[发明专利]用于在内燃机中密封法兰表面的密封元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在内燃机中密封法兰表面的密封元件，该密封元件由至少一个环形的金属型材体组成。

背景技术

已知在由多个层组成的金属的汽缸头密封件中，以合适的接合方法(例如咬合连接、焊接、铆接)将不同构造的层相互连接。所述层能够具有聚合物密封件形式的翻边或者其它密封元件，从而能够密封流体或者气体。

这种密封元件必须一方面具有足够的弹性性能，从而能够补偿密封面的静态的不平度以及动态的密封缝隙波动(在用作汽缸头密封件时)。另一方面，该密封件必须是足够硬的，从而不会听任不足的张紧力引起密封元件的断裂的发生。

同样已知使用成型的金属环，以便在内燃机的燃烧室边缘上产生足够的预应力。在此使用的原理是，金属的环如此进行塑性变形，从而封闭密封缝隙。然而运行这种密封件的重要的前提条件是不会出现密封缝隙运动，因为塑性变形的金属环几乎不再提供能够用于补偿密封缝隙波动的弹性特性。

从GB 979,408中获知了汽缸套的密封件，该密封件由环形的金属的型材体形成，该型材体在其径向的壁厚上看具有均匀的高度以及基本上对称的横截面轮廓。在汽缸头和发动机缸体之间布置了汽缸头密封件，该汽缸头密封件具有径向的自由空间用于容纳所述型材体。由密封元件的向外拱起的超过汽缸头密封件的轴向结构高度的轮廓，所述型材体在由发动机缸体和汽缸头夹紧时在容纳其的凹槽中如此弹性地变形，从而在型材体的最大的变形压力下除了其侧向的容纳区域之外还具有与进行容纳的凹槽的槽底之间确定的间距。所述型材体由不锈钢制成并且具有从各个径向的端部边界到配属的轴向的侧面的至少在槽底侧尖棱的过渡区域。在此，该尖棱的过渡区域确保了两条密封线的区域内足够高的表面压力。

通过DE 12 53 950公开了一种用于在内燃机中密封汽缸盖的密封环，该密封环由至少一层金属板组成，其中，该层在横截面内构造成圆段状并且内棱以及外棱布置在一个平面内。在此，所述密封环的轴向高度在其整个径向壁厚上看也构造成相同的。此外，在现有技术中提出，所述密封环由两个相互对称布置的密封环组成，所述两个密封环沿着中间的直径接触。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于在内燃机中密封法兰表面的新式的密封元件，该密封元件一方面具有足够的弹性性能，从而补偿相应的密封表面的静态的不平度以及需要时补偿动态的密封缝隙波动。此外，该密封元件必须是足够硬的，从而不会听任不足的张紧力引起密封元件的断裂的发生。

该任务通过以下方法得到解决，即型材体由线材组成并且具有至少一个核心区域以及至少一个弯曲区域，其中，线材的材料厚度在核心区域中比在各弯曲区域中大。

本发明主题的有利的改进方案可以由从属权利要求中获得。

本发明主题基于弯曲横梁的技术上的实施方式。通过施加力或者说在两块板之间(例如在发动机缸体和汽缸头之间)夹紧这样的几何构造，从弯曲横梁的上面、大致在中间进行加载并且力通过两个支撑点支撑在下侧的外侧上。由此，一方面能够精确地确定支撑点并且另一方面能够调节支撑点之间的力分布。此外，所述弯曲横梁的厚度与系统的刚性以及配属于系统的弹性有关系(材料选择)。

在以所述原则为基础的情况下，按本发明提供了多个技术上的实施方式，也就是

-所述线材的径向壁厚如此成型，使得该壁厚大致相应于香蕉的几何形状；

-所述线材具有这样的型廓，使得径向的端部在形成凹口的情况下分别形成两个上面的以及两个下面的弯曲区域；

-所述线材具有这样的型廓，即，在径向内部或者外部具有加厚的核心区域并且在横截面的对置的端部上形成了两个弯曲区域，这两个弯曲区域在原始状态下超过核心区域的轴向高度。

相对于现有技术特别有利的是，至少将各个弯曲区域的自由的径向端部构造成倒圆的形状。由此避免尤其在动态的密封缝隙波动中刻入容纳密封元件的凹槽中。

在使用香蕉状几何形状的线材时，所述型材在中间具有最高的横截面。该横截面(均匀地或者非均匀地)朝两个端部逐渐变细。这意味着，在加载时所述弹性的端部弯曲。在如汽缸头密封件中可以调节的完全压缩情况下，香蕉状的型材的下面的拱形的中部置于相应的法兰表面或者槽底上，从而仅仅该中间的区域承载。通过该作用原理，所谓的阻塞件功能是有根据的。此外，通过阻塞区域确定了额外的密封线。该额外的密封线尤其对于较高压力的密封来说是有利的，因为相对于具有两条密封线的现有技术来说能够放弃尖棱的过渡区域。