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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung, die zur Abdichtung
zwischen zwei Bauteilen geeignet ist. Derartige Dichtungen werden beispielsweise
im Motorenbau zum Abdichten von z. B. Zylinderkopf gegen Einlass-
oder Auslasskrümmer,
insbesondere aber zum Abdichten von Rohrleitungen und sonstigen
Verbindungen im Abgasstrang einschließlich der Abgasrückführung sowie
im Bereich der Aufladung verwendet.
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Derartige
Bauteile weisen oftmals keine planen (ebenen) Oberflächen auf,
zwischen denen abgedichtet werden soll. Vielmehr sind die abzudichtenden
Oberflächen
oftmals dreidimensional verformt, beispielsweise konisch gekrümmt. Die
vorliegende Erfindung betrifft nun Dichtungen zur Abdichtung derartiger
Oberflächen.
Angepasst an die abzudichtenden Oberflächen weisen derartige Dichtungen
daher flächige,
jedoch nicht ebene Dichtungslagen auf. Dies bedeutet, dass die ein zelne
Dichtungslage zwar eine flächige
Ausdehnung aufweist, d. h. die Dicke der Dichtungslage ist erheblich
kleiner als ihre Längs- und
Querausdehnung, jedoch ist die Dichtungslage derart verformt, dass
sich die Fläche
der Dichtungslage nicht mehr im Wesentlichen in einer Ebene erstreckt.
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Ein
Beispiel für
eine derartige Dichtung ist eine im Motorenbau übliche Rohrflanschdichtung,
die in konischer Form eine Öffnung
abdichtend umgibt. Wie viele Dichtungen im Motorenbau weist auch
eine Rohrflanschdichtung oftmals eine Sicke auf, die in der Fläche der
Dichtungslage verläuft
und eine abzudichtende Öffnung
umschließt.
Herkömmlicherweise wird
in diesem Bereich des Dichtungsbaus aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten
einer dreidimensional verformten, flächigen Dichtungslage kein Verformungsbegrenzer
benachbart zu der Dichtsicke angeordnet. Wird ein Verformungsbegrenzer
(Stopper) eingesetzt, so wird als solcher üblicherweise ein umgefalzter
Stopper oder ein aufgeschweißter
Ring verwendet, der die erforderliche Materialdicke des Stoppers
zur Verfügung
stellt.
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Nachteilig
an diesem Stand der Technik ist es, dass entweder die Dichtungen
ohne Stopper ungünstige
Dichtungseigenschaften aufweisen oder ein Stopper lediglich mit
sehr hohem Aufwand, insbesondere zusätzlichem Materialaufwand oder
zusätzlichen
Arbeitsgängen,
in die Dichtung zu integrieren ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Dichtung zur Abdichtung
zwischen nicht-ebenen Oberflächen
zweier Bauteile zu schaffen, die eine flächige, jedoch nicht ebene,
d. h. eine dreidimensional verformte Dichtungslage aufweist, wobei
diese zusätz lich
mit einer Struktur versehen sein soll, die kostengünstig in
die Dichtung einzubringen ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Dichtung nach Anspruch 1 sowie ihre Verwendung
nach Anspruch 36 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Dichtung werden in den
jeweiligen abhängigen
Ansprüchen
gegeben.
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Die
Dichtung weist erfindungsgemäß mindestens
eine flächige,
jedoch nicht ebene Dichtungslage auf. Die Dichtungslage wird dann
als flächig
bezeichnet, sofern ihre Längs-
und Querausdehnung erheblich größer ist
als ihre Dicke, beispielsweise in einer Richtung um das über 5 fache,
vorteilhafterweise über
10 fache länger
als dick ist. Diese Dichtungslage ist bei der vorliegenden Erfindung
dreidimensional verformt, d. h. nicht eben. Dies bedeutet, dass
die Flächenausdehnung
der Dichtungslage sich nicht im wesentlichen, also beispielsweise
unter Außerachtlassung
lokaler Prägungen
in der Dichtungslage, in einer einzigen Ebene erstreckt, sondern
die Dichtungslage beispielsweise zwei Bereiche aufweisen kann, die
unter einem Winkel gegeneinander abgewinkelt sind. Sie kann andererseits
auch eine konische oder sphärische
Form aufweisen, so dass die Dichtungslage die Mantelfläche eines
Kegelstumpfes bildet.
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Um
gute elastische Abdichteigenschaften der Dichtungslage zu erzielen,
enthält
oder besteht die Dichtungslage im Wesentlichen aus Stahl, insbesondere
federhartem Stahl, Federstahl, Edelstahl, temperaturstabilem Stahl.
Beispielsweise wird nickelreicher Stahl oder kohlenstoffreicher
Stahl verwendet. Auch ein kaltverformbarer, mittels Temperaturbehandlung
aushärtbarer
Stahl eignet sich für
die erfindungsge mäße Dichtungslage.
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Wie
aus dem Stand der Technik bekannt, können die Oberflächen der
Dichtungslage dabei partiell oder vollflächig beschichtet sein. Dabei
sind ein- oder beidseitige Beschichtungen möglich. Je nach Anwendungsfall
werden Beschichtungen zur Mikroabdichtung, zur Reibungsverminderung,
Korrosionsschutzbeschichtungen oder auch metallische Überzüge zur Verbesserung
der Hitzebeständigkeit – ggf. auch
in Kombination – verwendet.
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Die
erfindungsgemäße Dichtung
weist weiterhin eine Durchgangsöffnung
auf, die durch die Dichtung abgedichtet werden soll. Zumindest bereichsweise
um die Durchgangsöffnung
läuft in
mindestens einer der oben beschriebenen Dichtungslagen eine in die
Dichtlage eingeprägte
periodische Struktur mit mindestens einer Periode um. Diese periodische
Struktur ist in die Dichtungslage derart eingeprägt, dass die Gesamtdicke der
Dichtungslage im Bereich der periodischen Struktur größer ist
als die Materialdicke der Dichtungslage selbst. Dies bedeutet, dass
durch die periodische Struktur eine Abdicht- und/oder Stopperstruktur
um die Durchgangsöffnung erzeugt
wird.
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Diese
periodische Struktur kann beispielsweise die Form einer näherungsweise
senkrecht zur Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung wellenförmigen und
um die Durchgangsöffnung
umlaufenden Profilierung ausgebildet sein. Diese wellenförmige Profilierung
kann insbesondere einen sinusförmigen Querschnitt
aufweisen. Es ist auch möglich,
dass die wellenförmige
Profilierung einen trapezförmigen Querschnitt
besitzt. Ebenso sind Zwischenformen zwischen sinus- und trapezförmig möglich.
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Bei
einer derartigen wellenförmigen
periodischen Struktur können
die jeweiligen Wellenberge bzw. Wellentäler auch abgeflacht bzw. abgeplattet sein,
wodurch sich eine besonders wirksame Auflagefläche der Struktur auf die benachbarten
abzudichtenden Flächen
ausbildet. Weiterhin sind die Höhen der
Wellenberge, d. h. die Amplitude, nicht unbedingt über die
gesamte Profilierung konstant, sondern können in bestimmten Umfangsbereichen
um die Durchgangsöffnung
unter Berücksichtigung
der jeweiligen geometrischen Gestalt unterschiedlich hoch sein.
In gleicher Weise können
auch die Abstände
der Wellenberge zueinander variiert werden. Eine Variation ist dabei
innerhalb der Profilierung in zur Umfangsrichtung senkrechter Weise
als auch längs
zur Umfangsrichtung möglich.
Auch die Anzahl der Wellen, die senkrecht zur Umfangsrichtung aufeinanderfolgen
und Teil der Profilierung sind, kann in unterschiedlichen Umfangsbereichen
der Durchgangsöffnung
unterschiedlich groß sein.
Auch die Profilhöhen und/oder
die Abstände
der Wellenberge der Profilierung, gesehen in senkrechter Richtung
zur Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung, können in verschiedenen Umfangsbereichen
um die Durchgangsöffnung
unterschiedlich groß sein.
Durch eine derartige unterschiedliche Gestaltung und Dimensionierung kann
die wellenförmige
Profilierung an jede erdenkliche Anforderung angepasst werden, indem
die Elastizität,
die Federsteife oder auch ein gezieltes gewünschtes Maß an plastischer Verformung
in den unterschiedlichen Bereichen der Profilierung längs der Umfangsrichtung
der Durchgangsöffnung,
individuell eingestellt wird.
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Verdichtete
Bereiche der Profilierung weisen dabei eine geringere Elastizität auf und
sind nur begrenzt plastisch verformbar. Hierdurch kann die Dichtlinie
oder auch der Verformungsbegrenzer versteift werden. Insgesamt ist
es dadurch möglich,
eine individuelle, ausreichende und dauerhafte Dichtwirkung der
erfindungsgemäßen Dichtung
durch entsprechende Gestaltung der Profilierung sowohl senkrecht
zur Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung als auch längs der
Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung
zu erreichen. Nicht zuletzt ist es auch vorteilhafterweise möglich, die
auf verschiedenen Seiten der Dichtungslage angeordneten Wellenberge/-täler einer
wellenförmigen
periodischen Struktur bezüglich
ihrer Form, beispielsweise ihrer Höhe, des Abstands zwischen einzelnen
Wellenbergen bzw. Wellentälern,
ihrer geometrischen Form und/oder Materialdicke und dergleichen
verschieden auszugestalten. Dadurch kann die Dichtfunktion und die
Stopperfunktion auf beiden Seiten der Dichtungslage individuell
auf die jeweilige benachbarte abzudichtende Fläche abgestimmt werden.
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Die
Elastizität
und Federsteife der einzelnen Wellen einer derartigen wellenförmigen periodischen Profilierung
kann weiterhin dadurch variiert werden, dass die Profilierung im
Bereich der Berge und/oder Täler
gestaucht ist, so dass die Berge und/oder Täler im Vergleich zur Flanke
der jeweiligen Welle eine Materialverjüngung aufweisen. In anderer
Weise kann auch die Flanke einer Welle gestaucht sein, so dass sie
im Vergleich zu den Wellenbergen und/oder -tälern eine Verjüngung bezüglich ihrer
Materialdicke aufweist. Die Dicke kann dabei senkrecht zu der Materialoberfläche im Bereich
der Flanke und senkrecht zur Materialoberfläche im Bereich der Berge oder
Täler gemessen
werden.
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Insbesondere
zur Ausbildung eines Stoppers, der eine relativ hohe Federsteifigkeit
aufweisen soll, bietet es sich an, eine Flankenverjüngung vorzusehen.
Dadurch wird, selbst wenn die Höhe
der Stopperwelle kleiner ist als die Höhe einer benachbarten Dichtsicke,
eine ausreichend hohe Inelastizität erzielt, damit die Stopperwelle
auch als Verformungsbegrenzer für
die höhere
Dichtsicke wirken kann. Dasselbe gilt, wenn die Dichtsicke durch
zwei benachbarte, mit ihren Wellenbergen aufeinanderliegende Sicken
in verschiedenen Dichtungslagen ersetzt wird.
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Die
erfindungsgemäße periodische
Struktur eignet sich hervorragend, um die Dichtung an die geometrischen
Gegebenheiten und beispielsweise auch an die dort auftretenden Kräfte anzupassen
und die Dichtung an diesen Bauteilen abzustützen. Sie kann weiterhin selbst
Dichtfunktion übernehmen
oder als Verformungsbegrenzer einen Stopper für eine benachbarte Dichtstruktur,
beispielsweise eine um die Durchgangsöffnung umlaufende Sicke, darstellen. Eine
derartige periodische Struktur kann topographisch an die Form der
abzudichtenden Bauteile angepasst werden.
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Neben
der beschriebenen Welle als periodische Dichtstruktur, die senkrecht
zur Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung einen wellenförmigen Querschnitt
aufweist, sind auch weitere Strukturformen vorteilhaft einsetzbar.
Dasselbe gilt, wenn eine Dichtsicke durch zwei oder mehr benachbarte,
insbesondere mit ihren Köpfen
aufeinanderliegenden Sicken in verschiedenen Dichtungslagen ersetzt
wird.
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Derartige
Strukturen sind insbesondere in den Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben.
Sie weisen in Schnitten durch die Dichtungslage senkrecht zur Fläche der
Dichtungslage und parallel oder senkrecht zur Um fangsrichtung der
Durchgangsöffnung
diskrete, benachbart zueinander aufeinander folgende Erhebungen
und Vertiefungen auf. Im Schnitt betrachtet liegen dabei Erhebungen
auf einer Oberfläche
direkt Vertiefungen auf einer anderen Oberfläche gegenüber. Die Erhebungen bzw. Vertiefungen
können im
Querschnitt U-förmig
sein. Sie entstehen beispielsweise, wenn längs der Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung eine
quer zur Umfangsrichtung mäandrierende
Struktur in die Dichtungslage eingeprägt ist. Alternativ kann auch
eine Struktur ausgebildet werden, bei der senkrecht zur Umfangsrichtung der
Durchgangsöffnung
eine Vielzahl von Sicken sich annähernd parallel zueinander über eine
bestimmte Länge
erstrecken. Eine weitere Möglichkeit
für hier einsetzbare
periodische Strukturen sind schachbrettartige oder wabenförmige, regelmäßige Muster
von Noppen, deren Kappen vorteilhafterweise abgeflacht und ungefähr parallel
zur Flächenrichtung
der Dichtungslage ausgebildet sind.
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Ein
dem schachbrettartigem Muster ähnliches
Muster entsteht, wenn die jeweiligen Erhebungen und/oder Vertiefungen
einer wellenartig ausgebildeten Struktur aus sickenförmigen,
konzentrisch zueinander und zur Durchgangsöffnung verlaufenden Erhebungen
und Vertiefungen über
Stege miteinander verbunden sind. In Abhängigkeit vom Abstand der Stege
entsteht dann auch hier ein schachbrettartiges Muster.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn in einer Aufsicht auf die Dichtungslage
die von den Erhebungen insgesamt eingenommene Fläche mindestens die Hälfte der
Gesamtfläche
der periodischen Struktur beträgt.
Vorteilhafterweise ist die von den Erhebungen insgesamt eingenommene
Fläche
deutlich größer als
50 der Gesamtfläche.
Dabei wird unter der von einer Erhebung eingenommenen Fläche diejenige
Fläche
all derjenigen Bereiche der Dichtungslage verstanden, welche bei
der Erzeugung der Erhebung durch Verformen der Dichtungslage verformt
wurden, d. h. aus der Ebene, die durch die Dichtungslage ohne die
Verformungen bzw. vor der Verformung definiert ist, herausragen.
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Vorteilhafterweise
folgen die Erhebungen und Vertiefungen, in einer Aufsicht auf eine
Oberfläche
der Dichtungslage, in Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung aufeinander.
Dies ist beispielsweise bei den oben beschriebenen mäandrierenden oder
auch bei den schachbrettartigen oder wabenförmigen regelmäßigen Strukturen
der Fall.
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Diese
Strukturen bilden, wenn die Dichtungslage in Schnitten betrachtet
wird, die längs
der Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung und senkrecht zur Fläche der
Dichtungslage erfolgen, mit den Kuppen der Erhebungen, die gegen
benachbarte Dichtflächen
angepresst werden, die Durchgangsöffnung in Umfangsrichtung zumindest
bereichsweise oder auch vollständig
umgebende, zumindest bereichsweise zusammenhängende oder auch vollständig miteinander
zusammenhängende,
längs zu der
Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung
jedoch periodisch durchbrochene Kontaktzonen. Eine derartige Ausbildung
von Kontaktzonen, wie sie beispielhaft durch die oben angegebenen
mäandrierenden, schachbrettartigen
oder wabenförmigen
Muster erzeugt werden, ermöglicht
es, in denjenigen Bereichen der erfindungsgemäßen Dichtung Dichtelemente
oder Stopper vorzusehen, wo diese tatsächlich erforderlich sind.
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Insgesamt
ergibt sich für
die erfindungsgemäße Dichtung,
dass für
sie ein besonders kostengünstiger
Fertigungsprozess durchgeführt
werden kann, da es nicht erforderlich ist, beispielsweise einen
Stopper auf die Dichtung mittels eines weiteren Fertigungsschritts
(Aufschweißen
eines Rings oder Umfalzen) aufzubringen. Vielmehr ist es nun möglich, die
periodische Struktur in ein noch ebenes, flaches Blech, das später zur
Dichtungslage werden soll, einzuprägen, daraufhin dieses Blech
in die 3D-Form umzuformen und gegebenenfalls gleichzeitig mit dieser Umformung
oder anschließend
eine Dichtstruktur, wie beispielsweise eine Sicke in das Blech einzubringen,
insbesondere zu prägen.
Eine andere Kombination oder Abfolge der drei genannten Verformungsvorgänge Prägen der
Profilierung, Prägen
der Sicke und dreidimensionale Verformung ist ebenso denkbar. Eine
Kombination aller drei Schritte in einem Arbeitshub ist ebenfalls
möglich.
Im Anschluss an das Umformen und Einprägen der Sicke wird die Dichtung
aus dem Blech ausgestanzt. Auf diese Weise wird weder ein zusätzliches
Material noch ein zusätzlicher
Arbeitsgang erforderlich, um eine Sicke mit Stopper in eine derartige
dreidimensional geformte Dichtung einzubringen. Die fertige Dichtung
kommt fertig fallend aus dem Werkzeug. Alternativ sind auch andere
Fertigungsabfolgen denkbar.
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Weder
die Durchgangsöffnung
noch die Außenkontur
der Dichtung selbst müssen
notwendigerweise rotationssymmetrisch oder gar kreisförmig sein.
Die Dichtung kann auch ovale oder sonstige Formen aufweisen.
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Die
periodische Struktur muss auch nicht notwendigerweise vollständig um
die Durchgangsöffnung
umlaufen. Vorteilhaft ist es jedoch gegebenenfalls, die periodische
Struktur vollständig
um die Durchgangsöffnung
umlaufen zu lassen.
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Die
erfindungsgemäße Dichtung
kann auch mehrere Dich tungslagen aufweisen, die in entsprechender
Weise wie oben beschrieben ebenfalls periodische Strukturen aufweisen.
Die periodischen Strukturen können
sich dabei beispielsweise in ihrer Profilhöhe, dem Abstand der Wellenberge
oder in ihren Krümmungsradien
unterscheiden.
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Die
Dichtungslage ist bei der erfindungsgemäßen Dichtung als nicht-ebene
Dichtungslage ausgestaltet. Eine derartige nicht-ebene Dichtungslage kann
beispielsweise in Form einer konischen Dichtungslage vorliegen.
Neben einem konischen Bereich, allgemein einem nicht-ebenen Bereich,
kann die Dichtungslage einen weiteren ebenen Bereich aufweisen.
Ein ebener Bereich liegt dann vor, wenn dieser Bereich – wie bereits
oben beschrieben – sich im
wesentlichen in einer einzigen Ebene erstreckt, beispielsweise in
einer Ebene, die durch die Mittelachse der Durchgangsöffnung als
Normale definiert wird. Dieser kann sich sowohl zur Durchgangsöffnung hin
orientiert oder auch zur Außenseite
der Dichtungslage hin orientiert an den konischen bzw. allgemein
nicht-ebenen Bereich anschließen.
Auch weitere Ausgestaltungen, die sowohl ebene als auch nicht-ebene
Bereiche aufweisen, sind möglich.
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Besonders
vorteilhaft wird die Dichtung ausgestaltet, wenn sie zum einen eine
um die Durchgangsöffnung
umlaufende Sicke, beispielsweise eine Vollsicke oder Halbsicke,
aufweist und benachbart zu der Sicke in derselben Dichtungslage
oder einer benachbarten Dichtungslage eine erfindungsgemäße periodische
Struktur als Verformungsbegrenzer (Stopper) angeordnet ist. Die
Sicke und der Stopper können
von der Durchgangsöffnung
aus gesehen in beliebiger Reihenfolge hintereinander angeordnet werden.
Es ist auch nicht erfor derlich, dass die periodische Struktur als
Stopper der Sicke auf ihrem gesamten Umfang benachbart ist. Es genügt, den
Stopper abschnittsweise anzuordnen, z. B. auch auf dafür vorgesehenen
Auskragungen der Dichtungslage.
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In
Abhängigkeit
von der dreidimensionalen Form der erfindungsgemäßen Dichtung können Sicke
und erfindungsgemäßer Stopper
auch in verschiedenen Bereichen der dreidimensionalen Form der Dichtung
angeordnet sein. Beispielsweise ist es möglich, die Sicke in einem ersten
ebenen Bereich anzuordnen, während
der Stopper in einem zweiten Bereich angeordnet wird, der seinerseits
zwar eben, jedoch unter einem Winkel gegenüber dem ersten ebenen Bereich
verläuft.
Es ist auch eine Anordnung der Sicke und des Stoppers im selben
Bereich, d. h. auf einer Seite benachbart zu der Abwinkelung, möglich.
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Die
erfindungsgemäße Dichtung
eignet sich insbesondere zur Abdichtung von Rohrverbindungen zweier
miteinander verbundener Rohre. Insbesondere kann sie verwendet werden,
um Rohre mit konischen oder sphärischen
Enden zum korrespondierenden Eingriff ineinander miteinander abdichtend
zu verbinden. Derartige Rohrverbindungen treten insbesondere bei
Abgasleitungen von Brennkraftmaschinen auf. Jedoch auch im allen
weiteren Bereichen, in denen Rohrverbindungen auftreten oder Flächen gegeneinander
abgedichtet werden müssen,
kann die vorliegende erfindungsgemäße Dichtung eingesetzt werden.
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Im
Folgenden werden nun einige Beispiele erfindungsgemäßer Dichtungen
gegeben. Dabei bezeichnen in sämtlichen
Figuren gleiche und ähnliche Bezugszeichen
gleiche und ähnliche
Elemente.
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Es
zeigen
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1 fünf verschiedene
erfindungsgemäße Dichtungen
in Aufsicht;
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2 acht
verschiedene erfindungsgemäße Dichtungen
im Querschnitt; und
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3 eine
weitere erfindungsgemäße Dichtung.
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1 zeigt
in den Teilbildern A bis E verschiedene Dichtungen 1, die
mindestens die hier gezeigte Dichtlage 2 aufweisen. Die
Dichtlage 2 umgibt dabei in den Figuren A, B, C und D in
symmetrischer Weise eine Mittelachse 3. Die Dichtlage 2 ist
aus einem Blech ausgestanzt und weist eine Öffnung 6 als Durchlassöffnung beispielsweise
für eine
Abgasführung,
einen Brennraum, eine Flüssigkeit
oder dergleichen auf. Die Lage 2 weist auf der der Öffnung 6 zugewandten
Seite einen Innenrand 4 und auf der abgewandten Seite einen
Außenrand 5 auf.
Die Lage 2 weist an ihrem Innenrand 4 ansonsten
bekannte Laschen 17 auf, die als Zentriervorrichtungen
dienen.
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In 1B sind Vorsprünge 7a bis 7c dargestellt,
an denen der umlaufende Durchmesser der Dichtlage 2 am
Außenrand 5 vergrößert ist.
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Sämtliche
der in 1 dargestellten Dichtungen weisen eine Dichtsicke 11 auf,
die die Durchlassöffnung 6 umgibt
und diese abdichtet. Benachbart zu der Sicke 11 ist eine
periodische Struktur 12 angeordnet, die als Verformungsbegrenzer
(Stopper) für
die Dichtsicke 11 wirkt. In 1A ist
auch die periodische Struktur 12 vollständig umlaufend ebenso wie in
den 1C, 1D und 1E. In 1B verläuft die periodische
Struktur 12 in einzelnen Abschnitten 12a, 12b, 12c in
den Auskragungen 7a, 7b bzw. 7c und umgibt
damit die Dichtsicke 11 nicht vollständig.
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Die
periodische Struktur 12 ist in den in 1 dargestellten
Beispielen von Dichtungen 1 als periodische wellenförmige Profilierung
dargestellt, die im Querschnitt senkrecht zur Umfangsrichtung der
Durchlassöffnung 6 und
der Sicke 11 eine wellenförmige, insbesondere sinusförmige Struktur
aufweist. Die Höhe
der einzelnen Wellen in der periodischen Struktur 12 ist
dabei niedriger als die Summe der Höhen der die primäre Dichtlinie
bildenden Dichtsicken in den Dichtungslagen.
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In 1 sind
fünf verschiedene
Formen, insbesondere runde, viereckige, dreieckige und frei geformte
Formen einer erfindungsgemäßen Dichtung dargestellt.
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2 zeigt
nun insgesamt acht Querschnitte durch verschiedene erfindungsgemäße Dichtungen. Die
Dichtungen können
je nach Anwendung beschichtet oder nicht beschichtet sein, auf eine
diesbezügliche
Darstellung in den Figuren wurde zugunsten der Übersichtlichkeit verzichtet.
Sie weisen eine im wesentlichen konische dreidimensionale, d. h. nicht-ebene
Form auf. Im Querschnitt ist zu erkennen, dass in den 2A bis 2G jeweils
einer Dichtsicke 11 ein wellenförmiger Stopper 12 zugeordnet
ist. Dieser wellenförmige
Stopper 12 weist in periodischer Abfolge Erhebungen 15 auf,
denen unmittelbar gegenüberliegend
korrespondierende Vertiefungen 16 zugeordnet sind. Sowohl
die Erhebungen 15 als auch die Vertiefungen 16 werden
beim Prägen
der periodischen Struktur 12 im selben Arbeitsgang erzeugt.
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In
den 2A bis 2C ist
die Dichtlage 2 als mit Sicken und Stoppern versehenes
geprägtes
und in eine konische Form umgeformtes Blech zu erkennen. Der wellenförmige Stopper
kann entweder auf der Außenseite
der Sicke 11 wie in 2A, beiderseits
der Sicke 11 als Stopper 12a und Stopper 12b wie
in 2B in der Mitte zwischen zwei Sicken 11a und 11b als
Stopper 12 wie in 2C angeordnet sein.
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In 2D ist die Form der Dichtlage 2 nicht nur
konisch, sondern auch ihrerseits in sich gekrümmt, so dass sie auf einem
Kugelabschnitt verläuft,
also zusätzlich
sphärisch
ausgebildet ist.
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In 2E und 2F sowie 2G ist die Dichtlage 2 in zwei
Abschnitte 8, 9 unterteilt, die unter einem vorbestimmten
Winkel an einer Knickstelle 10 abgewinkelt sind. In 2E weist die Dichtlage einen ersten äußeren flachen
und ebenen Abschnitt 8 auf, während der innere Abschnitt 9 unter
einem Winkel an der Knickstelle 10 gegenüber dem
ersten Abschnitt 8 abgewinkelt als konischer Abschnitt 9 ausgebildet
ist.
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In 2E ist in der dem konischen zweiten inneren
Abschnitt 9 die Dichtsicke 11 ausgebildet, während der
Stopper in dem äußeren flachen
und ebenen Abschnitt 8 eingeprägt ist.
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In 2F ist eine Dichtung wie in 2E dargestellt, wobei die Sicke 11 nunmehr
jedoch in dem äußeren Abschnitt 8 angeordnet
ist. Der innere Abschnitt 9 trägt nun den wellenförmigen Stopper 12.
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In 2G sind sowohl der äußere als auch der innere Abschnitt,
die unter einem vorbestimmten Winkel an der Knickstelle 10 gegeneinander
abgewinkelt sind, konisch ausgebildet, wobei der äußere Abschnitt 8 einen
sich nach oben öffnenden
Kegelmantel und der Abschnitt 9 einen sich nach unten öffnenden
Kegelmantel darstellen. Auch hier ist die Sicke im inneren Abschnitt 9 angeordnet,
während
die wellenförmige
Profilierung im äußeren Abschnitt 8 eingeprägt ist.
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2H zeigt eine Dichtung wie in 2A, wobei diese jedoch keine Sicke aufweist,
sondern lediglich eine wellenförmige
Profilierung zur Abdichtung. Diese wellenförmige Profilierung weist, wie
in den vorhergehenden Beispielen der 2A bis 2G, Erhebungen 15 und ihnen direkt
gegenüberliegende korrespondierende
Vertiefungen 16 auf. Beidseits der Dichtungslage 2 ist über die
gesamte Profilierung 12 hinweg ein Elastomer 13 als
zusätzliches
Dichtelement aufgebracht.
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3 zeigt
nun ein weiteres Beispiel einer Dichtung, wie sie beispielsweise
in 1A bereits dargestellt wurde. Im
Unterschied zu dieser Dichtung zeigt nun die Ausschnittsvergrößerung,
dass am Außenrand 5 benachbart
zu der Sicke 11 eine periodische Profilierung 12 angeordnet
ist, die als mäandrierende
Sicke ausgebildet ist. Diese mäandrierende
Sicke weist im Querschnitt längs
des Umfangsrands der Öffnung 6 eine
noppenförmige
Struktur mit Erhebungen und Vertiefungen auf. Diese periodische Struktur
dient als Verformungsbegrenzer für
die Sicke 11, die die eigentliche Dichtlinie bildet, die
die Öffnung 6 umgibt.