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Die
Erfindung betrifft eine Flachdichtung mit einer Dichtungsplatte,
welche mindestens eine Metallblechlage aufweist, vorzugsweise jedoch
aus einer einzigen Metallblechlage besteht, die gegebenenfalls ganz
oder partiell mit einer Beschichtung versehen ist, beispielsweise
mit einer Beschichtung aus einem elastomeren Material. Vor allem
betrifft die Erfindung in Kraftfahrzeugen einzusetzende Flachdichtungen,
wie z. B. sogenannte Nebendichtungen für Verbrennungsmotoren (z. B.
Ansaugkrümmer- oder
Abgaskrümmer-Dichtungen)
und Dichtungen für Aggregate
wie Kraftstoffpumpen und Einspritzpumpen.
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Vor
allem die Fahrzeugindustrie fordert von ihren Zulieferern für Flachdichtungen
immer häufiger, daß sich die
letzteren auf Bauteil-Dichtflächen
vormontieren lassen, d. h. auf einer Dichtfläche eines Bauteils, zwischen
welcher und einer Dichtfläche
eines anderen Bauteils die Flachdichtung sodann eingespannt wird.
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Dichtungen,
welche dieser Forderung entsprechen, sind bereits bekannt, z. B.
aus der
DE 195 16
375 A1 sowie der
DE
198 21 350 A1 . Aus der
DE 195 16 375 A1 (
4)
ergibt sich eine aus einer Metallblechlage hergestellte Flachdichtung,
deren Dichtungsplatte Schraubendurchgangsöffnungen für die dem Einspannen der Flachdichtung
dienenden Schrauben aufweist sowie mit aus der Ebene der Dichtungsplatte
rechtwinklig herausgebogenen federnden Blechzungen versehen ist,
welche derart angeordnet und ausgebildet sind, daß beim Vormontieren
der Flachdichtung an einem Bauteil beim Auflegen der Flachdichtung
auf die Bauteil-Dichtfläche jeweils
eine Blechzunge in jeweils ein Schraubenloch des Bauteils eingesteckt
werden kann, wobei die Blechzunge mit ihrer einen Flachseite gegen
die Schraubenlochwand anliegt und einen in der Schraubenlochwand
ausgebildeten Vorsprung hintergreift; bei zwei Schraubendurchgangsöffnungen
der Dichtungsplatte befinden sich die beiden Blechzungen an den
einander zugewandten Randbereichen der beiden Schraubenlöcher (siehe
die beiden Blechzungen
5' in
2),
so daß es,
wenn die Flachdichtung nur in Löcher
des Bauteils einsteckbare Blechzungen aufweist, mehrerer solcher
Blechzungen bedarf, um die Flachdichtung am Bauteil zu halten, weil
sich bei nur einer einzigen Blechzunge diese vom Bauteil abheben
ließe
und somit die Flachdichtung vom Bauteil abfallen könnte, wenn
sich Flachdichtung und Bauteil auch nur geringfügig gegeneinander verschieben.
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Aus
der
DE 198 21 350
A1 ergibt sich eine gleichfalls aus einer einzigen Metallblechlage
hergestellte Flachdichtung, deren Dichtungsplatte mit Durchgangsöffnungen
für Fluide
versehen ist. Beim Ausstanzen der zunächst insgesamt flachen Metallblechlage
werden einander gegenüberliegende Randabschnitte
einer Durchgangsöffnung
mit jeweils einer Blechzunge versehen, welche sich von dem betreffenden
Randabschnitt weg erstreckt und sodann aus der Ebene der Dichtungsplatte
heraus um 90° umgebogen
wird, um beim Auflegen der Flachdichtung auf eine Bauteil-Dichtfläche in einen
in dem Bauteil ausgebildeten und in die Bauteil-Dichtfläche mündenden
Fluidkanal einzugreifen, und zwar derart, daß die beiden Blechzungen mit
jeweils einer ihrer Flachseiten federnd gegen einander gegenüberliegende
Kanalwandbereiche anliegen. Damit die Blechzungen mit ihren einen
Flachseiten nicht vollflächig
gegen die Kanalwand anliegen, ist jede der Flachzungen mit einer
in Richtung auf die Kanalwand vorspringenden, wannenförmigen Ausprägung versehen
(siehe Sp. 3, Zeile 15). Wie sich aus den vorstehenden Erläuterungen
zur
DE 195 16 375
A1 ergibt, besteht auch bei der Flachdichtung nach der
DE 198 21 350 A1 die
Gefahr, dass wenn an nur einer Fluid-Durchgangsöffnung der Flachdichtung nur
eine einzige Blechzunge vorhanden ist, die am Bauteil angebracht
Flachdichtung von dem Bauteil abfallen kann.
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Ein
weiterer, ähnlicher
Stand der Technik ergibt sich aus der
DE 36 10 541 A1 betreffend eine Zylinderkopfdichtung
aus einer oder mehreren, aufeinandergeschichteten Metallblechlagen.
Um diese Zylinderkopfdichtung auf der Dichtfläche des Motorblocks exakt zu
positionieren und am Motorblock zu fixieren, sind aus einer Blechlage
der Zylinderkopfdichtung Fixierelemente herausgeformt, und der Motorblock
hat für
jedes dieser Fixierelemente eine in seine Dichtfläche mündende Bohrung.
Jedes dieser Fixierelemente hat die Gestalt eines aus der genannten
Blechlage herausgeformten und als kurzer Kreiszylinder gestalteten
Kragens, der sich passend in eine Motorblock-Bohrung einstecken
lässt.
Bei einer Ausführungsform
(
4) ist der Kragen in seiner axialen
Richtung geschlitzt und bildet zwei, in einer Draufsicht auf die
Zylinderkopfdichtung kreisbogenförmige
Segmente, die bei montierter Dichtung federnd gegen die Wand der
betreffenden Motorblock-Bohrung anliegen.
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Bei
als Flanschdichtungen dienenden Dichtringen ist es schließlich bekannt,
an diesen federnde Blechzungen vorzusehen, welche sich von den Dichtringen
senkrecht zur Dichtringebene weg erstrecken. Bei den sich aus der
DE 199 42 698 A1 ergebenden
Dichtringen hintergreifen die Blechzungen mit quer zur Zungenlängsrichtung
verlaufenden Kanten bzw. mit quer zur Zungenlängsrichtung verlaufenden Bereichen
der Blechzungen von den Dichtringen abgewandte Kanten eines Flansches,
an dem der betreffende Dichtring vormontiert wird. Bei den sich
aus der
EP 0 939 209
A2 ergebenden Dichtringen liegen senkrecht von den Dichtringen
abstehende Blechzungen federnd gegen Wandbereiche der durch den betreffenden
Dichtring abzudichtenden Durchgangsöffnung eines Flansches an,
und zwar mit quer zur Zungenlängsrichtung
verlaufenden Kanten der Blechzungen. In allen diesen Fällen greift
ein Dichtring mit mehreren Blechzungen in eine Flanschöffnung ein.
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Ausgehend
von einer vormontierbaren Flachdichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
beigefügten
Anspruchs 1, wie sie sich aus der
DE 195 16 375 A1 ergibt, lag der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine solche Flachdichtung derart zu verbessern,
dass sie sich zwar einfach herstellen lässt, das vorstehend aufgezeigte
Risiko der sich aus der
DE
195 16 375 A1 und der
DE 198 21 350 A1 ergebenden vormontierbaren
Flachdichtungen aber nicht aufweist.
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Diese
Aufgabe lässt
sich erfindungsgemäß durch
die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 lösen.
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Während also
die vorstehend beschriebenen bekannten Flachdichtungen Blechzungen
aufweisen, welche mit ihren Flachseiten bzw. einem mittleren Flachseitenbereich
gegen die Öffnungswände anliegen
und so gestaltet und angeordnet sind, dass sie sich nicht unter
Verringerung der Zungenbreite elastisch verformen lassen bzw. von
einer solchen Verformbarkeit, sollte sie überhaupt gegeben sein, kein Gebrauch
gemacht wird, soll die Blechzunge einer erfindungsgemäßen Flachdichtung
mit ihren Längsrändern federnd
gegen einander gegenüberliegende Bereiche
der Wand der Bauteilöffnung
anliegen und so die Flachdichtung verliersicher am Bauteil halten.
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In
diesem Zusammenhang muss man sich vor Augen halten, dass jede derartige
Flachdichtung für
ein ganz bestimmtes und in ganz bestimmter Weise gestaltetes Bauteil
konstruiert wird, so dass Lage, Form und Größe der Bauteilöffnung,
in die die Blechzunge eingesteckt werden soll, dem Dichtungskonstrukteur
vorgegeben sind, wobei in dem Bauteil natürlich eine zusätzliche,
für das
Einstecken der Blechzunge vorgesehene Öffnung hergestellt werden kann,
welche sonst keine weitere Funktion hat. Für erfindungsgemäße Flachdichtungen
besonders geeignet sind Sackloch- oder Durchgangsbohrungen in den
in Rede stehenden Bauteilen, die Bauteilöffnung kann aber anstelle eines
kreisrunden Querschnitts auch jede andere Querschnitts form haben,
z. B. eine ovale oder rechteckige Querschnittsform, so lange die
Querschnittsform nur gewährleistet,
daß sich
die klemmend in die Öffnung
eingeschobene Blechzunge bei einem Verschieben oder Verdrehen der
Flachdichtung gegenüber
dem Bauteil nicht lockern kann.
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Wenn
vorstehend davon die Rede war, daß sich die Wand der Bauteilöffnung quer
zur Bauteildichtfläche
erstreckt, so ist hierunter zu verstehen, daß die Öffnungswand nicht exakt senkrecht
zur Bauteildichtfläche
verlaufen muß – die Achse
einer die Öffnung
darstellenden Bohrung könnte
mit der Ebene der Bauteildichtfläche
auch einen Winkel bilden, welcher um einige Grade von 90° abweicht.
Entsprechendes gilt für
die Längsrichtung
der Blechzunge bezüglich
der von der Metallage definierten Ebene. Auch müssen die sich generell quer
zur Metallagenebene erstreckenden Längsränder der Blechzunge keine geradlinigen
Ränder
sein (dies wird sich im folgenden auch noch anhand der Beschreibung
und der zeichnerischen Darstellung einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Flachdichtung
zeigen); insbesondere kann ein solcher Längsrand oder Längsrandabschnitt
auch gezahnt oder in anderer geeigneter Weise profiliert sein.
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Die
Blechzunge kann als separates Teil ausgebildet und in geeigneter
Weise, beispielsweise durch Verlöten,
Verschweißen,
Vernieten oder Verkleben, an der Metallage festgelegt sein.
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Vorzugsweise
ist aber vorgesehen, daß die Blechzunge
einstückig
mit der Metallage ausgebildet und aus der Ebene der Metallage herausgebogen
ist.
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Natürlich könnte man
die Blechzunge im Zuge des Einschiebens in die Bauteilöffnung von Hand
oder mittels eines Werkzeugs unter Verminderung der Zungenbreite
elastisch verformen, um das Einführen
der Blechzunge in die Bauteilöffnung
zu erleichtern, empfiehlt sich jedoch eine Gestaltung derart, dass
im Bereich des freien Endes der Blechzunge mindestens einer ihrer
Längsränder eine
solche Einführschräge aufweist,
dass sich die Blechzunge in Richtung auf ihr freies Ende verjüngt.
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Gerade
zur Vereinfachung der Einführung der
Blechzunge in die Bauteilöffnung
empfiehlt es sich, die Blechzunge zu einer Längsmittelachse der Zunge spiegelsymmetrisch
zu gestalten.
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Beispielsweise
könnte
die Blechzunge im Bereich ihrer Längsmittelachse geschlitzt sein,
um die Blechzunge unter Verminderung der Zungenbreite elastisch
verformen zu können.
Einfacher und für einen
sicheren Halt der Blechzunge in der Bauteilöffnung förderlich ist es jedoch, wenn
die Blechzunge mindestens in dem elastisch verformbaren Längenabschnitt
längs mindestens
einer in Zungenlängsrichtung
verlaufenden Biegelinie derart abgebogen ist, dass zu beiden Seiten
der Biegelinie liegende Blechbereiche der Zunge in einem Schnitt
senkrecht zur Biegelinie miteinander einen Winkel bilden.
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Obwohl
sich eine zuverlässige
verliersichere Halterung der Flachdichtung an dem Bauteil mit nur einer
einzigen Blechzunge bewerkstelligen lässt, kann es empfehlenswert
sein, die Flachdichtung mit zwei Blechzungen zu versehen, von denen
jede in eine Öffnung
der Bauteildichtfläche
einsteckbar ist, um die Flachdichtung nicht nur verliersicher, sondern auch
in einer vorgegebenen Position am Bauteil zu halten.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den beigefügten
Ansprüchen
5 bis 12 und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung
besonders vorteilhafter Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Flachdichtung;
in der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine erste Ausführungsform
der Flachdichtung in demjenigen Zustand, den die Flachdichtung nach
dem Ausstanzen der Blechlage und vor dem Umbiegen der Blechzungen aufweist;
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2 eine
perspektivische Darstellung einer gegenüber der Ausführungsform
nach 1 geringfügig
modifizierten erfindungsgemäßen Flachdichtung,
wobei sich die Modifikation nur auf die Gestaltung der Blechzungen
auswirkt;
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3 einen
schematischen Schnitt durch eine der beiden Blechzungen der Flachdichtung
gemäß 2,
und zwar einen Schnitt senkrecht zur Längsrichtung dieser Blechzunge,
sowie durch eine die Blechzunge aufnehmende Öffnung eines Bauteils, wobei
die Öffnung
nur durch einen Kreis angedeutet wurde;
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3A einen
Schnitt durch das Bauteil und die Blechzunge entsprechend der Linie
A-A in 3;
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3B einen
Schnitt durch die Blechzunge und das Bauteil gemäß der Linie B-B in 3,
und
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4A, 4B und 4C weitere
Modifikationen einer solchen Blechzunge in einer der 3 entsprechenden
Darstellung.
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Die 1 zeigt
den noch flachen Zuschnitt für
eine erfindungsgemäße Flachdichtung,
welcher aus einer einzigen Metallblechlage besteht und hauptsächlich eine
Dichtungsplatte 10 der Flachdichtung bildet, bei der es
sich um eine im wesentlichen ebene, dünne Platte handeln soll. In
der Dichtungsplatte sind vier Schraubenöffnungen 12 ausgebildet, ferner
eine zentrale Fluid-Durchgangsöffnung 14, welche – in geringem
radialem Abstand vom Öffnungsrand – von einer
kreisringförmigen,
im Querschnitt ungefähr
U-förmigen
Sicke 16 umschlossen wird.
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Erfindungsgemäß wurden
beim Ausstanzen des Zuschnitts an die Dichtungsplatte 10 zwei
Blechzungen 21 und 22 angestanzt, welche zunächst noch voneinander
weg weisen, ehe sie um strichpunktiert angedeutete Biegelinien 21' und 22' ungefähr rechtwinklig
abgebogen werden, und zwar so, daß sie bezüglich der Dichtungsplatte 10 in
dieselbe Richtung weisen. Die Längsmittelachsen
der Blechzungen 21 und 22 wurden mit 21a bzw. 22a bezeichnet,
ihre Längsränder mit 21b bzw. 22b.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform
hat jede der Blechzungen ungefähr
die Form eines Pfeils, jedoch sei darauf hingewiesen, daß die Blechzungen
nicht identisch gestaltet sein müssen.
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Vor
oder nach dem Herausbiegen der Blechzungen 21 und 22 aus
der Ebene der Dichtungsplatte 10 können die Blechzungen mittels
eines Prägewerkzeugs
insbesondere entlang der Längsmittelachse 21a bzw. 22a geringfügig so gebogen
werden, daß sie
zumindest über
einen wesentlichen Längsbereich,
der sich vom vorderen, freien Zungenende in Richtung auf die Zungenwurzel
erstreckt, in einem Schnitt senkrecht zur Längsmittelachse der betreffenden
Blechzunge einen Querschnitt aufweisen, welcher einem flachen V
entspricht (mittels eines Stanz-Präge-Werkzeugs läßt sich
diese Gestaltung der Blechzungen auch schon beim Ausstanzen des in 1 dargestellten
Zuschnitts erreichen). Eine derart gestaltete Blechzunge läßt sich
dann quer zu ihrer Längsmittelachse
unter Verkleinerung der Zungenbreite verhältnismäßig leicht elastisch verformen. Grundsätzlich ist
jedoch jede Gestalt der Blechzungen ausreichend, welche es erlaubt,
die betreffende Blechzunge quer zu ihrer Längsrichtung unter Verminderung
der Zungenbreite elastisch zu verformen – angesichts der geringen Blechstärke der
Flachdichtung werden sich die seitlichen Spitzen der pfeilförmigen Blechzungen
der Ausführungsform
gemäß 1 beim
Einstecken in eine Bohrung oder dergleichen auch dann elastisch
etwas umbiegen, wenn die Blechzungen zunächst völlig eben sind.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die beiden Blechzungen 21 und 22 in
einem solchen Querabstand voneinander angeordnet, daß sie sich
gleichzeitig in zwei verschiedene Öffnungen einstecken lassen,
welche in eine Dichtfläche
eines Bauteils münden,
auf welche die Flachdichtung bei der Vormontage aufgelegt wird.
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Eine
von der Ausführungsform
gemäß 1 nur
in der Gestaltung der Blechzungen abweichende Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Flachdichtung
ist in 2 dargestellt, und anhand dieser Ausführungsform
sowie den 3, 3A und 3B soll
auch die Funktion der Blechzungen noch näher erläutert werden. In 2 wurden
mit Ausnahme der sich auf die Blechzungen beziehenden Bezugszeichen
dieselben Bezugszeichen wie in 1 verwendet.
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Jede
der Blechzungen 121 und 122 hat eine an eine Biegelinie 121' bzw. 122' angrenzende
Zungenwurzel 121c bzw. 122c, in deren Bereich
die betreffende Blechzunge eben ist und an die sich ein profilierter
Zungenbereich anschließt,
dessen Längsmittelachse
mit 121a bzw. 122a und dessen Längsränder mit 121b bzw. 122b bezeichnet
wurden. Dieser profilierte Zungenbereich wurde mittels eines Prägewerkzeugs
in eine solche Form gebracht, daß sein Querschnitt in einem
Schnitt senkrecht zu seiner Längsmittelachse
einen Winkel von beispielsweise 90° bildet.
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Die 3, 3A und 3B zeigen
einen Bereich eines Bauteils 200, welcher eine ebene Dichtfläche 202 besitzt,
in welche eine als Bohrung gestaltete Öffnung 204 mündet; die
Längsachse
der Öffnung
bzw. Bohrung wurde mit 204a bezeichnet.
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Die 3 zeigt
einen Schnitt durch die Bohrung 204a sowie durch eine Blechzunge,
in diesem Fall durch die Blechzunge 121 der in 2 dargestellten
Blechdichtung, deren Dichtungsplatte 10 auf der Dichtfläche 202 aufliegt.
Im Falle des Einsatzes der in 2 dargestellten
Flachdichtung weist das Bauteil 200 natürlich noch eine zweite, nicht
dargestellte Öffnung
zum Einstecken der Blechzunge 122 auf.
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Wie
die 3 erkennen läßt, liegen
die Längsränder 121b der
Blechzunge 121 an zwei einander gegenüberliegenden Wandbereichen
der Öffnung 204 an,
und zwar gemäß 3 in
horizontaler Richtung federnd, weil erfindungsgemäß die Blechzunge 121 in
ihren Abmessungen derart auf den Querschnitt der Öffnung bzw.
Bohrung 204 abgestimmt sein soll, daß die Blechzunge 121 beim
Einstecken in die Öffnung 204 unter
Verminderung ihrer Breite elastisch verformt wird. Diese Verformung
geht bei einem winkelförmigen
Querschnitt des für
das Festhalten der Flachdichtung relevanten Längenabschnitts der Blechzunge
naturgemäß leichter
vonstatten als bei einer Blechzunge mit ebenem Querschnitt. Wenn
die Bauteilöffnung,
in welche die Blechzunge eingesteckt werden soll, einen kreisrunden
Querschnitt hat, so ist die maximale Breite des für das Festhalten
der Flachdichtung verantwortlichen Längenabschnitts der Blechzunge
vor ihrem Einstecken in die Bauteilöffnung geringfügig größer als
der Öffnungsdurchmesser;
generell erfordert die Erfindung jedoch lediglich eine Öffnung mit
einer solchen Querschnittsform, daß sich die Blechzunge mit ihren
Längsrändern an
einander gegenüberliegenden Öffnungswandbereichen
elastisch federnd abstützen
kann, und zwar so, daß sich
die Flachdichtung nicht ohne weiteres vom Bauteil lösen kann – hat die
Flachdichtung nur eine einzige Blechzunge, muß der Öffnungsquerschnitt so gestaltet
sein, daß auch
ein Verschieben oder Verdrehen der Flachdichtung auf der Bauteildichtfläche, sofern
eine solche Relativbewegung aufgrund des Öffnungsquerschnitts überhaupt
möglich
ist, nicht dazu führen kann,
daß sich
die Flachdichtung ohne weiteres vom Bauteil löst, bei einer Flachdichtung
mit mehr als einer Blechzunge gilt dies nur hinsichtlich eines gegebenenfalls
möglichen
Verschiebens der Flachdichtung.
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Um
die in den 3, 3A und 3B dargestellte
Blechzunge 121 leichter in die Bauteilöffnung 204 einführen zu
können,
ist sie an ihrem vorderen freien Ende im Bereich ihrer Längsränder 121b mit
Einführschrägen 121d versehen,
welche auch dazu führen,
daß die
Blechzunge beim Einführen
in die Bauteilöffnung
unter Verringerung der Zungenbreite elastisch verformt wird.
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In
den 4A, 4B und 4C sind
weitere Alternativen für
die Gestaltung des Blechzungenquerschnitts dargestellt, wobei alle
diese Figuren der 3 entsprechen. In den 4A, 4B und 4C wurde
die Bauteilöffnung
wieder mit 204 bezeichnet, die Blechzunge mit 221 bzw. 321 bzw. 421. Bei
allen diesen Ausführungsformen
ist die Klemmfunktion der Blechzunge dieselbe wie diejenige der
in 3 dargestellten Blechzunge 121.
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Aus 2 folgt
auch, daß sich
mit mehr als einer Blechzunge eine erfindungsgemäße Flachdichtung an einem Bauteil
nicht nur ”verliersicher” vormontieren,
sondern auch in der einbaugerechten Position fixieren, d. h. gegen
Verdrehen und Verschieben relativ zum Bauteil sichern läßt.