CN105143734B - 平面密封件 - Google Patents

Abstract

用于在相互连接的、引导热气的构件(10、10’)的相互朝向对方的密封面(12、12’)之间装入的金属平面密封件，它具有在装入密封件时被挤压的、带有至少两个相互叠置的金属密封层(16a、16b)的密封板(16)和多个热气穿通口(20、36、38)，其中，在至少两个相邻的热气穿通口之间的密封板具有将穿通口相互分隔开的密封板接片(28)；为了避免在运行时在构件和/或密封件上发生受损的变形，却能够比较好地隔离开相邻热气流的气体，密封件以如下方式构造，即，密封层在密封板接片区域内的材料厚度的总和小于在其他的邻接于热气穿通口的密封板区域中的材料厚度的总和，尽管密封件也在这个接片区域内具有至少一个密封层。

Description

平面密封件

技术领域

本发明涉及一种用于在相互连接的、引导热气的构件的相互朝向对方的密封面之间装入的金属平面密封件，它具有在装入密封件时被挤压的、带有多个相互叠置的金属密封层的密封板和多个热气穿通口，其中，在至少两个相邻的热气穿通口之间的密封板具有在密封板的俯视图中将穿通口相互分隔开的密封板接片。

本发明尤其是还涉及用于内燃机的排气区域的密封件，优选地在废气涡轮增压器上的法兰密封件，例如排气弯头与废气涡轮增压器之间或者多级废气涡轮增压器系统的增压器之间的密封件。特殊地，本发明涉及一种用于联接双涡流涡轮增压器的平面密封件。

背景技术

金属平面密封件对于密封专业技术人员来说也理解为那些不是纯金属的、而是主要由金属材料构成的密封件；这样的平面密封件尤其是可以包含至少一个密封层，这个密封层在一侧或两侧全面或部分地配有非金属的涂层，例如减少摩擦或者磨损的涂层。

在具有公知的、开头所定义类型的、位于引导热气的金属构件的相互朝向对方的密封面之间的平面密封件的密封系统中，在密封系统中，构件通过穿过金属构件和平面密封件的安装螺丝或者其他的张紧元件相对拉紧，并且利用它们的密封面挤压平面密封件，在此存在以下描述的问题，这个问题恰恰在密封系统位于内燃机的排气区域时被证明特别严重：

对于热气流来说，这些构件具有相邻的热气通道，这些热气通道通往构件密封面，并且在那里形成密封面开口，这些开口经由平面密封件的热气穿通口相互连通，一般来说，构件的在废气流的流动方向上前后排列的密封面开口和平面密封件的位于其中的热气穿通口在形状和大小中构造成一样的，并且覆盖范围相同地相互叠置。每个构件在相邻的热气通道之间分别具有分隔壁，分隔壁在剖面图中(沿包含通道纵轴线的平面)至少在邻接于密封面开口的构件区域中以接片的形式构造，因此这些分隔壁接下来应该被称为构件接片。这些构件接片以如下方式构造，即，它们应该在装入平面密封件的情况下利用它们相互朝向对方的端面区域气密性地挤压平面密封件，也就是挤压至少一个位于两个构件接片之间的密封板接片。

在开始运行时，位于相邻的热气通道之间的内部构件接片相比于周边的构件区域更快地并且在运行时更强烈地加热，在周边的构件区域中，构件密封面虽然同样也挤压平面密封件，但是周边的构件区域的运行温度明显低于位于相邻热气通道之间的内部构件接片的温度，从而使得构件接片的轴向热膨胀(垂直于平面密封件的密封板平面的膨胀)明显大于周边的构件区域的热膨胀，周边的构件区域由热气通道出发仅单侧被加载以热量，而每个内部构件接片在它的两侧上通过热气被加载以热量。因此，在运行时，在构件密封面与平面密封件之间出现的、垂直于密封板平面地定向的、在密封板接片和将密封板接片容纳在其中的内部构件接片的区域内的挤压力远远比在其他的邻接于热气穿通口的密封板区域内的挤压力要大得多，并且同时，周边的构件区域内的和密封板的所有热气穿通口以外的张紧程度相比于在开始运行之前的张紧程度明显减少。

在运行期间在热气区域、尤其是在排气区域出现特别高的温度时，构件的材料在高的挤压力下塑料化，从而使得内部构件接片的前面描述的、挤压平面密封件的端面区域塑性变形，这导致在运行结束以后，当密封系统冷却时，在密封板接片与将密封板接片容纳在其中的内部构件接片之间形成间隙，并且即使在重新开始运行以后，相邻的热气通道就气体逸出而言相互之间分离的程度不再像密封系统第一次开始运行之前那样。

在传统的密封系统中，前述现象还导致以下缺点：由于在密封板接片区域内出现的、前述的高挤压力，所以也可能损害密封板接片区域内的平面密封件，并且此外还存在密封系统的位于所有热气通道以外的张紧元件的负载过大的风险，它们通常是安装螺丝，但是例如也可以是所谓的V-结合。

为了避免由于前述的并且区域性不同的热膨胀导致密封系统的构件、平面密封件和/或张紧元件受损已经使用了这样的密封系统，其中，在构件密封面之间的、由平面密封件密封的所谓密封间隙的区域内从一开始就省去了相邻热气流的即使仅在一定程度上气密性的分隔件，从而使得这些构件在它们的热气通道之间能够在轴向上自由地膨胀，并且在相邻热气通道之间的密封系统密封间隙中接纳有内部间隙。然而，因为在这种密封系统中，相邻的气流相互之间分离的距离非常小，所以这例如在内燃机的排气系中对废气涡轮增压器的功能有不利的影响。

发明内容

本发明的基本任务是提出一种用于开头限定的类型的密封系统的平面密封件，其在密封间隙中能够实现比较好地分隔开相邻的热气流的气体，但是也消除或者至少最小化构件和/或平面密封件在密封系统运行过程中受损的风险。

根据本发明，该任务可以利用开头提及类型的多层的金属平面密封件解决，其中，密封板的相互层叠的密封层在一个密封板接片或者必要时多个或所有的密封板接片的区域内的材料厚度之和小于在其他的、邻接于密封板的热气穿通口的密封板区域内的材料厚度之和，然而其中，在该密封板接片的区域内也形成由至少一个密封层构成的密封板。

根据本发明的先前描述的基本原理构造出的平面密封件允许可以使将平面密封件容纳在其中的构件在密封系统运行时在密封板接片的两侧并且因此在它们的内部构件接片区域内沿轴向方向膨胀，从而这些构件接片既不能塑性变形，平面密封件在其密封板接片的区域内或其密封板接片内也不会受损，并且/或者密封系统的张紧元件也不会负载过大。然而可以以如下方式构造一种根据本发明的平面密封件，即，利用平面密封件，在构件密封面之间的密封间隙中相邻的热气流能够很好地相互分隔开，这对于整个系统的良好运作来说是必需的，尤其是对于废气涡轮增压器装置的运作来说是必需的，这是因为为此一方面仅需要密封板的相互叠置的密封层在密封板接片区域内的材料厚度之和的区域性减少的大小与内部构件接片的轴向热膨胀的大小一致，该轴向热膨胀还不会引起或者至少不会明显引起构件接片的塑性变形，另一方面还需要在两个在密封间隙中相邻的热气流之间的平面密封件的对于整个系统的运作来说足够的密封能力。

本发明的先前定义的基本原理优选地可以借助以下两个措施中的其中一个或者这些措施的组合得以实现，其中，每个措施的前提是存在多层的根据本发明的平面密封件，其中，至少其中一个密封层在至少一个密封板接片的区域内具有密封层接片，这个密封层接片在密封板的俯视图中将两个与密封板接片相邻的热气穿通口相互分隔开：

根据第一种实现方式，一个密封层(在具有三个或者多个密封层的密封件的情况下却必要时也还有另外的密封层)在至少一个密封板接片的区域内是无接片的。以便在该密封板接片的区域内减少密封层的材料厚度的总和。

根据第二种实现方式，至少一个密封层(在具有三个或者多个密封层的密封件的情况下却必要时也还有另外的密封层)具有以如下方式变化的材料厚度，即，使该密封层在这个密封层的至少一个密封层接片区域内具有的材料厚度小于这个密封层的其他的邻接于热气穿通口的区域内的材料厚度，从而密封层在密封层接片的区域内的材料厚度的总和减少。在此，该密封层接片的材料厚度不必到处都一样，而是仅小于该密封层的其他邻接于热气穿通口的区域中的材料厚度。

在根据本发明的平面密封件的优选的实施方式中，密封层在密封板接片的区域内的材料厚度的总和尤其是比其他的邻接于热气穿通口的密封板区域中的材料厚度的总和小25至75％。密封板在前述区域的上区域内的厚度减少涉及根据本发明的、带有所谓的阻挡层或所谓的载体层的平面密封件，其通常由比功能层明显更厚的金属板制成；在此，根据本发明，在至少一个密封板接片的区域内省略阻挡层或载体层，从而密封层在那里是无接片的。

以防万一要指出的是，(在密封板或涉及的密封层的俯视图中)密封板接片或密封层接片不必到处都一样宽和/或是直的，而是例如可以在其纵向端部区域中比纵向端部区域之间的部分更宽，并且/或者可以是弯曲的或者具有夹角形式的走向。

此外，结合前述的第一种实现方式还要注意的是：在多层的根据本发明的平面密封件中，密封层具有用于穿过热气的对应于密封板的热气穿通口的层开口，不考虑用于局部减少密封板的材料厚度的那个密封层(必要时多个密封层)，在该密封层中，两个否则通过密封层接片相互分隔开的层开口形成唯一的开口。

最后要提及的是，在根据本发明的、具有包括两个以上的密封层的密封板的平面密封件中，根据本发明构造的密封层可以形成密封板的外层或内层。

在根据本发明的平面密封件的优选实施方式中，至少其中一个密封层(也就是尤其是密封板的一个外层或者每个外层)配有在密封板的俯视图中完全包围所有热气穿通口的密封台肩(sicke)，其中，它可以是所谓的全台肩或者是所谓的半台肩。由此实现通过平面密封件密封的密封间隙的最佳密封，以防热气从密封系统中出去。

本发明虽然涉及金属的平面密封件，但是一开头已经指出的是，涉及本发明的平面密封件不必是纯金属的，而是例如可以配有非金属的涂层。为了热气区域(也就是内燃机的排气区域)构造的、根据本发明的平面密封件在此可以包含至少一个密封层，这个密封层单侧或双侧地全部或部分地配有涂层，这个涂层由氮化硼颗粒以及作为粘合剂的树脂构成。但是，为了内燃机的排气区域构造的、根据本发明的平面密封件的特征在于，它不含有弹性体的和/或热塑性的密封材料。

为了内燃机的排气区域构造的、根据本发明的平面密封件(当它具有至少一个涂层时)的特征尤其是在于，至少一种涂层材料是一种在平面密封件的运行温度大部分在500℃以上并且尤其是在温度在600℃到900℃的范围内、优选地直至1200℃时仍然确保涂层(尤其是减少摩擦和/或磨损的涂层或者具有一定的、即使不完全的密封效果的涂层)有效的材料。

有利地以如下方式构造根据本发明的平面密封件，即，使得密封板接片与密封板是一体式的。

首先在为了内燃机的排气区域构造的、根据本发明的平面密封件中，密封板接片应该直接邻接于彼此相邻的热气穿通口，这尤其是意味着：密封板接片不用作针对单独制造的、包围热气穿通口的金属密封元件的保持件。

按照本发明的基本设计，密封层在密封板接片的区域内的材料厚度的总和小于其他的邻接于热气穿通口的密封板区域内的材料厚度的总和。在这种情况下，对于根据本发明的平面密封件的优选实施方式来说，以下情况，也就是分别单个地或者以任意的组合方式都是适用的：

在优选的实施方式中，密封层的材料厚度的总和理解为金属材料厚度的总和，为此，必要时也视为一个金属涂层或者多个金属涂层的厚度，由烧结铜制成的涂层例如用于要安装在废气区域内的平面密封件。

在本发明的特别有利的实施方式中，密封层在一个密封板接片的区域内并且尤其是在这个密封板接片的整个长度上的金属材料厚度的总和小于所有其他的邻接于热气穿通口的密封板区域内的金属材料厚度的总和。

就根据本发明的平面密封件的在下面描绘的改进方案而言要指出的是，至少在根据本发明的平面密封件的优选实施方式中，密封板接片的金属材料厚度是至少一个接片区域的材料厚度，这个接片区域在装入了平面密封件的情况下夹紧在与密封板平面平行的构件表面之间。对于至少一个密封层在密封板接片的区域内在横向于接片纵向的剖面中具有厚度差异的情况来说，密封层在密封板接片的区域内的金属材料厚度的总和理解为密封层在密封板接片的区域内的金属材料厚度的最大总和。

此外，在本发明的优选实施方式中，一个密封层并且尤其是每个密封层在至少一个由这个密封层形成的密封层接片区域内的金属材料厚度理解为这个密封层在该密封层接片区域内的最大金属材料厚度。

在进一步改进在构件的相邻热气通道中引导的气流在密封间隙区域内相互之间的隔离的意义中建议如下：

在以前述的第一种方式实现本发明的平面密封件中，一个密封层接片、优选地每个密封层接片都配有至少一个长的、在密封层接片的纵向方向上延伸的气体阻挡元件，其凸出超过具有密封层接片的密封层，并且优选以如下方式构造，即，使得气体阻挡元件横向于(不一定垂直于)密封板平面地凸出超过该密封层的两个主表面中的至少一个，从而气体阻挡元件在装入平面密封件的情况下尤其是在它的整个长度上相对于构件接片尽可能好地密封地贴靠。在根据本发明的平面密封件的优选实施方式中，与配有密封层接片的第一密封层相邻地设置有至少另一个密封层，这个密封层在第一密封层的密封层接片区域内是无接片的，并且气体阻挡元件在装入并且压入平面密封件的情况下穿过这个密封层。

在根据本发明的、具有一个或者多个这种凸出超过密封层接片的气体阻挡元件的平面密封件中，就通过本发明得以解决的问题而言不言而喻的是，这种气体阻挡元件的材料厚度在密封层的材料厚度的总和中不用考虑。

在根据本发明的平面密封件的特别有利的实施方式中，密封层接片在至少一个气体阻挡元件区域内具有基本上为L、V、U或者Z形的横截面，在V或U形的横截面中，密封层接片形成两个在同一个方向上凸起的气体阻挡元件，在Z形的横截面中形成两个在反方向上凸起的气体阻挡元件；配有至少一个气体阻挡元件的密封层接片于是优选以如下方式构造，即，气体阻挡元件在装入平面密封件的情况下横向于其纵向方向并且平行于密封板平面地尤其是弹性地转向并且预紧，以便再进一步改进它的密封能力。

在以前述的第二种方式实现本发明的平面密封件中，也就是具有厚度减少的密封层接片的平面密封件中可以值得推荐的是，密封层接片配有至少一个长的、在密封层接片的纵向方向上延伸的台肩，这个台肩在挤压的状态下(也就是在装入平面密封件的情况下)形成气体阻挡元件。

如果配有至少一个气体阻挡元件的密封层具有完全包围整个热气穿通口的密封台肩，那么这个气体阻挡元件在它的两个纵向端部上在与密封台肩有间距的地方结束，这是因为根据台肩类型有时候可能无法实现气体阻挡元件向密封台肩的通入。然而表明的是，气体阻挡元件即便如此也至少相互分隔开在密封间隙中相邻的热气流，从而足够强地阻止热气流之间的气体交换。

但是，即使当厚度没有减少的密封层接片在由它形成的气体阻挡元件的区域内具有基本上为U形的横截面时也可以值得推荐的是，为U形的横截面的底部配有一种向外凸出超过这个底部的台肩，以便在装入平面密封件的情况下利用密封间隙中的这个台肩强力地阻止相邻热气流之间的气体交换；在此，这个台肩尤其是具有与常见的密封台肩相比仅最小的高度，也就是说所谓的微小台肩。

本发明还涉及一种具有金属平面密封件的密封系统，该平面密封件在相互连接的构件的相互朝向对方的密封面之间夹紧，其中每一个构件都包含至少两个彼此相邻地延伸的、通入其构件密封面的热气通道，在热气通道之间，在构件中设置有将热气通道相互分隔开的分隔壁，分隔壁形成在构件密封面上结束的构件接片，并且在热气通道内延伸过的长度大于并且优选地四倍地大于构件接片的在构件密封面中测得的长度，其中，平面密封件具有包括至少两个相互叠置的金属密封层的密封板和多个热气穿通口，构件的热气通道经由这些穿通口相互连通，并且其中，密封板在至少两个相邻的热气穿通口之间具有将穿通口相互隔离开的密封板接片，该密封板接片布置在、尤其是夹紧在将平面密封件容纳在其中的构件的两个构件接片之间。

根据本发明，这种密封系统的特征在于，密封层在密封板接片的区域内的材料厚度的总和小于在其他的邻接于热气穿通口的密封板区域内的材料厚度的总和，并且密封板在这个密封板接片区域内也具有至少一个密封层。

与根据本发明的平面密封件的构造相关的上述实施方案也适用于这种密封系统的平面密封件。

附图说明

本发明的其他特征、优点和细节由所附的权利要求和/或所附的附图以及下面对这些附图的说明中得出，在附图中除了现有技术以外还示出了本发明的优选实施方式；其中：

图1示出传统的密封系统的剖面图，该密封系统包括两个将一个双层的金属平面密封件容纳在其中的构件；

图2示出金属平面密封件的俯视图，该平面密封件可以装入根据图1所示的密封系统中，以及

图3A和3B示出按照图2中所示的线3-3穿过平面密封件的两个实施方式的剖面图；

图4示出根据本发明的平面密封件的一种优选的实施方式的等距图示；

图5示出在图4中所示的平面密封件的俯视图，以及

图6和7示出按照图5中的线6-6和7-7的剖面图；

图8示出根据本发明的平面密封件的类似于根据图4至7所示的平面密封件的第二实施方式，也就是根据图5中的线8-8以剖面图示出；

图8A、8B和9示出第三至第五实施方式的根据图8的图示；

图9A示出在图7或图9中所示的密封层接片的剖面图，构件接片嵌入密封层接片中，以及

图10、10A和11示出第六、第七和第八实施方式的又根据图8的图示。

具体实施方式

图1示出了两个构件10和10’的相邻区域，其中一个构件例如可以是往复活塞式内燃机的排气弯头，其中另一个构件例如可以是废气涡轮增压器的法兰。这两个构件具有平坦的并且相互平行的构件-密封面12和12’，这些密封面在安装好密封系统以后在其中围住并且界定出所谓的密封间隙14，在密封间隙中布置有金属平面密封件的夹紧在构件密封件12、12’之间的密封板16，平面密封板例如具有两个金属的密封层16a和16b。通常而言，构件10、10’是金属铸件。

在每一个构件10、10’中构造出多个相邻的热气通道18、18’，这些热气通道在先前提及的示例中用来引导内燃机的热废气流，通入构件-密封面12、12’，并且经由在密封板16中构造的热气穿通口20相互连通。

两个相互连通的热气通道18、18’的位于构件-密封面12、12‘中的通入口和密封板16的位于两者之间的热气穿通口20通常优选地分别一样大以及具有相同的形状并且覆盖范围相同地相互叠置。至少在邻接于密封间隙14的区域内，热气通道18、18’具有轴线18a，其中，两个相互连通的热气通道18、18’的轴线重合，并且横向于(不一定垂直于)密封间隙14或密封板16的平面延伸。

为了简单起见，图1示出了分别仅具有两个相邻的热气通道18、18’的构件10、10’，但是这些构件也可以包含更多数量的热气通道。

每个构件10、10’都具有周边的构件区域，这些区域在构件-密封面12、12’上和其附近由构件10的外壁22和22a或由构件10’的外壁22’和22a’形成。此外，在构件密封面12、12’上和其附近，相邻的热气通道18、18’通过两个构件10、10’的分隔壁24、24’相互分隔开，其中，分隔壁24在构件-密封面12上和其附近形成构件接片26，并且相应地，分隔壁24’形成构件接片26’，其中，在冷的和尚未运行的密封系统中，构件接片26的端面和外壁22和22a的端面在一个平面内，也就是在构件-密封面12的平面内，并且相应地，对于构件接片26’、外壁22’和外壁22a’的端面以及构件-密封面12’也是如此。

在相邻的热气穿通口20之间，密封层16a、16b具有密封层接片30、30’，密封板16具有由密封层接片形成的密封板接片28，这个密封板接片根据图1从上面或者下面看将相邻的热气穿通口20或在运行时将相邻的热气流相互分隔开。

在密封系统运行时，外壁22、22a、22’和22a’仅单侧地、也就是从热气通道18、18’这边通过热气加载热量，而构件接片26、26’在两侧上、也就是分别从两个热气通道18这边加载热量，从而使得在开始运行时，构件接片26、26’加热更迅速，并且在运行时也变得比外壁22、22a、22’、22a’更热。构件接片26、26’在轴向上(也就是在轴线18a的方向上)相应更加迅速并且更加剧烈地根据图1向下或向上膨胀，这导致构件接片26、26’与密封板接片28之间的挤压力比外壁22、22’、22a、22a’与密封板16的布置在外壁之间的区域之间的挤压力远远大得多。通过构件接片26、26’与密封板接片28之间的这些大的挤压力，特别热的构件接片26、26’的材料塑性变形，并且必要时让密封板16在密封板接片28区域内变形或者以其他形式受损，从而在运行结束并且冷却密封系统以后，在构件接片26、26’的端面与密封板接片28之间存在持久保留的间隙，穿过这些间隙可以发生相邻热气通道18或18’之间的明显的气体交换，也就是不仅在再次开始运行时，而且也在密封系统持续运行时也是如此。

图2示出了金属平面密封件的俯视图，其中可能涉及在根据图1所示的密封系统中所使用的平面密封件，但也可能涉及根据本发明的平面密封件，接下来还要对其进行探讨。

在图2中所示的平面密封件具有密封板34，该密封板应该具有两个或者多个相互叠置的金属密封层(这从图2中看不出来)。在密封板34中构造出两个相邻的热气穿通口36和38，这些穿通口通过密封板接片40相互分隔开。此外，密封板34还具有用于穿过安装螺丝的螺丝孔42，借助它们能够将形成密封板34的平面密封件夹紧在构件-密封面之间，并且因此可以将形成密封面的构件相对拉紧。

至少其中一个形成密封板34的密封层配有密封台肩44，该密封台肩完全地并且封闭地包围住所有的热气-穿通口36和38。此外，至少其中一个形成密封板34的密封层在密封板接片40的区域内还具有至少一个另外的密封台肩46，该密封台肩在密封板接片40的纵向方向上延伸，可以具有两个与密封台肩44略微间隔开的纵向端部，并且在这些纵向端部之间不中断。

图3A和3B示出了按照图2所示的线3-3穿过在图2中所示的平面密封件的两个不同的、然而类似的并且不是根据本发明的实施方式的剖面图，并且在图3A和3B中使用了和在图2中一样的附图标记。然而图3A和3B却可以看出密封板34由两个密封层50和52形成。

在根据图3A所示的实施方式中，所有的密封台肩44和46由全台肩形成，在根据图3B所示的实施方式中由半台肩形成。最后，对于不是根据本发明的实施方式来说提到的是，密封层50在所有它们的区域内都具有同样的材料厚度，并且对于密封层52也是如此，尽管这两个密封层的材料厚度可以不同。即使当在图3B所示的平面密封件中的材料厚度总和可以与在根据图3A所示的平面密封件中的材料厚度总和不同时，密封层50和52的材料厚度的总和因此也在密封板34的所有区域内都一样。

通过修改在图3A和3B中所示的平面密封件可以使这些平面密封件现在根据本发明地构造成：为此，至少其中一个密封层50和52在其密封层接片30或30’的区域内的材料厚度配有减少的材料厚度，它小于这个密封层的在这个密封层的另外的邻接于热气穿通口36和38的区域内的材料厚度。借助图1及其以上说明理解的是，通过这个措施能够减少密封板接片40(在图1中用28表示)与拉紧密封板接片的构件接片26、26’之间的挤压力，从而使得至少几乎消除了这些构件接片永久性变形和/或密封板接片40受损的风险。

就图2中示出的密封台肩46的长度和位置而言，最后还要指出的是，在图3A中所示的平面密封件中，在根据本发明的修改方案中，密封台肩46在它们的端部上可以通入密封台肩44，这是因为所有的密封台肩都构造成全台肩。

图4和5示出了平面密封件在两个相邻的热气穿通口的区域内的根据本发明的构造方式的一种特别有利的实施方式；在这种情况下要指出的是，平面密封件在这些热气穿通口以外的构造方式对于本发明的基本设计来说不是至关重要的。

正如可以从图4至7中看出的那样，平面密封件具有由两个密封层50和52形成的、具有两个热气穿通口56和58以及用于穿过安装螺丝的螺丝孔60的密封板54。

每个密封层50、52都配有完全包围住热气穿通口56和58的全部的、无尽的密封台肩62或64，其中，这些台肩构造成全台肩，并且在相反的方向上凸出超过密封板54的两个主表面。但是这些密封台肩也可以构造成半台肩。一般来说仅涉及的是，平面密封件的两个或者所有的热气穿通口的全部都被至少一个密封元件完全包围住，以便防止热气从密封系统中出去。

在密封板54的俯视图中，两个相邻的热气穿通口(也就是在这种情况下是开口56和58)通过在图5中用66表示的密封板接片相互分隔开；然而，根据本发明，这个密封板接片仅由唯一的密封层形成，也就是由构造在密封层50上的密封层接片66形成，这个密封层接片在图示的优选实施方式中具有大致为U形的横截面，并且由一个优选地位于密封层50的平面内的接片底部68以及两个接片或肋条形式的气体阻挡元件70和72形成，这些气体阻挡元件向上凸出超过密封层50，并且也凸出超过密封板54的上面的主表面。正如接下来还要详尽阐述的那样，密封层接片66的大致为U形的横截面优选地在平面密封件的发送状态下(也就是在平面密封件还没有使用时)已经具有这样的净内宽，也就是说气体阻挡元件70与72之间的横向间距，即，相应于在图1中所示的密封系统的构件接片26的构件接片根据图7可以从上面移动到气体阻挡元件70、72之间，并且可以一直向前推至接片底部68，必要时在气体阻挡元件70与72之间的中间区域扩张的情况下会发生后一种情况，其中，气体阻挡元件根据图7沿水平方向并且尤其是弹性地转向相互分开，并且在此与构件接片弹性相抗地安置。在装入平面密封件的情况下，气体阻挡元件70和72可以或多或少比较松地在它们之间容纳一个构件接片，例如在图1中所示的密封系统的构件接片26，并且不必相对于构件接片的侧表面密封地贴靠。

在这种优选的实施方式中，气体阻挡元件70和72在密封板54的俯视图中延伸至热气穿通口56和58的边沿。

此外，在优选的实施方式中，气体阻挡元件70和72从密封层50中成形出，例如通过在这个密封层中引入冲压切口，并且紧接着从这个密封层50中弯折形成这些气体阻挡元件。

在优选的实施方式中，在布置在形成密封层接片的密封层上的密封层(在图中所示的情况下也就是密封层52)在两个热气穿通口56和58以及密封层接片66的区域内仅具有唯一的热气穿通口76，它的轮廓与热气穿通口56和58的轮廓在密封层接片66的两侧覆盖范围相同地延伸，其中，热气穿通口76被气体阻挡元件70和72从下往上地穿过。

在根据本发明的平面密封件的优选实施方式中，至少一个配有包围住热气穿通口的全部的密封台肩的密封层由高合金的弹簧钢构成，这种弹簧钢即使在密封板中围绕着热气穿通口存在的运行温度下还将它的弹簧弹性特性至少在值得一提的程度中保持不变；在这种情况下要注意的是，在弹簧钢的情况下，延伸强度R_e或屈服强度R_p0.2与抗拉强度R_m的比大于0.85。在图4至7所示的平面密封件中，以上描述于是优选适用于两个密封层50、52。

当在图4至7中所示的根据本发明的平面密封件以在图1中所示的方式和方法用在密封系统中，并且构件接片26嵌入由密封层接片66形成的U型材中时，平面密封件在构件接片26与26’之间仅具有等于密封层50的材料厚度的材料厚度，而两个构件10、10’的周边的区域在其中围住密封板54的其材料厚度等于密封层50和52的材料厚度的总和的区域。这就导致构件接片26和26’在密封系统运行时能够在轴向上充分地膨胀，而不会损坏这个和/或该平面密封件。

由于根据图4向上指向的气体阻挡元件70和72，该平面密封件建议用于如下密封系统，其中，热气穿通口56、58根据图4从下向上被穿流而过。

图8和8A示出了在图4中所示的实施方式的修改方案，从而在图8和图8A中尽可能地使用和在图4至7中一样的附图标记，然而增加了单引号或双引号，并且接下面，图8和8A也仅描述在其中示出的平面密封件与根据图4至7所示的平面密封件不同的部分。

在图8中所示的平面密封件中，密封台肩62’和64’不构造成全台肩，而是构造成半台肩。在其他方面和根据图4至7所示的平面密封件一致。

根据图8A所示的平面密封件和根据图8所示的平面密封件的区别在于，在接片底部68”中构建了台肩76’，这个台肩在与气体阻挡元件70”和72”的凸起方向相反的方向上凸出超过接片底部，并且在按照图1装入的平面密封件中应该通过构件接片26尽可能良好密封地挤压构件接片26’的端面。台肩76’优选地是所谓的微小台肩，它的高度和宽度相比常见的密封台肩、如密封台肩44和46的高度和宽度要明显小得多。

在图8B中所示的平面密封件是根据图8所示的平面密封件的另一种修改方案，并且与后者的区别仅在于两个接下来描述的元件，因此在图8B中针对其他的元件使用和在图8中一样的附图标记。在根据图8B所示的平面密封件中，其中一个密封层(也就是在这种情况下围绕每个热气穿通口56’和58’的密封层52’)除了由密封层接片66’形成的周围区域以外分别具有筋条或接片形式的气体阻挡和/或引导元件，该元件接下来被称为筋条，并且在图8B中用80标识。套圈形式的筋条80根据本发明具有如下形状，即，当在图8B所示的平面密封件装入在图1中所示的密封系统时，这些筋条80分别嵌入其中一个热气通道18，并且优选地与它们的内壁面贴靠，也就是尤其或多或少很好地密封住。

在图4、8、8A和8B中，但是还有在尚未说明的图9、10和10A中，用箭头表示了热气流穿流过平面密封件(并且在装入状态下穿流过热气通道18、18’)的方向。

在根据图4、8、8A、8B和9所示的平面密封件中，相应的平面密封件的热气穿通口同方向地、也就是根据附图从下向上地被穿流而过，因此密封层接片66或66’或66”的气体阻挡元件向上凸出超过相应的平面密封件的密封板，并且相同内容适用于根据图8B所示的平面密封件的筋条80。

图9示出了一种根据本发明的平面密封件，它与根据图8所示的平面密封件的区别仅在于密封层接片的构造方式。在图9中所示的密封层接片166也具有大致U形的横截面，并且具有一个接片底部168以及两个接片形式的气体阻挡元件170和172，然而它们在平面密封件尚未使用时已经不是大致相互平行的延伸，而是相互之间定义出一个根据图9向上敞开的锐角，从而使得在将平面密封件装入在图1中所示的密封系统的情况下可以将相应于它的构件接片26的构件接片更轻松地导入气体阻挡元件之间。

图9A又用剖面图示出了一个密封层接片266，并且这个密封层接片可以相应于根据图9所示的平面密封件的密封层接片166，但是其优选相应于在图7中所示的密封层接片66，也就是说这个密封层接片266在安装平面密封件之前具有大致相互平行延伸的气体阻挡元件270和272，它们在组装密封系统的过程中通过直至下降到接片底部268的、并且挤压接片底部268的构件接片226优选地弹性地转向，其中，由密封层接片266形成的槽根据图9A向上拓宽。

根据图9A中所示，设置用于根据本发明的平面密封件的密封系统根据本发明以如下方式构造，即，要导入具有大致V或者大致U形的横截面的密封层接片中的构件接片(在图9A的情况下是构件接片226)具有如下横截面形状，该横截面形状朝构件接片的端面的方向变小，这优选地通过以下方式实现，即，该构件接片的两个侧边翼在构件接片端面的附近倾斜。以这种方式也可以使得更轻松地将构件接片导入密封层接片内。

图10和10A示出了根据本发明的平面密封件的优选实施方式，其中，相邻的热气穿通口被热气流在相反的方向上穿流而过。

根据图10所示的平面密封件与根据图8所示的平面密封件的区别仅在于密封层接片的构造方式，因此在图10中尽可能地使用了和在图8中一样的附图标记，并且接下来仅说明在图10中所示的密封层接片。

该密封层接片366具有大致Z形的、带有接片底部368的横截面，从接片底部出发在其朝向热气穿通口58’的一侧上沿穿过热气穿通口58’的气流的流动方向竖立有筋条或接片形式的气体阻挡元件370，而在接片底部368的另一纵侧上设置有气体阻挡元件372，该气体阻挡元件从接片底部出发沿相反的方向竖立，也就是沿热气穿通口56’的穿流方向。

因为在图10A中所示的、根据本发明的平面密封件与根据图10所示的平面密封件只有两个元件不一致，这两个元件相应于根据图8B所示的实施方式的筋条80，所以对于根据图10A所示的平面密封件只要注意的是，这两个元件是在图10A中所示的筋条480和480’，它们分别沿与所涉及的筋条相邻的热气穿通口的穿流方向凸起。

根据本发明的平面密封件的在图11中所示的其他优选实施方式也与根据图8所示的平面密封件只有在它的密封层接片的构造方式方面有区别，并且仅服务于以下目的：借助根据图11的平面密封件阐述本发明的基本设计的另一种变型方案。因此在图11中尽可能地使用了和在图8中一样的附图标记。

根据图11，根据本发明的平面密封件的这种变型方案具有密封层接片556，这个密封层接片在这种变型方案中由下面的密封层50’形成，但是也可以由上面的密封层52’形成；在任何情况下，相应其他的密封层在密封层接片的区域内是无接片的。

密封层接片566具有类似于平拉的Z(或S)的横截面形状，并且根据本发明，这种横截面形状的宽度至少大致等于两个构件接片的端面的横截面的宽度，在这两个构件接片之间当装入平面密封件的情况下夹紧有密封层接片566，其中，这些构件接片相应于在图1中所示的密封系统的构件接片26和26’。

在根据图11所示的平面密封件中无所谓的是，平面密封件的两个与密封层接片566相邻的热气穿通口是在哪个方向上被穿流而过。

对于根据本发明的平面密封件和进而对于所有在附图中所示的实施方式来说还要注意以下内容：

平面密封件的密封层能够以任何公知的方式相互连接，例如通过点焊。

所有的密封层都可以是所谓的功能层(功能层通常具有一个或者多个台肩，尤其是密封台肩)，但是其中一个密封层也可以是载体板，也就是所谓的载体层，或者是所谓的阻挡层，其中，载体层或阻挡层的板厚度/材料厚度通常明显大于功能层的板厚度/材料厚度。

在根据本发明的平面密封件中，一个功能层或多个功能层优选地具有在大约0.25mm到大约0.30mm范围内的板厚度。一个或多个筋条或接片形式的气体阻挡元件的高度于是达到大约3mm到大约4mm。

包围住热气穿通口的全部的密封台肩优选地具有大约1.5mm到大约3mm的宽度，尤其是大约2mm的宽度。

最后，在根据本发明的平面密封件的优选实施方式中，密封板接片或密封层接片的横截面的宽度大约为2mm到大约4mm，尤其是大约2.5mm到大约3.5mm。

如果优选地在材料厚度/板厚度在十分之几毫米范围(通常大约0.2至大约0.3mm)内的密封层上通过减少厚度的密封层接片实现本发明，那么密封层接片区域内的板厚度优选地减少百分之几毫米(通常减少大约0.05mm)。此外可以有利的是，通过压印为密封层接片配有拓扑式构造的表面。

对于本发明来说还要注意以下内容：首先在内燃机的排气区域中待装入的金属平面密封件由密封件设计者针对相应的安装位置设计，其中尤其是涉及到气缸头与排气弯头之间的密封间隙或者废气涡轮增压器的联接法兰与上面安接有废气涡轮增压器的构件之间的密封间隙。对于密封件设计者来说，数据，例如将平面密封件容纳在其中的构件的尺寸和材料以及其运行温度是公知的，从而尤其是利用FEM计算能够获得构件接片的在运行时出现的热膨胀，在这些构件接片之间，在装入平面密封件的情况下布置有其中至少一个密封板接片。因此，根据本发明的平面密封件的设计者能够直接确定密封层接片区域内的密封层的材料厚度的总和，从而在运行时，作用于密封板接片的挤压力不会导致出现不利的影响，其中，在这种情况下参见前面的实施方式。

Claims (19)

1.用于在相互连接的、引导热气的构件的相互朝向对方的密封面之间装入的金属平面密封件，它具有在装入密封件时被挤压的、带有至少两个相互叠置的金属密封层和多个热气穿通口的密封板，其中，在至少两个相邻的热气穿通口之间的密封板具有将所述热气穿通口相互分隔开的密封板接片，其特征在于，在密封板接片区域内所述密封层的横向于密封板接片纵向的剖面中的材料厚度的总和比在其他的邻接于热气穿通口的密封板区域中小，并且所述密封板也在密封板接片区域内具有至少一个密封层。

2.根据权利要求1所述的平面密封件，其特征在于，至少其中的第一个密封层在至少一个密封板接片的区域内具有密封层接片，所述密封层接片在所述密封板的俯视图中将两个与所述密封板接片相邻的热气穿通口相互分隔开。

3.根据权利要求2所述的平面密封件，其特征在于，所述密封层接片配有至少一个细长的、在所述密封层接片的纵向方向上延伸的气体阻挡元件，所述气体阻挡元件凸出超过第一密封层。

4.根据权利要求3所述的平面密封件，其特征在于，所述气体阻挡元件凸出超过所述密封板的两个主表面的至少一个。

5.根据权利要求3或4所述的平面密封件，其特征在于，所述密封层接片在所述气体阻挡元件的区域内具有为L、V、U或Z形的横截面。

6.根据权利要求5所述的平面密封件，其特征在于，至少一个气体阻挡元件在装入平面密封件的情况下横向于其纵向方向转向并且预紧。

7.根据权利要求2所述的平面密封件，其特征在于，至少一个密封层具有以如下方式变化的材料厚度，即，所述密封层在至少一个由它形成的密封层接片区域内具有的材料厚度小于这个密封层的其他的邻接于热气穿通口的区域内的材料厚度。

8.根据权利要求7所述的平面密封件，其特征在于，在具有变化的材料厚度的密封层中，所有密封层接片与所述密封层的其他的邻接于热气穿通口的区域相比具有更小的材料厚度。

9.根据权利要求7或8所述的平面密封件，其特征在于，减少厚度的密封层接片配有至少一个形式为细长的、在密封层接片的纵向方向上延伸的台肩的气体阻挡元件。

10.根据权利要求2至4中任一项所述的平面密封件，其特征在于，至少一个第二密封层在密封板接片区域内是无接片的。

11.根据权利要求10所述的平面密封件，其特征在于，无接片的密封层在所有密封板接片的区域内都是无接片的。

12.根据权利要求1、2、3、4、7和8中任一项所述的平面密封件，所述平面密封件以如下方式构造，即，仅通过唯一的密封层导致密封层的材料厚度的总和区域性地减少。

13.根据权利要求1、2、3、4、7和8中任一项所述的平面密封件，其特征在于，所述密封层中的至少一个配有在密封板的俯视图中包围热气穿通口的全部的密封台肩。

14.根据权利要求3所述的平面密封件，其特征在于，所述密封层中的至少一个配有在密封板的俯视图中包围热气穿通口的全部的密封台肩，所述气体阻挡元件具有与所述密封台肩间隔开的纵向端部。

15.根据权利要求1、2、3、4、7和8中任一项所述的平面密封件，其特征在于，所述密封件构造为针对内燃机的排气区域构造的密封件。

16.根据权利要求15所述的平面密封件，其特征在于，所述密封件构造成用于安装在废气涡轮增压器上的法兰密封件。

17.具有金属平面密封件的密封系统，所述平面密封件夹在相互连接的构件的相互朝向对方的密封面之间，每一个构件都包含至少两个彼此相邻地延伸的、通入其构件密封面中的热气通道，在所述热气通道之间，在构件中设置有将所述热气通道相互分隔开的分隔壁，所述分隔壁形成在构件密封面上结束的构件接片，其中，所述平面密封件具有包括至少两个相互叠置的金属密封层的密封板和多个热气穿通口，所述构件的热气通道经由这些穿通口相互连通，并且其中，所述密封板在至少两个相邻的热气穿通口之间具有穿通口相互隔离开的密封板接片，所述密封板接片布置在将平面密封件容纳在其中的构件的两个构件接片之间，其特征在于，在密封板接片的区域内所述密封层的横向于密封板接片纵向的剖面中的材料厚度的总和小于在其他的邻接于热气穿通口的密封板区域中，并且所述密封板在所述密封板接片的区域内也具有至少一个密封层。

18.根据权利要求17所述的密封系统，其特征在于根据权利要求2至15中任一项所述的平面密封件。

19.根据权利要求17所述的密封系统，其中所述金属平面密封件构造为按照权利要求5所述的平面密封件，其特征在于，配属于带有V或U形的横截面的密封层接片的、位于所述密封层接片的敞开一侧上的、并且具有朝向密封层接片的端面的构件接片横向于构件接片纵向方向地具有如下横截面，所述横截面朝构件密封面的方向变小，从而使得构件接片-端面向V或U形的密封层接片-横截面的底部贴靠。