CN1486405A - 金属垫片 - Google Patents

Abstract

一种金属垫片，包括一个基板，在该基板上具有一个外凸的金属凸缘，该金属凸缘通过对基板进行弯曲被成形在燃烧腔室开口与基板外周部分之间，和一个被制成厚于基板上其余部分的第一厚度增大部分，用以在厚度方面形成差异，藉此，当金属垫片被置于汽缸盖与汽缸体上的接合表面之间并且由夹紧螺栓紧固起来时，使得表面压力集中在第一厚度增大部分上，来将汽缸盖与汽缸体之间的接合处封接起来。一种弹性密封材料被固定在金属凸缘的外凸部分上并且被填充在基板上相反侧的内凹部分中，来形成橡胶凸缘，并且当利用夹紧螺栓将这种垫片紧固起来时，与金属凸缘的变形相协作，所述橡胶凸缘在厚度方向上受到压缩而发生变形。这种垫片降低了生产成本，并且能够持续更长的时间周期保持一个稳定的密封性能。

Description

金属垫片

技术领域

本发明涉及一种被夹持在对置的接合表面之间的金属垫片，尤其是涉及这样一种金属垫片，其比如通过被夹持在一部内燃发动机中汽缸体与汽缸盖上的接合表面之间而将这些接合表面封接起来。

背景技术

在这种类型的常规金属垫片中，存在有一种比如在图51中示出的金属垫片，这种金属垫片在日本已公开专利No.6-101761中进行了描述。更具体地说，这种公知的金属垫片带有一个厚度增大部分X，该厚度增大部分X通过对基板1上燃烧腔室开口2侧的圆周部分进行回折，或者通过将一块薄垫板3安装到基板的外周部分上，而被成形在基板1上燃烧腔室开口2的内周部分处，并且这种垫片还带有一个第二厚度增大部分C，该第二厚度增大部分C薄于第一厚度增大部分X，并且通过对基板的外周部分进行回折而形成。此外，一个橡胶凸缘4被以在基板的两个表面上突起的方式固定在第一厚度增大部分X的外侧，并且一个在厚度上小于橡胶凸缘4厚度的橡胶凸缘5，被以在基板的两个表面上突起的方式固定在第二厚度增大部分C的内侧。

当如前所述构造而成的金属垫片被夹持在汽缸体与汽缸盖上的接合表面之间并且由夹紧螺栓紧固起来时，橡胶凸缘4、5在厚度方向上受到压缩并发生变形，并且在紧固操作结束时，由于具有最大厚度的第一厚度增大部分X与基板上其它部分之间存在有厚度差，所以表面压力会集中在第一厚度增大部分上，并且最大的载荷也会作用在该第一厚度增大部分上。

因此，在接合处形成一个四重密封，包括第一厚度增大部分X的表面压力、橡胶凸缘4的弹力、第二厚度增大部分C的表面压力以及橡胶凸缘5的弹力。还有，由于第一厚度增大部分X的厚度增大作用，防止了橡胶凸缘4总体发生塌陷，并且还由于第二厚度增大部分C的厚度增大作用，防止了橡胶凸缘5总体发生塌陷。

作为第二种常规的金属垫片，其中之一比如在日本已公开的实用新型申请No.63-180769中进行了描述。

这种金属垫片通过利用一块具有刚度的薄金属板成形一个基板，并且在该基板上成形多种孔而制成，其中，所述薄金属板比如是不锈钢板，所述孔比如是用于燃烧腔室缸筒(bore)的开口、螺栓孔、油孔的开口。这些需要密封起来的孔由一个沿着密封线设置的完整凸缘包绕起来。由于发动机工作所产生的振动幅度(vibration amplitude)而导致的重复载荷，会被施加到金属垫片上，并且为了防止所述凸缘在重复应力的作用下发生疲劳损坏，沿着基板上燃烧腔室开口侧的整个内周部分设置有厚度增大部分，来抑制在厚度方向上产生的凸缘变形的量。

随着发动机重量和尺寸的逐步减小，相邻燃烧腔室开口之间的间隙变小，并且在相邻燃烧腔室开口之间的临界区域中可以设置所述凸缘和厚度增大部分的范围变窄。鉴于这种趋势，在现有技术中，已经开始在临界区域使用共享凸缘，此外，在所述临界区域的中间位置，一个具有最小宽度的厚度增大部分被成形在燃烧腔室开口之间，并且根据相邻燃烧腔室开口的周边之间的间隙，在所述临界区域的各个端部处形成一个宽度较宽的厚度增大部分。

为了利用凸缘来确保一个必需的密封压力，如前所述那样，一种高刚度材料被用于所述常规基板，其中，所述凸缘会在厚度方向上发生弹性变形。

此外，作为第三种常规类型的金属垫片，其中之一比如在日本已公开专利No.63-210465中予以披露。

在这种金属垫片中，凸缘是一个通过对基板进行弯曲而形成的金属凸缘(参照图52)，并且如图53和54中所示，在密封线50发生会聚和分散的会聚-分散位置M处，凸缘宽度变得相对较宽，并且在密封线50发生会合之后，它们合并成一条密封线50，该密封线50逐步变窄。

所述会聚-分散位置还存在另外一种形式，在日本已公开专利No.(平)1-300043中对其进行了描述。更具体地说，在本示例中，如图55中所示，一个在某一表面侧呈山脊形式突起的完整凸缘，分支成两个呈阶梯形式的半凸缘，或者从不同的角度进行审视，被分支成两个会聚成一个完整凸缘的半凸缘。这是一种通过弯曲基板而形成的金属凸缘。

此外，第四种常规类型的金属垫片在日本已公开专利No.2001-173791中予以披露。

如图59中所示，这种金属垫片包括两个基板50。更具体地说，在两个基板50中，在较厚的基板(上基板)上，其位于燃烧腔室开口51侧的端部发生弯折，来形成一个厚度增大部分52，并且在各个基板50上，一个外凸凸缘53被成形在厚度增大部分52的外侧，以便高于厚度增大部分52的厚度，并且两个基板50被置放在一起，使得基板50的外凸部分相互面对。此外，在凸缘上均面朝外侧的内凹部分中填充有一种弹性密封材料54。

当前述金属垫片被夹持在汽缸体和汽缸盖上对置的接合表面之间并且利用夹紧螺栓将它们紧固起来时，基板凸缘受到压缩并发生变形，降低到燃烧腔室开口内周部分上的厚度增大部分的厚度，并且填充在所述内凹部分中的弹性密封材料54受到压缩并发生变形，来由此利用一个密封压力将燃烧气体、油以及冷却水的压力密封起来，所述密封压力由一个合成力产生，该合成力包括由基板形成的基板凸缘53的弹簧力和弹性密封材料54的弹力组合而成。当然，某些常规的金属垫片不带有任何填充在内凹部分中的弹性密封材料54，并且某些常规的金属凸缘由单块基板组成。

但是，在图51中示出的第一种常规金属垫片中，橡胶凸缘4、5被设置在基板1的两个表面上，并且如果第一厚度增大部分上回折部分的厚度被标记为t0，由于橡胶凸缘4被设置在基板1的各个表面上，所以橡胶凸缘4的高度比如是t0×1/2+压缩变形量((t0×1/2)×0.4(最大值的40％))。假设t0为0.5毫米，利用前述公式可以得出凸缘4的高度为0.35毫米。因此，如果基板的厚度增大，那么可以设定一个足能够适应加工精度的压缩变形量。但是，如果基板的厚度变小，那么压缩变形量将较小，从而使得难以对橡胶凸缘进行加工，加工精度变得苛刻，由此增大生产成本。

由于水孔通常在橡胶凸缘4、5之间被成形在基板1上，所以橡胶凸缘4、5会被暴露在冷却水中，由此使得它们的耐用性下降。

在第二种常规的金属垫片中，对于基板来说采用了一种高刚度的薄金属板，来利用凸缘的弹性变形而获得一个足够的密封压力，并且因此采用了一个厚度增大结构，来防止所述凸缘发生疲劳损坏，由于采用了高刚度的薄金属板，所以很有可能发生疲劳损坏现象。但是，发动机的进化从来没有中断，并且已经进行了许多尝试，来减小发动机的尺寸和重量、改进性能以及降低油耗，因此，存在着一种朝向燃烧温度更高和振动幅度更大方面发展的趋势。

所以，即使采用了一个厚度增大结构来防止凸缘发生疲劳损坏，但是只要使用了常规的金属垫片结构，就存在着这样一种可能性，即所述凸缘困囿于会在一个比预期寿命短的时间周期中发生疲劳损坏。

在发动机中，为了减轻重量和获得更好的可加工性，已经开始向铝的方向转换。当汽缸体和汽缸盖通过对铝进行铸造而制成时，会在铸造过程中产生砂眼，并且在对接合表面进行机械加工的同时，砂眼会相互贯穿，横跨由凸缘形成的密封线进行延展，导致在接合处的某些部位无法实现彻底密封。

还有，在发动机中接合表面的平面加工过程中，工具痕会遗留在接合表面上。为了弥补这些工具痕，厚度大约为工具痕深度的两倍的耐热橡胶被以这样一种方式应用到垫片上，即利用一个橡胶涂层覆盖住基板的整个表面。如果精加工表面是粗糙的，那么必需增大橡胶涂层的厚度，这将导致转矩减小。

正如已经描述过的那样，凸缘的表面上覆盖有一个薄的橡胶涂层，并且凸缘被制成通过其倒圆部分将所述接合处封接起来。由于凸缘由高刚度的薄金属板制成，所以其具有一个高的弹力，并且尽管厚度增大作用已经降低，但是由于内应力会集中在前述的倒圆部分上，所以当疲劳损坏从一个裂纹发展到另外一个裂纹时，或者当橡胶涂层由于振动幅度的作用而被磨掉时，位于垫片上倒圆部分处的金属将直接与密封表面发生接触，这将导致发生微振腐蚀、气体泄漏或者疲劳损坏。

还有，由于发动机已经在尺寸和重量方面减小，所以发动机的刚度已经下降，除非轴向紧固拉力减小，否则缸筒变形量将会增大，导致油耗或者功率损耗增大。由此，显然对于金属垫片来说，非常希望即使轴向紧固拉力变得比以前小，也能够保持足够的密封性能。

在第三种常规的金属垫片中，通过利用金属凸缘形成的金属接触和线性接触，由该凸缘将所述接合处封接起来。因此，必需利用一种高刚度材料来制取基板，换句话说，必需利用一种高刚度材料来成形所述凸缘，以增大所述凸缘的弹性应力，确保一个所需的密封压力。

更具体地说，如图53和54中所示，不可避免的是，在密封线50的会聚-分散位置M处存在某些局部宽大的部分。正如前面描述过的那样，这种垫片具有一种仅利用金属凸缘的弹簧力来将所述接合处封接起来的结构，并且在凸缘半径R上的三个位置处(参见图52中的A、B和C)形成线性密封，在凸缘宽度变大的会聚-分散位置M处，随着跨度A-B变宽，弹簧力变弱，并且密封表面压力变得相对较低。但是，无法增大密封线50的会聚-分散位置M的外侧半径R。

环绕密封线50的会聚-分散位置M，凸缘具有一个相对较窄的宽度，并且形成一个较小的半径R，导致所述凸缘具有一个接近于一刚性体的弹性力的强大弹簧力。靠近具有强大弹簧力的所述凸缘，局部成形有一个具有较小弹簧力的宽幅凸缘(wide-width bead)，换句话说，局部带有一个低的密封压力，并且当向所述宽幅凸缘施加一个较大压力时，该凸缘会发生局部变形，导致压力或者液体发生泄漏。

一种考虑了前述问题的金属垫片在图56和57中示出。利用这种金属垫片上的凸缘，各条合并入会聚-分散位置M的密封线均被设计成尽可能地保持其宽度恒定。但是，正如前面描述过的那样，使用了一种高硬度材料来提供高的刚度，藉此而产生出一个高的弹簧力，由此，在会聚-分散位置M的外侧，密封线的会聚半径R将无法被制成很大，从而使得这种垫片除了一个微小改进之外没有什么优点，即由于前述半径R很小，所以无法获得一个均衡的表面压力。

日本已公开的实用新型申请No.5-42830中也披露了一种常规的金属垫片。如图58中所示，这种金属垫片具有一个成形于宽幅会聚-分散位置M中间位置处的内凹空间，用以保持会聚-分散位置M处的凸缘宽度尽可能地恒定。但是，这种垫片具有一个缺点，即位于中间位置处的内凹空间由密封线加以限定，导致会聚-分散位置M处具有一个过于强大的弹簧力。

正如已经描述过的那样，在密封线50的会聚-分散位置M处，金属凸缘的凸缘宽度局部发生变化，并且难以保持一个均匀一致的凸缘宽度。利用前述的常规金属垫片，由于必需为凸缘设定一个大的弹簧力，所以需要使用一种高硬度材料。因此，如果凸缘宽度如前所述那样发生变化，那么弹簧力会大幅度变化。利用这种结构，即在会聚-分散位置M处不可避免地形成具有较小半径R的部分，并且某些部分存在于弹簧力局部较大的位置处，假设发动机由铝制成，那么发动机的密封表面将倾向于发生凹陷和擦伤现象。如果发动机的密封表面具有局部凹陷裂纹，那么当更换垫片时，这些裂纹将导致压力发生泄漏。即使发动机由铸铁制成，会聚-分散位置M也会被制成这样一种结构，即在部分M的外侧，在密封线上具有较小半径R的部分处，密封线50的会聚-分散位置M处的表面压力很高，并且在部分M内侧，具有较大半径R的部分易于发生油泄漏。

具有大量会聚-分散位置M的基板需要一个较大的紧固力，并且因此需要一个较大的总体轴向紧固拉力。

当基板的外周区域的刚度很弱时，由于在会聚-分散位置M处的较大应力，基板的外周区域将发生较大变形，这有可能导致压力泄漏。

在会聚-分散部分M的旁侧，内应力集中在由高硬度材料制成的倒圆部分上，这将导致在振动幅度的作用下发生疲劳损坏，并且还会导致使用寿命缩短。

在第四种常规的金属垫片中(参见图59)，当基板凸缘53和填充在内凹部分中的弹性密封材料54由于紧固操作而发生变形时，它们会协同产生出一个弹力，由此沿着所述密封线产生出一个所需的密封压力。

但是，如果为了防止基板凸缘53发生疲劳损坏和降低成本而利用低硬度的金属板制取基板50时，在前述的常规金属垫片中，当螺栓被紧固起来并且凸缘内凹部分中的弹性密封材料54受到压缩并发生变形时，施加一个外力，使得基板50和基板凸缘53以这样一种方式发生变形，即在厚度方向发生翘曲。由于基板50如前所述那样由低硬度的金属制成，所以所述凸缘具有低的形状保持能力，并且因此基板50具有一个不足的抗变形能力，由此具有低的密封性能。

在由于发动机反复工作和停机所产生的重复载荷的作用下，在长时间使用之后，会产生某些问题，比如夹紧螺栓的轴向拉力下降，基板50上的基板凸缘53随时间而发生变化，或者所述凸缘内凹部分中的弹性密封材料54质量下降；因此，密封表面压力很有可能下降。这些问题尤其在夹紧螺栓外侧的外伸部分上更为明显。

当弹性密封材料54通过在基板上的内凹部分中进行烘焙而形成时，即使弹性密封材料54在高温下被填充到内凹部分中，在后续的开式冷却过程中，其体积也会以热膨胀的量发生变化，弹性密封材料54上厚度最大的中部会以热收缩的量发生收缩。当表面压力如前所述那样下降时，这是不足之处。尤其是当垫片被安装在已经利用较弱的轴向紧固拉力装配起来的发动机中时，这种现象似乎更有可能发生。

发明概述

本发明为解决前述问题而作出，并且其任务是提供一种金属垫片，这种金属垫片能够降低成本，并且能够持续很长的时间周期确保一个稳定的密封性能。

为了完成前述任务，根据在权利要求1中陈述的本发明，一种金属垫片，包括一个由薄金属板制成的基板，该基板具有成形于其上的一个或者不少于两个开口，比如螺栓孔，沿着密封线形成的凸缘，以及一个厚度大于基板上其余部分的第一厚度增大部分，以便当这种金属垫片被夹持在对置的接合表面之间并且由夹紧螺栓紧固起来时，使得表面压力集中在该第一厚度增大部分上，并且，所述凸缘将在厚度方向上发生变形，来由此将所述接合表面的接合处封接起来，

其中，所述凸缘以组合方式包括一个金属凸缘和一个橡胶凸缘，所述金属凸缘通过在厚度方向上对基板进行弯曲而形成，以便在基板的一个表面上形成一个外凸部分，其高度大于第一厚度增大部分的厚度，所述橡胶凸缘由固定于金属凸缘外凸部分的表面上的弹性密封材料和填充在与外凸部分相反的内凹部分中的弹性密封材料形成，其中，与所述金属凸缘的变形相协作，所述橡胶凸缘在厚度方向上受到压缩并发生变形。

第一厚度增大部分用以将所述凸缘的压缩变形量限制为一个合适的值，换句话说，可以可靠地防止所述凸缘发生压缩断裂。

在所述金属凸缘的外凸部分侧，已经增加的弹性密封材料的量增大了所述压缩变形量，有利于对弹性密封材料进行加工处理，并且使得能够增大弹性密封材料的厚度。因此，能够将加工容许偏差设定为一个较大的值，并且降低制造成本。

此外，这种金属垫片使得位于金属凸缘外凸部分上的弹性密封材料较少有机会被暴露在冷却水中，并且填充在金属凸缘内凹部分中的弹性密封材料由所述金属凸缘覆盖起来，因此不会被暴露在冷却水中。因此，防止了弹性密封材料发生质量下降，并且确保持续较长时间具有一个稳定的密封性能。

还有，由于必要的密封压力可以通过金属凸缘的弹力和橡胶凸缘的弹性作用力协同作用而获得，从而使得其能够降低基板的硬度，并且阻碍金属凸缘发生疲劳损坏，其中，所述橡胶凸缘由固定于金属凸缘的外凸部分上和填充在其内凹部分中的弹性密封材料形成。此外，能够吸收发动机的振动幅度，并且还能够容忍密封表面的粗糙度，可以利用不大的压力合适地将冷却水的压力和油的压力密封起来。

此外，对于位于金属凸缘外凸部分上的弹性密封材料和位于金属凸缘内凹部分上的弹性密封材料来说，可以形成一个宽的密封区域。因此，能够利用一个低的表面压力合适地将在铸造过程中在接合表面上产生的裂纹和砂眼密封起来。此外，由于弹性密封材料由一种弹性物质(尤其是橡胶基材料)构成，所以密封系数很低，由此，可以在不利状况下在所述区域有效地利用有限的轴向载荷，由此降低总的载荷。

可以假设一种情况，即其中仅在所述内凹部分中使用了一种弹性密封材料，但是如果基板具有较低硬度，那么当所述内凹部分中的弹性密封材料受到压缩并发生变形时，存在有这样一种可能性，即金属凸缘和基板上与该金属凸缘连续的平整部分，会在厚度方向上发生变形。在这种情况下，密封压力会由于在厚度方向上的变形而下降。相反，在本发明中，一种弹性密封材料被均匀地应用在外凸部分侧，并且利用位于外凸部分侧的这种弹性密封材料，抑制了在厚度方向上的前述变形，由此抑制了密封压力的下降。

顺便说说，所希望的是，除了那些经受较大压力的部分之外，比如螺接部分，将外凸部分侧的橡胶凸缘的最大宽度限制在金属凸缘宽度的1.5倍之内。在橡胶凸缘具有更大宽度的情况下，必须向基板施加更大的载荷。从抑制载荷增大的观点来看，所希望的是如前所述那样，将由弹性密封材料形成的凸缘的宽度限制在金属凸缘宽度的1.5倍之内。这并不适用于希望局部施加较大载荷的情况。

接下来，在权利要求2中陈述的发明以权利要求1为基础，并且其特征在于，所述金属凸缘要么是完整凸缘，要么是呈阶梯形式的半凸缘。

当一个凸缘从基板所在的基准面在一个表面上突起时，就形成了该凸缘的外凸凸缘部分。在外凸部分侧的表面上，必定形成一个内凹部分。需要注意的是，利用前述的半凸缘，位于外凸部分的表面相反侧的内凹部分形成了一个倾斜表面，并且弹性密封材料可以被固定在一个与该倾斜表面连续的平整部分上。

在权利要求3中陈述的发明以权利要求1为基础，并且其特征在于，固定于所述金属凸缘外凸侧的表面上的弹性密封材料，至少被固定到该外凸部分的表面上。

弹性密封材料被固定在金属凸缘的外凸部分上，换句话说，被固定在从基板平整表面升高的表面上，比如倾斜的表面，由此使得弹性密封材料更少有机会从基板上发生脱落，并且即使当形成一个橡胶凸缘时，前述结构也能够防止凸缘宽度变得过宽。

接下来，在权利要求4中陈述的发明以权利要求1为基础，并且其特征在于，固定于所述金属凸缘外凸部分的表面上的弹性密封材料，其高度等于或者基本上等于所述金属凸缘的外凸部分。

在权利要求5中陈述的发明以权利要求4为基础，并且其特征在于，成形在所述基板上的某些开口是燃烧腔室开口，并且前述第一厚度增大部分被制成完整地环绕这些燃烧腔室开口。

通过将第一厚度增大部分设置在燃烧腔室开口的周边处，能够以较高的压力将燃烧腔室开口密封起来。

在权利要求6中陈述的发明以权利要求5为基础，并且其特征在于，所述基板上燃烧腔室开口侧的圆周端部被回折，并且所述第一厚度增大部分通过将一块薄垫板放入回折部分中而形成。

在螺栓孔的附近，第一厚度增大部分的总厚度被制成较薄，其中在该螺栓孔处的表面压力相对较高，但在螺栓孔之间，其厚度被制成较厚，其中在螺栓孔之间表面压力相对较低。因此，当夹紧螺栓被紧固起来时，作用于第一厚度增大部分上的表面压力在圆周方向上得以均衡，从而可以确保缸筒的圆度，并且夹紧螺栓的轴向拉力可以降低，由此合适地防止发动机尤其是低刚度发动机发生变形。

在权利要求7中陈述的发明以权利要求5为基础，并且其特征在于，在用于夹紧螺栓的孔附近，所述第一厚度增大部分的总厚度被制成较薄，并且在所述螺栓容置孔之间被制成较厚，所述总厚度在燃烧腔室开口的径向上发生变化。

接下来，在权利要求8中陈述的发明以权利要求5为基础，并且其特征在于，在沿着所述基板外周的区域上，设置有薄于所述第一厚度增大部分的第二厚度增大部分。

在权利要求9中陈述的发明以权利要求1至8中任一项为基础，并且其特征在于，在所述基板的一个或者两个表面上涂敷有润滑剂。

通过将润滑剂涂敷到一个表面或者两个表面上，可以防止由于偏移或者碰撞而产生微振磨损，所述偏移和碰撞是由于发动机与垫片之间的热膨胀差异或者是由于振动幅度所造成的。换句话说，所希望的是，润滑剂必须被涂敷在与接合表面发生接触的部位上。

在权利要求10中陈述的发明中，一种金属垫片，包括一个由薄金属板制成的基板，该基板上成形有多个相邻设置的燃烧腔室开口，一个厚于基板上其余部分的厚度增大部分，环绕各个燃烧腔室开口的内周形成的密封线，以及沿着这些密封线形成的凸缘，

其中，在相邻燃烧腔室开口之间的临界区域中，成形有供相邻燃烧腔室开口共享的共用凸缘，并且沿着相邻燃烧腔室开口的邻接周边成形的凸缘，被组合形成一个具有整体结构的凸缘，其中，位于所述临界区域中并且沿着燃烧腔室开口内周延伸的厚度增大部分的宽度，根据相邻燃烧腔室开口之间的间隙加以设定，所述凸缘是一个由金属凸缘与橡胶凸缘形成的复合体，所述金属凸缘通过在厚度方向上对基板进行弯曲而被制成一个外凸部分，该外凸部分的高度大于所述厚度增大部分，所述橡胶凸缘通过将一种弹性密封材料固定到金属凸缘的外凸部分表面上和通过将弹性密封材料填充到外凸部分相反侧的内凹部分中而形成，其中，所述弹性密封材料能够通过在厚度方向上受到压缩发生变形而显现出一个弹力，并且所述弹性密封材料至少被固定在所述金属凸缘外凸部分的表面上，弹性密封材料的高度被设定为等于或者基本上等于所述金属凸缘的高度。

在相邻燃烧腔室开口之间的临界区域，沿着燃烧腔室开口内周的间隙通常在临界区域的中间位置处最为狭窄，从而使得所述厚度增大部分在该中间位置处的宽度最为狭窄，并且朝向两个端部逐渐变宽。

根据本发明，所需的密封压力通过金属凸缘的弹力和固定于金属凸缘所在位置处的弹性密封材料的弹性作用力协同作用而产生，由此基板材料的硬度可以降低。因此，包含在半径为R的折叠部分中的内应力是如此之小，以致于无需担忧疲劳损坏问题。此外，由于在成形厚度增大部分过程中的可加工性提高、对于金属凸缘来说使用了柔软基板以及使用了固附于金属凸缘两个表面上的弹性柔软橡胶凸缘(弹性密封材料)，所以所述凸缘的变形载荷已经显著降低，并且大部分轴向紧固拉力可以施加于环绕在燃烧腔室开口周围的厚度增大部分上，使得能够降低轴向紧固拉力。

由于可以确保一个覆盖有弹性密封材料的较大密封区域，所以可以利用一个低的表面压力将在铸造过程中在接合表面上产生的裂纹和砂眼合适地密封起来。

由于一种弹性密封材料在接合表面与基板之间会产生一个间隙的位置处被固定在金属凸缘外凸侧基板的表面上，更具体地说，比如被固定在面对着接合表面的外周区域的位置上，所以可以防止水或者类似物质进入所述间隙内。

此外，通过将弹性密封材料固定到外凸部分上，换句话说，被固定在金属凸缘的倾斜表面上，可以使得弹性密封材料更不大有可能从基板上发生脱落。

接下来，在权利要求11中陈述的发明以权利要求10为基础，并且其特征在于，所述厚度增大部分在厚度上部分地发生变化，用以在这种垫片被插入到接合表面之间时，对表面压力进行均衡。

例如，在螺栓孔或者类似孔的附近，将所述厚度增大部分的厚度设定为一个相对较小的值，在这里表面压力有可能很大。

根据本发明，由于相邻燃烧腔室开口之间的临界区域很窄，即使沿着燃烧腔室开口内周的厚度增大部分的宽度发生了变化，换句话说，即使比如厚度增大部分在临界区域的中间部分具有一个最小宽度，所述厚度增大部分的厚度仍然在沿着所述圆周的区域中发生变化，来由此在沿着所述圆周进行紧固的过程中对表面压力进行均衡，以便即使在燃烧腔室开口之间的窄宽度厚度增大部分处，也能够获得一个有效的密封性能。

与此同时，正如前面已经描述过的那样，由于基板材料的硬度可以降低，所以变得易于局部改变所述厚度增大部分的高度。

接着，在权利要求12中陈述的发明以权利要求1至8、10和11中之一为基础，并且其特征在于，至少所述金属凸缘的突起高度或者宽度沿着密封线部分地发生变化，来由此利用沿着密封线设置的凸缘对密封表面压力进行均衡。

接下来，在权利要求13中陈述的发明以权利要求1至8、10和11中之一为基础，并且其特征在于，至少所述橡胶凸缘的突起高度或者宽度沿着密封线部分地发生变化，来由此利用沿着密封线设置的凸缘对密封表面压力进行均衡。

接着，在权利要求14中陈述的发明，其特征在于，一种金属垫片，包括一个由薄金属板制成的基板，该基板上成形有多条密封线，沿着各条密封线形成的凸缘，以及一个会聚-发散部分，该会聚-发散部分被成形在至少某些密封线在指定位置发生会聚或者发散的位置处，

其中，沿着各条密封线成形的凸缘以组合方式包括一个金属凸缘和一个橡胶凸缘，所述金属凸缘通过在基板的厚度方向上进行弯曲而被制成仅在基板的一个表面上呈外凸形状，所述橡胶凸缘由固定于金属凸缘外凸部分的表面上的弹性密封材料和填充在外凸部分相反侧的内凹部分中的弹性密封材料形成，与所述金属凸缘的变形相协作，所述橡胶凸缘在厚度方向上受到压缩并发生变形，并且，至少在所述会聚-发散部分，位于外凸部分表面上的弹性密封材料至少被固定在金属凸缘的表面上，并且所述橡胶凸缘的高度被设定为等于或者基本上等于所述金属凸缘的高度。

根据本发明，所述凸缘被制成一个由金属凸缘和橡胶凸缘形成的复合结构，来使得能够降低金属凸缘的硬度，换句话说，降低基板的硬度。随着金属凸缘的硬度降低，由于金属凸缘的宽度差异所导致的密封压力差异明显减小。

在权利要求15中陈述的发明以权利要求14为基础，并且其特征在于，通过在厚度方向上部分地增大基板的厚度形成一个厚度增大部分，并且所述凸缘的压缩变形量由该厚度增大部分的增大厚度进行调节。

在成形于所述会聚-发散部分的宽宽度部分中，只要利用填充在凸缘内凹部分中的弹性密封材料和利用成形在外凸部分侧的弹性密封材料部分获得了密封功能，由于金属凸缘被成形在低硬度的基板上并且利用一种固附在金属凸缘两表面上的柔软弹性密封材料产生出一个弹簧载荷，所以与由一个高硬度的基板产生出的弹簧力相比，根据本发明的凸缘趋于较弱，并且在高硬度基板的情况下，如果由于较大的体积膨胀而导致施加一个过大载荷，或者比如如果振动的幅度很大或者轴向紧固拉力很大，那么将会发生变形现象，这将导致密封力下降。

相反，在权利要求15中陈述的发明，为了防止前述问题，通过对基板上一开口的整个内周边缘进行回折形成一个厚度增大部分，或者通过对基板的一部分外周边缘进行回折部分地形成一个厚度增大部分，或者同时在两个周边上形成厚度增大部分，由所述厚度增大部分对基板上的金属凸缘以及金属凸缘上、下表面上的橡胶凸缘的变形量进行调节。换句话说，即使基板的刚度降低，变形量的最大值仍然被限制在一个预定的值之内，并且由所述厚度最大部分抑制过大的载荷或者振动幅度，由此确保持续很长的时间周期具有一个稳定的密封性能。此外，即使为了提供不太昂贵的垫片而将软钢用作基板，仍然可以提供能够对接合处进行预期封接的金属垫片。

当一个厚度增大部分被设置在环绕燃烧腔室开口的区域中时，通过改变在圆周方向上厚度增大的量，可以在圆周方向上对紧固表面压力进行均衡。

在权利要求16中陈述的发明以权利要求14为基础，并且其特征在于，通过对在所述会聚-发散部分上的橡胶凸缘的宽度进行调整，使得所述会聚-发散部分上的密封压力与除该会聚-发散部分之外的密封线处的密封压力相匹配或者接近。

根据本发明，通过对所述橡胶凸缘的宽度进行调整，会聚-发散部分的密封压力被调节成能够等于其它密封线处的密封压力，使得能够有效地再次约束密封部的泄漏现象，其中，所述橡胶凸缘的宽度在所述会聚-发散部位处易于进行调整。

假设这样一种情况，即在为了使得金属凸缘中的变形载荷和诸如会聚-发散部分这样的部位上的载荷最小化而降低了基板硬度的条件下，一种弹性密封材料仅被应用在金属凸缘的内凹部分上，那么由于基板的刚度很低，就使得在内凹部分中的弹性密封材料发生变形的作用下，所述金属凸缘易于发生变形(所述金属凸缘以这样一种方式发生变形，即基板上位于金属凸缘两侧的部分朝向外凸部分侧发生翘曲。这将导致基板本身发生变形)。因此，前述变形进一步削弱了所述金属凸缘的弹性。在本发明中，通过在金属凸缘的外凸部分侧设置弹性密封材料，来对橡胶凸缘的弹簧力进行补强，同时防止所述弹簧力由于金属凸缘的前述变形而降低。

优选的是，除了那些经受较大压力的部分比如螺接部分之外，设置在外凸部分侧的橡胶凸缘的最大宽度必须落入金属凸缘宽度的1.5倍之内。由于在橡胶凸缘具有较大宽度的地方必须向基板施加更大的载荷，所以从抑制载荷增大的观点来看，所希望的是将由弹性密封材料形成的凸缘的宽度，如前所述那样限制在金属凸缘宽度的1.5倍之内。这并不适用于希望局部施加较大载荷的情况。

尽管对于沿着基板外周的裂纹来说所使用的密封线存在弱点，但是由于设置在基板两表面上的弹性密封材料与接合表面发生了面接触，所以获得了面密封(area seal)，并且此外，当密封表面上的加工粗糙度被容忍并且作为铸造缺陷的砂眼位于凸缘宽度之内时，可以实现彻底密封，所述可挠曲的弹性密封材料本身适合于横跨密封线延伸的裂纹，所述现象在现有的线性密封线中是一个缺陷。由于一种诸如橡胶这样的弹性密封材料被用于所述橡胶凸缘，所以根据本发明的凸缘的密封系数很低，并且如果密封系数不小于2，那么就可以获得充分密封，并且因此可以降低总的紧固载荷。此外，对于基板来说，变得能够采用一种低硬度的材料，并且由此能够抑制金属凸缘发生疲劳损坏。

接下来，在权利要求17中陈述的发明以权利要求14至16中之一为基础，并且其特征在于，在所述金属凸缘从一个完整凸缘分散成多个完整凸缘或者从多个完整凸缘会聚成一个完整凸缘的会聚-分散部分中，对橡胶凸缘的宽度进行调整，以便与凸缘上的其余部分相比，在所述会聚-分散部分中使得位于金属凸缘外凸部分侧的橡胶凸缘宽度与金属凸缘宽度的比率变小。

在密封线以字母T、Y或者X形式发生交叉的会聚-分散部分处，存在有这样一个金属凸缘宽度较大的部分，并且在这个宽宽度部分上，与凸缘上的规则部分相比，金属凸缘的内凹部分中填充有更多的弹性密封材料，这将导致一个很大的变形载荷。相反，在本发明中，为了使得变形载荷接近于凸缘上除会聚-分散部分之外的其它部分的变形载荷，以如上所述的比率，位于外凸部分上的橡胶凸缘的宽宽度被制成窄于凸缘上规则部分的宽度，来由此抑制在会聚-分散部分处的宽度部分中弹簧载荷增大，由此沿着密封线对密封压力进行均衡，包括对会聚-分散部分的密封压力进行均衡。

在权利要求18中陈述的发明以权利要求14为基础，并且其特征在于，在所述金属凸缘从一个完整凸缘分散成多个呈阶梯形式的半凸缘或者从多个呈阶梯形式的半凸缘会聚成一个完整凸缘的会聚-分散部分上，对橡胶凸缘的宽度进行调整，以便使得在夹紧螺栓的附近，与凸缘的其余部分相比，在会聚-分散部分中的橡胶凸缘宽度与金属凸缘宽度的比率变大。

在金属凸缘是呈山脊形式外凸部分的完整凸缘中，当在厚度方向上发生变形时，填充在内凹部分中的弹性密封材料由于无法逃逸而显现出一个足够的弹簧力。在呈阶梯形式的金属半凸缘中，当在厚度方向上发生变形时，填充在内凹部分中的弹性密封材料的形状发生改变，好像发生侧向逃逸那样，并且其弹簧力变小。在会聚-分散部分处，随着金属凸缘的宽度变宽，弹簧力会变小。在这个方面，通过对橡胶凸缘进行调整来使得其宽度相对较宽，沿着密封线的密封压力，包括会聚-分散部分处的密封压力，得以均衡。

接下来，在权利要求19中陈述的发明以权利要求1至8、10、11、14至16和18中之一为基础，并且其特征在于，沿着所述密封线，至少在固定于外凸部分表面上的弹性密封材料的表面和填充在内凹部分中的弹性密封材料的表面中之一上，成形有一条或者不少于两条突起线，其中，所述弹性密封材料部分构成了所述橡胶凸缘。

接着，在权利要求20中陈述的发明以权利要求1至8、10、11、14至16和18中之一为基础，并且其特征在于，至少在固定于外凸部分上的弹性密封材料的表面和填充在内凹部分中的弹性密封材料的表面中之一上，在密封表面压力相对较低的部分上，成形有一条或者不少于两条突起线，所述弹性密封材料部分构成了所述橡胶凸缘。

接下来，在权利要求21中陈述的发明以权利要求19为基础，并且其特征在于，至少各条前述突起线的高度和宽度中之一，根据突起成形位置处的密封表面压力在它们的延伸方向上发生变化，并且在密封表面压力较低的位置处，至少将所述突起的高度和宽度中之一设定为一个较大的值。

在权利要求22中陈述的发明以权利要求19为基础，并且其特征在于，至少在所述弹性密封材料的一部分上成形有多列突起，并且在这些列突起中，至少突起的高度和每单位长度的面积根据在突起成形位置处的密封表面压力发生变化，其中，所述弹性密封材料要么被固定于外凸部分的表面上，要么被填充在内凹部分中。

需要注意的是，在基板上表面压力很弱的外伸部分上，成形有一个突起，并且在螺栓的附近可以不成形突起。

在权利要求23中陈述的发明以权利要求19、21或22为基础，并且其特征在于，多个基板被叠置成多层。

附图简述

图1是一个主要部分的平面视图，用于解释一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图2是一个沿着图1和13中线B-B的剖视图；

图3是一种沿着图1中线A-A的剖视图；

图4是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图5是一个说明性剖视图，用于解释再一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图6是一个说明性剖视图，用于解释又一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图7是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图8是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图9是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图10是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图11是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图12是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图13是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图14是一个沿着图13中线A-A的剖视图；

图15是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图16是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图17是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图18是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图19是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图20是一个说明性剖视图，用于解释另外一种根据本发明第一实施例的金属垫片；

图21是一个平面视图，用于解释一种根据本发明第二实施例的金属垫片；

图22是一个沿着图21中线B-B的剖视图；

图23是一个沿着图21中线A-A的剖视图；

图24是一个剖视图，示出了在另外一种根据本发明第二实施例的结构中的厚度增大部分；

图25是一个剖视图，示出了在又一种根据本发明第二实施例的结构中的厚度增大部分；

图26是一个剖视图，示出了一种被制成多层结构的垫片示例；

图27是一个剖视图，示出了一种被制成多层结构的垫片示例；

图28是一个剖视图，示出了一种被制成多层结构的垫片示例；

图29是一个平面视图，用于解释一种根据本发明第三实施例的金属垫片；

图30是一个沿着图29中线A-A的剖视图；

图31是一个沿着图29中线B-B的剖视图；

图32是一个筒图，示出了一种示例，其中凸缘从一个完整凸缘分散成多个半凸缘，这些半凸缘又会聚成一个完整凸缘；

图33是一个沿着图32中线D-D的剖视图；

图34是一个沿着图32中线E-E的剖视图；

图35是一个沿着图32中线C-C的剖视图；

图36是一个参考简图，示出了厚度增大部分的上-下变化；

图37是一个平面视图，示出了一种根据本发明第四实施例的金属垫片；

图38是一个沿着图37中线A-A的剖视图；

图39是一个沿着图37中线B-B的剖视图；

图40是所制取突起的另外一种示例；

图41是所制取突起的再一种示例；

图42是所制取突起的又一种示例；

图43也是所制取突起的另外一种示例；

图44也是所制取突起的另外一种示例；

图45也是所制取突起的另外一种示例；

图46也是所制取突起的另外一种示例；

图47也是所制取突起的另外一种示例；

图48是一种示例，其中基板凸缘是一个半凸缘；

图49是一种示例，其中基板凸缘是一个半凸缘；

图50是第二弹性密封材料的一种变型；

图51是一个说明性剖视图，用于解释一种常规的金属垫片；

图52是一个剖视图，示出了一种常规的凸缘；

图53是一个平面视图，示出了一种常规的会聚-分散部分；

图54是一个平面视图，示出了一种常规的会聚-分散部分；

图55是一个平面视图，示出了一种常规的会聚-分散部分；

图56是一个平面视图，示出了一种常规的会聚-分散部分；

图57是一个平面视图，示出了一种常规的会聚-分散部分；

图58是一个平面视图，示出了一种常规的会聚-分散部分；

图59是一个简图，用于解释第四种常规的金属凸缘。

实施本发明的最佳方式

下面将参照附图对本发明的第一实施例进行描述。

图1是一个主要部分的平面视图，用于解释一种根据本发明第一实施例的金属垫片。图2是一个沿着图1和13中线B-B的剖视图。图3是一个沿着线A-A的剖视图。图4至20是多个简图，用于解释本发明第一实施例中其它形式的金属垫片。

下面将参照图1至3对一种金属垫片进行描述，该金属垫片是本发明第一实施例的一种示例。金属垫片10包括一个由金属板制成的基板11，比如不锈钢板或者软钢板。在基板11上以对应于缸筒末端的方式成形有多个燃烧腔室开口12。

基板11上燃烧腔室开口12侧的圆周端部被向上回折，来形成一个第一厚度增大部分X，该第一厚度增大部分X是基板11上最厚的部分，导致在该厚度增大部分与基板11上其余部分之间存在一个厚度差。同样，基板11上外周侧的端部被向上回折，变成一个第二厚度增大部分C，通过锻造处理，该第二厚度增大部分C被制成薄于第一厚度增大部分。

如图2和3中所示，在基板11上的厚度增大部分X的外侧，外凸的完整凸缘14(金属凸缘)通过沿着各条密封线SL1和SL2对基板11进行弯曲而形成。与此同时，通过对基板11进行弯曲，在基板上第二厚度增大部分C的内侧形成有一个外凸的完整凸缘(金属凸缘)，该完整凸缘的高度等于或者低于完整凸缘14。完整凸缘14的外凸部分14a的高度被制成略微高于第一厚度增大部分X(根据该第一厚度增大部分的厚度，大约高出0.05至0.2毫米)，并且完整凸缘15的外凸部分15a的高度被制成略微高于第二厚度增大部分C(根据该第二厚度增大部分的厚度，大约高出0.05至0.2毫米)。

在基板11上，基本上等间距地沿着燃烧腔室开口12的圆周方向形成有多个用于夹紧螺栓的螺栓孔16。水孔17被成形在完整凸缘14与15之间，并且一个油孔被成形在螺栓孔16与第二厚度增大部分C之间。通过对基板11进行弯曲，在基板11上环绕螺栓孔16成形有一个外凸的完整凸缘19，并且通过对基板11进行弯曲，环绕所述油孔成形有一个外凸的完整凸缘20。

还有，基板11上第一厚度增大部分X的回折部分，在螺栓孔16的附近被制成一个薄的部分22，但在螺栓孔16之间被制成一个厚的部分23，从而使得厚度在燃烧腔室开口12的圆周方向上发生变化。第一厚度增大部分X中薄的部分22的总厚度，被制成大于第二厚度增大部分C的总厚度。

在本实施例中，成形有橡胶凸缘，从而使得一种弹性密封材料24，比如一种橡胶材料，氟橡胶、NBR或者硅橡胶，一种树脂材料或者类似材料，被固定在完整凸缘14、15上的外凸部分14a、15a上，并且还被固定在完整凸缘19、20的外凸部分(未示出)上，一种类似的弹性密封材料24被填充在完整凸缘14、15的外凸部分14a、15a相反侧的内凹部分14b、15b中，并且还被填充在完整凸缘19、20的外凸部分(未示出)相反侧的内凹部分(未示出)中。

在完整凸缘14、15、19和20的外凸部分上，一种弹性密封材料24被以这样一种方式固定起来，即其宽度基本上等于所述完整凸缘的宽度，并且由该弹性密封材料24横跨所述完整凸缘的宽度将两个侧面覆盖起来，而这种弹性密封材料24的高度基本上等于所述完整凸缘外凸部分的的高度，并且其上表面基本上平行于基板11的平整表面。

另一方面，填充在完整凸缘14、15、19和20的内凹部分中的弹性密封材料24的量，基本上等于内凹部分的容积，并且这种弹性密封材料的表面基本上与基板11的平整表面相平齐。

在本实施例中，弹性密封材料24通过模制工艺被固定在完整凸缘的外凸部分上，并且被填充在内凹部分中。为此，在完整凸缘14、15、19和20上成形有用于模制材料的通道21，来使得能够同时对完整凸缘的外凸部分和内凹部分进行模制。

当一个如前所述构造而成的金属垫片10被夹持在汽缸体与汽缸盖上的接合表面之间并且利用夹紧螺栓紧固起来时，与完整凸缘的变形相协作，固定于完整凸缘14、15、19和20的外凸部分侧和填充在其内凹部分侧中的弹性密封材料24将在厚度方向上受到压缩并发生变形，并且在紧固操作结束时，由于在基板上具有最大厚度的第一厚度增大部分X与其余部分之间存在有厚度差，所以最大的表面压力会集中在第一厚度增大部分X上，并且最大的载荷也会作用在其上。

因此，形成三重密封，其包括第一厚度增大部分X上的最大表面压力，完整凸缘14(包括在外凸部分和内凹部分处的弹性密封材料24)的弹性作用力，以及完整凸缘15(包括在外凸部分和内凹部分处的弹性密封材料24)的弹性作用力，同时，第一厚度增大部分X的较大厚度作用防止了完整凸缘14以及固定于该完整凸缘14的外凸部分侧和填充在其内凹部分侧的弹性密封材料24发生总体塌陷，并且第二厚度增大部分C的较大厚度作用防止了完整凸缘15、19、20以及固定在该完整凸缘15、19、20的外凸部分侧和填充在其内凹部分侧的弹性密封材料24发生总体塌陷。

在如前所述构造而成的金属垫片10中，由于弹性密封材料24被固定在完整凸缘14、15的外凸部分14a、15a上和完整凸缘19、20的外凸部分(未示出)上，并且弹性密封材料24还被填充在完整凸缘14、15的内凹部分14b、15b和完整凸缘19、20的内凹部分(未示出)中，所以从基板11上突起出来的弹性密封材料24是仅位于完整凸缘外凸部分侧的弹性密封材料，换句话说，是仅位于基板11一个侧面上的弹性密封材料。

因此，通过参照图2，如果在第一厚度增大部分X处基板11的回折部分的厚度被标记为t0，那么固定于完整凸缘14的外凸部分14a上的弹性密封材料24的高度比如是t0+压缩变形量(t0×0.4(最大值的40％))，假设t0为0.5毫米，那么利用前述公式可以得出橡胶凸缘的高度为0.7毫米，是在图51中所示现有技术中的值0.35毫米的两倍。

因此，位于完整凸缘14的外凸部分14a侧的弹性密封材料24的质量增大，并且它们的压缩变形量变大，使得易于执行弹性密封材料的成形工艺，并且使得能够增大弹性密封材料部分的厚度，以便变得能够设定一个较大的加工容许偏差，并且降低制造成本。

还有，横跨完整凸缘14、15的外凸部分14a、15a的宽度固定于两侧的弹性密封材料24，仅在面对着水孔17侧的区域处被暴露在冷却水中。相反，填充在完整凸缘14、15的内凹部分14b、15b中的弹性密封材料24由完整凸缘14、15覆盖起来，因此不会被暴露在冷却水中，由此，防止了弹性密封材料发生质量下降，可以持续一个很长的时间周期保持一个稳定的密封性能。

还有，由于所需的密封压力通过完整凸缘14、15、19、20的弹力与固定在该完整凸缘14、15、19、20的外凸部分侧和填充在其内凹部分侧的弹性密封材料24的弹性作用力协同作用而获得，所以使得能够降低基板的硬度，由此消除关于基板上的凸缘发生疲劳损坏的担忧，容忍发动机的振动幅度和密封区域的粗糙度，并且由此利用一个较低的表面压力将冷却水的压力和油的压力密封起来。

还有，由于对于完整凸缘14、15、19和20外凸部分侧的弹性密封材料24和完整凸缘14、15、19和20内凹部分侧的弹性密封材料24来说，可以确保一个宽密封区域，所以可以利用一个低的表面压力令人满意地将在铸造过程中在接合表面上产生的裂纹和砂眼密封起来。还有，由于弹性密封材料24由一种弹性物质(尤其是橡胶基材料)构成，所以密封系数很低，并且因此可以在不利状况下在所述区域有效地利用有限的轴向载荷，从而使得总的载荷可以下降。

还有，在螺栓孔16的附近，基板11上的第一厚度增大部分X被制成一个薄的连接区域(web area)22，但是在螺栓孔16之间被制成一个厚的连接区域23，从而使得在对螺栓进行紧固的过程中，第一厚度增大部分X的弹力在夹紧螺栓附近较弱，而这里的紧固力较大，但是在夹紧螺栓之间的区域所述弹力较强，而这里的紧固力相对较小。因此，施加于第一厚度增大部分X上的表面压力可以在燃烧腔室开口12的圆周方向上得以均衡，并且夹紧螺栓的轴向拉力可以减小，由此使得能够有效地防止发动机尤其是低刚度的发动机发生变形。

根据本发明的金属垫片的结构，并非是对本发明的一种限制，而是可以在不脱离本发明保护范围和技术构思的条件下通过判断来加以改变。

例如，在前述实施例中，通过对基板11上外周侧的边缘部进行回折之后进行锻造处理，使得第二厚度增大部分C较薄。作为其一种可选择方式，比如如图4和7中所示，第二厚度增大部分C可以通过比如利用焊接方式将一块薄于基板的薄垫板30固附基板11的外周区域而形成，来由此省去对第二厚度增大部分C的前述锻造处理。如图6中所示，可以将一块被制成完整凸缘31的薄垫板包埋在厚度增大部分X的折叠部分中，或者如图9中所示，将一块平整的薄垫板包埋在第一厚度增大部分X的折叠部分中，来由此省去对第二厚度增大部分C的锻造处理。

还有，在前述实施例中，第一厚度增大部分X通过对基板11上燃烧腔室开口12侧的端部进行回折而形成，但是作为其一种可选择方式，如图7中所示，第一厚度增大部分X可以比如通过焊接方式将一块厚度基本上等于基板11的薄垫板34固附到基板11上燃烧腔室开口12侧的端部上而形成。或者，如图10中所示，第一厚度增大部分X可以通过将一个垫圈35装配到基板11上燃烧腔室开口12侧的端部上而形成，或者如图11中所示，通过一个由弹性板36形成的中间物将一个垫圈37装配到基板11上燃烧腔室开口12侧的端部上，或者如图17中所示，比如通过焊接方式将一块被制成完整凸缘31的薄垫板32固附到基板11上燃烧腔室开口12侧的端部上而形成。

还有，在前述实施例中，已经针对这样一个示例进行了描述，即一个完整凸缘14被成形在基板11上的第一厚度增大部分X的外侧，并且一个完整凸缘15被成形在基板11上的第二厚度增大部分C的内侧，随后，弹性密封材料24被固定在完整凸缘14、15的外凸部分14a、15a上并且被填充在内凹部分14b、15b中。但是，这并非是对本发明的一种限制，并且如图5和8中所示，在基板11上的第二厚度增大部分C的内侧，替代完整凸缘15，可以通过对基板11进行弯曲而形成一个呈阶梯结构的半凸缘45，并且一种弹性密封材料24可以被固定在该半凸缘的外凸部分45a上和被填充在位于外凸部分45a相反侧的内凹部分45b中。还有，如图8中所示，替代完整凸缘14，在基板11上的第一厚度增大部分X的外侧，可以通过对基板11进行弯曲而形成一个呈阶梯结构的半凸缘44，并且一种弹性密封材料24可以被固定在该半凸缘44的外凸部分44a上和被填充在其内凹部分44b中。

填充在半凸缘44、45的内凹部分44b、45b中的弹性密封材料被制成基本上与基板11的平整表面相平齐，因此这些弹性密封材料不会被暴露在冷却水中，但是固定于基板上的从平整表面突起的外凸部分44a和45a上的弹性密封材料24直接被暴露在冷却水中。在这种情况下，通过使得固定于外凸部分44a、45a上的弹性密封材料具有一个较大宽度，可以防止弹性密封材料24整体发生质量下降，由此确保其良好的密封性能。

还有，如图8和9中所示，可以通过在基板11上的半凸缘44与45之间或者在完整凸缘14与15之间设置一块厚板50，来形成一个第三厚度增大部分B，其中所述厚板50的高度基本上等于或者小于基板11，由此防止了在具有很大总体载荷的发动机中，比如柴油发动机中，发动机由于在较宽的区域上接收到载荷而发生变形，在这种情况下，第一厚度增大部分X的厚度T1、第三厚度增大部分B的厚度T2以及第二厚度增大部分C的厚度T3之间的关系被设定为T1＞T2≥T3。

还有，在前述实施例中，完整凸缘14的外凸部分14a的高度被制成略微高于第一厚度增大部分X，并且基本上等于固定于外凸部分14a上的弹性密封材料24的高度，而完整凸缘15的外凸部分15a的高度被制成略微高于第二厚度增大部分C。但是，这并非是必需的，比如如图12中所示，完整凸缘14的外凸部分14a的高度被制成略微低于第一厚度增大部分X，以便使得完整凸缘14被包埋在弹性密封材料24内，并且尽管没有图示出，但是所述完整凸缘的外凸部分可以从弹性密封材料24上突起出来。这些也同样适用于所述的半凸缘。

此外，在前述实施例中，固定于完整凸缘或者半凸缘的外凸部分上的弹性密封材料24的表面，被制成基本上平行于基板11的平整表面，但是这并非是必需的，并且只要弹性密封材料24可以与所述凸缘相协作受到压缩并发生变形，就可以采用各种形状。换句话说，只要压缩的量被设定为不会导致发生压缩断裂现象，对于密封材料来说可以采用各种形状。

还有，在前述实施例中，填充在半凸缘或者完整凸缘的内凹部分中的弹性密封材料24，被制成基本上与基板11的平整表面相平齐，但是只要弹性密封材料24能够与所述凸缘相协作在厚度方向上受到压缩并发生变形，与基板11的平整表面相比，该弹性密封材料24可以具有一个略微粗糙的表面。例如，如图18中所示，填充在完整凸缘14的内凹部分中的弹性密封材料24上可以成形一个沟槽24a，来允许弹性密封材料24更易于发生变形。

还有，在前述实施例中，已经针对这样一种情况进行了描述，即固定于完整凸缘外凸部分侧的弹性密封材料24在外凸部分的宽度方向上被置于两侧，但是这种配置并非是对本发明的一种限制，并且如图15和16中所示，固定于完整凸缘14外凸部分侧的弹性密封材料24，仅被置于外凸部分14上的燃烧腔室开口12侧。利用这种配置，防止了位于外凸部分侧的弹性密封材料24(比如橡胶)被暴露在冷却水或者油中，来由此提高耐用性，并且当完整凸缘14靠近螺栓孔16或者水孔17时，这种结构尤其适合。所述凸缘的宽度可以在圆周方向上发生变化，来对表面压力进行调节。

还有，尽管没有在图4至12、15至8中示出，但是显然，可以在图15和18中所示金属垫片上的完整凸缘14、15、19、20和半凸缘44、45上钻取模制材料通道21，来同时在外凸部分侧和内凹部分侧执行密封材料的成形操作。

在各个前述实施例中，弹性密封材料24已经被填充在所述凸缘的内凹部分中，以便在利用夹紧螺栓将汽缸体等等紧固在一起之前，基本上与基板11的平整表面相平齐。可选择地，可以以一个基本上等于内凹部分的容积的量将弹性密封材料填充到完整凸缘的内凹部分中，并且将内凹部分中的弹性密封材料24设置成能够受到压缩并发生变形，以便当通过利用夹紧螺栓进行紧固而将发动机组装起来时，基本上与基板11的平整表面相平齐。

还有，尽管在图2至8、10至12以及15至18中没有示出，但是一种能够提供密封和滑动性能的润滑剂40，比如二硫化钼，可以被涂敷在基板11的一个或者两个表面上，来防止由于移位或者碰撞而导致的微振磨损，如图9中所示，所述移位或者碰撞是由于发动机与垫片之间的热膨胀差异或者振动幅度所引起的。

还有，在前述实施例中，已经参照这样一种情况进行了描述，即其中在各个燃烧腔室开口12处，完整凸缘14被设置在第一厚度增大部分X的径向外侧，但是本发明并不局限于这种结构，并且如图13和14中所示那样，本发明当然可以被应用在这种金属垫片上，其中由于汽缸(燃烧腔室开口)之间的距离变窄而导致完整凸缘14无法被置于燃烧腔室开口12之间，所述距离变窄是由于朝向全铝或者大功率汽车方向发展的趋势导致减轻重量和减小尺寸而造成的。

正如在图15或者类似附图所示出的示例中那样，从借助位于内凹部分侧的弹性密封材料的弹簧力来抑制基板发生变形的观点来看，仅在厚度增大部分X侧使用弹性密封材料24存在不足之处。从通过约束发生变形而抑制密封压力的降低的观点来看，当弹性密封材料仅被置于一个表面侧上时，所希望的是如图19中示出的那样，将弹性密封材料24置于与厚度增大部分X或者C相反的侧面上。这是因为厚度增大部分X或者C抑制了基板在厚度增大部分X或者C侧发生变形。这同样适用于由螺栓紧固起来的部分的附近。

还有，在前述实施例中，弹性密封材料24被应用在金属凸缘15外凸部分的整个表面上或者一侧表面上，但是，这并非是对本发明的一种限制。如图20中所示，弹性密封材料24可以被应用在基板上与金属凸缘15连续的平整部分上，但是，这将使得凸缘的宽度变宽，并且由于其没有被固定在外凸部分的表面上，所以弹性密封材料更有可能发生脱落。

接下来，将参照附图对本发明的第二实施例进行描述。

图21是一个平面视图，用于解释一种根据本发明第二实施例的金属垫片1。图22是一个沿着图21中线B-B的剖视图，换句话说，是在图21中临界区域X的端部位置处的剖视图。图23是一个沿着图21中线A-A的剖视图，换句话说，是在图21中临界区域X的中部位置处的剖视图。

下面将利用根据本实施例的金属垫片的结构开始进行描述。

根据本实施例的金属垫片1是一种被夹持在一部多缸结构的内燃发动机中汽缸体与汽缸盖上对置的接合表面之间的金属垫片示例1。

作为用于这种金属垫片的基板2的材料，可以根据需要采用所需的金属板，比如不锈钢、软钢或者铝。在这里，为了提供一种不太昂贵的金属垫片1，假设使用了低刚度的软钢板。

如图21中所示，在基板2的中部区域，多个用于燃烧腔室缸筒的较大开口沿着长度方向排布。还有，在沿着基板2外周的区域中，成形有多个螺栓孔4。

环绕在各个燃烧腔室开口3开口端周围的内周区域被向上回折，来形成一个具有最大厚度的厚度增大部分6，由此相对于其余部分形成一个厚度差。在相邻燃烧腔室开口之间的临界区域X上，由于燃烧腔室开口3之间的间隙在中间位置处最小，所以在该中间位置处分界线两侧的厚度增大部分6A的宽度，被设定为一个极小的值，并且使得厚度增大部分6的宽度朝向临界区域X的各个端部逐步变宽，在临界区域X的各个端部处，使得分界线两侧的厚度增大部分6B的宽度宽于在区域X中其它部分的宽度，来弥补临界区域X中间位置处的狭窄厚度增大部分。

还有，由于临界区域X的各个端部均靠近螺栓孔4，所以在临界区域X的各个端部处厚度增大部分6的高度被制成略微低于中部的高度。利用这种设置(在图22中端部的降低量为δ)，在环绕燃烧腔室开口的圆周方向上(在延伸方向上)，均衡了施加于厚度增大部分6上的表面压力。换句话说，比如注意临界区域X处的厚度增大部分6，人们可以看到在中间位置处，分界线两侧6A处的高度被制成相对高于6B处的端部高度，从而可以在具有狭窄宽度的厚度增大部分6A中产生出所需的密封压力。

在这里，在本实施例中，由于可以采用软钢作为用于基板2的材料，所以易于对基板进行回折来形成厚度增大部分6，并且易于改变该厚度增大部分6的形状。

还有，在厚度增大部分6附近的外侧，由环状凸缘形成的密封线Y被设置成环绕在各个燃烧腔室开口3的周围，并且通过对基板2进行弯曲沿着密封线Y形成一个外凸的完整凸缘5。

当密封线Y延伸到相邻燃烧腔室开口3之间的临界区域X中时，该密封线Y会聚成一条由相邻燃烧腔室开口3共享的密封线YA。

弹性密封材料7A和7B被固定在基板2上位于完整凸缘5外凸部分侧的表面上，并且一种类似的弹性密封材料8被填充在位于外凸部分相反侧的内凹部分中。弹性密封材料7A、7B和8均由一种耐热的弹性材料制成，比如一种橡胶材料，比如氟橡胶、NBR或者硅橡胶，一种树脂材料或者类似材料。

固定于完整凸缘5外凸部分的指定侧面上的弹性密封材料7A和7B，被设置成覆盖住该外凸部分表面的两侧，并且还略微覆盖住与该外凸部分连续的平整区域。在本实施例中，位于外凸部分侧的弹性密封材料7A和7B的总宽度被设定为略微宽于凸缘的宽度。所述总宽度可以大约等于凸缘的宽度。弹性密封材料7A、7B的高度被制成基本上等于凸缘的高度。

如前所述那样，在高度上与凸缘5相等的弹性密封材料7A、7B可以被应用在基板上与凸缘5外凸部分连续的平整区域上，但是所希望的是，将由弹性密封材料7A、7B构成的橡胶凸缘的宽度设定为不超过凸缘5宽度的1.5倍左右。凸缘5以及弹性密封材料7A、7B的高度被设定成，当被压缩至所述厚度增大部分的高度时，在两个表面上的弹性密封材料7A、7B和8的压缩比率在35％之内，来由此防止弹性密封材料7A、7B和8发生压缩断裂。

假设在面对着厚度增大部分6的接合表面上，一种高压气体通过被作为工具痕的微小通道从燃烧腔室缸筒3发生侧向泄漏。即使这种情况发生，由弹性密封材料7A、7B和8构成的橡胶凸缘也可以彻底地将泄漏的高压气体密封起来，因为当这些密封材料沿着由凸缘5形成的密封线Y发生弹性变形时，所述通道会被弹性密封材料7A、7B填充起来。

即使冷却水从橡胶凸缘的外侧(外周侧)侵入，可挠曲的橡胶凸缘也可以通过连贯彻底地将工具痕封闭起来而这些水密封住。填充在内凹部分中的弹性密封材料8不会直接被暴露在冷却水中，因此不会发生质量下降。相反，位于外凸部分侧的弹性密封材料7A、7B在它们靠近冷却水孔的端面处与冷却水发生接触。即使当由于使用了一种非指定冷却水而使得一部分密封材料通过与这种冷却水发生接触导致质量下降并且弹性密封材料7A、7B的性能下降时，位于凸缘5内侧的那部分弹性密封材料7A、7B将由凸缘5的外凸部分分离开，并且不会直接与冷却水发生接触。总而言之，可以持续很长的时间周期确保彻底密封。需要注意的是，前述冷却水的作用是其除在临界区域X处之外沿着密封线的作用。

还有，针对橡胶凸缘的宽度来说，假设位于内凹部分侧上的狭窄弹性密封材料8的宽度大约为2.5毫米，由于外凸部分侧的宽度可以被设计成更宽，所以只要铸造砂眼的宽度不超过凸缘的宽度，它们就可以被密封起来。即使在过渡区形成的裂纹已经横跨凸缘的宽度发生了延伸，通过利用橡胶凸缘形成区域密封而将密封表面上的裂纹封闭起来，仍然可以获得彻底密封。

还有，在本实施例中，由于所述密封操作利用一个复合弹簧将接合处封接起来，并且所述复合弹簧是由软钢制成的凸缘5与柔软弹性密封材料7A、7B制成的橡胶凸缘组成的，所以无法预期一个极高的表面压力，但是通过增大橡胶凸缘的宽度或者通过增大橡胶的硬度，可以以某种程度对表面压力进行调节。由于两个接触表面均由柔软的弹性密封材料7A、7B或者8形成，并且密封系数可以降低，所以无需很大的载荷，总的紧固载荷，换句话说，螺栓的轴向紧固拉力可以降低。

还有，作为基板2上的防生锈措施，对于基板2的端面和孔的剖面区域来说，可以采取电镀精加工处理，或者在所有可能与冷却水发生接触的部分以及位于凸缘5外侧的部分上涂敷极薄的橡胶涂层或者模制涂层，否则所述部分将困囿于腐蚀作用。

正如已经描述过的那样，在本实施例中，即使由于发动机的尺寸和重量减小而使得相邻燃烧腔室开口3之间的间隙日益变小，或者即使由于逐渐使用铝而在接合表面上产生砂眼，仍然可以利用凸缘5以及弹性密封材料7A、7B或者8可靠地进行有效密封，并且还可以降低轴向紧固拉力。由于对于基板2来说已经可以采用低刚度的软钢，所以金属垫片1的可加工性可以提高。

更具体地说，凸缘5被成形在由软钢制成的基板2上，而由弹性密封材料7A、7B和8构成的弹性橡胶凸缘被成形在凸缘5的两个表面上，并且弹簧力通过基板2上的凸缘5以及橡胶凸缘发生压缩变形量而产生。基板凸缘5和橡胶凸缘的压缩变形量由厚度增大部分6的厚度加以限制，其中厚度增大部分6通过对基板上燃烧腔室开口3侧的圆周端部进行回折而形成。由于使用了由低刚度软钢材料制成的基板2，所以经过加工硬化后的硬度不会升高很多，并且尽管弹簧力由贴敷在凸缘5两表面上的橡胶凸缘产生出，但是由于橡胶凸缘由柔软的橡胶制成，所以变形载荷很小，并且大部分载荷被设计成由所述厚度增大部分加以接收。因此，尽管发动机在工作，但是振动幅度小于以前，并且无需担忧疲劳损坏。所述厚度增大部分的高度沿着燃烧腔室开口3的内周部分地发生变化，并且比如，在螺栓的附近所述高度较低，而在螺栓之间和缸筒之间被制成较高，来由此在环绕燃烧腔室开口3的区域中对紧固表面压力进行平均。因此，在其中燃烧腔室开口3之间具有狭窄间隙的发动机中，可以利用具有最小宽度的厚度增大部分的宽度将一个高压密封起来。高压气体由所述厚度增大部分密封起来，同时低压的冷却水和油由所述橡胶凸缘线密封起来。所述橡胶凸缘线本身能够适应于发动机的表面，密封系数很小，从而使得总的载荷可以降低。

具有较大宽度的橡胶凸缘线可以将尺寸落入该宽度之内的铸造砂眼密封起来。延伸穿过凸缘5的裂纹可以由弹性密封材料7A、7B和8密封起来，当弹性密封材料7A、7B和8发生弯曲时，它们与裂纹发生紧密接触。还有，由于基板2是软钢并且其比不锈钢价格低廉，所以能够以很低的成本提供一种高性能的垫片。

如图22和23中所示，当厚度增大部分6通过对基板2上燃烧腔室开口3侧的圆周端部进行弯曲而形成时，该厚度增大部分的宽度变小，变小的量用于形成折叠部分(面对着燃烧腔室缸筒3的部分)的半径R。基于这种考虑，为了增大厚度增大部分的宽度，来由此增大由该厚度增大部分形成的密封区域，替代通过对端部进行弯曲来成形厚度增大部分，仅需要如图24中示出的那样，将一个独立的副板10固定到基板2上。在这种情况下，所述厚度增大部分的宽度可以增大，增大的量将以其他方式用于成形倒圆部分。

还有，所述厚度增大部分可以被制成如图25中所示那样，其中，副板11在各个端部处发生弯曲，来增大其厚度。

当金属垫片1需要一个更大的厚度时，如图26至28中所示那样将多块平板叠置起来。

图26中所示垫片的结构如下所述制成。在两个金属垫片1中，各个均具有一个成形于其上的完整凸缘5，在该完整凸缘5上，如前所述那样固附有弹性密封材料7A、7B和8，完整凸缘5被设置成外凸部分相互面对，金属凸缘5上内凹部分侧的平整表面与接合表面发生接触，并且副板12被夹持在两个金属垫片1之间，其中副板12在两侧成形有一个折叠的厚度增大部分。在副板12上，与弹性密封材料7A、7B发生接触的端部上的整个区域，被制成在相对端的折叠端部处突起出来，并且金属垫片1上各个凸缘5的变形量由此被调节为比如不超过35％。

副板12可以由软钢制成，并且通过部分地改变所述折叠的厚度增大部分的厚度，表面压力在将螺栓紧固起来之后得以均衡。整个垫片的所需厚度根据副板12的厚度加以调节。

在所讨论的结构中，来自于燃烧腔室缸筒3的高压气体，或者已经从外周侧进入的冷却水，将会渗透到成对的金属垫片之间(更确切地说，是各个金属垫片1与副板12之间)。因此，这种垫片不会受到存在于汽缸盖或者类似装置的接合表面上的砂眼或者工具痕的影响，并且可以如前所述那样显现出相同的效果。在这种情况下，对于弹性密封材料7A和7B来说，可以确保一个足够的厚度，由此增大垫片对变形的适应性。所述效果也可以利用在图27和28中示出的示例来获得。

在图27中，垫片的结构是，具有一个折叠的厚度增大部分的副板13被设置成面对着金属垫片1上的凸缘5的外凸部分侧，如前所述那样，金属垫片1上具有一个固定有弹性密封材料7A和7B的完整凸缘5。

在图28中所示垫片的结构，类似于图26中所示出的结构，具有两个被夹持在一对金属垫片1之间的副板14和15。在两个副板14和15中，一个副板14具有一个台阶，也就是说，成形在其各个端部处的表面高度存在差异，并且另外一个副板15的各个端部均经过回折，各个回折端部均被置于存在有所述较低部分的位置处。副板15的回折端部的上半个厚度用作一个抵靠在上方凸缘上的挡块，而其下半个厚度用作一个抵靠在下方凸缘上的挡块。(通过消除两个副板14与15之间的间隙，下方橡胶凸缘的变形量受到约束。)

需要注意的是，前述示例并非是对本发明的一种限制，本实施例能够通过将厚度增大部分的这种技术与新颖的橡胶凸缘组合起来，而无限制地进行延展。

针对第二实施例的结构、工作过程以及效果而言，在第一实施例中所提及的那些内容同样适用。

接下来，将参照附图对本发明的第三实施例进行描述。

图29是一个平面视图，用于解释一种根据该第三实施例的金属垫片。图30是一个沿着图29中线A-A的剖视图。图31是一个沿着图29中线B-B的剖视图。

下面将利用一种根据该第三实施例的金属垫片的结构开始进行描述。

金属垫片1是汽缸盖垫片的一种示例。金属垫片1的基板2由薄金属板制成，比如不锈钢、软钢以及低硬度的铝。

在基板2的中部，成形有在长度方向或纵向上相互对齐的燃烧腔室开口3，并且通过对燃烧腔室开口3的内周端部进行向上回折而形成有一个第一厚度增大部分6。该第一厚度增大部分6用于将燃烧腔室中的高压气体密封起来。

在第一厚度增大部分6的外侧以这样一种方式设置有一条第一密封线SL1，即完整地环绕在各个燃烧腔室开口3的周围。由于第一密封线SL1必须在相邻两个燃烧腔室开口3之间的临界区域变窄，所以该第一密封线SL1在临界区域的入口和出口处发生合并或者分离，并且因此密封线SL1在临界区域中共享一条密封线，其中所述第一密封线SL1均环绕在相邻的燃烧腔室开口3的周围。两条密封线会合在一起或者分离开的部分形成了一个会聚-分散区域M。

在基板2上，多个冷却水孔4被成形在第一密封线SL1的外侧，并且一条第二密封线SL2被设置成完整地环绕在所有冷却水孔4以及燃烧腔室开口3的周围。螺栓孔9和油孔5被成形在第二密封线SL2的外侧，并且第三密封线被制成完整地环绕在螺栓孔9和油孔5的周围。在第二密封线SL2与第三密封线SL3会合在一起的位置处，它们合并成一条密封线。换句话说，所述密封线会合在一起或者分离开的部分形成了一个会聚-分散部分M。

在基板2的一部分外侧端部上，通过对该端部进行向上回折而形成有第二厚度增大部分12。通过锻造处理，使得该第二厚度增大部分12的高度略微低于第一厚度增大部分6的最小高度。

当所述密封线被设计成长度较短或者由于设计原因而难以获得足够的宽度时，密封线上的会聚-分散部分M的数目增大。

如图43中所示，朝向会聚-分散部分M，金属凸缘7的凸缘宽度被设计成尽可能恒定。当然，这种示例并非是对本发明的一种限制。

如图30和31中所示，形成所述密封线的凸缘是一种由金属凸缘7与橡胶凸缘8组成的复合体。

根据该第三实施例的金属凸缘7是一个通过对基板2进行弯曲而形成的完整凸缘，从而使得凸缘仅在基板2的一个表面侧(上侧)以外凸形式突起出来。该金属凸缘的高度被设定为高于第一厚度增大部分6，以便该凸缘在厚度方向上发生弹性变形，由此产生出一个密封压力。

橡胶凸缘8包括固定于基板2上金属凸缘7外凸部分侧的表面上的弹性密封材料8a和填充在金属凸缘7外凸部分相反侧的内凹部分中的弹性密封材料8b。弹性密封材料8a和8b均可以由一种橡胶材料，比如氟橡胶、NBR以及硅橡胶，一种树脂材料或者类似材料制成，这些材料具有耐热性、耐腐蚀性、耐气候性以及弹性。

固定于各个金属凸缘7外凸部分侧的弹性密封材料8b被以这样一种方式固定在基板2的表面上，即至少覆盖住金属凸缘7宽度方向上的两个侧面。固定于各个金属凸缘7外凸部分侧的弹性密封材料8b的高度，被设定为等于或者基本上等于各个金属凸缘7外凸部分的高度，并且其上表面被设定为基本上平行于基板2的平整表面。弹性密封材料8b的高度可以被设定为略微高于金属凸缘7的外凸部分的高度。但是，弹性密封材料8b的高度必须是这样一个高度，即由第一厚度增大部分6的高度加以调节的压缩变形量，可以被约束为不超过35％(不会发生起皱的压缩变形量，这对于所述材料来说是公知的)。

另一方面，填充在各个金属凸缘7内凹部分中的弹性密封材料8a的量，被设定为基本上等于内凹部分的容积，并且基本上与基板2的平整表面相平齐。

沿着所述凸缘线的金属凸缘7的宽度基本上恒定，并且与凸缘的其余部分相比，金属凸缘7的宽度通常在会聚-分散部分M处变得相对较宽(参照图30和31)。由此，就金属凸缘7而言，在会聚-分散部分M处的弹簧力，但是如图31中所示，填充在内凹部分中的弹性密封材料8a的量明显增大，从而使得在会聚-分散部分M处的变形载荷变大。

鉴于此，针对金属凸缘7外凸部分侧的橡胶凸缘8而言，弹性密封材料8a和8b被应用在金属凸缘7的外凸部分斜面上，并且还在所述凸缘的其余部分上被应用在基板2的平整表面上，但是在会聚-分散区域M中，弹性密封材料8a和8b仅被应用在金属凸缘7的外凸部分斜面上，来由此减小变形载荷。对于橡胶凸缘8的绝对宽度来说需要注意的是，如图31中所示那样，其在会聚-分散部分M处变宽，用以弥补被制成较宽的金属凸缘7的弹簧力的下降。

正如已经描述过的那样，橡胶凸缘8的宽度与金属凸缘7的宽度的比率，在会聚-分散部分M与凸缘上其余部分之间存在差异，来由此沿着密封线和在会聚-分散部分M处对密封压力进行均衡。在前述示例中，橡胶凸缘8的宽度与金属凸缘7的宽度的比率被设定为在会聚-分散部分M处较小。

正如前面所指出的那样，仅通过对易于进行宽度调节的橡胶凸缘8的宽度进行调节，无论是否存在许多会聚-分散部分，或者说无需考虑沿着凸缘线的金属凸缘7会聚-分散部分的形状，沿着密封线的密封压力均可以得以均衡。

尽管取决于密封材料的硬度，但是具有成形于金属凸缘7两表面上的密封材料的橡胶凸缘8，其自身产生的弹簧力小于高硬度基板上的凸缘的弹簧力。但是，当橡胶凸缘8与金属凸缘7被组合成一个复合凸缘时，该复合凸缘利用弹性密封材料8a和8b形成区域密封，从而使得密封系数可以被限定为一个很小的值，其中，所述弹性密封材料8a和8b与发动机的接合表面具有更好的适应性。换句话说，如果基板2的硬度降低并且金属凸缘7的弹簧力变小，也不会出任何现问题，因此无需担忧发生断裂现象。

正如前面所描述过的那样，当密封系数变小时，由于在考虑了安全系数的条件下密封系数为2至4是足够的，所以总的紧固载荷可以降低。

应用了由弹性密封材料8a和8b形成的区域密封，这种区域密度提供了足够的密封作用，用以将接合表面的加工粗糙度、横跨凸缘宽度延伸的裂纹以及在铝材铸造过程中产生的砂眼覆盖起来。

对于沿着基板2外周的第三密封线SL3上的金属凸缘7来说，在密封宽度较窄的位置处，有时采用呈半凸缘形式的金属凸缘10，这种半凸缘具有阶梯结构。更具体地说，在图33中的完整凸缘如图34中所示那样在会聚-分散部分变宽之后，凸缘如图35中所示那样分成两个呈阶梯结构的半凸缘10，并且这两个半凸缘又会合并成一个完整凸缘。

当一个完整凸缘分成两个又会如前所述那样发生会聚的半凸缘10时，鉴于在受到压缩的同时，弹性密封材料发生侧向弯曲并且弹簧力减弱，所以橡胶部分的宽度如图33和34中所示那样被制成相对较宽，来由此均衡所述压力。

与此同时，所希望的是在螺栓附近增大所述橡胶凸缘的宽度。

在本实施例中，厚度增大部分被制成用于接收大部分的螺栓紧固载荷，并且一个很大的压力被施加在环绕在燃烧腔室开口3周围的第一厚度增大部分6上，来由此利用该第一厚度增大部分将高压燃烧气体密封起来。在这种状况下，通过将所述凸缘的变形量限制在一个合适的值，能够防止弹性密封8a和8b发生压缩断裂。应该注意的是，对于用于轴向紧固拉力很低的部件的金属垫片1来说，第一厚度增大部分3和第二厚度增大部分12是不必要的。

当汽缸体与汽缸盖被紧固在一起同时一个金属垫片1被置于它们的接合表面之间时，取决于发动机的刚度，由于螺栓附近区域与螺栓之间的区域之间的表面压力差异会导致燃烧腔室缸筒发生变形。

通过部分地改变面对着燃烧腔室缸筒(参照图36)的第一厚度增大部分6圆周区域的厚度，能够沿着前述部分6的延伸方向对表面压力进行均衡，并且因而防止了所述缸筒发生变形，来由此保持所述缸筒的圆度。所述缸筒的圆度受损越大，油耗和功能损耗就将越大。

下面将参照附图对本发明的第四实施例进行描述。

图37是一个平面视图，用于解释一种根据本发明的金属垫片1。

根据本发明的金属垫片1包括一个由金属板制成的基板2，比如不锈钢或者软钢。在本实施例的基本概念中，使用了一块基板2。但是，当必要时，可以使用不止一块基板2。

在下文中将对这样一种情况进行描述，即其中金属垫片1由一块基板2制成。

下面将对结构进行描述，其中，差不多在基板2的中部成形有一个燃烧腔室开口3。螺栓孔4和油孔5被成形在燃烧腔室开口3的径向外侧。还成形有一个链传动腔室孔(chain chamber hole)17。

如图38中所示，基板上燃烧腔室开口3侧的圆周端部被向上回折，来形成一个厚度增大部分16，该厚度增大部分16的厚度大于基板上的其余部分。在本实施例中，厚度增大部分16通过回折处理而形成，但是其也可以通过任何公知的方法来形成，比如固定一块平板。

密封线SL1和SL2被设置成环绕在各个孔的周围，并且沿着各条密封线SL1和SL2，均成形有一个凸缘。

如图38和39中所示，在本实施例中，凸缘BD通过将一个作为完整凸缘的基板凸缘6与橡胶凸缘8、10组合在一起而形成。

基板凸缘6通过在厚度方向上对基板2进行弯曲而形成，并且在厚度增大部分16侧呈外凸形式，以便高于该厚度增大部分16。

前述橡胶凸缘由填充在基板凸缘6内凹部分中的第一弹性密封材料10和固定于基板凸缘6外凸部分侧的第二弹性密封材料8形成。

第一弹性密封材料10被设定成其平整表面基本上与基板2的下侧面相平齐，并且基本上在凸缘宽度上的中间位置处，沿着密封线SL1和SL2成形有一个向下延伸的突起。

第二弹性密封材料8被成形在凸缘外凸部分的表面上，略微延伸到与所述外凸部分连续的平整表面上。该第二弹性密封材料8的高度被设计成基本上等于基板凸缘6的高度，并且具有一个基本上平整的表面(上表面)。

优选的是，第二弹性密封材料8的宽度不超过基板凸缘6宽度的1.5倍。如果宽度过大，载荷将必然增大。第二弹性密封材料8的高度最好是基板凸缘6高度的0.9至1.1倍。

孔的数目和类型，比如螺栓孔4，以及密封线SL1和SL2自然随着其间设置有所述金属垫片1的汽缸盖和汽缸体的类型而发生变化。

当如前所述构造而成的金属垫片1被夹持在一部发动机的汽缸体与汽缸盖上的接合表面之间时，该金属垫片1被安装到位，所述凸缘在夹紧螺栓的紧固力作用下发生变形，从而沿着密封线SL1和SL2产生出一个所需的密封压力，来由此将油和类似物质密封起来。

在紧固操作的同时，凸缘的压缩变形量由厚度增大部分16加以约束，在该厚度增大部分16处产生出一个高的表面压力，由此将高温高压的燃烧气体密封起来，其中，所述厚度增大部分16环绕燃烧腔室开口3被设置在基板的圆周端部处。

当在厚度增大部分16的表面上没有涂敷任何涂层来以较低的成本提供垫片时，垫片上的厚度增大部分16与发动机的机械加工表面(接合表面)发生金属-金属接触，并且由此在机械加工表面上存在有3至6毫米的不规则工具痕。

发动机工作所产生的爆炸压力不是一个恒定的压力，而是一个脉动压力；因此，某些压力会从厚度增大部分16向外周侧发生泄漏。但是，该压力由位于厚度增大部分16外侧的凸缘BD密封起来。

根据本实施例的凸缘BD被构造成能够在基板凸缘6和橡胶凸缘受到压缩并发生变形时，利用由它们组成的复合弹簧产生出一个所需的密封压力，并且这种复合结构能够降低形成基板凸缘6的基板2的硬度。所述凸缘在受到压缩并发生了变形的弹性密封材料部分8和10的平整表面处，与上、下接合表面发生接触，并且柔软的弹性密封材料8和10与接合表面紧密接触，消除了工具痕中的任何微小空间，由此将在前述脉动压力下从厚度增大部分16泄漏出来的燃烧气体密封起来。

在这种结构的垫片中，即弹性密封材料仅被填充在基板凸缘6的内凹部分中，当弹性密封材料10受到压缩并发生变形时，会产生一个外力来使得基板凸缘6和在各个侧面上与基板凸缘6连续的平整部分以这样一种方式发生变形，即它们向上发生翘曲。为了抑制基板凸缘6发生疲劳损坏和降低基板2的成本而使得基板2的硬度越低，那么变形就越明显，比如向上翘曲就越有可能发生。但是，在本实施例中，还在外凸部分侧设置有第二弹性密封材料8，并且使得该第二弹性密封材料8发生变形来防止基板凸缘6和基板2发生变形，由此防止由内凹部分中的第一弹性密封材料10所产生的密封性能下降。

在第一弹性密封材料10的填充过程中，其中部有可能在从高温至开式冷却的过渡过程中略微发生凹陷。在本实施例中，形成有突起11和9，即使当垫片被用于一部轴向紧固拉力很弱的发动机中时，仍然可以在燃烧腔室开口3外侧的区域以低成本确保稳定的密封性能。在螺栓被紧固起来之后，突起11和9处于压服和平整状态。

只要螺栓被合适地紧固起来，在螺栓4的附近就不会产生任何紧固问题。但是，因为油孔5和链条腔室孔17远离夹紧螺栓，所以它们处于不合适的紧固状态下。随着发动机经历多次重复的热循环，轴向紧固拉力会发生某种程度的下降，其中，热循环的重复次数与发动机的使用次数相同。在发动机工作过程中，垫片会在热作用下发生变形，因此密封状态恶化。

为了在那些不利状况下实现彻底密封，在现有技术中，在具有填充在基板凸缘6的内凹部分中的弹性密封材料的凸缘结构中，如果基板2的硬度增大，那么弹力就会增大，但是凸缘会困囿于振动强度所导致的疲劳损坏，并且也并不希望如此增大硬度；相反，如果基板凸缘6的硬度下降，那么将会发生前述的变形现象，导致弹力下降。为了弥补这种不足，在本实施例中，如前所述那样，除了填充在基板凸缘6的内凹部分中的第一弹性密封材料10之外，在内凹部分相反侧的外凸部分上，还形成有第二弹性密封材料8，并且该第二弹性密封材料8用于防止基板2和基板凸缘6发生变形，其中，第二弹性密封材料8被构造成使得其宽度大于所述凸缘6的宽度，并且其高度基本上等于基板凸缘6的高度。

随着基板2的硬度下降，会使得弹力降低，但是由于在外凸部分上第一弹性密封材料8被制成其高度等于基板凸缘6的高度，来由此对填充在内凹部分中的弹性密封材料10的变形加以调节，所以凸缘BD提供的弹力将等于或者大于由一种使用了由高硬度材料制成的基板2的结构所提供的弹力。

还有，当弹性密封材料10通过模制工艺而形成时，基板凸缘6的内凹部分侧被加工成与基板2的平整表面相平齐。在模制过程中，密封材料10在高温作用下发生热膨胀，但是当其开式冷却时，厚度较大的橡胶中部将以一个对应于热膨胀的量发生收缩，并且略微发生凹陷，在远离夹紧螺栓没有被合适地紧固起来并且外伸的部分中，表面压力会下降，产生压力泄漏的机会。

作为对策，根据本专利申请中所述的发明，如图38中所示那样，在位于基板凸缘6的内凹部分中的弹性密封材料10表面的中间位置处，成形有一个微小突起11，所述凸缘在紧固载荷不会如此增大的条件下发生变形，并且当表面压力下降时，成形在第一弹性密封材料10的表面上的突起11同时发生膨胀和变形。尽管就面积而言很小，但是所述突起却产生出一个高的表面压力，并且用于形成彻底密封。换句话说，在一个远离夹紧螺栓靠近外周侧的位置上，表面压力趋于变得相对较小，位于基板凸缘6的两个表面上的弹性密封材料通常被压靠在对置的接合表面上，来通过在紧固载荷作用下凸缘受到压缩并发生变形而将它们封接起来。与此同时，在内凹部分侧形成于弹性密封材料10上的突起11以这样一种方式发生变形，即被推入所述内凹部分中，使得其本身适合于接合表面的平整表面，并且变得基本上与基板2的平整表面(下侧面)相平齐。

在这种稳定状态下，比如当在振动作用下使得位于凸缘位置处的对置接合表面之间的间隙增大时，表面压力会暂时下降，凸缘的压缩变形量也会下降，由此降低密封压力。在位于内凹部分侧的弹性密封材料10处，根据间隙的增大，突起11自动地发生膨胀，来可靠地确保与对置的接合表面发生接触，并且具有较小的接触表面，可以利用所述突起通过增大表面压力来保持密封状况。随着间隙减小，所述稳定状态得以恢复。

在前面，已经对随着对置的接合表面之间的间隙发生变化表面压力发生下降的情况进行了描述。即使当对置的接合表面之间的间隙保持不变时或者即使当弹力随着时间流逝和表面压力变得更小而下降时，如前所述那样，由于随着表面压力下降载荷集中在突起11上(在这种情况下突起11和9无需必须发生膨胀)，在突起11的位置处表面压力升高，使得能够保持一个特定的密封压力。

当在所述凸缘位置处接合表面之间的间隙变化很大时，优选的是在如图40中示出的那样，在位于基板凸缘6外凸部分上的弹性密封材料上也形成一个突起9。

在凸缘宽度方向上排布的突起11和9并不局限于一个，可以是如图41至43中所示出的两个或者更多。当设置有两个或者更多突起时，突起11和9的高度可以不同。突起的大小也可以存在差异。当形成有多个突起时，表面压力的载荷可以得以缓解，或者如果表面压力降低时，可以利用所述多个突起11、9获得迷宫效果，或者在实际上增加密封线SL来持续更长的时间周期提供稳定的密封性能。

还有，针对多个突起11、9来说，为了寻求如图44至47中所示出的突起11、9的最优化，通过使得突起11、9的尺寸或者形状发生变化(在纵向剖面轮廓或者平面视图中单位长度的面积)，能够增强前述效果。换句话说，当在平行的宽度方向上设置有两个或者更多突起时，优选的是使得突起11、9的高度相对较低，或者在较高的表面压力侧减小每单位长度的面积。

针对沿着密封线延伸的单根突起11、9来说，可以根据突起11、9所在位置处的表面压力来改变突起11、9的高度或者形状。换句话说，在表面压力相对较小的区域，突起11、9的高度和宽度可以增大。

突起11、9可以沿着密封线SL1和SL2的整个长度连续成形，或者以给定的间隔间断式成形。

当突起11、9在密封线SL1和SL2上部分地成形时，它们必须被成形在远离螺栓孔4的具有相对较低的表面压力的位置或者对置的接合表面之间的间隙变化相对较大的部分(表面压力变化的幅度相对较大)。

在本实施例中，已经对作为完整凸缘的基板凸缘6进行了描述，但是本实施例也适用于当基板凸缘6是呈阶梯结构的半凸缘时。更具体地说，如图48和49中示出的那样，一个第二弹性密封材料12被固定在呈阶梯形式的基板凸缘6的外凸部分上(从基板的平整部分升高的部分)，一个第一弹性密封材料14被应用在外凸部分相反侧的内凹部分上，并且接着在较厚的部分上形成突起13和15。工作过程和效果均与前述实施例中相同。

在厚度增大部分16附近的凸缘BD中，如图50中所示，第二弹性密封材料无需必须被固附在外凸部分的两个倾斜侧面上。换句话说，通过接收一个相对较高的表面压力和具有一个用于约束基板的强大作用力，厚度增大部分16抑制了基板发生变形。这适用于夹紧螺栓附近的部分。

突起11、9的高度必须被设计成，使得无论突起的形状如何，当突起发生变形达到厚度增大部分16的厚度时，变形率不超过25％。

在前述示例中，已经对具有单个基板的金属垫片进行了描述，在金属垫片中，可以根据接合表面之间的间隙将多个基板相互叠置在一起，各个基板均具有前述结构。在这种情况下，基板无需必须如同现有技术中那样被叠置成使得基板凸缘的外凸部分相互面对面地排布。

结构的其它方面、工作过程以及效果均与前述实施例中相同。

工业实用性

正如从前面的描述中明白的那样，在本发明中，由于位于金属凸缘外凸部分侧的弹性密封材料的量增大，所以压缩变形量增大，导致可以更为容易地对弹性密封材料进行加工。此外，由于弹性密封材料的厚度可以增大，所以可以设定一个较大的加工容许偏差，使得能够降低制造成本。

还有，固定于金属凸缘外凸部分上的弹性密封材料不大有可能被暴露在冷却水中，而填充在内凹部分中的弹性密封材料由所述凸缘覆盖起来，所以不会被暴露在冷却水中。因此，防止了弹性密封材料部分发生质量下降，使得能够持续更长的时间周期来保持稳定的密封性能。

还有，可以通过金属凸缘的弹力与固定于外凸部分上和填充在内凹部分中的弹性密封材料的弹性作用力协同作用，来获得一个所需的密封压力。最终结果是，基板材料的硬度可以降低，由此避免了关于基板上的金属凸缘发生疲劳损耗的担忧，并且能够容忍密封区域的粗糙度，使得能够利用一个较低的表面压力将冷却水、油压或者类似物质的压力合适地密封起来，却无需将凸缘的宽度增大到不合适的程度。

还有，对于位于金属凸缘的外凸部分上和位于其内凹部分中的弹性密封材料来说，可以获得宽的密封区域，并且相应的结果是，可以利用一个低的表面压力将在铸造过程中在接合表面上产生的裂纹和砂眼合适地密封起来，并且所述弹性密封材料，尤其是一种橡胶基材料，具有一个较小的密封系数，使得能够在不利状况下在所述区域有效地利用有限的轴向拉伸载荷，并且由此降低总的载荷。

Claims (23)

1.一种金属垫片，包括一个由薄金属板制成的基板，所述基板具有一个或者不少于两个开口，例如螺栓孔，并且具有沿着密封线形成的凸缘，以及一个被制成厚度大于所述基板上其余部分的第一厚度增大部分，当这种金属垫片被夹持在接合表面之间并且由夹紧螺栓紧固起来时，使得表面压力集中在所述第一厚度增大部分上，并且所述凸缘在厚度方向上发生变形，来由此将对置的接合表面的接合处封接起来，其特征在于：所述凸缘以组合方式包括一个金属凸缘和一个橡胶凸缘，所述金属凸缘通过在厚度方向上对基板进行弯曲而被制成在所述基板的一个表面侧形成一个外凸部分，该外凸部分的高度大于所述第一厚度增大部分的厚度，而所述橡胶凸缘由固定于所述金属凸缘外凸部分的表面上的弹性密封材料和填充在与外凸部分相反的内凹部分中的弹性密封材料形成，其中，与所述金属凸缘的变形相协作，所述橡胶凸缘在厚度方向上受到压缩并发生变形。

2.根据权利要求1所述的金属垫片，其特征在于：所述金属凸缘要么是完整凸缘，要么是呈阶梯形式的半凸缘。

3.根据权利要求1所述的金属垫片，其特征在于：固定于所述金属凸缘外凸侧的表面上的弹性密封材料，至少被固定在所述外凸部分的表面上。

4.根据权利要求1所述的金属垫片，其特征在于：固定于所述金属凸缘外凸部分的表面上的弹性密封材料，其厚度等于或者基本上等于所述金属凸缘的外凸部分。

5.根据权利要求4所述的金属垫片，其特征在于：成形在所述基板上的某些开口是燃烧腔室开口，并且所述第一厚度增大部分被制成完整地环绕在所述燃烧腔室开口的周围。

6.根据权利要求5所述的金属垫片，其特征在于：所述基板上燃烧腔室开口侧的圆周端部回折，并且所述第一厚度增大部分通过将一块薄垫板放入回折部分中而形成。

7.根据权利要求5所述的金属垫片，其特征在于：在用于接收夹紧螺栓的孔附近，所述第一厚度增大部分的总厚度被制成较薄，并且在所述螺栓接收孔之间被制成较厚，所述总厚度在所述燃烧腔室开口的圆周方向上发生变化。

8.根据权利要求5所述的金属垫片，其特征在于：在沿着所述基板外周的区域中，设置有薄于所述第一厚度增大部分的第二厚度增大部分。

9.根据权利要求1至8任一所述的金属垫片，其特征在于：在所述基板的一个或者两个表面上涂敷润滑剂。

10.一种金属垫片，包括一个由薄金属板制成的基板，该基板上成形有多个相邻排布的燃烧腔室开口，一个厚于所述基板上其余部分的厚度增大部分，环绕各个燃烧腔室开口的内周形成的密封线，以及沿着所述密封线形成的凸缘，

其特征在于：在相邻燃烧腔室开口之间的临界区域，成形有共用凸缘，该共用凸缘由环绕在所述相邻燃烧腔室开口周围的凸缘共享，并且，沿着相邻燃烧腔室开口相邻周边成形的凸缘，被组合形成一个具有整体结构的凸缘，其中，位于所述临界区域中并且沿着所述燃烧腔室开口的内周延伸的所述厚度增大部分的宽度，被设定为与所述相邻燃烧腔室开口之间的间隙成比例，所述凸缘是一个由金属凸缘与橡胶凸缘形成的复合体，所述金属凸缘通过在厚度方向上对所述基板进行弯曲而被制成一个外凸部分，该外凸部分的高度大于所述厚度增大部分，所述橡胶凸缘通过将一种弹性密封材料固定到所述金属凸缘的外凸部分表面上和通过将这种弹性密封材料填充到所述外凸部分相反侧的内凹部分中而形成，其中，所述弹性密封材料能够通过在厚度方向上受到压缩发生变形而显现出一个弹簧力，所述弹性密封材料至少被固定在所述金属凸缘外凸部分的表面上，并且所述弹性密封材料的高度被设定为等于或者基本上等于所述金属凸缘的高度。

11.根据权利要求10所述的金属垫片，其特征在于：所述厚度增大部分在厚度上部分地发生变化，用以在这种垫片被插入到所述接合表面之间时，对表面压力进行均衡。

12.根据权利要求1至8、10和11中之一所述的金属垫片，其特征在于：至少所述金属凸缘的突起高度或者宽度沿着所述密封线部分地发生变化，来由此利用沿着所述密封线设置的凸缘对所述密封表面压力进行均衡。

13.根据权利要求1至8、10和11中之一所述的金属垫片，其特征在于：至少所述橡胶凸缘的突起高度或者宽度沿着所述密封线部分地发生变化，来由此利用沿着所述密封线设置的凸缘对所述密封表面压力进行均衡。

14.一种金属垫片，包括一个由薄金属板制成的基板，所述基板上具有多条密封线，沿着各条密封线形成的凸缘，以及一个会聚-发散部分，该会聚-发散部分被成形在至少某些所述密封线在指定位置发生会聚或者发散的位置处，

其特征在于：沿着各条密封线成形的所述凸缘以组合方式包括一个金属凸缘和一个橡胶凸缘，所述金属凸缘通过在基板的厚度方向上进行弯曲而被制成仅在所述基板的一个表面上呈外凸形状，所述橡胶凸缘由固定于所述金属凸缘外凸部分的表面上的弹性密封材料和填充在所述外凸部分相反侧的内凹部分中的弹性密封材料形成，与所述金属凸缘的变形相协作，所述橡胶凸缘在厚度方向上受到压缩并发生变形，并且，至少在所述会聚-发散部分，位于所述外凸部分表面上的弹性密封材料至少被固定在所述金属凸缘的表面上，并且所述橡胶凸缘的高度被设定为等于或者基本上等于所述金属凸缘的高度。

15.根据权利要求14所述的金属垫片，其特征在于：通过在厚度方向上部分地增大所述基板的厚度，在所述基板上形成了一个厚度增大部分，并且所述凸缘的压缩变形量由所述厚度增大部分的增大厚度加以调节。

16.根据权利要求14所述的金属垫片，其特征在于：通过在所述会聚-发散部分上对所述橡胶凸缘的宽度进行调整，使得所述会聚-发散部分上的密封压力与除该会聚-发散部分之外的所述密封线处的密封压力相匹配或者接近。

17.根据权利要求14至16中之一所述的金属垫片，其特征在于：在所述金属凸缘从一个完整凸缘分散成多个完整凸缘或者从多个完整凸缘会聚成一个完整凸缘的所述会聚-分散部分中，对所述橡胶凸缘的宽度进行调整，以便使得与所述凸缘上的其余部分相比，在所述会聚-分散部分中位于所述金属凸缘外凸部分侧的所述橡胶凸缘的宽度与所述金属凸缘宽度的比率变小。

18.根据权利要求14所述的金属垫片，其特征在于：在所述金属凸缘从一个完整凸缘分散成多个呈阶梯形式的半凸缘或者从多个呈阶梯形式的半凸缘会聚成一个完整凸缘的所述会聚-分散部分中，对所述橡胶凸缘的宽度进行调整，以便使得在所述夹紧螺栓的附近，与所述凸缘的其余部分相比，在所述会聚-分散部分中所述橡胶凸缘宽度与所述金属凸缘宽度的比率变大。

19.根据权利要求1至8、10、11、14至16和18中之一所述的金属垫片，其特征在于：沿着所述密封线，至少在固定于所述外凸部分表面上的所述弹性密封材料的表面和填充在所述内凹部分中的所述弹性密封材料的表面中之一上，成形有一条或者不少于两条突起线，所述弹性密封材料部分构成了所述橡胶凸缘。

20.根据权利要求1至8、10、11、14至16和18中之一所述的金属垫片，其特征在于：至少在固定于所述外凸部分上的所述弹性密封材料的表面和填充在所述内凹部分中的所述弹性密封材料的表面中之一上，在所述密封表面压力相对较低的部分上，成形有一条或者不少于两条突起线，所述弹性密封材料部分构成了所述橡胶凸缘。

21.根据权利要求19所述的金属垫片，其特征在于：至少各条所述突起线的高度和宽度中之一，根据所述突起成形位置处的所述密封表面压力在其的延伸方向上发生变化，并且在所述密封表面压力较低的位置处，至少将所述突起的高度和宽度中之一设定为一个较大的值。

22.根据权利要求19所述的金属垫片，其特征在于：至少在固定于所述外凸部分侧的表面上的所述弹性密封材料的表面和填充在所述内凹部分中的所述弹性密封材料的表面中之一上，成形有多个突起，并且在这些突起线中，至少所述突起的高度和每单位长度的面积中之一根据所述突起成形位置处的密封表面压力发生变化。

23.根据权利要求19、21或22中之一所述的金属垫片，其特征在于：多个基板被叠置成一个多层结构。

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