[发明专利]多层金属扁平垫片，特别是气缸盖垫片

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层金属扁平垫片，该多层金属扁平垫片可以特 别是气缸盖垫片，或者可以被实施并用作将要密封的其他表面的密封 装置，例如各种法兰垫片。

背景技术

所述类型的垫片可以是单层设计。然而，本申请的主题是如现有 技术中本身所公知的多层垫片。

所述类型的垫片通常具有贯穿其层的多个通道开口，特别是具有 一个或多个燃烧气体开口，以及用于紧固装置、油道、冷却水管道等 的其他开口。

垫片由一个或多个密封层构成。为了增加和确保其密封作用，通 常通过使至少一个密封层进行相应变形而在通道开口周围，特别是在 燃烧气体开口周围，或例如在冷却水管道周围形成凸缘(bead)，该凸 缘一般完全包围通道开口或多个通道开口。

为了实现所述凸缘的功能，必须防止它们在安装或操作过程中由 于压缩而发生过度塑性变形或完全塑性变形。为此，通常使用也可以 被称为止挡件的变形限制器。在各种实施例中都公知这些变形限制器。 这些变形限制器可以通过使这些层或这些层中一个层弯曲而形成。然 而，通常以高度比凸缘高度低的压纹的形式在一个或多个密封层中形 成一个或多个变形限制器(止挡件)。

最后，还已经公知将多层垫片中的一层垫片设置成具有变形限制 器(止挡件)的隔板或止挡层。本发明涉及这样的垫片类型。

这里，止挡件例如可以布置在凸缘与燃烧室之间的区域中，或者 布置在凸缘的另一侧或两侧。

公知其他的止挡件，这些止挡件围绕燃烧室开口延伸成环形带， 该带形成为具有挤压出的杯状凹陷和凸起的二维图案，并且凸起由片 状金属层的在凹陷的压纹过程中被移去的材料形成，且每个凹陷都与 片状金属层的另一侧上的凸起直接相对地定位，使得在片状金属层的 两侧上形成凸起和凹陷的菱形或棋盘图案(EP 1577589 A1)。然而， 这里的凸起或凹陷并没有形成封闭线。

然而，相反的是已经证明将止挡件设计成由多个直接相邻、直接 毗邻的脊状凸起和槽状凹陷构成是有利的，这些脊状凸起和槽状凹陷 形成在隔板或止挡件的两侧上，并且被赋予相应的凸缘以限制其压缩。

止挡件的连续凸起(脊)和凹陷(槽)在截面中可具有波浪或锯 齿形状，其中波峰和波谷或齿顶也可以被打平。还已经提出将凸起和 凹陷的截面设计成矩形，从而形成矩形腹板(DE 196 41 491 A1)或成 形肋(DE 2 145 482；JP 11-108191 A)以及截面相应地为矩形的凹陷 (所谓矩形止挡件)。

也已经提出将凸起和凹陷形成截面为梯形的脊和槽(DE 42 19 709 A1，DE 102 56 896 A1)或截面为梯形的波浪形(WO 01/96768 A1)。

在每种情况下，止挡件的凸起和凹陷的幅度都比被保护的凸缘的 幅度小。

WO 2006/005488 A1指出，上面提到的公知波浪形或锯齿形或者 还有梯形的止挡件由于其高弹性而使接触压力降低。在矩形止挡件的 情况下，其由于凸起和凹陷之间的尖锐边缘过渡部形成垫片部分断裂 的潜在危害而遭到更多的反对。

为获得所述公知止挡件的优点同时避免它们的缺点，特别是获得 它们非常刚性的设计但却避免损害压力峰值，提出将止挡件设计成： 在(止挡层，其他地方成为“其他密封层”)隔板相对侧上，凹陷和凸 起交替地形成为凹陷至少部分地与凸起相对地定位，凹陷和凸起中的 至少一部分具有基本梯形的截面，且在一侧的相邻布置的凹陷和凸起 之间的具有倾斜延伸的限制壁，以及两侧的彼此相邻的相对的限制壁 限制了层的腹板截面，该截面与在两侧的相对凹陷之间限定的截面相 同或比其更大。

尽管使梯形凸起和凹陷的相邻、倾斜的限制壁之间的腹板的截面 尽可能厚，具体地说比在两侧处的凹陷之间限定的截面更厚的教导使 得梯形侧面得以相当大的增强，并因而增加了止挡件的硬度，同时凹 陷的梯形设计降低了止挡件部件断裂的危险，但是这只是使硬度高达 一定程度的情况，然而所获得的硬度仍不足以赋予止挡件在使用中实 际所需的疲劳强度。这主要是因为止挡件的整体硬度由于止挡件的几 何形状而必须将凹陷切入得相对较深而受到了不利的影响。

现有技术的所述止挡件结构的截面的几何形状比率还导致在必须 移除足够材料的情况下止挡件整体、加厚部以及压印部所需要的非常 大量的空间。许多垫片不能提供用于此目的必须的先决条件。

发明内容