WO2009052875A1

WO2009052875A1 - Geschweisste metalldichtung

Info

Publication number: WO2009052875A1
Application number: PCT/EP2008/005162
Authority: WO
Inventors: Klaus Schmitt
Original assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Current assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2010-04-18
Also published as: JP5303564B2; MX2010003953A; EP2198189A1; DE102007049925A1; US20100301567A1; CN101861484A; CN101861484B; KR20100082338A; BRPI0817780A2; JP2011502231A; DE102007049925B4

Abstract

Offenbart wird eine Metalldichtung mit einer Nahtstelle (8), wobei die Metalldichtung mindestens einen Dichtbereich (6) aufweist, der auf zwei Seiten durch jeweils eine Grenze (18,18') begrenzt ist, um mit mindestens einer entsprechenden Dichtfläche (6) dichtend in Kontakt zu stehen, wobei die Nahtstelle mit mindestens einer Schweißnaht (10) versehen ist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass jede Schweißnaht sich nur außerhalb der Grenzen mindestens eines Dichtbereichs erstreckt, sodass die Metalldichtung an der Nahtstelle zwischen den Grenzen mindestens eines Dichtbereichs auf der gesamten Dicke der Nahtstelle unverschweißt ist.

Description

Geschweißte Metalldichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft Dichtungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Metalldichtungen. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem Metalldichtungen aus hochtemperaturbeständigen Materialien. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung nicht-nahtlose Metalldichtungen, die aus Draht oder Bandmaterial hergestellt sind.

Bisher ist es bekannt, derartige Dichtungen entweder aus Vollmaterial auszustanzen oder einen Ring aus Draht oder Bandmaterial zu formen, der an einer Stoßstelle zu einem Dichtring verschweißt wird.

Bekannte Metalldichtungen sind beispielsweise aus den amerikanischen Patentanmeldungen US 2006/0237963 „Seal for forming a brazed Joint" von G. Moore und US 2004/0239053 „Seal" von Rowe et al. bekannt.

Derartige Dichtungen, die aus einem zu einem Ring gebogenen Bandmaterial hergestellt sind, weisen üblicherweise den Nachteil auf, dass an der Stelle, an der der Dichtring durch eine Schweißnaht geschlossen wurde, Leckagen entstehen können. Die Alternative, derartige Dichtungen aus umgeformtem Flachmaterial herzustellen, ist ebenfalls nicht praktikabel, da zuviel Verschnitt entsteht.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Metalldichtung bereitzustellen, die die bekannten Nachteile der hohen Kosten und der Gefahr von Leckagen vermeidet.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Metalldichtung mit einer Nahtstelle, d. h., eine zumindest teilweise nicht-nahtlose Metalldichtung bereitgestellt. Die Metalldichtung weist dabei mindestens einen Dichtbereich auf, um damit mit mindestens einer entsprechenden Dichtfläche dichtend in Kontakt zu stehen. Mindestens ein Dichtbereich ist dabei auf zwei Seiten durch jeweils eine Grenze begrenzt. Die erfindungsgemäße Metalldichtung ist an der Nahtstelle mit einer Schweißnaht versehen, die sich nur außerhalb der Grenzen mindestens eines der Dichtbereiche erstreckt bzw. erstrecken, und wobei die Metalldichtung an der Nahtstelle zwischen den Grenzen mindestens eines Dichtbereichs auf der gesamten Dicke der Nahtstelle unverschweißt ist.

Es sei anzumerken, dass sich bei der erfindungsgemäßen Dichtung die unverschweißte Nahtstelle in den mindestens einen Dichtbereich hinein erstreckt. Im Dichtbereich und am Rand erstreckt sich keine Schweißnaht, welche die Nahtstelle verschließt oder die Enden der Dichtung verbindet. Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Metalldichtung besteht darin, dass die Dichtung an der kritischen Stelle des Dichtbereichs anstelle einer Schweißnaht eine (geschlossene) Fuge (bzw. einen unverschweißten jedoch „fugenlosen" Stoßbereich) aufweist.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Metalldichtung bereitgestellt.

Die Metalldichtung weist eine Nahtstelle und mindestens einen Dichtbereich auf, der dazu bestimmt ist, mit mindestens einer entsprechenden Dichtfläche dichtend in Kontakt zu stehen. Mindestens einer der Dichtbereiche ist dabei an einem Rand der Dichtung angeordnet. Die Nahtstelle ist dabei mit einer Schweißnaht versehen, wobei die Schweißnaht vor dem Rand, an dem ein Dichtbereich angeordnet ist endet. Die Schweißnaht erstreckt sich ebenfalls nur außerhalb des Dichtbereichs, der an dem Rand der Dichtung angeordnet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Band- oder Drahthalbzeugs. Das Band- oder Drahthalbzeug wird zu mindestens einem Zuschnitt zugeschnitten, sodass jeder Zuschnitt Endbereiche oder Schnittflächen aufweist. Der Zuschnitt wird geformt, sodass jeweils mindestens zwei Endbereiche (eines oder mehrerer Zuschnitte) aneinanderstoßen und eine Nahtstelle bilden. Die Zuschnitte werden geformt, sodass mindestens ein Dichtbereich auf den Zuschnitten definiert wird, wobei der Dichtbereich durch Grenzen begrenzt ist. Die Zuschnitte werden so zu einer Dichtung verschweißt, sodass sich die Schweißnaht bzw. die Schweißnähte nur außerhalb mindestens eines Dichtbereichs erstreckt, und vor den Grenzen mindestens eines Dichtbereichs endet. Die Nahtstelle der Metalldichtung bleibt dabei zwischen den Grenzen eines Dichtbereichs unverschweißt. Es ist vorgesehen, dass die Reihenfolge insbesondere der letzten drei Schritte beliebig geändert werden kann. In der dargestellten Reihenfolge ergibt sich jedoch der Vorteil, dass der unverschweißte Teil der Stoßfuge sich nicht durch nachfolgende Bearbeitungsschritte zu einem Spalt erweitern kann. Je nach Art der folgenden Bearbeitungsschritte kann die Fuge durch entsprechendes Umformen auch weiter geschlossen werden.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren weiterhin ein Walzkalibrieren des Dichtbereichs. Durch das Walzkalibrieren kann der Dichtbereich als Dichtfläche, Dichtkante oder Dichtlippe ausgeformt werden. Das Walzkalibrieren weist zudem den Vorteil auf, dass der Dichtbereich gestaucht, und dadurch verfestigt und verbreitert wird, wodurch die beiden aneinanderstoßenden, unverschweißten Bereiche der Nahtstelle stärker gegeneinander gepresst werden, wodurch die Dichtheit der Dichtung an der Nahtstelle erhöht wird.

Vorzugsweise ist bzw. wird die Metalldichtung mit mindestens einer Sicke versehen (die sich in Radialrichtung oder in Axialrichtung erheben kann).

Durch Sicken können Dichtungen mit gut definierbaren Anpressdrücken und/oder guten Ausgleichsmöglichkeiten für Dichtspalte hergestellt werden, die aufgrund beispielsweise von thermischer Ausdehnung in der Breite veränderlich sind.

Bevorzugt weist die Metalldichtung zumindest teilweise im Wesentlichen die Form eines Zylindermantels auf. Damit verläuft die Dichtung zumindest teilweise senkrecht zu einem Dichtspalt in den die Dichtung eingelegt wird.

Vorzugsweise ist der Zylindermantel tonnenförmig geformt. Durch die Tonnenform kann die Dichtung besonders gut zur Abdichtung von unter Überdruck stehenden Hohlräumen Rohren oder dergleichen verwendet werden, da eine von dem abzudichtenden Medium ausgehenden Kraftkomponente einen am „Tonnenrand" angeordneten Dichtbereich gegen die Dichtflächen drückt. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Konstruktion besteht darin, dass biem verpressen einer derartigen Dichtung zwischen zwei Dichtflächen die Nahtstelle am unverschweißten Teil zusammengedrückt wird.

Vorteilhafterweise ist der Zylindermantel der Metalldichtung tailliert. In einer derartigen Ausfϊihrungsform können besonders gut Volumen gegen umgebenden Überdruck abgedichtet werden. Je nach Auslegung der Dichtung kann dabei erreicht werden, dass die Nahtstelle durch einen von außen wirkenden Überdruck zusammengepresst wird.

Vorzugsweise ist oder wird die Metalldichtung mit einer Oberflächenbeschichtung versehen. Oberflächenbeschichtungen können galvanisch, chemisch oder durch Bedampfen, Chemical Vapor Deposition (CVD) oder durch Flammspritzen aufgebracht werden.

Bevorzugt wird oder ist die Metalldichtung mindestens im Bereich eines Dichtbereichs mit einer Oberflächenbeschichtung versehen. Oberflächenbeschichtungen können im Bereich des

Dichtbereichs dazu dienen, die Dichteigenschaften der Dichtung zu verbessern. Es ist ebenfalls möglich, eine Oberflächenbeschichtung auf dem Dichtbereich aufzubringen, um es der Dichtung zu ermöglichen, bei Belastung sich gegenüber der Dichtfläche zu verschieben.

Dies kann beispielsweise mit einer Elastomer-, einer (Weich- bzw. Bunt-) Metallbeschichtung oder einer Kohlenstoff bzw. Grafitbeschichtung erreicht werden.

Eine Oberflächenbeschichtung kann dazu dienen, die Beständigkeit der Dichtung gegenüber mechanischen und/oder chemischen Belastungen zu erhöhen. Dies kann beispielsweise durch Vernickeln oder Nitrieren erreicht werden. Je nach Anwendung können auch mehrere und oder unterschiedliche Oberflächenbeschichtungen (innen/außen, neben oder übereinander) verwendet bzw. aufgebracht werden.

Vorzugsweise umfasst die Oberflächenbeschichtung ein Lötmittel. Die Oberflächenbeschichtung kann ein Lot und/oder ein Flussmittel umfassen. Dadurch kann insbesondere bei Hochtemperaturdichtungen erreicht werden, dass sich die Dichtung im Temperatur- (nicht Druck-) Überlastbetrieb selber an die Dichtflächen lötet. Eine derartige Ausführungsform kann ebenfalls dazu dienen, schnell und einfach einen Faltenbalg oder eine mehrteilige Dichtung aufzubauen.

Bevorzugt verbessert die aufgebrachte Oberflächenbeschichtung die Dichteigenschaften des Dichtbereichs, und somit der ganzen Dichtung.

Vorteilhafterweise wird die Metalldichtung mit mindestens einer Sicke versehen. Durch eine Sicke kann der Metalldichtung eine elastische Eigenschaft ähnlich einer Tellerfeder verliehen werden. Durch Halb- und/oder Vollsicken können die Flächenpressungskräfte im Dichtbereich besser eingestellt bzw. bestimmt werden. Die Sicken können dabei in Umfangsrichtung verlaufen, und sich dabei in Radialrichtung und oder Axialrichtung erheben.

Bevorzugt wird die Metalldichtung mit mindestens einem Balg versehen. Der Balg kann als Falten-, Teller, oder Wellbalg ausgeführt sein. Die Anzahl der Falten, Teller oder Wellen ist dabei nicht vorbestimmt. Balgdichtungen können besonders gleichmäßige Flächenpressungen erzielen und (insbesondere bei verlöteten Dichtungen) besonders große Bewegungsspielräume zwischen den Dichtflächen ermöglichen.

Vorzugsweise wird die Schweißnaht als eine Laserschweißnaht ausgeführt. Laserschweißnähte gestatten besonders kleine Schweißnähte ohne Zuführen von zusätzlichem Material.

Bevorzugt ist die Schweißnaht einseitig ausgeführt. Insbesondere bei dünnen Materialstärken kann eine einseitig ausgeführte Schweißnaht ausreichend sein, um die gewünschten Dichtungseigenschaften zu erzielen. Eine einseitige Schweißnaht wird vorteilhaft auf der Seite der Dichtung aufgebracht, auf der vorwiegend Zugspannungen auftreten. Einseitig aufgebrachte Schweißnähte können auch auf unterschiedlichen Seiten der Dichtung aufgebracht werden, d. h., die einseitige Schweißnaht kann die Seite wechseln. Damit können die Spannungsverläufe in der Dichtung optimiert werden. Es ist ebenfalls möglich, den Verlauf der Scheißnaht dem Herstellungsverfahren /-ablauf anzupassen, um beispielsweise ein Umspannen der Dichtung beim Schweißvorgang zu vermeiden.

Vorteilhaft kann die Schweißnaht auf beiden Seiten der Dichtung, also zweiseitig ausgeführt sein. Dies kann die Festigkeit der Dichtung bei Hochbelasteten Dichtungen weiter erhöhen, eine zweiseitige Schweißnaht weist zudem den Vorteil auf, dass das Material nicht so stark dem Flammrichteffekt unterworfen ist. Bei zweiseitigen Schweißnähten kann davon ausgegangen werden, dass Kerbeffekte verringert sind wodurch die Einsatzdauer der Dichtung bis zum erwarteten Versagen erhöht werden kann.

Vorzugsweise ist die Nahtstelle profiliert. Die Nahtstelle bzw. die Endbereiche der Zuschnitte können so profiliert werden, dass die Nahtstelle selbstzentrierend und/oder selbstverklemmend ist, um die Dichteigenschafiten des unverschweißten Teils der Nahtstelle zu verbessern und/oder die Herstellung der Dichtung zu vereinfachen. Die Vereinfachung betrifft dabei insbesondere das Verschweißen und einen eventuellen Walzkalibrierungsschritt und nicht unbedingt das Ablängen bzw. die Bearbeitung der Endbereiche. Die Profilierung kann dabei in der Ebene der Dichtung, und oder senkrecht zur Dichtungsebene verlaufen.

Bevorzugt verläuft die Nahtstelle zumindest teilweise schräg zur Metalldichtung. Damit kann zum Preis einer längeren Nahtstelle erreicht werden, dass die kritischen Bereiche der Nahtstelle nicht gegenüberliegen, womit erreicht werden kann, dass Spannungen oder andere Inhomogenitäten die durch die Nahtstelle bzw. die Schweißnaht hervorgerufen werden.

Vorteilhafterweise wird der Teil der Nahtstelle, der sich im Dichtbereich befindet, in dem sich die Schweißnaht nicht erstreckt, durch Kräfte zusammengepresst, die von der angrenzenden Schweißnaht ausgehen. Dieses Prinzip wurde bisher nur beim Flammrichten verwendet. Die Schweißnaht zieht sich beim Abkühlen, nachdem sie sich verfestigt hat thermisch zusammen und presst dadurch angrenzende unverschweißte Endbereiche der Nahtstelle aufeinander.

Vorzugsweise wird der Teil der Nahtstelle eines Dichtbereich, in den sich die Schweißnaht nicht erstreckt, durch die Kräfte zusammengepresst, die auf die eingebaute Dichtung wirken. Dies kann beispielsweise durch eine konisch zusammenlaufende Dichtung umgesetzt werden, bei der die Dichtkante (bzw. der Dichtbereich) an dem sich verjüngenden Teil einer Kegelmantelfläche angeordnet ist. Wird die Dichtung bzw. der Kegelmantel von oben gestaucht, wird die am Kegelmantel verlaufende Nahtstelle zusammengepresst.

Obgleich die vorstehende Beschreibung so interpretiert werden kann, dass Dichtkanten oder Randbereiche einer Metalldichtung mit einer teilweise unverschweißten Nahtstelle versehen werden, ist es ebenfalls möglich, einen unverschweißten Beriech (beispielsweise im Bereich einer Vollsicke) vorzusehen, der auf beiden Seiten von einer Schweißnaht (beispielsweise innen und außen) begrenzt ist.

Bevorzugt wird die Schweißnaht auf der Seite der Dichtung aufgebracht, auf der auch die Dichtbereiche angeordnet werden. Vorzugsweise kann für den Zuschnitt ein Feinschnittverfahren eingesetzt werden. Ein

Feinschnittverfahren bedeutet, dass der Schnitt ohne Bruchfläche ausgeführt ist. Weiterhin kann die Schweißnaht als Laserschweißnaht ausgeführt sein. Die Schweißnaht kann beispielsweise 0,2 bis 1 mm vor der Dichtstelle, der Dichtkante bzw. dem Dichtbereich aufhören bzw. enden. Vorzugsweise wird eine Dichtfläche oder eine Dichtkante im

Dichtbereich spanend oder spanlos geformt. Wird die Dichtstelle in einem letzten

Arbeitsgang walzkalibriert, kann der unverschweißte Teil der Fuge (ebenfalls) kraftschlüssig verpresst werden, sodass die Dichtung auch in dem unverschweißten Teil der Fuge (d. h. im Dichtbereich) dicht ist.

Bevorzugt umfasst die Dichtung mindestens zwei, jeweils durch Grenzen begrenzte Dichtbereiche. Bei einer derartigen Dichtung erstreckt sich jede Schweißnaht nur außerhalb der Grenzen mindestens der zwei Dichtbereiche. In dieser Ausführungsform bleibt die Metalldichtung an der Nahtstelle jeweils zwischen den Grenzen der zwei Dichtbereiche auf der gesamten Dicke unverschweißt. Alle vorhergehenden Ausführungsformen wären prinzipiell auch als scheibenförmige Enddichtung beispielsweise zum Verschließen eines Rohres oder eines Behälters denkbar. Bei allen vorhergehenden Ausführungsformen wären prinzipiell auch mit mehreren Dichtbereichen denkbar, von denen jedoch nur eine über eine unverschweißte Nahtstelle erstreckt (derartige Ausführungsformen können bei asymmetrischen Dichtflächen eingesetzt werden). Die vorliegende Ausführungsform ist mit zwei Dichtbereichen die den Erfindungsgemäßen Aufbau aufweisen insbesondere für symmetrische Dichtflächen geeignet.

In einer Ausführungsform ist mindestens einer der Dichtbereiche an einem Rand der Dichtung angeordnet. In dieser Ausführungsform kann der Rand der mit den grenzen der Dichtbereiche zusammenfällt ebenfalls unverschweißt bleiben.

Vorzugsweise ist die Metalldichtung an der Nahtstelle vom Dichtbereich bis zum Rand auf der gesamten Dicke unverschweißt ist. In dieser Ausführungsform kann bei am Rand angeordneten Dichtbereichen darauf verzichtet werden den Rand zusätzlich zu versteifen, wenn die abzudichtenden Drücke nicht zu hoch sind.

Bevorzugt ist die Nahtstelle der Metalldichtung zwischen einer Grenze des Dichtbereichs und dem Rand verschweißt. In dieser Ausfuhrungsform ist der Rand der Dichtung über den Dichtbereich (nach außen oder nach innen) verlängert, sodass die Dichtung im Dichtungsbereich von beiden Seiten gestützt wird. Durch diese Ausführungsform kann die im Dichtbereich unverschweißte Nahtstelle zusätzlich verstärkt werden, wodurch die erfindungsgemäße Dichtung auch bei (im Vergleich zu einseitig verschweißten Dichtbereichen) höheren Drücken eingesetzt werden kann.

In der Zeichnung wird die Erfindung anhand von zwei verschiedenen Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Metalldichtungen dargestellt.

Figuren IA bis ID zeigen verschiedene Ansichten einer Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung mit im Wesentlichen v-förmigem Querschnitt, wobei die Öffnung des Querschnitts der Dichtung nach außen weist.

Figuren 2 A bis 2D zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung mit im Wesentlichen u-förmigem Querschnitt, wobei die Öffnung des Querschnitts nach innen weist.

Figur 3 zeigt eine Teilschnittansicht einer Ausfuhrungsform der Dichtung bei der die Dichtbereiche nicht direkt am Rand der Dichtung angeordnet sind.

Die Ansichten A bis D stellen jeweils eine perspektivische Schrägansicht, eine Detailansicht, eine Schnittansicht und eine Detailschnittansicht dar. Die Schnitte der Schnittansichten C und D sind jeweils entlang der Nahtstelle geführt.

Die Dichtung der Figuren sind als einfach gekrümmte, aus einem Metallblech oder Band geformte runde Dichtungen ausgeführt, deren Kanten jeweils als Dichtelemente bzw. Dichtbereiche dienen.

In Figur IA ist eine Gesamtansicht auf eine Dichtung 2 mit in axialer Richtung nach außen weisenden Dichtbereichen 6, (Dichtflächen, Dichtkanten bzw. Dichtlippen) dargestellt. Die in radialer Richtung außen liegende Außenseite 12 der Dichtung ist in axialer Richtung nach innen gewölbt. Das bedeutet, die Dichtung ist in axialer Richtung tailliert. Die in radialer Richtung innen liegenden Innenseite 4 der Dichtung 2 ist in axialer Richtung konvex gekrümmt. Die Dichtung 2 bildet damit im Wesentlichen ein Teil eines einschaligen Hyperboloiden. Die Dichtung 2 ist aus Flachmaterial hergestellt, das zu einem Ring gebogen ist. Der Ring wurde an einer Nahtstelle 8 durch eine Schweißnaht 10 geschlossen. Zur Klarstellung wird hier darauf hingewiesen dass bei allen in den Figuren dargestellten beispielhaften Ausführungsformen die Bezeichnungen Innenseite 4 und Außenseite 12 immer in radialer Richtung (und nicht etwa in axialer Richtung) gesehen werden.

Die in Figuren IA bis ID dargestellte Dichtung ist insbesondere zur Abdichtung von Hohlräumen gegen einen äußeren Überdruck geeignet, wie er beispielsweise in der Vakuumtechnik oder beim Bau von Unterwassereinrichtungen auftritt.

In Figur IA ist an der Nahtstelle 8 lediglich die Schweißnaht 10 zu erkennen. Aufgrund des Maßstabs ist der Verlauf und die Begrenzung der Schweißnaht 10 dergestalt geformt, dass sie vor einer Grenze 18' des Dichtbereichs 6 und ebenfalls vor dem Rand 20 der Dichtung 2 endet.

Figur IB zeigt eine Detailansicht der Dichtung, in der die Nahtstelle 8 mit der Schweißnaht 10 zu erkennen sind. In Figur IB sind ebenfalls der als Dichtfläche ausgeführte Dichtbereich 6 und der in radialer Richtung nach außen weisende Rand 20 zu erkennen. Die Innenseite 4 und die Außenseite 12 der Dichtung sind ebenfalls dargestellt.

Figur IB zeigt, dass die Schweißnaht bzw. Schweißraupe 10 vor der (in radialer Richtung innen liegenden) Grenze 18' des Dichtbereich (Dichtkante bzw. Dichtfläche) 6 endet. Die Schweißnaht bzw. Schweißraupe 10 endet ebenfalls vor der (in Radialer Richtung außen liegenden) Grenze 18 des Dichtbereichs 6 die an den Rand 20 angrenzt. Durch diese Auslegung können eventuell auftretende Materialveränderungen wie Umkristallisierungen oder dergleichen sich nicht auf den Dichtbereich 6 auswirken.

Figur IC stellt eine Schnittansicht der in Figuren IA und B dargestellten Dichtung dar. Der Schnitt der Schnittansicht verläuft entlang der teilweise verschweißten Nahtstelle 8.

Die Schnittansicht erfolgt leicht schräg von innen auf die Nahtstelle 8. Die Nahtstelle 8 unterteilt sich in zwei Bereiche, der Schweißnaht 10 (dem verschweißten Teil der Nahtstelle 8) und dem unverschweißten Teil 16 der Nahtstelle 8. Aufgrund der Blickrichtung ist auch ein Teil der Schweißnaht 10 zu erkennen, die auf der Innenseite 12 der Dichtung 2 verläuft. Die Außenseite 4 der Dichtung ist im Schnitt nur als Linie zu erkennen. Die Dichtbereiche 6 erstrecken sich jeweils von (in radialer Richtung) inneren Grenzen 18' bis zu der den (in radialer Richtung) äußeren Grenzen 18 der Dichtung. Die Dichtbereiche 6 erstrecken sich ebenfalls zwischen den Rändern 20 und der Innenseite 12 der Dichtung 2. Es ist bereits in Figur IC zu erkennen, dass sich die Schweißnaht 10 nicht bis in die Dichtbereiche 6, sondern nur bis zu den inneren Grenzen 18' erstreckt. In Figur IC bleiben die in radialer Richtung äußeren Grenzen 18 sowie die Ränder 20 der Dichtung unverschweißt.

Figur ID stellt eine vergrößerte Detailansicht von Figur IC dar. In Figur IC ist dargestellt, dass die Schweißnaht 10 nicht bis zum Dichtbereich 6 verläuft. Figur ID zeigt deutlich, dass die Schweißnaht 10 vor der inneren Grenze 18' der Dichtung 2 endet. Der unversch weißte Bereich 16 der Nahtstelle erstreckt sich dabei im Dichtbereich 6 und zum Rand 20 der Dichtung. Aufgrund der gewählten Perspektive des Ausschnitts ist nur die Innenseite der Dichtung als Fläche dargestellt.

Figur 2A ist eine Gesamtansicht auf eine Dichtung 2, der einen im Wesentlichen u-förmigen Querschnitt aufweist. Die Dichtung 2 ist im Wesentlichen tonnenförmig. Die Dichtung 2 weist eine konkave Innenseite 4 und eine konvexe Außenseite 12 auf. Die Metalldichtung ist mit (in radialer Richtung) nach innen weisenden Rändern 20 versehen an denen

Dichtbereiche 6 angrenzen, die als Dichtflächen, -kanten bzw. -lippen ausgeführt sein können dargestellt. In Figur 2A ist die Nahtstelle mit der Schweißnaht 10 zu erkennen. Aufgrund des Maßstabs ist der Verlauf der Schweißnaht 10 und der Nahtstelle nicht klar zu erkennen.

Die in Figur 2A bis 2D dargestellte Dichtung 2 ist insbesondere zur Abdichtung von unter Überdruck stehenden Hohlräumen geeignet, wie sie beispielsweise bei Triebwerken, Turboladern und in der Verfahrens- und Kraftwerkstechnik auftreten. Die in den Figuren 2A bis D dargestellte Dichtung 2 ist in der Form einem Fahrradmantel oder einem Autoreifen ähnlich, d. h. entspricht im Wesentlichen einer innen aufgeschnittenen Torusfläche.

Figur 2B zeigt eine Detailansicht der Dichtung 2 an der Nahtstelle 8 mit der Schweißnaht 10. Die Schweißnaht 10 ist auf der Außenseite 12 der Dichtung angeordnet. In der Detailansicht ist klar zu erkennen, dass die Schweißnaht 10 bzw. Schweißraupe vor dem Dichtbereich (der Dichtkante bzw. Dichtfläche) 6 an der inneren Grenze 18' der Dichtung endet. Dadurch, dass die Schweißnaht 10 sich nicht in den Dichtbereich 6 erstreckt, können sich auch hier keine Materialveränderungen oder Umkristallisierungen und dergleichen auftreten, die sich negativ auf den Dichtbereich 6 auswirken können.

Figur 2C stellt eine Schnittansicht der Dichtung 2 von Figuren 2A und B dar, der entlang der Nahtstelle 8 geschnitten ist. Durch die Schrägansicht ist die Innenseite 4 der Dichtung und die Außenseite 12 der Dichtung zu erkennen. In der Aufsicht sind insbesondere die (in radialer Richtung) nach innen weisenden Ränder 20 der Dichtung zu erkennen. Durch die Schnittansicht wird deutlich, dass die Schweißnaht vor der inneren Grenze 18' des Dichtbereichs 6 der Dichtung 2 endet. Durch den Schnitt ist sowohl der Bereich der Schweißnaht 10 zu erkennen, der von außen zu erkennen ist, als auch der Teil der Schweißnaht 10 zu sehen, der die beiden Endflächen, die an der Nahtstelle aufeinanderstoßen verbindet. In der Ausführungsform von Figur 2C ist insbesondere zu erkennen, dass die Schweißnaht 10 nicht die gesamte Nahtstelle verbindet. Es ist zu erkennen, dass die Nahtstelle 8 im Dichtbereich 6 auf beiden Seiten, d. h. auf der Innenseite 4 und auf der Außenseite 12 und damit auf der gesamten Dicke der Nahtstelle 8 unverschweißt ist.

Figur 2D stellt eine vergrößerte Detailansicht von Figur 2C dar. In Figur 2D ist der Verlauf der Schweißnaht 10 im Bereich der Nahtstelle 8 dargestellt. Die Schweißnaht 10 wird von außen auf die Außenseite 12 der Dichtung 2 aufgebracht. Die Schweißnaht 10 erstreckt sich nicht über die gesamte Dicke der Dichtung, da sich die Dichtung sonst beim Schweißen stark verziehen könnte. Es ist jedoch anzumerken, das in einem weiteren Arbeitsgang eine zweite Schweißnaht auf der Innenseite 4 der Dichtung angebracht werden kann. Die Schweißnaht endet vor der inneren Grenze 18' des Dichtbereichs, sodass sie sich nicht in den Dichtbereich 6 erstreckt. Der Dichtbereich 6 kann durch Walzkalibrieren, Fräsen, Schleifen, oder Polieren geformt werden.

Um die Zeichnung nicht unnötig kompliziert zu gestalten, wurde darauf verzichtet Ausführungsformen mit verschiedenen Oberflächenbeschichtungen darzustellen.

In Figur 3 ist eine Seitliche Teilschnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt, bei der die Dichtbereiche nicht direkt am Rand der Dichtung angeordnet sind. Die Dichtbereiche 6 der Dichtung sind hier als nebeneinander liegenden Sicken ausgeführt. Die Dichtbereiche 6 sind jeweils voneinander und von den Rändern 20 der Dichtung beabstanded. Die Dichtbereiche 6 sind durch Grenzen begrenzt von denen aufgrund der Perspektive jeweils nur die innere Grenzen 18' dargestellt sind.

Im Gegensatz zu den in den anderen Figuren dargestellten Ausführungsformen ist die Nahtstelle auf beiden Seiten der Dichtbereiche durch Schweißnähte 10 verschweißt. Die Dichtung ist an der Nahtstelle auf beiden Seiten, d. h. der Innenseite 4 und der Außenseite 12 durch Schweißnähte 10 verbunden. Nur im Bereich der Dichtbereiche 8 bleibt die Nahtstelle unverschweißt, und es erstrecken sich keine Schweißnähte 10 in den Dichtbereichen. Schweißnähte 10 können sich jedoch zwischen den Grenzen zweier verschiedener Dichtbereiche 6 erstrecken. Die in Figur 3 dargestellte Dichtung ist zur Verstärkung der Dichtbereiche auch um Bereich jeweils zwischen den Dichtbereichen 6 und den Rändern 20 verschweißt. Die Begriffe Außenseite 12 und Innenseite 4 lassen sich bei der Ausführungsform von Figur 3 nur bedingt verwenden. Es wurde die Seite der Dichtung als Außenseiten 4 bezeichnet die Überwiegend mit einem äußeren Bereich in Kontakt steht. Die Seite der Dichtung die Überwiegend zu einem inneren Bereich zugeordnet werden kann wurde als Innenseite 4 bezeichnet.

Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass die als Sicken ausgeführten Dichtbereiche von Figur 3 ebenfalls in weiteren Schritten durch Walzkalibrieren, Fräsen oder Schleifen Nachbearbeitet werden können.

Es wird darauf hingewiesen dass mit Hilfe der vorliegenden Erfindung auch Dichtungen mit mehreren unterschiedlich ausgeführten Dichtbereichen ausgeführt werden können, die aus den Komponenten der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen zusammengesetzt sind. Bezugszeichenliste

2 Dichtung 4 Innenseite der Dichtung

6 Dichtbereich, Dichtkante bzw. Dichtfläche

8 Fuge, Stoßfuge, Nahtstelle

10 Schweißnaht

12 Außenseite der Dichtung 16 Nicht verschweißter Bereich der Dichtung im Dichtbereich

18 äußere Grenze eines Dichtbereichs (in radialer Richtung)

18' innere Grenze eines Dichtbereichs (in radialer Richtung)

20 Rand der Dichtung

Claims

Ansprüche

1. Metalldichtung mit einer Nahtstelle (8), wobei die Metalldichtung mindestens einen Dichtbereich (6) aufweist, der auf zwei Seiten durch jeweils eine Grenze (18, 18') begrenzt ist, um mit mindestens einer entsprechenden Dichtfläche dichtend in Kontakt zu stehen, wobei die Nahtstelle (8) mit mindestens einer Schweißnaht (10) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schweißnaht (10) sich nur außerhalb der Grenzen (18, 18') mindestens eines Dichtbereichs (6) erstreckt, sodass die Metalldichtung an der Nahtstelle (8) zwischen den Grenzen mindestens eines Dichtbereichs (6) auf der gesamten Dicke der Nahtstelle (8) unverschweißt ist.

2. Metalldichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalldichtung mindestens eine Sicke aufweist.

3. Metalldichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalldichtung im Wesentlichen die Form eines Zylindermantels umfasst.

4. Metalldichtung gemäße Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der

Zylindermantel tonnenförmig gebogen ist.

5. Metalldichtung gemäße Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindermantel tailliert ist.

6. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalldichtung mit einer Oberflächenbeschichtung versehen ist.

7. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalldichtung mindestens zwischen den Grenzen (18, 18') des

Dichtbereichs (6) mit einer Oberflächenbeschichtung versehen ist.

8. Metalldichtung gemäß Anspruch 5, oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung ein Lötmittel umfasst.

9. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Metalldichtung mindestens einen Balg bildet.

10. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schweißnaht (10) eine Laserschweißnaht ist.

11. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schweißnaht ( 10) einseitig ausgeführt ist.

12. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schweißnaht (10) zweiseitig ausgeführt ist.

13. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Nahtstelle (8) profiliert ist.

14. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Nahtstelle (8) zumindest teilweise schräg zur Metalldichtung verläuft.

15. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Teil der Nahtstelle (8) des mindestens einen Dichtbereichs (6), in den sich die Schweißnaht (10) nicht erstreckt, durch Kräfte zusammengepresst ist, die von der angrenzenden

Schweißnaht (10) ausgehen.

16. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Teil der Nahtstelle (8) des Dichtbereichs (6) in den sich die Schweißnaht (10) nicht erstreckt, durch die Kräfte zusammengepresst ist, die im eingebauten Zustand auf die Dichtung

(2) wirken.

17. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht (10) auf der Seite der Dichtung angeordnet ist, auf der auch der mindestens eine Dichtbereich (6) angeordnet ist.

18. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtung mindestens zwei, jeweils durch Grenzen (18, 18') begrenzte Dichtbereiche (6) aufweist, wobei sich jede Schweißnaht (10) sich nur außerhalb der Grenzen (18, 18') der zwei Dichtbereiche (6) erstreckt, sodass die Metalldichtung an der Nahtstelle (8) jeweils zwischen den Grenzen der zwei Dichtbereiche (6) auf der gesamten Dicke unverschweißt ist.

19. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Dichtbereiche (6) an einem Rand (20) der Dichtung angeordnet ist.

20. Metalldichtung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass wobei die Metalldichtung an der Nahtstelle (8) vom Dichtbereich (6) bis zum Rand (20) auf der gesamten Dicke unverschweißt ist.

21. Metalldichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nahtstelle (8) zwischen einer Grenze (18, 18') des Dichtbereich (6) und dem Rand (20) verschweißt ist.

22. Verfahren zur Herstellung einer Metalldichtung (2) nach Patentanspruch 1, wobei das Verfahren umfasst:

- Bereitstellen eines Band- oder Drahthalbzeugs,

- Zuschneiden des Band- oder Drahthalbzeugs zu mindestens einem Zuschnitt, sodass jeder Zuschnitt Endbereiche aufweist,

- Verformen mindestens eines Zuschnitts, sodass mindestens zwei Endbereiche aneinanderstoßen,

- Verformen der Zuschnitte, sodass mindestens ein durch Grenzen (18, 18') begrenzter Dichtbereich (6) definiert wird, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch

- Verschweißen der Zuschnitte zu einer Dichtung (2), sodass sich die mindestens eine Schweißnaht (10) nur außerhalb der Grenzen (18, 18') eines

Dichtbereichs (6) erstreckt sodass die Nahtstelle (8) der Metalldichtung der zwischen den Grenzen (18, 18') eines Dichtbereichs (6) unverschweißt bleibt.

23. Verfahren zur Herstellung einer Metalldichtung nach Anspruch 23, weiter umfassend - Walzkalibrieren mindestens des Dichtbereichs (6).