DE2220536B2

DE2220536B2 - Flachdichtung aus zwei Blechlagen

Info

Publication number: DE2220536B2
Application number: DE2220536A
Authority: DE
Inventors: Terence Peter Stocksfield Northumberland Nicholson (Grossbritannien)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-04-27
Filing date: 1972-04-26
Publication date: 1979-07-12
Also published as: DE2220536A1; IT959641B; GB1370125A; US3817540A; DE2220536C3; CA964302A

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung, bestehend aus zwei Blechlagen, die mit einer oder mehreren öffnungen und mit einer sich um die abzudichtenden öffnungen herum erstreckenden Wellung versehen sind.

Der einer gewellten Flachdichtung zugrundeliegende Gedanke ist, in der Dichtung durch Prägen eine Wellung vorzusehen, die die abzudichtende Öffnung umgibt. Dadurch konzentriert sich der gesamte, die Dichtung beaufschlagende Klemmdruck auf einen sehr kleinen Bereich, anstatt daß er über die gesamten miteinander zusammenwirkenden Flächen verteilt ist.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei bekannte Ausführungsformen dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine ringförmige Flachdichtung aus Metallblech mit einer einzigen Wellung, und Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Metall-Flachdichtung mit einer ovalen öffnung. Die Flachdichtung 9 gemäß Fig. 1 hat eine einzige Wellung 12, die die öffnung 10 umgibt, ringförmig ausgebildet ist und sich zwischen zwei Flachbereichen 14, 16 erstreckt.

Wird diese Flachdichtung zwischen zwei Flächen verspannt, z. B. zwischen zwei jeweils oberhalb bzw. unterhalb davon angeordneten Rohrflanschen, so wird durch die Flachbereiche 14,16, ein Zusammendrücken der Wellung aufgrund des Spanndruckes verhindert, und es ist auf dem Wellenscheitel und längs der Kreislinien, wo die Wellung an die Flachbereiche 14,16 angrenzt, ein einwandfreier Kontakt mit den Abdichtungsflächen erzielbar.

Bei dieser Art von Flachdichtungen besteht die Gefahr, daß der beim Einsetzen der Dichtung angewandte Druck so hoch ist, daß die Wellung flachgedrückt und somit unwirksam wird.

Ein solches Flachdrücken der Wellung kann, insbesondere bei Nachdichtungen mit mehreren öffnungen, zu einem gewissen Maß dadurch verhindert werden, daß man abstützende Wellungen vorsieht, und zwar etwas weiter entfernt von den Öffnungen als die diese öffnungen unmittelbar umgebenden Wellungen.

Eine besondere Schwierigkeit ergibt sich bei nicht runden öffnungen.

Fig. 2 zeigt einen Teil einer Flachdichtung 11 mit einer ovalen öffnung 10 mit geraden Seiten und halbkreisförmigen Enden. Die Wellung 12 ist auf ähnliche Weise geformt. Hier ist die Klemmwirkung eine andere als bei der runden Wellung nach Fig. 1. Um die halbkreisförmigen Enden herum, d. h. zwischen den Punkten A-A und B-B, wirken die Materialfestigkeit und die Festigkeit des Ringes gemeinsam einer Komprimierung durch die Spannbeanspruchung entgegen, an den geraden Seiten A-B jedoch nur die Materialfestigkeit, und folglich ist, wie sorgfältig auch immer der Spanndruck auf seinen Höchstwert begrenzt wird, der Kontaktdruck zwischen der Flachdichtung und den Dichtungsflächen an den geraden Seiten A-B sehr viel geringer als an den runden Enden der Wellung. Auf diese Weise kann an den geraden Seiten leicht Flüssigkeit austreten.

Es ist auch bereits die Kombination eines oder zweier mit Wellung versehener Flachdichtungsbleche mit einem ebenen Dichtungsblech bekannt (DE-GbmS 7523443, DE-GbmS 6602267 und DE-PS 893598). Dabei sind die flachen Bleche jedoch nicht mit den gewellten Blechen verbunden.

Es sind auch zweilagige Flachdichtungen bekannt (FR-PS 810728 und DE-GbmS 1753 847), wobei die beiden Blechlagen einander entgegengesetzt oder gleichgerichtet ausgeformte Wellungen aufweisen. Mit diesen bekannten Ausführungsformen ist eine Versteifung der Wellungen aber nicht erzielbar.

Ferner sind einlagige Flachdichtungen bekannt (US-PS 3053544, DE-AS 1194660), die zusätzlich zur Wellung mit einem gewölbten Bördelumschlag versehen sind. Beim Verspannen des Bördelum-

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tungsebene und damit zu einer Abflachung der Wellung.

Schließlich ist auch bereits eine einlagige Flachdichtung bekannt (DE-GbmS 7523443, Fig. 12), deren mit zwei entgegengesetzt gerichteten Wellungen versehener Rand zweimal umgebördelt ist, wobei das innenliegende Teilstück eben ist und in der Ebene der Flachdichtung liegt. Dieses ebene Teilstück kann zwar auf die mit diesem verbundene erste Wellung eine gewisse Abstützwirkung ausüben, nicht aber auf die mit der ersten Wellung verbundene zweite Wellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Flachdichtung dahingehend weiterzubilden, daß die Wellung in der Dichtungsebene versteift ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß nur eines der beiden Bleche mit einer sich vom anderen Blech fort erstreckenden Wellcng versehen ist, während das andere Blech eben ausgebildet ist, und die beiden Bleche an oder unmittelbar neben der oder jeder öffnung zueinander festgelegt sind.

Durch diese Ausbildung der Flachdichtung wird eine Abstützung oder Versteifung der Wellung erreicht, so daß der von der Wellung auf die Dichtflche ausgeübte Anpreßdruck gleichförmig ist und keine Undichtheiten auftreten.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den LJnteransprüchcn.

Nachfolgend werden einige in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 einen Schnitt durch bzw. eine Draufsicht auf eine bekannte Metall-Flachdichtung mit kreisförmiger bzw. mit ovaler öffnung,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Flachdichtung,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Flachdichtung, und

Fig. 5 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsfortn einer Flachdichtung.

Fig. 3 zeigt eine kreisförmige Flachdichtung aus Metallblech, deren Breite im Verhältnis zur Flachdichtung gemäß Fig. 1 verringert ist. Das obere Blech 13 der Flachdichtung ist demjenigen gemäß Fig. 1 sehr ähnlich und umfaßt eine kreisförmige Wellung 12 und Flachbereiche 14, 16, die gegenüber den Flachbereichen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 weitgehend verkleinert sind. Unterhalb des oberen Blechs 13 ist ein zweites Blech angeordnet, das aus einem Flachring 15 besteht, der am inneren und am äußeren Umfang des oberen Blechs 13 bei 18 und 20 verschweißt oder verlötet ist. Die Fachbereiche 14,16 können gegebenenfalls auch gänzlich wegfallen.

Dadurch, daß an dem mit einer Wellung 12 versehenen Blech 13 ein ebenes Blech 15 befestigt ist, wird einem Flachpressen der Wellung ein ziemlich hoher Widerstand entgegengesetzt, auch wenn die Wellung nicht kreisrund ist, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn die Flachdichtung in der in Fig. 3 dargestellten Weise derart verbreitert ist, daß sich um die öffnung herum ein breiterer Metallbereich erstreckt, dann brauchen die beiden Bleche der Flachdichtung nicht

am inneren und am äußeren Umfang aneinander befestigt zu sein, sondern es genügt, wenn das mit einer Wellung 12 versehene obere Blech 13 an dem ebenen unteren Blech 15 nur bei 22 entlang der öffnung 10 angeschweißt oder angelötet ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.

Um die auf die Flachdichtung einwirkende Stauchkraft noch weiter einzudämmen, können zahlreiche, bei den bekannten Flachdichtungen an sich bereits bekannte Maßnahmen angewendet werden, z. B.

1. eine genaue Kontrolle des beim Verspannen der Flachdichtung zwischen den abzudichtenden Flächen angewandten Drehmoments,

2. den abzudichtenden Bereich umgebende abstützende Wellungen,

3. Wahl der Dicke oder Härte des Dichtungsmaterials, insbesondere des gewellten Blechs.

Statt dessen oder zusätzlich dazu kann auch ein Distanzstück mit Klemmwirkung vorgesehen sein, das entweder getrennt angeordnet oder an die übrige Flachdichtung angeschweißt oder angelötet ist. Ein derartiger Klemmring 24 ist in Fig. 4 dargestellt.

Bei einer Flachdichtung zum Abdichten mehrerer öffnungen, z. B. einer Zylinderkopfdichtung für einen Verbrennungsmotor, kann es aufwendig oder unausführbar sein, wenn an jeder öffnung ein Schweißoder Lötarbeitsvorgang vorgenommen werden muß. Das ebene Blech der Flachdichtung kann dann an dem gewellten Blech durch einen Bördel befestigt sein, wobei z. B. das Material des ebenen Blechs an den öffnungen um den Umfang des mit einer Wellung versehenen Blechs herumgebogen wird. Dies ist in Fig. 5 dargestellt, wobei das ebene Blech 15 öffnungen aufweist, die kleiner sind als die in dem mit einer Wellung 12 versehenen Blech 13 vorgesehenen öffnungen 25 und 26, und der Rand 23, 27 des die öffnungen bildenden Materials ist um den Umfang der öffnungen 25 und 26 in dem gewellten Blech 13 nach oben und nach außen gebogen.

Es ist ersichtlich, daß der Börde! gemäß Fig. 5 eine Anzugsbegrenzung darstellt, wobei die Dicke des ebenen Blechs 15 geringer ist als die Höhe der Wellungen 12. Wenn das beim Verspannen der abzudichtenden Flächen auf die Flachdichtung ausgeübte Drehmoment so hoch ist, daß diese abzudichtenden Flächen in Berührung mit den die öffnungen umgebenden Rändern 23,27 gelangen, so entsteht dadurch eine sich rings um die Öffnungen erstreckende Abdichtungskante sowie eine sehr stabile Dichtung, weil sich die Wellungen 12 nur sehr geringfügig verformen.

Gemäß der Erfindung sind unterschiedliche Formungen von Wellungen verwendbar, z. B. V-förmige, gewölbte, trapezförmige oder mit ähnlichem Querschnitt. Die Dicke, Härte und Qualität des Materials für die Flachdichtungen hängt von den Verwendungsbedingungen ab, beispielsweise Temperatur, Druck, Korrosionsbeanspruchung usw. In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, die aus Metallblech bestehende Flachdichtung mit einem anderen Metall zu verkleiden oder zu beschichten, z. B. eine korrosionsbeständige Beschichtung vorzusehen, die Flachdichtung zu lackieicn oder mit einem Gummi-, Polytetrafluoräthylen- oder Asbestüberzug zu versehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flachdichtung, bestehend aus zwei Blechlagen, die mit einer oder mehreren öffnungen und mit einer sich um die abzudichtenden öffnungen herum erstreckenden Wellung versehen sind, d a·- durch gekennzeichnet, daß nur eines der beiden Bleche (13) mit einer sich vom anderen Blech (15) fort erstreckenden Wellung (12) versehen ist, während das andere Blech (15) eben ausgebildet ist, und die beiden Bleche an oder unmittelbar neben der oder jeder öffnung (10) zueinander festgelegt sind.

2. Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ebene Bbch (15) an dein mit einer Wellung (12) versehenen Blech (13) zusätzlich in einem Bereich (20) festgelegt ist, der von der öffnung (10) entfernt liegt.

3. Flachdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ebene Blech (15) kreisförmig, elliptisch, oval oder polygonal mit abgerundeten Ecken ausgebildet ist und an dem mit einer Wellung versehenen Blech (13) an dessen innerem (18) und äußerem (20) Umfang befestigt ist.

4. Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beider Bleche (13, 15) miteinander verschweißt oder verlötet sind.

5. Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein eine Klemmwirkung ausübendes Distanzstück (24) vorgesehen ist, das auf die äußeren Bereiche des mit einer Wellung (12) versehenen Blechs (13) entlang der oder jeder in diesem Blech (13) vorgesehenen öffnung (10) aufgesetzt ist.

6. Flachdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß daß das eine Klemmwirkung ausübende Distanzstück (24) an dem mit einer Wellung versehenen Blech (13) befestigt ist.

7. Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einer Wellung versehene Blech (13) und das ebene Blech (15) durch Herumbiegen des ebenen Blechs um die Begrenzungskante der oder jeder öffnung (25, 26) in dem mit einer Wellung versehenen Blech aneinander befestigt sind und daß die Dicke des ebenen Blechs geringer ist als die Höhe jeder Wellung (12).

S. Machdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bleche (13, 15) mit einem Überzug aus einem Rostschutzmaterial, wie z. B. Farbe oder Lack, versehen sind.