DE202011103423U1

DE202011103423U1 - sealing system

Info

Publication number: DE202011103423U1
Application number: DE202011103423U
Authority: DE
Original assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Current assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2012-07-23
Anticipated expiration: 2021-07-21

Abstract

Dichtungssystem bestehend aus einem ersten Bauteil (2), einem zweiten Bauteil (3) und einer metallischen Flachdichtung (1), wobei mindestens eine Fluiddurchgangsöffnung (22) in das erste und zweite Bauteil (2, 3) hineinragt, wobei das erste und/oder das zweite Bauteil (2, 3) eine Nut (20) zur Aufnahme der Dichtung (1) aufweist, wobei die Nut (20) die Fluiddurchgangsöffnung (22) umgibt wobei sich die metallische Flachdichtung (1) ringförmig in der Nut (20) und einseitig fortlaufend im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Bauteil (2, 3) erstreckt, wobei die metallische Flachdichtung im Bereich der Nut im unverpressten Zustand in Radialrichtung einen Anstieg oder Abstieg (HA) größer der Nuttiefe (HN) aufweist, dem eine Wellenform (5) überlagert ist, und wobei die metallische Flachdichtung (1) in einer Projektion in die Ebene des Nutgrunds (32) an jeder Stelle der Dichtfläche einlagig ist.Sealing system consisting of a first component (2), a second component (3) and a metallic flat seal (1), with at least one fluid passage opening (22) protruding into the first and second component (2, 3), the first and / or the second component (2, 3) has a groove (20) for receiving the seal (1), the groove (20) surrounding the fluid passage opening (22), the metallic flat seal (1) being annular in the groove (20) and extends continuously on one side in the area between the first and second component (2, 3), the metallic flat seal in the area of the groove in the unpressed state in the radial direction having an increase or decrease (HA) greater than the groove depth (HN), which has a wave shape (5 ) is superimposed, and wherein the metallic flat seal (1) is a single layer in a projection in the plane of the groove base (32) at each point of the sealing surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtungssystem bestehend aus einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil und mindestens einer in beiden Bauteilen sich erstreckende Fluiddurchgangsöffnung, insbesondere einer Durchgangsöffnung für heiße Verbrennungsgase von Verbrennungsmotoren sowie der zugehörigen metallischen Flachdichtung.The invention relates to a sealing system comprising a first component and a second component and at least one fluid passage opening extending in both components, in particular a passage opening for hot combustion gases of internal combustion engines and the associated metallic flat gasket.

Aus dem Stand der Technik sind für die Abdichtung von Heißgas führenden Flanschverbindungen eingesteckte Rohre mit umlaufenden Prägungen bekannt. Diese dichten verschiedene Fluiddurchgangsöffnungen unabhängig voneinander ab. Sie sind aber sehr aufwändig in ihrer Herstellung und weisen oftmals Präzisionsprobleme auf. Gerade die Herstellung der radial verlaufenden Prägungen ist sehr heikel und oft führen geringe Abweichungen in den Bauteil- oder Dichtungsmaßen zu großen Dichtproblemen. Weiterhin sind die Dichtungen über ihre gesamte Länge den heißen und aggressiven Fluiden, meist Brenngasen ausgesetzt. Zur Vermeidung von Korrosion müssen deshalb extrem hochwertige und somit teure Werkstoffe eingesetzt werden. Bewegen sich beide abzudichtenden Bauteile in unterschiedlichem Maße, so tritt bei mehrflutigen Übergängen eine Zerstörung von Dichtungsrohren auf, da diese der Bewegung nicht folgen können.From the state of the art are known for the sealing of hot gas flange connections inserted tubes with circumferential imprints. These seal different fluid passage openings independently. But they are very complex in their production and often have precision problems. Especially the production of radial embossing is very delicate and often lead to small deviations in the component or seal dimensions to large sealing problems. Furthermore, the seals are exposed over their entire length to the hot and aggressive fluids, mostly fuel gases. To avoid corrosion, therefore, extremely high-quality and therefore expensive materials must be used. If both components to be sealed move to different degrees, destruction of sealing pipes occurs in multi-flow transitions, as they can not follow the movement.

Darüber hinaus werden c-, <- und ε-Ring-Profildichtungen in Nuten zur Abdichtung derartiger Dichtungssysteme eingesetzt. Sie sind jedoch nur sehr aufwändig herstellbar. Für eine nahtlose Fertigung ist ein mehrstufiger Herstellungsprozess notwendig, bei dem zudem das Material sehr stark umgeformt und damit beansprucht wird. Alternativ ist eine Herstellung aus einem zum Ring zu schließenden Blech zwar möglich, hier resultiert auch bei intensiver Nachbearbeitung immer eine Inhomogenität an der Verbindungsstelle, die als Sollbruchstelle wirken kann und darüber hinaus auch Undichtigkeiten bewirken kann. Darüber hinaus können diese c-, <- und ε-Ringe aufgrund des notwendigen abschließenden Rollierungsprozesses nur in kreisrunder Ausführung hergestellt werden.In addition, c-, ε- and ε-ring profile seals are used in grooves for sealing such sealing systems. However, they are very expensive to produce. For seamless production, a multi-stage manufacturing process is necessary, in which, moreover, the material is very much reshaped and thus stressed. Alternatively, a production of a ring to be closed to the sheet is indeed possible, resulting in intensive post-processing always an inhomogeneity at the junction, which can act as a predetermined breaking point and also can cause leaks. In addition, these c-, <and ε-rings can be produced only in a circular design due to the necessary final rolling process.

Einfache gesickte metallische Flachdichtungen versagen regelmäßig bei der Abdichtung von Übergängen zwischen Leitungen für heiße Fluide, da ihre Rückfederung bei den entsprechenden Einsatztemperaturen zu gering ist und das jeweilige Blech der Dichtungen zudem stark kriecht, so dass sich die Rückfederung der Sicke stark reduziert.Simple beaded metal flat gaskets fail to seal passages between hot fluid lines on a regular basis because their springback is too low at the appropriate service temperatures and the respective gaskets of the gaskets also creep heavily, greatly reducing springback of the bead.

Aufgabe der Erfindung ist es entsprechend, ein Dichtungssystem zur Verfügung zu stellen, das eine dauerhafte Dichtwirkung gewährleistet, mit wenig Aufwand reproduzierbar herstellbar ist und von der Passage aggressiver und heißer Medien nur in geringem Ausmaß Verschleiß erfährt.Object of the invention is accordingly to provide a sealing system available that ensures a permanent sealing effect, reproducible with little effort and can be experienced by the passage of aggressive and hot media only to a small extent wear.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit dem Dichtungssystem gemäß Anspruch 1 und der Verwendung dieses Dichtsystems gemäß Anspruch 18. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The solution of this object is achieved with the sealing system according to claim 1 and the use of this sealing system according to claim 18. Preferred embodiments are described in the subclaims.

Die Erfindung betrifft also ein Dichtungssystem bestehend aus einem ersten Bauteil, einem zweiten Bauteil und einer metallischen Flachdichtung (1), bei dem mindestens eine Fluiddurchgangsöffnung in das erste und zweite Bauteil hineinragt oder durch die Bauteile hindurchragt und bei dem in mindestens einem der beiden Bauteile eine die Fluiddurchgangsöffnung ringförmig umgebende Nut zur Aufnahme der Dichtung ausgebildet ist. Die metallische Flachdichtung erstreckt sich dabei einerseits ringförmig in der Nut und setzt sich einseitig ausserhalb der Nut im Bereich zwischen dem ersten und zweiten Bauteil fort, wobei ausserhalb sowohl radial nach innen als auch radial nach außen bedeuten kann. Im unverpressten Zustand weist die metallische Flachdichtung im Bereich der Nut in Radialrichtung einen Anstieg oder Abstieg auf, der größer als die Nuttiefe ist. Diesem An- oder Abstieg ist eine Wellenform überlagert. Die Dichtfläche der metallischen Flachdichtung ist in Projektion in die Ebene des Nutgrunds an jeder Stelle einlagig. Sie weist also keine Umfalzungen oder Rücksprünge auf, so dass sie einfach mittels Stanzens und Prägens aus einem flachen Metallblech hergestellt werden kann. Sie wird aus diesem Grund als metallische Flachdichtung bezeichnet, auch wenn sie selbst keinen ebenen Verlauf aufweist.The invention thus relates to a sealing system comprising a first component, a second component and a metallic flat gasket (US Pat. 1 ), in which at least one fluid passage opening projects into the first and second component or projects through the components and in which in at least one of the two components, a fluid passage opening annularly surrounding groove for receiving the seal is formed. The metallic flat gasket extends on the one hand annularly in the groove and continues on one side outside the groove in the region between the first and second component, wherein outside may mean both radially inwardly and radially outward. In the unpressed state, the metallic flat gasket in the region of the groove in the radial direction on a rise or fall, which is greater than the groove depth. This ascent or descent is superimposed on a waveform. The sealing surface of the metallic flat gasket is single-layered in projection into the plane of the groove bottom at each point. So it has no Umfalzungen or recesses so that they can be easily made by stamping and embossing from a flat sheet metal. For this reason, it is referred to as a metallic flat gasket, even if it itself has no even course.

Vorteilhafterweise weist die metallische Flachdichtung des erfindungsgemäßen Dichtsystems in dem Bereich, in dem sie den Nut-Rand überspannt, einen elastischen Sickenschenkel auf, dessen Richtung dem An- oder Abstieg des sich in der Nut erstreckenden Dichtungsabschnitts entgegengerichtet ist. Die Nut wirkt dabei auch als Verformungsbegrenzer für den Sickenschenkel. Der Sickenschenkel kann sowohl der einzige Sickenschenkel einer Halbsicke als auch einer von beiden Sickenschenkeln einer Vollsicke sein.Advantageously, the metallic flat gasket of the sealing system according to the invention in the region in which it spans the groove edge, an elastic crimp leg whose direction is opposite to the arrival or descent of the extending in the groove sealing portion. The groove also acts as a deformation limiter for the bead legs. The crimp leg may be both the sole crimp leg of a half bead and one of both crimp thighs of a full bead.

Überspannt die metallische Flachdichtung den radial inneren Nut-Rand, so wird die Dichtung vorzugsweise bis an den Rand der Fluiddurchgangsöffnung reichen. Mit dieser Ausführungsform kann pro Dichtung nur eine einzige Fluiddurchgangsöffnung abgedichtet werden. Überspannt sie dagegen den radial äußeren Nut-Rand, so kann sie bis an den Außenrand eines oder beider der gegeneinander abzudichtenden Bauteile reichen. Vorteilhafterweise reicht die Dichtung in diesem Fall bis hinter die Durchgangsöffnungen für Befestigungsmittel in den Bauteilen, so dass die Dichtung selbst auch Durchgangsöffnungen für Befestigungsmittel aufweist. Mit dieser Ausführungsform ist auch eine mehrflutige Ausgestaltung der Dichtung möglich.If the metallic flat gasket spans the radially inner groove edge, the gasket will preferably extend to the edge of the fluid passage opening. With this embodiment, only a single fluid passage opening can be sealed per seal. If, on the other hand, it spans the radially outer groove edge, then it can extend to the outer edge of one or both of the components to be sealed against each other. Advantageously, the seal in this case extends beyond the through openings for fastening means in the components, so that the seal itself also Having through holes for fastening means. With this embodiment, a mehrflutige embodiment of the seal is possible.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt das freie Ende, also das in der Nut liegende Ende, der Dichtung in Richtung einer virtuellen Mittenebene der Dichtung, d. h. einer Ebene parallel zum Nutgrund, die auf halber Höhe der Dichtung verläuft. Dies verringert einerseits beim Handhaben der Dichtung die Verletzungsgefahr und sorgt andererseits dafür, dass die Dichtung sich nicht oder nur kaum in die Oberflächen der abzudichtenden Bauteile eingräbt.In an advantageous embodiment of the invention, the free end, that is, the in-slot end of the seal in the direction of a virtual center plane of the seal, d. H. a plane parallel to the groove bottom, which runs halfway up the seal. On the one hand, this reduces the risk of injury when handling the seal and, on the other hand, it ensures that the seal does not or hardly digs into the surfaces of the components to be sealed.

Die Nut selbst kann in nur einem der Bauteile ausgebildet sein oder von beiden Bauteilen gebildet werden. Die Nut, in der die Dichtung aufgenommen ist, kann unmittelbar an die Fluiddurchgangsöffnung angrenzen, so dass sie zu dieser hin offen ist. Dies bringt aber den Nachteil mit sich, dass die Dichtung den heißen und aggressiven Gasen voll ausgesetzt ist. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Nut nur radial innen geschlossen ist. Hier müssen aber besondere Maßnahmen getroffen werden, um einem Verzug der Bauteile vorzubeugen, beispielsweise kann der Abstand zwischen den Bauteilen mittels Hülsen an den Befestigungsmitteln überbrückt werden. Alternativ könnten auch einzelne Stützelemente, die aber keine geschlossene Linie bilden, für eine Überbrückung des Abstands sorgen. Um diesen Schwierigkeiten vorzubeugen, ist es vorteilhaft, wenn die Nut sowohl auf ihrer radial äußeren als auch auf ihrer radial inneren Seite von mindestens einem der Bauteile begrenzt wird, so dass heiße und aggressive Gase nur in geringem Umfang bis zur Dichtung gelangen können. Zudem sorgt die Begrenzung der Nut auf beiden Seiten auch für eine verbesserte Auflage zwischen beiden Bauteilen. Generell schließt der Begriff hier aber Vertiefungen mit nur einer seitlichen Begrenzung mit ein.The groove itself may be formed in only one of the components or be formed by two components. The groove in which the seal is received, can directly adjoin the fluid passage opening, so that it is open to this. However, this has the disadvantage that the seal is fully exposed to the hot and aggressive gases. In principle, it is also possible that the groove is closed only radially inward. But here special measures must be taken to prevent distortion of the components, for example, the distance between the components can be bridged by means of sleeves on the fasteners. Alternatively, individual support elements, but which do not form a closed line, could provide a bridging of the distance. To prevent these difficulties, it is advantageous if the groove is delimited both on its radially outer and on its radially inner side of at least one of the components, so that hot and aggressive gases can reach the seal only to a small extent. In addition, the limitation of the groove on both sides also ensures an improved support between the two components. Generally, however, the term here includes depressions with only one lateral boundary.

Damit die Dichtung im verpressten Zustand ausreichend Ausweichmöglichkeiten hat, ist es bevorzugt, dass ihr in der Nut liegender Abschnitt im unverpressten Zustand eine radiale Erstreckung aufweist, die geringer ist als die radiale Erstreckung der Nut. Hierzu wird die Dichtung so ausgelegt, dass der freie Rand der Dichtung in ihrem unverpressten Zustand einen Abstand zur Nutwand aufweist oder in die Richtung zeigt, in der die Nut offen ist.In order for the gasket in the compressed state to have sufficient alternative possibilities, it is preferred that its portion lying in the groove has, in the unpressed state, a radial extent which is less than the radial extent of the groove. For this purpose, the seal is designed so that the free edge of the seal in its unpressed state has a distance from the groove wall or points in the direction in which the groove is open.

Bezüglich der Gestaltung der wellenförmigen Überlagerung des An- oder Abstiegs bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. Einerseits ist es möglich, dass der in der Nut liegende Abschnitt der metallischen Flachdichtung über seine radiale Erstreckung mindestens zwei Wellen aufweist. Andererseits kann es auch vollkommen ausreichend sein, wenn der in der Nut liegende Abschnitt der metallischen Flachdichtung über seine radiale Erstreckung nur einen Wellenberg und ein Wellental aufweist. Im Bereich dazwischen erstreckt sich dann ein stetiger An- oder Abstieg, bei dem sich aber der An- bzw. Abstiegswinkel über diesen stetigen Bereich ändert und bevorzugt mindestens zwei Wendepunkte durchläuft.With regard to the design of the undulating superposition of the ascent or descent, there are various possibilities. On the one hand, it is possible for the section of the metallic flat gasket located in the groove to have at least two shafts over its radial extent. On the other hand, it may also be perfectly sufficient if the portion of the metallic flat gasket lying in the groove has only one corrugation peak and one corrugation valley over its radial extent. In the area between then extends a steady increase or decrease, but in which the approach or descent angle changes over this continuous range and preferably at least two turning points passes.

Bei beiden vorgenannten Gestaltungsmöglichkeiten kann der maximale Anstieg der Wellenform zwischen 30° und 85° betragen, wobei geringere Winkel bevorzugt sind. Häufig reicht jedoch der Bauraum nicht für Winkel zwischen 30 und 50° aus, so dass ein Kompromiss zwischen optimalem Winkel und zur Verfügung stehendem Bauraum, d. h. Nutbreite, gefunden werden muss.In both of the aforementioned design options, the maximum increase in the waveform may be between 30 ° and 85 °, with lower angles being preferred. Often, however, the space is not sufficient for angles between 30 and 50 °, so that a compromise between optimal angle and available space, d. H. Groove width, must be found.

Für eine optimale Verpressung der Dichtung im erfindungsgemäßen Dichtsystem ist es vorteilhaft, wenn der wellenförmige Abschnitt der metallischen Flachdichtung, d. h. der sich in der Nut befindende Teil der Dichtung im unverpressten Zustand eine Höhe aufweist, die um mindestens 250 μm, bevorzugt um mindestens 500 μm höher ist als die Nuthöhe. Hier soll für den Sonderfall, bei dem eine Feder in einem Bauteil in die Nut im anderen Bauteil hineinragt, klargestellt werden, dass als Nuthöhe nur die effektive Nuthöhe betrachtet wird, d. h. die Nuttiefe abzüglich der Höhe der Feder. Verglichen mit der Nuttiefe selbst beträgt der Überstand der Dichtung im unverpressten Zustand bevorzugt mindestens 17%, besonders bevorzugt mindestens 25%. Die Sickenhöhe liegt in einem ähnlichen Größenbereich wie der an- oder absteigende Abschnitt, im unverpressten Zustand der Dichtung beträgt sie zwischen 150 und 700 μm.For optimum compression of the seal in the sealing system according to the invention, it is advantageous if the undulating portion of the metallic flat gasket, d. H. the part of the gasket in the groove which is in the groove has a height that is at least 250 μm, preferably at least 500 μm, higher than the groove height. Here, for the special case in which a spring protrudes into the groove in the other component in one component, it should be made clear that only the effective groove height is considered as the groove height, d. H. the groove depth minus the height of the spring. Compared with the groove depth itself, the supernatant of the gasket in the unpressed state is preferably at least 17%, particularly preferably at least 25%. The bead height is in a similar size range as the rising or falling section, in the unpressed state of the seal, it is between 150 and 700 microns.

Für eine optimale Positionierung der Dichtung kann es vorteilhaft sein, wenn diese an ihrem freien Ende, das im verbauten Zustand in der Nut liegt, Positionierungsvorrichtungen, insbesondere Positionierungslaschen aufweist. Dabei ist es bevorzugt, wenn pro Durchgangsöffnung zwei bis fünf, insbesondere drei, Laschen vorhanden sind.For optimal positioning of the seal, it may be advantageous if it has at its free end, which is in the installed state in the groove, positioning devices, in particular positioning tabs. It is preferred if two to five, in particular three, tabs are present per through hole.

Weiterhin ist es für die Dauerhaltbarkeit des Dichtungssystems bzw. der metallischen Flachdichtung vorteilhaft, wenn die Flachdichtung aus einem Material gefertigt ist, das wenig korrosionsanfällig ist. Hier sind vor allem Stahl, insbesondere Edelstahl, sowie Nickelbasislegierungen zu nennen. Als besondere Form der Nickelbasislegierungen bieten sich insbesondere sogenannte Superlegierungen an, die besonders kriech- und ermüdungsfest sind, da sie bei hohen Temperaturen nicht erweichen, sondern durch Mischkristallbildung und/oder Ausscheidungen gehärtet werden. Beispielhaft ist hier Inconel^® alloy 718 zu nennen. Unter den Edelstählen sind austenitische bevorzugt, beispielsweise 1.4828, 1.4301 oder 1.4310.Furthermore, it is advantageous for the durability of the sealing system or the metallic flat gasket when the flat gasket is made of a material that is less susceptible to corrosion. Here are mainly steel, especially stainless steel, and nickel-base alloys call. As a special form of the nickel-based alloys, so-called superalloys are particularly suitable, which are particularly resistant to creeping and fatigue, since they do not soften at high temperatures but are hardened by solid solution formation and / or precipitations. One example is Inconel ^® alloy 718. Among the stainless steels, austenitic ones are preferred, for example 1.4828, 1.4301 or 1.4310.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Diese Zeichnungen dienen lediglich der Illustration bevorzugter Ausführungsbeispiele, ohne dass die Erfindung auf diese beschränkt wäre. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile, sie sind aber zur Vermeidung von Wiederholungen nicht notwendigerweise bei der Beschreibung jedes Ausführungsbeispiels explizit genannt. The invention will be explained in more detail with reference to drawings. These drawings are merely illustrative of preferred embodiments without the invention being limited to them. In the figures, like reference numerals designate like parts, but they are not necessarily explicitly mentioned in the description of each embodiment for avoiding repetition.

In den Zeichnungen zeigen schematisch:In the drawings show schematically:

1: ein erstes Bauteil eines erfindungsgemäßen Dichtsystems; 1 a first component of a sealing system according to the invention;

2: in zwei Teilfiguren 2-a und 2-b ein Dichtsystem des Stands der Technik; 2 : in two subfigures 2-a and 2 B a sealing system of the prior art;

3: ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Dichtsystem; 3 a cross section through a sealing system according to the invention;

4: in zwei Teilfiguren Ausschnitte einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtsystems im unverpresstem und im verpressten Zustand; 4 : in two sub-sections of a second embodiment of the sealing system according to the invention in the unpressed and in the compressed state;

5: in zwei Teilfiguren Draufsichten auf metallische Flachdichtungen eines erfindungsgemäßen Dichtsystems; 5 : in two sub-views plan views of metallic flat gaskets of a sealing system according to the invention;

6: eine abschnittsweise Schnittdarstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Dichtsystems; und 6 a sectional sectional view of another sealing system according to the invention; and

7 bis 9: Schnittansichten durch metallische Flachdichtungen erfindungsgemäßer Dichtsysteme. 7 to 9 : Sectional views through metallic flat gaskets according to the invention sealing systems.

1 zeigt also als erstes Bauteil eines erfindungsgemäßen Dichtsystems einen Flansch 2 mit zwei Fluiddurchgangsöffnungen 22. Die beiden Fluiddurchgangsöffnungen 22 werden jeweils und unabhängig voneinander von einer ringförmigen Nut 20 sowie einem die Nut 20 gegenüber der Fluiddurchgangsöffnung 22 abschirmenden Bund 21 umgeben. Darüberhinaus weist der Flansch mehrere Durchgangsöffnungen 28 für Befestigungsmittel auf. Die die Durchgangsöffnungen 28 für Befestigungsmittel umgebenden Randabschnitte sind anders als die die Fluiddurchgangsöffnungen umgebenden Randabschnitte 24 nicht zu sehen, da letztere im vorliegenden Beispiel relativ zur Ebene des Flansches 2 geknickt, d. h. mit einem von 90° abweichenden Winkel verlaufen, während die Durchgangsöffnungen 28 für Befestigungsmittel einen Winkel von 90° aufweisen. 1 Thus, as a first component of a sealing system according to the invention shows a flange 2 with two fluid passage openings 22 , The two fluid passage openings 22 are each and independently of each other by an annular groove 20 as well as one the groove 20 opposite the fluid passage opening 22 shielding waistband 21 surround. In addition, the flange has a plurality of through holes 28 for fasteners. The through holes 28 edge portions surrounding fasteners are different than the edge portions surrounding the fluid passage openings 24 not to be seen, since the latter in the present example relative to the plane of the flange 2 kinked, ie with a deviating from 90 ° angle, while the through holes 28 for fasteners have an angle of 90 °.

In 2 ist in Teilfiguren 2-a und 2-b ein Dichtungssystem des Stands der Technik sowohl in einer Schnittdarstellung der isolierten Dichtung 101 als auch in einer Schnittdarstellung des gesamten Dichtungssystems mit beiden angrenzenden Bauteilen 2, 3 im unverpressten Zustand dargestellt. Die Dichtung 101 besteht hier aus zwei ineinander greifenden C-förmigen Ringprofilen 101a, 101b aus Metallblech. Im dargestellten unverpressten Zustand steht die Dichtung mit einer Höhe HU über die Nuthöhe über. Die Durchgangsöffnungen für Befestigungsmittel zur Befestigung der Bauteile 2, 3 aneinander verlaufen hier in einer anderen Schnittebene als der dargestellten. Derartige C-Ringe lassen sich grundsätzlich mit zwei unterschiedlichen Verfahren herstellen. Wird ein runder, glatter Blechabschnitt in mehreren Tiefziehschritten zu einem C-Ring geformt, so entsteht nach einem abschließenden Rollierungsschritt ein nahtstellenfreier C-Ring, der den technischen Anforderungen genügt. Der mehrstufige Herstellprozess ist allerdings derart aufwändig, dass die hiermit verbundenen Kosten für einen Massenartikel nicht akzeptabel sind. Die Herstellung aus einem zur Ring geschlossenen Blech ist zunächst kostengünstig. Es bleibt aber eine Verbindungsstelle, die eine ansonsten homogen umlaufende Dichtlinie unterbricht und zudem eine größere Rauigkeit aufweist. Die Verbindungsstelle wird deshalb immer zu Dichtproblemen führen. Verschiedene Methoden wurden verwendet, um diesen entgegenzutreten, so auch die hier dargestellte Kombination zweier C-Ringe mit gegeneinander versetzten Nahtstellen. Je mehr Aufwand für das Glätten der Verbindungsstelle betrieben wird, desto höher die Kosten für die Dichtung. Aber auch mit sehr großem Aufwand gelingt es nicht, die Verbindungsstelle unkenntlich zu machen.In 2 is in subfigures 2-a and 2 B a sealing system of the prior art both in a sectional view of the insulated seal 101 as well as in a sectional view of the entire sealing system with both adjacent components 2 . 3 shown in the unpressed state. The seal 101 here consists of two interlocking C-shaped ring profiles 101 . 101b made of sheet metal. In the illustrated unpressed state, the seal is above the groove height with a height HU. The through holes for fastening means for fastening the components 2 . 3 run together here in a different cutting plane than the one shown. Such C-rings can be prepared in principle with two different methods. If a round, smooth sheet metal section is formed into a C-ring in several deep-drawing steps, then after a final rolling step, a seam-free C-ring is created that meets the technical requirements. However, the multi-stage production process is so complicated that the associated costs for a mass-produced article are unacceptable. The production of a closed sheet metal to the ring is initially inexpensive. But it remains a connection point, which interrupts an otherwise homogeneous circumferential sealing line and also has a greater roughness. The connection point will therefore always lead to sealing problems. Various methods have been used to counteract this, including the combination of two C-rings shown here with staggered seams. The more effort is spent on smoothing the joint, the higher the cost of the seal. But even with great effort, it is not possible to make the joint unrecognizable.

3 zeigt einen Querschnitt durch ein noch nicht verpresstes erfindungsgemäßes Dichtsystem, d. h. vor Anzug der Befestigungsmittel. Die Fluiddurchgangsöffnung 22 reicht durch beide gegeneinander abzudichtende Bauteile 2 und 3 zumindest im dargestellten Bereich hindurch und wird dabei von einer Nut 20 umgeben. Die Nut 20 ist hier durch einen umlaufenden Steg 21 von der Fluiddurchgangsöffnung 22 getrennt. In dieser Nut 20 kommt eine metallische Flachdichtung 1 teilweise zu liegen, die für die Abdichtung der Bauteile 2, 3 gegeneinander sorgt. Die Dichtung 1 erstreckt sich aber nicht nur innerhalb der Nut 20, sondern auch radial ausserhalb über diese hinaus. Innerhalb der Nut weist die Dichtung einen nach außen ansteigenden Abschnitt auf, dem eine Wellenform überlagert ist. Im Bereich der Nutaussenwand 24 ist in die Dichtung 1 ein Sickenschenkel 4 eingebracht, der hier Teil einer Vollsicke 41 ist. Außerhalb der Sicke verläuft die Dichtung eben zwischen den beiden gegeneinander abzudichtenden Bauteilen 2 und 3. Der in 3 dargestelle Schnitt entspricht im wesentlichen einem Schnitt entlang der Linie A-A in 5-b. Diese Draufsicht verdeutlicht darüber hinaus in einer isolierten Dichtung den im eingebauten Zustand in der Nut 20 liegenden wellenförmigen Bereich 5, den gesickten Bereich 41 sowie den sich an die Sicke radial nach außen anschließenden unstrukturierte Randbereich 14. Darüber hinaus sind auch Durchgangsöffnungen 28 für Befestigungsmittel zu erkennen. 3 shows a cross section through a not yet compressed inventive sealing system, ie before tightening the fastener. The fluid passage opening 22 extends through both components to be sealed against each other 2 and 3 at least in the area shown and is thereby of a groove 20 surround. The groove 20 is here by a circumferential jetty 21 from the fluid passage opening 22 separated. In this groove 20 comes a metallic flat gasket 1 partially to lie, for the sealing of the components 2 . 3 takes care of each other. The seal 1 but not only extends inside the groove 20 , but also radially outside beyond this. Within the groove, the seal has an outwardly rising portion, which is superimposed on a waveform. In the area of Nutaussenwand 24 is in the seal 1 a beading leg 4 introduced, here part of a full bead 41 is. Outside the bead, the seal runs just between the two components to be sealed against each other 2 and 3 , The in 3 The sectional view essentially corresponds to a section along the line AA in FIG 5-b , This plan view also illustrates in an insulated seal in the installed state in the groove 20 lying undulating area 5 , the beaded area 41 as well as to the bead radially outside adjoining unstructured edge area 14 , In addition, there are also passage openings 28 to recognize for fasteners.

4 zeigt einen Querschnitt durch ein anderes erfindungsgemäßes Dichtsystem wobei nur die linke Hälfte des Dichtsystems dargestellt ist. Bezogen auf die isolierte Dichtung 1 entspricht 4 im Wesentlichen dem Schnitt B-B aus 5-a. 4-a zeigt das Dichtsystem im unverpressten Zustand, während 4-b den verpressten Zustand illustriert. Der zur Fluiddurchgangsöffnung zeigende Steg 21, d. h. der von der Dichtung 1 überspannte Steg, ist her mit einer Höhe HNi gegenüber dem Nutgrund NG etwas höher als der die Nut nach außen hin begrenzende Bereich 23, der nicht von der Dichtung überspannt wird. Die Differenz der Höhen HNi und HNa entspricht dabei näherungsweise der Dicke der Dichtungslage, ist bevorzugt aber etwas geringer als diese. Das Dichtsystem der 4 unterscheidet sich von dem der 3 weiter dadurch, dass der Sickenschenkel 4 im Bereich der Nutaussenwand 24 her eine Halbsicke 42 bildet, im weiter außen liegenden Bereich 14 verläuft die Dichtung 1 eben weiter. Bei der Befestigung des erfindungsgemäßen Dichtsystems werden die beiden Bauteile 2, 3 einander angenähert und die Dichtung dabei verpresst. Die Verpressung der Dichtung erfolgt wegen ihrer Lage innerhalb der Nut 20 nicht vollständig, so dass die Abdichtelemente kaum plastische Verformung erfahren. Bei Vergleich der 4-a und 4-b wird deutlich, dass sich beim Verpressen nicht nur die Sickenhöhe HS merklich reduziert, nämlich beinahe verschwindet, sondern auch der absteigende, gewellte Bereich verpresst wird. Dies wird besonders deutlich am Abstand HB des Wellentals T zum Nutgrund, ist aber auch am Abstand der Gipfellinie des Wellenberges S zur Ebene der Oberkante des Bauteils 2 ausserhalb der Nut ersichtlich. Die Gesamthöhe der Dichtung wird von HA auf HAv reduziert. Der Abstand F zwischen Dichtungsinnenrand und Nutinnenwand 24' hat sich dagegen nicht wesentlich geändert. 4 shows a cross section through another inventive sealing system with only the left half of the sealing system is shown. Related to the isolated seal 1 corresponds to 4 essentially the cut BB off 5-a , 4-a shows the sealing system in the unpressed state while 4-b Illustrated the compressed state. The web showing the fluid passage opening 21 ie that of the seal 1 spanned web, is her with a height HNi to the groove bottom NG slightly higher than the groove outwardly delimiting area 23 which is not overstretched by the seal. The difference of the heights HNi and HNa corresponds approximately to the thickness of the gasket layer, but is preferably somewhat less than this. The sealing system of 4 is different from that of 3 further in that the bead leg 4 in the area of Nutaussenwand 24 here's a half-bead 42 forms, in the outer area 14 the seal runs 1 just continue. When attaching the sealing system according to the invention, the two components 2 . 3 approached each other and pressed the seal while. The compression of the seal is due to its location within the groove 20 not complete, so that the sealing elements hardly undergo plastic deformation. When comparing the 4-a and 4-b It becomes clear that not only the bead height HS noticeably reduces when pressing, namely almost disappears, but also the descending, corrugated area is pressed. This becomes particularly clear at the distance HB of the wave trough T to the groove bottom, but is also at the distance of the summit line of the wave crest S to the plane of the upper edge of the component 2 outside the groove. The overall height of the seal is reduced from HA to HAv. The distance F between the inner edge of the seal and the inner wall of the groove 24 ' has not changed significantly.

5 zeigt zwei unterschiedliche Grundkonzepte des erfindungsgemäßen Dichtsystems anhand von Draufsichten isolierter Dichtungen. Es kann, wie in 5-b einflutig sein, d. h. nur eine Fluiddurchgangsöffnung 22 aufweisen. Es kann aber auch, wie in 5-a mehrflutig sein, d. h. mehrere Fluiddurchgangsöffnungen 22 aufweisen. Bei der Gestaltung des die Fluiddurchgangsöffnungen verbindenden Bereichs ist es besonders wichtig, dass dieser schmal gehalten wird. Falls möglich sollten elastische Ausgleichsmittel, z. B. Sicken, in diesem Bereich vorgesehen werden, um der thermischen Ausdehnung und Kontraktion der Bauteile mit der Dichtung folgen zu können. In 5-b ist weiterhin illustriert, wie die Dichtung im Bereich der Schraubendurchgangsöffnungen 28 eine Abstützung erfahren kann, ohne dass hierzu Zusatzelemente oder Zusatzlagen erforderlich sind. Stattdessen wird die eine Dichtungslage 1 durch Prägungen aufgedickt. Die Prägungen können wie im Bereich 29a dargestellt, aus im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Erhebungen und Vertiefungen bestehen oder aber wie im Bereich 29b gezeigt, aus konzentrisch zur Durchgangsöffnung verlaufenden Erhebungen und Vertiefungen bestehen, in beiden Fällen ergibt sich im Schnitt radial von der Durchgangsöffnung nach außen betrachtet ein Wellenmuster, das entweder auf einer oder auf beiden Seiten über die Oberfläche der Dichtung 1 im unstrukturierten Bereich übersteht. Die Prägungen können die Durchgangsöffnung 28 nur abschnittsweise umgeben, wie bei 29b gezeigt oder aber vollständig, wie aus 29a deutlich wird. Zudem kann die Strukturierung bis zum Außenrand der Dichtung reichen oder aber lokal begrenzt sein. 5 shows two different basic concepts of the sealing system according to the invention based on plan views of isolated seals. It can, as in 5-b be single-flow, ie only a fluid passage opening 22 exhibit. But it can also, as in 5-a be multi-flow, ie multiple fluid passage openings 22 exhibit. In the design of the area connecting the fluid passage openings, it is particularly important that it be kept narrow. If possible, elastic compensating means, e.g. B. beads, are provided in this area to follow the thermal expansion and contraction of the components with the seal can. In 5-b is further illustrated as the seal in the area of screw through holes 28 can experience a support without this additional elements or additional layers are required. Instead, the one gasket layer 1 thickened by imprints. The imprints can be like in the field 29a represented, consist of substantially mutually parallel elevations and depressions or as in the area 29b shown, consist of concentric with the passage opening extending protrusions and depressions, in both cases results in section radially from the passage opening outwardly considered a wave pattern, either on one or both sides over the surface of the seal 1 survives in the unstructured area. The embossments can be the passage opening 28 only partially surrounded, as in 29b shown or completely, like out 29a becomes clear. In addition, the structuring can extend to the outer edge of the seal or be limited locally.

6 illustiert anhand einer abschnittsweisen Schnittdarstellung, dass die metallische Flachdichtung 1 nicht immer, wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, radial ausserhalb der Nut 20 fortläuft, sondern auch Ausführungsformen möglich sind, bei denen der einseitige Fortsatz in Richtung der Fluiddurchgangsöffnung 22 zeigt. Anders als in den Schnittdarstellungen der 4 liegt die Fluiddurchgangsöffnung hier auf der linken Seite, es ist also im wesentlichen die rechte Hälfte des Schnitts durch das Dichtungssystem wiedergegeben. Die Dichtung 1 reicht mit ihrem ebenen Abschnitt 14 bis an den Rand der Fluiddurchgangsöffnung 22. In ihrem radialen Verlauf nach außen, also nach rechts, folgen auf den ebenen Abschnitt 14 eine Vollsicke 41, deren äußerer Sickenschenkel 4 sich über die Innenwand 24' der Nut 20 erstreckt, sowie ein Abstieg in die Nut 20 hinein, der von einer Wellenform mit zwei Wellenbergen und -tälern gebildet wird. Den Abschluss nach außen bildet ein Endabschnitt, der nach oben zeigt und zudem von der Nutaussenwand 24 beabstandet ist. Dieser Abstand erstreckt sich umlaufend über einen Bereich F, der aber nur den geringeren Anteil der Nut einnimmt, während der überwiegende Teil der Nut 20 den gewellten Bereich 5 der Dichtung 1 aufnimmt. 6 Illustrated by a sectional sectional view that the metallic flat gasket 1 not always, as in the previous embodiments, radially outside the groove 20 runs, but also embodiments are possible in which the one-sided extension in the direction of the fluid passage opening 22 shows. Unlike in the sectional views of the 4 If the fluid passage opening is here on the left side, so it is essentially the right half of the section represented by the sealing system. The seal 1 ranges with its flat section 14 to the edge of the fluid passage opening 22 , In their radial course to the outside, so to the right, follow the flat section 14 a full bead 41 , whose outer bead leg 4 over the inner wall 24 ' the groove 20 extends, as well as a descent into the groove 20 which is formed by a wave form with two wave mountains and valleys. The conclusion to the outside forms an end portion, which points upwards and also from the Nutaussenwand 24 is spaced. This distance extends circumferentially over a region F, but occupies only the smaller proportion of the groove, while the vast majority of the groove 20 the wavy area 5 the seal 1 receives.

7 zeigt einen Schnitt durch eine isolierte Dichtung 1. Ausgehend von ihrem geraden Abschnitt 14 bildet die Dichtung eine Halbsicke 42 mit einer Sickenhöhe HS aus. An diese schließt sich in dem Bereich, der im verbauten Zustand in der Nut zu liegen kommt, ein wellenförmiger Abschnitt 5 an, in dem je zwei Wellenberge und -täler S2, T2, S1, T2 einem abfallenden Abschnitt der Dichtung überlappt sind. Den Abschluss bildet ein freies Ende E, das in Richtung der Mittenebene M der Dichtung weist. Die beiden – in Richtung von geradem Abschnitt 14 zum freien Ende E betrachtet – abfallenden Abschnitte weisen jeweils einen maximalen Fallwinkel α auf, der zwischen 60 und 65° beträgt. Der dazwischen liegende Abschnitt steigt mit einem Winkel β von ca. 25° ab. Der Anstiegswinkel der Halbsicke γ beträgt im vorliegenden Beispiel ca. 45°. 7 shows a section through an insulated seal 1 , Starting from her straight section 14 the seal forms a half-bead 42 with a bead height HS. This is followed in the area which comes to lie in the installed state in the groove, a wave-shaped section 5 in which each two wave peaks and valleys S2, T2, S1, T2 are overlapped a sloping portion of the seal. The conclusion forms a free end E, which points in the direction of the center plane M of the seal. The two - in the direction of straight section 14 viewed at the free end E - sloping sections each have a maximum fall angle α, which is between 60 and 65 °. The intermediate section rises at an angle β of about 25 °. The rise angle of the half bead γ in the present example is about 45 °.

Der in 7 gezeigte Schnitt kann in dieser Darstellung sowohl ein Schnitt aus einer Dichtung sein, bei der der gerade Abschnitt 14 radial nach außen zeigt als auch ein Schnitt aus einer Dichtung, bei der der gerade Abschnitt 14 zur Fluiddurchgangsöffnung zeigt. Gleiches gilt für die in 8 und 9 dargestellten weiteren Ausführungsformen der Dichtung 1 eines erfindungsgemäßen Dichtsystems.The in 7 Section shown in this illustration may be both a section of a seal, in which the straight section 14 pointing radially outwards as well as a section of a seal, in which the straight section 14 to the fluid passage opening shows. The same applies to the in 8th and 9 illustrated further embodiments of the seal 1 a sealing system according to the invention.

Die Dichtung in 8 weist jeweils drei Wellenberge und -täler S1, S2, S3, T1, T2, T3 auf. Der am höchsten aufragende Berg S3 bildet dabei den Sickenfuß der Halbsicke 42 und geht in deren Sickenschenkel 4 über. Die – in Richtung von links nach rechts betrachtet – abfallenden Abschnitte der Dichtung fallen mit maximalen Winkeln α von ca. 65° ab, während die ansteigenden Abschnitte mit maximalen Anstiegswinkeln β von ca. 25° verlaufen. Der Anstiegswinkel der Halbsicke γ liegt im vorliegenden Beispiel zwischen 55 und 60°.The seal in 8th has in each case three wave peaks and valleys S1, S2, S3, T1, T2, T3. The highest towering mountain S3 forms the Sickenfuß the half-bead 42 and goes in their thigh legs 4 above. The sloping sections of the gasket, viewed in the direction from left to right, fall off with maximum angles α of approximately 65 °, while the rising sections with maximum angles of inclination β run approximately 25 °. The rise angle of the half bead γ in the present example is between 55 and 60 °.

In 9 schließt sich an den geraden Abschnitt der Dichtung 1 eine mit einem Winkel γ von 55° ansteigende Halbsicke an, an die sich der im verbauten Zustand in der Nut zu liegen kommende Abschnitt 5 anschließt. Dieser weist im vorliegenden Beispiel nur einen Wellenberg S und ein Wellental T auf. Dazwischen fällt die Dichtung stetig ab, ändert aber an zwei Wendepunkten W1, W2 ihren Anstieg deutlich. Oberhalb des linken Wendepunkts fällt sie mit einem Winkel α3 von ca. 78° ab, geht am Wendepunkt W2 in einen flachen abfallenden Bereich mit einem Winkel α2 von 22° zu einer Ebene parallel dem geraden Abschnitt 14 der Dichtung über, ehe sich der Winkel am Wendepunkt W1 nochmals stark ändert. Der Winkel α1 im dem freien Ende der Dichtung am nächsten liegenden abfallenden Bereich beträgt ca. 75°. Wie in allen anderen dargestellten Ausführungsformen zeigt das freie Ende E der metallischen Flachdichtung 1 auch hier in Richtung einer Mittenebene M der Dichtung, die sich parallel zum geraden Abschnitt 14 der Dichtung 1 auf halber Höhe der unverpressten Dichtung erstreckt.In 9 joins the straight section of the seal 1 a rising with an angle γ of 55 ° half bead to which the in the installed state in the groove coming section 5 followed. In the present example, this has only one wave peak S and one wave valley T. In between, the seal drops steadily, but changes at two turning points W1, W2 their increase significantly. Above the left inflection point, it drops at an angle α3 of approximately 78 °, at the point of inflection W2 it goes into a flat sloping region with an angle α2 of 22 ° to a plane parallel to the straight section 14 the seal over before the angle at the inflection point W1 changes again strongly. The angle α1 in the sloping region closest to the free end of the seal is about 75 °. As in all other illustrated embodiments, the free end E of the metallic flat gasket 1 also here in the direction of a center plane M of the seal, which is parallel to the straight section 14 the seal 1 extends halfway up the unpressed seal.

Claims

Sealing system consisting of a first component ( 2 ), a second component ( 3 ) and a metallic flat gasket ( 1 ), wherein at least one fluid passage opening ( 22 ) in the first and second component ( 2 . 3 protrudes, wherein the first and / or the second component ( 2 . 3 ) a groove ( 20 ) for receiving the seal ( 1 ), wherein the groove ( 20 ) the fluid passage opening ( 22 ) surrounds the metallic flat gasket ( 1 ) annular in the groove ( 20 ) and on one side continuously in the region between the first and second component ( 2 . 3 ), wherein the metallic flat gasket in the region of the groove in the unpressed state in the radial direction has a rise or fall (HA) greater than the groove depth (HN), which has a waveform ( 5 ) is superimposed, and wherein the metallic flat gasket ( 1 ) in a projection into the plane of the groove bottom ( 32 ) is single-layered at each point of the sealing surface.

Sealing system according to claim 1, characterized in that the metallic flat gasket ( 1 ) in the region of the groove edge spanned by it ( 24 ) a beading leg ( 4 ) facing the ascent or descent (HA) in the groove (FIG. 20 ) is counter-directed.

Sealing system according to claim 2, characterized in that the beading leg ( 4 ) the only bead leg of a half-bead ( 42 ).

Sealing system according to claim 2, characterized in that the beading leg ( 4 ) the only bead leg of a full bead ( 41 ), preferably a symmetrical full bead ( 41 ).

Sealing system according to one of the preceding claims, characterized in that the free end section ( 12 ) of the metallic flat gasket ( 1 ) relative to their height to the middle plane (M) of the seal ( 1 ) shows.

Sealing system according to one of the preceding claims, characterized in that the seal ( 1 ) the outer groove edge ( 24 ) and

Sealing system according to the preceding claim, characterized in that the seal ( 1 ) in the area outside the groove ( 20 ) Passage openings ( 28 ) for fastening means.

Sealing system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the seal ( 1 ) the inner groove edge ( 24 ) spans.

Sealing system according to one of the preceding claims, characterized in that the groove ( 20 ) on both its radially inner and on its radially outer side of at least one of the components ( 2 . 3 ) is limited.

Sealing system according to one of the preceding claims, characterized in that the section ( 5 ) of the metallic flat gasket ( 1 ) in the unpressed state has a smaller radial extent than the groove.

Sealing system according to one of the preceding claims, characterized in that the section ( 5 ) of the metallic flat gasket ( 1 ) has at least two waves over its radial extent (ER).

Sealing system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the portion ( 5 ) of the metallic flat gasket ( 1 ) has only one corrugation peak (S) and one corrugation valley (T) over its radial extent (ER) and has either a steady arrival or a steady descent therebetween, the approach and descent angles (α, β) being continuous Change area.

Sealing system according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum increase in the waveform is between 30 ° and 85 °.

Sealing system according to one of the preceding claims, characterized in that the wave-shaped portion of the metallic flat gasket ( 1 ) in the unpressed state has a height (HW) which is greater by at least 250 μm, preferably by at least 500 μm, than the groove height (HN).

Sealing system according to one of the preceding claims, characterized in that the bead ( 4 ) of the metallic flat gasket ( 1 ) in the unpressed state of the seal has a height (HS) between 150 and 700 microns.

Sealing system according to one of the preceding claims, characterized in that the metallic flat gasket in the region of the through holes for fastening means ( 28 ) has, at least in sections, a structuring which consists of alternating elevations and depressions and that in the structured region the thickness of the metallic flat gasket is greater than in the unstructured region.

Sealing system according to one of the preceding claims, characterized in that the metallic flat gasket consists of a steel, in particular a stainless steel, or a nickel-based alloy, in particular a so-called superalloy.

Use of a sealing system according to one of the preceding claims, in the exhaust region of an internal combustion engine of a motor vehicle.