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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine ringförmige
Metalldichtung, die dazu ausgebildet ist, an dem Halsbereich einer
Schraube oder eines Schraubenbolzens zum Befestigen von Abdeckungen
sowie eines Außengewindes zum Befestigen von Sensoren,
wie z. B. einem Drucksensor oder einem Temperatursensor, angebracht
zu werden.
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Einschlägiger Stand
der Technik
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Herkömmlicherweise
werden Bolzen, Schrauben oder Schraubenbolzen an geeigneten Bereichen
eines Abdeck- bzw. Deckelelements angeordnet, und ein Befestigungsvorgang
wird unter Anordnung einer um das Deckelelement herum angebrachten
Dichtung zwischen dem Befestigungsbereich und der Schraube ausgeführt,
so daß das Deckelelement, wie z. B. die Kipphebelabdeckung
und die Ölwanne eines Motors, auf diese Weise an dem Befestigungsbereich
angebracht und befestigt werden können.
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Eine
Dichtungsscheibe (ringförmige Metalldichtung) mit Elastizität
wird zwischen der Befestigungseinrichtung und dem Deckelelement
angeordnet, um eine Dichtungswirkung um die Befestigungseinrichtung
herum sowie eine Schall- und Vibrationssteuerung hinsichtlich des
Deckelelements zu erzielen. Wenn die Sensoren, wie etwa ein Drucksensor und
ein Temperatursensor, an einem Befestigungsbereich angebracht werden,
dann wird eine ähnliche Dichtungsscheibe zwischen einer
Befestigungs schraube mit Außengewinde und einem Sensorgehäuse
angeordnet, um eine Vibrationssteuerung der Sensoren zu erzielen.
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Eine
solche Dichtungsscheibe wird manchmal in einem Zustand bewegt und
transportiert, in dem der Halsbereich eines Schraubenbolzens und einer
Schraube mit Außengewinde (die im folgenden allgemein als
Befestigungseinrichtung bezeichnet werden) vorab in die innere Öffnung
(Befestigungseinrichtungs-Öffnung) eingesetzt ist. Wenn
in einem solchen Fall die Befestigungseinrichtung einfach in die
innere Öffnung der Dichtungsscheibe eingesetzt ist, kommt
es manchmal zum Lösen der Befestigungseinrichtung während
des Beförderungsvorgangs und des Transports, so daß eine
Rippe in der inneren Öffnung ausgebildet wird oder ein
Verstemm-Verformungsvorgang für die innere Öffnung ausgeführt
wird, um dadurch ein Herausfallen zu verhindern.
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Ein
solcher Vorgang zum Verhindern eines Herausfallens macht jedoch
einen zusätzlichen Arbeitsvorgang bei der Herstellung einer
Dichtungsscheibe erforderlich und führt manchmal zu Beschädigungen
an dem Halsbereich und dem Gewindebereich der Befestigungseinrichtung.
Das Patentdokument 1 und das Patentdokument 2 offenbaren einer Dichtungsscheibe
(Metalldichtungsscheibe), bei der eine innere Öffnung,
in die die Befestigungseinrichtung einzuführen ist, einen
Dichtungsbereich aus Gummi- oder Kunstharzmaterial aufweist, so
daß sie in elastischer Weise an der eingeführten
Befestigungseinrichtung gehalten ist.
- Patentdokument
1: Japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung
6-82424-U1
- Patentdokument 2: Japanische
Gebrauchsmusterveröffentlichung 7-32218-U1
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Offenbarung der Erfindung
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Mit der Erfindung zu lösende
Probleme
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Bei
der in dem Patentdokument 1 offenbarten Dichtungsscheibe ist eine
Vielzahl von Kernmaterialien (Metallring oder Metallring mit Verbundschicht) zusammenlaminiert,
und ein Dichtungselement mit Flansch ist in integraler Weise in
dem Umfangsbereich vorgesehen, um die Kernmaterialien in elastischer
Weise festzulegen. Die Dichtungsscheibe weist verbesserte Dichtungseigenschaften
und eine hohe Befestigungsbelastbarkeit auf, so daß sie
in bevorzugter Weise zum Anbringen und Befestigen der vorstehend
genannten Abdeckeinrichtungen verwendet wird.
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Der
größere Teil der Befestigungsbelastung wird jedoch
auf den Flanschbereich des Dichtungselements mit Flansch aufgebracht,
so daß er in hohem Maße einer Ermüdung
ausgesetzt ist und seine Alterung im Laufe der Zeit beschleunigt
wird. Da ferner eine Vielzahl von Kernelementen zusammenlaminiert
und integral ausgebildet ist, erfordert die große Dicke
dieser Dichtungsscheibe einen langen Halsbereich für eine
objektive Befestigungseinrichtung.
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Dagegen
ist bei der in dem Patentdokument 2 offenbarten Metalldichtungsscheibe
ein ringförmiges Gummimaterial mit großer Dicke
an dem Innenbereich des Metallscheibenkörpers angebracht,
ein Justier-Metallpaßstück ist in Anlage an der
unteren Oberfläche des Metallscheibenkörpers und
der Außenumfangsfläche des Gummimaterials vorgesehen, und
die Dicke des Justier-Metallpaßstücks ist dazu ausgebildet,
in Abhängigkeit von der Größe der Einpaßöffnung
eingestellt zu werden. Auch in diesem Fall wird der größere
Teil der Befestigungsbelastung auf das ringförmige Gummimaterial
aufgebracht, so daß vorhersehbar ist, daß dieses
in hohem Maße einer Ermüdung ausgesetzt ist und
seine Alterung im Laufe der Zeit beschleunigt wird.
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Berücksichtigung der vorstehend
geschilderten Probleme vorgeschlagen, und ihr Ziel besteht in der
Schaffung einer ringförmigen Metalldichtung, die verbesserte Dichtungseigenschaften,
ausgezeichnete Schall- und Vibrations-Isoliereigenschaften sowie
ferner eine hohe Lebensdauer und eine verbesserte Belastbarkeit
aufweist.
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Mittel zum Lösen
der Probleme
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Die
ringförmige Metalldichtung der vorliegenden Erfindung weist
folgendes auf: eine ringförmige Metallbasisplatte; eine
Verbundschicht, die in integraler Weise auf die beiden Oberfläche
der ringförmigen Metallbasisplatte auflaminiert ist, wobei
die Verbundschicht aus Kunstharzmaterial oder Gummimaterial hergestellt
ist, das mit einem Fasermaterial gemischt ist; und eine Ringdichtungsschicht
mit einem umfangsmäßigen Abdeckbereich, der den
inneren Umfangsrand der ringförmigen Metallbasisplatte
sowie den inneren Umfangsrand der beiden Verbundschichten bedeckt,
wobei die Verbundschichten aus einem Kunstharzmaterial oder einem
Gummimaterial hergestellt sind. Die Ringdichtungsschicht ist derart ausgebildet,
daß die Oberfläche der Ringdichtungsschicht derart
mit den Oberflächen der Verbundschichten verbunden ist,
daß ein glatter Übergang in deren Dickenrichtung
gebildet ist.
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Bei
der vorliegenden Erfindung können die Verbundschichten
einen zusammengedrückten ebenen Schichtbereich mit einer
feststehenden Dicke aufweisen, dessen innere Oberflächen
in deren Dickenrichtung zusammengedrückt sind, während
die Ringdichtungsschicht einen Abdeckschichtbereich aufweisen kann,
der sich von dem umfangsmäßigen Abdeckbereich
weg erstreckt und an der Oberfläche des zusammengedrückten
ebenen Schichtbereichs in integraler Weise derart ausgebildet ist,
daß die Oberfläche des Abdeckschichtbereichs mit
der Oberfläche der Verbundschicht mit Ausnahme des zusammengedrückten
ebenen Schichtbereichs derart verbunden ist, daß ein glatter Übergang
in deren Dickenrichtung gebildet ist.
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Im übrigen
können der umfangsmäßige Abdeckbereich
und die inneren Umfangsränder der beiden Verbundschichten
in integraler Weise derart miteinander verbunden sein, daß das
Kunstharzmaterial oder ein Gummimaterial, welches die Ringdichtungsschicht
bildet, in das die Verbundschicht bildende Fasermaterial an dem
Grenzbereich von diesen teilweise eindringt.
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Ferner
kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein ringartiger
Vorsprung, der in Zentrifugalrichtung der Ringdichtungsschicht vorsteht,
weiterhin entlang der Innenumfangsflächen des umfangsmäßigen
Abdeckbereichs vorgesehen sein. Zusätzlich kann ein ringförmiger
Wulstbereich mit pfeilförmiger Formgebung an der Oberfläche
der Ringdichtungsschicht auf der in Dickenrichtung gelegenen Seite von
dieser konzentrisch vorgesehen sein.
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Wirkungen der Erfindung
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Die
ringförmige Metalldichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung weist eine Steifigkeit aufgrund der ringförmigen
Metallbasisplatte auf. Ferner ist die Verbundschicht, die in integraler
Weise auf die beiden Oberflächen der ringförmigen
Metallbasisplatte auflaminiert ist, durch Mischen eines Fasermaterials
in ein Kunstharzmaterial oder ein Gummimaterial gebildet, so daß das
Kunstharzmaterial oder das Gummimaterial durch das Fasermaterial
getragen wird und sich dadurch eine gute Zähfestigkeit
ergibt.
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Wenn
zwei Elemente unter Einführen der Befestigungseinrichtung,
wie z. B. einer Schraube, in die innere Öffnung aneinander
befestigt werden, kommt es zu keiner Driftverlagerung des Kunstharzmaterials
oder des Gummimaterials durch die aufgenommene Kraft, so daß die
Dichtungsfunktion aufrecht erhalten bleibt. Der umfangsmäßige
Abdeckbereich, der die Ringdichtungsschicht aus Kunstharzmaterial oder
Gummimaterial bildet, ist dazu ausgebildet, den Innenumfangsrand
der ringförmigen Metallplatte und den Innenumfangsrand
der beiden Verbundschichten zu überdecken, so daß die
Befestigungseinrichtung bei ihrem Einführen in die innere Öffnung
in elastischen Eingriff mit dem umfangsmäßigen
Abdeckbereich gebracht werden kann und dadurch ein Herabfallen der
Dichtung während der Bewegung und des Transports sowie
deren Beschädigung verhindert wird.
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Ferner
ist die Oberfläche der Ringdichtungsschicht in der Dickenrichtung
in gleicher Weise wie die bzw. bündig mit der Verbundschicht
ausgebildet, und die Befestigungsbelastung wird auf die Ringdichtungsschicht
und die Verbundschicht aufgebracht, so daß keine Ermüdung
der Ringdichtungsschicht hervorgerufen wird, da keine konzentrierte
Belastung verursacht wird, so daß die Lebensdauer verbessert wird.
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Die
einer Kompression ausgesetzte Ringdichtungsschicht und Verbundschicht
sind dem Befestigungsbereich zwischengelagert, so daß sich Schall-
und Vibrationsisolierungseigenschaften ergeben und dadurch wiederum
die Eignung für das Anbringen und Festlegen des Deckelelements,
wie z. B. einer Kipphebelabdeckung und einer Ölwanne eines Motors,
sowie für das Anbringen von Sensoren, wie etwa eines Drucksensors
und eines Temperatursensors, verbessert ist.
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Wenn
der Bereich um den inneren Umfang von jeder der Verbundschichten
in der Dickenrichtung mit einer konstanten Breite komprimiert wird,
um dadurch den zusammengedrückten ebenen Schichtbereich
zu bilden, und der Abdeckschichtbereich als ein Bestandteil der
Ringdichtungsschicht in integraler Weise an der Oberfläche
des zusammengedrückten ebenen Schichtbereichs angebracht
ist, dann wird bei dem Befestigungsvorgang der Abdeckschichtbereich
zusammen mit der Verbundschicht zusammengedrückt, da der
Abdeckschichtbereich aus Kunstharzmaterial oder Gummimaterial hergestellt
ist, so daß sich eine verbesserte Dichtungseigenschaft
des befestigten Bereichs aufgrund des Kontaktdrucks ergibt.
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Weiterhin
ist die Oberfläche des Abdeckschichtbereichs derart ausgebildet,
daß sie mit Ausnahme des zusammengedrückten ebenen
Schichtbereichs in gleicher Weise wie die bzw. bündig mit der
Oberfläche der Verbundschicht ausgebildet ist, so daß die
Befestigungslast auf den Abdeckschichtbereich und den zusammengedrückten
ebenen Schichtbereich als Bestandteil der Verbundschicht aufgebracht
wird und dadurch eine Ermüdung der Ringdichtungsschicht
einschließlich des Abdeckschichtbereichs durch die konzentrierte
Belastung verhindert wird und auch die Lebensdauer verbessert wird.
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Wenn
an dem Grenzbereich des umfangsmäßigen Abdeckbereichs
und des inneren Umfangsrands der beiden Verbundschichten ein Teil
des die Ringdichtungsschicht bildenden Kunstharzmaterials oder Gummimaterials
zwischen das die Verbundschicht bildende Fasermaterial eindringt,
so daß die Materialien in integraler Weise aneinander befestigt sind,
kann zusätzlich zu den vorstehend geschilderten Wirkungen
der umfangsmäßige Abdeckbereich in einfacher Weise
gebildet werden, wobei der umfangsmäßige Abdeckbereich,
d. h. die Ringdichtungsschicht und die Verbundschicht fest integriert werden.
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Wenn
ein ringartiger Vorsprung, der in Zentrifugal- bzw. Radialrichtung
vorsteht, an der Innenumfangsfläche des umfangsmäßigen
Abdeckbereichs in Umfangsrichtung ausgebildet ist, kann der Effekt
des Verhinderns eines Herabfallens von der Befestigungseinrichtung
und deren Beschädigung durch die elastische Haltewirkung
des ringartigen Vorsprungs in beachtlicher Weise auftreten.
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Weiterhin
ist ein ringförmiger Wulstbereich mit Winkel- bzw. Keilform
(Chevron) an der Oberfläche auf der Seite der Dickenrichtung
der Ringdichtungsschicht konzentrisch ausgebildet, wobei der Wulstbereich
während der Befestigung zusammengedrückt wird
und bessere Dichtungseigenschaften durch den festen Kontaktdruck
aufgrund der Reaktionskraft erzielt werden können.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels
der ringförmigen Metalldichtung der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels;
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3 eine
Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels;
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4 eine
Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels;
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5 eine
Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels;
und
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6 eine
Darstellung zur Erläuterung der Herstellung der ringförmigen
Metalldichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel
der 5.
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Beste Art und Weise zum Ausführen
der Erfindung
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Die
beste Art und Weise zum Ausführen der vorliegenden Erfindung
wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. 1 zeigt
eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels
der ringförmigen Metalldichtung der vorliegenden Erfindung.
Die 2 bis 5 zeigen Schnittdarstellungen
von jeweiligen weiteren Ausführungsbeispielen. 6 zeigt
eine Ansicht zur Erläuterung der Herstellung der ringförmigen
Metalldichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel
der 5.
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Bei
der ringförmigen Metalldichtung A in 1 ist
eine Verbundschicht 2, 2 auf beiden Oberflächen
einer ringförmigen Metallbasisplatte 1 aus Stahlblech,
wie z. B. einer Aluminiumplatte und einem Flächenkörper
aus rostfreiem Stahl, gebildet. Die Verbundschicht 2 ist
durch Auflaminieren eines Verbundmaterials gebildet, bei dem ein
organisches oder ein anorganisches Fasermaterial und ein Zusatz (Gummizusatz,
Füllstoff und dergleichen) mit Kunstharzmaterial oder einem
Gummimaterial gemischt sind.
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Das
Verbundmaterial gemäß der Zeichnung ist durch
Mischen eines Fasermaterials mit einem Gummimaterial gebildet, und
das auf diese Weise gebildete Verbundmaterial wird mittels einer
Walze über einen Klebstoff auf die Metallplatte aufgedruckt, so
daß in einem Ofen eine Vulkanisations-Adhäsion stattfindet
und dadurch die Verbundschicht 2 in integraler Weise auf
die beiden Oberflächen der Metallplatte auflaminiert wird
und somit ein Dichtungsflächenkörper gebildet
wird. Sonst wird das Verbundmaterial vorab in Form eines Flächenkörpers
ausgebildet, und das auf diese Weise gebildete Flächenkörpermaterial
wird auf die beiden Oberflächen der Metallplatte auflaminiert,
so daß dadurch der Dichtungsflächenkörper
gebildet wird.
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Anschließend
wird der Dichtungsflächenkörper gestanzt, um eine
gewünschte Formgebung der ringförmigen Metalldichtung
zu erzielen. Vor dem Stanzen oder nach dem Stanzen wird der Bereich
um den Innenumfang der beiden Verbundschichten 2 herum
zusammengedrückt, um dadurch einen stufenartigen, zusammengedrückten,
ebenen Schichtbereich 2a zu bilden, der in Dickenrichtung
auf eine feststehende Breite zusammengedrückt ist.
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Der
innere Öffnungsbereich des laminierten Körpers,
der die ringförmige Metallbasisplatte 1 und die
Verbundschichten 2, 2 aufweist, ist mit einem
umfangsmäßigen Abdeckbereich 3a versehen,
der die Innenumfangsränder der ringförmigen Basisplatte 1 und
der Verbundschicht 2 (des zusammengedrückten ebenen
Schichtbereichs 2a) überdeckt. Ferner erstrecken
sich an den Oberflächen der zusammengedrückten
ebenen Schichtbereiche 2a, 2a in integraler Weise
angebrachte Abdeckschichtbereiche 3b, 3b von dem
umfangsmäßigen Abdeckbereich 3a weg.
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Der
umfangsmäßige Abdeckbereich 3a und die
Abdeckschichtbereiche 3b, 3b bilden eine Ringdichtungsschicht 3,
die durch Formen eines Kunstharzmaterials oder eines Gummimaterials
gebildet ist (wobei gemäß der Zeichnung ein Gummimaterial
verwendet worden ist). Die Ringdichtungsschicht 3 ist dadurch
gebildet, daß die ringförmige Metallbasisplatte 1,
an der die mit dem zusammengedrückten ebenen Schichtbereich 2a ausgebildete
Verbundschicht 2 in integraler Weise angebracht ist, in
eine vorab bereitgestellte Form plaziert wird und Kunstharzmaterial
oder ein Gummimaterial in den Formhohlraum eingefüllt wird,
so daß eine integrale Ausbildung entsteht.
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Der
Hohlraum, in den Kunstharzmaterial oder Gummimaterial eingespritzt
wird, ist derart ausgebildet, daß die Oberfläche
des Abdeckschichtbereichs 3b als Bestandteil der Ringdichtungsschicht 3 bündig
mit der Oberfläche der Verbundschicht 2 mit Ausnahme
des zusammengedrückten ebenen Schichtbereichs 2a wird.
Der Abdeckschichtbereich 3b und die Verbundschicht 2 sind
derart miteinander verbunden, daß keinerlei Unebenheit
oder Stufe an ihren Oberflächen gebildet ist.
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Bei
den Fasermaterialien zum Einmischen in das Verbundmaterial handelt
es sich um komprimierbares anorganisches Fasermaterial, mit Ausnahme von
Asbest, oder um komprimierbares organisches Fasermaterial. Beispielsweise
kann es sich bei dem komprimierbaren anorganischen Fasermaterial
mit Ausnahme von Asbest um folgendes handeln: Glasfasermaterial;
Keramikfasermaterial; Steinwolle; Mineralwolle; Quarzglasfasern;
chemisch bearbeitetes Fasermaterial mit hohem Kieselsäureanteil; Schmelzkorund-Silikatfasern;
Aluminiumoxid-Endlosfasern; stabilisierte Zirkonoxidfasern; Bornitridfasern;
Alkalititanatfasern; Fadenkristallmaterial; Borfasern; Carbonfasern;
Metallfasern; oder dergleichen.
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Bei
den organischen Fasermaterialien kann es sich um aromatische Polyamidfasern;
andere Polyamidfasern; Polyolefinfasern; Polyesterfasern; Polyacrylnitrilfasern;
Polyvinylalkoholfasern; Polyvinylchloridfasern; Polyharnstoffasern;
Polyurethanfasern; Polyfluorcarbonfasern; Phenolfasern; Zellulosefasern;
oder dergleichen handeln.
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Bei
dem Gummimaterial zum Bilden der Verbundschicht oder der Ringdichtungsschicht
kann es sich um folgendes handeln: NBR, Styrol-Butadien-Kautschuk
(SBR); Isopren-Kautschuk (IR); Chloropren-Kautschuk (CR); Butadien-Kautschuk
(BR); Isobutylen-Isopren-Kautschuk (IIR); Ethylen-Propylen-Kautschuk
(EPM); Fluor-Kautschuk (FKM); Silikon-Kautschuk (VMQ); chlorsulfoniertes
Polyethylen (CSM); Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA); chloriertes
Polyethylen (CPE); Chlor-Isobuten-Isopren-Kautschuk (CIR); Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO);
Nitril-Isopren-Kautschuk (NIR); Naturgummi (NR); oder dergleichen.
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Bei
dem Kunstharzmaterial zum Bilden der Verbundschicht oder der Ringdichtungsschicht
kann es sich um Phenolharz, Harnstoffharz, Melaminformaldehydharz,
Epoxyharz, Alkydharz, ungesättigtes Polyesterharz, Diallylphthalatharz,
Silikonharz oder dergleichen handeln. Darüber hinaus kann
auch eine Mischung aus den vorstehend genannten Gummimaterialien
und Kunstharzmaterialien verwendet werden.
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1 zeigt
ein Deckelelement 4 (z. B. eine Kipphebelabdeckung oder
eine Ölwanne eines Motors), das an einem Zielobjekt 5 (z.
B. einem Zylinderkopf oder einem Zylinderblock eines Motors) angebracht
und befestigt ist, das mittels einer Schraube 7 über
eine Dichtung 6 zu befestigen ist. Die Schraube 7 wird
vor dem Befestigungsvorgang in die innere Öffnung (Befestigungseinrichtungs-Öffnung)
der ringförmigen Metalldichtung A eingesetzt.
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Der
Durchmesser ”d” der inneren Öffnung, mit
der die Innenumfangsfläche des umfangsmäßigen
Abdeckbereichs 3a der ringförmigen Metalldichtung
A ausgebildet ist, wird größer ausgebildet als der
Außendurchmesser d1 des Halsbereichs 7a der Schraube 7 und
kleiner ausgebildet als der Außendurchmesser d2 des Außengewindebereichs 7b.
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Vor
dem Anbringen und Montieren des Deckelelements 4 wird daher
der Außengewindebereich 7b in die innere Öffnung
der ringförmigen Metalldichtung A eingesetzt, und infolgedessen
kommt es zu einer elastischen Verformung des umfangsmäßigen Abdeckbereichs 3a,
so daß die ringförmige Metalldichtung A durch
die elastische Rückkehrkraft mit dem Halsbereich 7a in
Eingriff gebracht und an diesem gehalten werden kann.
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Wenn
die ringförmige Metalldichtung A in einem derartigen Zustand
zusammen mit der Schraube 7 zu einer Montagelinie verbracht
wird, kann es zu keinem Trennen die ser Elemente und zu keinem Herausfallen
der Schraube 7 während des Zuführ- und Transportvorgangs
kommen. Der umfangsmäßige Abdeckbereich 3a ist
aus Kunstharzmaterial oder Gummimaterial hergestellt, so daß der
Halsbereich 7a und der Außengewindebereich 7b der
Schraube 7 beim Anbringen der Metalldichtung A oder beim
Bewegen und beim Transport der Elemente nicht beschädigt
werden können.
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Der
Außengewindebereich 7b der Schraube 7 wird
in die Durchgangsöffnungen 4a, 6a des
Deckelelements 6 und der Dichtung 6 eingeführt
und in einen Innengewindebereich 5a des Befestigungs-Zielobjekts 5 eingeschraubt
und in diesem befestigt, wobei die ringförmige Metalldichtung
A dabei in dem vorstehend beschriebenen Zustand in Eingriff gebracht
und gehalten ist. Auf diese Weise wird eine Befestigung und integrale
Ausbildung des Befestigungs-Zielobjekts 5 und des Deckelelements 4 über die
Dichtung erzielt.
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Die
Ringdichtungsschicht 3 wird durch die Befestigung zusammen
mit der Verbundschicht 2 (zusammengedrückter ebener
Schichtbereich 2a) zusammengedrückt, und der Kontaktdruck
gewährleistet die Dichtungswirkung des befestigten Bereichs
mit der Schraube 7.
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Die
Oberfläche des Abdeckschichtbereichs 3b der Ringdichtungsschicht 3 ist
in gleicher Weise wie die bzw. bündig mit der Oberfläche
der Verbundschicht 2 mit Ausnahme des zusammengedrückten ebenen
Schichtbereichs 2a ausgebildet, so daß die Befestigungslast
auf den Abdeckschichtbereich 3b und die Verbundschicht 2 an
der Grenzfläche zu dem Deckelelement 4 aufgebracht
wird und es zu keiner Ermüdung der Ringdichtungsschicht 3 durch
eine konzentrische Belastung kommt, so daß die Lebensdauer
verbessert ist. Ferner sind die der Kompression ausgesetzte Abdeckschichtbereich 3b und
die der Kompression ausgesetzte Verbundschicht 2 dem Befestigungsbereich
zwischengeordnet, so daß sich verbesserte Schall- und Vibrationsisoliereigenschaften
erzielen lassen.
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2 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die ringförmige
Metalldichtung B des vorliegenden Ausführungsbeispiels
unterscheidet sich von der ringförmigen Metalldichtung
A des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels
dadurch, daß ein ringartiger Vorsprung 3c, der
in Zentrifugalrichtung bzw. Radialrichtung vorsteht, in Umfangsrichtung
an der Innenumfangsfläche des umfangsmäßigen
Abdeckbereichs 3a ausgebildet ist.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Effekt des
Verhinderns eines Herausfallens und einer Beschädigung
der Schraube 7 durch die Haltewirkung des ringartigen Vorsprungs 3c in
Verbindung mit der elastischen Verformung beim Einführen
der Schraube 7 in die innere Öffnung der ringförmigen
Metalldichtung B in noch ausgeprägterer Weise erzielt werden.
Insbesondere kann dann, wenn die Schraube 7 in der in 2 gezeigten
Weise dünner ausgebildet ist als in 1, die Haltewirkung
durch das Rückkehr-Federvermögen in Begleitung
mit der elastischen Verformung des ringartigen Vorsprungs 3c in
Erscheinung treten (siehe den verformten Zustand, wie er in 2 in
strichpunktierter Linie dargestellt ist).
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Auf
diese Weise ist der Anwendungsumfang auf mehrere Arten von Bolzen
oder Schrauben erweitert. Die übrigen Ausbildungsmerkmale
sind die gleichen wie bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel,
so daß gleiche Elemente auch mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet sind und eine Beschreibung dieser Elemente an dieser
Stelle entbehrlich ist.
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3 zeigt
noch ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die ringförmige
Metalldichtung C unterscheidet sich von der ringförmigen
Metalldichtung A des ersten Ausführungsbeispiels dadurch,
daß ein ringförmiger Wulstbereich 3d mit
Pfeilform an der Oberfläche (Oberfläche des Abdeckschichtbereichs 3b)
der Ringdichtungsschicht 3 auf der in Dickenrichtung von
dieser gelegenen Seite ausgebildet ist.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden der obere und
der untere Wulstbereich 3d zusammengedrückt, so
daß sie fest an dem oberen und dem unteren Element (dem
Kopfbereich des Bolzens bzw. der Schraube 7 und dem Deckelelement 4)
angebracht sind, wenn die Befestigung mittels der Schraube 7 erfolgt,
so daß aufgrund des großen Oberflächendrucks
durch die Reaktionskraft eine stärkere Dichtungseigenschaft
erzielt werden kann. Die übrigen Ausbildungsmerkmale sind
die gleichen wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel,
so daß gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet
sind und eine Beschreibung dieser Elemente an dieser Stelle wiederum
entbehrlich ist.
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4 zeigt
noch ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die ringförmige
Metalldichtung D bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von der Dichtung A des ersten Ausführungsbeispiels dadurch,
daß der in Zentrifugalrichtung vorstehende ringartige Vorsprung 3c in
der Umfangsrichtung entlang der inneren Umfangsfläche des
umfangsmäßigen Abdeckbereichs 3a ausgebildet
ist und der winkelförmige oder keil förmige ringförmige
Wulstbereich 3d an der Oberfläche (Oberfläche
des Abdeckschichtbereichs 3b) der Ringdichtungsschicht 3 auf der
Seite der in Dickenrichtung von dieser gelegenen Seite konzentrisch
ausgebildet ist.
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Die
ringförmige Metalldichtung D des vorliegenden Ausführungsbeispiels
hat den kombinierten Effekt der Dichtung B des zweiten Ausführungsbeispiels
und der Dichtung C des dritten Ausführungsbeispiels, und
ihre Anwendbarkeit zum Anbringen und Festlegen eines Deckelelements,
wie der Kipphebelabdeckung und der Ölwanne eines Motors, oder
zum Anbringen von mehreren Arten von Sensoren, wie eines Drucksensors
und eines Temperatursensors, ist verbessert.
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Die übrigen
Ausbildungsmerkmale sind die gleichen wie bei dem vorstehend genannten
Ausführungsbeispiel, so daß gleiche Elemente auch
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und eine Beschreibung
von diesen an dieser Stelle wiederum entbehrlich ist.
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5 zeigt
noch ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die ringförmige
Metalldichtung E gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
weist nicht den zusammengedrückten ebenen Schichtbereich 2a der
Verbundsicht 2 und den Abdeckschichtbereich 3b der
Ringdichtungsschicht 3 auf, die in den vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen gezeigt sind, sondern die Ringdichtungsschicht 3 ist
nur mit dem umfangsmäßigen Abdeckbereich 3a ausgebildet,
der den inneren Umfangsrand der ringförmigen Metallbasisplatte 1 sowie
die Innenumfangsränder der beiden Verbundschichten 2, 2 bedeckt.
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Die
Zeichnung zeigt den in Zentrifugalrichtung vorstehenden ringartigen
Vorsprung 3c, der entlang der Umfangsrichtung an der Innenumfangsfläche
des umfangsmäßigen Abdeckbereichs 3a ausgebildet
ist. Wie bei dem Ausführungsbeispiel der 1 muß der
ringartige Vorsprung 3c jedoch nicht vorgesehen sein, und
es kann der winkelförmige oder keilförmige ringförmige
Wulstbereich 3d konzentrisch an der Oberfläche
der Ringdichtungsschicht 3 auf der in Dickenrichtung von
dieser gelegenen Seite wie bei dem Ausführungsbeispiel
der 3 ausgebildet sein, oder es können sowohl
der ringartige Vorsprung 3c als auch der ringförmige
Wulstbereich 3d wie bei dem Ausführungsbeispiel
der 4 vorgesehen sein.
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Bei
der ringförmigen Metalldichtung E des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist an dem Grenzbereich des umfangsmäßigen Abdeckbereichs 3a und
der inneren Umfangsränder der beiden Verbundschichten 2, 2 ein
Teil des die Ringdichtungsschicht 3 bil denden Gummimaterials
(Kunstharzmaterial) in das die Verbundschichten 2, 2 bildende
Fasermaterial eindringend ausgebildet, so daß die Ringdichtungsschicht 3 und
die Verbundschichten 2, 2 in integraler Weise
aneinander befestigt sind, wie dies in dem vergrößerten
Bereich in 5 dargestellt ist.
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Die
Verbundschicht 2 ist derart ausgebildet, daß das
Fasermaterial unter Verwendung des Gummimaterials (Kunstharzmaterials)
als Bindematerial in sich selbst verwickelt ausgebildet ist und
eine poröse Schichtstruktur gebildet ist, die eine Vielzahl
von Lücken zwischen den Fasern in ihrer Dicke aufweist. Wie
später noch erläutert wird, dringt ein Teil des Gummimaterials
(Kunstharzmaterials) beim Bilden der Ringdichtungsschicht 3 in
die Lücken ein, so daß die Ringdichtungsschicht 3 und
die Verbundschichten 2, 2 durch den Verankerungseffekt
des eindringenden Bereichs 3e des Gummimaterials aneinander
befestigt und in integraler Weise ausgebildet sind.
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Das
Herstellungsverfahren für eine derartige ringförmige
Metalldichtung E wird unter Bezugnahme auf 6 erläutert. 6 zeigt
einen Einspritzvorgang zum Einspritzen von unvulkanisiertem Gummimaterial 30 zum
Bilden der Ringdichtungsschicht 3. Die Metallform (oberes
Formteil 8 und unteres Formteil 9), die mit einem
Hohlraum 10 mit einer vorbestimmten Formgebung ausgebildet
ist, wird bereitgestellt, und ein laminierter Körper, der
durch Auflaminieren der Verbundschicht 2, 2 auf
die beiden Oberflächen der ringförmigen Metallbasisplatte 1 in
der vorstehend beschriebenen Weise gebildet ist, wird in dem Hohlraum 10 angeordnet.
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Anschließend
werden das obere Formteil 8 und das untere Formteil 9 aneinander
angebracht, das unvulkanisierte Gummimaterial 30 wird von
dem Einlaß 11 her eingespritzt und in den verbliebenden Raum
in dem Hohlraum 10 eingefüllt, und das Gummimaterial 30 wird
vulkanisiert und geformt. Beim Einfüllen des Gummimaterials 30 durch
dessen Einspritzen dringt ein Teil des Gummimaterials 30 von dem
Innenumfangsrand der Verbundschicht 2 in den verbliebenen
Raum ein, und das eingedrungene Gummimaterial 30 erstarrt
durch den Vulkanisations-Formvorgang, wie dies mit unterbrochenen
Linien in 5 gezeigt ist, so daß der
eindringende Bereich 3e gebildet wird.
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Auf
diese Weise sind die Ringdichtungsschicht 3 und die Verbundschichten 2, 2 durch
einen derartigen eindringenden Bereich 3e festgelegt und integriert
ausgebildet, so daß sich in einfacher Weise die ringförmige
Dichtung E herstellen läßt, die die gleichen Funktionen
wie die ringförmigen Metalldichtungen A bis D gemäß den 1 bis 4 aufweist.
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Die
ringförmige Metalldichtung der vorliegenden Erfindung wird
bei der vorliegenden Beschreibung zum Anbringen an einem Deckelelement
verwendet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige
Ausführungsform beschränkt, sondern die ringförmige
Metalldichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
kann auch zum Anbringen von mehreren Arten von Sensoren mit Außengewinden
verwendet werden.
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Darüber
hinaus ist es auch möglich, daß eine Graphit-Abdeckschicht
an der Oberfläche der Verbundschicht 2 oder der
Ringdichtungsschicht 3 ausgebildet ist, oder es kann eine
Silikonharz-Überzugsschicht als Membran zum Verhindern
eines Anhaftens vorgesehen sein. Zusätzlich ist die Formgebung der
ringförmigen Metalldichtung der vorliegenden Erfindung
insgesamt nicht auf eine kreisförmige Form beschränkt,
sondern diese kann auch derart ausgebildet sein, daß ein
Teil des Umfangs geradlinig ist, um eine Rotation zu verhindern,
oder es kann sich auch um einen polygonalen Ringkörper
handeln.
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Zusammenfassung
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Es
wird eine ringförmige Metalldichtung mit ausgezeichneten
Eigenschaften hinsichtlich Dichtfähigkeit, Schall- und
Vibrationsdämpfung, hoher Lebensdauer und einfacher Transportfähigkeit
angegeben. Die ringförmige Metalldichtung besitzt eine
ringförmige Metallbasisplatte (1), Verbundschichten
(2), die in integraler Weise auf die beiden Seiten der
Basisplatte auflaminiert sind und durch Mischen eines Fasermaterials
in ein Kunstharzmaterial oder ein Gummimaterial gebildet sind, sowie
eine Ringdichtungsschicht (3), die aus Kunstharzmaterial
oder Gummimaterial gebildet ist und in integraler Weise mit ebenen
Schichten (2a) verbunden ist, die durch Zusammendrücken
von Bereichen der Verbundlagen (2) in der Dickenrichtung
gebildet sind; bei den zusammengedrückten Bereichen handelt
es sich um Bereiche mit einer bestimmten Breite an den inneren Umfangsbereichen
der Verbundschichten (2). Die Oberfläche der Ringdichtungsschicht
(3) ist bündig mit der Oberfläche der
Verbundschichten (2) mit Ausnahme der ebenen zusammengedrückten
Schichten (2a).
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- 1
- ringförmige
Basisplatte aus Metall
- 2
- Verbundschicht
- 2a
- zusammengedrückter
ebener Schichtbereich
- 3
- Ringdichtungsschicht
- 3a
- umfangsmäßiger
Abdeckbereich
- 3b
- Abdeckschichtbereich
- 3c
- ringartiger
Vorsprung
- 3d
- Wulstbereich
- 3e
- eindringender
Bereich
- 4
- Deckelelement
- 4a
- Durchgangsöffnung
- 5
- Zielobjekt
- 5a
- Innengewindebereich
- 6
- Dichtung
- 6a
- Durchgangsöffnung
- 7
- Schraube
- 7a
- Halsbereich
- 7b
- Außengewindebereich
- 8
- oberes
Formteil
- 9
- unteres
Formteil
- 10
- Hohlraum
- 11
- Einlaß
- 30
- Gummimaterial
- A,
B, C, D, E
- ringförmige
Metalldichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 6-82424
U1 [0005]
- - JP 7-32218 U1 [0005]