DE10138185B4

DE10138185B4 - Flachdichtung

Info

Publication number: DE10138185B4
Application number: DE2001138185
Authority: DE
Inventors: Jürgen Juresic
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2021-08-04
Also published as: DE10138185A1

Abstract

Flachdichtung zur Anordnung an einem abzudichtenden Bauteil, umfassend eine oder mehrere Lagen (102, 104), wobei in der Lage oder in den Lagen der Flachdichtung (100) jeweils mindestens ein Positionierkanal-Durchgangsloch (112, 132) gebildet ist und diese Positionierkanal-Durchgangslöcher mindestens einen Positionierkanal (166) zur Aufnahme eines an dem Bauteil (148) angeordneten Positionierelements (150) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierkanal (166) einen Einführbereich (168) aufweist, in welchen das Positionierelement (150) in einer Einführstellung der Flachdichtung (100) einführbar ist, und einen Haltebereich (170) aufweist, in welchem das Positionierelement (150) in einer Haltestellung der Flachdichtung (100) aufgenommen ist, wobei die Flachdichtung (100) in der Haltestellung an dem Positionierelement (150) gehalten ist, wobei die Flachdichtung (100) durch eine im wesentlichen parallel zu einer Hauptfläche (147) der Flachdichtung (100) gerichtete Bewegung in die Haltestellung überführbar ist und wobei der Positionierkanal (166) eine zwischen dem Einführbereich (168) und dem Haltebereich (170) angeordnete Engstelle (192) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flachdichtung zur Anordnung an einem abzudichtenden Bauteil, die eine oder mehrere Lagen umfallt, wobei in der Lage oder in den Lagen der Flachdichtung jeweils mindestens ein Positionierkanal-Durchgangsloch gebildet ist und diese Positionierkanal-Durchgangslöcher mindestens einen Positionierkanal zur Aufnahme eines an dem Bauteil angeordneten Positionierelements bilden.

Solche Flachdichtungen sind beispielsweise aus der EP 0 500 274 A1 oder der EP 0 500 282 A1 bekannt.

Die aus der EP 0 500 274 A1 oder der EP 0 500 282 A1 bekannten Flachdichtungen umfassen jeweils mindestens zwei Lagen, wobei eine Lage als Klemmlage dient und ein Blech und mindestens ein klappenförmiges, einstückig mit dem Blech ausgebildetes Klemmelement umfaßt, welches beim Einführen des Positionierelements in den Positionierkanal aus der Klemmlage hinaus in eine Ausnehmung hinein verformt wird, welche in einer an die Klemmlage angrenzenden weiteren Lage der Flachdichtung ausgebildet ist.

Bei der Flachdichtung gemäß der EP 0 500 274 A1 ist diese Ausnehmung als Kerbe ausgebildet. Bei der Flachdichtung gemäß der EP 0 500 282 A1 ist diese Ausnehmung als ringförmiger Rand des Positionierkanal-Durchgangslochs in der an die Klemmlage angrenzenden weiteren Lage der Flachdichtung ausgebildet.

Bei diesen bekannten Flachdichtungen ist von Nachteil, daß – in der Einführungsrichtung des Positionierelements in den Positionierkanal gesehen – hinter der Klemmlage mindestens eine weitere Lage der Flachdichtung angeordnet sein muß, deren Ausnehmung den verformten Bereich des Klemmelements der Klemmlage aufnimmt. Diese weitere Lage der Flachdichtung muß überdies eine hinreichende Dicke aufweisen, um den verformten Bereich des Klemmelements vollständig aufnehmen zu können, was die Gestaltungsfreiheit bei der Konstruktion der Flachdichtung erheblich einschränkt.

Ferner sind Flachdichtungen bekannt, an deren Positionierkanal-Durchgangslöchern Laschen ausgebildet sind, welche beim Einführen des Positionierelements in den Positionierkanal verformt werden und bei Erreichen der Endstellung der Flachdichtung in einen an dem Positionierelement vorgesehenen Gewindegang oder in einen hinter einem Gewinde des Positionierelements vorgesehenen Freistich einrasten.

Das Ausstanzen solcher Laschen erfordert jedoch Werkzeuge mit ungünstigen Stanzkonturen, insbesondere kleinen Krümmungsradien und spitzwinkligen Ecken, welche eine geringe Standzeit aufweisen.

Ferner ist aufgrund der Verbiegung der Lasche mit einer Verschiebung der Flachdichtung längs der Dichtfläche des abzudichtenden Bauteils zu rechnen, was eine exakte Positionierung der Flachdichtung an dem abzudichtenden Bauteil erschwert.

Um die zum Aufdrücken der Flachdichtung auf die Positionierelemente erforderliche Verformungsarbeit im vertretbaren Rah men zu halten, kann in der Regel nur eine Dichtungslage einer mehrlagigen Flachdichtung mit einer solchen Lasche versehen werden; auch bei symmetrisch ausgelegten mehrlagigen Dichtungen müssen somit für die ansonsten symmetrisch zueinander ausgebildeten Lagen zwei verschiedene Stanzwerkzeuge angefertigt werden, da nur eine dieser ansonsten symmetrischen Lagen mit der Lasche versehen wird. Ferner müssen die Positionierelemente an der Dichtfläche des abzudichtenden Bauteils exakt positioniert und exakt rechtwinklig zu der Dichtfläche ausgerichtet sein, da sonst ein ordnungsgemäßes Einrasten der Laschen an den Positionierelementen nicht gewährleistet ist.

Ferner kann es vorkommen, daß sich die Laschen beim Einrasten an den Positionierelementen nicht genau in die jeweilige Dichtungslage zurückstellen, sondern aus der jeweiligen Dichtungslage hervorstehen, so daß die Flachdichtung an der betreffenden Stelle eine größere als die vorgesehene Einbauhöhe aufweist. Handelt es sich bei den Positionierelementen um Befestigungsschrauben, mit denen zwei abzudichtende Bauteile gegeneinander verspannt werden, reduziert sich in diesem Fall die Flächenpressung im Zwischenschraubenbereich in unerwünschter Weise.

Eine andere bekannte Möglichkeit, eine Flachdichtung an einem abzudichtenden Bauteil vorzumontieren, besteht darin, die Außenkontur der Flachdichtung mit Klammern zu versehen, welche mit einem an dem abzudichtenden Bauteil vorgesehenen Dichtungsflansch verrastet werden.

Die Verwendung solcher Klammern an der Außenkontur der Flachdichtung erfordert jedoch einen erhöhten Materialeinsatz. Ferner besteht durch die an der Außenkontur der Flachdichtung vorgesehenen Klammern eine Verletzungsgefahr während des Transports und der Montage und auch bei einer eventuellen Demontage der Dichtung.

Ferner können sich die Klammern bei einem Transport der Dichtung so weit aufbiegen, daß sie bei der Vormontage nicht mehr an dem Dichtflansch einrasten, so daß es erforderlich ist, die Klammern bei der Vormontage nachzubiegen.

Außerdem ist eine exakte Positionierung der in der Flachdichtung vorhandenen Durchgangsöffnungen und Abdichtelemente relativ zu dem abzudichtenden Bauteil mittels der ausschließlich an der Außenkontur der Flachdichtung vorgesehenen Klammern nur eingeschränkt möglich.

O. Richter und R. v. Voss: "Bauelemente der Feinmechanik", VEB Verlag Technik Berlin, 1959, Seiten 122 bis 125 offenbart als Einrenkungen ausgebildete Federverbindungen, die beispielsweise zum Verbinden zylindrisch geformter Blechkörper benutzt werden, wobei z.B. als glatte radiale Stifte ausgebildete Vorsprünge des einen Werkstückes in rechtwinklig verlaufende Schlitze des anderen eingreifen. Bei der Verbindung von zwei im wesentlichen flachen Werkstücken kann gemäß dieser Druckschrift eine Ausführung des einen Werkstückes mit senkrecht zur Fläche angeordneten Vorsprüngen, die als mit Köpfen versehene Stifte ausgebildet sind, verwendet werden, wobei die Ausnehmungen des anderen Werkstückes so gestaltet sind, daß die Köpfe der Stifte nach dem Verdrehen oder Verschieben das Lösen verhindern.

S. Hildebrand: "Feinmechanische Bauelemente", 2. Auflage, Carl Hanser Verlag München, 1972, Seiten 277 bis 279 offenbart Renk- und Bajonettverbindungen als leicht fügbare und ebenso leicht lösbare Verbindungen von rohr-, dosen- oder flanschförmigen Teilen, die durch axiales Zusammenstecken und anschließendes radiales Verdrehen derselben erreicht werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flachdichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche mit geringem Aufwand herstellbar und einfach und genau an dem abzudichtenden Bauteil positionierbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Flachdichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Positionierkanal einen Einführbereich aufweist, in welchen das Positionierelement in einer Einführstellung der Flachdichtung einführbar ist, und einen Haltebereich aufweist, in welchem das Positionierelement in einer Haltestellung der Flachdichtung aufgenommen ist, wobei die Flachdichtung in der Haltestellung an dem Positionierelement gehalten ist, wobei die Flachdichtung durch eine im wesentlichen parallel zu einer Hauptfläche der Flachdichtung gerichtete Bewegung in die Haltestellung überführbar ist und wobei der Positionierkanal eine zwischen dem Einführbereich und dem Haltebereich angeordnete Engstelle aufweist.

Unter einer Hauptfläche der Flachdichtung ist dabei eine der im montierten Zustand der Flachdichtung parallel zu der Dichtfläche des abzudichtenden Bauteils ausgerichteten Flächen der Flachdichtung, insbesondere eine Oberseite oder eine Unterseite einer der Dichtungslagen der Flachdichtung, zu verstehen.

Das Positionierelement kann ein ausschließlich zum Zwecke der Positionierung und Vormontage der Flachdichtung dienender Positionierstift oder Positionierbolzen sein.

Alternativ hierzu kann jedoch auch vorgesehen sein, daß das Positionierelement als ein Befestigungsmittel ausgebildet ist, welches zum Verspannen zweier Bauteile dient, zwischen denen die Flachdichtung angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, daß für die Herstellung der Flachdichtung kein zusätzliches Material benötigt wird.

Außerdem können die Positionierkanal-Durchgangslöcher der erfindungsgemäßen Flachdichtung eine geometrisch einfache Kontur aufweisen, so daß diese Positionierkanal-Durchgangslöcher mittels Stanzwerkzeugen mit einfachen Stanzkonturen ohne enge Radien und ohne spitzwinklige Ecken, welche somit eine gute Standzeit aufweisen, herstellbar sind.

Da bei der erfindungsgemäßen Lösung kein Teil einer Dichtungslage aus der Dichtungslage herausgebogen werden muß, sind Toleranzen in der Ausrichtung der Positionierelement-Achsen weniger kritisch.

Die Positionierkanal-Durchgangslöcher können an einer beliebigen Stelle der Flachdichtung angeordnet werden, insbesondere nahe an Durchgangsöffnungen oder Sicken der Flachdichtung, so daß diese Durchgangsöffnungen bzw. Sicken sehr genau relativ zu dem abzudichtenden Bauteil und/oder relativ zu entsprechenden Elementen anderer Dichtungslagen positioniert werden können.

Auch aufgrund von Materialspannungen oder durch einen Prägevorgang zur Herstellung von Sicken stark deformierte Flachdichtungen können, wenn sie in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildet sind, in einfacher Weise an dem abzudichtenden Bauteil vormontiert werden.

Da die erfindungsgemäße Flachdichtung keine von ihrer Außenkontur abstehenden Klammern oder Laschen aufweisen muß, besteht auch keine Verletzungsgefahr beim Transport oder bei der Montage der erfindungsgemäßen Flachdichtung.

Die im wesentlichen parallel zu einer Hauptfläche der Flachdichtung gerichtete Bewegung, mit welcher die Flachdichtung in die Haltestellung überführt wird, kann grundsätzlich beliebiger Art sein.

Insbesondere bei annähernd rotationssymmetrischen Flachdichtungen ist es besonders günstig, wenn die Flachdichtung durch eine Drehung in die Haltestellung überführbar ist.

Insbesondere bei im wesentlichen rechteckig ausgebildeten Flachdichtungen ist es besonders günstig, wenn die Flachdichtung durch eine Verschiebung in die Haltestellung überführbar ist.

Über die Art und Weise, in welcher die Flachdichtung in der Haltestellung an dem Positionierelement gehalten ist, wurden bislang noch keine näheren Angaben gemacht.

So kann insbesondere vorgesehen sein, daß die Flachdichtung in der Haltestellung reibschlüssig an dem Positionierelement gehalten ist. Eine solche reibschlüssige Verbindung kann auch mit geometrisch einfach ausgebildeten, beispielsweise im wesentlichen zylindrischen, Positionierelementen hergestellt werden.

Eine noch zuverlässigere Haltewirkung wird erzielt, wenn die Flachdichtung in der Haltestellung formschlüssig an dem Positionierelement gehalten ist.

Ein solcher Formschluß kann insbesondere dadurch hergestellt werden, daß das Positionierelement eine Hinterschneidung aufweist, welche die Flachdichtung in der Haltestellung hintergreift.

Um das Positionierelement in der Einführstellung in den Einführbereich des Positionierkanals einführen zu können, ohne eine Gegenkraft überwinden zu müssen, ist es besonders günstig, wenn der Einführbereich des Positionierkanals einen größeren Querschnitt aufweist als das Positionierelement.

Um die Flachdichtung in der Haltestellung reib- und/oder formschlüssig an dem Positionierelement halten zu können, ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Flachdichtung vorgesehen, daß ein Rand des Haltebereichs des Positionierkanals in der Haltestellung der Flachdichtung mit mindestens zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen des Positionierelements in Kontakt steht.

Um die Haltewirkung weiter zu verbessern, kann vorgesehen sein, daß der Rand des Haltebereichs des Positionierkanals in der Haltestellung der Flachdichtung über einen Winkel von ungefähr 180° mit einer Umfangsfläche des Positionierelements in Kontakt steht.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn das Positionierkanal-Durchgangsloch als Langloch ausgebildet ist.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß das Langloch eine gekrümmte Längsachse aufweist. Eine solche Gestaltung des Positionierkanal-Durchgangslochs ist dann besonders günstig, wenn die Flachdichtung durch eine Drehung in die Haltestellung überführt werden soll.

Hierfür kann insbesondere vorgesehen sein, daß jede Lage der Flachdichtung mehrere Positionierkanal-Durchgangslöcher umfaßt, deren Längsachsen längs zueinander konzentrischer Kreise verlaufen.

Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, daß das Positionierkanal-Durchgangsloch als ein Langloch ausgebildet ist, welches eine im wesentlichen geradlinige Längsachse aufweist.

Ist die Flachdichtung im wesentlichen rechteckig ausgebildet und weist die Flachdichtung eine Langseite und eine Schmalseite auf, so kann die Längsachse des Langlochs im wesentlichen parallel zu der Langseite der Flachdichtung oder aber im wesentlichen parallel zu der Schmalseite der Flachdichtung ausgerichtet sein.

Ferner kann in diesem Fall vorgesehen sein, daß jede Lage der Flachdichtung mehrere Positionierkanal-Durchgangslöcher umfaßt, deren Längsachsen im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.

Um eine exakte Positionierung und Vormontage einer mehrere Lagen umfassenden Flachdichtung zu ermöglichen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Positionierkanal-Durchgangslöcher verschiedener Lagen der Flachdichtung miteinander fluchten.

Um zu verhindern, daß sich die Flachdichtung relativ zu dem Positionierelement aus der Haltestellung ungewollt in die Einführstellung zurückbewegt, weist der Positionierkanal eine zwischen dem Einführbereich und dem Haltebereich angeordnete Engstelle auf.

Besonders günstig ist es, wenn die Weite der Engstelle kleiner ist als der Durchmesser des Positionierelements.

Diese Engstelle kann in besonders einfacher Weise dadurch gebildet werden, daß die Engstelle durch mindestens einen Vorsprung, der am Rand eines Positionierkanal-Durchgangslochs des Positionierkanals ausgebildet ist, begrenzt ist.

Anspruch 18 ist auf eine Bauteilgruppe gerichtet, welche mindestens ein abzudichtendes Bauteil, an dem mindestens ein Positionierelement angeordnet ist, und eine erfindungsgemäße Flachdichtung umfaßt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Draufsicht von oben auf eine in einer Einführstellung an einem abzudichtenden Bauteil angeordnete Flachdichtung;
2 eine Draufsicht von oben auf die Flachdichtung aus 1, nachdem diese Flachdichtung von der Einführstellung in eine Haltestellung gedreht worden ist;
3 eine Draufsicht auf eine obere Dichtungslage der Flachdichtung aus den 1 und 2;
4 eine Draufsicht auf eine untere Dichtungslage der Flachdichtung aus den 1 und 2;
5 einen schematischen Querschnitt durch die Flachdichtung, das abzudichtende Bauteil und ein Positionierelement längs der Linie 5-5 in 2;
6 einen der 5 entsprechenden schematischen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Flachdichtung, das abzudichtende Bauteil und eine alternative Ausführungsform eines Positionierelements;
7 eine Draufsicht von oben auf eine Zylinderkopfdichtung, die sich in einer Einführstellung an einem abzudichtenden Bauteil befindet;
8 eine Draufsicht von oben auf die Zylinderkopfdichtung aus 7, nachdem dieselbe von der Einführstellung in eine Haltestellung verschoben worden ist;
9 eine Draufsicht von oben auf eine weitere Ausführungsform einer Zylinderkopfdichtung; und
10 eine Draufsicht von oben auf ein Positionierkanal-Durchgangsloch einer weiteren Ausführungsform einer Flachdichtung.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Eine in den 1 bis 5 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete erste Ausführungsform einer Flachdichtung umfaßt eine in 3 dargestellte obere Dichtungslage 102 und eine in 4 dargestellte untere Dichtungslage 104.
Die obere Dichtungslage 102 ist im wesentlichen dreieckig ausgebildet und durch drei konvex nach außen gewölbte Außenränder 106 begrenzt.
Die obere Dichtungslage 102 weist eine mittige, im wesentlichen kreisförmige Fluid-Durchgangsöffnung 108 auf, welche dem Durchtritt eines flüssigen oder gasförmigen Fluids durch die obere Dichtungslage 102 dient.
Zwischen der Fluid-Durchgangsöffnung 108 und den äußeren Rändern 106 der oberen Dichtungslage 102 sind mehrere, beispielsweise drei, im wesentlichen kreisförmige Durchstecköffnungen 110 angeordnet.
Ferner ist die obere Dichtungslage 102 mit mehreren, beispielsweise mit drei, Positionierkanal-Durchgangslöchern 112 versehen, wobei jedes der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 als Langloch ausgebildet ist, welches sich längs einer gekrümmten Längsachse 114 erstreckt.
Dabei sind die Längsachsen 114 aller Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 derart gekrümmt, daß sie Abschnitte eines Kreises um den Mittelpunkt 116 der oberen Dichtungslage 102 mit dem Radius R_K bilden, wobei R_K dem Abstand zwischen dem Mittelpunkt 116 der oberen Dichtungslage 102 und den Längsachsen 114 der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 entspricht.
Jedes der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 weist einen in der Umfangsrichtung 118 der Dichtung 100 vorne liegenden Einführbereich 120 auf, der von einem kreislinienabschnittsförmigen Rand 122 mit dem Radius R_E berandet ist.
Ferner weist jedes Positionierkanal-Durchgangsloch 112 einen in der Umfangsrichtung 118 der Flachdichtung 100 hinten liegenden Haltebereich 124 auf, welcher von einem im wesentlichen kreislinienabschnittsförmigen Rand 126 mit dem Radius R_H berandet ist.
Der Radius R_H des Haltebereichs 124 ist kleiner als der Radius R_E des Einführbereichs 120, so daß sich jedes der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 von seinem Einführbereich 120 aus längs der Längsachse 114 zu seinem Haltebereich 124 hin verengt.
Die in 4 dargestellte untere Dichtungslage 104 der Flachdichtung 100 weist ebenso wie die obere Dichtungslage 102 eine im wesentlichen dreieckförmige Außenkontur auf, welche sich aus drei konvex gekrümmten äußeren Rändern 128 zusammensetzt.
Die untere Dichtungslage 104 ist mit einer mittigen, im wesentlichen kreisförmigen Fluid-Durchgangsöffnung 130 versehen, welche denselben Radius aufweist wie die Fluid-Durchgangsöffnung 108 der oberen Dichtungslage 102 und im zusammengesetzten Zustand der Flachdichtung 100 mit der Fluid-Durchgangsöffnung 108 der oberen Dichtungslage 102 fluchtet.
Ferner ist die untere Dichtungslage 104 mit mehreren, beispielsweise drei, Positionierkanal-Durchgangslöchern 132 versehen, welche an der unteren Dichtungslage 104 in derselben Weise ausgebildet und angeordnet sind wie die Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 der oberen Dichtungslage 102, so daß die Positionierkanal-Durchgangslöcher 132 der unteren Dichtungslage 104 im zusammengesetzten Zustand der Flachdichtung 100 mit den Positionierkanal-Durchgangslöchern 112 der oberen Dichtungslage 102 fluchten.
Insbesondere erstreckt sich auch jedes Positionierkanal-Durchgangsloch 132 der unteren Dichtungslage 104 längs einer gekrümmten Längsachse 134 von einem Einführbereich 136 mit einem Randradius R_E zu einem Haltebereich 138 mit einem kleineren Randradius R_H.
Ferner ist jeder äußere Rand 128 der unteren Dichtungslage 104 mit jeweils einem Paar von Einkerbungen 142 versehen, zwischen denen eine Einstecklasche 144 ausgebildet ist.
Die Einstecklaschen 144 der unteren Dichtungslage 104 sind an zu den Durchstecköffnungen 110 der oberen Dichtungslage 102 korrespondierenden Stellen angeordnet, so daß die Einstecklaschen 144 beim Zusammensetzen der Flachdichtung 100 aus der oberen Dichtungslage 102 und der unteren Dichtungslage 104 durch die jeweils zugeordnete Durchstecköffnung 110 der oberen Dichtungslage 102 hindurchgesteckt werden können, wonach die Spitze 146 jeder Einstecklasche 144 so umgebogen wird, daß sie an der Oberseite 147 der oberen Dichtungslage 102 zu liegen kommt und nicht mehr durch die Durchstecköffnung 110 zurückbewegt werden kann, so daß auf diese Weise die untere Dichtungslage 104 mit der oberen Dichtungslage 102 verklammert ist.
Die obere Dichtungslage 102 und die untere Dichtungslage 104 werden, vorzugsweise durch Ausstanzen, aus einem metallischen Blechmaterial, vorzugsweise aus einem Federstahlblech, hergestellt.
Beide Dichtungslagen 102, 104 können mit die jeweilige Fluid-Durchgangsöffnung 108 bzw. 130 konzentrisch umgebenden, zwischen der jeweiligen Fluid-Durchgangsöffnung 108 bzw. 130 und den Positionierkanal-Durchgangslöchern 112 bzw. 132 angeordneten Sicken, die als Halbsicke oder als Vollsicke ausgebil det sein können, versehen sein, die in den Zeichnungen jedoch nicht dargestellt sind.
Die Flachdichtung 100 ist zur Anordnung zwischen einem ersten abzudichtenden Bauteil 148 (siehe 5) und einem (nicht dargestellten) zweiten abzudichtenden Bauteil vorgesehen, wobei die Flachdichtung 100 mittels an dem ersten abzudichtenden Bauteil 148 angeordneter Positionierelemente 150 an dem ersten abzudichtenden Bauteil 148 vor dem Aufsetzen des zweiten abzudichtenden Bauteils auf die Flachdichtung 100 vormontierbar ist, so daß die Flachdichtung 100 bereits vor der endgültigen Montage an dem ersten abzudichtenden Bauteil 148 gehalten und zusammen mit dem ersten abzudichtenden Bauteil 148, beispielsweise längs einer Fertigungsstraße, transportiert werden kann.
Jedes der mehreren, beispielsweise drei, Positionierelemente 150 weist beispielsweise die Form eines Gewindebolzens auf, welcher an einem unteren Ende 152 mit einem Außengewinde 154 versehen ist, das in ein korrespondierendes Innengewinde einer Bohrung 156 in dem abzudichtenden Bauteil 148 eingedreht ist.
An seinem dem unteren Ende 152 gegenüberliegenden oberen Ende 158 ist jedes Positionierelement 150 mit einem Außengewinde 160 versehen, auf welches beispielsweise eine Sicherungsmutter aufgeschraubt werden kann.
Zwischen dem unteren Ende 152 und dem oberen Ende 158 des Positionierelements 150 ist ein im wesentlichen zylindrischer Halteteil 162 angeordnet, dessen Radius R_P dem Außendurchmesser der Außengewinde 154 und 160 entspricht.
Wie aus 1 zu ersehen ist, sind die Positionierelemente 150 in demselben radialen Abstand von dem Mittelpunkt 116 und in demselben Winkelabstand voneinander wie die Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 bzw. 132 angeordnet.
Die Flachdichtung 100 kann daher relativ zu den Positionierelementen 150 in die in 1 dargestellte Einführstellung gebracht werden, in welcher die Einführbereiche 120, 136 der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112, 132 die Querschnitte der jeweils zugeordneten Positionierelemente 150 vollständig überdecken.
In diese Einführstellung kann die Flachdichtung 100 von oben über die Positionierelemente 150 geschoben werden, wobei die Positionierelemente 150 behinderungsfrei in die Einführbereiche 120, 136 der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112, 132 eingeführt werden, da der Radius R_P der Positionierelemente 150 kleiner ist als der Randradius R_E der Einführbereiche 120, 136.
Aus der in 1 dargestellten Einführstellung ist die Flachdichtung 100 durch eine Drehung um den Mittelpunkt im Uhrzeigersinn, die durch die Pfeile 164 veranschaulicht ist, um einen Winkel von beispielsweise ungefähr 15° in die in 2 dargestellte Haltestellung überführbar, in welcher die Ränder 126 der Haltebereiche 124, 138 der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112, 132 über einen Winkel von ungefähr 180° an der Umfangsfläche des Halteteils 162 des jeweiligen Positionierelements 150 anliegen, was dadurch ermöglicht wird, daß der Außenradius R_P des Halteteils 162 des Positionierele ments 150 gleich groß ist wie der Randradius R_H der Haltebereiche 124, 138.
In dieser Haltestellung der Flachdichtung 100 an dem abzudichtenden Bauteil 148, in welcher die Positionierelemente 150 in den Haltebereichen 124, 138 der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112, 132 aufgenommen sind, ist die Flachdichtung durch die an der Umfangsfläche des Halteteils 162, jedes Positionierelements 150 anliegenden Ränder 126 der Haltebereiche 124, 138 reibschlüssig an den Positionierelementen 150 und somit an dem ersten abzudichtenden Bauteil 148 gehalten, so daß die Flachdichtung 100 zusammen mit dem abzudichtenden Bauteil 148 transportiert werden kann, ohne von dem abzudichtenden Bauteil 148 herunterzufallen.
Jeweils ein Positionierkanal-Durchgangsloch 112 in der oberen Dichtungslage 102 bildet somit mit einem Positionierkanal-Durchgangsloch 132 in der unteren Dichtungslage 104 einen Positionierkanal 166 der Flachdichtung 100, wobei die Einführbereiche 120 und 136 dieser Positionierkanal-Durchgangslöcher 112, 132 zusammen einen Einführbereich 168 des Positionierkanals 166 und die Haltebereiche 124, 138 der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112, 132 zusammen einen Haltebereich 170 des Positionierkanals 166 bilden.
Bei einer mehrlagigen Flachdichtung 100 genügt es, wenn mindestens eine der Dichtungslagen ein Positionierkanal-Durchgangsloch 112, 132 aufweist, dessen Rand 126 an der Umfangsfläche des Positionierelements 150 reibschlüssig anliegt; die Positionierkanal-Durchgangslöcher 112, 132 in den weiteren Lagen der Flachdichtung 100 können in der Haltestellung von dem Positionierelement 150 beabstandete Ränder aufweisen.
Eine in 6 dargestellte zweite Ausführungsform einer Flachdichtung 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform dadurch, daß die Haltebereiche 124, 138 der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112, 132 einen Randradius R_H aufweisen, welcher kleiner ist als der Außenradius R_P des Halteteils 162 des Positionierelements 150.
Das mit dieser zweiten Ausführungsform einer Flachdichtung 100 zusammenwirkende Positionierelement 150 weist eine längs des Umfangs des Halteteils 162 umlaufende Auskehlung 172 auf, so daß der Halteteil 162 einen kleinsten Radius R_I aufweist, welcher kleiner ist als der Randradius R_H der Haltebereiche 124, 138 der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112, 132.
Die zweite Ausführungsform einer Flachdichtung 100 kann somit aus der Einführstellung in die in 6 dargestellte Haltestellung gebracht werden, in welcher die Ränder 126 der Haltebereiche 124, 138 in die Auskehlung 172 des jeweils zugeordneten Positionierelements 150 eingreifen und die Oberseite 174 der Auskehlung 172 eine Hinterschneidung bildet, durch welche die Dichtungslagen 102, 104 der Flachdichtung 100 formschlüssig an dem Positionierelement 150 gehalten sind.
Im übrigen stimmt die zweite Ausführungsform einer Flachdichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in den 7 und 8 dargestellte dritte Ausführungsform einer Flachdichtung 100 ist als Zylinderkopfdichtung ausge bildet, welche eine oder mehrere Dichtungslagen 102 umfaßt, die jeweils im wesentlichen die Form eines Rechtecks mit zwei Langseiten 176 und mit zwei Schmalseiten 178 aufweisen.
In jeder der Dichtungslagen 102 sind mehrere, beispielsweise vier, Brennraum-Durchgangsöffnungen 180, mehrere, beispielsweise acht, Befestigungsschrauben-Durchgangsöffnungen 182 sowie mehrere, beispielsweise zwei, Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 ausgebildet.
Jedes der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 ist als Langloch ausgebildet, welches sich von einem Einführbereich 120, der von einem Rand 122 mit dem Radius R_E berandet wird, längs einer geradlinigen Längsachse 114 zu einem Haltebereich 124, der von einem Rand 126 mit einem Radius R_H berandet wird, verengt, wobei der Radius R_H kleiner ist als der Radius R_E und im wesentlichen gleich groß ist wie der Radius R_P des Halteteils 162 eines zugeordneten Positionierelements 150, welches an einem der abzudichtenden Bauteile, beispielsweise an dem Motorblock, angeordnet ist.
Wie aus 7 zu ersehen ist, verlaufen die Längsachsen 114 der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 im wesentlichen parallel zu den Langseiten 176 der Dichtungslagen 112 der Flachdichtung 100; ferner sind die Längsachsen 114 der beiden Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 der Dichtungslage 102 kollinear zueinander ausgerichtet.
Die an dem abzudichtenden Bauteil angeordneten Positionierelemente 150 weisen voneinander denselben Abstand auf wie einander entsprechende Ränder der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112, so daß die Flachdichtung 100 von oben über die Positionierelemente 150 in die in 7 dargestellte Einführstellung schiebbar ist, wobei die Positionierelemente 150 in die Einführbereiche 120 der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 eingeführt werden.
Anschließend ist die Flachdichtung 100 durch eine Verschiebung längs der in 7 mit 184 bezeichneten Pfeile, das heißt durch eine Verschiebung parallel zu den Langseiten 176 der Dichtungslagen 102, aus der in 7 dargestellten Einführstellung in die in 8 dargestellte Haltestellung überführbar.
In dieser Haltestellung liegen die Ränder 126 der Haltebereiche 124 der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 über einen Winkel von jeweils ungefähr 180° an der Umfangsfläche des Halteteils 162 des jeweiligen Positionierelements 150 an, so daß die jeweilige Dichtungslage 102 reibschlüssig an dem Positionierelement 150 gehalten ist.
Die einzelnen Lagen der Flachdichtung 100 sind durch Vernietung mittels Nieten 186 miteinander verbunden, so daß es für eine Vormontage der Flachdichtung 100 an den Positionierelementen 150 ausreicht, wenn mindestens eine Lage der Dichtung 100 reibschlüssig an den Positionierelementen 150 gehalten ist.
Auch bei der dritten Ausführungsform einer Flachdichtung 100 bilden die übereinander angeordneten, insbesondere miteinander fluchtenden, Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 der verschiedenen Dichtungslagen 102 zusammen jeweils einen Positionierkanal 166 mit einem Einführbereich 168, in den jeweils ein Positionierelement 150 in der Einführstellung der Flach dichtung 100 einführbar ist, und mit einem Haltebereich 170, in welchem jeweils ein Positionierelement 150 in der Haltestellung der Flachdichtung aufgenommen ist.
Eine in 9 dargestellte vierte Ausführungsform einer Flachdichtung 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform lediglich dadurch, daß die Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 der Dichtungslagen 102 als Langlöcher ausgebildet sind, deren geradlinige Längsachsen 114 parallel zu den Schmalseiten 178 der Dichtungslagen 102 ausgerichtet sind.
Ferner sind die Längsachsen 114 verschiedener Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 bei dieser Ausführungsform nicht kollinear, sondern lediglich parallel zueinander ausgerichtet.
Bei dieser Ausführungsform wird die Flachdichtung 100 aus der in 9 dargestellten Einführstellung durch eine zu den Schmalseiten 178 der Flachdichtung 100 parallele Verschiebung längs der Verschiebungsrichtung 184 in die (nicht dargestellte) Haltestellung überführt.
Im übrigen stimmt die vierte Ausführungsform einer Flachdichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der dritten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Auch bei der dritten und vierten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß – wie bei der zweiten Ausführungsform – die Haltebereiche 124 der Positionierkanal-Durchgangslöcher 112 einen Randradius R_H aufweisen, welcher kleiner ist als der Außenradius R_P des Halteteils 162 eines mit einer Auskehlung versehenen Positionierelements, so daß die Flachdichtung in der Haltestellung durch Formschluß an den Positionierelementen gehalten ist.
Eine in 10 dargestellte fünfte Ausführungsform einer Flachdichtung 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform lediglich dadurch, daß an den Positionierkanal-Durchgangslöchern 112 der oberen Dichtungslage 102 der Flachdichtung 100, von denen eines in 10 dargestellt ist, zwischen dem Einführbereich 120 und dem Haltebereich 124 zwei kleine Vorsprünge 190 von einander gegenüberliegenden Seiten aus in das Positionierkanal-Durchgangsloch 112 vorstehen, so daß zwischen dem Einführbereich 120 und dem Haltebereich 124 eine Engstelle 192 gebildet wird, deren Weite W_E, welche dem Abstand zwischen den einander zugewandten Spitzen der Vorsprünge 190 entspricht, kleiner ist als der Durchmesser 2R_P des Halteteils 162 des Positionierelements 150.
Die Vorsprünge 190 stehen nur wenige Zehntelmillimeter in das Positionierkanal-Durchgangsloch 112 vor. Wenn die Flachdichtung 100 nach dem Einführen des Positionierelements 150 in den Einführbereich 120 von der Einführstellung in die Haltestellung bewegt wird, passiert das Positionierelement 150 die durch die Vorsprünge 190 gebildete Engstelle 192, wobei die Vorsprünge 190 aus dem Weg des Positionierelements 150 verdrängt werden und nach Passieren des Positionierelements 150 in ihre ursprüngliche Lage zurückfedern. Nach dem Zurückfedern in ihre Ausgangslage tragen die Vorsprünge 190 dazu bei, die Flachdichtung 100 an dem Positionierelement 150 zu halten, und verhindern, daß sich die Flachdichtung 100 unge wollt aus der in 10 dargestellten Haltestellung in die Einführstellung, in welcher das Positionierelement 150 in dem Einführbereich 120 aufgenommen ist, zurückbewegt.
Um diese Funktion zu erfüllen, reicht es aus, wenn lediglich das Positionierkanal-Durchgangsloch 112 der oberen Dichtungslage 102 mit den Vorsprüngen 190 versehen ist.
Wenn es aus Gründen der Vereinheitlichung der Herstellung der beiden Dichtungslagen 102, 104 erwünscht ist, kann auch das entsprechende Positionierkanal-Durchgangsloch 132 in der unteren Dichtungslage 104 mit solchen Vorsprüngen 190 versehen werden.
Vorzugsweise wird aber nur eine der Dichtungslagen 102, 104 mit den Vorsprüngen 190 versehen, um die Kraft zu begrenzen, welche dazu erforderlich ist, die Flachdichtung 100 von der Einführstellung in die Haltestellung zu bewegen.
Im übrigen stimmt die fünfte Ausführungsform einer Flachdichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Auch die Positionierkanal-Durchgangslöcher der zweiten bis vierten Ausführungsform einer Flachdichtung 100 können in der vorstehend beschriebenen Weise mit Vorsprüngen zur Bildung einer Engstelle zwischen dem Einführbereich und dem Haltebereich des betreffenden Positionierkanal-Durchgangslochs versehen sein.

Claims

Flachdichtung zur Anordnung an einem abzudichtenden Bauteil, umfassend eine oder mehrere Lagen (102, 104), wobei in der Lage oder in den Lagen der Flachdichtung (100) jeweils mindestens ein Positionierkanal-Durchgangsloch (112, 132) gebildet ist und diese Positionierkanal-Durchgangslöcher mindestens einen Positionierkanal (166) zur Aufnahme eines an dem Bauteil (148) angeordneten Positionierelements (150) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierkanal (166) einen Einführbereich (168) aufweist, in welchen das Positionierelement (150) in einer Einführstellung der Flachdichtung (100) einführbar ist, und einen Haltebereich (170) aufweist, in welchem das Positionierelement (150) in einer Haltestellung der Flachdichtung (100) aufgenommen ist, wobei die Flachdichtung (100) in der Haltestellung an dem Positionierelement (150) gehalten ist, wobei die Flachdichtung (100) durch eine im wesentlichen parallel zu einer Hauptfläche (147) der Flachdichtung (100) gerichtete Bewegung in die Haltestellung überführbar ist und wobei der Positionierkanal (166) eine zwischen dem Einführbereich (168) und dem Haltebereich (170) angeordnete Engstelle (192) aufweist.
Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung (100) durch eine Drehung in die Haltestellung überführbar ist.
Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung (100) durch eine Verschiebung in die Haltestellung überführbar ist.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung (100) in der Haltestellung reibschlüssig an dem Positionierelement (150) gehalten ist.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung in der Haltestellung formschlüssig an dem Positionierelement (150) gehalten ist.
Flachdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionierelement (150) eine Hinterschneidung (174) aufweist, welche die Flachdichtung (100) in der Haltestellung hintergreift.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführbereich (168) des Positionierkanals (166) einen größeren Querschnitt aufweist als das Positionierelement (150).
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rand (126) des Haltebereichs (170) des Positionierkanals (166) in der Haltestellung der Flachdichtung (100) mit mindestens zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen des Positionierelements (150) in Kontakt steht.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionierkanal-Durchgangsloch (112, 132) als Langloch ausgebildet ist.
Flachdichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Langloch eine gekrümmte Längsachse (114) aufweist.
Flachdichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lage (102, 104) der Flachdichtung (100) mehrere Positionierkanal-Durchgangslöcher (112, 132) umfaßt, deren Längsachsen (114) längs zueinander konzentrischer Kreise verlaufen.
Flachdichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Langloch eine im wesentlichen geradlinige Längsachse (114) aufweist.
Flachdichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (114) des Langlochs im wesentlichen parallel zu einer Langseite (176) der Flachdichtung (100) ausgerichtet ist.
Flachdichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (114) des Langlochs im wesentlichen parallel zu einer Schmalseite (178) der Flachdichtung (100) ausgerichtet ist.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lage (102, 104) der Flachdichtung (100) mehrere Positionierkanal-Durchgangslöcher (112) umfaßt, deren Längsachsen (114) im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachdichtung (100) mehrere Lagen (102, 104) umfaßt und daß die Positionierkanal-Durchgangslöcher (112, 132) verschiedener Lagen (102, 104) der Flachdichtung (100) miteinander fluchten.
Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Engstelle (192) durch mindestens einen Vorsprung (190), der am Rand eines Positionierkanal-Durchgangslochs (112) ausgebildet ist, begrenzt ist.
Bauteilgruppe, umfassend mindestens ein abzudichtendes Bauteil (148), an dem mindestens ein Positionierelement (150) angeordnet ist, und eine Flachdichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 17.