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Die
Erfindung betrifft zumindest im Wesentlichen metallische Flachdichtungen,
insbesondere Zylinderkopfdichtungen, und zwar eine für eine solche Flachdichtung
vorgesehene Metallblechlage, die mit mindestens einer Abstützvorrichtung
zur Aufnahme von bei eingebauter Dichtung auf diese einwirkenden Pressungskräften versehen
ist, wobei die Abstützvorrichtung
auf mindestens einer Seite der Metallblechlage mindestens eine durch
Prägen
erzeugte derartige Erhebung aufweist, dass in dem mit der Erhebung versehenen
Bereich der Metallblechlage deren Gesamtdicke größer als in diesem Bereich benachbarten
Bereichen der Metallblechlage ist.
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Vor
allem bei Zylinderkopfdichtungen, deren Dichtungsplatte aus einer
oder mehreren übereinander
angeordneten Metallblechlagen besteht, sind derartige Abstützvorrichtungen
bekannt, wobei es sich bei diesen Abstützvorrichtungen um so genannte
Stopper oder andere Abstützvorrichtungen
handelt, welche Bauteilverzügen,
insbesondere des Zylinderkopfs, entgegenwirken. Bei einem Stopper
handelt es sich um einen Verformungsbegrenzer, welcher einer in
einer Metallblechlage der Dichtungsplatte vorgesehenen federelastischen
Abdichtsicke zugeordnet und dieser (in einer Draufsicht auf die
Dichtungsplatte) benachbart angeordnet ist und dem Zweck dient,
beim Einbau der Zylinderkopfdichtung und im Motorbetrieb eine übermäßige Abflachung der
Abdichtsicke zu verhindern. Andere, bei Zylinderkopfdichtungen vorgesehene
Abstützvorrichtungen, die
nicht einer Abdichtsicke zugeordnet sind, liegen zum Beispiel nahe
der Peripherie der Dichtungsplatte oder in der Nähe von Schraubenlöchern der
Dichtungsplatte für
den Durchtritt von Zylinderkopfschrauben.
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An
Zylinderkopfdichtungenvorgesehene derartige Abstützvorrichtungen sind in folgenden
Ausführungsformen
bekannt: Eine oder mehrere, in eine Metallblechlage eingeprägte Sicken,
welche in einer Draufsicht auf die Metallblechlage eine Mäanderlinie bilden;
mehrere kurze, nebeneinander angeordnete, in eine Metallblechlage
eingeprägte
Sicken sowie Abstützvorrichtungen
aus einer Vielzahl anderer diskreter Erhebungen, die in einer Draufsicht
auf die mit der Abstützvorrichtung
versehene Metallblechlage ein zweidimensionales Muster solcher Erhebungen bilden.
Die Erhebungen werden durch Prägen
nach Art eines Tiefzieh- oder Fließpressvorgangs an der Metallblechlage
erzeugt – bei
der Herstellung durch eine tiefziehartige Umformung der Metallblechlage liegen
den auf einer Seite der Metallblechlage befindlichen Erhebungen
entsprechende Vertiefungen auf der anderen Seite der Metallblechlage
gegenüber, bei
der Herstellung durch eine Umformung der Metallblechlage nach Art eines
Fließpressvorgangs
können
sich auf ein und derselben Seite der Metallblechlage sowohl Vertiefungen,
als auch Erhebungen befinden, wobei die letzteren von Material der
Metallblechlage gebildet werden, welches beim Einprägen der
Vertiefungen verdrängt
wurde – bei
der Herstellung durch einen Fließpressvorgang können sich aber
auch auf beiden Seiten der Metallblechlage Vertiefungen und Erhebungen
befinden oder wurden Vertiefungen nur in die eine Seite der Metallblechlage derart
eingeprägt,
dass dadurch verdrängtes
Material auf der anderen Lagenseite diskrete Erhebungen bildet.
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Ergänzend sei
bemerkt, dass die Erfindung ausschließlich solche geprägte Abstützvorrichtungen betrifft,
die unter dem beim Einbau der Flachdichtung und im Betrieb auf diese
einwirkenden Pressungskräften
zumindest nahezu standfest sind, das heißt beim Einbau und im Betrieb
ihre Höhe
bzw. Dicke nicht oder zumindest nicht nennenswert ändern, und zwar
weder durch eine elastische, noch durch eine plastische Verformung
des mit der Abstützvorrichtung
versehenen Bereichs der Metallblechlage. Die von der vorliegenden
Erfindung betroffenen, durch Prägen
einer Metallblechlage erzeugten Abstützvorrichtungen unterscheiden
sich also ganz grundsätzlich
von in Metallblechlagen metallischer Flachdichtungen eingeprägten Profilierungen,
die der so genannten Höhenanpassung
der Flachdichtung bei deren Einbau zwischen Dichtflächen von
Maschinenbauteilen dienen – bei
einer solchen Höhenanpassung
werden die Kämme
oder Kuppen der Erhebungen solcher Profilierungen unter der Wirkung
der auf die Flachdichtung einwirkenden Einspannkräfte örtlich unterschiedlich
stark abgeflacht, so dass sich die Flachdichtung an die unter Umständen örtlich unterschiedliche
Breite oder Weite des Dichtspalts anpassen kann, den die erwähnten Maschinenbauteil-Dichtflächen zwischen
sich bilden und der die Flachdichtung aufnimmt.
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Die
von der vorliegenden Erfindung betroffenen Metallblechlagen und
ihre Abstützvorrichtungen sind
also so dimensioniert und/oder aus einem solchen Werkstoff und/oder
aufgrund des Prägevorgangs
im Bereich der Abstützvorrichtungen
derart kaltverfestigt, dass die Abstützvorrichtungen unter den beim
Einbau und im Betrieb der Flachdichtungen auf diese einwirkenden
Pressungskräften
zumindest im Wesentlichen standfest und nicht dickenverformbar sind.
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Bei
der Herstellung der vorstehend geschilderten Abstützvorrichtungen
bekannter Zylinderkopfdichtungen wird der Prägevorgang mittels Prägewerkzeugen
durchgeführt,
die als Patrizen oder als eine Paarung von Patrizen und Matrizen
gestaltet sind und wie Stempel auf die umzuformende Metallblechlage
einwirken. Diese Art der Herstellung hat die folgenden Nachteile:
Da es sich bei den für
metallische Flachdichtungen verwendeten Blechen um Stahlbleche,
gegebenenfalls um Bleche aus Federstahl, handelt, die, wenn die
betreffende Blechlage keine federelastischen Abdichtsicken aufweist,
sondern nur mit einer oder mehreren Abstützvorrichtungen versehen ist,
auch noch eine nicht unerhebliche Dicke haben, benötigt man
hohe Pressenkräfte
für die
Betätigung
der Presswerkzeuge, das heißt
teuere Pressen; außerdem
haben die Presswerkzeuge aufgrund der hohen Beanspruchungen verhältnismäßig geringe
Standzeiten, das heißt
sie verschleißen
verhältnismäßig rasch,
und wenn eine Abstützvorrichtung
von einem zweidimensionalen Muster aus einer Vielzahl diskreter
Erhebungen gebildet wird, neigen die dem Einprägen der entsprechenden Vertiefungen dienenden
Werkzeugvorsprünge
zum Ausbrechen, da – in
einer Draufsicht auf die mit einer solchen Abstützvorrichtung versehene Metallblechlage – die Erhebungen
und Vertiefungen verhältnismäßig geringe Abmessungen
haben.
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Um
diese Nachteile zu beseitigen oder zumindest zu minimieren, wird
erfindungsgemäß vorgeschlagen,
eine mit mindestens einer Abstützvorrichtung
versehene Metallblechlage der vorstehend erwähnten Art so zu gestalten,
dass die Erhebung bzw. Erhebungen sowie gegebenenfalls vorhandene
Vertiefungen der Abstützvorrichtung
als durch mindestens eine auf der Metallblechlage abgewälzte Prägewalze
erzeugte Erhebung bzw. Erhebungen bzw. Vertiefungen ausgebildet
ist bzw. sind.
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Hierzu
ist auf Folgendes hinzuweisen: Bei der Herstellung der Erhebung
bzw. Erhebungen der Abstützvorrichtung
mittels einer sich auf der Metallblechlage abwälzenden Prägewalze ergibt sich im Bereich
der Abstützvorrichtung
eine andere Gefügestruktur
der Metallblechlage als bei der Herstellung der Erhebung bzw. Erhebungen
mittels eines nach Art eines Stempels auf die Metallblechlage einwirkenden
Prägewerkzeugs;
bei dem Merkmal, dass die mindestens eine Erhebung als durch mindestens eine
auf der Metallblechlage abgewälzte
Prägewalze erzeugte
Erhebung ausgebildet ist, handelt es sich also um ein strukturelles
Merkmal der mit der Abstützvorrichtung
versehenen Metallblechlage. Ferner muss beim Prägevorgang eine Prägewalze
mit wesentlich geringeren Kräften
gegen die umzuformende Metallblechlage angepresst werden als bei
der Durchführung
des Prägevorgangs
mittels eines nach Art eines Stempels auf die Metallblechlage einwirkenden
Prägewerkzeugs,
da in jedem Augenblick des Prägevorgangs
die Prägewalze
nur mit einem streifenartigen Bereich ihres Umfangs gegen das umzuformende
Metallblech angepresst wird.
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Wenn
die Abstützvorrichtung
nur auf einer Seite der Blechlage Erhebungen und gegebenenfalls diesen
zugeordnete Vertiefungen aufweist und die Blechlage auf der anderen
Seite im Bereich der Abstützvorrichtung
eben ist, bedarf es nur umgeformter Bereiche auf der einen Seite
der Blechlage. Alternativ weist die Metallblechlage jedoch auf ihren
beiden Seiten durch mindestens zwei einander gegenüberliegende
Prägewalzen
erzeugte Erhebungen und/oder Vertiefungen auf. Vor allem dann, wenn
die Verformung der Blechlage im Bereich der zu erzeugenden Abstützvorrichtung
nach Art eines Tiefziehvorgangs erfolgt, liegt im Bereich der Abstützvorrichtung
einer auf einer Seite der Blechlage vorgesehenen Erhebungen auf
der anderen Seite der Blechlage mindestens eine Vertiefung gegenüber; in
diesem Fall entspricht die Form der mindestens einen Vertiefung
ungefähr
der Form der mindestens einen Erhebung, dies kann aber auch auf
den Fall zutreffen, dass die Verformung der Blechlage nach Art eines Fließpressvorgangs
erfolgt.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung
weist diese auf mindestens einer Seite der Metallblechlage ein zweidimensionales
Muster diskreter Erhebungen auf, die vorteilhafterweise ungefähr nach
Art eines Wabenmusters angeordnet sind, um eine möglichst
hohe "Packungsdichte" der Erhebungen und
damit eine möglichst
hohe Steifigkeit der Abstützvorrichtung
zu erzielen. Besonders bevorzugt werden Ausführungsformen, bei denen die
diskreten Erhebungen die Form von Noppen, kegelstumpfförmigen oder
pyramidenstumpfförmigen
Vorsprüngen
aufweisen.
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Wie
sich aus dem Vorstehenden ergibt, kann eine erfindungsgemäße Abstützvorrichtung
einen einer federelastischen und damit hinsichtlich ihrer Höhe verformbaren
Abdichtsicke zugeordneten Stopper (Verformungsbegrenzer) bilden,
das heißt eine
bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Metallblechiage
ist für
eine Verwendung in einer Flachdichtung vorgesehen, welche mindestens eine
Fluid-Durchgangsöffnung
(Durchgangsöffnung für Gase oder
Flüssigkeiten)
und eine diese umschließende,
federelastische Abdichtsicke aufweist, wobei die an der Blechlage
vorgesehen Abstützvorrichtung
Bestandteil einer der Abdichtsicke zugeordneten Verformungsbegrenzungsvorrichtung
zur Begrenzung der Abflachung der Abdichtsicke beim Einbau und im
Betrieb der Flachdichtung ist.
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Ist
die erfindungsgemäße Metallblechiage für eine mehrere
Brennraumöffnungen
und Schraubenlöcher
für Zylinderkopfschrauben
aufweisende Zylinderkopfdichtung vorgesehen, weist eine vorteilhafte
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Metallblechiage
zusätzlich
zu Abdichtsicken und diesen zugeordneten Verformungsbegrenzungsvorrichtungen
eine oder mehrere erfindungsgemäße Abstützqvorrichtungen
auf, die im Abstand von den Brennraumöffnungen und insbesondere der
Peripherie der Zylinderkopfdichtung benachbart angeordnet ist bzw.
sind.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Metallblechiage,
die sich auszeichnet durch mindestens eine angetriebene Prägewalze
zum Abwälzen
auf einem und Anpressen gegen ein durch ein Widerlager abgestütztes Metallblech,
wobei die Prägewalze
an ihrem Umfang mit einer der Topographie der zu erzeugenden Abstützvorrichtung
entsprechenden und zu dieser inversen Topographie versehen ist.
Wenn das umzuformende Metallblech im Bereich der Abstützvorrichtung
auf einer Seite eben bleiben soll, kann es sich bei den Widerlager
um eine ebene Auflage für das
Blech handeln, gegebenenfalls aber auch um eine drehbare Walze mit
nicht-profiliertem Umfang. Wenn die Blechlage im Bereich der Abstützvorrichtung
auf ihren beiden Seiten mit einer Topographie versehen werden soll,
das heißt
mit Erhebungen und/oder Vertiefungen, weist die erfindungsgemäße Einrichtung
auch als Widerlager eine Prägewalze auf,
die an ihrem Umfang mit einer an die zu erzeugende Abstützvorrichtung
angepassten Topographie versehen ist.
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Die
erwähnte
Walze (bzw. Walzen) könnte frei
drehbar gelagert und ohne einen rotatorischen Antrieb sein, zum
Beispiel dann, wenn das umzuformende Blech durch einen von zwei
einander gegenüberliegenden
Walzen gebildeten Walzenspalt gezogen oder geschoben wird; alternativ
könnte
die Walze (bzw. die Walzen) mit einem Linearantrieb versehen sein,
mit dem die Walze relativ zum Blech verschoben und dabei auf dem
Blech abgewälzt
wird; schließlich
kann die Walze (bzw. die Walzen) mit einem Drehantrieb versehen
sein, um auf eine Vorschubrichtung für das Blech verzichten zu können und
einen Schlupf zwischen dem Walzenumfang und dem umzuformenden Blech
zu vermeiden, und bei einem Walzenpaar wird vorteilhafterweise ein
Antrieb für
eine synchrone Rotation der beiden Walzen verwendet.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Einrichtung
ist die Prägewalzentopographie
an Umfangsbereichen der Prägewalze ausgebildet,
welche über
die anderen Umfangsbereiche der Prägewalze in bezüglich der
Walzenachse radialer Richtung überstehen.
Dadurch lassen sich nicht nur die Anpresskräfte auf den umzuformenden Bereich
der Metallblechlage konzentrieren und dadurch minimieren, sondern
auch Strukturen einer erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung erzeugen, welche
sich sonst gegebenenfalls mittels einer Prägewalze nicht herstellen ließen.
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Schließlich betrifft
die Erfindung noch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Metallblechlage,
welche sich dadurch auszeichnet, dass die Erhebungen und/oder Vertiefungen
mittels mindestens einer sich auf der Metallblechlage abwälzenden
Prägewalze
nach Art eines Tiefzieh- oder Fließpressvorgangs erzeugt werden.
In diesem Zusammenhang sei ergänzend
zu den vorstehenden Ausführungen
noch bemerkt, dass bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
die Prägewalze
je nach Gestaltung ihrer Umfangstopographie relativ zum umzuformenden
Blech nicht linear bewegt werden muss, sondern sie kann auch mit
sich kontinuierlich ändernder
Orientierung der Walzenachse relativ zum Blech bewegt werden, zum
Beispiel dann, wenn eine um eine Durchgangsöffnung der Metallblechlage
herum verlaufende Verformungsbegrenzungsvorrichtung erzeugt werden
soll.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
eignet sich besonders gut für
das Umformen von Bereichen eines Blechbandes, aus dem dann später durch Stanzen
mehrere erfindungsgemäße Metallblechlagen
erzeugt werden; in diesem Fall zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren
dadurch aus, dass die Achse der Prägewalze quer zur Längsrichtung
des Blechbandes verläuft
und die Prägewalzenachse
und das Blechband relativ zueinander in Längsrichtung des Blechbandes
bewegt werden.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den beigefügten Zeichnungen
und deren nachfolgender Beschreibung; in der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf einen Teil einer für eine Zylinderkopfdichtung
vorgesehenen erfindungsgemäßen Metallblechlage,
welche um Brennraumöffnungen
herum mit als Stoppern dienenden erfindungsgemäßen Abstützvorrichtungen und an der
Peripherie der Blechlage und damit der Dichtungsplatte der Zylinderkopfdichtung
mit anderen erfindungsgemäßen Abstützvorrichtungen
versehen ist, durch die Bauteilverzüge, vor allem eines Zylinderkopfs,
minimiert werden;
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2 den
Ausschnitt "A" aus 1 in
größerem Maßstab;
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3 einen
Teil einer Flachdichtung in perspektivischer und teilweise geschnittener
Darstellung, und zwar einer Flachdichtung mit drei übereinander angeordneten
Metallblechlagen, von denen eine innen liegende Blechlage mit einer
erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung
versehen ist;
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4 eine
Draufsicht auf einen Teil der in 3 gezeigten
Abstützvorrichtung;
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5 einen
Schnitt durch die mit der Abstützvorrichtung
versehene Blechlage entsprechend der Linie 5-5 in 4;
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6 einen
Teil eines Schnitts durch ein Prägewalzenpaar
einer erfindungsgemäßen Einrichtung
und durch ein Blechband, welches durch einen von dem Walzenpaar
gebildeten Walzenspalt hindurch läuft, wobei die Schnittebene
parallel zu den zueinander parallelen Achsen der Prägewalzen
und senkrecht zur Längsrichtung
und damit zur Vorschubrichtung des Blechbandes verläuft;
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7 eine
schematische perspektivische Darstellung eines Längsabschnitts eines erfindungsgemäßen Prägewalzenpaares;
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8 eine
schematische Stirnansicht einer erfindungsgemäßen Prägewalze;
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9 eine
schematische Draufsicht auf einen Längsabschnitt eines Metallblechbandes,
welches mit geprägten
erfindungsgemäßen Abstützvorrichtungen
versehen ist und aus dem sich durch Stanzen mehrere erfindungsgemäße Metallblechlagen
für Zylinderkopfdichtungen
herstellen lassen, und
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10 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung.
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Bei
dem in 1 dargestellten Teil einer erfindungsgemäßen Metallblechlage
für eine
Zylinderkopfdichtung für
einen Mehrzylindermotor handelt es sich um einen Teil einer so genannten
Stopperlage einer mehrlagigen Zylinderkopfdichtung, welche außer der
Stopperlage noch mindestens eine so genannte Funktionslage aufweist,
welche mit federelastischen Abdichtsicken versehen ist, die die
Brennraumöffnungen
der Zylinderkopfdichtung umschließen – bei einer Stopperlage handelt
es sich um eine solche Lage einer mehrlagigen Zylinderkopfdichtung, welche
mit Abstützvorrichtungen
versehen ist, die als Verformungsbegrenzer (Stopper) für die Abdichtsicken
einer benachbarten Funktionslage dienen.
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Die
in 1 gezeigte Stopperlage 10 hat mehrere
Brennraumöffnungen 12,
Schraubenlöcher 14 für den Durchtritt
von Zylinderkopfschrauben sowie weitere Öffnungen und Löcher zum
Beispiel für den
Durchtritt von Kühlmittel
und Schmieröl.
Bei der Stopperlage 10 handelt es sich um eine erfindungsgemäße Metallblechlage,
die aus einem Stahl bestehen soll, der sich durch Prägen nach
Art eines Tiefzieh- oder Fließpressvorgangs
umformen lässt.
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Wie
sich aus den 1 und 2 ergibt,
ist die Stopperlage 10 mit zwei erfindungsgemäßen Abstützvorrichtungen
unterschiedlicher Art und Funktion versehen: Um die Brennraumöffnungen 12 herum weist
die Stopperlage 10 jeweils eine erste Abstützvorrichtung 18 auf,
welche im Folgenden als Stopper bezeichnet werden wird und die zugeordnete
Brennraumöffnung 12 in
einer Draufsicht auf die Stopperlage 10 kreisringförmig umschließt. Erwähnt sei
in diesem Zusammenhang, dass wenn die Zylinderkopfdichtung zwischen
einander benachbarten Brennraumöffnungen
nur schmale Stege aufweist, die zwei einander benachbarten Brennraumöffnungen
zugeordneten Stopper 18 im Bereich dieser Stege in einander übergehen,
das heißt
zusammenlaufen können,
so dass die Stopper nicht voneinander getrennte Elemente bilden,
sondern die Brennraumöffnungen brillenartig
umschließen.
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Die
erfindungsgemäßen ersten
Abstützvorrichtungen
werden also dadurch charakterisiert, dass sie jeweils einer Brennraumöffnung der
Zylinderkopfdichtung und mindestens einer dieser Brennraumöffnung zugeordneten
Abdichtsicke der Zylinderkopfdichtung zugeordnet sind und beim Einbau
und im Betrieb der Zylinderkopfdichtung die Abdichtsicke vor einer übermäßigen Abflachung
schützen.
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An
der Peripherie der Stopperlage 10, und zwar insbesondere
im Bereich der Längsenden
der Stopperlage, ist diese mit zweiten erfindungsgemäßen Abstützvorrichtungen 20 versehen,
die dadurch charakterisiert sind, dass sie keiner Brennraumöffnung und
keiner für
die Abdichtung um eine Brennraumöffnung
herum vorgesehenen Abdichtsicke zugeordnet sind und außerdem einen
erheblichen Abstand von den Brennraumöffnungen und den Abdichtsicken
aufweisen; bei bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung umschließen
derartige zweite Abstützvorrichtungen
auch keine der Öffnungen
der Stopperlage 10. In diesem Zusammenhang sei aber auf
Folgendes hingewiesen: Wenn eine Funktionslage zusätzlich zu
den der Abdichtung um die Brennraumöffnungen herum dienenden Abdichtsicken
mit weiteren Abdichtsicken versehen ist, mit denen gegen den Durchtritt
von Kühlflüssigkeit
oder Schmieröl
abgedichtet wird, könnten
auch diesen Abdichtsicken erste erfindungsgemäße Abstützvorrichtungen der Stopperlage 10 zugeordnet
sein; außerdem
oder alternativ könnten
zweite Abstützvorrichtungen
in der Nähe
von Schraubenlöchern 14 vorgesehen
sein, die ein Schraubenloch auch umschließen können. In jedem Fall dienen
die zweiten erfindungsgemäßen Abstützvorrichtungen
nicht als Verformungsbegrenzer für
eine Abdichtsicke, sondern der Minimierung von Bauteilverzügen, insbesondere eines
Zylinderkopfs, und/oder der Schraubenloch-nahen Aufnahme von durch
die Zylinderkopfschrauben aufgebrachten Pressungskräften. Schließlich kann
eine erfindungsgemäße erste
Abstützvorrichtung
auch noch dazu verwendet werden, elastomere Dichtraupen oder Dichtlippen
vor einer übermäßigen Verformung
zu schützen,
welche auf eine Metallblechlage einer Zylinderkopfdichtung aufgebracht
wurden, um zum Beispiel gegen den Durchtritt von Kühlflüssigkeit
abzudichten.
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Wie
vorstehend erwähnt
wurde, können
erfindungsgemäße Abstützvorrichtungen
Erhebungen aufweisen, welche die Form von Sicken haben, die in einer
Draufsicht auf die erfindungsgemäße Metallblechlage
einen mäanderförmigen Verlauf
haben. Zeichnerisch dargestellt wurden jedoch erfindungsgemäße Abstützvorrichtungen
mit diskreten Erhebungen, die in einer Draufsicht auf die betreffende Abstützvorrichtung
ein insbesondere regelmäßiges zweidimensionales
Muster solcher Erhebungen bilden, und zwar im Besonderen ein wabenförmiges Muster
(siehe 4).
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In 3 sind
Teile zweier Funktionslagen 30 und 32 aus Federstahlblech
und einer dazwischen angeordneten Stopperlage 10 dargestellt,
wobei der in 3 gezeigte Teil einer Zylinderkopfdichtung auch
einen Teil des Umfangs einer Brennraumöffnung 12 erkennen
lässt.
Jede der beiden Funktionslagen 30 und 32 hat eine
die Brennraumöffnung 12 kreisringförmig umschließende federelastische
Abdichtsicke 34 bzw. 36, bei denen es sich um
so genannte Vollsicken handelt, welche in Richtung auf die Stopperlage 10 vorspringen
und bezüglich
der Brennraumöffnung 12 radial
außerhalb
der Abstützvorrichtung 18 der
Stopperlage 10 liegen.
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Wie
die 3 erkennen lässt,
weist die Stopperlage 10 im Bereich der Abstützvorrichtung 18 auf beiden
Seiten eingeprägte
Vertiefungen 40 und beim Prägen entstandene Erhebungen 42 auf,
wobei die Erhebungen 42 durch Material der Stopperlage 10 gebildet
werden, welches beim Einprägen
der Vertiefungen 40 verdrängt wurde. Bei der Erzeugung
der Abstützvorrichtung 18 wurde
also die Stopperlage 10 beim Prägen nach Art eines Fließpressvorgangs
umgeformt. In Folge der Erhebungen 42 ist die Stopperlage 10 im
Bereich der Abstützvorrichtung 18 dicker als
in dem an die Abstützvorrichtung 18 angrenzenden
Bereich der Stopperlage 10, damit die Abstützvorrichtung 18 jedoch
als Stopper im üblichen
Sinne wirken kann, stehen die Erhebungen 42 um ein Maß über die
beiden Hauptoberflächen
des unverformten Bereichs der Stopperlage 10 über, welches
kleiner ist als die Höhe
der Abdichtsicke 34 bzw. der Abdichtsicke 36,
damit sich die Abdichtsicken beim Einbau und im Betrieb der Zylinderkopfdichtung
federelastisch etwas abflachen können,
ehe die Erhebungen 42 mit ihren Kuppen gegen die Funktionslagen 30 und 32 anliegen.
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Bei
der in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform
haben die Erhebungen 42 ungefähr die Form eines Pyramidenstumpfs,
und die Erhebungen 42 bilden Reihen von im Abstand voneinander
angeordneten Erhebungen 42, wobei die Erhebungen 42 einer
Reihe gegenüber
den Erhebungen 42 zweier dieser Reihe benachbarter Reihen
versetzt angeordnet sind. Auf diese Weise bilden die Erhebungen 42 auf
jeder Seite der Stopperlage 10 ein zweidimensionales Muster ähnlich einem
Wabenmuster (in einer Draufsicht auf die Stopperlage).
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Die 6 zeigt
Teile zweier Prägewalzen 50 und 52,
die zwischen sich einen Walzenspalt 54 bilden, durch den
hindurch ein Blechband 56 verläuft, dessen Vorschubrichtung
senkrecht zur Zeichnungsebene der 6 verlaufen
soll. Die Achsen der beiden Prägewalzen 50 und 52 wurden
mit 50a bzw. 52a bezeichnet; sie verlaufen parallel
zueinander und senkrecht zur Vorschubrichtung des Blechbands 56. Die
beiden Prägewalzen 50 und 52 werden
durch einen nicht dargestellten Antrieb synchron und gegenläufig zueinander
angetrieben.
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In
einander gegenüberliegenden
Bereichen des Umfangs 50b der Prägewalze 50 und des
Umfangs 52b der Prägewalze 52 weist
jede Prägewalze eine
Topographie auf, welche mit 50c bzw. 52c bezeichnet
wurde; die Walzentopographien sind so gestaltet, dass sich mit ihnen
die Topographie der Abstützvorrichtung 18 oder
der Abstützvorrichtung 20 in das
Blech der Stopperlage 10 einprägen lässt.
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Die 7 zeigt
zwei Prägewalzen 50 und 52 zur
gleichzeitigen Herstellung mehrerer der ersten Abstützvorrichtungen 18 mit
Vertiefungen 40 und Erhebungen 42 auf beiden Seiten
eines Blechs, aus dem die Stopperlage 10 gebildet werden
soll. Zwischen den beiden Prägewalzen 50 und 52 befindet sich
der nicht deutlich erkennbare Walzenspalt 54 für den Durchlauf
des zur Stopperlage 10 umzuformenden Blechs. Jede der beiden
Prägewalzen 50 und 52 hat
an ihrem Umfang in Abwandlung der in 6 dargestellten
Ausführungsform
kreisringförmige
Rippen 60, welche über
die anderen Umfangsbereiche der Prägewalzen vorstehen und so gestaltet
und angeordnet sind, dass bei einem synchronen, gegenläufigen Antrieb
der beiden Prägewalzen 50, 52 die Rippen 60 der
einen Prägewalze
jeweils den Rippen 60 der anderen Prägewalze gegenüberliegen.
Was die 7 nicht erkennen lässt, weil
die Größenverhältnisse
eine Darstellung nicht zulassen, ist der Umstand, dass die Rippen 60 an
ihren Oberseiten, das heißt
ihren Rücken
oder Kuppen, mit Topographien versehen sind, welche den Topographien
der zu prägenden
Abstützvorrichtung
entsprechen und wegen des durchzuführenden Prägevorgangs zu diesen Topographien
invers sind.
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In
der in 8 gezeigten Stirnansicht einer der beiden Prägewalzen 50 und 52 sind
die Rippen 60 gleichfalls erkennbar, aber wieder ohne ihre
Topographien. Bei der bevorzugten, in den 7 und 8 dargestellten
Ausführungsform
hat jede der Prägewalzen
längs ihres
Umfangs mehrere dem Prägen
erfindungsgemäßer Abstützvorrichtungen
dienende und letzteren entsprechende erhabene Bereiche mit den entsprechenden
Topographien, so dass sich der in 9 dargestellte
Abschnitt eines Blechbandes 70 im Zuge einer einzigen Umdrehung
einer Prägewalze
oder eines Prägewalzenpaares
mit den in 9 gezeigten erfindungsgemäßen Abstützvorrichtungen
versehen lässt.
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Aus
dem in 9 dargestellten Abschnitt des Blechbands 70,
welches bereits gemäß der Erfindung
mit Abstützvorrichtungen 18 und 20 versehen worden
ist, lassen sich durch Stanzen drei Stopperlagen 10 herstellen,
die für
Zylinderkopfdichtungen für 4-Zylinder-Motoren
vorgesehen sind, wobei gleichzeitig mit dem Ausstanzen der Stopperlagen 10 auch die
Brennraumöffnungen 12 sowie
weitere, in 9 nicht gezeigte Öffnungen
und Löcher
der Stopperlagen ausgestanzt werden können.
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Die
in 10 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Einrichtung
wird von einem Blechband 70 in Richtung des Pfeils F durchlaufen
und weist die folgenden Einheiten auf, aus deren Beschreibung sich
ergibt, dass auch anders vorgegangen werden kann, als dies vorstehend
anhand der 9 beschrieben wurde: Eine Prägestation 80,
eine Lochstanzstation 82, eine Planierstation 84 und
eine Lagenstanzstation 86, welche in der Vorschubrichtung
F hintereinander angeordnet sind.
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Die
Prägestation 80 ist
mit den synchron und gegenläufig
angetriebenen Prägewalzen 50 und 52 versehen.
Bei der Lochstanzstation 82 handelt es sich um eine übliche Konstruktion
zum Ausstanzen der Öffnungen
und Löcher
der herzustellenden erfindungsgemäßen Metallblechlagen aus dem
Blechband 70. Bei der Planierstation 84 handelt
es sich um eine pressenähnliche
Einrichtung, mit welcher sich erfindungsgemäß die folgenden Schritte oder
ein Teil dieser Schritte durchführen
lässt:
Nach der Herstellung der Erhebungen einer erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung
durch Prägen
kann es zweckmäßig sein,
die Kuppen der Erhebungen der Abstützvorrichtung zu planieren;
gegebenenfalls kann dabei die Abstützvorrichtung mit einem Höhenprofil
versehen werden, so dass die Kuppen der Erhebungen der Abstützvorrichtung
nicht überall
auf demselben Niveau liegen, sondern eine Abstützvorrichtung zum Beispiel um
eine Brennraumöffnung 12 herum
mit einem Höhenprofil
versehen werden kann. Bei der Lagenstanzstation 86 handelt
es sich wieder um eine übliche
Stanzeinrichtung, mit welcher die einzelnen Stopperlagen 10 aus
dem Blechband 70 ausgestanzt werden.