KR20080091255A - 평개스킷 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 이상의 포트가 형성된 하나 이상의 금속층을 가지는 평개스킷에 관한 것으로, 금속층 또는 금속층 중 하나 이상의 금속층(1)은 상기 포트 주위에 파형 및/또는 치형의 프로파일링(2)이 적어도 일부 영역에 형성되어 있다.

Description

평개스킷 및 그 제조 방법{FLAT GASKET AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 하나 이상의 포트가 각각 형성된 하나 이상의 금속 층을 가지는 평개스킷 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 단일 또는 다중 층 평개스킷이 특히 실린더 헤드 개스킷 뿐만 아니라 매우 상이한 플랜지 개스킷과 같은(such as the most varied flange gaskets), 서로 실링(sealing)되어지는 다른 면에 형성되어 사용될 수 있다.

매우 긴 시간에 걸쳐 이 같은 금속 평개스킷의 실링 효과를 증가시켜 유지하기 위해, 이 같은 평개스킷의 층들중 적어도 하나에 대응하는 형상을 함으로써 포트, 대체로 매우 상이한 포트 주위를 완전히 둘러싸는 비드(bead)를 형성하는 것이 통상적이다.

그러나 이 같은 비드는 일반적으로 완전한 소성 변형을 방지하는 부가적인 도움없이 유지될 수 없는 탄성도를 비드 영역에서 어느 정도 유지시키는 기능을 충족할 수 있다. 이를 위해서 통상적인 변형 리미터(deformation limiter)가 비드에 사용된다. 이 같은 변형 리미터는 매우 상이한 실시예에서 공지되어 있고 통상적 으로 "스토퍼(stopper)"로서 표시된다. 따라서, 변형 리미터는 금속층들 중 하나를 벤딩함으로써 또는 요소를 부가함으로써 얻을 수 있다.

DE 298 04 534에서, 이 같은 변형 리미터의 한계가 금속 층내에 형성되어 있는 홈 형상 영역(grooved region)의 형태로 설명되어 있다. 이 같은 홈은 냉간 또는 열간 성형(cold or hot shaping)함으로써 금속층에 형성된다. 그럼으로써 홈은 홈 형상 영역이 대응하는 두께 증가를 나타내는 방식으로 금속 층의 두께에 대해 또는 이 같은 개스킷의 특정 설치 상태를 고려하여 치수 결정된다.

그러나, 이런 홈을 변형 리미터로서 할 경우에 소망의 성질을 단지 제한적으로 달성할 수 있으며, 그리고 특히 평개스킷상에서 국부적으로 상이할 수 있는 매우 변형된 용도에 대응해서 적용하는 변경은 단지 제한된 형태로 조절된 방식으로 가능하다.

각각의 적절한 제조 방법에서, 이러한 영역에서의 금속의 변화는 냉간 또는 열간 성형중 어느 것이 실행되는냐에 관계없이 발생하는데, 적어도 평개스킷에서는 평탄한 재료의 형상화와 선택을 고려해야 한다.

특히 냉각 금속으로 프레스함으로써 이같은 홈을 형성함에 있어서, 프레스 도구상의 대응하는 마모와 찢어짐이 발생되어 값 비싼 도구는 얼마간 교체되어야 한다.

게다가, 홈은 동일한 깊이 및 동일한 밀도로 금속층에 재생적으로 도입될 수 없다.

그러므로, 본 발명의 목적은 국부적으로 발생하는 영향에 잘 적용하는 하나 이상의 금속 층을 가지는 경제적으로 생산될 수 있는 평개스킷 및 그 제조 방법을 이용가능하게 하는 것이다.

본 발명에 따라, 본 목적은 청구항 1에 따른 평개스킷 및 청구항 29에 따른 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 유용한 실시예 및 개선은 종속항에 포함된 특징으로 발생된다.

본 발명에 따른 평개스킷의 경우, 평개스킷은 하나의 금속층 또는 하나 위에 다른 하나가 배치되는 다수의 금속층을 포함하며, 상술된 공지 홈과 대비하면, 하나의 포트 또는 다수의 포트, 특히 실린더 헤드 개스킷에 있는 연소 챔버용 포트 주위의 적어도 일부 영역에 하나의 금속층의 적어도 일부분에 또는 금속 층들중 하나내에 프로파일링이 삽입된다. 이 같은 프로파일링은 파형 및/또는 치형으로(in an undulating form and/or in a serrated form) 형성될 수 있으며, 이러한 형상은 각각의 금속 층으로 임프레스(impress)된다.

본 발명에서 용어 파형(undulating)은 또한 사인파(sinusoidal wave)로부터 벗어날 수 있는 실시예를 포함한다. 파형은 따라서 또한 마루와 골로 평탄하게 될 수 있으며 예를 들면 직선 측부를 가질 수 있다. 사다리꼴 실시예는 또한 본 발명의 용어 파형(wave)에 포함된다.

프로파일링은 포트의 외부 형상으로 적용되는 것이 가능하기만 하면, 포트 주위의 적어도 일부 영역에 형성되는 것이 바람직하다. 이상적으로, 이 같은 프로 파일링은 개스킷의 각각의 측부에 3개 이상의 웨이브 마루 또는 3개 이상의 치형부(three and more wave crest or three and more teeth)를 가진다. 이러한 경우, 유용한 실링 작용이 프로파일의 충전 또는 코팅 없이도 달성된다.

치형 프로파일링이 임프레스되는 경우, 양 실링면의 방향으로 교대로 뾰족하게 되는 개별 치형부의 선단부를 대응적으로 원형화하는 것이 편리하다. 파형 프로파일의 경우, 이는 물론 필요하지 않다. 양 경우에서, 각각의 웨이브 마루와 웨이브 골은 그러나 평탄화되거나 매끄럽게 될 수 있으며(flattened out or smoothed), 그 결과 인접한 실링 층상의 스토퍼의 특히 효과적인 시팅 면이 형성된다. 유용하게는, 개별 치형부 또는 웨이브 마루의 높이, 즉 크기는 전체 프로파일링에 걸쳐 확실히 일정하지 않지만, 포트 주위의 특정한 주변 영역에서, 각각의 기하학적 형상(respective geometric shape)을 고려하여, 상이한 크기로 할 수 있다. 동일한 방식으로, 서로에 대한 웨이브 마루 또는 치형부의 간격도 상이할 수 있다.

각각의 포트의 엣지로부터 증가하는 간격으로 진행되는, 치형부 또는 웨이브 마루의 상이한 크기 및/또는 개별 치형부들 또는 웨이브 마루들 사이의 상이한 간격 및 또한 웨이브의 상이한 반경은 의도한 방식으로(in a targeted manner) 특히 탄성(elasticity) 및 탄력 강도(resilient rigidity)에 국부적으로 영향을 줄 수 있도록 설정될 수 있다. 이 같은 프로파일링의 하나의 영역의 소성 성형(plastic forming)도 한정된 방식으로 허용될 수 있거나 이 같은 평개스킷의 설치 전에 미리 수행될 수 있다.

더욱이 웨이브 골과 웨이브 마루 사이 또는 대향적으로 위치된 측부에서 서 로 인접되게 위치된 치형부 사이의 전이 영역(transition region)은 웨이브 마루/웨이브 골 또는 치형부보다 얇은 재료 두께를 가질 수 있다. 프로파일링(profiling)[엣지 스웨이징(edge swaging)]의 제조 동안 적절한 임프레싱에 의해, 재료 두께는 또한 이러한 방식으로 프로파일링될 수 있으며 프로파일링의 특성은 각각의 특정 상태에 맞게 적용될 수 있다. 또한 엣지가 아닌 차라리 마루 또는 골을 스웨이징하는 것도 가능하다. 그러면, 소위 반경 스웨이징은 엣지가 두꺼워지는 것을 초래한다.

포트 주위에 프로파일링을 형성하는 것이 이미 충족시킬 수 있으며, 프로파일링의 주기 길이는 1이다. 이는 프로파일링이 각각 반대 방향으로 형성되는 단순히 두 개의 웨이브 마루 또는 두 개의 치형부를 포함하는 것을 포함한다. 물론, 더 큰 수의 웨이브 마루, 유용하게는 3개 또는 그 이상이 사용될 수 있다.

부가적으로 형성된 비드에 대한 변형 리미터(deformation limiter)로서 프로파일링이 사용되는 경우 특히 바람직하다.

따라서 본 발명에 따른 하나의 이같은 비드의 적어도 일 측부에 프로파일링을 형성하는 단일층 개스킷이 존재하는 것이 가능하며, 물론 또한 양측부에 프로파일링의 배열을 제공하는 것이 가능하다. 바람직하게는 프로파일링이 연소 챔버 측부에 배치된다. 프로파일링이 변형 리미터로서 기능하고 비드에 인접한 경우, 파형부의 형성, 즉 웨이브 마루의 프로파일 높이(크기) 및 간격(주기)이 비드에 조화된다. 프로파일링, 즉 특히 파형의 크기는 비드의 연장부보다 작아야한다(예를 들어 도 4 및 도 6 참조)

그러나 프로파일링은 인접한 층에서의 비드와 하나의 층내에서의 다중 층 시일(seal)에도 균등하게 형성될 수 있다.

본 발명에 따라, 평개스킷은 또한 파형 또는 치형 프로파일링을 가지는 각각의 두 개이상의 금속층을 포함할 수 있다. 이러한 프로파일링은 하나 위에 다른 하나가 배치될 수 있다. 유용하게, 두 개의 층에 있는 프로파일링은 각각의 파형(크기, 프로파일링 높이 및 반경)의 길이, 깊이 및/또는 반경에 대해 상이하게 설계된다. 두개의 상이하게 설계된 파형 비드는 서로에 대해서 엔진내에서 압축되어서, 직접 접촉한 상태로 파형 비드의 각각의 상대적인 운동이 파형 구조에 따라 좌우된다. 두 개의 프로파일링의 상대적인 운동의 차이는 높은 인장력을 가진 실링용 탄성 스프링 요소로서 사용될 수 있다. 따라서 금속 시트 중 하나내에서, 완전한 비드에 대한 필요성은 없으며 그럼에도 불구하고 완전한 비드의 인장력이 초과될 수 있다.

더욱이, 프로파일링을 가지는 층은 예를 들면 링, 유용하게는 프로파일링의 폭을 가진 하나 이상의 추가 층에 의해 프로파일링의 영역에서 강화될 수 있다. 이러한 층 또는 이러한 링은 적어도 일부분에서 포트의 주변 엣지를 따라 또한 프로파일된 층 둘레를 그립(grip)할 수 있으며 거기에 소위 접혀진 스토퍼(so-called folded stopper)를 형성할 수 있다. 강화 층 또는 각각의 강화 링은 동일한 프로파일링을 가질 수 있으며 결론적으로 양 프로파일링은 형상 맞춤 방식으로 서로 기대어 질 수 있다. 그러나 여기서 또한, 강화 층의 프로파일링 또는 각각의 강화 링의 크기, 주기 및 반경은 그러나 주변 엣지를 따라 및/또는 포트의 주변 엣지에 수직하게 변화될 수 있다. 주기, 크기 및 반경이 인접하게 배치된 프로파일링의 다양한 층에서 서로 상이한 경우, 실링 작용은 추가로 이러한 방식으로 특히 영향을 받는다.

스토퍼(층 또는 링)는 소정의 선택적인 용접 방법에 의해 파형 스토퍼에 연결될 수 있다. 이러한 용접된 스토퍼에 의해, 가변 돌출부는 만들어져 동시에 탄성부를 포함한다. 부가적인 스토퍼의 두께의 선택은 스토퍼 영역에서 개스킷을 엔진 상태에 대하여 적용하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 매우 높고 단단한 구성이 예를 들면 심지어 화물 자동차(lorries)의 영역내에서 디젤 엔진에 대해서도 달성될 수 있다.

변형 리미터를 구비한 종래의 평개스킷과 대비하면, 변형 리미터를 생산하기 위한 평개스킷의 층 또는 부가적인 요소의 벤딩 또는 비딩(bending or beading)이 불필요하며 결론적으로 제조 비용이 감소될 수 있다.

바람직한 일 실시예에서, 대응하는 프로파일링을 구비한 본 발명에 따른 평개스킷의 적절하고 내구적인 실링 효과는 또한 포트를 둘러싸는 비드가 불필요한 경우 달성될 수 있다. 이 경우, 변형 리미터를 구비한 비드에 의해 종래에 달성되는 완전한 기능은 프로파일링에 의해 단독으로 달성된다.

이러한 목적을 위해, 하나 이상의 층의 프로파일링은 대응하는 형상 및 치수 설정에 의해 실질적으로 최적화될 수 있으며, 탄성, 탄력 강도 및 또한 특별히 원하는 정도의 소성 변형이 이 같은 프로파일링의 다양한 영역에서 설정될 수 있다. 따라서, 앞에서 이미 언급한 바와 같이 개별 웨이브 마루 또는 치형부의 서로의 간 격, 개별 웨이브의 높이 및/또는 반경을 대응적으로 변화시키는 것이 가능하다. 예를 들면 포트의 방향으로 프로파일링의 뾰족하게 되는 영역이 또한 추가적으로 제거되는 영역에서 보다 웨이브 마루 또는 치형부의 서로의 더 작은 간격을 가질 수도 있다. 따라서, 앞에서 언급된 영역에서, 탄성은 이 같은 프로파일링의 밀집 패킹 영역(densely packed regions)에서 보다 더 작다. 그러나, 간격 및/또는 높이도 포트의 외부 엣지로부터 시작하여, 연속적으로 확장될 수 있다.

프로파일링의 밀집 패킹 영역은 보다 작은 탄성을 가지며, 이에 비해 제한된 방식으로 소성적으로 변형가능하며 따라서 이러한 영역은 필요한 경우 변형 리미터의 기능을 수행한다.

더욱이, 다수의 웨이브 마루 또는 골 또는 치형부의 수, 시트 두께, 높이 또는 형태, 특히 웨이브 마루/웨이브 골 또는 치형부의 반경 및 간격 등에서의 변경도 포트의 주변 예를 들면 실린더 보어링(cylinder boring)을 따라 실시될 수 있다.

또한 프로파일링이 도입되는 금속 층도 예를 들면 실린더 헤드 또는 실린더 블록을 향하는 설치된 상태에서 배향되는, 상부 및 하부 즉 양측부에 대해, 예를 들면 웨이브 마루, 웨이브 골 등의 높이 및 형태에 대해 상이하게 형성될 수도 있어 스토퍼는 상이한 재료로 제조될 수 있는 예를 들면 실린더 헤드 및 실린더 블록의 상이한 특성을 수용할 수 있다.

프로파일링을 가지는 층은 더욱이 냉간 변형 스틸, 예를 들면 300℃에 템퍼링에 의해 경화되는 예를 들면 Zapp VACL 180T와 같은 마레이징 강(maraging steel)으로 형성될 수 있다.

프로파일링의 특정한 영역의 강도는 개별적이고 인접한 마루들 또는 치형부들 사이에 형성되는 웨브에 의해 증가될 수도 있다. 이 같은 웨브는 직렬 또는 그 밖의 오프셋 구성으로 사용될 수 있다. 그러나 웨브는 각각의 포트로부터 더 큰 간격으로 배치되는 하나의 영역에서만 존재할 수 있다.

본 발명에 따라 삽입되어지는 프로파일링은 매우 상이한 금속 재료, 즉 다양한 스프링 강 재료로 형성될 수도 있으며, 보다 큰 탄성 따라서 실링 효과에서의 개선은 긴 시간의 주기에 걸쳐 스프링 강으로 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 평개스킷은 자체적으로 공지된 재료가 금속 층의 적어도 일측부에 적용되어 부가적으로 개선될 수 있다. 적절한 재료, 예를 들면 탄성체는 예를 들면 DE 198 29 058, DE 199 28 580 및 DE 199 28 601에서 언급되며 이러한 공개 내용은 전체로서 참조되어 있다.

이 같은 충전물(filler)이 프로파일링의 적어도 일부에 부분적으로 존재하고 탄성 및 탄력 강도는 각각의 탄성체에 영향을 줄 수 있다. 이 같은 충전물을 사용할 때, 또한 추가적으로 영향을 미치는 위치 결정 변수는 이들 구성에 추가하여 프로파일링에서 각각의 충전 레벨을 포함한다. 이는 치형 프로파일링의 치형부 사이의 중간 간격 또는 이러한 프로파일링의 웨이브 골이 완전히 또한 부분적으로 충전될 수 있어 탄성 및 탄력 강도에 이미 언급된 국부 영향에 부가하여 감쇄 특성이 또한 다양한 방식으로 영향을 줄 수 있다.

충전 레벨은 포트의 엣지로부터 간격이 증가하면서 변화될 수 있다. 그러나 또한 각각의 포트 주변을 가로질러 변화될 수 있다.

평개스킷이 단일 층 또는 다중 층내에 부가적인 충전물을 가지거나 또는 없이 제조되는 지에 상관없이, 본 발명에 따른 평개스킷은 몇 개안되는 기술적으로 용이하게 조절가능한 작동적 단계에도 제조될 수 있으며 특히 경제적인 방식으로 제조될 수 있다.

프로파일링의 형상화 및 치수설정에 대해 매우 상이한 옵션에 의해, 특성은 특히 국부적으로 설정될 수 있다.

하나의 프로파일링내에 파형 및 치형의 조합을 이용하는 것도 가능하다.

치형 프로파일링의 경우, 대응적으로 형성된 층이 횡단면상으로 볼 때 대응적으로 벤딩되고 개별적인 치형부가 기술분야에서 공지된 홈 형성의 경우에서와 같이, 재료내로 임프레스되지 않는다는 사실에 주의하여야 한다. 이는 물론 파형 프로파일링에도 유사하게 적용된다.

본 발명에 따른 평개스킷의 경우, 국부적 경화(local hardening)가 금속에서 발생하지 않는다. 게다가, 감소된 와핑(reduced warping)이 달성가능하다. 또한 프로파일링은 단단한 스프링 강으로 형성될 수도 있다.

본 발명은 실시예를 참조하여 후속적으로 상세하게 설명된다.

도 1에 도시된, 본 발명에 따른 단일층 평개스킷(single layer flat gasket)의 예에서, 비드(3)가 금속층(1)에 형성되고, 도시되지 않은 포트의 방향으로, 파형 프로파일링(undulating profiling; 2)이 인접되어 있으며, 파형 프로파일링의 웨이브 마루와 웨이브 마루에 규칙적으로 후속하여 배치되는 웨이브 골은 또한 일정한 프로파일 높이와 서로 일정한 간격을 갖는다. 이 경우에 프로파일링(2)은 비드(3)에 대한 변형 리미터의 기능에 대하여, 달성가능한 탄성 성질(achievable elastic properties)에 의해 추가로 실링 기능을 충족한다.

여기서 후술되는 도면의 설명에서와 같이, 대응하는 도면 부호는 대응하는 요소에 사용된다.

탄력 특성(resilient characteristics)과 이에 따라서 탄성은 도시되지 않은 형태로, 프로파일링(2)의 인접한 웨이브 마루들 사이의 중간 공간을, 예를 들면 탄성체로 그리고 상이한 충전 레벨로 충전함으로써 달성될 수 있다. 물론, 웨이브 마루들 사이의 중간 공간은 완전히 탄성체로 충전될 수도 있다.

도시되지 않은 형태에서, 대응하는 프로파일링(2)은 비드(3)의 타측부에 형성될 수도 있다.

3개층의 평개스킷이 도 2에 도시되어 있다. 이러한 예에서, 비드(3)는 평개스킷의 외측에 위치한 두 개의 층(1')에 다시 형성되며 또한 파형 프로파일링(2)은 현재 중앙 층에 대응적으로 존재한다. 물론, 도 1에서 이미 제시된 성질에 영향을 주기 위한 선택에 대한 설명도 본 예에서 유사하게 적용된다.

도 3에서, 다시 한번 단일층 금속 평개스킷이 도시되며, 이 예에서는 부가적인 비드(3)가 형성되지 않는다. 이러한 예에서 비드 기능은 또한 대응적으로 형성된 프로파일링(2)에 의해 충족될 수 있다. 프로파일링(2)의 개별적인 웨이브 마루의 간격 및 프로파일 높이는, 도시되지는 않았지만, 포트의 엣지의 방향으로부터 포트로부터 보다 이격된 프로파일링(2)의 영역으로 갈수록 보다 더 작다. 이에 따라 더욱 밀접하게 위치된 영역은 더 단단하고 적어도 약간만 소성적으로 변형될 수 있다.

포트로부터 더 이격된 영역은 더 큰 주기 길이를 가지며, 따라서 서로로부터 웨이브 마루의 간격은 더 크며, 이러한 웨이브 마루의 간격은 또한 이러한 영역에서 웨이브 마루의 프로파일 높이에 적용된다. 결론적으로, 더 높은 탄성 및 낮은 강도가 프로파일링(2)의 이러한 영역에 존재한다. 이 같은 평개스킷이 설치된, 즉 압축 응력을 받은 상태(prestressed state)에서, 포트로부터 더 큰 간격을 가진 프로파일링(2)의 영역은 상술한 성질에 의한 프로파일링(2)의 예비 위치 설정된 영역에 대한 변형 리미터 기능을 충족할 수 있다.

프로파일링은 이미 성형 단계 동안 대응하는 형상 및 크기를 가진 임프레싱 도구(impressing tool)를 사용함으로써 그 형상을 얻을 수 있다. 그러나, 이와 같은 프로파일링 영역을 대응하는 스웨이징 및 프레싱(corresponding swaging and pressing)에 의해 제 2 기술 작동적 단계에서 제조될 수 있다.

첫번째로 얻어진 프로파일링(2)을 후속적으로 완전히 또는 부분적으로 편편하게 한 영역에서 프로파일 높이가 다시 감소되는 경우 유용하다. 이러한 목적을 위해, 금속 층(1)의 표면을 향하여 평행하거나 일정한 각도로 경사지게 배향된 평형 프레싱면을 구비한 하나 또는 두 개의 스탬프가 편편하게 되어지는 영역으로 프레스될 수 있다. 편편하게 하는 동안, 금속층(1), 특히 프로파일링(2)의 엣지를 지탱시켜야 한다. 후속적으로 실행되는 편편화에 의해, 프로파일링(2)의 강 도(rigidity) 및 경도(hardness)는 증가되어 따라서 또한 본 발명에 따른 평개스킷의 강도를 증가시킬 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된, 본 발명에 따른 개스킷의 예에서, 대표적인 제한 내용(representative limits)이 대표적인 단면(sectional representations)의 선택에 의해 세팅되기 때문에, 원주를 가로질러, 즉 다양한 반지름 방향 축선에서 본 바와 같이 프로파일링이 상이한 형상 및 크기를 가질 수 있다는 것을 이해하어야 한다. 따라서 원주를 가로질러 연속적으로 배치된 웨이브 마루 또는 치형부의 수를 변경할 수 있고, 또는 프로파일링의 프로파일 높이와 간격에서 대응하게 변화될 수 있다.

도 4는 비드가 임프레스되는 단일 금속 층을 가지는, 단일 층 평개스킷의 추가적인 예를 보여준다. 파형 스토퍼 영역(2)은 오른쪽에 위치된 포트와 비드(3) 사이에 배치된다. 상기 스토퍼 영역은 총 3개의 웨이브 마루와 3개의 웨이브 골을 가진다. 이러한 스토퍼 영역 아래, 링(8)이 포트의 주변 엣지를 따라 용접되고, 상기 링은 금속 층(1)과 동일한 프로파일링을 가지고 금속층에 형상 맞춤한 상태로 기대어진다. 링(8)에서, 3개의 웨이브 마루와 3개의 웨이브 골을 구비한 프로파일링(2')은 결론적으로 유사하게 형성된다. 이러한 타입의 부가적인 스토퍼 링(8)으로, 본 발명에 따른 평개스킷은 금속링(8)의 폭 및 재료 두께가 대응적으로 선택되는 가변 엔진 기하학 또는 엔진 상태(variable engine geometries or engine conditions)에 적용될 수 있다.

도 5는 각각의 하나의 단일 층을 포함하는 4개의 추가적인 평개스킷을 상세 하게 보여준다. 이러한 개별적인 층은 동일하게 다중 층 캐스킷의 부품일 수 있다. 도 5의 A 및 도 5의 C에 도시된 평개스킷은 동일한 재료 두께를 가지는 반면, 도 5의 B 및 도 5의 D에 도시된 평개스킷은 보다 더 큰 층 두께를 갖는다. 대비하면, 도 5의 A 및 도 5의 B에 있는 스토퍼 영역(2)에 있는 파형부는 도 5의 C 및 도 5의 D의 평개스킷에 있는 파형부 보다 더 작은 곡률 반경을 갖는다. 층의 상이한 재료 두께와 층(1)의 프로파일된 영역(2)의 상이한 성형에 의해, 다양한 엔진 특성에 이러한 스토퍼(2)를 적용할 수 있는 가능성에 대해 보다 큰 여유가 제공된다는 것을 보여준다.

더욱이, 도 5에 도시된 프로파일된 영역(2) 모두에서, 웨이브 마루(7)와 인접한 웨이브 골(7) 사이의 중간 영역(6)에 있는 재료 두께가 각각 웨이브 골 또는 웨이브 마루(7)의 영역에서 보다 더 작다. 결론적으로, 스토퍼 영역(2)의 탄성 작용도 변화될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 평개스킷의 총 8개의 상이한 변형예를 보여준다. 도 6의 A는 6개의 금속층(1a 내지 1f)을 포함하는 총 6개 층의 평개스킷을 보여준다. 층(1b) 및 층(1e)에서, 두 개의 프로파일형 스토퍼 영역(2b 또는 2e)은 층(1a, 1c, 1d 및 1f)에 형성된 비드(3a, 3c, 3d 또는 3f)용 변형 리미터로서 각각 형성된다.

대응하는 5개 층의 개스킷이 도 6의 B에 도시되는데, 도 6의 B에는 한번 더 두 개의 층이 프로파일된 스토퍼 영역에 제공된다. 이러한 경우, 증간 층(1c)이 두 개의 상부층(1a 및 1b)와 두 개의 하부층(1d 및 1e) 사이에 삽입되며, 상기 중간층은 비드를 가지지 않을 뿐만 아니라 프로파일되지도 않는다.

3개 층의 평개스킷은 도 6의 C 및 도 6의 E에 도시되는데, 중간층(1b)은 도 6의 D에 도시된 스텝부(4)를 갖는다. 비드(3c)용 스토퍼로서 기능하는 프로파일된 스토퍼 영역(2c)은 일측의 스텝부(4)에 인접된다. 오프셋이 스토퍼 영역(2c)으로부터 이격되어 배향되어지는 층(1b)에 오프셋이 제공된다는 사실의 결과로서, 층(1c)의 프로파일된 영역에서 오프셋되어지는 층(1b)을 가로질러 프로파일된 영역(2c)의 탄성 스토퍼 기능은 또한 층(1a)에 있는 비드(3a)용으로도 이용되어진다. 도 6의 F 및 도 6의 G는 프로파일된 영역(2b)이 개스킷 층의 각각의 하나에 형성되는 두 개 층의 평개스킷을 보여준다. 상기 영역은 도 6의 F의 비드(3b) 또는 도 6의 G의 비드(3a 및 3b)용 스토퍼(변형 리미터)로서 작용한다.

도 6의 H는 차례로 4개의 층 평개스킷을 보여주는데, 서로를 향해 직면하는 각각 하나의 비드(3a 및 3d)는 두개의 외부층(1a 및 1d)에 형성된다. 이러한 두 개의 외부 층(1a 및 1d)은 비드를 가지지 않는 두 개의 추가 층(1b 및 1c)을 둘러싼다. 그러나 이러한 두 개의 외부 층은 비드(3a 및 3d)에 측방향으로 인접하게 선택되어지는 영역(2b 및 2c)을 가지며, 상기 영역은 동일한 프로파일링을 가지며 서로에 대해 형상 맞춤 상태로 기대어진다. 이러한 두 개의 층(1b 및 1c)은 평행하게 연장되는 프로파일된 영역(2b 및 2c)에 의해 비드(3a 및 3d)에 대해 프로파일된 영역에 있는 스토퍼(변형 리미터)를 형성한다. 두 개의 평행한 프로파일된 영역의 배열에 의해, 실링 효과 및 변형 리미팅은 실링되어지는 엔진의 각각의 상태에 적용될 수 있다.

선택적으로, 파형 프로파일링(2b 및 2c)의 영역에 있는 두 개의 층(1b 및 1c)에 대한 도 6의 H에 따른 개스킷에서, 파형의 상이한 길이, 깊이 및/또는 상이한 반경이 두 개의 프로파일링에서 사용되는 경우, 그때 두 개의 프로파일링의 연장 길이는 두 개의 층(1b 및 1c)에 대한 엔진에서 압축될 때 상이하다. 상대적인 운동의 이러한 차이는 이러한 두 개의 프로파일링(2b 및 2c) 사이의 좁은 고리형 접촉으로 초래한다. 이 같은 배열은 하나의 완전한 비드의 인장력을 초과할 수 있는 높은 인장력을 갖춘 탄성 스프링 요소로서 실링하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 경우, 단순한 두 개의 층 개스킷이 또한 사용될 수 있으며, 도 6의 H에 있는 4개의 개스킷 층 중에서 두 개의 개스킷 층(1b 및 1c)과 함께 개스킷을 형성한다.

도 7은 여기서 본 발명에 따른 평개스킷의 추가 예를 보여준다. 도 7의 A는 두 개의 금속 층(1a, 1b)을 가지는 평개스킷을 보여준다. 층(1b)에는 프로파일된 층(2)이 포트에 인접하여 직접 기대어지는 비드(3)가 제공된다. 층(1b)에 인접한 층(1a)은 프로파일되지 않지만, 포트의 주변 엣지를 따라 층(1b) 주위를 그립하여 대향 층(1b)의 스토퍼 링(9)을 형성한다. 여기서 변형 리미팅 스토퍼 효과(deformation limiting stopper effect)는 스토퍼(9)를 구비한 프로파일링(2)의 협동으로부터 발생된다.

도 7의 B에서, 대응하는 두 개의 층 평개스킷은 도 7의 A에서와 같이 도시된다. 층(1b)의, 2B로 표시된, 프로파일된 영역에 직접 인접한 층(1a)의 영역은 프로파일링(2a 또는 2c)과 동일한 방식으로 제공되어 층(1a)이 양측부에서 층(1b)의 프로파일된 영역(2B)에 형상 맞춤한 상태로 기대어진다.

도 7의 C는 도 7의 A와 같은 배열체를 보여주지만, 층(1a)은 금속 층(1)의 프로파일링(2)의 영역에 있는 스토퍼 링(8) 뿐만 아니라 전체 표면 금속층으로서 제공된다. 한번 더 스토퍼(8)가 포트의 주변 엣지를 따라 층(1) 주위를 그립하면 제 2 스토퍼(9)를 형성한다. 이는 결론적으로 접혀진 스토퍼에 관한 것이다.

접혀진 스토퍼 링(8, 9)는 도 7의 C에 대응하는 방식으로 도 7의 D에 도시되지만, 여기서 층(1)의, 2B로 표시된, 프로파일링에 직접 인접한 스토퍼(8, 9)의 영역(2A 또는 2C)이 프로파일링 영역(2b)에 있는 층(1)과 동일한 방식으로 유사하게 프로파일링되어 프로파일링(2b)에 양측부가 형상 맞춤한 상태로 기대어진다. 이는 결론적으로 여기서 또한 프로파일된 접혀진 스토퍼에 관한 것이다.

추가 예에서, 개별 웨이브 마루의 크기와 간격 둘다 프로파일링(2b)내에서, 포트의 주변 엣지를 따라 또는 포트의 주변 엣지에 수직한 방향으로 변화할 뿐만 아니라, 프로파일된 영역(2A 및 2C)이 동일한 방식으로 상이한 크기 및 웨이브 간격을 가지는 프로파일링을 가질 수 있다. 특히 인접한 장소에서 개별 층들 사이의 웨이브 마루는 서로로부터 벗어날 수 있다. 따라서 도 7의 B와 도 7의 D에 있는 프로파일링(2a 및 2c)은 프로파일링(2b)과 상이한 프로파일링(2b)에 각각 인접한 지점에서 웨이브 마루 높이 또는 웨이브 마루 간격을 가질 수 있다. 개별 층과 스토퍼 링에 있는 프로파일링의 크기와 주기의 대응하는 선택에 의해, 포트에 직접 인접한 평개스킷의 변형 한계와 탄성 특성의 특별한 영향이 가능하다.

도 8에서, 일 실시예는 프로파일링(2)이 트래피즈(trapeze)의 형상으로 형성된 것을 보여준다. 트래피즈는 일 열로 배치되는 균일한 트래피즈를 포함한다. 도 8의 a)의 실시예에서, 엣지 각도는 0과 30 도 사이로 제공될 수 있다. 도 8의 b)는 사다리꼴 프로파일링(2)이 비드(3)에 인접한 추가 실시예를 보여준다. 서로로부터의 웨이브 마루의 크기, 즉 프로파일 높이와 간격(주기)이 비드(3)의 프로파일링과 명확히 상이하다는 것이 도 8의 b) 및 도 8의 c) 및 도 8의 d)에 따른 실시예에서 필수적이다. 프로파일링의 프로파일 높이는 따라서 비드의 높이의 절반 또는 절반 보다 작다.

도 8의 b) 및 도 8의 d)의 실시예는 프로파일링(2)과 비드(3)에 대해 상대적으로 형성된다. 도 8의 c)는 두 개의 층 변형예를 보여주는데, 두 개의 층의 각각은 동일한 프로파일링을 갖는다. 이와 반대로, 또한 여기서 도 8의 d)에서 하부층과 같이, 두 개의 작용 층중 하나만이 본 발명에 따른 프로파일링을 보여주는 실시예도 가능하다.

대응하는 실시예는 각각의 사용 목적에 따라, 즉 개스킷이 제공되는 상태에 따라 선택된다.

도 8에 있는 본 발명에 따른 실시예의 특별한 장점은 웨이브 마루와 웨이브 골을 편편하게 함으로써, 즉 프로파일링에 대해 트래피즈를 형성함으로써, 더 향상한 실링 상태가 달성된다는 사실로부터 알 수 있으며, 이러한 실시예는 상부 및/또는 블록 측부에 상당히 감소된 리세스를 초래한다는 사실로부터 명백히 알 수 있다.

도 9는 프로파일링(2)의 다른 실시예를 보여준다. 프로파일링만이 도 9에 따른 실시예에서 보여진다. 이러한 프로파일링(2)은 도 8의 a) 및 도 8의 d)에 도시된 바와 같이, 예를 들면 비드에 인접하게 다시 한번 배치될 수 있으며, 하나, 두개 또는 3개의 층 개념에 배치될 수 있다.

도 9에 따른 실시예의 장점은 반경-스웨이지 파형 비드, 즉 프로파일링이 사용된다는 사실로부터 알 수 있으며, 여기에는 파형이 마루 및 골에서 스웨이징되어 그 결과 엣지에서 재료가 강화된다. 이러한 실시예는 블록 및/또는 상부 측에 있는 실린더의 리세싱에 대해 특히 유용한 행위이다. 이러한 변형예의 장점은 또한 탄성 작용이 스웨이징의 정도에 의해 특별히 다시 한번 셋팅될 수 있다는 사실로부터 알 수 있다. 엣지에 있는 재료가 두꺼워짐에 따라 도 8에 따른 실시예에 대해 다소 강화될 수 있음에 따라, 이는 탄성 작용에서의 변화를 초래한다. 도 9에서 대응하는 치수설정은 소성 변형을 명확히 하기 위해 표시된다.

도 9에 따른 실시예는 특히 바람직한 것으로 증명된다.

도 1은 파형 프로파일링에 종래의 비드용 변형 리미터가 형성된 본 발명에 따른 평개스킷의 일 부분의 단면도이며,

도 2는 두 개의 외측에 위치된 비드형 층을 갖는 3개의 층 평개스킷의 일 부분을 도시한 도면이며,

도 3은 가변 형상 프로파일링을 갖는 본 발명에 다른 평개스킷의 추가적인 예의 일 부분을 도시한 도면이며,

도 4는 본 발명에 따른 평개스킷의 추가적인 일 예를 보여주는 도면이며,

도 5는 본 발명에 따른 단일 층 평개스킷의 4개의 추가적인 예를 보여주는 도면이며,

도 6은 본 발명에 따른 평개스킷의 총 8개의 추가적인 예를 보여주는 도면이며,

도 7은 본 발명에 따른 평개스킷의 4개의 추가적인 예를 보여주는 도면이며,

도 8은 프로파일링이 트래피즈(trapeze)로서 형성된 일 실시예를 도시한 도면이며,

도 9는 프로파일링이 반경-스웨이지 비드(radius-swaged bead)로서 형성된 일 실시예를 도시한 도면이다.

Claims (31)

1. 하나 이상의 포트가 형성된 하나 이상의 금속층을 가지는 평개스킷에 있어서,

   상기 금속층 또는 하나 이상의 금속층(1)은 상기 포트 주위에 파형 및/또는 치형 프로파일링(2) 형태로 적어도 일부 영역에 형성되어 있으며, 상기 프로파일링이 형성되어 있는 상기 금속층(1)이 적어도 스프링 강, 또는 템퍼링 동안 경화되는 또 다른 냉간 변형 스틸을 포함하며,

   상기 프로파일링(2)은 접혀지지 않는 부가 형성된 비드(3)에 대한 변형 리미터를 형성하는 것을 특징으로 하는,

   평개스킷.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프로파일링(2)은 상기 금속층(1)에서 하나 이상의 주기로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,

   평개스킷.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 프로파일링(2)이 형성되어 있는 상기 금속층(1)내에 상기 포트 주위로 상기 프로파일링에 인접하게 비드(3)가 형성되며, 상기 금속층(1)에 있는 상기 비드(3)에 인접하여 적어도 일 측부에 배치되는 상기 프로파일링(2)은 상기 비드(3)에 대한 변형 리미터를 형성하는 것을 특징으로 하는,

   평개스킷.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   추가 금속층내에, 추가 파형 및/또는 치형 프로파일링이 상기 포트 주위에 적어도 일부 영역에 형성되며, 상기 두 개의 프로파일링 적어도 일부 영역에 하나의 상부에 다른 하나가 바로 배치되는 것을 특징으로 하는,

   평개스킷.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 두 개의 프로파일링은 웨이브 마루 또는 치형부의 상이한 간격, 상기 웨이브의 상이한 프로파일 높이(크기) 및/또는 상이한 반경 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는,

   평개스킷.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   추가 금속층(1')내에는, 하나 이상의 비드(3)가 상기 포트 주위에 형성되며, 상기 비드에 인접한 층의 평면에 있는 적어도 일 측부에 상기 인접한 금속층(1)이 배치되는 상기 프로파일부(2)는 상기 비드(3)에 대한 변형 리미터를 형성하는 것을 특징으로 하는,

   평개스킷.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   추가 층이 상기 프로파일링이 형성되는 상기 층에 인접하며, 상기 추가 층은 기존의 층과 동일한 프로파일 높이(크기) 또는 상이한 프로파일 높이, 및/또는 웨이브 마루 또는 치형 (주기)의 동일한 간격 또는 상이한 간격에 대응하는 방식으로 프로파일되는 것을 특징으로 하는,

   평개스킷.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 프로파일링이 형성되는 층의 적어도 일부 영역에 스토퍼로서 금속링이 상기 포트의 주변을 따라 상기 프로파일링의 영역에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 특징으로 하는,

   평개스킷.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 금속링은 프로파일링을 구비한 상기 금속 층 주위에 포트를 따라서 크림프되어 있으며 상기 층에 대해 상부 및 하부 스토퍼를 형성하는 것을 특징으로 하는,

   평개스킷.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 금속 링이 상기 금속 층의 하나 또는 양 측부에 대응하는 방식으로 동일한 프로파일 높이(크기) 또는 상이한 프로파일 높이 및/또는 웨이브 마루 또는 치형부의 동일한 간격(주기) 또는 상이한 간격으로 프로파일링되는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

    프로파일 높이(크기) 및/또는 웨이브 마루 또는 치형부의 간격이 프로파일링(2)내에서 상이한 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

    웨이브 마루 및/또는 골이 편편하게 되어 있는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 프로파일링이 사다리꼴인 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 웨이브의 프로파일링(2)은 부분적으로 및/또는 일부 영역에서 소성 변형되는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 프로파일링은 상기 측부의 영역내에서 웨이브의 형태로 스웨이징되어 웨이브 마루 및/또는 골에 비해 테이퍼링이 존재하는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 프로파일링이 마루 및/또는 골의 영역내에서 웨이브의 형태로 스웨이징되어 상기 측부에 비해 테이퍼링이 존재하는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 프로파일링(2)내에, 적어도 부분적으로 및/또는 일부 영역에서 충전 재료, 예를 들면 탄성체가 함유되는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 프로파일링(2) 내부에서 충전 내용물로 충전시키는 충전도가 상이한 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,

    프로파일링(2) 내부에서 충전 내용물로 충전시키는 충전도가 주변상에서 상이한 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
20. 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 프로파일링(2) 내부에 충전 내용물로 충전시키는 충전도가 상기 내부로부터 상기 외부를 향하는 상기 포트 주위에서 상이한 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상이한 영역에서 웨이브 또는 치형부의 수가 상이한 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상이한 영역에서 상기 프로파일 높이 및/또는 상기 프로파일링(2)의 마루 또는 치형부의 간격이 포트 주위에서 상이한 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 프로파일링이 형성되는 층(1)이 적어도 스프링 강으로 형성되는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 프로파일이 형성되는 층이 적어도 템퍼링동안 경화되는 냉간 변형 스틸로 형성되는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
25. 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 프로파일링의 웨이브 골 또는 치형부 사이에 웨브가 존재하는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
26. 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 웨이브 마루 및 상기 웨이브 골 또는 치형부가 편편하게 및/또는 매끄럽게 되는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
27. 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,

    서로 인접하고 상기 층의 상이한 측부에 배치되는, 인접한 웨이브 마루와 웨이브 골 사이 또는 치형부 사이의 영역이 웨이브 마루/웨이브 골 또는 치형부 보다 더 작은 재료 두께를 가지는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
28. 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 층의 상이한 측부에 배치되는 상기 웨이브 마루/웨이브 골 또는 치형부가 상이한 구조, 예를 들면 높이, 간격, 형상 등, 및/또는 재료 두께를 가지는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷.
29. 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 따른 평개스킷의 제조 방법으로서,

    파형 및/또는 치형 프로파일링(2)을 하나 또는 그 이상의 포트 주위의 적어도 일부 영역에 적어도 하나 이상의 금속 층(1)을 임프레스하여 성형하는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷의 제조 방법.
30. 제 29 항에 있어서,

    상기 임프레싱된 프로파일링(2)을 적어도 일부 영역에서 편편하게 하는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷의 제조 방법.
31. 제 30 항에 있어서,

    상기 금속 층(1)을 상기 편편하게 하는 동안 지지하는 것을 특징으로 하는,

    평개스킷의 제조 방법.

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