DE20018433U1

DE20018433U1 - Multi-layer seal

Info

Publication number: DE20018433U1
Application number: DE20018433U
Authority: DE
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2000-10-28
Filing date: 2000-10-28
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2010-10-29

Description

27. Oktober 2000October 27, 2000

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MEHRLAGIGE DICHTUNGMULTI-LAYER SEAL

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrlagige Dichtung, &igr; die mindestens eine erste Lage und eine zweite Lage und mindestens eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden der Lagen der Dichtung miteinander umfaßt.The present invention relates to a multi-layer seal comprising at least a first layer and a second layer and at least one connecting device for connecting the layers of the seal to one another.

Eine solche mehrlagige Dichtung ist aus der US-Patentschrift 5,348,311 bekannt. Bei der aus dieser Druckschrift bekannten Dichtung sind die Lagen der Dichtung mittels Verbindungseinrichtungen miteinander verbunden, welche jeweils ein in einer ersten Lage der Dichtung gebildetes Loch und einen in einer zweiten Lage der Dichtung gebildeten Biegestreifen umfassen, wobei sich der Biegestreifen durch das Loch in der ersten Lage erstreckt und oberhalb der ersten Lage angeordnet ist.Such a multi-layer seal is known from US Patent 5,348,311. In the seal known from this document, the layers of the seal are connected to one another by means of connecting devices, each of which comprises a hole formed in a first layer of the seal and a bending strip formed in a second layer of the seal, the bending strip extending through the hole in the first layer and being arranged above the first layer.

Bei dieser bekannten Verbindungseinrichtung steht der Rand des Loches in der ersten Lage direkt mit dem Biegestreifen der zweiten Lage und mit dem nicht aus der Ebene der zweiten Lage herausgebogenen Bereich der zweiten Lage in Kontakt. Weist der Rand des Loches in der erste Platte einen Grat auf, wie er beispielsweise bei der Herstellung des Loches mittels Stanzen entsteht, so reibt dieser Grat bei einer Relativbewegung zwischen den Lagen der Dichtung an dem Biegestreifen der zweiten Lage und an dem nicht aus der Ebene der zweiten Lage herausgebogenen Bereich der zweiten Lage, so daß es zu einer Beschädigung der zweiten Lage kommen kann.In this known connecting device, the edge of the hole in the first layer is in direct contact with the bending strip of the second layer and with the area of the second layer that is not bent out of the plane of the second layer. If the edge of the hole in the first plate has a burr, such as occurs when the hole is made by punching, this burr rubs against the bending strip of the second layer and the area of the second layer that is not bent out of the plane of the second layer during a relative movement between the layers of the seal, which can cause damage to the second layer.

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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mehrlagige Dichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Lagen der Dichtung mittels mindestens einer Verbindungseinrichtung ohne Beschädigung der Lagen sicher und haltbar miteinander verbunden sind.The present invention is therefore based on the object of creating a multi-layer seal of the type mentioned at the outset, in which the layers of the seal are securely and durably connected to one another by means of at least one connecting device without damaging the layers.

Diese Aufgabe wird bei einer Dichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbindungseinrichtung eine erste Durchgangsöffnung in der ersten Lage mit einem ersten Randbereich und eine zweite Durchgangsöffnung in der zweiten Lage mit einem zweiten Randbereich umfaßt, wobei der erste Randbereich so aus der Ebene der ersten Lage herausgebogen ist, daß der erste Randbereich einen Wulst umfaßt, welcher die erste Durchgangsöffnung berandet, und wobei der zweite Randbereich aus der Ebene der zweiten Lage herausgebogen ist, die erste Durchgangsöffnung in der ersten Lage durchgreift und den ersten Randbereich so hintergreift, daß die erste Lage und die zweite Lage durch Formschluß gegen ein Auseinanderbewegen der Lagen gesichert sind.This object is achieved in a seal with the features of the preamble of claim 1 in that the connecting device comprises a first through-opening in the first layer with a first edge region and a second through-opening in the second layer with a second edge region, wherein the first edge region is bent out of the plane of the first layer such that the first edge region comprises a bead which borders the first through-opening, and wherein the second edge region is bent out of the plane of the second layer, passes through the first through-opening in the first layer and engages behind the first edge region such that the first layer and the second layer are secured against the layers moving apart by positive locking.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Konzept wird die erste Durchgangsöffnung durch den Wulst berandet, welcher durch das Umbiegen des ersten Randbereichs entstanden ist. Dieser Wulst weist keine Stanzgrate oder ähnliche Vorsprünge auf, so daß der den ersten Randbereich hintergreifende zweite Randbereich bei einer Relativbewegung zwischen den beiden Lagen der Dichtung nicht an einem solchen Stanzgrat oder ähnlichen Vorsprung reibt und somit nicht beschädigt wird. Hierdurch ist eine besonders sichere und haltbare Verbindung der Lagen der Dichtung miteinander gewährleistet.According to the inventive concept, the first through-opening is bordered by the bead which is created by bending the first edge region. This bead has no punching burrs or similar projections, so that the second edge region which engages behind the first edge region does not rub against such a punching burr or similar projection during a relative movement between the two layers of the seal and is therefore not damaged. This ensures a particularly secure and durable connection between the layers of the seal.

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Der beim Herstellen der ersten Durchgangsöffnung beispielsweise durch Ausstanzen gebildete freie Rand des ersten Randbereichs ist nach dem Herstellen der Verbindung zwischen den Lagen der Dichtung vorzugsweise von der ersten Durchgangsöffnung weg gerichtet, so daß ein an diesem freien Rand ausgebildeter Stanzgrat oder ähnlicher Vorsprung möglichst wenig mit dem zweiten Randbereich wechselwirkt.The free edge of the first edge region formed when producing the first through-opening, for example by punching, is preferably directed away from the first through-opening after the connection between the layers of the seal has been established, so that a punching burr or similar projection formed on this free edge interacts as little as possible with the second edge region.

Besonders günstig ist es, wenn ein an den freien Rand des ersten Randbereichs angrenzender Abschnitt des ersten Randbereichs nach dem Herstellen der Verbindung der Lagen der Dichtung miteinander so über den zweiten Randbereich übersteht, daß der freie Rand des ersten Randbereichs nirgends mit dem zweiten Randbereich in Kontakt kommt.It is particularly favorable if a section of the first edge region adjacent to the free edge of the first edge region projects beyond the second edge region after the layers of the seal have been connected to one another in such a way that the free edge of the first edge region does not come into contact with the second edge region at any point.

Grundsätzlich kann die Verbindungseinrichtung an einer beliebigen Stelle der Dichtung angeordnet werden.In principle, the connecting device can be arranged at any point on the seal.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Durchgangsöffnungen der Verbindungseinrichtung zugleich Bestandteile eines Befestigungsmitteldurchgangs zur Aufnahme eines Befestigungsmittels sind, durch welches im montierten Zustand der Dichtung die abzudichtenden Elemente aneinander festgelegt werden. In particular, it can be provided that the through openings of the connecting device are at the same time components of a fastening means passage for receiving a fastening means, by means of which the elements to be sealed are fixed to one another in the assembled state of the seal.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dichtung ist vorgesehen, daß die Verbindungseinrichtung im montierten Zustand der Dichtung, in dem die Dichtung unter einem Anpreßdruck zwischen zwei abzudichtenden Elementen angeordnet ist, außerhalb des mit dem Anpreßdruck beaufschlagten Bereichs der Dichtung angeordnet ist.In a preferred embodiment of the seal according to the invention, it is provided that the connecting device is arranged outside the region of the seal subjected to the contact pressure in the assembled state of the seal, in which the seal is arranged under a contact pressure between two elements to be sealed.

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Die beiden abzudichtenden Elemente können hierbei insbesondere Maschinenteile, beispielsweise ein Motorblock und ein Zylinderkopf oder zwei Elemente einer Abgasleitung, sein.The two elements to be sealed can in particular be machine parts, for example an engine block and a cylinder head or two elements of an exhaust pipe.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Dichtung Befestigungsmittelkanäle zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, durch welche im montierten Zustand der Dichtung die abzudichtenden Elemente aneinander festgelegt werden, aufweist, und daß die Verbindungseinrichtung außerhalb des von den Befestigungsmittelkanälen umgrenzten Bereichs der Dichtung angeordnet ist.In particular, it can be provided that the seal has fastening means channels for receiving fastening means, by means of which the elements to be sealed are fixed to one another when the seal is in the assembled state, and that the connecting device is arranged outside the area of the seal delimited by the fastening means channels.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dichtung ist vorgesehen, daß der zweite Randbereich zumindest teilweise flächig an dem ersten Randbereich anliegt.In a preferred embodiment of the seal according to the invention, it is provided that the second edge region lies at least partially flat against the first edge region.

Um die Ausdehnung der Verbindungseinrichtung senkrecht zur Ebene der ersten und der zweiten Lage möglichst gering zu halten, ist der erste Randbereich vorzugsweise so gebogen, daß er zumindest teilweise flächig an einem nicht aus der Ebene der ersten Lage herausgebogenen Bereich der ersten Lage anliegt.In order to keep the extension of the connecting device perpendicular to the plane of the first and second layers as small as possible, the first edge region is preferably bent in such a way that it lies at least partially flat against a region of the first layer that is not bent out of the plane of the first layer.

Der erste Randbereich wird bei einer solchen Ausgestaltung der Erfindung also zumindest teilweise auf die erste Lage zurückgebogen .In such an embodiment of the invention, the first edge region is therefore at least partially bent back to the first layer.

Ferner kann vorgesehen sein, daß der erste Randbereich so gebogen ist, daß ein an den freien Rand des ersten Randbereichs angrenzender Abschnitt des ersten Randbereichs im wesentlichen parallel zur Ebene der ersten Lage ausgerichtet ist.Furthermore, it can be provided that the first edge region is bent such that a section of the first edge region adjacent to the free edge of the first edge region is aligned substantially parallel to the plane of the first layer.

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Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, daß der zweite Randbereich so gebogen ist, daß ein an den freien Rand des zweiten Randbereichs angrenzender Abschnitt des zweiten Randbereichs im wesentlichen parallel zur Ebene der zweiten Lage ausgerichtet ist.Alternatively or additionally, it can be provided that the second edge region is bent such that a section of the second edge region adjacent to the free edge of the second edge region is aligned substantially parallel to the plane of the second layer.

Die erfindungsgemäße Gestaltung der Verbindungseinrichtung eignet sich besonders für eine Dichtung, bei der die erste Lage und/oder die zweite Lage der Dichtung Federstahl umfassen. The design of the connecting device according to the invention is particularly suitable for a seal in which the first layer and/or the second layer of the seal comprise spring steel.

Ferner eignet sich die erfindungsgemäße Gestaltung der Verbindungseinrichtung besonders für eine Dichtung, die mindestens eine Lage umfaßt, die mit einer Beschichtung, vorzugsweise mit einer ein Elastomer umfassenden Beschichtung, versehen ist. Bei solchen Dichtungen ist ein zuverlässiges Verbinden der Lagen miteinander mittels des üblichen Verschweißens mit erhöhten Schwierigkeiten verbunden und überdies nicht möglich, ohne die Beschichtung zu beschädigen.Furthermore, the design of the connecting device according to the invention is particularly suitable for a seal which comprises at least one layer which is provided with a coating, preferably with a coating comprising an elastomer. In the case of such seals, reliably connecting the layers to one another by means of conventional welding is associated with increased difficulties and, moreover, is not possible without damaging the coating.

Besonders günstig ist es, wenn der erste Randbereich die erste Durchgangsöffnung ringförmig umgibt. In diesem Fall kann die an dem ersten Randbereich ausgebildete Wulst (bzw. können mehrere an dem ersten Randbereich ausgebildete Wülste) zur Zentrierung des die erste Durchgangsöffnung durchgreifenden zweiten Randbereichs und somit zur genauen Festlegung der relativen Lage der Lagen der Dichtung zueinander dienen.It is particularly advantageous if the first edge region surrounds the first through-opening in a ring shape. In this case, the bead formed on the first edge region (or several beads formed on the first edge region) can serve to center the second edge region that extends through the first through-opening and thus to precisely determine the relative position of the layers of the seal to one another.

Besonders günstig ist es ferner, wenn der zweite Randbereich die zweite Durchgangsöffnung ringförmig umgibt. In diesem Fall kann der zweite Randbereich den ersten Randbereich so hintergreifen, daß die erste Lage und die zweite Lage durchIt is also particularly advantageous if the second edge region surrounds the second through-opening in a ring. In this case, the second edge region can engage behind the first edge region in such a way that the first layer and the second layer are

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Formschluß nicht nur gegen ein Auseinanderbewegen der Lagen senkrecht zur Ebene der ersten Lage und der zweiten Lage, sondern auch in jeder Richtung parallel zu den Ebenen dieser beiden Lagen gesichert sind.Form-locking not only prevents the layers from moving apart perpendicular to the plane of the first layer and the second layer, but also in any direction parallel to the planes of these two layers.

Um das Umlegen des ersten Randbereichs und/oder des zweiten Randbereichs beim Verbinden der Lagen der Dichtung miteinander zu erleichtern, kann vorgesehen sein, daß der erste Randbereich und/oder der zweite Randbereich mindestens eine Ausnehmung aufweist, die sich vom freien Rand des betreffenden Randbereichs aus in im wesentlichen radialer Richtung auf die erste Durchgangsöffnung bzw. auf die zweite Durchgangsöffnung zu erstreckt.In order to facilitate the folding of the first edge region and/or the second edge region when connecting the layers of the seal to one another, it can be provided that the first edge region and/or the second edge region has at least one recess which extends from the free edge of the relevant edge region in a substantially radial direction towards the first through-opening or towards the second through-opening.

Dabei können sowohl im ersten Randbereich als auch im zweiten Randbereich jeweils eine oder mehrere solche Ausnehmungen vorgesehen sein.One or more such recesses can be provided in both the first edge region and the second edge region.

Die Ausnehmungen können bei geeigneter Wahl des Materials der Lagen der Dichtung, der Breite der Randbereiche und des Umlegwinkels beim Umlegen des ersten Randbereichs bzw. des zweiten Randbereichs spontan dadurch entstehen, daß der betreffende Randbereich von seinem freien Rand her einreißt.With a suitable choice of the material of the layers of the seal, the width of the edge areas and the folding angle, the recesses can arise spontaneously when the first edge area or the second edge area is folded over by the edge area in question tearing from its free edge.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Lage einer solchen Ausnehmung an dem jeweiligen Randbereich bereits vor dem Umlegvorgang dadurch festgelegt wird, daß die betreffende Ausnehmung beim Ausstanzen der ersten Durchgangsöffnung aus der ersten Lage bzw. beim Ausstanzen der zweiten Durchgangsöffnung aus der zweiten Lage mit herausgestanzt wird.However, it can also be provided that the position of such a recess at the respective edge region is already determined before the folding process by punching out the recess in question when punching out the first through-opening from the first layer or when punching out the second through-opening from the second layer.

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Hierfür kann insbesondere ein Stempel verwendet werden, der an seinem Umfang eine nasenförmige Ausbuchtung aufweist und mit einer Matrize, welche eine zu der nasenförmigen Ausbuchtung komplementäre Einbuchtung aufweist, so zusammenwirkt, daß die betreffende Ausnehmung aus der jeweiligen Lage herausgestanzt wird.For this purpose, in particular a punch can be used which has a nose-shaped bulge on its circumference and which interacts with a die which has a recess complementary to the nose-shaped bulge in such a way that the recess in question is punched out of the respective layer.

Eine in dieser Weise vorbereitete Ausnehmung kann beim Umlegen der Lage, in welche sie hineingestanzt wurde, noch weiter einreißen und sich somit in Richtung auf die jeweilige Durchgangsöffnung hin erweitern.A recess prepared in this way can tear even further when the layer into which it was punched is turned over and thus expand in the direction of the respective through-opening.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste und/oder der zweite Randbereich eine gezackte Form mit mehreren, vorzugsweise mindestens drei, Zacken aufweisen.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the first and/or the second edge region have a jagged shape with several, preferably at least three, teeth.

Um eine besonders sichere und belastbare Verbindung zwischen den Lagen der Dichtung herzustellen, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Dichtung mindestens zwei, vorzugsweise mindestens vier, Verbindungseinrichtungen zum Verbinden der Lagen der Dichtung miteinander umfaßt.In order to produce a particularly secure and resilient connection between the layers of the seal, it is preferably provided that the seal comprises at least two, preferably at least four, connecting devices for connecting the layers of the seal to one another.

Um den Wulst an dem ersten Randbereich auszubilden, kann der erste Randbereich zu der der zweiten Lage zugewandten Seite der ersten Lage hin aus der Ebene der ersten Lage herausgebogen werden oder - alternativ hierzu - zu der der zweiten Lage abgewandten Seite der ersten Lage hin aus der Ebene der ersten Lage herausgebogen werden.In order to form the bead on the first edge region, the first edge region can be bent out of the plane of the first layer towards the side of the first layer facing the second layer or - alternatively - bent out of the plane of the first layer towards the side of the first layer facing away from the second layer.

Vorzugsweise wird der erste Randbereich zur Bildung des Wulstes zu der der zweiten Lage abgewandten Seite der erstenPreferably, the first edge region for forming the bead is directed to the side of the first layer facing away from the second layer.

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Lage hin aus der Ebene der ersten Lage herausgebogen, da ein solches Herausbiegen zusammen und gleichzeitig mit dem Herausbiegen des zweiten Randbereichs aus der Ebene der zweiten Lage durch die erste Durchgangsöffnung in der ersten Lage hindurch erfolgen kann.layer out of the plane of the first layer, since such a bending out can take place together and simultaneously with the bending out of the second edge region out of the plane of the second layer through the first through-opening in the first layer.

Vorzugsweise wird also der erste Randbereich in derselben Richtung aus der Ebene der ersten Lage herausgebogen, in der auch der zweite Randbereich aus der Ebene der zweiten Lage herausgebogen wird.Preferably, the first edge region is bent out of the plane of the first layer in the same direction in which the second edge region is bent out of the plane of the second layer.

Die Lagen der mehrlagigen Dichtung werden vorzugsweise durch ein Verfahren miteinander verbunden, welches die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:The layers of the multi-layer seal are preferably bonded together by a process which comprises the following process steps:

in der ersten Lage wird eine erste Durchgangsöffnung mit einem ersten Randbereich gebildet;in the first layer, a first through-opening with a first edge region is formed;

in der zweiten Lage wird eine zweite Durchgangsöffnung mit einem zweiten Randbereich gebildet;in the second layer, a second through-opening with a second edge region is formed;

der erste Randbereich wird aus der Ebene der ersten Lage so herausgebogen, daß in dem ersten Randbereich ein Wulst gebildet wird, welcher die erste Durchgangsöffnung berandet;the first edge region is bent out of the plane of the first layer in such a way that a bead is formed in the first edge region which borders the first through opening;

der zweite Randbereich wird aus der Ebene der zweiten Lage so herausgebogen, daß er die erste Durchgangsöffnung in der ersten Lage durchgreift und den ersten Randbereich so hintergreift, daß die erste Lage und die zweite Lage durch Formschluß gegen ein Auseinanderbewegen der Lagen gesichert sind.the second edge region is bent out of the plane of the second layer in such a way that it passes through the first through-opening in the first layer and engages behind the first edge region in such a way that the first layer and the second layer are secured against movement apart by positive locking.

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Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die erste Durchgangsöffnung und/oder die zweite Durchgangsöffnung im wesentlichen materialverlustfrei in die erste Lage bzw. in die zweite Lage geschnitten werden.In particular, it can be provided that the first through-opening and/or the second through-opening are cut into the first layer or into the second layer, respectively, essentially without loss of material.

Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, daß die erste Durchgangsöffnung und/oder die zweite Durchgangsöffnung aus der ersten Lage bzw. der zweiten Lage unter Abtrennung eines Teils des Materials der ersten Lage bzw. der zweiten Lage herausgeschnitten oder herausgestanzt werden.Alternatively, it can also be provided that the first through-opening and/or the second through-opening are cut or punched out of the first layer or the second layer, respectively, by separating a part of the material of the first layer or the second layer.

Eine genau koaxiale Ausrichtung der ersten Durchgangsöffnung und der zweiten Durchgangsöffnung wird in einfacher Weise dadurch erreicht, daß die erste Durchgangsöffnung und die zweite Durchgangsöffnung gemeinsam in demselben Arbeitsschritt geschnitten werden.A precise coaxial alignment of the first through hole and the second through hole is easily achieved by cutting the first through hole and the second through hole together in the same working step.

Das Verbindungsverfahren kann in besonders effizienter Weise durchgeführt werden, wenn vorgesehen ist, daß in demselben Arbeitsschritt die erste Durchgangsöffnung und die zweite Durchgangsöffnung geschnitten und der erste Randbereich aus der Ebene der ersten Lage und der zweite Randbereich aus der Ebene der zweiten Lage herausgebogen werden.The joining method can be carried out in a particularly efficient manner if it is provided that in the same working step the first through-opening and the second through-opening are cut and the first edge region is bent out of the plane of the first layer and the second edge region is bent out of the plane of the second layer.

Der Wulst in dem ersten Randbereich wird in besonders einfacher Weise dadurch gebildet, daß der erste Randbereich in einem ersten Arbeitsschritt aus der Ebene der ersten Lage herausgebogen und in einem zweiten Arbeitsschritt zur Ebene der ersten Lage hin umgelegt wird.The bead in the first edge region is formed in a particularly simple manner in that the first edge region is bent out of the plane of the first layer in a first step and is folded over towards the plane of the first layer in a second step.

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Der zur Sicherung der Lagen der Dichtung gegen eine Auseinanderbewegung erforderliche Formschluß wird in besonders einfacher Weise dadurch hergestellt, daß der zweite Randbereich in einem ersten Arbeitsschritt aus der Ebene der zweiten Lage (durch die erste Durchgangsöffnung hindurch) herausgebogen und in einem zweiten Arbeitsschritt zur Ebene der ersten Lage hin umgelegt wird.The positive locking required to secure the layers of the seal against moving apart is produced in a particularly simple manner by bending the second edge region out of the plane of the second layer (through the first through-opening) in a first step and folding it towards the plane of the first layer in a second step.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and drawings of embodiments.

In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine mehrlagige Flachdichtung;Fig. 1 is a schematic plan view of a multi-layer flat gasket;

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch die Dichtung aus Fig. 1 im Bereich einer Verbindungseinrichtung längs der Linie 2-2 in Fig. 1;Fig. 2 is a schematic section through the seal of Fig. 1 in the region of a connecting device along the line 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3Fig.3

bis 5 aufeinanderfolgende Arbeitsschritte eines Verfahrens zum Verbinden der Lagen einer mehrlagigen Flachdichtung mittels der in Fig. 2 dargestellten Verbindungseinrichtung;to 5 show successive working steps of a method for connecting the layers of a multi-layer flat gasket by means of the connecting device shown in Fig. 2;

Fig. 6 einen der Darstellung der Fig. 2 entsprechenden Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer mehrlagigen Flachdichtung im Bereich einer Verbindungseinrichtung ;Fig. 6 is a section corresponding to the illustration in Fig. 2 through a second embodiment of a multi-layer flat gasket in the region of a connecting device;

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Fig. 7Fig.7

bis 9 schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Arbeitsschritte eines Verfahrens zum Verbinden der Lagen einer mehrlagigen Flachdichtung mittels der in Fig. 6 dargestellten Verbindungseinrichtung ;1 to 9 show schematic representations of successive working steps of a method for connecting the layers of a multi-layer flat gasket by means of the connecting device shown in Fig. 6;

Fig. 10 eine schematische Draufsicht von unten auf die Verbindungseinrichtung aus Fig. 6;Fig. 10 is a schematic plan view from below of the connecting device from Fig. 6;

Fig. 11 einen den Fig. 2 und 6 entsprechenden Schnitt durch eine dritte Ausführungsform einer mehrlagigen Flachdichtung im Bereich einer Verbindungseinrichtung; Fig. 11 shows a section corresponding to Figs. 2 and 6 through a third embodiment of a multi-layer flat gasket in the region of a connecting device;

Fig. 12 eine schematische Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform einer mehrlagigen Flachdichtung im Bereich einer Verbindungseinrichtung; undFig. 12 is a schematic plan view of a fourth embodiment of a multi-layer flat gasket in the region of a connecting device; and

Fig. 13 einen schematisehen Schnitt durch einen Stempel und eine Matrize zum Ausstanzen einer Durchgangsöffnung mit einer zwickeiförmigen Ausbuchtung.Fig. 13 is a schematic section through a punch and a die for punching out a through hole with a wedge-shaped bulge.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.Identical or functionally equivalent elements are designated by the same reference numerals in all figures.

Eine in den Fig. 1 und 2 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Flachdichtung umfaßt, wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, zwei übereinander angeordnete Lagen, nämlich eine erste Lage 102 und eine über derselben angeordnete, an der ersten Lage 102 flächig anliegende zweite Lage 104.A flat gasket shown in Figs. 1 and 2 and designated as a whole by 100 comprises, as can best be seen from Fig. 2, two layers arranged one above the other, namely a first layer 102 and a second layer 104 arranged above the first layer 102 and lying flat against the first layer 102.

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Die Lagen 102 und 104 umfassen vorzugsweise ein metallisches Material, insbesondere ein Federstahlblech, und können mit einer Beschichtung, insbesondere mit einer Beschichtung aus einem Elastomer, wie beispielsweise Nitrilbutadienkautschuk (NBR), versehen sein.The layers 102 and 104 preferably comprise a metallic material, in particular a spring steel sheet, and can be provided with a coating, in particular with a coating made of an elastomer, such as nitrile butadiene rubber (NBR).

Jede der Lagen 102, 104 weist die Form einer im wesentlichen ebenen Platte auf, aus welcher durch Stanzen im folgenden näher beschriebene Durchgangsöffnungen ausgebildet sind.Each of the layers 102, 104 has the shape of a substantially flat plate from which through openings described in more detail below are formed by punching.

Die Flachdichtung 100 ist dafür vorgesehen, zwischen zwei (nicht dargestellten) abzudichtenden Elementen, beispielsweise Maschinenteilen oder Bestandteilen einer Fluidleitung, insbesondere einer Abgasleitung, angeordnet zu werden, wobei die beiden abzudichtenden Elemente jeweils einen mit einem Fluid, beispielsweise einem Gasgemisch, gefüllten Raum aufweisen und die fluidgefüllten Räume der abzudichtenden Elemente über einen in der Flachdichtung 100 vorgesehenen Fluidkanal 106, der aus miteinander fluchtenden Fluidkanal-Durchgangsöffnungen 108 in der erste Lage 102 und der zweiten Lage 104 gebildet ist, miteinander verbunden sind.The flat seal 100 is intended to be arranged between two elements (not shown) to be sealed, for example machine parts or components of a fluid line, in particular an exhaust line, wherein the two elements to be sealed each have a space filled with a fluid, for example a gas mixture, and the fluid-filled spaces of the elements to be sealed are connected to one another via a fluid channel 106 provided in the flat seal 100, which is formed from aligned fluid channel through-openings 108 in the first layer 102 and the second layer 104.

Der Abdichtung des Fluidkanals 106 dient eine an der Flachdichtung 100 vorgesehene, den Fluidkanal 106 ringförmig umgebende Sicke 110.The fluid channel 106 is sealed by a bead 110 provided on the flat seal 100 and surrounding the fluid channel 106 in a ring shape.

Die beiden Elemente, zwischen welchen die Flachdichtung 100 angeordnet wird, werden durch geeignete Befestigungsmittel, beispielsweise durch Gewindebolzen und darauf angeordnete Muttern, gegeneinander verspannt, um an der Sicke 110 den für die Dichtigkeit erforderlichen Anpreßdruck zu erzeugen.The two elements between which the flat gasket 100 is arranged are clamped against each other by suitable fastening means, for example by threaded bolts and nuts arranged thereon, in order to generate the contact pressure required for sealing on the bead 110.

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Zur Aufnahme dieser Befestigungsmittel sind an der Flachdichtung 100 mehrere, beispielsweise vier, Befestigungsmittelkanale 112 vorgesehen, welche jeweils aus miteinander fluchtenden Befestigungsmittelkanal-Durchgangsöffnungen 114 in der ersten Lage 102 und der zweiten Lage 104 gebildet sind.To accommodate these fastening means, several, for example four, fastening means channels 112 are provided on the flat gasket 100, which are each formed from fastening means channel through-openings 114 aligned with one another in the first layer 102 and the second layer 104.

Die Befestigungsmittelkanäle 112 bilden die Eckpunkte eines von den Befestigungsmittelkanälen 112 begrenzten gepreßten Bereichs 116 der Flachdichtung 100, in welchem die Sicke 110 liegt.The fastening means channels 112 form the corner points of a pressed region 116 of the flat gasket 100, which is delimited by the fastening means channels 112 and in which the bead 110 is located.

Außerhalb des gepreßten Bereichs 116 sind an der Flachdichtung 100 mehrere, beispielsweise vier, Verbindungseinrichtungen 118 zum Verbinden der beiden Lagen der Flachdichtung 100 miteinander vorgesehen, deren Aufbau nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 näher beschrieben werden wird.Outside the pressed region 116, several, for example four, connecting devices 118 are provided on the flat gasket 100 for connecting the two layers of the flat gasket 100 to one another, the structure of which will be described in more detail below with reference to Fig. 2.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, umfaßt jede der Verbindungseinrichtungen 118 eine erste Durchgangsöffnung 120, die von einem ersten Randbereich 121 der ersten Lage 102 umgeben ist, mit einer senkrecht zur Ebene der ersten Lage 102 gerichteten Mittelachse 122 und eine koaxial zu der ersten Durchgangsöffnung 120 angeordnete zweite Durchgangsöffnung 124 in der zweiten Lage 104, die von einem zweiten Randbereich 125 der zweiten Lage 104 umgeben ist.As can be seen from Fig. 2, each of the connecting devices 118 comprises a first through-opening 120 which is surrounded by a first edge region 121 of the first layer 102, with a central axis 122 directed perpendicular to the plane of the first layer 102 and a second through-opening 124 arranged coaxially to the first through-opening 120 in the second layer 104, which is surrounded by a second edge region 125 of the second layer 104.

Der erste Randbereich 121 ist so aus der Ebene der ersten Lage 102 herausgebogen, daß ein an den freien Rand 123 angrenzender Abschnitt des ersten Randbereichs 121 einen kegelstumpf mantel förmigen Kragen 126 bildet, dessen der Ebene der ersten Lage 102 zugewandte Außenfläche mit der Ebene der ersten Lage 102 einen spitzen Winkel &agr; von beispielsweise unge-The first edge region 121 is bent out of the plane of the first layer 102 in such a way that a section of the first edge region 121 adjacent to the free edge 123 forms a truncated cone-shaped collar 126, the outer surface of which facing the plane of the first layer 102 forms an acute angle α of, for example, approx.

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fähr 30° einschließt. Dieser Kragen 126 ist über einen ringförmigen ersten Wulst 128, welcher die erste Durchgangsöffnung 120 berandet, mit dem nicht aus der Ebene der ersten Lage 102 herausgebogenen Bereich 130 der ersten Lage 102 verbunden. approximately 30°. This collar 126 is connected to the region 130 of the first layer 102 which is not bent out of the plane of the first layer 102 via an annular first bead 128 which borders the first through-opening 120.

Der zweite Randbereich 125 der zweiten Lage 104 ist aus der Ebene der zweiten Lage 104 so herausgebogen, daß er die erste Durchgangsöffnung 120 in der ersten Lage 102 durchgreift und den ersten Randbereich 121 so hintergreift, daß die erste Lage 102 und die zweite Lage 104 durch Formschluß gegen ein Auseinanderbewegen der Lagen 102, 104 senkrecht zu den Ebenen der Lagen 102, 104, das heißt längs der Mittelachse 122 der Durchgangsöffnungen 120, 124, gesichert sind.The second edge region 125 of the second layer 104 is bent out of the plane of the second layer 104 in such a way that it passes through the first through-opening 120 in the first layer 102 and engages behind the first edge region 121 in such a way that the first layer 102 and the second layer 104 are secured by positive locking against the layers 102, 104 moving apart perpendicular to the planes of the layers 102, 104, that is to say along the central axis 122 of the through-openings 120, 124.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, bildet auch ein an den freien Rand 127 angrenzender Abschnitt des zweiten Randbereichs 125 einen (im Vergleich zu dem ersten Kragen 126 schmaleren) kegelstumpf mantel förmigen zweiten Kragen 132, welcher mit seiner Außenfläche an der Innenfläche des ersten Kragens 126 anliegt und somit mit der Ebene der zweiten Lage 104 im wesentlichen denselben Winkel &agr; einschließt, den die Außenfläche des ersten Kragens 126 mit der Ebene der ersten Lage 102 einschließt. As can be seen from Fig. 2, a section of the second edge region 125 adjacent to the free edge 127 also forms a frustoconical-shaped second collar 132 (narrower than the first collar 126), which rests with its outer surface on the inner surface of the first collar 126 and thus encloses with the plane of the second layer 104 essentially the same angle α that the outer surface of the first collar 126 encloses with the plane of the first layer 102.

Der zweite Kragen 132 ist über einen ringförmigen zweiten Wulst 134 mit dem nicht aus der Ebene der zweiten Lage 104 herausgebogenen Bereich 136 der zweiten Lage 104 verbunden.The second collar 132 is connected via an annular second bead 134 to the region 136 of the second layer 104 which is not bent out of the plane of the second layer 104.

Der zweite Wulst 134 liegt mit seiner Außenseite an der Innenseite des ersten Wulstes 128 an.The second bead 134 rests with its outer side against the inner side of the first bead 128.

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Das Verfahren zum Verbinden der Lagen 102, 104 der mehrlagigen Flachdichtung 100 miteinander wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 erläutert.The method for joining the layers 102, 104 of the multilayer flat gasket 100 together is explained below with reference to Figs. 3 to 5.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, werden zunächst die erste Lage 102 und die zweite Lage 104 so aneinander zur Anlage gebracht, daß die erste Durchgangsöffnung 120 und die zweite Durchgangsöffnung 124, die in einem vorhergehenden Arbeitsschritt durch Stanzen in der ersten Lage 102 bzw. der zweiten Lage 104 gebildet worden sind, koaxial zueinander ausgerichtet sind.As can be seen from Fig. 3, the first layer 102 and the second layer 104 are first brought into contact with one another in such a way that the first through-opening 120 and the second through-opening 124, which were formed in a previous work step by punching in the first layer 102 and the second layer 104, respectively, are coaxially aligned with one another.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Radius der ersten Durchgangsöffnung 120 gleich groß wie der Radius der zweiten Durchgangsöffnung 124, so daß die erste Durchgangsöffnung 120 und die zweite Durchgangsöffnung 124 miteinander fluchten.In the embodiment described here, the radius of the first through-opening 120 is the same as the radius of the second through-opening 124, so that the first through-opening 120 and the second through-opening 124 are aligned with one another.

Alternativ hierzu kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Radien der Durchgangsöffnungen 120, 124 voneinander verschieden sind.Alternatively, however, it can also be provided that the radii of the through openings 120, 124 are different from one another.

Die beiden Lagen 102, 104 werden mittels geeigneter (nicht dargestellter) Haltemittel in der in Fig. 3 dargestellten Anordnung gehalten, in welcher die Lagen 102, 104 flächig aneinander anliegen.The two layers 102, 104 are held by means of suitable holding means (not shown) in the arrangement shown in Fig. 3, in which the layers 102, 104 lie flat against one another.

Anschließend wird ein Aufstellstempel 136 von der Seite der zweiten Lage 104 her längs der Mittelachse 122 durch die beiden Durchgangsöffnungen 120 und 124 eingeführt (siehe Fig. 4).Subsequently, a setting punch 136 is inserted from the side of the second layer 104 along the central axis 122 through the two through openings 120 and 124 (see Fig. 4).

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Der Aufstellstempel 136 ist im wesentlichen zylindrisch und weist einen Radius auf, welcher den Radius der ersten Durchgangsöffnung 120 und der zweiten Durchgangsöffnung 124 übertrifft, so daß der erste Randbereich 121 und der zweite Randbereich 125 der Durchgangsöffnungen 120 bzw. 124 aus der Ebene der ersten Lage 102 bzw. der zweiten Lage 104 herausgebogen und in die in Fig. 4 dargestellte Stellung aufgestellt werden, in welcher die Randbereiche 121, 125 im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der ersten Lage 102 bzw. der zweiten Lage 104 ausgerichtet sind.The setting-up stamp 136 is essentially cylindrical and has a radius which exceeds the radius of the first through-opening 120 and the second through-opening 124, so that the first edge region 121 and the second edge region 125 of the through-openings 120 and 124 are bent out of the plane of the first layer 102 and the second layer 104, respectively, and set up in the position shown in Fig. 4, in which the edge regions 121, 125 are aligned essentially perpendicular to the plane of the first layer 102 and the second layer 104, respectively.

Um das Einführen des Aufstellstempels 136 in die Durchgangsöffnungen 120, 124 zu erleichtern, ist der Aufstellstempel 136 an seinem in der Einführrichtung vorne liegenden Ende mit einer kegelstumpfförmig sich verjüngenden Spitze 138 versehen. In order to facilitate the insertion of the setting-up stamp 136 into the through openings 120, 124, the setting-up stamp 136 is provided with a truncated cone-shaped tapering tip 138 at its front end in the insertion direction.

In einem weiteren, in Fig. 5 schematisch dargestellten Arbeitsschritt werden die Randbereiche 121, 125 mittels eines von der Seite der erste Lage 102 her längs der Mittelachse 122 in die Durchgangsöffnungen 120, 124 eingeführten Umlegstempels 140 zu den Ebenen der Lagen 102, 104 hin umgelegt, um die formschlüssige Verbindung zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage 104 herzustellen, bei welcher der zweite Randbereich 125 der zweiten Lage 104 den ersten Randbereich 121 der ersten Lage 102 hintergreift.In a further work step, shown schematically in Fig. 5, the edge regions 121, 125 are folded towards the planes of the layers 102, 104 by means of a folding stamp 140 introduced from the side of the first layer 102 along the central axis 122 into the through openings 120, 124 in order to produce the positive connection between the first layer and the second layer 104, in which the second edge region 125 of the second layer 104 engages behind the first edge region 121 of the first layer 102.

Der Umlegstempel 140 weist einen zylindrischen vorderen Bereich 142 auf, dessen Radius im wesentlichen gleich groß ist wie der Radius des Aufstellstempels 136, sowie einen zylin-The folding die 140 has a cylindrical front portion 142, the radius of which is substantially equal to the radius of the setting die 136, and a cylindrical

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drischen hinteren Bereich 144, dessen Radius den Radius des vorderen Bereichs 142 übertrifft.drical rear region 144 whose radius exceeds the radius of the front region 142.

Der vordere Bereich 142 und der hintere Bereich 144 des Umlegstempels 140 sind über eine zur Längsachse des Umlegstempels 140 rotationssymmetrische Schulter 146 miteinander verbunden, deren vorderer Rand tangential an die Außenfläche des vorderen Bereichs 142 anschließt und deren hinterer Bereich mit einer senkrecht zur Längsachse des Umlegstempels 140 ausgerichteten Ebene im wesentlichen denselben Winkel &agr; einschließt, unter welchem nach abgeschlossener Umformung die Außenfläche des ersten Kragens 126 die Ebene der ersten Lage 102 schneidet.The front region 142 and the rear region 144 of the folding die 140 are connected to one another via a shoulder 146 which is rotationally symmetrical to the longitudinal axis of the folding die 140, the front edge of which adjoins tangentially to the outer surface of the front region 142 and the rear region of which encloses with a plane oriented perpendicular to the longitudinal axis of the folding die 140 essentially the same angle α at which the outer surface of the first collar 126 intersects the plane of the first layer 102 after the forming process has been completed.

Zum leichteren Einführen in die Durchgangsöffnungen 120, 124 ist der Umlegstempel 140 an seinem in der Einführrichtung vorne liegenden Ende mit einer sich kegelstumpfförmig verjüngenden Spitze 148 versehen.To facilitate insertion into the through openings 120, 124, the folding punch 140 is provided with a truncated cone-shaped tapering tip 148 at its front end in the insertion direction.

Der Umlegstempel 140 wird längs der Mittelachse 122 so weit in die Durchgangsöffnungen 120, 124 eingeführt, bis die Randbereiche 121, 125 so verformt sind, daß die Kragen 126, 132 im wesentlichen parallel zum hinteren Bereich der Schulter 146 ausgerichtet sind und die zweite Wulst 134 sich flächig an den vorderen gekrümmten Bereich der Schulter 146 anschmiegt .The folding die 140 is inserted along the central axis 122 into the through openings 120, 124 until the edge regions 121, 125 are deformed such that the collars 126, 132 are aligned substantially parallel to the rear region of the shoulder 146 and the second bead 134 fits flat against the front curved region of the shoulder 146.

Anschließend wird der Umlegstempel 140 wieder aus den Durchgangsöffnungen 120, 124 zurückgezogen, und der Umformvorgang zur Bildung der Verbindungseinrichtung 118 ist abgeschlossen.Subsequently, the folding die 140 is withdrawn from the through openings 120, 124 and the forming process for forming the connecting device 118 is completed.

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Alle an der Flachdichtung 100 vorgesehenen Verbindungseinrichtungen 118 werden in der vorstehend beschriebenen Weise gebildet, wobei die einzelnen Arbeitsschritte vorzugsweise an allen Verbindungseinrichtungen 118 gleichzeitig ausgeführt werden, grundsätzlich jedoch an den Verbindungseinrichtungen 118 auch nacheinander ausgeführt werden können.All connecting devices 118 provided on the flat gasket 100 are formed in the manner described above, wherein the individual work steps are preferably carried out on all connecting devices 118 simultaneously, but in principle can also be carried out on the connecting devices 118 one after the other.

Eine in den Fig. 6 und 10 dargestellte zweite Ausführungsform einer Flachdichtung 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform lediglich hinsichtlich der Ausbildung der Verbindungseinrichtungen.A second embodiment of a flat gasket 100 shown in Figs. 6 and 10 differs from the first embodiment described above only with regard to the design of the connecting devices.

Wie insbesondere aus Fig. 10 zu ersehen ist, sind der erste Randbereich 121' der ersten Durchgangsöffnung 120' in der ersten Lage 102 und der zweite Randbereich 125' der zweiten Durchgangsöffnung 124' in der zweiten Lage 104 der Flachdichtung 100 nicht, wie bei der ersten Ausführungsform, rotationssymmetrisch in Bezug auf die Mittelachse 122 der Durchgang so ff nungen 120', 124' ausgebildet.As can be seen in particular from Fig. 10, the first edge region 121' of the first through-opening 120' in the first layer 102 and the second edge region 125' of the second through-opening 124' in the second layer 104 of the flat gasket 100 are not, as in the first embodiment, rotationally symmetrical with respect to the central axis 122 of the through-openings 120', 124'.

Vielmehr umfassen der erste Randbereich 121' und der zweite Randbereich 125' jeweils vier längs des Umfangs der betreffenden Durchgangsöffnung aufeinanderfolgende dreieckige Zacken 150 bzw. 152.Rather, the first edge region 121' and the second edge region 125' each comprise four triangular prongs 150 and 152 respectively, which follow one another along the circumference of the respective through-opening.

Wie aus der Fig. 6 zu ersehen ist, sind bei dieser zweiten Ausfuhrungsform die Zacken 150 des ersten Randbereichs 121' so aus der Ebene der ersten Lage 102 herausgebogen, daß die an die freien Ränder der Zacken 150 angrenzenden Abschnitte zusammen einen die erste Durchgangsöffnung 120' umgebenden ersten Kragen 126' bilden.As can be seen from Fig. 6, in this second embodiment the prongs 150 of the first edge region 121' are bent out of the plane of the first layer 102 in such a way that the sections adjacent to the free edges of the prongs 150 together form a first collar 126' surrounding the first through-opening 120'.

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Ferner ist jeder der Zacken 152 des zweiten Randbereichs 125' so aus der Ebene der zweiten Lage 104 herausgebogen, daß er die erste Durchgangsöffnung 120' durchgreift und den jeweils benachbarten Zacken 150 des ersten Randbereichs 121' so hintergreift, daß die erste Lage 102 und die zweite Lage 104 durch Formschluß gegen ein Auseinanderbewegen der Lagen längs der Mittelachse 122 gesichert sind.Furthermore, each of the prongs 152 of the second edge region 125' is bent out of the plane of the second layer 104 in such a way that it passes through the first through-opening 120' and engages behind the respective adjacent prong 150 of the first edge region 121' in such a way that the first layer 102 and the second layer 104 are secured by positive locking against the layers moving apart along the central axis 122.

Auch bei dieser zweiten Ausführungsform schließen die Außenflächen des ersten Kragens 126' mit der Ebene der ersten Lage 102 einen spitzen Winkel &agr; von beispielsweise ungefähr 30° ein.Also in this second embodiment, the outer surfaces of the first collar 126' form an acute angle α of, for example, approximately 30° with the plane of the first layer 102.

Jeder Teil des ersten Kragens 126' ist mit dem nicht aus der Ebene der ersten Lage 102 herausgebogenen Bereich 130 der ersten Lage 102 über einen ersten Wulst 128' verbunden. Die ersten Wülste 128' beranden die erste Durchgangsöffnung 120'.Each part of the first collar 126' is connected to the region 130 of the first layer 102 that is not bent out of the plane of the first layer 102 via a first bead 128'. The first beads 128' border the first through opening 120'.

Wie ebenfalls aus der Fig. 6 zu ersehen ist, bilden die an die freien Ränder der Zacken 152 angrenzenden Abschnitte des zweiten Randbereichs 125' zusammen einen die zweite Durchgangsöffnung 124' umgebenden zweiten Kragen 132', der mit dem nicht aus der Ebene der zweite Lage 104 herausgebogenen Bereich 135 der zweiten Lage 104 über vier zweite Wülste 134' verbunden ist.As can also be seen from Fig. 6, the sections of the second edge region 125' adjacent to the free edges of the prongs 152 together form a second collar 132' surrounding the second through-opening 124', which is connected to the region 135 of the second layer 104 not bent out of the plane of the second layer 104 via four second beads 134'.

Das Verfahren zum Verbinden der Lagen 102, 104 der mehrlagigen Flachdichtung 100 mittels der in den Fig. 6 und 10 dargestellten Verbindungseinrichtung 118' wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 9 erläutert.The method for connecting the layers 102, 104 of the multi-layer flat gasket 100 by means of the connecting device 118' shown in Figs. 6 and 10 is explained below with reference to Figs. 7 to 9.

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Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, werden bei diesem Verfahren die erste Lage 102 und die zweite Lage 104 aneinander zur Anlage gebracht und mittels geeigneter (nicht dargestellter) Haltemittel in dieser Lage relativ zueinander festgehalten, ohne zuvor mit Durchgangsöffnungen im Bereich der Verbindungseinrichtungen 118' versehen worden zu sein.As can be seen from Fig. 7, in this method the first layer 102 and the second layer 104 are brought into contact with one another and are held in this position relative to one another by means of suitable holding means (not shown), without having previously been provided with through openings in the region of the connecting devices 118'.

Die erste Durchgangsöffnung 120' und die zweite Durchgangsöffnung 124' werden vielmehr in einem einzigen Arbeitsschritt gemeinsam mit einem Schneidestempel 154 in die erste Lage 102 bzw. die zweite Lage 104 geschnitten, wobei der Schneidestempel 154 die Lagen 102, 104 von der Seite der zweiten Lage 104 her kommend längs seiner zu den Ebenen der Lagen 102, 104 senkrechten Längsachse durchstößt, so daß die erste Durchgangsöffnung 120 und die zweite Durchgangsöffnung 124 mit zu dieser Achsenrichtung koaxialer Mittelachse 122 geschnitten werden.Rather, the first through-opening 120' and the second through-opening 124' are cut in a single work step together with a cutting punch 154 into the first layer 102 and the second layer 104, respectively, wherein the cutting punch 154 pierces the layers 102, 104 coming from the side of the second layer 104 along its longitudinal axis perpendicular to the planes of the layers 102, 104, so that the first through-opening 120 and the second through-opening 124 are cut with the center axis 122 coaxial with this axis direction.

Der Schneidestempel 154 ist im wesentlichen zylindrisch und weist an seinem in der Durchstoßrichtung vorne liegenden Ende eine im wesentlichen pyramidenförmig zulaufende Schneidespitze 156 auf, wobei die vier Seitenflächen 158 der Schneidspitze 156 an vier Schneidkanten 160 aneinander angrenzen, welche in die Lagen 102, 104 der Flachdichtung 100 jeweils eine Durchgangsöffnung in Form eines vierzackigen Sterns schneiden. Diese Durchgangsöffnungen werden durch den zylindrischen hinteren Bereich des Schneidestempels 154 zu im wesentlichen kreisförmigen Durchgangsöffnungen 120', 124' aufgeweitet, indem der zylindrische Bereich des Schneidestempels 154 die Randbereiche 121', 125' so aufstellt, daß deren freie Ränder im wesentlichen senkrecht zu den Ebenen der Lagen 102, 104 ausgerichtet sind (siehe Fig. 8).The cutting punch 154 is essentially cylindrical and has a cutting tip 156 that tapers to a substantially pyramid shape at its front end in the piercing direction, with the four side surfaces 158 of the cutting tip 156 adjoining one another at four cutting edges 160, each of which cuts a through-opening in the form of a four-pointed star into the layers 102, 104 of the flat gasket 100. These through-openings are widened by the cylindrical rear region of the cutting punch 154 to form essentially circular through-openings 120', 124', in that the cylindrical region of the cutting punch 154 positions the edge regions 121', 125' in such a way that their free edges are aligned essentially perpendicular to the planes of the layers 102, 104 (see Fig. 8).

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Nachdem der Schneidestempel 154 aus den so gebildeten Durchgangsöffnungen 120', 124' herausgezogen worden ist, wird in einem darauffolgenden Arbeitsschritt ein Umlegstempel 140' von der Seite der ersten Lage 102 her längs der Mittelachse 122 in die Durchgangsöffnung 120' und die zweite Durchgangsöffnung 124' eingeführt, um die Randbereiche 121', 125' zu den Ebenen der Lagen 102, 104 der Flachdichtung 100 hin umzulegen, um den Formschluß zwischen den Lagen 102, 104 herzustellen. After the cutting punch 154 has been pulled out of the through openings 120', 124' thus formed, in a subsequent work step a folding punch 140' is introduced from the side of the first layer 102 along the central axis 122 into the through opening 120' and the second through opening 124' in order to fold the edge regions 121', 125' towards the planes of the layers 102, 104 of the flat gasket 100 in order to produce the positive connection between the layers 102, 104.

Wie aus Fig. 9 zu ersehen ist, umfaßt der Umlegstempel 140' einen zylindrischen vorderen Bereich 142', dessen Radius im wesentlichen dem Radius des zylindrischen Bereichs des Schneidestempels 154 entspricht, und einen zylindrischen hinteren Bereich 144', dessen Radius den Radius des vorderen Bereichs 142' übertrifft.As can be seen from Fig. 9, the folding punch 140' comprises a cylindrical front portion 142' whose radius substantially corresponds to the radius of the cylindrical portion of the cutting punch 154, and a cylindrical rear portion 144' whose radius exceeds the radius of the front portion 142'.

Zwischen dem vorderen Bereich 142' und dem hinteren Bereich 144' des Umlegstempels 140' ist eine rotationssymmetrisch zur Längsachse des Umlegstempels 140' ausgebildete Schulter 146' angeordnet, deren vorderer Rand tangential an die Außenfläche des vorderen Bereichs 142' anschließt und die in ihrem hinteren Bereich um den Winkel &agr; gegenüber einer zur Längsachse des Umlegstempels 140' senkrecht ausgerichteten Ebene geneigt ist.Between the front region 142' and the rear region 144' of the folding die 140' there is arranged a shoulder 146' which is rotationally symmetrical to the longitudinal axis of the folding die 140', the front edge of which adjoins tangentially to the outer surface of the front region 142' and which is inclined in its rear region by the angle α with respect to a plane oriented perpendicular to the longitudinal axis of the folding die 140'.

Um das Einführen des Umlegstempels 140' in die Durchgangsöffnungen 120', 124' zu erleichtern, ist der vordere Bereich 142' des Umlegstempels 140' mit einer kegelstumpfförmig zulaufenden Spitze 148' versehen.In order to facilitate the insertion of the folding die 140' into the through openings 120', 124', the front region 142' of the folding die 140' is provided with a truncated cone-shaped tip 148'.

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Der Umlegstempel 140' wird so weit in die Durchgangsöffnungen 120', 124' eingeführt, bis der erste Kragen 126' den Neigungswinkel &agr; in Bezug auf die Ebene der ersten Lage 102 erreicht hat und die zweiten Wülste 134' sich an den gekrümmten Bereich der Schulter 146' des Umlegstempels 140' anschmiegen.The folding die 140' is inserted into the through openings 120', 124' until the first collar 126' has reached the inclination angle α with respect to the plane of the first layer 102 and the second beads 134' nestle against the curved region of the shoulder 146' of the folding die 140'.

Damit ist der Umformvorgang zur Bildung der Verbindungseinrichtung 118' beendet, und der Umlegstempel 140' wird in umgekehrter Richtung wieder aus den Durchgangsöffnungen 120', 124' herausgezogen.This completes the forming process for forming the connecting device 118', and the folding die 140' is pulled out of the through openings 120', 124' in the opposite direction.

Im übrigen stimmt die zweite Ausführungsform einer Flachdichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Otherwise, the second embodiment of a flat gasket 100 corresponds in terms of structure and function to the first embodiment, to the above description of which reference is made in this respect.

Eine in Fig. 11 dargestellte dritte Ausführungsform einer Flachdichtung 100 unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen lediglich dadurch, daß der erste Randbereich 121'' der ersten Durchgangsöffnung 120'' soweit umgelegt worden ist, daß er an dem nicht aus der Ebene der ersten Lage 102 herausgebogenen Bereich 130 der ersten Lage 102 flächig anliegt.A third embodiment of a flat gasket 100 shown in Fig. 11 differs from the embodiments described above only in that the first edge region 121'' of the first through-opening 120'' has been folded over to such an extent that it lies flat against the region 130 of the first layer 102 which is not bent out of the plane of the first layer 102.

Anders ausgedrückt, beträgt der Winkel &agr;, welchen die Außenfläche des ersten Kragens 126'' mit der Ebene der ersten Lage 102 einschließt, bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen 0 ° .In other words, the angle α which the outer surface of the first collar 126'' forms with the plane of the first layer 102 is essentially 0° in this embodiment.

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Eine solche Verformung der Randbereiche 121'', 125'' wird mittels eines Umlegstempels erzielt, dessen Schulter in ihrem hinteren Bereich im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Umlegstempels 140 ausgerichtet ist.Such a deformation of the edge regions 121'', 125'' is achieved by means of a folding die, the shoulder of which is aligned in its rear region substantially perpendicular to the longitudinal axis of the folding die 140.

Durch die Ausführung der Verbindungseinrichtungen 118'' gemäß der dritten Ausführungsform wird die Ausdehnung der Flachdichtung 100 senkrecht zu den Ebenen der Lagen 102 und 104 minimiert.By designing the connecting devices 118'' according to the third embodiment, the expansion of the flat gasket 100 perpendicular to the planes of the layers 102 and 104 is minimized.

Im übrigen stimmt die dritte Ausführungsform einer Flachdichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen überein, auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Otherwise, the third embodiment of a flat gasket 100 corresponds in terms of structure and function to the embodiments described above, to the description of which reference is made in this respect.

Eine in Fig. 12 dargestellte vierte Ausführungsform einer Flachdichtung 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform lediglich dadurch, daß der erste Randbereich 121 der ersten Durchgangsöffnung 120 eine zwickeiförmige Ausnehmung 170 aufweist, die sich vom freien Rand 172 des ersten Randbereichs 121 aus in im wesentlichen radialer Richtung auf die erste Durchgangsöffnung 120 zu erstreckt .A fourth embodiment of a flat gasket 100 shown in Fig. 12 differs from the first embodiment described above only in that the first edge region 121 of the first through-opening 120 has a wedge-shaped recess 170 which extends from the free edge 172 of the first edge region 121 in a substantially radial direction towards the first through-opening 120.

Ferner weist bei dieser vierten Ausführungsform der zweite Randbereich 125 der zweiten Durchgangsöffnung 124 eine zwickeiförmige Ausnehmung 174 auf, die sich vom freien Rand 176 des zweiten Randbereichs 125 aus in im wesentlichen radialer Richtung auf die zweite Durchgangsöffnung 124 zu erstreckt .Furthermore, in this fourth embodiment, the second edge region 125 of the second through-opening 124 has a wedge-shaped recess 174 which extends from the free edge 176 of the second edge region 125 in a substantially radial direction towards the second through-opening 124.

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Die zwickeiförmigen Ausnehmungen 170 und 174 dienen dazu, die Verformung des ersten Randbereichs 121 bzw. des zweiten Randbereichs 125 beim Verbinden der Lagen 102 und 104 der Dichtung 100 miteinander zu erleichtern.The wedge-shaped recesses 170 and 174 serve to facilitate the deformation of the first edge region 121 and the second edge region 125 when connecting the layers 102 and 104 of the seal 100 to one another.

Im Vergleich zu einem Blech ohne eine solche Ausnehmung läßt sich ein Blech, dessen Randbereich eine solche Ausnehmung aufweist, nämlich wesentlich leichter umlegen.In comparison to a sheet without such a recess, a sheet whose edge area has such a recess can be folded over much more easily.

In jedem der Randbereiche 121 und 125 können ein oder mehrere solche Ausnehmungen 170 bzw. 174 vorgesehen sein.One or more such recesses 170 and 174 may be provided in each of the edge regions 121 and 125.

Die Ausnehmungen 174 in dem zweiten Randbereich 125 können bezüglich der Mittelachse 122 dieselben Winkelpositionen wie die Ausnehmungen 170 in dem ersten Randbereich 121 oder aber von den Winkelpositionen der Ausnehmungen 170 in dem ersten Randbereich 121 verschiedene Winkelpositionen einnehmen.The recesses 174 in the second edge region 125 can assume the same angular positions with respect to the central axis 122 as the recesses 170 in the first edge region 121 or angular positions different from the angular positions of the recesses 170 in the first edge region 121.

Die Ausnehmungen 170 und 174 können beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß das Material der ersten Lage 102 bzw. der zweiten Lage 104 und die Breite des umzulegenden Bereichs der ersten Lage 102 bzw. der zweiten Lage 104 sowie der Winkel &agr;, den die Außenfläche des Kragens 126 nach dem Umlegen mit der Ebene der erste Lage 102 einschließt, so gewählt werden, daß der erste Randbereich 121 bzw. der zweite Randbereich 125 beim Umlegen ohne weiteres Zutun an einer Schwachstelle einreißt. The recesses 170 and 174 can be produced, for example, by selecting the material of the first layer 102 or the second layer 104 and the width of the area of the first layer 102 or the second layer 104 to be folded over, as well as the angle α that the outer surface of the collar 126 forms with the plane of the first layer 102 after folding over, such that the first edge area 121 or the second edge area 125 tears at a weak point when folded over without any further action.

Die Ausnehmungen 170 und 174 können jedoch auch bereits vor dem Umlegevorgag in der ersten Lage 102 bzw. der zweiten Lage 104 erzeugt werden, indem zum Ausstanzen der ersten Durchgangsöffnung 120 in der ersten Lage 102 bzw. zum AusstanzenHowever, the recesses 170 and 174 can also be created in the first layer 102 or the second layer 104 before the folding process by punching out the first through-opening 120 in the first layer 102 or

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der zweiten Durchgangsöffnung 124 in der zweiten Lage 104 ein (in der Fig. 13 im Querschnitt dargestellter) Stempel 178 mit einer radial nach außen gerichteten Nase 180 verwendet wird, welcher mit einer Matrize 182, die eine zu der Nase 180 komplementäre Einbuchtung 184 aufweist, beim Ausstanzen der Durchgangsöffnung 120 bzw. der Durchgangsöffnung 124 so zusammenwirkt, daß in den ersten Randbereich 121 eine Ausnehmung 170 bzw. in den zweiten Randbereich 125 eine Ausnehmung 174 geschnitten wird.the second through-opening 124 in the second layer 104, a punch 178 (shown in cross section in Fig. 13) with a radially outwardly directed nose 180 is used, which cooperates with a die 182, which has an indentation 184 complementary to the nose 180, when punching out the through-opening 120 or the through-opening 124 such that a recess 170 is cut in the first edge region 121 or a recess 174 is cut in the second edge region 125.

Beim anschließenden Verbinden der ersten Lage 102 mit der zweiten Lage 104 und dem damit verbundenen Umlegen des ersten Randbereichs 121 und des zweiten Randbereichs 125 können die Ausnehmungen 170 bzw. 174 noch weiter einreißen und sich dadurch in Richtung auf die Durchgangsöffnungen 120 bzw. 124 zu erweitern.During the subsequent connection of the first layer 102 to the second layer 104 and the associated folding of the first edge region 121 and the second edge region 125, the recesses 170 and 174 can tear even further and thereby expand in the direction of the through openings 120 and 124, respectively.

Im übrigen stimmt die vierte Ausführungsform einer Flachdichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der ersten Ausführungsform überein, auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Otherwise, the fourth embodiment of a flat gasket 100 corresponds in terms of structure and function to the first embodiment, to the description of which reference is made in this respect.

Claims

1. Multi-layer seal, comprising at least a first layer ( 102 ) and a second layer ( 104 ) and at least one connecting device ( 118 ; 118 '; 118 ") for connecting the layers of the seal ( 100 ) to one another, characterized in that
that the connecting device comprises a first through-opening ( 120 ; 120 '; 120 ") in the first layer with a first edge region ( 121 ; 121 '; 121 ") and a second through-opening ( 124 ; 124 '; 124 ") in the second layer with a second edge region ( 125 ; 125 '; 125 "),
wherein the first edge region is bent out of the plane of the first layer such that the first edge region comprises a bead ( 128 ) which borders the first through opening, and
wherein the second edge region is bent out of the plane of the second layer, extends through the first through-opening in the first layer and engages behind the first edge region in such a way that the first layer and the second layer are secured against movement apart of the layers by positive locking.

2. Seal according to claim 1, characterized in that the connecting device ( 118 ; 118 '; 118 ") in the assembled state of the seal ( 100 ), in which the seal is arranged under a contact pressure between two elements to be sealed, is arranged outside the region ( 116 ) of the seal subjected to the contact pressure.

3. Seal according to one of claims 1 or 2, characterized in that the seal ( 100 ) has fastening means channels ( 112 ) for receiving fastening means, by means of which the elements to be sealed are fixed to one another in the assembled state of the seal, and in that the connecting device ( 118 ; 118 '; 118 ") is arranged outside the region ( 116 ) of the seal delimited by the fastening means channels.

4. Seal according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second edge region ( 125 ; 125 '; 125 ") rests at least partially flat against the first edge region ( 121 ; 121 '; 121 ").

5. Seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first edge region ( 121 ") is bent such that it rests at least partially flat against a region ( 130 ) of the first layer which is not bent out of the plane of the first layer ( 102 ).

6. Seal according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first edge region ( 121 ") is bent such that a portion of the first edge region adjacent to the free edge of the first edge region is aligned substantially parallel to the plane of the first layer ( 102 ).

7. Seal according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second edge region ( 125 ") is bent such that a portion of the second edge region adjacent to the free edge of the second edge region is aligned substantially parallel to the plane of the second layer ( 104 ).

8. Seal according to one of claims 1 to 7, characterized in that the first layer ( 102 ) and/or the second layer ( 104 ) of the seal ( 100 ) comprise spring steel.

9. Seal according to one of claims 1 to 8, characterized in that the seal ( 100 ) comprises at least one layer which is provided with a coating, preferably with a coating comprising an elastomer.

10. Seal according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first edge region ( 121 ; 121 ") surrounds the first through opening ( 120 ; 120 ") in an annular manner.

11. Seal according to one of claims 1 to 10, characterized in that the second edge region ( 125 ; 125 ") surrounds the second through opening ( 124 ; 124 ") in an annular manner.

12. Seal according to one of claims 1 to 11, characterized in that the first edge region ( 121 ') has a serrated shape with several, preferably at least three, prongs ( 150 ).

13. Seal according to one of claims 1 to 12, characterized in that the second edge region ( 125 ') has a serrated shape with several, preferably at least three, prongs ( 152 ).

14. Seal according to one of claims 1 to 13, characterized in that the seal ( 100 ) comprises at least two, preferably at least four, connecting devices ( 118 ; 118 '; 118 ") for connecting the layers ( 102 , 104 ) of the seal to one another.