專利名稱：金屬墊片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合層金屬墊片，更具體的說，本發(fā)明涉及一種至少有兩層由 止擋層分開的可動(dòng)的凸緣層組成的金屬墊片。
2.
背景技術(shù)：
復(fù)合層金屬墊片常用于發(fā)動(dòng)機(jī)上，用來提供由螺栓或其它夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)接的 兩個(gè)零件間的密封，例如氣缸蓋和發(fā)動(dòng)機(jī)芯體之間，或排氣管和芯體之間的密 封。
本領(lǐng)域內(nèi)，已知有多種墊片結(jié)構(gòu)而提供不同用途。本發(fā)明的一個(gè)主要應(yīng)用 之處就是用于需要減小墊片的厚度，并在非常低的接觸壓力條件下，墊片也可 提供有效的密封，即使密封界面凹凸不平該墊片也能達(dá)到密封效果，例如在汽 缸蓋上的應(yīng)用，汽缸襯套凸出于發(fā)動(dòng)機(jī)芯體頂部的密封蓋。在這些非理想密封 條件下，很難設(shè)計(jì)出一種密封圈來達(dá)到這種應(yīng)用場(chǎng)合所需的所有條件。
如美國專利5， 544， 899公開了一種復(fù)合層金屬墊片，該墊片有一對(duì)功能 層，功能層上設(shè)有配合孔和圍繞在孔的周圍的對(duì)中的凸緣。 一個(gè)局部止擋層 (partial stopper layer)介于兩功能層之間而圍繞在相應(yīng)孔的周圍。在一些 實(shí)施例中，止擋層僅部分的延伸過密封緣，在夾緊力作用下止擋層把密封緣壓 平在止擋層上。最重要的是密封緣被完全壓平后至少會(huì)產(chǎn)生一定程度的過度壓 縮，密封緣會(huì)產(chǎn)生永久變形，這樣就會(huì)降低墊片的密封性能。至少另外的一個(gè) 實(shí)施例中，止擋層跨越了密封緣的整個(gè)寬度，并兩側(cè)都被焊牢，并被變形從而 與位置相對(duì)的兩個(gè)密封緣的一個(gè)構(gòu)成套接關(guān)系。在本實(shí)施例中，可以理解為止
擋層會(huì)限制墊片層的變形，止擋層在密封緣的兩端焊接在墊片層上。因此，被 限制的功能層比其它層的壓力要大，墊片總的壓力的增大，使其難以滿足對(duì)減 小墊片厚度和降低壓力的要求。
美國專利5， 628， 518公開了另外一種形式的復(fù)合層金屬墊片，該墊片要求 中間層是完整的一層而不能是部分的。盡管這種形式的墊片可用于多種場(chǎng)合， 但是完整的中間層增大了墊片的厚度，因此在要求墊片厚度很薄的場(chǎng)合該墊片 就不適用了 。
本發(fā)明的目的就是克服了或最大程度的減小了現(xiàn)有墊片的缺陷，本發(fā)明特 別適用于要求墊片厚度小和壓力低的場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例， 一種復(fù)合層金屬墊片的結(jié)構(gòu)包括至少一組基本 是平面體的第一和第二層墊片，并設(shè)有至少一個(gè)對(duì)中孔和至少一個(gè)在每一層墊 片層上的相關(guān)的密封緣，該密封緣相互相對(duì)對(duì)中，并且徑向向外間隔圍繞在所 述孔的周圍并從各自所處的平面體向外凸出。該墊片還包括局部止擋層，其介 于所述的墊片層之間，并且它的面積小于任一所述的墊片層，所述的止擋層從 所述密封緣徑向內(nèi)部的位置到徑向外部的位置完全跨過所述的密封緣，并固定 在只與所述密封緣一側(cè)相鄰的至少一層墊片層上，且在密封緣相對(duì)的另一側(cè)是 自由端。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在相對(duì)較小的壓力下可使得墊片厚度最小且密封緣變 形可控。
由于止擋層完全延伸過密封緣，止擋層就產(chǎn)生有益效果，使得墊片上每一 層中的所有的密封緣壓力基本一致。此外，由于止擋層與密封緣一端固定而另 一端是自由的，止擋層就不會(huì)完全限制與之固定的墊片層上的密封緣產(chǎn)生的變 形，因此密封緣各處產(chǎn)生的變形會(huì)更加一致。


結(jié)合以下詳細(xì)的描述和附圖，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)可以更好的理解。其中-圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例的墊片結(jié)構(gòu)的局部平面視圖2是沿圖1中線2-2方向剖開的放大剖視圖3是類似圖2的視圖，但顯示了墊片處于壓縮狀態(tài)下；
圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的剖視圖5是本發(fā)明再一實(shí)施例的剖視圖6是本發(fā)明又一實(shí)施例的剖視圖7是本發(fā)明另一實(shí)施例的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
按照本發(fā)明第一個(gè)較佳實(shí)施例構(gòu)成的復(fù)合層金屬墊片在圖1和圖2中以10
表示，復(fù)合層金屬墊片至少包括一對(duì)第一和第二墊片層12， 14，和介于該墊片 層12， 14之間的局部止擋層16。墊片層12， 14的材料是彈性金屬薄片，如不銹 鋼或類似材料，墊片層上設(shè)有不同大小的孔，包括至少一個(gè)(常常有多個(gè))用于 發(fā)動(dòng)機(jī)芯體22上汽缸20的汽缸孔18，在一些發(fā)動(dòng)機(jī)上，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸20還可配 有如圖2所示的汽缸襯套24。汽缸孔18和墊片層12，14對(duì)中，墊片層12，14分 別設(shè)有圍繞在汽缸孔18周圍的彈性的密封緣(sealing bead) 26,28。密封緣 26，28是第一第二墊片層12，14的變形部分，在墊片層材料上形成隆起，最好是 一個(gè)完整的凸緣，密封緣26, 28從各自墊片層12， 14的主體部分30, 32所在的 平面向上凸起形成。第一第二墊片層12， 14上的密封緣26， 28相對(duì)布置，如圖2 實(shí)施例所示，這樣的對(duì)中關(guān)系使密封緣相互對(duì)應(yīng)。密封緣26，28沿汽缸孔18徑 向向外間隔開，確定圍繞汽缸孔18周圍并將密封緣26，28和汽缸孔18隔離開 的徑向內(nèi)部的平坦區(qū)域34， 36。區(qū)域34， 36是墊片層12， 14主體部分30， 32上的 一部分，它們最好在一個(gè)平面上或相互平行。在密封緣26,28徑向向外的另一 側(cè)具有另一個(gè)外平面區(qū)域38,40同樣形成主體部分30,32的一部份，并且在一 個(gè)平面上，最好相互平行，更好同徑向內(nèi)部區(qū)域34，36位于同一平面，墊片層 12， 14的外露表面可分別有一層涂有橡膠的墊片涂層42 。
止擋層16介于墊片層12, 14之間，更具體地，介于密封緣26，28之間。局 部止擋層的"局部"意為其面積比任一墊片層12或14的面積少的多。如圖2 所示，止擋層16從汽缸孔18或其附近徑向向外延伸到剛剛超過密封緣26， 28 的區(qū)域38， 40處。止擋層16最好采用焊接形式固定于墊片層12或14的至少一
個(gè)且最好僅一個(gè)上。圖2所示的第一個(gè)實(shí)施例中，止擋層16在密封緣26，28徑 向向內(nèi)的位置通過焊接頭41固定在第一墊片層12上。止擋層16的另外一端43 相對(duì)于密封緣26,28徑向向外布置，并且在本實(shí)施例中沒有被固定也與相鄰墊 片層12, 14無聯(lián)接。圖2所示本發(fā)明的第一實(shí)施例以及其它實(shí)施例中，均會(huì)說 明止擋層僅一端被固定，最好是鄰近汽缸孔18徑向向內(nèi)的一端，然而當(dāng)密封圈 10在壓力下被夾緊時(shí)，在密封緣另一側(cè)的止擋層另一端自由的無聯(lián)接的相對(duì)于 其所固定的墊片層移動(dòng)。特別對(duì)于圖2中本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，可以看出， 止擋層16被牢牢固定在介于汽缸孔18和密封緣26之間的第一墊片層12上的 徑向內(nèi)部區(qū)域34上。固定止擋層16的優(yōu)選方法是焊接，并且最好是激光焊， 但也可以使用其它方法，如鉚接、粘接、中間粘接層等，但不限于這些方法。 在第一個(gè)實(shí)施例中，局部止擋層16是平的。此外，在該實(shí)施例中，相對(duì)中的密 封緣26,2S的延伸方向是一致的，第一墊片層上的密封緣26從它的主體部分30 向外凸起，第二墊片層14上的密封緣28沿相同的方向向第一墊片層12凸起。 第二墊片層14上的密封緣28的頂部與止擋層16的底部相接觸，止擋層16的 上部與第一墊片層12跨過密封緣26的部分相接觸。
參考附圖3，它所描述的是汽缸襯套24稍微的凸出于發(fā)動(dòng)機(jī)芯體22上的頂 蓋44的情況。如圖3所示，當(dāng)汽缸蓋46與發(fā)動(dòng)機(jī)芯體22被螺栓或類似物夾緊 時(shí)，墊片IO具有足夠的壓縮柔軟性以適應(yīng)襯套凸出的情況，并且還能在發(fā)動(dòng)機(jī) 芯體22和襯套24和汽缸蓋46之間形成合適的密封。在相對(duì)較輕的夾緊力作用 下墊片10就能夠產(chǎn)生變形來跨接凸出的汽缸襯套24與發(fā)動(dòng)機(jī)本體22的頂蓋44 之間產(chǎn)生的臺(tái)階，并且另一面與汽缸蓋46形成密封，使發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸20被完全 密封而不會(huì)產(chǎn)生滲漏。由于止擋層16僅固定于密封緣26的一側(cè)，止擋層就不 能全部的阻止密封緣的變形，而適合于更加柔軟、更易壓縮的減少厚度的墊片。 特別的，如圖3所示，當(dāng)墊片被壓縮時(shí)，密封緣向平面狀態(tài)壓縮而向外鋪開， 并引起墊片層12,14的輕微移動(dòng)，為了說明清楚，圖3中作了夸大的展示。墊 片層的任何這樣的移動(dòng)或滑動(dòng)都不會(huì)被止擋層限制，因?yàn)橹箵鯇觾H固定密封緣 的一側(cè)，在另外相對(duì)的一側(cè)48是自由的。
本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例墊片110的結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中用相同的標(biāo)記增 加IOO用來表示相同的零件。該墊片110與圖2中的墊片結(jié)構(gòu)是相同的，除了
第二層14同原來的方向是相反的，因此密封緣126，128相互背向向外凸出。另 一個(gè)不同之處是止擋層116固定在第二墊片層114上，盡管它也同樣可以固定 在第一墊片層112上。顯而易見，以上所述的本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的墊片10 的所有優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的墊片110也同樣具有。
本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例墊片210的結(jié)構(gòu)如圖5所示，其中與本發(fā)明第一個(gè) 實(shí)施例墊片10相同的零件標(biāo)記增加200。墊片210同圖4中的結(jié)構(gòu)是一致的， 除了止擋層16設(shè)有一個(gè)與第二墊片層上的凸緣228套裝在一起的凸緣50，該止 擋層16接合在第二墊片層上。
圖6顯示了本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例墊片310的結(jié)構(gòu)，其中相同的標(biāo)記增加300 用來表示相同的零件。該實(shí)施例中，第一墊片層312的方向是反過來的，因此 密封緣326， 328相互向內(nèi)凸，止擋層316固定在第二墊片層314上并設(shè)有與第 二墊片層314上的密封緣328套接的凸緣52。
圖7顯示了本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施例墊片410的結(jié)構(gòu)，其中相同的標(biāo)記增加400 用來表示相同的零件。在該實(shí)施例中，墊片的結(jié)構(gòu)與圖2中所示的是一致的， 除了焊接位置441位于密封緣426， 428外側(cè)的止擋層的徑向外端443上而不是 在徑向內(nèi)端。止擋層416在凸緣426， 428的徑向向內(nèi)的部分是自由的并與墊片 層412， 414的任一層都不連接。在圖7中還可以看得出發(fā)動(dòng)機(jī)芯體422無襯套。 如同以上所述本發(fā)明的其它實(shí)施例一樣，該墊片410同樣的可應(yīng)用于帶襯套和 不帶襯套的發(fā)動(dòng)機(jī)上。我們認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以預(yù)料圖7中焊接位置 441也可應(yīng)用于圖4-6的任一實(shí)施例中。
顯而易見，按照以上方法，本發(fā)明可進(jìn)行許多的改動(dòng)和變化。因此，可以 理解在權(quán)力要求范圍內(nèi)本發(fā)明的實(shí)施不限于上面的特別說明。本發(fā)明由權(quán)利要 求限定。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合層金屬墊片，包括至少第一和第二墊片層，該墊片層是平面體，并設(shè)有至少一個(gè)對(duì)中孔和至少一個(gè)在每一層墊片層上的相關(guān)的密封緣，該密封緣相互相對(duì)對(duì)中，并且徑向向外間隔圍繞在所述孔的周圍而從各自所處的平面體向外凸出；一個(gè)局部止擋層，其介于所述的墊片層之間，并且它的面積小于任一所述的墊片層，所述的止擋層從所述密封緣徑向內(nèi)部的位置到徑向外部的位置完全跨過所述的密封緣，并固定在只與所述密封緣一側(cè)相鄰的至少一層墊片層上，且在密封緣相對(duì)的另一側(cè)是自由端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層固定在位于密 封緣徑向內(nèi)側(cè)的至少一個(gè)墊片層上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層僅固定在一 個(gè)墊片層上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層固定在其徑向內(nèi)端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層具有一個(gè)與 所述的墊片層不相附接的徑向外端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的墊片，其特征在于，所述的密封緣相互相對(duì)凸出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層上設(shè)有一個(gè) 凸緣，該凸緣與所述墊片層上的凸緣套接在一起。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的墊片，其特征在于，所述的密封緣相互背向凸出。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層是平面的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的墊片，其特征在于，所述的密封緣凸出方向是 相同的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層是平面的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層徑向向內(nèi)和向外延伸而越過所述的密封緣。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層固定在位于 密封緣徑向外側(cè)的至少一個(gè)所述的墊片層上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層固定在其徑 向外端。
15. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層具有一個(gè)與 所述的墊片層不相附接的徑向內(nèi)端。
16. —種裝配件，包括一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)芯體，其至少有一個(gè)與汽缸襯套相配合的汽缸孔； 一個(gè)汽缸蓋；一個(gè)墊片，其處于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)芯體和汽缸蓋之間，墊片至少具有基本為 平面的第一和第二墊片層，并設(shè)有至少一個(gè)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)芯體上的汽缸孔相對(duì) 應(yīng)的對(duì)中孔，相互相對(duì)中的每一個(gè)墊片層上至少有一個(gè)相關(guān)的密封緣，密封緣徑向向外間隔圍繞所述孔向外凸出于它們各自本體所在的平面；局部止擋層介 于所述的墊片層之間，其面積小于任一所述的墊片層，所述的止擋層從所述密 封緣徑向內(nèi)部的位置到徑向外部的位置完全跨過了所述的密封緣，并固定在只 與所述密封緣一側(cè)相鄰的至少一層墊片層上，且在密封緣相對(duì)的另一側(cè)是自由 端，所述的墊片與所述的襯套相接合。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層固定在位 于密封緣徑向內(nèi)側(cè)的至少一個(gè)墊片層上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層僅固定在 一個(gè)墊片層上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層固定在其 徑向內(nèi)端。
20. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層具有一個(gè)與 所述的墊片層不相附接的徑向外端。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的墊片，其特征在于，所述的密封緣相互相對(duì) 凸出。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層上設(shè)有一個(gè)凸緣，該凸緣與所述墊片層上的凸緣套接在一起。
23. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的墊片，其特征在于，所述的密封緣相互背向 凸出。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層是平面的。
25. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的墊片，其特征在于，所述的密封緣凸出方向 是相同的。
26. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層是平面的。
27. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層徑向向內(nèi) 和向外延伸而越過所述的密封緣。
28. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層固定在位 于密封緣徑向外側(cè)的至少一個(gè)所述的墊片層上。
29. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層固定在其 徑向外端。
30. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的墊片，其特征在于，所述的止擋層具有一個(gè) 與所述的墊片層不相附接的徑向內(nèi)端。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種復(fù)合層金屬墊片，包括至少兩個(gè)金屬墊片層，具有一個(gè)對(duì)中孔和對(duì)中的圍繞所述孔的相對(duì)的密封緣。一個(gè)局部止擋層，介于所述的墊片層之間，并且它的面積小于任一所述的墊片層。所述的止擋層從該孔向外延伸跨過所述的密封緣，并只在密封緣一側(cè)固定在一層墊片層上，且在密封緣相對(duì)的另一側(cè)是自由端。
文檔編號(hào)F16J15/08GK101163909SQ200580012748
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2005年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月26日
發(fā)明者約格·施米茨 申請(qǐng)人:費(fèi)德羅-莫格爾公司