DE19822772C2 - Metallische Mehrlagenflachdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung mit minde­ stens einem Dichtungsdurchbruch und mindestens zwei Lagen, die zusammen mindestens drei Ausnehmungen und mindestens drei Laschen, welche mit jeweils einem La­ schenende mit einer der Lagen verbunden sind, aufwei­ sen, wobei jeder Lasche einer Lage mindestens eine Ausnehmung einer anderen Lage räumlich zugeordnet ist.

Bei mehrlagigen Flachdichtungen müssen die Einzel­ lagen bereits während einzelner Produktionsschritte und auch später beim Einbau zwischen abzudichtende Flächen unverlierbar miteinander verbunden sein. Der­ zeit gibt es verschiedene Ansätze, die Einzellagen miteinander zu verbinden.

So ist es beispielsweise bekannt, die einzelnen Lagen durch Nieten oder Punktschweißen unlösbar relativ zu­ einander zu fixieren. Die EP 0 500 273 A1 beschreibt eine mehrlagige Metalldichtung, welche einstückig mit einer ersten Lage ausgebildete, laschenartige Biege­ streifen aufweist, die in korrespondierende Ausneh­ mungen einer zweiten Lage eingreifen. Die Biegestrei­ fen sind zunächst senkrecht zur Lagenebene angeordnet und werden nach dem Übereinanderschichten der Einzel­ lagen vollständig auf die zweite Lage umgefalzt. Die Laschen liegen dann unter Kraftschluß ganzflächig auf der zweiten Lage auf und führen zu einer unlösbaren Verbindung zwischen beiden Lagen.

Die EP 0 552 047 A1 offenbart einen Verbindungsmecha­ nismus zwischen zwei eine mit Zylinderbohrungen ver­ sehene Flachdichtung bildende Metalllagen. Während in der unteren Metalllage die Durchmesser der Zylinder­ bohrung so groß gewählt sind, dass die Zylinderboh­ rungen sich nicht überschneiden, weisen in der oberen Lage die Bohrungen einen vergrößerten Durchmesser auf, so dass die Bohrungen sich überschneiden und im Schnittbereich freistehende Laschen bilden. Die frei­ stehenden Laschen der oberen Lage können unter pas­ send ausgebrachte Ausnehmungen der unteren Lage ge­ schoben werden, so dass ein Verbund aus den beiden Lagen resultiert.

Die EP 0 829 661 A1 hat eine Flachdichtung zum Ge­ genstand, die aus mehreren metallischen Platten mit gemeinsamen Durchgangsöffnungen zum Verbinden der Platten gebildet ist. Die untere und obere Platte der Flachdichtung weisen diametral gegenüberliegende fe­ dernde Vorsprünge an den Rändern der Durchgangsöff­ nung auf, die für eine Verbindung der Platten sorgen, wenn der Endbereich des Vorsprunges der unteren Plat­ te über dem Endbereich der Vorsprünge der oberen Platte liegt.

Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekann­ ten Verbindungsarten ist, daß die einzelnen Lagen nicht oder nur mit großem Aufwand wieder getrennt werden können. Insbesondere bei der Produktion wird beispielsweise zum Zwecke der Nacharbeit einzelner Lagen oder auch als Transporthilfe jedoch oftmals ei­ ne Verbindung benötigt, die beschädigungslos lösbar ist und die darüber hinaus auch das Wiederverbinden der Einzellagen gestattet. Auch bei einem späteren Einbau der Dichtung zwischen die abzudichtenden Flä­ chen ist oftmals nicht notwendigerweise eine unlösba­ re Verbindung zwischen den Einzellagen einer mehrla­ gigen Flachdichtung erforderlich, da die Einbaupres­ sung eine ausreichende Fixierung der Einzellagen zu­ einander gewährleistet.

Ausgehend von den Nachteilen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine lösba­ re Verbindung zwischen einzelnen Lagen einer mehrla­ gigen Flachdichtung zu schaffen, welche einfach und schnell sowohl montiert als auch demontiert werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Flachdichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß sind die einzelnen Lagen der metalli­ schen Flachdichtung unverlierbar durch eine lösbare und wieder herstellbare Steckverbindung relativ zu­ einander fixierbar, wenn die Laschen einer ersten La­ ge in die räumlich zugeordneten Ausnehmungen mindes­ tens einer weiteren Lage eingreifen und zwischen La­ sche und Oberfläche der mit einer Ausnehmung versehe­ nen Lage kein großflächig kraftschlüssiger Kontakt besteht. Der Eingriff ist stattdessen entweder mit Spiel behaftet oder bevorzugt in Form eines linien­ förmigen Kraftschlusses zwischen der Lasche und der mit der Ausnehmung versehenen Lage ausgebildet. Bei der linienförmigen Kraftübertragung berührt nur eine Kante, eine Seitenfläche oder ein kleiner Oberflä­ chenbereich der die Ausnehmung aufweisenden Lage die Lasche vorteilhafterweise unter einer geringfügigen Vorspannung, so daß die einzelnen Lagen spielfrei lösbar geklemmt sind.

Es hat sich herausgestellt, daß bei geeigneter Anord­ nung von Laschen und Ausnehmungen in der Regel be­ reits drei aus je einer Lasche und einer Ausnehmung gebildete Steckverbindungen pro Flachdichtung ausrei­ chen, um eine funktionssichere Verbindung der einzel­ nen Lagen zu gewährleisten. Bevorzugt werden jedoch vier oder mehr solcher Steckverbindungen verwendet. Die Steckverbindungen sind außerhalb der Dichtfläche angeordnet.

Die mit einem Ende an einer Lage befestigten und mit dem anderen Ende von der Lage abstehenden Laschen weisen bevorzugt eine Streifenform auf und sind z. B. durch Stanzen einstückig mit einer Dichtungslage aus­ gebildet. Die Verwendung anderer Laschenformen sowie separat hergestellter und auf der Dichtungslage be­ festigter Laschen ist jedoch gleichfalls denkbar. Werden die Laschen durch Stanzen geformt, so können die Laschen entweder über der ausgestanzten Öffnung angeordnet werden oder aber auf die Laschen aufwei­ sende Lage zurückgefaltet werden. Das Umfalten erfor­ dert jedoch einen zusätzlichen Arbeitsschritt.

Die Ausnehmungen können in Form eines beispielsweise rechteckigen Loches oder einer Randausnehmung ausge­ bildet sein.

Es ist möglich, eine Lage nur mit Laschen und mindes­ tens eine weitere Lage nur mit Ausnehmungen vorzuse­ hen. Es ist jedoch gleichfalls denkbar, eine erste Lage sowohl mit Laschen als auch mit Ausnehmungen vorzusehen und bei einer zweiten Lage Ausnehmungen an den korrespondierenden Positionen der Laschen der ersten Lage und Laschen an den korrespondierenden Po­ sitionen der Ausnehmungen der ersten Lage vorzusehen.

Laschen und Ausnehmungen sind in den Randbereichen einer Lage angeordnet. Bei Lagen mit rechteckiger Form befinden sich die Laschen und Ausnehmungen in gegenüberliegenden Bereichen entlang zweier paralle­ ler Längsseiten, wobei alle Laschen entlang der zu diesen Längsseiten senkrechten Querseiten der Lage ausgerichtet sind. Auf diese Weise werden Steckrich­ tungen vorgegeben, welche parallel zu den Querseiten verlaufen.

Um ein unverlierbares Verbinden der Lagen zu ermögli­ chen, ist eine geeignete Anordnung der Laschen zuein­ ander und zu den Ausnehmungen erforderlich. Denkbar sind beispielsweise die folgenden Möglichkeiten. Sind alle Laschen auf einer einzigen, rechteckigen Lage angeordnet, so weisen die nicht mit der Lage verbun­ denen freien Enden von auf gegenüberliegenden Längs­ seiten einer Lage befindlichen Laschen bevorzugt ent­ weder alle in Richtung Lagenmitte (Fig. 1) oder alle in die entgegengesetzte Richtung. Weisen zwei zu ver­ bindende rechteckige Lagen jeweils an einer Lagen­ längsseite Laschen und an einer gegenüberliegenden Lagenlängsseite Ausnehmungen auf, so weisen die frei­ en Laschenenden der einen Lage in Richtung auf die Lagenmitte (Fig. 2 links), während die freien La­ schenenden der anderen Lage von der Lagenmitte weg zeigen (Fig. 2 rechts). Durch Wahl des Abstandes zwi­ schen in Steckrichtung versetzt angeordneten Laschen bzw. Ausnehmungen läßt sich beeinflussen, ob die La­ gen zueinander ein einstellbares Spiel aufweisen oder aber geklemmt miteinander verbunden sind.

Zum Ausbilden oder Lösen der Steckverbindung zwischen den Lagen wird eine Lage gewölbt, so daß die Ausneh­ mungen über den freien Enden der Laschen angeordnet sind. Anschließend werden die Laschen mit den Ausneh­ mungen in Eingriff gebracht oder der Eingriff aufge­ hoben. Schließlich wird die gewölbte Lage unter einer zur Lagenebene senkrechten Relativbewegung bezüglich der mindestens einen weiteren Lage wieder entwölbt.

Im Gegensatz zu den aus der EP 0 500 273 bekannten Laschen werden die erfindungsgemäßen Laschen aufgrund des gegebenenfalls mehrfachen Öffnens und Schließens der Steckverbindung wesentlich stärker belastet. Ins­ besondere muß dabei vermieden werden, daß sich die Laschen beim Öffnen bzw. Schließen verbiegen, wodurch die Wiederverschließbarkeit bzw. das erneute Öffnen beeinträchtigt würde. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, die Laschen bereichs­ weise oder entlang ihrer gesamten Länge mit einer Versteifungsprägung zu versehen, welche vorteilhaft­ erweise parallel zur Steckrichtung angeordnet ist und als Sicke ausgebildet sein kann.

Anhand der Figuren wird die Erfindung näher beschrie­ ben.

Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen erfindungs­ gemäß ausgebildeter Flachdichtungsla­ gen in Aufsicht;

Fig. 3 bis 6 erfindungsgemäße Eingriffe der Laschen in die Ausnehmungen in Schnittansicht; und

Fig. 7 eine mit einer Versteifungsprägung versehe­ ne erfindungsgemäße Lasche.

In Fig. 1 ist auf der linken Seite eine rechteckige metallische Flachdichtungslage 1 mit zwei Längsseiten 10, 10', zwei Querseiten 11, einem Dichtungsdurch­ bruch 8 und vier beispielsweise durch Stanzen aus­ gebildeten Laschen 3 dargestellt. Die Laschen 3 be­ sitzen ein mit der Lage 1 verbundenes Laschenende 3 und ein freies Laschenende 3', welches einen Über­ stand über die Lagenebene aufweist. Die Laschen 3 sind jeweils in Bereichen entlang der beiden der Längsseiten 10, 10', der Lage 1 angeordnet, wobei al­ le freien Enden 31 in Richtung auf die Lagenmitte weisen, um eine unverlierbare Verbindung der einzel­ nen Dichtungslagen zu gewährleisten. Die Steckrich­ tungen zum Einführen bzw. Ausführen der Laschen ver­ laufen parallel zu den Querseiten 11.

Auf der rechten Seite von Fig. 1 ist eine weitere La­ ge 2 dargestellt, welche zwei als Löcher 4 aus­ gebildete Ausnehmungen sowie zwei Randausnehmungen 4' aufweist. Die Ausnehmungen 4, 4' sind jeweils an Po­ sitionen ausgebildet, welche ungefähr mit der Lage der Laschenenden 3" von Lage 1 korrespondieren. Die mehrlagige Flachdichtung setzt sich aus einer Lage 1 und einer oder mehreren Lagen 2 zusammen, wobei die Laschen 3 der Lage 1 mit den Ausnehmungen 4, 4' der mindestens einen Lage 2 in Eingriff stehen.

Die in Fig. 2 dargestellten Flachdichtungslagen 1', 2' ähneln den Lagen 1, 2 aus Fig. 1. Jede der beiden Lagen 1', 2' weist jedoch sowohl Laschen 3 als auch Ausnehmungen 4 auf. Die Laschen 3 sind dabei derart angeordnet, daß die beiden freien Laschenenden 3' der Lage 1' zur Lagenmitte weisen, während das eine freie Laschenende 3' der Lage 2' von der Lagenmitte weg weist. Diese relative Ausrichtung von auf unter­ schiedlichen Lagen 1', 2' ausgebildeten Laschen erlaubt eine unverlierbare Verbindung der beiden Lagen.

Das Verbinden der Einzellagen 1, 1', 2, 2' kann auf besonders einfache Weise beispielsweise dadurch er­ folgen, daß zunächst alle im Bereich der Längsseite 10 angeordneten Laschen 3 der Lage 1, 1' in die kor­ respondierenden Ausnehmungen 4 der Lage 2, 2' ein­ geführt werden. Anschließend wird die Lage 2, 2' durch Druck auf die zur Steckrichtung senkrechten Längsseiten 10, 10' leicht gewölbt, bis die Ausneh­ mungen 4, 4' über den freien Enden 3' der auf der Lage 1, 1' ausgebildeten Laschen 3 angeordnet sind. Die freien Enden 3' werden in die Ausnehmungen ein­ geführt und der Druck auf die gewölbte Lage 2, 2' vermindert, woraufhin sich die gewölbte Lage 2, 2' entwölbt und auch die restlichen Laschen 3 in die entsprechenden Ausnehmungen 4, 4' eingreifen. Wenn drei oder mehr Lagen vorgesehen werden, kann analog vorgegangen werden. Die einzelnen Lagen 1, 1', 2, 2' sind damit lösbar und funktionssicher miteinander verbunden, ohne daß in einem zusätzlichen Arbeitsgang das aus dem Stand der Technik bekannte vollständige Umfalzen der Laschen auf die mit Ausnehmungen ver­ sehene Lage erforderlich wäre.

In den Fig. 3 bis 6 sind unterschiedliche Ausgestal­ tungen des lösbaren Eingriffes der Lasche 3 einer ersten Lage 1 in die Ausnehmungen 4 einer zweiten Lage 2 dargestellt. In den Fig. 3 und 4 ist das laschenförmig ausgestanzte Material 3 der Lage 1 im wesentlichen noch im Bereich der durch das Stanzen in der Lage 1 gebildeten Öffnung 13 angeordnet, das freie Ende 3' der Lasche 3 liegt jedoch außerhalb der Lagenebene. Die Lasche 3 steht bevorzugt unter einem flachen Winkel von der Lagenebene ab, wobei die Lasche 3 im Bereich 14 des freien Endes 3' wieder parallel zur Lage 1 verlaufen kann (Fig. 4 und 6). Die Lasche 3 befindet sich gemäß den Fig. 3 und 5 in linienförmigem Kontakt mit mindestens einer Kante 5 der Lage 2. Erfindungsgemäß wird unter linienförmigem Kontakt auch ein annähernd linienförmiger (z. B. streifenförmiger) Kontakt von einer Seitenfläche der Lage 2 mit der Lasche 3 oder von dem parallel zur Lagenebene verlaufenden Bereich 14 der Lasche 3 mit der Oberfläche 15 der Lage 3, sofern die Fläche des Bereiches 14 deutlich geringer ist als die Gesamt­ fläche der Lasche 3, verstanden. Entscheidend ist hierbei, daß sich die Lasche 3 nicht großflächig in Kraftschluß mit der Lage 2 befindet, wodurch das Aus­ bilden einer wieder lösbaren Steckverbindung ver­ hindert würde. Die Lasche 3 kann auch unter Spiel in die Ausnehmung 4 eingreifen (Fig. 4 und 6). Die Aus­ gestaltung der Erfindung gemäß Fig. 5 und 6 sieht vor, die Lasche 3 in Richtung auf die Lage 1 zurück­ zubiegen.

In Fig. 7 ist ausschnittsweise eine dreilagige Flach­ dichtung im Bereich einer mit einer Verstärkungswulst 9 versehenen Lasche 3 in Aufsicht sowie in zwei zueinander senkrechten Schnittansichten A-A und B-B dargestellt. Die Lasche 3 der Lage 1 greift in Rand­ ausnehmungen 4' der beiden Lagen 2 und 12 ein. Die Wulst 9 verläuft von der Mitte der Lasche 3 über das Laschenende 3" hinweg bis in den planaren Bereich der Lage 1.

Claims (11)

1. Metallische Flachdichtung mit mindestens einem Dichtungs­ durchbruch und mindestens zwei Lagen, die zusam­ men mindestens drei Laschen, welche mit jeweils einem Laschenende mit einer der Lagen verbunden sind, und mindestens drei Ausnehmungen aufwei­ sen, wobei jeder Lasche einer Lage mindestens eine Ausnehmung einer anderen Lage räumlich zu­ geordnet ist, und
wobei eine lösbare Lagenverbindung durch Ein­ griff jeweils einer Lasche in die zugeordnete Ausnehmung hergestellt ist und der Eingriff der Laschen mit Spiel behaftet oder in Form eines linienförmigen Kraftschlusses zwischen der La­ sche und der mit der Ausnehmung versehenen Lage ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laschen (3) und die Ausnehmungen (4, 4') in Bereichen außerhalb der Dichtflächen der Flachdichtung und in sich gegenüberliegenden Randbereichen entlang zweier paralleler Längs­ seiten der Lagen (1, 1', 2, 2', 12) angeordnet sind,
daß das Laschenende jeder Lasche (3) durch eine Vorformung aus der Lagenebene heraussteht, und daß die Lagen (1, 1', 2, 2', 12) durch eine lös­ bare Steckverbindung, welche durch Eingriff der vorgeformten Laschen (3) in die räumlich zuge­ ordneten Ausnehmungen (4, 4') unter Beibehaltung der Laschenvorformung gebildet ist, unverlierbar miteinander verbunden sind.

2. Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (3) streifenförmig ausgebildet sind.

3. Flachdichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (3) parallel zueinander angeordnet sind.

4. Flachdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die freien Enden (3') von in Steckrichtung versetzt auf verschiedenen Lagen (1', 2') angeordneten Laschen (3) in die gleiche Richtung weisen.

5. Flachdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die freien Enden (3') von in Steckrichtung versetzt auf der gleichen Lage (1) angeordneten Laschen (3) in entgegengesetzte Richtungen weisen.

6. Flachdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen unter einem flachen Winkel von der Lage (1, 1', 2') abstehen.

7. Flachdichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Bereich des freien Endes (3') der Laschen (3) angeordnete Abschnitte (14) der Laschen (3) parallel zu den Lagen (1, 1', 2, 2', 12) der Flachdichtung verlaufen.

8. Flachdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (3) einstückig mit der Lage (1, 1', 2') ausgebildet sind.

9. Flachdichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lasche (3) im Bereich oberhalb einer durch das Ausbilden der Lasche (3) geform­ ten Öffnung (13) der Lage (1, 1', 2') angeordnet ist.

10. Flachdichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (3) eine Versteifungsprägung (9) aufweisen.

11. Flachdichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen (1, 1', 2, 2', 12) durch den Eingriff der La­ schen (3) in die Ausnehmungen (4, 4') kraft­ schlüssig miteinander verbunden sind.