Verfahren zur Herstellung von Flachdichtungen sowie Flachdichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mechanischen Verbinden von, zumindest zwei Lagen aufweisenden, Flachdichtungen.

Der DE 198 51 066 Al ist eine Metalldichtung zu entnehmen, die derart ausgelegt ist, dass selbige zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächen eines Zylinderblocks und eines Zylinderkopfes angeordnet ist. Die Metalldichtung beinhaltet ein Paar elastischer Metallplatten, welche mit korrespondierend zu den Zylinderbohrungen ausgebildeten ersten Bohrungslöchern und mit entlang den Umfangen der ersten Bohrungslöchern gebildeten Sicken versehen ist. Ferner ist ein Ausgleichselement vorgesehen, welches mit den ersten Bohrungslöchern gegenüberliegenden zweiten Bohrungslöchern versehen ist und welches zwischen den elastischen Metallplatten laminiert ist. Die elastischen Metallplatten weisen Verbindungsabschnitte auf, wobei die Metallplatten und das Ausgleichselement durch Verstemmung miteinander verbunden sind. Zum Einsatz gelangt ein Stempel, der das Material im jeweiligen Verbindungsbereich der Metallplatten sowie des Ausgleichselementes mechanisch verformt. Mit Hilfe eines weiteren Stempels kann im Bereich der jeweiligen Lagen eine nach außen wirksame Materialverformung generiert werden, durch welche ein fester Verbund der einzelnen Lagen erzeugt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum mechanischen Verbinden von, zumindest zwei Lagen aufweisenden, Flachdichtungen, wie Zylinderkopfdichtungen, Flanschdichtungen oder dergleichen, bereitzustellen, wobei der Verbund auf einfachste Weise ohne zusätzliche Materialien oder Verbindungselemente realisiert werden kann.

Des Weiteren soll eine Flachdichtung, insbesondere eine mehrlagige metallische Zylinderkopfdichtung, bereitgestellt werden, wobei eine lösbare Verbindung der einzelnen Lagen untereinander möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum mechanischen Verbinden von, zumindest zwei Lagen aufweisenden, Flachdichtungen, indem die einzelnen Lagen im Bereich eines Werkzeuges positioniert werden, mindestens ein Lochstempel mit etwa kreisrundem Querschnitt die Lagen an definierten Stellen des jeweiligen Verbindungsbereiches partiell schneidet und außerhalb des jeweiligen Schneidbereiches zumindest Teile des verbleibenden Materials unter Bildung von Biegebereichen verformt werden, dergestalt, dass der jeweilige Schneidbereich gerundet und der jeweilige Biegebereich geradlinig ausgebildet werden, wobei im Schneidbereich gebildete Grate mindestens einer der Lagen zur Bildung einer lösbaren Klemmverbindung mit dem Material mindestens einer weiteren Lage in Wirkverbindung gebracht werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den zugehörigen verfahrensgemäßen Unteransprüchen zu entnehmen.

Diese Aufgabe wird auch gelöst durch eine Flachdichtung, beinhaltend mindestens zwei Lagen, die gleichartige Lochbilder aufweisen, wobei die einzelnen Lagen durch Klemmung lösbar miteinander verbunden sind, wobei der jeweilige Verbindungsbereich einen etwa kreisrunden Querschnitt hat und an definierten Stellen Schneidbereiche und außerhalb der Schneidbereiche Biegebereiche aufweist, wobei der jeweilige Schneidbereich gerundet und der jeweilige Biegebereich geradlinig ausgebildet ist und im Schneidbereich gebildete Grate mindestens einer der Lagen in das Material mindestens einer weiteren Lage eingedrückt, respektive mit weiteren Graten der weiteren Lage verhakt sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Flachdichtung sind den zugehörigen gegenständlichen Unteransprüchen zu entnehmen.

Im Vergleich zum Stand der Technik gemäß DE 198 51 066 Al wird somit eine durch Klemmung erzeugte lösbare Verbindung einzelner Lagen der Flachdichtung, insbesondere einer Zylinderkopfdichtung, bewirkt, so dass während des

Herstellungsprozesses der Flachdichtung, insbesondere der Zylinderkopfdichtung, gegebenenfalls vorhandene defekte Lagen ausgewechselt werden können, ohne dass die Lagen, die technisch einwandfrei sind, entsorgt werden müssen.

Die einzelnen, insbesondere metallischen, Lagen der Flachdichtung werden in einer Art Stanzprozess mechanisch, jedoch lösbar an vorgebbaren Stellen miteinander verbunden. Hierzu wird ein Lochstempel an mehreren Seiten (vorzugsweise drei Seiten) abgeflacht und abgerundet, so dass an diesen Stellen kein Schneiden stattfinden kann. An diesen abgeflachten und abgerundeten Bereichen wird das Material im jeweiligen Verbindungsbereich lediglich gehalten und mechanisch verformt. An den verbleibenden Bereichen des Lochstempels wird die jeweilige Lage beim Pressvorgang an definierten Stellen geschnitten (vorzugsweise drei Stellen), derart, dass noch Grate verbleiben, die sich entweder unter Druckeinwirkung in eine weitere Lage eindrücken, oder mit Graten einer weiteren Lage in Wirkverbindung treten. Durch beide Vorgänge wird eine Klemmverbindung der einzelnen Lagen erreicht. Die Schneidbereiche sind von ihrer Dimensionierung her so gestaltet, dass sie prozentual kleiner oder maximal gleich groß ausgeführt sind, als die im Wesentlichen geradlinig verlaufenden Biegebereiche.

Bedingt durch diesen Schneidprozess ist gewährleistet, dass der Durchmesser des Stanzbutzens einer der Lagen etwas größer ist als die Bohrung einer weiteren Lage, so dass es zu besagter Klemmung des Stanzbutzens in der weiteren Lage kommt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können bis zu sechs (metallische) Lagen miteinander lösbar verbunden werden, wobei die Verbindung der Lagen an verschiedenen Stellen der Flachdichtung in einem Arbeitsgang durchgeführt wird.

Wie bereits angesprochen, kann die Verbindung der einzelnen Lagen bedarfsweise wieder gelöst werden, so dass nach Austausch einer defekten durch eine technisch einwandfreie Lage die Verbindung anschließend unter Druckeinwirkung wieder hergestellt werden kann.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausfuhrungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen.

Figur 1 Prinzipskizzen des zur Erzeugung eines Verbindungsbereiches einsetzbaren Werkzeuges in verschiedenen Ansichten bzw. Schnitten;

Figur 2 Einzeldarstellung des jeweiligen Schneid- und Biegebereiches in einem Verbindungsbereich.

Figur 1 zeigt in teilweise perspektivischer Darstellung den schematischen Aufbau eines einzelnen Bearbeitungswerkzeuges 1. Das Bearbeitungswerkzeug 1 beinhaltet einen länglichen Lochstempel 2 mit einer etwa kreisförmigen unteren Lochfläche 3. Durch Anordnung mehrerer derartiger Lochstempel 2 im Bereich einer Aufspannstation können an mehreren Stellen einer Flachdichtung, wie z.B. einer hier nicht dargestellten Zylinderkopfdichtung, Verbindungsbereiche erzeugt werden. Der Lochstempel 2 ist an drei Seiten 4,5,6 abgeflacht und an weiteren drei Seiten 7,8,9 abgerundet. Ein jeder Verbindungsbereich bildet somit einerseits Schneidbereiche 7 bis 9 und andererseits Biegebereiche 4 bis 6.

Figur 2 zeigt eine Teilansicht einer in diesem Beispiel aus drei metallischen Lagen 10,11,12 bestehenden, als Zylinderkopfdichtung ausgebildeten, Flachdichtung 13. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können bis zu sechs Lagen miteinander in Wirkverbindung gebracht werden. Die Zylinderkopfdichtung 13 beinhaltet nicht dargestellte Brennraumdurchgangslöcher, Mediendurchgangslöcher sowie Schraubendurchgangslöcher. Die metallischen Lagen 10 bis 12 der Zylinderkopfdichtung 13 werden an verschiedenen Stellen 14 mechanisch, jedoch lösbar, durch Klemmung miteinander verbunden. Der hier erkennbare einzelne Verbindungsbereich 14 beinhaltet Schneidbereiche 7 und Biegebereiche 4, wobei dieser Verbindungsbereich 14 jeweils drei Schneidbereiche 7 bis 9 sowie drei Biegebereiche 4 bis 6 in alternierender Anordnung aufweist.

Im jeweiligen Verbindungsbereich 14 findet eine mechanische Verklammerung von Materialien (Grate T) der Lagen 10 bis 12 statt, wobei die einzelnen Lagen 10, 11, 12 durch Klemmung lösbar miteinander verbunden werden. Ferner erkennbar ist der Lochstempel 2 mit den Schneidbereichen 7 sowie den Biegebereichen 4. Mit dem Bezugszeichen 2' ist ein unteres Werkzeugteil bezeichnet, das eine entsprechende Ausnehmung 15 aufweist. Durch Druckeinwirkung (Pfeil) wird der jeweilige Verbindungsbereich 14 dergestalt erzeugt, dass die Lagen 10 bis 12 in die Ausnehmung 15 eingedrückt werden, wobei gleichzeitig die gerundeten Schneidbereiche 7 bis 9 und die geradlinig verlaufenden Biegebereiche 4 bis 6 erzeugt werden.

Sofern sich bei der Herstellung der Zylinderkopfdichtung herausstellt, dass eine einzelne Lage des Verbundes defekt ist, können die Lagen 10-12 problemlos getrennt werden. Die defekte Lage wird durch eine technisch einwandfreie Lage ersetzt und durch Druckeinwirkung wieder mit den anderen Lagen verbunden.