DE112010003386B4

DE112010003386B4 - Metalldichtung

Info

Publication number: DE112010003386B4
Application number: DE112010003386.2T
Authority: DE
Inventors: Isao Tanji; Masaru Ito; Shinya Nakaoka
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2030-08-25
Also published as: CN102575771B; US20120153579A1; WO2011024812A1; JPWO2011024812A1; DE112010003386T5; CN102575771A

Abstract

Metalldichtung, die zum Abdichten von Verbindungsflächen zwischen zwei Elementen vorgesehen ist, wobei die Metalldichtung Folgendes aufweist: eine Strömungsdurchgangsöffnung (4), welche einem Strömungsdurchgang entspricht, der eindeutig zwischen den zwei Elementen und durch diese vorgesehen ist, mehrere Bolzenlöcher (3), durch welche Schraubenbolzen hindurchgeführt werden, die dazu dienen, die zwei Elemente aneinander anzuziehen, und eine Sicke (5, 8), wobei die Sicke (5, 8) derart gestaltet ist, dass sie eine Höhe (H) und eine Breite (W) hat, welche jeweils ausgehend vom Nahbereich der einzelnen Bolzenlöcher (3) in eine von diesen weg weisende Richtung höher und breiter werden und die Sicke (5, 8) in den Bereichen zwischen je zwei benachbarten Bolzenlöchern (3) als Vollsicke ausgebildet ist, und in den Bereichen nahe den einzelnen zugehörigen Bolzenlöchern (3) als Halbsicke ausgebildet ist, die das betreffende Bolzenloch (3) umgibt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metalldichtung, die dazu geeignet ist, einen einheitlichen Flächendruck mittels einer Sicke und ein einheitliches Zusammendrückverhältnis der Sicke beim Abdichten von Verbindungsflächen zwischen zwei Elementen zu realisieren, während Verformungen der Flansche der zwei Elemente begrenzt werden.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise werden Metalldichtungen dazu verwendet, Verbindungsflächen zwischen zwei Elementen in einer Ölwanne, einem Invertergehäuse, Getriebegehäuse oder dergleichen abzudichten. Beispiele für Metalldichtungen sind: ein vorbeschichteter Typ der Metalldichtung, der durch Umformen eines Dichtungsmaterials, das aus einem elastischen Körper besteht, in eine Schicht auf einem Metallblech, das aus kaltgewalztem Blech, Edelstahl oder dergleichen hergestellt ist, um ein Dichtungsmaterial zu bilden, und Prägen mittels einer Presse hergestellt wird, ein nachbeschichteter Typ der Metalldichtung mit einem Stahlblech, das zu einer gewünschten Form geprägt wird, und einem Dichtungsmaterial, das aus einem elastischen Körper besteht, der auf dem Stahlblech zum Beispiel mittels Siebdrucken in einer geschichteten Form ausgebildet wird, und dergleichen. Derartige Metalldichtungen werden häufig mit Sicke ausgebildet, um das Abdichtverhalten zwischen den Verbindungsflächen zu verbessern.
Beim Abdichten von Verbindungsflächen zwischen zwei Elementen mittels einer Metalldichtung, die eine Sicke aufweist, werden Schraubenbolzen durch Bolzenlöcher hindurchgeführt, die an entsprechenden Flanschen der zwei Elemente und an der Metalldichtung ausgebildet sind, um die zwei Elemente einstückig mit der Metalldichtung zu verschrauben, wodurch eine Abdichtung zwischen diesen ausgeführt wird. Die Metalldichtung wird entlang ihrer Sicke zwischen den Flanschen zusammengedrückt, um einen vorbestimmten Oberflächendruck zu erzeugen, wodurch eine abdichtende Wirkung erzeugt wird.
Zu diesem Zeitpunkt sind die Flansche auf eine Weise der Wirkung einer Rückfederungskraft der zusammengedrückten Sicke ausgesetzt, dass die dabei entstehende Kraft die Flansche verformen kann. Dies ist nicht problematisch, sofern die Flansche der Elemente jeweils über ausreichend Steifigkeit verfügen. Gelegentlich kommt es im Falle einer Ölwanne, eines Invertergehäuses oder dergleichen jedoch vor, dass die zusammenwirkenden Flansche, zwischen denen eine Metalldichtung eingeklemmt ist, nicht ausreichend Steifigkeit gegenüber einer derartigen Rückfederungskraft einer Sicke aufbringen, wodurch möglicherweise die Flansche aufgrund von deren nicht ausreichenden Steifigkeiten verformt werden.
Eine Verformung der Flansche führt zu der Situation, dass ein Spalt zwischen den Flanschen im Bereich zwischen zwei benachbarten Schraubenbolzen größer wird als ein Spalt zwischen den Flaschen direkt unter den einzelnen Schraubenbolzen (d. h. zu einer Situation, in der die Dichtung weniger zusammengepresst wird), so dass die Metalldichtung zwischen den Flanschen an der Stelle mit dem vergrößerten Spalt nicht ausreichend zusammengepresst wird, wodurch ein Mangel in Form eines verschlechterten Abdichtverhaltens entsteht.
Daher sind verschiedene herkömmliche Dichtungskonfigurationen vorgeschlagen worden, um eine Dichtigkeit der Gesamtheit der abgedichteten Flächen zu gewährleisten und dadurch den vorhergehend genannten Mangel zu überwinden.
24 ist eine Draufsicht, die eine herkömmliche Metalldichtung 100 zeigt, die eine Strömungsdurchgangsöffnung 101 und vier Bolzenlöcher 102 aufweist, und 25(a) ist eine Schnittansicht entlang der Linie a₁-a₁ aus 24, (b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie b₁-b₁, (c) ist eine Schnittansicht entlang der Linie c₁-c₁ und (d) ist eine Schnittansicht entlang der Linie d₁-d₁ aus 24.
Sie weist eine Sicke 103 auf, die in den Bereichen zwischen je zwei benachbarten Bolzenlöchern 102 als Vollsicke und in den Bereichen nahe den einzelnen zugehörigen Bolzenlöchern 102 rund um deren äußeren Umfang als Halbsicke ausgebildet ist, die das betreffende Bolzenloch 102 umgibt.
Die Sicke 103 ist in der Metalldichtung 100 derart gestaltet, dass sie eine Breite W hat, welche ausgehend vom Nahbereich der einzelnen Bolzenlöcher 102 in eine von den Bolzenlöchern 102 weg weisende Richtung schmaler wird. Infolgedessen ist die Sicke 103 derart gestaltet, dass sie eine Höhe H hat, die ausgehend vom Nahbereich der einzelnen Bolzenlöcher 102 in eine von den Bolzenlöchern 102 weg weisende Richtung höher wird.
Eine derartige Metalldichtung ist zum Beispiel in Patentdokument 1 beschrieben.
Des Weiteren ist 26 eine Draufsicht, die eine andere herkömmliche Metalldichtung 200 zeigt, die eine Strömungsdurchgangsöffnung 201 und vier Bolzenlöcher 202 aufweist, und 27(a) ist eine Schnittansicht entlang der Linie a₂-a₂ gemäß 26, (b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie b₂-b₂, (c) ist eine Schnittansicht entlang der Linie c₂-c₂ und (d) ist eine Schnittansicht entlang der Linie d₂-d₂ aus 26.
Sie weist eine Sicke 203 auf, die über ihren gesamten Umfang als Halbsicke ausgebildet ist.
Außerdem ist die Sicke 203 in der Metalldichtung 200 derart gestaltet, dass sie eine Breite W hat, welche ausgehend vom Nahbereich der einzelnen Bolzenlöcher 202 in eine von den Bolzenlöchern 202 weg weisende Richtung schmaler wird. Infolgedessen ist die Sicke 203 derart gestaltet, dass sie eine Höhe H hat, die ausgehend vom Nahbereich der einzelnen Bolzenlöcher 202 in eine von den Bolzenlöchern 202 weg weisende Richtung höher wird.
Eine derartige Metalldichtung ist zum Beispiel in Patentdokument 2 beschrieben.
RECHERCHE ZUM STAND DER TECHNIK:
PATENTDOKUMENT:

Patentdokument 1: JP H08-93 918 A
Patentdokument 2: JP S61-255 250 A
Patentdokument 3: JP S61-52 938 A
Patentdokument 4: JP H01-215 416 A

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DAS DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEM
Es ist möglich, das Rückfederungsverhalten einer Sicke zu verändern, indem Höhe, Breite und dergleichen der Sicke geändert werden. Beim Ausbilden einer Sicke durch Biegen eines Metallblechs wird jedoch aufgrund des beim Biegen verursachten Zurückfederns bewirkt, dass die Sicke an jedem Abschnitt, der eine breitere Sickenbreite aufweist, eine geringere Sickenhöhe hat und an jedem Abschnitt, der eine schmalere Sickenbreite aufweist, eine größere Sickenhöhe hat.
So müssen gemäß den vorhergehend genannten herkömmlichen Verfahren die Sickenbreiten zwischen den Bolzenlöchern schmal ausgeführt werden. Daher scheint es, dass den einzelnen Sicken in den einzelnen Abschnitten zwischen benachbarten Bolzenlöchern eine höhere Sickenhöhe verliehen wird, so dass die Sicke beim Abdichten in den Abschnitten der Sicke zwischen den Bolzenlöchern ohne Weiteres mit den Verbindungsflächen zwischen den Flanschen in Kontakt gelangen kann. So sollte aufgrund der besseren Rückfederungsmerkmale im Vergleich zu einer Dichtung, die eine Sicke von einheitlicher Sickenhöhe und einheitlicher Sickenbreite hat, das Abdichtverhalten verbessert werden.
Wird die Sicke jedoch zwischen den Bolzenlöchern mit schmalerer Breite und vergrößerter Höhe gefertigt, wird es schwieriger, die Sicke zusammenzudrücken, so dass beim Zusammenschrauben zueinandergehöriger Flansche mittels Schraubenbolzen eine stärkere Rückfederungskraft ausgeübt wird. Eine derartige stärkere Rückfederungskraft führt zu einer verstärkten Kraftwirkung, die tendenziell eine Verformung der Flansche bewirkt. Dadurch wird eine Verformung der Flansche aufgrund nicht ausreichender Steifigkeiten der Flansche unterstützt, insbesondere wenn die zusammenwirkenden Flansche nicht über ausreichend Steifigkeit gegenüber der Rückfederungskraft der Sicke, etwa im Fall einer Ölwanne, eines Invertergehäuses oder dergleichen, verfügen, woraus sich schließlich ergibt, dass das Problem des verschlechterten Abdichtverhaltens nicht gelöst werden kann.
Handelt es sich ferner um eine Metalldichtung wie etwa die Metalldichtung 100, die in 24 gezeigt ist, bei der die Sicke 103 in Form von Halbsicken in den Bereichen nahe dem zugehörigen Bolzenloch 102 rund um dessen Umfang auf eine das Bolzenloch 102 umgebende Weise ausgebildet ist, so ist beabsichtigt, dass der Halbsickenabschnitt der Sicke 103 außerhalb jedes Bolzenlochs 102 als Anschlag beim Zusammenschrauben mittels eines Schraubenbolzens dient, um einen Spalt innerhalb des Bolzenlochs 102 stärker als einen Spalt außerhalb des Bolzenlochs 102 zu reduzieren, wodurch ein Öffnungsbetrag der Flansche zwischen den Bolzenlöchern 102 abnimmt.
Bei einer derartigen Gestaltung der Sicke verhält es sich wahrscheinlich, wie in 28 gezeigt, derart, dass die Sicke jeweils an dem Abschnitt des Bolzenlochs 102, durch das ein Schraubenbolzen 300 hindurchgeführt wird, ein schlechteres Dichtverhalten aufweist, wodurch die Möglichkeit einer Leckage auftreten kann, wenn eine innere Sickenlinie (Sickenkontaktlinie) 103a einer konkaven Seite der Sicke 103 unbeabsichtigterweise außerhalb einer betreffenden der Verbindungsflächen fa der Flansche f1, f2 der betreffenden zwei Elemente positioniert ist.
Die DE 4142600 A1 beschreibt eine Zylinderkopfdichtung. Auch die DE 102008042754 A1 und die DE 102006003356 A1 beschreiben Metalldichtungen mit Strömungsdurchgangsöffnungen und Bolzenlöchern.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher als Aufgabe zugrunde, eine Metalldichtung zu schaffen, die dazu geeignet ist, mittels einer Sicke der Metalldichtung einen einheitlichen Flächendruck und ein einheitliches Zusammendrückverhältnis der Sicke zu realisieren, während Verformungen der Flansche beim Anziehen der Schraubenbolzen begrenzt werden.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Die vorhergehend genannte Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen wiedergegebenen Merkmale gelöst.
Die Erfindung nach Anspruch 1 besteht in einer Metalldichtung, die zum Abdichten von Verbindungsflächen zwischen zwei Elementen vorgesehen ist, wobei die Metalldichtung Folgendes aufweist: eine Strömungsdurchgangsöffnung, welche einem Strömungsdurchgang entspricht, der eindeutig zwischen den zwei Elementen und durch diese hindurch vorgesehen ist, mehrere Bolzenlöcher, durch welche jeweils Schraubenbolzen hindurchgeführt werden, die dazu dienen, die zwei Elemente aneinander anzuziehen, und eine Sicke,
wobei die Sicke derart gestaltet ist, dass sie eine Höhe und eine Breite hat, welche jeweils ausgehend vom Nahbereich der einzelnen Bolzenlöcher in eine von diesen weg weisende Richtung höher und breiter werden und die Sicke in den Bereichen zwischen je zwei benachbarten Bolzenlöchern als Vollsicke ausgebildet ist, und in den Bereichen nahe den einzelnen zugehörigen Bolzenlöchern als Halbsicke ausgebildet ist, die das betreffende Bolzenloch umgibt.
Die Erfindung nach Anspruch 2 besteht in der Metalldichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Sicke in den Bereichen zwischen je zwei benachbarten Bolzenlöchern als trapezförmige Sicke ausgebildet ist, die eine obere Fläche aufweist, die als flache Fläche ausgebildet ist.
Nicht zur Erfindung gehört ein Verfahren zur Herstellung eines Formwerkzeugs für eine Metalldichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Formwerkzeug dazu angepasst ist, eine Metalldichtung zu fertigen, die einen Dichtungskörper und eine Sicke aufweist, wobei die Sicke eine Höhe und eine Breite hat, die über einen gesamten Umfang des Dichtungskörpers variieren, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
einen ersten Ausschneideschritt, der derart gestaltet ist, dass eine als Stempel vorgesehene Formplatte und eine als Matrize vorgesehene Formplatte aufeinander gelegt werden, und ein erster Ausschnitt mittels der beiden Formplatten entlang einer zu fertigenden Sickenform ausgebildet wird,
einen zweiten Ausschneideschritt, der derart gestaltet ist, dass die als Stempel vorgesehene Formplatte und die als Matrize vorgesehene Formplatte nach dem ersten Ausschneidevorgang jeweils auf gegenüber angeordneten Pressmaschinenplatten montiert werden und nachfolgend ein zweiter Ausschneidevorgang ausgeführt wird, welcher entsprechend einer Breitenvariation der herzustellenden Sicke für den ersten Ausschnitt in der als Matrize vorgesehenen Formplatte breiter ist,
einen Schritt zum Ausbilden eines vorstehenden Teils, der derart gestaltet ist, dass aus einem Metallblech ein vorstehendes Formwerkzeugteil zum Festlegen einer Sickenhöhe auf eine Weise ausgebildet wird, dass das vorstehende Teil eine Höhenvariation hat, die einer Höhenvariation der herzustellenden Sicke entspricht, und
einen Schritt zum Befestigen eines vorstehenden Teils, der derart gestaltet ist, dass das in dem Schritt zum Ausbilden eines vorstehenden Teils ausgebildete vorstehende Teil in den ersten Ausschnitt in der als Stempel vorgesehenen Formplatte eingesetzt und dort befestigt wird, wobei der erste Ausschnitt in dem ersten Ausschneideschritt ausgeschnitten worden ist.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Metalldichtung zu schaffen, die dazu geeignet ist, einen einheitlichen Flächendruck mittels einer Sicke der Metalldichtung und ein einheitliches Zusammendrückverhältnis der Sicke zu realisieren, während Verformungen der Flansche beim Anziehen der Schraubenbolzen begrenzt werden.
Nicht erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formwerkzeugs für eine Metalldichtung, wobei das Verfahren zur kostengünstigen Herstellung eines Formwerkzeugs zur Fertigung einer Metalldichtung geeignet ist, die eine Sicke aufweist, die sowohl eine Höhe als auch eine Breite hat, die sich über den gesamten Umfang eines Dichtungskörpers hinweg verändern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform einer Metalldichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
2(a) ist eine Schnittansicht entlang der Linie a₁-a₁ gemäß 1, (b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie b₁-b₁, (c) ist eine Schnittansicht entlang der Linie c₁-c₁ und (d) ist eine Schnittansicht entlang der Linie d₁-d₁ gemäß 1;
3 ist eine Draufsicht einer nicht beanspruchten zweiten Ausführungsform einer Metalldichtung,
4(a) ist eine Schnittansicht entlang der Linie E-E gemäß 3;
5 ist eine Schnittansicht der Bolzenlochabschnitte der Flansche, die mit der Metalldichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ausgestattet sind,
6 ist eine Draufsicht einer dritten, nicht beanspruchten Ausführungsform einer Metalldichtung,
7(a) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A₂-A₂ gemäß 6, (b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie B₂-B₂ und (c) ist eine Schnittansicht entlang der Linie C₂-C₂;
8 ist eine Draufsicht einer vierten, nicht beanspruchten Ausführungsform einer Metalldichtung,
9(a) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A₃-A₃ gemäß 8, (b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie B₃-B₃, (c) ist eine Schnittansicht entlang der Linie C₃-C₃ und (d) ist eine Schnittansicht entlang der Linie D₃-D₃ gemäß 8;
10 ist eine erläuternde Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung,
11 ist eine erläuternde Ansicht der ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung,
12 ist eine weitere erläuternde Ansicht der ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung,
13 ist noch eine weitere erläuternde Ansicht der ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung,
14 ist noch eine zusätzliche erläuternde Ansicht der ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung,
15 ist eine erläuternde Ansicht einer zweiten, nicht beanspruchten Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens,
16 ist eine andere erläuternde Ansicht der zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens,
17 ist noch eine weitere erläuternde Ansicht der zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens,
18 ist noch eine andere erläuternde Ansicht der zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens,
19 ist noch eine zusätzliche erläuternde Ansicht der zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens,
20 ist eine erläuternde Ansicht einer dritten, nicht beanspruchten Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens,
21 ist eine andere erläuternde Ansicht der dritten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens,
22 ist noch eine weitere erläuternde Ansicht der dritten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens,
23 ist noch eine andere erläuternde Ansicht der dritten, nicht beanspruchten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens,
24 ist eine Draufsicht eines Beispiels für eine herkömmliche Metalldichtung gemäß dem Stand der Technik,
25(a) ist eine Schnittansicht entlang der Linie a₁-a₁ gemäß 24, (b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie b₁-b₁, (c) ist eine Schnittansicht entlang der Linie c₁-c₁ und (d) ist eine Schnittansicht entlang der Linie d₁-d₁ gemäß 24 aus dem Stand der Technik;
26 ist eine Draufsicht eines anderen Beispiels für eine herkömmliche Metalldichtung aus dem Stand der Technik,
27(a) ist eine Schnittansicht entlang der Linie a₂-a₂ gemäß 26, (b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie b₂-b₂, und (c) ist eine Schnittansicht entlang der Linie c₂-c₂ gemäß 26 aus dem Stand der Technik; und
28 ist eine Schnittansicht der Bolzenlochabschnitte der Flansche von zwei Elementen gemäß dem Stand der Technik, die mit der herkömmlichen Metalldichtung ausgestattet sind.
Bezugszeichenliste

1A, 1B, 1C, 1D: Metalldichtung
2: Dichtungskörper
3: Bolzenloch
4: Strömungsdurchgangsöffnung
5, 6, 7, 8: Sicke
5a, 5b, 7a, 8a, 8b, 8d, 8e: geneigte Fläche
5c, 6c, 8c, 8f: oberer Abschnitt
6a: innere Sickenlinie
6b: äußere Sickenlinie
20, 40: Maschinenplatte
20a: Positionierungsstift
21: als Stempel vorgesehene Formplatte
22: als Matrize vorgesehene Formplatte
23, 26, 27: Befestigungsvorrichtung
24, 25, 42, 43: Pressmaschinenplatte
30: Metallblech
31: vorstehendes Teil
41: Stahlblech
41a bis 41d: Stahlblechblock
41A bis 41D: oberstes Stahlblech
X1, X2, X3, X4: Ausschnitt

BESTER MODUS/BESTE MODI ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert.
(Erste Ausführungsform der Metalldichtung)
1 ist eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform einer Metalldichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und 2(a) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A₁-A₁ gemäß 1, (b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie B₁-B₁, (c) ist eine Schnittansicht entlang der Linie C₁-C₁ und (d) ist eine Schnittansicht entlang der Linie D₁-D₁ gemäß 1.
Die in diesen Figuren gezeigte Metalldichtung 1A ist eingeklemmt zwischen den Verbindungsflächen von zwei Elementen (nicht gezeigt) eingebaut, die zum Beispiel eine Ölwanne, ein Invertergehäuse oder dergleichen bilden.
Die Metalldichtung 1A weist Folgendes auf: einen Dichtungskörper 2, welcher ein blechähnliches Element ist, das aus Metall besteht, mehrere Bolzenlöcher 3, durch welche beim Einbau der Metalldichtung zwischen zwei Elemente Schraubenbolzen hindurchgeführt werden, die dazu dienen, die jeweiligen beiden Elemente aneinander anzuziehen, eine Strömungsdurchgangsöffnung 4, die entsprechend einem Strömungsdurchgang vorzusehen ist, der eindeutig zwischen den zwei Elementen und durch diese hindurch vorgesehen ist, und eine Sicke 5, die an dem Dichtungskörper 2 derart vorgesehen ist, dass sie einen äußeren Umfang der Strömungsdurchgangsöffnung 4 umgibt.
Obgleich die Bolzenlöcher 3 hier jeweils in den vier Ecken des rechtwinkligen Dichtungskörpers 2 vorgesehen sind, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung ausreichend, dass die Bolzenlöcher 3 mehrfach vorgesehen sind, und dass der Dichtungskörper 2 in der Draufsicht eine völlig beliebige Form hat. Ferner kann der Dichtungskörper 2 als einschichtiges Metallblech oder als beschichtetes Blech vorgesehen sein, das ein Blech oder Bleche aus Metall und ein Dichtmaterial oder Dichtmaterialien aus einem elastischen Körper aufweist.
Eine solche Metalldichtung 1A wird zwischen zwei Elementen zusammengedrückt, indem die zwei Elemente damit mittels Schraubenbolzen, die durch Bolzenlöcher, die in den Flanschen der zwei Elemente ausgebildet sind, und durch die jeweils zu den Bolzenlöchern passenden Bolzenlöcher 3 hindurchgeführt sind, verschraubt werden, und zu gleicher Zeit gelangt die Sicke 5 in engen Kontakt mit einer Verbindungsfläche einer der zwei Elemente, wodurch ein Dichtungsabschnitt rund um den äußeren Umfang der Strömungsdurchgangsöffnung 4 ausgebildet wird. Auf diese Weise wird das Auslaufen eines Fluids aus der Strömungsdurchgangsöffnung 4 verhindert.
Die Sicke 5 gemäß dieser Ausführungsform ist in den einzelnen Bereichen zwischen je zwei benachbarten Bolzenlöchern 3, 3 als Vollsicke ausgebildet, die in Form einer Wulst von dem Dichtungskörper 2 vorsteht (siehe 2(a), (b) und (c)), und ist in den Bereichen nahe den einzelnen zugehörigen Bolzenlöchern 3 als Halbsicke ausgebildet, wobei sich die Halbsicken einwärts (zur Seite der Strömungsdurchgangsöffnung 4) und auswärts als Grenze rund um das zugehörige Bolzenloch 3 teilen und derart ausgebildet sind, dass sie geneigte Flächen 5a, 5b haben, die von den inneren und äußeren Kanten des Dichtungskörpers 2 jeweils in Richtung auf das Bolzenloch 3 zu aufwärts geneigt sind, und einen äußeren Umfang des Bolzenlochs 3 (siehe 2(d)) umgeben. Jedes Bolzenloch 3 befindet sich in einer flachen Fläche 5c, die über den oberen Abschnitten der geneigten Flächen 5a, 5b ausgebildet sind.
Bei dieser Metalldichtung 1A ist die Sicke 5 ist derart gestaltet, dass sie eine Höhe H und eine Breite W hat, welche jeweils ausgehend vom Nahbereich der einzelnen Bolzenlöcher 3 in eine von diesen weg weisende Richtung höher bzw. breiter wird. Die Höhe H und Breite W der Sicke 5 werden vorzugsweise ausgehend vom Nahbereich der einzelnen Bolzenlöcher 3 in die von diesen weg weisende Richtung fortschreitend höher bzw. breiter.
Mit dem Begriff „Nahbereich” der einzelnen Bolzenlöcher 3 ist gemäß der vorliegenden Erfindung jeweils ein äußerer Umfangsbereich rund um das betreffende Bolzenloch 3 gemeint.
Somit werden sowohl die Höhen H als auch die Breiten W der Sicke 5 in Bereichen, die zwischen je zwei betreffenden benachbarten Bolzenlöchern 3, 3 angeordnet sind, derart ausgebildet, dass sie jeweils größer als die Höhen H und Breiten W der Sicke 5 in Bereichen nahe den betreffenden Bolzenlöchern 3 sind, wie in 2(a) bis (c) gezeigt ist (HA₁ > HB₁ > HC₁, WA₁ > WB₁ > WC₁).
Werden folglich die Flansche der zwei Elemente einstückig miteinander verschraubt, indem eine derartige Metalldichtung 1A zwischen die Verbindungsflächen der Flansche geklemmt wird, wird auch die Sicke 5 mit der geringeren Höhe H und der schmaleren Breite W nahe jedem Bolzenloch 3 einem relativ starken Druck beim Verschrauben ausgesetzt, wodurch eine vorbestimmte Dichtigkeit gewährleistet wird, während aufgrund des Ausbildens der größeren Höhe H der Sicke 5 in den Bereichen zwischen betreffenden Bolzenlöchern 3, 3, wo Bedenken in Bezug auf eine Verschlechterung der Dichtigkeit aufgrund des in eine von den einzelnen Bolzenlöchern 3 weg weisende Richtung abnehmenden Drucks beim Anziehen der Schraubenbolzen bestehen, ein vorbestimmter Flächendruck sichergestellt wird. Da die Sicke 5 überdies derart gestaltet ist, dass sie die breitere Breite W in jedem Bereich zwischen den zugehörigen Bolzenlöchern 3, 3 aufweist, neigt die Sicke 5 dazu, zusammengepresst (d. h. zusammengedrückt) zu werden, obgleich die Höhe H der Sicke 5 in einem derartigen Bereich vergrößert ist. Auf diese Weise werden niemals Verformungen der Flansche unterstützt, auch wenn diese geringere Steifigkeiten aufweisen, so dass die Sicke 5 ein Zusammendrückverhältnis (Kompressionsverhältnis) aufweisen kann, das im Wesentlichen über den gesamten Umfang der Sicke 5 hinweg den gleichen Wert hat, wodurch es möglich wird, einen einheitlichen Flächendruck zu erzielen und eine höhere Dichtigkeit zu gewährleisten.
(Zweite Ausführungsform der Metalldichtung)
3 ist eine Draufsicht einer zweiten, nicht beanspruchten Ausführungsform einer Metalldichtung, 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie E-E gemäß 3, und 5 ist eine Schnittansicht der Bolzenlochabschnitte der Flansche, die mit der Metalldichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ausgestattet sind. Die detaillierte Beschreibung der Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 wird hier weggelassen, da sie jeweils dieselbe Konfiguration wie diese aufweisen.
Die Metalldichtung 1B weist eine Sicke 6 auf, die über ihren gesamten Umfang hinweg als Vollsicke ausgebildet ist, die (siehe 4) in Form einer Wulst von dem Dichtungskörper 2 auf eine Weise vorsteht, dass die Höhen H und die Breiten W der Sicke in Bereichen, die zwischen je zwei betreffenden benachbarten Bolzenlöchern 3, 3 angeordnet sind, die gleiche Konfiguration wie bei der ersten Ausführungsform haben. Festzustellen ist, dass die Sicke 6 derart gestaltet ist, dass sie nahe jedem Bolzenloch 3 eine Höhe H hat, die geringer als die Höhe an der Stelle ist, die am weitesten entfernt von dem Bolzenloch 3 ist (der Stelle entsprechend 2(a) in der ersten Ausführungsform).
Diese Sicke 6 ist derart ausgebildet, dass sie einen Abschnitt aufweist, der nahe jedem Bolzenloch 3 angeordnet ist, wobei dieser Abschnitt zwischen dem Bolzenloch 3 und der Strömungsdurchgangsöffnung 4 verläuft.
Hierbei ergibt sich die in 5 gezeigte Situation, dass, selbst wenn an einer Stelle nahe dem geeigneten Bolzenloch 3, durch welches ein Schraubenbolzen BL hindurchgeführt ist, eine innere Sickenlinie 6a einer konkaven Seite der Sicke 6 unbeabsichtigterweise außerhalb einer betreffenden der Verbindungsflächen fa der Flansche f1, f2 positioniert ist, es immer noch möglich ist, mittels einer äußeren Sickenlinie 6b der konkaven Seite der Sicke 6 und eines oberen Abschnitts 6c davon die Abdichtung beizubehalten, wodurch eine weitere Steigerung der Dichtigkeit ermöglicht wird, ohne ein Auslaufen eines Fluids aus der Strömungsdurchgangsöffnung 4 durch das Bolzenloch 3 zu ermöglichen.
(Dritte, nicht beanspruchte Ausführungsform der Metalldichtung)
6 ist eine Draufsicht einer dritten, nicht beanspruchten Ausführungsform einer Metalldichtung, und 7(a) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A₂-A₂ gemäß 6, (b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie B₂-B₂, (c) ist eine Schnittansicht entlang der Linie C₂-C₂ und (d) ist eine Schnittansicht entlang der Linie D₂-D₂ gemäß 6. Die detaillierte Beschreibung der Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 wird hier weggelassen, da sie jeweils dieselbe Konfiguration wie diese aufweisen.
Die Metalldichtung 1C weist eine Sicke 7 auf, die über den gesamten Umfang hinweg als Halbsicke ausgebildet ist und eine geneigte Fläche 7a aufweist, die derart in Richtung auf die Außenseite des Dichtungskörpers 2 (in Richtung auf eine Seite entgegengesetzt der Strömungsdurchgangsöffnung 4) geneigt ist (siehe 7), dass die Höhen H und die Breiten W der Sicke in Bereichen, die zwischen je zwei betreffenden benachbarten Bolzenlöchern 3, 3 angeordnet sind, die gleiche Konfiguration wie die in der ersten Ausführungsform haben. (HA₂ > HB₂ > HC₂, WA₂ > WB₂ > WC₂).
Gemäß 7 ist festzustellen, dass, obgleich die Sicke 7 derart gestaltet ist, dass sie nahe jedem Bolzenloch 3 eine solche Höhe HD₂ und Breite WD₂ hat, dass die Breite WD₂ größer als die in den Bereichen zwischen benachbarten Bolzenlöchern 3, 3 (siehe 7(c)) ist, es in Anbetracht einer Zusammendrückbarkeit direkt unterhalb des betreffenden Schraubenbolzens ausreichend ist, zu gewährleisten, dass HC₂ ≥ HD₂ und HC₂ × WD₂ ≥ HD₂ × WC₂ gilt.
Ferner ist diese Sicke 7 derart ausgebildet, dass sie einen Abschnitt aufweist, der nahe jedem Bolzenloch 3 angeordnet ist, wobei dieser Abschnitt ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform zwischen dem Bolzenloch 3 und der Strömungsdurchgangsöffnung 4 verläuft.
Die Metalldichtung 10 ist überdies dazu geeignet, den gleichen Effekt wie die erste Ausführungsform zu erzielen.
(Vierte, nicht beanspruchte Ausführungsform der Metalldichtung)
8 ist eine Draufsicht einer vierten, nicht beanspruchten Ausführungsform einer Metalldichtung, und 9(a) ist eine Schnittansicht entlang der Linie A₃-A₃ gemäß 8, (b) ist eine Schnittansicht entlang der Linie B₃-B₃, (c) ist eine Schnittansicht entlang der Linie C₃-C₃ und (d) ist eine Schnittansicht entlang der Linie D₃-D₃ gemäß 8. Die detaillierte Beschreibung der Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 wird hier weggelassen, da sie jeweils dieselbe Konfiguration wie diese aufweisen.
Die Metalldichtung 1D weist eine Sicke 8 auf, welche in den Bereichen zwischen je zwei benachbarten Bolzenlöchern 3, 3 als Vollsicke ausgebildet ist, die eine trapezförmige Sicke aufweist, die geneigte Flächen 8a, 8b, die von dem Dichtungskörper 2 aufwärts geneigt sind, und eine flache Fläche 8c hat, die über oberen Abschnitten der geneigten Flächen 8a, 8b ausgebildet ist (siehe 9(a), (b) und (c)), und in den Bereichen nahe einem zugehörigen Bolzenloch 3 als Halbsicke ausgebildet ist, wobei sich die Halbsicken einwärts (zur Seite der Strömungsdurchgangsöffnung 4) und auswärts rund um das zugehörige Bolzenloch 3 als Grenze teilten und derart ausgebildet sind, dass sie geneigte Flächen 8d, 8e aufweisen, die von den inneren und äußeren Kanten des Dichtungskörpers 2 jeweils in Richtung auf das Bolzenloch 3 zu aufwärts geneigt sind, und einen äußeren Umfang des Bolzenlochs 3 (siehe 9(d)) umgeben. Jedes Bolzenloch 3 befindet sich in einer flachen Fläche 8f, die über den oberen Abschnitten der geneigten Flächen 8d, 8e ausgebildet sind.
Auch bei dieser Metalldichtung 1D ist die Sicke 8 ist derart gestaltet, dass sie eine Höhe H und eine Breite W hat, welche jeweils ausgehend vom Nahbereich der einzelnen Bolzenlöcher 3 in eine von diesen weg weisende Richtung höher bzw. breiter werden. Die Höhe H und Breite W der Sicke 8 werden vorzugsweise ausgehend vom Nahbereich der einzelnen Bolzenlöcher 3 in die von diesen weg weisende Richtung fortschreitend höher bzw. breiter (HA₃ > HB₃ > HC₃, WA₃ > WB₃ > WC₃).
Gemäß 9 ist festzustellen, dass, obgleich die Sicke 8 derart gestaltet ist, dass sie nahe jedem Bolzenloch 3 eine solche Höhe HD₃ und Breite WD₃ hat, dass die Breite WD₃ größer als die in den Bereichen zwischen benachbarten Bolzenlöchern 3, 3 (siehe 9(c)) ist, es in Anbetracht einer Zusammendrückbarkeit direkt unterhalb des betreffenden Schraubenbolzens ausreichend ist, zu gewährleisten, dass HC₃ ≥ HD₃ und HC₃ × WD₃ ≥ HD₃ × WC₃ gilt.
Diese Metalldichtung 1D ist überdies dazu geeignet, den gleichen Effekt wie die erste Ausführungsform zu erzielen.
(Erste Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Formwerkzeugs für eine Metalldichtung)
10 bis 14 sind erläuternde Ansichten, die eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Formwerkzeugs für eine Metalldichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen, und 10, 11, 13 und 14 zeigen jeweils einen Schnitt des Formwerkzeugs in einer Richtung, die eine Sicke einer herzustellenden Metalldichtung durchquert.
Das Formwerkzeug gemäß der ersten Ausführungsform ist vorzugsweise bei der Herstellung der Metalldichtungen 1A, 1B gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform anwendbar, die in 1 bis 5 gezeigt sind.
In 10 bezeichnet das Bezugszeichen 20 eine Maschinenplatte als Basis, und die Bezugszeichen 21 und 22 bezeichnen Formplatten, die jeweils zu einem Stempel und einer Matrize zu fertigen sind, so dass die Formplatten 21, 22 aufeinandergelegt und auf die Maschinenplatte 20 gestapelt werden. Die Formplatten 21, 22 werden in einem Zustand angeordnet, der mittels eines Positionierungsstifts 20a positioniert wird, der aus der Maschinenplatte 20 (10a)) vorsteht.
Als Nächstes werden die aufeinandergelegten Formplatten 21, 22 der Ausführung eines ersten Ausschneidevorgangs unterzogen, der dazu dient, entlang einer Sickenform (Vollsicke) in einer herzustellenden Metalldichtung und über einen gesamten Umfang von dieser einen ersten Ausschnitt durch beide Formplatten 21, 22 auszubilden und mittels einer geeigneten Bearbeitungseinrichtung wie etwa einer Drahtschneidevorrichtung, Laservorrichtung oder dergleichen erfolgt (10b)). Der erste Ausschnitt ist in dieser Figur mit X1 bezeichnet.
Nach dem ersten Ausschneidevorgang werden die Formplatten 21, 22 von der Maschinenplatte 20 entfernt und jeweils auf Pressmaschinenplatten 24, 25 montiert, die einander gegenüberliegend übereinander angeordnet sind (11). Die Formplatten 21, 22 werden jeweils mittels Positionierungsstiften 24a, 25a, die aus den Pressmaschinenplatten 24, 25 vorstehen, und Positionierungslöchern 21a, 22a der Formplatten selbst positioniert und jeweils mittels Befestigungsvorrichtungen 26, 27 befestigt.
Ferner wird der erste Ausschnitt X1 der als Matrize vorgesehenen Formplatte 22, die in der Figur oben angeordnet ist, der Ausführung eines zweiten Ausschneidevorgangs unterzogen, der dazu dient, am ersten Ausschnitt entlang und über einen gesamten Umfang desselben einen zweiten Ausschnitt auszubilden, welcher einer Variation einer Sickenbreite einer herzustellenden Metalldichtung entspricht, und mittels einer geeigneten Bearbeitungseinrichtung wie etwa einer Drahtschneidevorrichtung, Laservorrichtung oder dergleichen erfolgt. Der zweite Ausschnitt ist in dieser Figur mit X2 bezeichnet. Dieser zweite Ausschnitt X2 wird folglich derart gefertigt, dass er breiter als der erste Ausschnitt X1 ist, der in der als Stempel vorgesehenen Formplatte 21 ausgebildet wird. Ferner wird der zweite Ausschnitt X2 derart bearbeitet, dass er die gleiche Höhe wie der erste Ausschnitt X1 der als Matrize vorgesehenen Formplatte 22 aufweist.
Als Nächstes wird aus einem Metallblech 30 ein vorstehendes Teil 31, das an der als Stempel vorgesehenen Formplatte 21 anzubringen ist, entsprechend einer Höhenvariation der Sicke mittels einer Drahtschneidevorrichtung, Laserbearbeitung oder dergleichen herausgetrennt (12).
Dann wird das herausgetrennte vorstehende Teil 31 in den ersten Ausschnitt X1 eingefügt und in diesem befestigt, welcher in Nutform in der als Matrize vorgesehenen Formplatte 21 ausgeschnitten worden ist (13).
Dies ermöglicht ohne Weiteres die Herstellung der Metalldichtung 1A oder 1B mit der Sicke 5 oder 6, welche die Vollsicke mit den gewünschten Variationen der Höhe und Breite aufweist, indem ein Metallmaterial für eine Dichtung zwischen die obere und die untere Pressmaschinenplatte 24, 25 platziert wird und das Metallmaterial gepresst wird (14).
Die Höhe der Sicke der Metalldichtung kann ohne Weiteres durch die herausgetrennte Form des vorstehenden Teils 31 bei dessen Herausarbeiten aus dem Metallblech 30 eingestellt werden, und die Breite der Sicke kann ohne Weiteres durch die Bearbeitungsbreite des zweiten Ausschnitts X2 für die als Matrize vorgesehenen Metallplatte 22 eingestellt werden, wodurch die Herstellung des Formwerkzeugs einfacher und kostengünstiger als bei einem Fertigungsverfahren mit einem direkten und vollständigen Ausschneiden eines Formwerkzeugs aus einem Metallmaterial ermöglicht wird.
(Zweite, nicht beanspruchte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Formwerkzeugs für eine Metalldichtung)
15 bis 19 sind erläuternde Ansichten, die eine zweite, nicht beanspruchte Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Formwerkzeugs für eine Metalldichtung zeigen. 15 bis 18 zeigen jeweils einen Schnitt des Formwerkzeugs in einer Richtung, die eine Sicke einer herzustellenden Metalldichtung durchquert. 19 zeigt einen Schnitt des Formwerkzeugs in einer Richtung parallel zu einer Sickenlinie.
Das Formwerkzeug gemäß der zweiten Ausführungsform ist vorzugsweise bei der Herstellung der Metalldichtung 1C gemäß der in 6 und 7 gezeigten dritten Ausführungsform anwendbar.
In 15 bezeichnet das Bezugszeichen 40 eine Maschinenplatte als Basis, und das Bezugszeichen 41 bezeichnet einen Stahlblechsatz, der gestapelte dünne Stahlbleche umfasst und aus dem ein Formwerkzeug derart hergestellt werden soll, dass der Stahlblechsatz 41 in einem Zustand, der mittels Positionierungsstiften 40a positioniert wird, auf der Maschinenplatte 40 platziert wird (15a).
Als Nächstes wird der Stahlblechsatz 41 der Ausführung eines Ausschneidevorgangs unterzogen, der über einen gesamten Umfang einer Sicke (Halbsicke) in einer Metalldichtung entsprechend einer Variation einer Sickenbreite und mittels einer geeigneten Bearbeitungseinrichtung wie etwa einer Drahtschneidevorrichtung, Laservorrichtung oder dergleichen erfolgt (15b)). Der Ausschnitt ist in dieser Figur mit X3 bezeichnet. Der Stahlblechsatz 41 wird mittels des Ausschnitts X3 in zwei Blöcke, den inneren und den äußeren Block (Stahlblechblöcke 41a, 41b) geteilt.
Nach diesem Ausschneidevorgang werden die Stahlblechblöcke 41a, 41b von der Maschinenplatte 40 entfernt und jeweils auf Pressmaschinenplatten 42, 43 montiert, die einander gegenüberliegend übereinander angeordnet sind (16 und 17). Der untere Stahlblechblock 41a wird auf einer inneren Seite der Pressmaschinenplatte 42 montiert und der obere Stahlblechblock 41b wird auf einer äußeren Seite der Pressmaschinenplatte 43 montiert; dies erfolgt auf eine Weise, dass ein Positionsverschiebungsbetrag zwischen den Stahlblechblöcken entsprechend einer Variation einer Sickenbreite variiert.
Zu diesem Zeitpunkt werden entsprechend der Variation der Sickenhöhe variiert: die Anzahlen der einzelnen Stahlbleche der Stahlblechblöcke 41a, 41b, die auf der oberen bzw. der unteren Pressmaschinenplatte 42, 43 an entsprechenden Stellen in Umfangsrichtung zu montieren sind, und die Stahlblechblöcke 41c, 41d, die auf den Pressmaschinenplatten 42, 43 auf eine Weise anzuordnen sind, dass sie den dazugehörigen Stahlblechblöcken 41b, 41a gegenüberliegen, indem ein Stahlblech/Stahlbleche teilweise hinzugefügt oder entfernt wird/werden. Es ist ohne Weiteres möglich, die Höhen der Formwerkzeugflächen entsprechend geringen Variationen der Sickenhöhe zu variieren, indem einfach jeweils die Anzahlen der einzelnen Stahlbleche, der Stahlblechblöcke 41a bis 41d eingestellt werden, da dünne Stahlbleche einfach zu handhaben sind.
Festzustellen ist, dass jedes der obersten Stahlbleche 41A bis 41D, die an den Pressmaschinenplatten 42, 43 zu montieren sind, durch ein einzelnes Stahlblech bereitgestellt ist, welches über einen gesamten Umfang davon durchgehend ist. Diese unter den Stahlblechen 41A bis 41D zu stapelnden Stahlbleche sind auf eine Weise an der oberen und unteren Pressmaschinenplatte 42, 43 zu montieren, dass sie jeweils teilweise von den Stahlblechblöcken 41a bis 41d getrennt sind. Dies ermöglicht das Ausbilden von mit einem Metallmaterial für eine Dichtung in Kontakt zu bringenden Formwerkzeugflächen, die jeweils über den gesamten Umfang hinweg durchgehend und gleichmäßig variieren.
18(a) und (b) zeigen Zustände bei der Ausbildung von Sickenabschnitten, die jeweils verschiedene Sickenhöhen haben. Es versteht sich, dass die Höhe der auszubildenden Sicke 7 verschiedenartig verändert werden kann, selbst wenn die Sickenhöhe auf diese Weise variiert wird, indem jeweils die Anzahlen der einzelnen Stahlbleche der Stahlblechblöcke 41a bis 41d auf geeignete Weise verändert werden. Beim Pressen sind die Pressmaschinenplatten 42, 43 um einen Abstand S voneinander beabstandet, wobei dieser Abstand an jeder beliebigen Stelle gleich ist, wodurch es beim Pressen nie zu einer Schwankung des Drucks kommt.
Ferner wird es durch Platzieren eines Metallmaterials für eine Dichtung zwischen der oberen und der unteren Pressmaschinenplatte 42, 43 und durch Pressen des Metallmaterials möglich, ohne Weiteres die Metalldichtung 1C herzustellen, welche die Sicke 7 hat, die die Halbsicke mit den gewünschten Variationen in deren Höhe und Breite aufweist.
19 zeigt einen Schnitt der Sicke 7 parallel zur Sickenlinie in einem Abschnitt zwischen je zwei benachbarten Bolzenlöchern. Auf diese Weise ist es, selbst wenn die Höhe der Sicke 7 der einzelnen Bolzenlöcher in die von diesen weg weisende Richtung fortschreitend variieren soll, möglich, ohne Weiteres damit umzugehen, indem jeweils die Anzahlen der einzelnen Stahlbleche der Stahlblechblöcke 41a bis 41d zum Formen der Formwerkzeugflächen entsprechend jenen Stellen, wo die Höhe der Sicke wunschgemäß zu variieren ist, auf geeignete Weise eingestellt werden. Dies ermöglicht die Herstellung des Formwerkzeugs einfacher und kostengünstiger als bei einem Fertigungsverfahren mit einem direkten und vollständigen Ausschneiden eines Formwerkzeugs aus einem Metallmaterial.
Es sei angemerkt, dass, da die an den Pressmaschinenplatten 42, 43 zu montierenden obersten Stahlbleche 41A bis 41D (die mit einem Metallmaterial für die Dichtung in Kontakt zu bringenden Flächen) jeweils über den gesamten Umfang der Stahlbleche durchgehend sind, diese Stahlbleche als oberste zum Einsatz kommen, welche auch beim Formen einer Sicke nie verformt werden und welche Dicken haben, die gleichmäßig entsprechend den Veränderungen der Anzahlen der Stahlbleche der Stahlblechblöcke 41a bis 41d variieren, die jeweils unter den obersten Stahlblechen zu stapeln sind.
Obgleich die Dicken der obersten Stahlbleche 41A bis 41D in Abhängigkeit von den unter den obersten Stahlblechen 41A bis 41D zu stapelnden Stahlblechblöcken 41a bis 41d variieren sollen, um die Sickenhöhe zu variieren, betragen die Dicken der Stahlbleche 41A bis 41D vorzugsweise 0,5 bis 2 mm.
(Dritte, nicht beanspruchte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Formwerkzeugs für eine Metalldichtung)
20 bis 23 sind erläuternde Ansichten, die eine dritte, nicht beanspruchte Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Formwerkzeugs für eine Metalldichtung zeigen, und 20, 22 und 23 zeigen jeweils einen Schnitt des Formwerkzeugs in einer Richtung, die eine Sicke einer herzustellenden Metalldichtung durchquert.
Das Formwerkzeug gemäß der dritten Ausführungsform ist vorzugsweise bei der Herstellung der Metalldichtung 1D gemäß der in 8 und 9 gezeigten vierten Ausführungsform anwendbar.
Auch bei diesem Herstellungsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform werden die einzusetzenden, als Stempel und als Matrize vorgesehenen Formplatten 21, 22 mit einem ersten Ausschnitt X1 durch sie hindurch über einen gesamten Umfang entlang einer Sickenform einer herzustellenden Metalldichtung mittels einer geeigneten Bearbeitungseinrichtung wie etwa einer Drahtschneidevorrichtung, Laservorrichtung oder dergleichen ausgebildet. Dieser Prozess kann auf die gleiche Weise wie bei dem in 10 gezeigten Herstellungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt werden. Folglich wird die Erläuterung des Prozesses hier weggelassen. Ferner haben die Bauteile, welche die gleichen Bezugszeichen wie in 10, 11 und 13 aufweisen, jeweils die gleichen Konfigurationen wie diese.
Nach dem Ausbilden des ersten Ausschnitts X1 werden die Formplatten 21, 22 von der Maschinenplatte 20 entfernt und jeweils auf Pressmaschinenplatten 24, 25 montiert, welche gegenüberliegend übereinander angeordnet sind (20). Die Formplatten 21, 22 werden jeweils mittels Positionierungsstiften 24a, 25a, die aus den Pressmaschinenplatten 24, 25 vorstehen, und Positionierungslöchern 21a, 22a der Formplatten selbst positioniert, und jeweils mittels Befestigungsvorrichtungen 26, 27 befestigt.
Ferner wird die als Matrize vorgesehenen Formplatte 22, die in der Figur oben angeordnet ist, der Ausführung eines Ausschneidevorgangs unterzogen, der dazu dient, einen zweiten Ausschnitt entsprechend einer Variation einer Sickenbreite einer herzustellenden Metalldichtung und über deren gesamten Umfang auszubilden und mittels einer geeigneten Bearbeitungseinrichtung wie etwa einer Drahtschneidevorrichtung, Laservorrichtung oder dergleichen erfolgt. Der zweite Ausschnitt ist in dieser Figur mit X4 bezeichnet. Dieser zweite Ausschnitt X4 wird folglich derart gefertigt, dass er breiter als der erste Ausschnitt X1 ist, der in der als Stempel vorgesehenen Formplatte 21 ausgebildet wird, und wird derart ausgebildet, dass er weniger tief als die ausgearbeitete Tiefe des ersten Ausschnitts X1 ist, der in der als Matrize vorgesehenen Formplatte 22 selbst ausgebildet ist. Somit wird die als Matrize vorgesehene Formplatte 22 in eine Konfiguration gebracht, welche den ersten Ausschnitt X1 in einer schmalen Nutform an der Unterseite des zweiten Ausschnitts X4 aufweist.
Als Nächstes werden aus einem Metallblech 50 vorstehende Teile 51, 52 herausgetrennt, die an der als Stempel vorgesehenen Formplatte 21 bzw. der als Matrize vorgesehenen Formplatte 22 anzubringen sind, indem eine geformte Ebene 50a an dem Metallblech 50 ausgebildet wird, dessen geformte Ebene eine Höhenvariation entsprechend der Höhenvariation der Sicke hat; dies erfolgt mittels einer Drahtschneidevorrichtung, Laserbearbeitungsvorrichtung oder dergleichen (21). Die geformte Ebene 50a gehört zu beiden vorstehenden Teilen 51, 52, und das einzelne Metallblech 50 wird daher entlang und ausgehend von der geformten Ebene 50a in zwei Metallbleche geteilt, die einander gegenüberliegen, und zwischen denen die geformte Ebene 50a liegt. Eines der durch das Teilen erhaltenen Metallbleche wird zu dem vorstehenden Teil 51, das in der als Stempel vorgesehenen Formplatte 21 montiert wird, und das andere wird zu dem vorstehenden Teil 52, das in der als Matrize vorgesehenen Formplatte 22 montiert wird. Die gegenüberliegenden Flächen 51a, 52a der vorstehenden Teile 51, 52 haben jeweils dieselbe Form, da diese Flächen durch die zu beiden gehörende geformte Fläche 50a ausgebildet werden, so dass die Flächen 51a, 52a zusammenpassen, wenn sie aneinander anliegen.
Dann wird eines 51 der herausgetrennten vorstehenden Teile in den ersten Ausschnitt X1 eingefügt und in diesem befestigt, welcher in Nutform in der als Stempel vorgesehenen Formplatte 21 ausgeschnitten worden ist, und das andere vorstehende Teil 52 wird in den Teil des ersten Ausschnitts X1 eingefügt, der sich in dem zweiten Ausschnitt X4 befindet, und wird in dem ersten Ausschnitt X1 befestigt, wobei der zweite Ausschnitt X4 in Nutform in der als Matrize vorgesehenen Formplatte 22 ausgeschnitten worden ist (22).
Dies ermöglicht ohne Weiteres die Herstellung der Metalldichtung 1D, welche die Sicke 8 mit den gewünschten Variationen der Höhe und Breite aufweist, indem ein Metallmaterial für eine Dichtung zwischen die obere und die untere Pressmaschinenplatte 24, 25 platziert wird und das Metallmaterial gepresst wird (23). Der Vollsickenabschnitt wird jetzt als trapezförmige Sicke ausgebildet, die eine obere Fläche aufweist, die als die flache Fläche 8c dient, da das Metallmaterial von oben und unten mittels der vorstehenden Teile 51 und 52 mit Druck beaufschlagt wird, wodurch ohne Weiteres die Ausbildung von Halbsicken ermöglicht wird, die sogar nahe der einzelnen Bolzenlöcher jeweils obere Flächen haben, die als flache Flächen dienen.
Auch durch dieses Verfahren kann die Höhe der Sicke der Metalldichtung ohne Weiteres durch die herausgetrennten Formen der vorstehenden Teile 51, 52 bei deren Herausarbeiten aus dem Metallblech 50 eingestellt werden, und die Breite der Sicke kann ohne Weiteres durch die Bearbeitungsbreite des zweiten Ausschnitts X4 für die als Matrize vorgesehene Metallplatte 22 eingestellt werden, wodurch die Herstellung des Formwerkzeugs einfacher und kostengünstiger als bei einem Fertigungsverfahren mit direktem und vollständigem Ausschneiden eines Formwerkzeugs aus einem Metallmaterial ermöglicht wird. Überdies werden die vorstehenden Teile 51, 52 durch Ausbilden der gemeinsam geformten Ebene 50a aus dem einzelnen Metallblech 50 herausgetrennt, wodurch ohne Weiteres gewährleistet wird, dass die oberen und unteren Formplatten 21, 22 präzise zusammenpassen.

Claims

Metalldichtung, die zum Abdichten von Verbindungsflächen zwischen zwei Elementen vorgesehen ist, wobei die Metalldichtung Folgendes aufweist: eine Strömungsdurchgangsöffnung (4), welche einem Strömungsdurchgang entspricht, der eindeutig zwischen den zwei Elementen und durch diese vorgesehen ist, mehrere Bolzenlöcher (3), durch welche Schraubenbolzen hindurchgeführt werden, die dazu dienen, die zwei Elemente aneinander anzuziehen, und eine Sicke (5, 8), wobei die Sicke (5, 8) derart gestaltet ist, dass sie eine Höhe (H) und eine Breite (W) hat, welche jeweils ausgehend vom Nahbereich der einzelnen Bolzenlöcher (3) in eine von diesen weg weisende Richtung höher und breiter werden und die Sicke (5, 8) in den Bereichen zwischen je zwei benachbarten Bolzenlöchern (3) als Vollsicke ausgebildet ist, und in den Bereichen nahe den einzelnen zugehörigen Bolzenlöchern (3) als Halbsicke ausgebildet ist, die das betreffende Bolzenloch (3) umgibt.
Metalldichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Sicke (5, 8) in den Bereichen zwischen je zwei benachbarten Bolzenlöchern (3) als trapezförmige Sicke ausgebildet ist, die eine obere Fläche aufweist, welche als flache Fläche ausgebildet ist.