并且坯件532B的对应层区域已经标示为518B、518B′和518B″或520B′和520B″。
图6A所示的实施例区别在于:仅坯件521A的第二层区域520A′和仅坯件532B的第二层区域520B″设有冲压切缝526′,使得在由坯件532A和532B制造两个密封层期间,仅坯件532A的第二层区域520A′和仅坯件532B的第二层区域520B″被拉伸,具体地说,在如图6A的水平方向上被拉伸。
因此,首先,气体贯通开口512A和512B在一侧上,并且其次气体贯通开口512A″和512B″上下全等地位于准备安装的平面密封件中,坯件532A的不被拉伸的第二层区域520A″具有比可拉伸的第二层区域520A′大的长度(在根据图6A的水平方向上测得的),第二层区域520A′在由坯件532A制造准备安装的密封层期间被拉伸了如下这样的量(又在根据图6A的水平方向上)使得由此由层区域520A′形成的完工密封层的第二层区域具有与坯件532A的第二层区域520A″相同的长度。类似的原理适用于另一坯件532B及其第二层区域520B″和520B′。
上述尺寸比例已在图6A中用长度L1和L2示出,长度L1和L2标示在两个坯件的第二层区域的两侧上的两个坯件532A和532B的螺丝孔516的间距,其中L1大于L2。
对于从两个坯件532A和532B得到并且在图6B中标示为510A和510B的密封层的图示,对于在两个坯件的拉伸期间两个密封层的保持未被改变的那些元件在图6B中使用与图6A中相同的附图标记。然而,通过拉伸两个坯件532A和532B,从两个坯件的两个层区域520A′和520B″得到密封层510A和510B的第二层区域520A和520B。
从图6A和6B得出本发明在多层平面密封件上的使用原理,根据图6A和6B,根据本发明构造的多个密封层或它们的坯件每一个具有不全被拉伸或可拉伸的多个第二层区域,其中一个密封层的被拉伸的第二层区域位于另一个密封层的不被拉伸的第二层区域上(其中密封层彼此堆叠),这导致层堆叠或平面密封件的刚度提高。然而,借助这种实施例,还实现制造具有至少一个被拉伸的第二层区域的密封层或多个密封层所需的,具体地说,制造用于这种密封层的坯件所需的材料显著减少。
最后,图7示出了本发明的另一实施例,具体地说,用实线示出用于根据本发明的平面密封层610的根据本发明的坯件632,平面密封层610在它的轮廓上与坯件632不一致的地方已经用虚线表示。
坯件632具有两个第一层区域618,每一个第一层区域618具有气体贯通开口612或614以及将这两个第一层区域相互连接的第二层区域620′,第二层区域620′相对于第一层区域618变窄,具体地说,在所示优选实施例中,其中第二层区域620′具有比第一层区域618小的平均宽度,使得第二层区域620′可以用相对较小的力在根据图7的水平方向上拉伸。
在拉伸第二层区域620′时,在第二层区域620′中形成收缩部620″,即,该层区域的平均宽度减小并且同时其长度增加,使得通过拉伸得到的平面密封层610具有比坯件632的长度L1大的长度L2。在这里进行对坯件632的拉伸,使得第一层区域618的轮廓至少大致保持不变。
如上所述,在本发明的范围内应考虑到,仅在对坯件的拉伸之后产生(即特别是冲压出)根据本发明的平面密封层的介质贯通开口以及其它开口和孔,并且坯件的拉伸应用于例如印到金属薄板层中,特别地,包围介质贯通开口的密封焊道的金属薄板层中。最后,在本发明的范围内也应考虑到,紧随坯件的拉伸,平面密封层的轮廓仍被进一步加工,特别地通过进一步冲压工艺来加工。
在根据本发明的多层平面密封件中,使用不同的且特别地不同的昂贵金属;这特别应用于待安装在内燃机的气缸盖和排气歧管之间的排气歧管密封件,其中可以建议,面对具有较高操作温度的排气歧管的密封层使用的钢比面向气缸盖的密封层使用的钢耐高温并且因此昂贵。在该情况下,可以建议本发明仅用于面向较热发动机部件的密封层。
Claims (17)
1.准备安装的平面密封件,所述平面密封件具有限定层平面的至少一个单片金属薄板密封层,所述至少一个单片金属薄板密封层具有设有至少一个介质贯通开口的至少一个第一层区域以及在金属薄板密封层的平面图中看在所述第一层区域的外侧的至少一个第二层区域,并且在所述平面密封件准备安装的情况下,所述至少一个单片金属薄板密封层具有预定外轮廓,其中所述平面密封件具有用于所述介质贯通开口的与所述介质贯通开口相关联的介质密封装置,其特征在于:当在所述密封层的平面图中看时位于所述介质密封装置的外侧的准备安装的平面密封件的所述第二层区域的至少一个子区域由在所述层平面中被拉伸以获得所述预定外轮廓的所述金属薄板密封层的区域形成。
2.根据权利要求1所述的平面密封件,其特征在于:被拉伸的所述子区域至少局部地由所述金属薄板密封层的塑性变形区域形成。
3.根据权利要求1或2所述的平面密封件,其特征在于:在所述密封层的平面图中看,被拉伸的所述子区域具有在彼此倾斜延伸的金属薄板网之间的至少一个切口。
4.根据权利要求3所述的平面密封件,其特征在于:所述金属薄板密封层具有多个第一层区域,并且至少两个彼此相邻的第一层区域借助于至少一个第二层区域相互连接,所述第二层区域的所述金属薄板网倾斜于将所述第一层区域相互连接的直线的方向延伸。
5.根据权利要求3所述的平面密封件,其特征在于:在所述金属薄板密封层的平面图中看,所述第二层区域形成向外延伸的凸起,并且所述金属薄板网与所述凸起延伸超过其余金属薄板密封层的方向形成一个角度。
6.根据权利要求3所述的平面密封件,其特征在于:所述子区域由所述金属薄板密封层的扩展金属区域形成。
7.平面密封件的单片金属薄板密封层的坯件,在准备安装的平面密封件中所述平面密封件的所述金属薄板密封层具有预定外轮廓,其中所述坯件具有设有至少一个介质贯通开口的至少一个第一层区域,并且在所述坯件的平面图中看,在所述第一层区域的外侧,所述坯件具有至少一个第二层区域和一个初步外轮廓,其特征在于所述初步外轮廓在从所述第一层区域通向所述第二层区域的第一方向上小于所述预定外轮廓,并且所述金属薄板密封层由金属材料构成,所述金属材料被构造成在层平面中可变形,并且,在所述第二层区域的至少一个子区域中,所述金属材料被构造成使得:通过在所述层平面中且在前述方向上的拉伸加载,所述子区域可拉伸,并且由此所述坯件的所述初步外轮廓能够在前述方向上放大直到所述预定外轮廓。
8.根据权利要求7所述的坯件,其特征在于所述第二层区域的所述子区域具有多个穿孔,在所述金属薄板密封层的平面图中看,所述多个穿孔被构造、取向并布置成使得:借助于在所述层平面中且在从所述第一层区域通向所述第二层区域的第一方向上对所述坯件的拉伸加载,所述穿孔可扩展,并且由此所述坯件的所述初步外轮廓能够在所述第一方向上以可预定方式放大。
9.根据权利要求8所述的坯件,其特征在于:至少多个所述穿孔由线性冲压切缝形成。
10.根据权利要求8所述的坯件,其特征在于:至少一个所述穿孔由延伸穿过所述金属薄板密封层的切口形成。
11.根据权利要求8所述的坯件,其特征在于:所述穿孔被构造成伸长的,并且所述穿孔大致横向于所述第一方向延伸。
12.根据权利要求11所述的坯件,其特征在于多组伸长穿孔,其中每一组具有在所述穿孔的纵向方向上一个接一个布置的多个所述穿孔,并且每一组的所述穿孔在所述穿孔的所述纵向方向上相对于相邻组的所述穿孔偏移。
13.根据权利要求8至12中的一项所述的坯件,其特征在于多个第一层区域,所述多个第一层区域中的至少两个彼此相邻的第一层区域借助于至少一个第二层区域相互连接,所述第二层区域的所述穿孔被构造成伸长的,并且所述第二层区域的所述穿孔横向于将所述彼此相邻的第一层区域相互连接的直线延伸。
14.根据权利要求8至12中的一项所述的坯件,其特征在于:在所述坯件的平面图中看,所述第二层区域形成向外延伸的凸起,并且伸长形成的所述穿孔横向于所述凸起延伸超过其余坯件的方向延伸。
15.制造单片金属薄板平面密封层的方法,在准备安装的平面密封件中,所述单片金属薄板平面密封层具有预定最终外轮廓,具有设有至少一个介质贯通开口的至少一个第一层区域,并且,在所述密封层的平面图中看,在所述第一层区域的外侧,所述单片金属薄板平面密封层具有具有至少一个第二层区域并限定层平面,其特征在于:从金属薄板切出具有初步外轮廓的密封层坯件,所述初步外轮廓在位于所述层平面中的至少第一方向上小于所述平面密封层的所述最终外轮廓,并且借助于在所述第一方向上执行的对所述坯件的拉伸加载拉伸所述第二层区域的至少一个子区域,使得所述初步外轮廓由此至少大致转变成所述最终外轮廓。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于在所述第二层区域的所述子区域中,生产多个穿孔,在所述坯件的平面图中看,所述多个穿孔被构造、取向并布置成使得:借助于所述坯件的所述拉伸加载,所述穿孔能够在所述第一方向上扩展,并且借助于所述拉伸加载拉伸所述子区域,并且所述子区域由此变形,使得这样在所述第一方向上扩展所述穿孔,并且所述初步外轮廓至少大致转变成所述最终外轮廓。
17.根据权利要求15所述的方法,其特征在于:所述被拉伸的子区域被压平。
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