WO2018078155A1

WO2018078155A1 - Flachdichtung und verbrennungsmotor

Info

Publication number: WO2018078155A1
Application number: PCT/EP2017/077751
Authority: WO
Inventors: Jochen Salzmann; Oliver Claus; Steffen ERTHLE
Original assignee: Reinz-Dichtungs-Gmbh
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2018-05-03
Also published as: US10982769B2; DE112017005479A5; DE202016106106U1; US20190264811A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flachdichtung (1) sowie einen Verbrennungsmotor. Insbesondere werden derartige Flachdichtungen (I) im Heißgasbereich eines Verbrennungsmotors eingesetzt. Diese Flachdichtung (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der die Durchgangsöffnungen (2a, 2b) umgebende Lagenrand (4) einer ersten metallischen Lage (10) als längs des Lagenrandes (14) umlaufende, von einer zweiten Lage (20) wegweisende Halbsicke (II) ausgebildet ist, und dass der diese Durchgangsöffnungen (2a, 2b) umgebende Lagenrand (24a, 24b) der zweiten metallischen Lage (20) als längs dieses Lagenrandes (24a, 24b) umlaufende, von der ersten Lage (10) wegweisende und aus zwei Halbsicken (27, 27') bestehende Vollsicke (21) ausgebildet ist, und der diese Durchgangsöffnungen (2a, 2b) umgebende Lagenrand (24a, 24b) der zweiten metallischen Lage (20) zumindest bereichsweise mit der Flanke seiner der Durchgangsöffnung (2a, 2b) benachbarten Halbsicke (27a, 27b) über den benachbart verlaufenden Lagenrand (14) der ersten metallischen Lage (10) übersteht.

Description

Flachdichtung und Verbrennungsmotor

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flachdichtung sowie einen Verbrennungsmotor. Insbesondere werden derartige Flachdichtungen im Heißgasbereich eines Verbrennungsmotors eingesetzt.

Als Flachdichtungen werden herkömmlicherweise insbesondere in den oben genannten Bereichen mehrlagige Flachdichtungen verwendet, wobei eine oder mehrere der Lagen metallische Lagen sind. Als Dichtelemente, die umlaufend um Durchgangsöffnungen in der Dichtung angeordnet sind, werden typischerweise geprägte Elemente, wie beispielsweise Dichtsicken, eingesetzt. Um die Dichtwirkung der eingesetzten Dichtsicken im verpressten, eingebauten Zustand der Dichtung dauerhaft zu erhalten, werden zusätzliche Verpressungsschutz- bzw. Stopperelemente eingebracht, die beispielsweise ihrerseits als aufgeschweißte Ringstopper, eingeprägte Stopper oder als zusätzliche Stopperlagen, beispielsweise in Form einer zusätzlichen Stopperbrille, ausgebildet sein können. Mit derartigen Dichtgeometrien, die sowohl das Dichtelement als auch das zugehörige Stopper- oder Verpressungsbegrenzungselement enthalten, können Durchgangsöffnungen umlaufend abgedichtet werden. Dies ist auch möglich, sofern mehrere Durchgangsöffnungen nahe benachbart zueinander unter Ausbildung von Stegen zwischen den benachbarten Durchgangsöffnungen je einzeln abgedichtet werden sollen.

Problematisch an derartigen herkömmlichen Dichtgeometrien ist, dass sowohl die Verpressungsbegrenzer als auch die Dichtsicken einer Lage im verpressten Zustand sich setzen können und auch in benachbarte Lagen eingraben können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Flachdichtung sowie einen Verbrennungsmotor zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig herzustellen sind, eine zuverlässige Abdichtung auch im Heißgasbereich eines Verbrennungsmotors gewährleisten und, falls sie als Dichtung mit mehreren benachbart angeordneten Durchgangsöffnungen eingesetzt wird, zugleich Raum schaffen für ein mögliches Stegwachstum.

Diese Aufgabe wird durch die Flachdichtung nach Anspruch 1 sowie den Verbrennungsmotor nach Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Flachdichtung werden in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.

Die erfindungsgemäße Flachdichtung kann eine oder mehrere Durchgangsöffnungen, z. B. Durchgangsöffnungen für heiße Abgase, aufweisen, die sich durch die Flachdichtung erstrecken und die entlang ihres Umfangsrandes abgedichtet werden sollen.

Die erfindungsgemäße Flachdichtung weist mindestens eine erste und eine zweite metallische Lage auf, die benachbart zueinander angeordnet sind. Die Durchgangsöffnungen der Flachdichtung erstrecken sich durch sämtliche der Lagen der erfindungsgemäßen Flachdichtung.

Umlaufend um die eine oder mehrere Durchgangsöffnungen weist die erste Lage einen Lagenrand auf, der als eine von der zweiten benachbarten Lage wegweisende Halbsicke ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist die Halbsicke in der ersten Lage so ausgebildet, dass sie auf die Durchgangsöffnung zulaufend eine Kröpfung ausbildet, die sich aus der Lagenebene der ersten Lage und von der benachbarten zweiten Lage weg erstreckt, an diese Kröpfung schließt sich ein gerader Abschnitt an, der im Wesentlichen parallel zur Lagenebene der ersten Lage verläuft und an der Kante des Lagenrands, also dem inneren Umfangsrand der ersten Lage endet. Der Umfangsrand ist also der Innenumfangsrand, d.h. die Innenkante.

Der Lagenrand der zweiten Lage, d.h. ihr innerer Randbereich, ist als Vollsicke ausgebildet. Eine Vollsicke ist im Sinne dieser Erfindung als Abfolge von zwei Halbsicken zu verstehen, wobei die beiden Halbsicken unterschiedliche Höhen, Breiten bzw. Neigungen aufweisen können. Das Sickendach dieser Vollsicke ist von der ersten Lage weg gerichtet. Mit anderen Worten sind die beiden Sicken der ersten und der zweiten Lage voneinander weg gerichtet.

Erfindungsgemäß erstreckt sich nun die zweite Lage zumindest bereichsweise in einem Bereich, in dem die erste Lage und die zweite Lage eine, mehrere oder sämtliche der Durchgangsöffnungen umgeben, über die erste Lage hinaus, wobei die Flanke der der Durchgangsöffnung unmittelbar benachbarten Halbsicke der Vollsicke der zweiten Lage über den benachbart verlaufenden, die Durchgangsöffnung(en) umlaufenden Umfangsrand der ersten metallischen Lage übersteht.

Die erste Lage weist also eine Halbsicke und die zweite Lage eine Vollsicke auf, wobei letztere nicht symmetrisch ausgeführt sein muss. Der Lagenrand der zweiten Lage überdeckt den Umfangsrand der ersten Lage. Der Umfangsrand der zweiten Lage ist also der Abschnitt der Flachdichtung, der sich am weites- ten in die mindestens eine Durchgangsöffnung hinein erstreckt.

Eine derartige Ausbildung der Dichtstruktur, die eine Durchgangsöffnung oder mehrere Durchgangsöffnungen umgibt, hat den Vorteil, dass die dem Umfangsrand unmittelbar benachbarte Halbsicke der zweiten Lage beim Einbau und Verpressen der erfindungsgemäßen Flachdichtung mit ihrem Sickenfuß sich bis in die Lagenebene der ersten Lage erstrecken kann. Durch das Fehlen eines zweiten Sickenfußes in der ersten Lage und dem gegenüber dem Um- fangsrand der zweiten Lage zurückgesetzten Umfangsrand der ersten Lage kann sich ein Verformungsbegrenzer für die dem Umfangsrand unmittelbar benachbarte Halbsicke in der zweiten Lage bilden. Diese dem Umfangsrand unmittelbar benachbarte Halbsicke der zweiten Lage wirkt zudem als Schutz der beiden anderen Halbsicken, d.h. einer Halbsicke in der ersten Lage und eine Halbsicke in der zweiten Lage vor Medien.

Die erfindungsgemäße Dichtkonstruktion in der erfindungsgemäßen Flach- dichtung ermöglicht es also, einen zusätzlichen Stopper für die Halbsicke in der ersten Lage, wie beispielsweise einen umgefalzten Lagenabschnitt, einen Stopperring, eine Stopperlage oder eine Stopperbrille einzusparen. Zudem schützt der äußere Bereich der Dichtkonstruktion, der durch die dem Umfangsrand unmittelbar benachbarte Halbsicke in der zweiten Lage und den zurückgesetzten Umfangsrand der ersten Lage gekennzeichnet ist, den inneren Bereich der Dichtkonstruktion in der zweiten Lage. Die den Umfangsrand unmittelbar benachbart umlaufende Halbsicke schützt also die vom Umfangsrand beabstandeten Halbsicken. Die Halbsicke und der zurückgezogene Umfangsrand der ersten Lage dienen als Verformungsbegrenzer für die dem Um- fangsrand unmittelbar benachbarte Halbsicke der zweiten Lage. Damit ist die erfindungsgemäße Flachdichtung einfacher und kostengünstiger herstellbar.

Eine besonders günstige Ausführungsform ergibt sich, wenn in Projektion auf die Flachdichtung senkrecht zur Erstreckungsebene der Flachdichtung der Umfangsrand der ersten metallischen Lage, der die Durchgangsöffnung umgibt, im Sickendach der Vollsicke der zweiten metallischen Lage angeordnet ist. Dies ermöglicht es dem um die Durchgangsöffnung umlaufenden Si- ckenfuß der zweiten Lage, im verpressten Zustand der Flachdichtung in die Lagenebene der ersten Lage auszuweichen, so dass die erste Lage einen Ver- formungsbegrenzer für die der Durchgangsöffnung unmittelbar benachbarte

Halbsicke in der zweiten Lage bildet.

Die Flachdichtung kann vorteilhafterweise so ausgebildet sein, dass im unverpressten Zustand der Sickenfuß, der die Durchgangsöffnung unmittelbar benachbart umläuft, d.h. der zur Durchgangsöffnung weisende Sickenfuß der

Vollsicke der zweiten Lage im Querschnitt durch die Flachdichtung in der Ebe- ne der ersten Lage oder, von der zweiten Lage aus gesehen, hinter der Ebene der ersten Lage angeordnet ist. Durch diese Vorverformung wird die Vollsicke im verpressten Zustand der Flachdichtung vorgespannt. Vorteilhafterweise verläuft der zwischen Sickenfuß und Umfangsrand verlaufende Abschnitt der zweiten Lage im unverpressten Zustand vorzugsweise in einer Ebene, die sich im Wesentlichen parallel zur Ebene der zweiten Lage erstreckt. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn im unverpressten Zustand die Vollsicke der zweiten Lage bezüglich ihrer Sickenfüße symmetrisch ausgebildet ist und diese in derselben Ebene angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Flachdichtung eignet sich insbesondere zur Abdichtung bei Bauteilen, die mindestens zwei benachbarte Durchgangsöffnungen aufweisen, beispielsweise bei mehrflutigen Öffnungen von Abgaskrümmern oder Verdichtern. In diesem Falle weist auch die Flachdichtung mindestens zwei in der Lagenebene zueinander benachbart angeordnete Durchgangsöffnungen auf, die durch einen Stegbereich voneinander getrennt sind.

Die erste Lage erstreckt sich dabei nicht in den Stegbereich, sondern umläuft die mindestens zwei Durchgangsöffnungen außerhalb dieser Durchgangsöffnung und außerhalb der zwischen diesen verlaufenden Stege. Die Halbsicke in der ersten Lage, die längs des Umfangsrandes der Durchgangsöffnungen an- geordnet ist, läuft folglich um eine Gesamtheit mehrerer Durchgangsöffnungen, die zueinander benachbart angeordnet sind, insbesondere um die Gesamtheit der Durchgangsöffnungen um.

Demgegenüber erstreckt sich die zweite Lage in den Stegbereich. Insbesonde- re die dem Umfangsrand um die jeweiligen Durchgangsöffnungen benachbarten Halbsicken der Vollsicke, verlaufen durch den Stegbereich, so dass jeweils um jede Durchgangsöffnung oder zumindest um einzelne der Mehrzahl von Durchgangsöffnungen eine durchgehende Halbsicke umläuft.

Die demgegenüber entfernt zu dem Umfangsrand um die Durchgangsöff- nung(en) umlaufende Halbsicke der Vollsicke der zweiten Lage erstreckt sich vorteilhafterweise nicht in den Stegbereich, sondern umläuft eine Gesamtheit von mehreren oder allen Durchgangsöffnungen in ähnlicher Weise, insbesondere parallel zu der Halbsicke in der ersten Lage. Bei einer derartigen Anordnung der Halbsicken in der zweiten Lage bilden die jeweils unmittelbar den Umfangsrändern benachbarter Durchgangsöffnungen benachbart angeordneten Halbsicken der zweiten Lage im Stegbereich gemeinsam eine Vollsicke.

Wesentlich bei der vorliegenden Erfindung ist, dass der Überstand des Lagenrandes der zweiten Lage über den Lagenrand der ersten Lage, soweit er um- laufend um einzelne oder mehrere Durchgangsöffnungen vorgesehen ist, sich nicht zufällig ergibt, sondern aufgrund einer wie oben beschriebenen definierten Anordnung der Umfangsränder und Breite der Lagenränder der ersten und der zweiten Lage ausgebildet ist. Insbesondere kann der Überstand mindestens das Doppelte, vorzugsweise mindestens das Dreifache der Blechstär- ke der zweiten Lage, gemessen im Überstand der zweiten Lage, betragen. Als

Messstelle dient dabei beispielsweise der dem Umfangsrand benachbarte Sickenfuß der Vollsicke der zweiten Lage oder ein ggf. anderer Bereich der zweiten Lage, der sich parallel zur Lagenebene der zweiten Lage erstreckt und nicht abgewinkelt ist.

Die erste und die zweite metallische Lage weisen vorteilhafterweise Blechstärken auf, die weitgehend gleich sind, insbesondere sich im nicht geprägten und/oder nicht gesickten Bereich der jeweiligen Lage um < 0,1 mm, vorteilhafterweise um < 0,05 mm voneinander unterscheiden. Mit anderen Worten sollen die Blechstärken der ersten und der zweiten Lage vorteilhafterweise, abgesehen von Material- und Fertigungstoleranzen, gleich sein. Typische Blechstärken für die erste und zweite Lage sind Blechstärkenpaare von 0,15 mm/0,15 mm, 0,15 mm/0,2 mm, 0,2 mm/0,2 mm, 0,2 mm/0,25 mm oder 0,25 mm/0,25 mm für jeweils eine Paarung aus erster Lage und zweiter Lage. Dabei ist es sowohl möglich, dass der erstgenannten Wert zu der ersten und der zweitgenannte Wert zu der zweiten Lage gehört oder auch umgekehrt.

Um die Verpressungsbegrenzungswirkung der Halbsicke der ersten Lage zu verstärken, kann die erste Lage, insbesondere längs des Lagenrandes der Durchgangsöffnung, zumindest abschnittsweise Prägungen aufweisen. Diese können beispielsweise als Welle, Noppe, Karomuster oder dergleichen ausge- bildet sein. Besonders vorteilhaft sind derartige Prägungen in den Bereichen des Lagenrandes der ersten Lage angeordnet, die in Projektion auf die Ebene der Flachdichtung in dem Sickendach der Vollsicke der zweiten Lage zu liegen kommen.

Durch eine derartige zusätzliche Prägung können die Halbsicke der ersten Lage sowie beide Halbsicken der zweiten Lage zusätzlich in ihrer Verformung begrenzt werden. Die Ausbildung solcher geprägter Verformungsbegrenzer kann gleichzeitig mit dem Prägen der Sicken erfolgen. Es ist somit zur Ausbildung mindestens eines Verformungsbegrenzers, der die Verformungsbegrenzungswirkung der ersten Lage verstärkt, nicht notwendig, weitere separate Elemente vorzusehen oder die Lage(n) auf sich selbst zurück zu falzen, was zusätzliches Material und/oder zusätzliche Prozesse erforderlich machen würde.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Flachdichtung mit zwei Lagen beschränkt. Vielmehr ist es auch möglich, zu der ersten Lage und der zweiten Lage weitere Lagen hinzuzufügen. Besonders vorteilhaft wird in der erfin- dungsgemäßen Flachdichtung eine gerade Anzahl von Lagen verwendet. Umlaufend um die Durchgangsöffnungen in der Flachdichtung können dabei vorteilhafterweise jeweils zwei unmittelbar benachbarte Lagen in gleicher Weise ausgebildet sein wie die erste und die zweite Lage gemäß der obigen Beschreibung. Weist die Flachdichtung beispielsweise vier Lagen auf, so können jeweils zwei äußere, von einander beabstandete und zwei innere, benachbart zueinander angeordnete Lagen längs des Lagen- bzw. Umfangsrandes um die Durchgangsöffnungen einander entsprechend ausgebildet sein, wobei vorteilhafterweise beide Paare von Lagen in diesem Bereich bezüglich der Mittelebene zwischen diesen beiden Paaren von Lagen spiegelsymmetrisch ausge- bildet sind. Spiegelsymmetrie ist hier zunächst nur auf die Richtung der Sicken und die Länge der Lagen bzgl. des Umfangsrandes zu beziehen. Die Höhe, Breite bzw. Neigung der jeweiligen Sicken kann durchaus etwas unterschiedlich sein, kann aber auch gleich sein. Es ist möglich, aber nicht bevorzugt, dass die Flachdichtung weitere Lagen, insbesondere genau eine Glattblechlage aufweist, die der Dickenanpassung der Dichtung an die Einbausituation dient.

Eine solche Lage kann beispielsweise bei einem ansonsten symmetrischen 4- lagigen Aufbau mit zwei ersten und zwei zweiten Lagen mittig zwischen die übrigen Lagen aufgenommen sein.

Während die Umfangsränder, d.h. die Innenränder der Lagen gezielt unterschiedlich gestaltet sind, also in einer Projektion in die Lagenebene einer der Lagen nicht zusammenfallen, ist es vorteilhaft, wenn die Außenränder der Lagen der Flachdichtung im Wesentlichen identisch sind, d.h. in einer Projektion in die Lagenebene einer der Lagen zusammenfallen oder zumindest um weniger als die Breite eines Sickenschenkels, insbesondere des schmälsten der Sickenschenkel der Flachdichtung voneinander beabstandet sind. Entsprechend reichen Durchgangsöffnungen für Befestigungsmittel üblicherweise durch sämtliche der Lagen der Flachdichtung hindurch.

Die erfindungsgemäßen Flachdichtungen können insbesondere als Dichtungen im Heißgasbereich eines Verbrennungsmotors, wie beispielsweise im Abgasbereich oder im Bereich eines Verdichters eingesetzt werden. Im Abgasbereich eines Verbrennungsmotors eignen sich die erfindungsgemäßen Dichtungen im Bereich der Abgasreinigung, insbesondere im Bereich eines Katalysators. Sie können jedoch auch an Verdichtern, insbesondere Turboladern oder Kompressoren, eingesetzt werden. Ebenso ist es möglich, die erfindungsgemäßen Flachdichtungen in Gaskraftwerken oder stationären Heißgasleitungen einzusetzen.

Im Folgenden werden einige Beispiele erfindungsgemäßer Flachdichtungen gegeben. Dabei bezeichnen in den einzelnen Beispielen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente, so dass deren Erläuterung gegebenenfalls nicht wiederholt wird. In den nachfolgenden Beispielen sind auch nicht für die Erfindung wesentliche Merkmale beschrieben. Dies sind neben den gemäß Anspruch 1 vorgesehenen Merkmalen weitere optionale und vorteilhafte Merkmale. Diese können sowohl für sich als auch in Kombination mit weiteren derartigen Merkmalen in dem jeweiligen Beispiel oder auch mit weiteren derartigen Merkmalen in anderen Beispielen in Kombination erfindungsgemäß eingesetzt werden.

Es zeigen: Figur 1 eine Dichtung für einen Turbolader nach dem Stand der Technik;

Figur 2 in drei Teilbildern 2A-2C eine Dichtung für einen Turbolader gemäß der vorliegenden Erfindung;

Figur 3 vergrößerte Querschnitte im Ausschnitt aus der Dichtung in Figur 2B;

Figuren 4 bis 6 erfindungsgemäße Flachdichtungen; und Figur 7 in zwei Teilbildern 7A-7B einen perspektivischen Querschnitt und eine

Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Flachdichtung.

Figur 1 zeigt eine herkömmliche Flachdichtung 101 für einen Turbolader in einer Aufsicht auf eine erste Lage 110 der Flachdichtung 101. Die erste Lage 110 weist zwei Durchgangsöffnungen 112a und 112b auf, um die jeweils ein

Lagenrand 114a, 114b umläuft. Zwischen den beiden Durchgangsöffnungen 112a und 112b ist ein Steg 116 der Lage 110 ausgebildet. Weiterhin weist die Lage 110 Schraubenlöcher 113a bis 113d auf, die innerhalb des Außenrandes 115 der Lage 110 und außerhalb des die Durchgangsöffnungen 112a und 112b unmittelbar umgebenden Bereiches der Lage 110 angeordnet sind. Umlaufend um die Durchgangsöffnungen 112a und 112b und längs der Lagenränder 114a, 114b weist die erste Lage 110 eine Sicke 111 auf, die als Vollsicke ausgebildet ist. Die die Durchgangsöffnungen 112a und 112b umlaufenden Halb- sicken 117a, 117b der Vollsicke 111 erstrecken sich in den Stegbereich 116, während die äußere Halbsicke 117' der Vollsicke 111 beide Durchgangsöffnungen 112a und 112b umläuft.

Die zweite Lage 120 derselben Flachdichtung 101 ist spiegelsymmetrisch zur dargestellten ersten Lage 110 ausgebildet, aber in der vorliegenden Darstel- lung von der ersten Lage 110 überwiegend verdeckt.

Figur 2 zeigt in drei Teilfiguren 2A bis 2C eine Flachdichtung 1 nach der vorliegenden Erfindung. Während die in der Figur 2A unten dargestellte zweite Lage 20 so ausgebildet ist, wie die zweite Lage 20 des Ausführungsbeispiels aus Figur 1, d.h. spiegelbildlich zur dort ersichtlichen ersten Lage 10, weist die erste Lage 10 nunmehr keinen Steg auf. Damit ergibt sich in der ersten Lage 10 lediglich eine Durchgangsöffnung 12, die die beiden Durchgangsöffnungen 22a und 22b der Lage 20 umgibt und deren Umfangsränder überdeckt. Figur 2B zeigt eine Aufsicht auf eine Flachdichtung, wie sie in Figur 2A als Einzellagen in perspektivischer Ansicht dargestellt ist. Figur 2C zeigt einen vergrößer- ten Schnitt durch diese Flachdichtung längs der Linie A-A in Figur 2B.

Insgesamt erstrecken sich folglich durch die aus den beiden Lagen 10 und 20 bestehende Flachdichtung 1 zwei Durchgangsöffnungen entsprechend den Durchgangsöffnungen 22a und 22b.

Im Unterschied zu herkömmlichen Flachdichtungen umläuft nun der Lagenrand 14 bzw. der Umfangsrand 140 der Lage 10 die vollständige Durchgangsöffnung 12 und damit auch die entsprechenden Durchgangsöffnungen 22a und 22b in der ersten Lage. Der dem Umfangsrand 140 benachbarte Bereich, d.h. der Lagenrand 14, weist eine Sicke 11 auf, die als Halbsicke 17 ausgebildet ist.

Der Umfangsrand 140 der ersten Lage 10 verläuft nun in Projektion auf die Lagenebene der Lage 20 betrachtet weiter entfernt von den Durchgangsöff- nungen 22a und 22b der Lage 20 als die Umfangsränder 240a und 240b der zweiten Lage 20. Somit ragen der Lagenrand 24a und der Lagenrand 24b über den Umfangsrand 140 und über den Lagenrand 14 in Richtung der Durchgangsöffnungen 22a bzw. 22b in denjenigen Bereichen über, in denen der Umfangsrand 140 parallel zu den Umfangsrändern 240a oder 240b verläuft. Die Umfangsränder 240 der zweiten Lage 20 bilden also die am weitesten in die Durchgangsöffnungen 22a, 22b hineinragenden Elemente der Flachdichtung 1.

Die Vollsicke 21 der zweiten Lage 20 weist insgesamt drei Halbsicken 27a, 27b, 27' auf, wobei die Halbsicken 27a und 27b jeweils vollständig um die Durchgangsöffnung 22a bzw. 22b umlaufen. Die Halbsicke 27' umläuft beide Durchgangsöffnungen 22a und 22b, ohne sich in den Stegbereich 26 zu erstrecken. Demgegenüber lösen sich die beiden Halbsicken 27a und 27b im Übergangsbereich 44 von der Halbsicke 27' und erstrecken sich in den Stegbereich 26. Im Stegbereich bilden die beiden Halbsicken 27a und 27b eine Vollsicke aus, während sie außerhalb dieses Stegbereiches als Medienschutz für die beiden Halbsicken 17 der ersten Lage 10 und 27' der zweiten Lage 20 wirken.

Die Lage 10 als in der Figur 2A oben dargestellte erste Lage erstreckt sich nicht in den Stegbereich 26, sondern umläuft mit ihrer Halbsicke 17 die Gesamtheit der beiden durch den Stegbereich 26 der zweite Lage 20 getrennten Durchgangsöffnungen 2a und 2b der Figur 2B, in der die zusammengefügten Lagen als fertige Dichtung dargestellt sind. Die zweite Lage 20 weist eine Vollsicke 21 auf, deren von den Durchgangsöffnungen 2a und 2b beabstandete Halbsicke 27' die Gesamtheit der Durchgangsöffnungen 2a und 2b der Dichtung 1 um- läuft, während die den Durchgangsöffnungen 2a und 2b unmittelbar benachbarten Halbsicken 27a und 27b jeweils eine der Durchgangsöffnungen 22a, 22b der Lage 20 bzw. 2a, 2b der Dichtung vollständig und in sich geschlossen umlaufen und sich folglich in den Stegbereich 26 erstrecken. Dort bilden sie gemeinsam eine Vollsicke aus.

Figur 2A zeigt ebenfalls, dass die Außenränder 15, 25 der ersten und zweiten Lage 10, 20 im Wesentlichen identisch verlaufen, also bei Projektion in die Ebene der zweiten Lage 20 im Wesentlichen oder vollständig zusammenfallen. Ebenfalls ist aus Figur 2A ersichtlich, dass die Durchgangsöffnungen 13a bis 13d für Befestigungsmittel durch die erste und die zweite Lage 10, 20 hindurchreichen.

In Figur 2C, die den auf das Doppelte vergrößerte Querschnitt entlang Linie A- A aus Figur 2B zeigt, ist weiterhin das zu der Dichtung 1 benachbarte Bauteil 30 dargestellt, das ebenfalls Durchgangsöffnungen 32a, 32b aufweist, die ihrerseits in die Durchgangsöffnungen 2a und 2b übergehen. Das äußerst rechts dargestellte Detail entspricht dabei einer spiegelbildlichen Darstellung des Ausschnitts B äußerst links. Das benachbarte Bauteil 30 grenzt im im Ausschnitt B dargestellten Bereich nur einseitig an die Gasdurchgangsöffnung 32a. Es ist somit im Betrieb verglichen mit dem dargestellten kalten Zustand des Verbrennungsmotors nur eine begrenzte Ausdehnung in Folge des Temperaturanstieges zu erwarten, da die Wärme in diesem Bereich abgeleitet werden kann. Aus Ausschnitt B wird trotz leicht gesprengter Darstellung deutlich, dass die erste Lage 10 unmittelbar auf dem Bauteil 30 aufliegt. Ausschnitt C verdeutlicht hingegen, dass die zweite Lage 20, die im Stegbereich ohne eine benachbarte erste Lage 10 verläuft, im dargestellten kalten Zustand, ei- nen beträchtlichen Abstand zum Steg des Bauteils 30 aufweist. Im Betrieb ist der Bauteilsteg sowohl dem Heißgas der Durchgangsöffnung 32a als auch der der Durchgangsöffnung 32b ausgesetzt, zudem bestehen kaum Ableitungsmöglichkeiten für Wärme. Somit dehnt sich der Bauteilsteg im Betrieb gegen- über dem dargestellten kalten Zustand sehr stark, jedenfalls wesentlich stärker als der im Ausschnitt B dargestellte Bereich, aus. Der hier dargestellte Abstand zwischen dem Bauteilsteg und dem in der zweiten Dichtungslage 20 ausgebildeten Steg 26 schafft hierfür einen Ausgleichsraum und ermöglicht es, dass der Stegbereich 26 der Dichtung 1 im Betrieb nicht übermäßig verpresst wird und noch eine ausreichende Rückfederung aufweist. Die Flachdichtung 1 setzt sich also nicht und kann sich auch nicht in den Steg 26 eingraben.

Teilfiguren 3A und Figur 3B der Fig. 3 zeigen zwei Ausschnitte aus Figur 2B. In Figur 3A ist ein außenliegender Bereich der Dichtung, wie er als Ausschnitt B in Figur 2B spiegelverkehrt dargestellt ist, gezeigt. Die Darstellung erfolgt in

Fig. 3 jedoch ohne unteres Bauteil 30. Die Dichtung in Figur 3 ist dabei im unverpressten Zustand gezeigt.

Die Halbsicke 27a ist in diesem Schnitt symmetrisch zur Halbsicke 27' ange- ordnet, so dass die beidseitigen Sickenfüße 28a, 28' der Vollsicke 21 in der außerhalb der Sicke vorliegenden Lagenebene der zweiten Lage 20 angeordnet sind. Die erste Lage 10 weist eine Halbsicke 17 auf, die mit ihrem Sicken- fuß 18', in senkrechter Projektion auf die Lagenebene der Lage 20 betrachtet, innerhalb des Sickendaches 29 der Sicke 21 der Lage 20 liegt.

Im verpressten Zustand wirken nun die Halbsicke 17 und die zur Durchgangsöffnung 2a hin verkürzte Lage 10 als Verformungsbegrenzer für die Halbsicke 27a, während diese Halbsicke 27a die Halbsicken 17 und 27' vor Medien aus der Durchgangsöffnung 22a schützt.

Figur 3B zeigt einen Ausschnitt C aus Figur 2B, nämlich einen Querschnitt durch den Stegbereich 26. Dort bilden die beiden Halbsicken 27a und 27b, die jeweils um die Durchgangsöffnung 22a bzw. 22b in ihrer Lage 20 umlaufen, eine gemeinsame Vollsicke und dichten folglich den Bereich zwischen den beiden Durchgangsöffnungen 2a und 2b der Dichtung 1 ab. Figuren 4, 5 und 6 zeigen Ausschnitte aus weiteren erfindungsgemäßen Flachdichtungen, die dem Ausschnitt B in Figur 2C bzw. dem in Figur 3A dargestellten Ausschnitt entsprechen. Bei der in Figur 4 dargestellten Flachdichtung 1 weist im dargestellten unverpressten Zustand die Vollsicke 21 eine steilere Flanke 27a als die Flanke 27' (steilere Halbsicke 27a als die Halbsicke 27') auf. Weiterhin erstreckt sich die Halbsicke 27a bis unter die Lagenebene der Lage 10, wodurch sich eine verstärkte Vorspannung der Halbsicke 27a im verpressten Zustand der Diehtung 1 ergibt. Die tiefere Prägung der Halbsicke 27a gegenüber der Halbsicke 17 verbessert hierdurch insbesondere die Abdichtung im kalten Zustand. Ansonsten sind die Halbsicke 17 und die Halbsicke 27' zur Mittelebene 42 zwischen den Lagen 10 und 20 spiegelsymmetrisch ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel der Figur 4 beträgt der Überstand 40 des die Durchgangsöffnungen 2a, 2b umgebenden Lagenrandes 24 der zweiten Lage 20 über den die Durchgangsöffnung 12 umgebenden Umfangsrand 140 deutlich mehr als das Doppelte der Blechstärke einer der beiden Lagen 10, 20, nämlich ungefähr das Zehnfache dieser Blechstärken. Figur 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Flachdichtung 1 im selben Ausschnitt wie in Figur 4. Diese Flachdichtung weist nun insgesamt vier Lagen lOe, lOf, 20e, 20f auf, d. h. eine gerade Anzahl von Lagen. Diese Lagen sind jeweils paarweise zueinander angeordnet, nämlich Lage lOe mit Lage 20e sowie Lage lOf mit Lage 20f. Jedes Paar an Lagen ist dabei so ausgebildet, wie die Anordnung in Figur 4. Allerdings sind die beiden Paare der Lagen 10e/20e bzw. 10f/20f bezüglich der Mittelachse 42' zwischen den beiden Lagenpaaren spiegelsymmetrisch angeordnet. Die beiden Halbsicken 17e bzw. 17f dienen folglich als Verformungsbegrenzer für die Halbsicken 27ae bzw. 27af. In Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachdichtung 1 dargestellt. Der dargestellte Ausschnitt entspricht ebenfalls dem dargestellten Bereich in Figur 4. Im Unterschied zu dieser Ausführungsform ist nunmehr jedoch der Sickenfuß 18' der Halbsicke 17, d.h. der Lagenrand 14 mit einer Profilierung 41 versehen. Diese Profilierung kann wie in Figur 6 darge- stellt als längs des Umfangsrandes 140 umlaufende, im Querschnitt senkrecht hierzu wellenförmige Profilierung betrachtet werden. Eine derartige wellen- förmige Profilierung 41 verleiht dem Lagenrand 14 eine erhöhte Steifigkeit und dient daher als zusätzlicher Verformungsbegrenzer für die Halbsicken 17, 27a und 27' beim Verbau und Zusammenpressen der Flachdichtung 1. Figur 7 ist in zwei Teilfiguren 7A und 7B eine angeschnittene perspektivische

Ansicht durch eine Variante der in Figur 2 dargestellten Flachdichtung sowie eine Aufsicht auf eine entsprechende Flachdichtung darstellt. Hier sind zusätzlich zu den bisher beschriebenen Elementen der Flachdichtung an den vier Seiten der Flachdichtung Befestigungselemente 43 angeordnet, mit denen die Flachdichtung beispielsweise an einem Turbolader fixiert werden kann. Die weitere Ausgestaltung der Flachdichtung in Figur 7 ist so wie in Figur 2.

Claims

Ansprüche

Flachdichtung (1) mit einer ersten und einer zweiten, zueinander senkrecht zur Lagenebene benachbart angeordneten metallischen Lage (10, 20), wobei sich durch die Flachdichtung (1) eine oder mehrere in der Lagenebene zueinander benachbart angeordnete Durchgangsöffnungen (2a, 2b) erstrecken,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass der diese Durchgangsöffnungen (2a, 2b) umgebende Lagenrand (4) der ersten metallischen Lage (10) als längs des Lagenrandes (14) umlaufende, von der zweiten Lage (20) wegweisende Halbsicke (11) ausgebildet ist, und

dass der diese Durchgangsöffnungen (2a, 2b) umgebende Lagenrand (24a, 24b) der zweiten metallischen Lage (20) als längs dieses Lagenrandes (24a, 24b) umlaufende, von der ersten Lage (10) wegweisende und aus zwei Halbsicken (27, 27') bestehende Vollsicke (21) ausgebildet ist, und

der diese Durchgangsöffnungen (2a, 2b) umgebende Lagenrand (24a, 24b) der zweiten metallischen Lage (20) zumindest bereichsweise mit der Flanke seiner der Durchgangsöffnung (2a, 2b) benachbarten Halbsicke (27a, 27b) über den benachbart verlaufenden Lagenrand (14) der ersten metallischen Lage (10) übersteht.

Flachdichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in Projektion der Flachdichtung (1) senkrecht zur Lagenebene der die Durchgangsöffnungen (2a, 2b) umgebende Lagenrand (14) der ersten metallischen Lage im Sickendach (29) der Vollsicke (21) der zweiten metallischen Lage (20) angeordnet ist.

3. Flachdichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sickenfüße (28) der Vollsicke (21) der zweiten Lage (10) zumindest bereichsweise in einer gemeinsamen Ebene, vorzugsweise in der oder parallel zu der Lagenebene der zweiten Lage (10), angeordnet sind.

Flachdichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Umfangsrand (140) nächstliegende Sickenfuß (28a, 28b) der Vollsicke (21) der zweiten Lage (20) zumindest bereichsweise in der Lagenebene der ersten Lage (10) oder von der zweiten Lage (20) her betrachtet hinter der Lagenebene der ersten Lage (10) angeordnet ist.

Flachdichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch die Flachdichtung (1) mindestens zwei zueinander in der Lagenebene benachbart angeordnete Durchgangsöffnungen (2a, 2b) erstrecken, die durch einen Stegbereich (6) voneinander getrennt sind,

wobei im Stegbereich (6) die zweite Lage (20) einen zwischen den benachbart angeordneten Durchgangsöffnungen (2a, 2b) verlaufenden Steg (26) bildet und die erste Lage (10) sich nicht in den Stegbereich (6) zwischen den benachbarten Durchgangsöffnungen (2a, 2b) erstreckt.

Flachdichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass beabstandet zum Stegbereich (6) die Halbsicke (17) der ersten Lage (10) und die von der jeweils benachbarten Durchgangsöffnung (2a, 2b) entfernt angeordnete Halbsicke (27') der zweiten Lage (20) bezüglich der zwischen der ersten und der zweiten Lage (10, 20) verlaufenden Ebene (42) spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.

Flachdichtung (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der jeweils benachbarten Durchgangsöffnung (2a, 2b) entfernt angeordneten, benachbart zu benachbarten Durchgangsöffnungen verlaufenden Halbsickenabschnitte (27') der zweiten Lage (20) in einem Übergangsbereich (44) von einem Bereich beabstandet zum Steg (6) zu dem Stegbereich (6) derart ineinander übergehen, dass sie sich nicht in den Stegbereich (26) erstrecken und im Stegbereich (26) die den Durchgangsöffnungen (2a, 2b) benachbarten Halbsicken (27a, 27b) gemeinsam eine Vollsicke bilden. Flachdichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstand (40) des die Durchgangsöffnungen umgebenden Lagenrandes (24) der zweiten Lage (20) über den die Durchgangsöffnungen (12) umgebenden Lagenrand (14) der ersten Lage (10) mindestens das Doppelte, vorzugsweise mindestens das Dreifache der Blechstärke der zweiten Lage (20) in dem Überstand (14) beträgt.

Flachdichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Durchgangsöffnung (2a, 2b) weisende Sickenfuß (18') der ersten Lage (10) in dem Bereich, der bei Projektion in die Ebene der zweiten Lage (20) im Sickendach (29) der Voll- sicke (28) der zweiten Lage zu liegen kommt, Prägungen (41), insbesondere längs des Umfangsrandes (140) der Durchgangsöffnungen (2a, 2b) angeordnete oder verlaufende Prägungen, aufweist.

Flachdichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Blechstärken der ersten und zweiten Lage (10, 20) im nichtgeprägten und/oder nichtgesickten Bereich um < 0,1 mm, vorteilhafterweise um < 0,05 mm unterscheiden.

Flachdichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachdichtung (1) zwei erste und zwei zweite Lagen (lOe, lOf, 20e, 20f) aufweist, wobei die beiden ersten Lagen (lOe, lOf) einander unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind.

Flachdichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die die Durchgangsöffnungen (12) umgebenden Sicken (11) der ersten Lagen (10) spiegelsymmetrisch zueinander und/oder die die Durchgangsöffnungen (22a, 22b) umgebenden Sicken (21) der zweiten Lagen (20) spiegelsymmetrisch zueinander, vorteilhafterweise jeweils bezüglich der Grenzfläche (42') zwischen den beiden ersten Lagen (10, 20) spiegelsymmetrisch zueinander, ausgebildet sind.

13. Flachdichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flachdichtung eine Dichtung im Heißgasbereich eines Verbrennungsmotors, insbesondere im Abgasbereich eines Verbrennungsmotors wie in der Abgasreinigung, beispielsweise eines Katalysators, oder als Dichtung im Bereich eines Verdichters, beispielsweise eines Turboladers oder Kompressors, oder eine Dichtung im Bereich der Abgasreinigung, beispielsweise eines Katalysators ist.

14. Verbrennungsmotor mit einer Flachdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.