CN100422603C - 具有固定装置并用于密封发动机部件的支承框架密封件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支承框架密封件(2)，其包括至少两个固定装置(20)，该固定装置由塑料或弹性体构成并且其为此设计为伸出到至少一个需密封的部件上的相应开口中。

Description

具有固定装置并用于密封发动机部件的支承框架密封件

技术领域

本发明涉及一种支承框架密封件，其包括金属支架和/或金属密封层。本发明特别涉及这样一种支承框架密封件，其包括用于将支承框架密封件定位在部件上的固定装置或定位装置。本发明尤其涉及这样一种支承框架密封件，在该支承框架密封件中，通过喷射而成的定位装置或定位拱顶来实现定位。这类支承框架密封件适合用于密封例如内燃发动机的发动机部件和气缸部件，例如在阀盖或油底壳上的密封。

背景技术

在支承框架密封件中出现的问题是，支承框架密封件需这样地固定在密封面上，即在装配需要密封的部件时要确保密封件的可靠定位。

在两个不同部件的两个密封面之间密封的每一种类型的密封件中，会出现密封件相对于两个密封面的定位的问题。

在现有技术中，支承框架密封件通过使用配合套、配合销或螺钉(或者说螺栓)定位在两个部件的一个部件上。因此，常规的方式是求助于定位装置，该定位装置将两个部件彼此定位。

例如，现有技术中由德国实用新型DE 20105250公开了一种密封垫，该密封垫具有用于将其固定在密封面上的夹持搭接片，其中夹持片从密封垫横向于其平面延伸部突出，并且啮合在一个部件的对应的凹处。

密封垫的应用领域是内燃发动机，在该内燃发动机中，该密封垫作为气缸盖密封件安置在气缸盖和气缸体之间。处于工作状态的密封件位于这些部件之间，而这些部件在制造或装配时被分开运输或处理，其中密封垫已经抵靠在其中一个部件上。为了防止密封垫丢失，该密封垫被固定在部件上。

至今，密封垫在部件上的固定通过例如旋紧(螺钉或螺栓紧固)来实现。然而，螺钉或螺栓连接的设计方案与巨大的制造费用和装配费用紧密相关。众所周知，夹持搭接片安置在密封垫的外部周边，该夹持搭接片与部件搭接并且在其外表面上夹住。该早先公开的解决方案相对于真正密封垫所需的材料需要巨大的额外材料费用，同时因为夹持搭接片突出于部件，在固定的密封件的情况下存在很高的破损危险。

发明内容

因此，本发明的目的在于，改善将密封件特别是支承框架密封件对准和固定在需要装配的部件上的现有方案。

此外，重要的是确保支承框架密封件不丢失地固定在发动机附件(油底壳、气缸盖...)上。

此外，希望提出一种改进的支承框架密封件，其使得不仅在安装密封件时的工序，而且在安装带有支承框架密封件的部件时的工序也得到改善。

本发明的目的通过这样一种支承框架密封件来实现，该支承框架密封件具有至少两个固定装置。本发明的固定装置由塑料或弹性体例如橡胶构成，并且基本上垂直地突出于密封平面。以下“塑料”这个名称也用来表示弹性体、橡胶以及弹性体/橡胶材料。固定装置能够作为弹性体固定装置来实现。固定装置为此这样地设计，即伸出到至少一个需要密封的部件上的相应开口中。

在该基本实施例中，固定装置基本上是圆锥体、平截头锥体、蘑菇体、截球体、圆柱体或截圆柱体或者椭球体或截头椭球体形式的突出部。基本形状或基面基本上可以是圆形、多边形或曲线形。为了表示圆锥体、平截头锥体、蘑菇体、截球体、圆柱体或截圆柱体或者椭球体或截头椭球体形式的突出部，固定装置接下来也称为“固定拱顶”。基本形状或基面基本上可以是圆形、多边形或曲线形。

在该基本实施例中，固定装置或固定拱顶可以利用在一个需要密封的部件上的相应的开口中的啮合，形状配合地对准密封件。由此，例如在自动化的制造中实现密封件的自动对中心的安置。

由于使用塑料材料，任意类型的密封材料能够运用于固定装置或固定拱顶。塑料突出部或者例如弹性突出部能够喷射到支承框架上。固定装置能够由例如再循环利用物(Rezyklat)制造，因为机械条件只是必须维持到需要密封的部件的装配期间。

支承框架密封件优选地具有至少一个金属支架。通过应用金属密封件，本发明也能够使用具有至少一个金属支架和密封翻边的多支架的支承框架密封件。固定装置或固定拱顶也能够在注塑机中直接喷射到金属密封件上。在金属密封件中这也是可能的，即塑料固定拱顶能够由易腐烂、也可能是可生物分解的材料构成。固定拱顶也可以通过真空深冲或类似的制造技术在支承框架密封件上成型。

此外，应用由塑料构成的固定装置或固定拱顶还具有优点，即也能够应用已硬化的金属密封件而无需对于固定搭接片进行另外的处理步骤。

至少一个金属支架能够优选地这样来形成，即其基本上垂直于密封平面延伸到至少一个固定装置或固定拱顶中。这能够例如通过金属成型技术如深冲或卷边来实现。固定拱顶中的塑料数量由此而降低。此外，固定拱顶形状配合地固定在支承框架密封件上，也就是说，具有轻微附着能力的塑料也能够应用到密封材料或支承支架上。塑料拱顶、弹性体拱顶或橡胶拱顶能够设计为带有板状芯层(例如铁芯)。这通过弹性体拱顶来实现，该弹性体拱顶可以设计为带有或不带板状芯层。

在优选的实施例中，至少一个金属支架通过选自压制、折弯、模锻、模压、冲压、切割、拉伸、深冲和拉拔中的一种金属成型技术这样来实现，即其在至少一个固定突起部的区域中延伸。

通过压制、模锻、冲压、深冲和拉拔，固定拱顶类型的结构能够由密封材料形成，这能够对使用的塑料的数量产生积极的效果。

通过冲压、切割、拉伸，能够由密封材料形成一种结构，这实现了在结构与固定装置或固定拱顶之间的特别良好的形状配合度。通过冲压和折弯能够实现三维的结构，该结构使固定拱顶更加稳定。因此，能够实现十字形或星形截面并且饼形的金属舌片垂直向上折叠。由此而得到了冠状形状，由塑料构成的固定拱顶能够设置于该冠状形状上，该固定拱顶通过该结构而稳定。具有侧壁的杯形结构也能同样由拉制金属板网实现。

至少一个固定装置或固定拱顶优选地具有至少一个开口，其基本上垂直于密封面延伸。在旋转对称的固定装置中，开口能够沿着对称轴线延伸。这种实施例例如可以实现用于螺栓的孔以用于将支承框架密封件定位。由此，可以无需在需要密封的部件中附加的孔以用于容纳固定拱顶。

至少一个固定拱顶优选地在外侧上具有固定突起，该固定突起采用固定榫舌、固定凸缘或者固定唇边或固定隆出物的形式。通过固定榫舌、固定凸缘和/或者固定唇边，固定装置或固定拱顶能够通过摩擦配合(或者称为力配合)或形状配合固定在一个需要密封的部件的开口中。如果固定突起被安置在固定装置或固定拱顶的外直径上并且额外地在拱顶中安置板状芯层，那么通过力配合或者说摩擦配合实现固定。因此，支承框架密封件不仅在密封面中定位而且也垂直于密封面定位。

该实施例能够这样地实现，即在固定装置或固定拱顶上喷射位于外部的榫舌、凸缘、唇边或隆出物到支承框架密封件上。固定装置将利用榫舌、凸缘通过力配合或者说摩擦配合固定在例如发动机缸体上的相应的开口中。弹性体固定装置能够利用塑料或板状芯层来加强。支承框架密封件固定在密封面的一个位置处，其中固定拱顶作为防止丢失装置使用。

在一个优选的实施例中，至少一个固定装置或固定拱顶在固定装置的开口的内侧设置有至少一个固定榫舌、固定凸缘或者固定唇边。通过弹性体固定拱顶的榫舌或凸缘不仅能够实现丢失保护，也能实现对中心。在固定拱顶内侧上的固定唇边具有特别的优点，即通过突起部的开口插入的螺钉或螺栓被可靠地保持。因此，已经能够提供或供应带有密封件和完整的螺钉组(或者也可以是铆钉组)的部件，这使得借助于不带螺钉供应装置的自动装置实现简易的螺纹连接。如果凸缘被安置在拱顶的内直径上，那么垂直于密封面的固定(作为脱离保护)通过啮合或者说“锁定”螺钉或套圈的凸肩(或凸缘)来实现。

该实施例能够通过在每个螺旋结合位置喷射由弹性体材料构成的固定装置或固定拱顶而实现。在该固定拱顶中，套圈或带肩螺钉或螺栓能够被锁定。通过在套圈上或带肩螺钉上的凸肩(或凸缘)，支承框架密封件利用向内部指向的凸缘或唇边来保持。因此，密封件和断联部件(或螺钉、螺栓)能够共同预安装到发动机附件上。

在该实施例中，可以完全放弃固定装置或者固定拱顶与部件的力配合或形状配合的连接，因为，通过连接件与支承框架密封件的固定已经构成了形状配合的连接。弹性体拱顶或橡胶拱顶具有榫舌或凸缘，该榫舌或凸缘被安置在外直径或内直径上。

可以应用多个固定突起，该固定突起相互背离地或相互靠近地指向。多个固定唇边也能够一个接一个地(连续地)设置。例如也能设计一个固定唇边，该固定唇边在内侧或外侧上，螺旋状地在固定装置中或者围绕固定装置分布。

本发明利用与螺钉-套圈解决方案的形状配合和/或通过在固定装置外侧上的力配合或摩擦配合通过外部弹性体凸缘实现了丢失保护。

至少一个固定榫舌、固定凸缘或固定唇边优选地由与固定装置不同的另一种塑料构成，或者其由另一塑料构成，作为固定装置。由此，例如橡胶或弹性体唇边能够成形在塑料的固定拱顶上。

支承框架密封件优选地具有两个固定装置或固定拱顶，该固定装置或固定拱顶从密封平面沿不同的方向延伸。当需要密封的部件在装配后被再次分开时，其中至少一个固定拱顶残留在一个部件上并且至少另一个固定拱顶残留在另一个部件上，而且密封件在分开时被分裂。由此能够实现密封件自身地破坏。

在另一个优选的实施例中具有至少两个固定装置或固定拱顶，该固定装置或固定拱顶从密封平面沿不同的方向，基本上在一个轴线上延伸。借此，固定拱顶以给定的界限对准两个部件。借此，也许能够无需用于部件互相对齐的另外的装置。

至少一个固定装置或固定拱顶优选地包括配合销。通过在密封件或在一个固定拱顶中的一体形成配合销，用于装配两个部件所需的操作次数能够进一步降低，因为，用于装配至少一个配合销或密封件的分开步骤将取消。此外，密封件在配合销的自动化装配时可以自动的安装，其作为弹性件难以手动操作。

至少一个固定装置或固定拱顶优选地包括加强件。该加强件能够设计成至少一个塑料环或金属环。加强件能够设计成至少一个塑料套圈或金属套圈。加强件能够设计成至少一个塑料销或金属销。通过以在固定拱顶中附加板状芯层的形式的加强件，密封件能够额外地固定在密封面的平面中。

固定装置或固定拱顶中的板状芯层能够这样来安装，即其优选地以平行于密封面的方向与密封件对中。该板状芯层可以例如通过椭圆的板状芯层来实现。通过该对中拱顶，支承框架密封件在一个方向或多个方向上固定在密封面上的安装位置中。

附图说明

本发明接下来根据附图来以例示的方式详细说明。

图1示出了支承框架密封件中的塑料固定拱顶的截面图。

图2示出了带有金属加强部的另一个塑料的固定拱顶的截面图。

图3以透视局部图示出了支承框架密封件的支承框架。

图4以透视局部图示出了带有图3中示出的支承框架的支承框架密封件。

图5示出了已安装的根据本发明的支承框架密封件的截面图。

图6以透视局部图示出了支承框架密封件的另一个支承框架。

图7以透视局部图示出了带有图6中示出的支承框架的支承框架密封件。

在附图中和说明书中使用相同的标号表示相同的或者类似的部件或元件。

具体实施方式

图1示出了支承框架密封件中的塑料固定拱顶或固定装置的截面图。图中示出了带有密封唇边4的支承框架密封件2。示出的支承框架密封件2基本上由弹性体材料6构成。支承框架密封件2具有加强支架8。此外，支承框架密封件2包括需密封侧12和外侧14，该外侧14具有另一个密封唇边10。参考标号18表示图示的截取线。

支承框架密封件2具有孔或螺栓孔16，穿过孔或螺栓孔，连接螺栓可以连接两个需密封的部件(未示出)。

支承框架密封件2在螺栓孔16周围具有固定装置或固定拱顶20。固定拱顶20具有在内部环绕的凸缘或唇边24，利用该凸缘或唇边，固定拱顶能够啮合于穿过螺栓孔16而伸出的部件。

第一实施例针对于具有小的加强支架8的小的弹性体支承框架密封件。

图2示出了带有金属加强部的另一个塑料的固定拱顶的截面图。与图1中示出的固定拱顶不同的是，图2中示出的固定拱顶具有加强部32。在示出的实施例中，加强部是直接由支承支架30制做成型的。支承支架30可以由塑料、金属或复合材料构成。在金属支承支架30中，加强部能够例如通过深冲或挤压来制造。与图1有差别的是，图2中示出的固定拱顶20设置有外部环绕的凸缘或唇边26，利用该凸缘或唇边，固定拱顶能够啮合在一个需密封的部件的开口中。

图3示出了带有一体成型的加强部32的支承框架密封件的支承支架30，该支承支架用于固定拱顶，成型的加强部32设置有贯通开口36。支承支架设置有螺栓孔16。支承支架还具有成型管道60。

图4以透视局部图示出了具有图3中示出的支承框架30的支承框架密封件。在图4中，支承框架30具有由弹性体材料构成的密封结构。密封结构包括密封唇边4。弹性体材料覆盖成型的加强部。覆盖加强部的弹性体材料与外部唇边26构成固定拱顶20。密封结构的弹性体材料和固定拱顶的弹性体材料能够利用成型通道60(同时利用弹性体材料62填充时)在一个工作流程中被喷射成型。

图5示出了已安装的根据本发明的支承框架密封件的截面图。支承框架密封件位于两个需密封的部件50、52之间。密封件基本上与图1中示出的实施例一致。两个需密封的部件50、52通过螺栓54相互连接。螺栓具有旋压限制套圈56，该旋压限制套圈确定螺栓54的最大旋进深度。此外，部件50通过断联部件58相对于螺栓54或旋压限制套圈56来安置。借此，部件50相对于部件52不再刚性地机械联接，并且在振动时不会通过部件50、52的相互撞击或部件50在螺栓54上的相互撞击造成损害或者产生噪音。

图6以透视局部图说明了支承框架密封件的支承框架30的另一个实施例。支承框架密封件包括螺栓孔16，其中，之前处于螺栓孔16区域的支承框架30的材料成形为冠状。该成形构成三角的(或者也可以是四角的)加强部32，该加强部基本上垂直于密封面延伸。加强部32用于加强一个后来安装的固定装置。为了使支承框架密封件优选地以一个方向对准，也可以例如只使用两个加强部32，其相对设置。

图7以透视局部图示出了带有图6中示出的支承框架30的支承框架密封件。各个可辨识的部件已经在图1中说明。

密封件在密封面上的定位能够无需附加的部件，如配合销或配合套圈，因为固定装置或固定拱顶一体形成于支承框架密封件中。

甚至较大的支承框架密封件也能够可靠地定位在密封面上的位置。

本发明除了能够应用于前述的应用领域外，还能够用于支承框架密封件的自动化装配流程，例如固定装置或固定拱顶用作操纵工具的作用点。

Claims (10)

1. 一种支承框架密封件(2)，其包括至少两个固定装置(20)，所述固定装置由塑料或弹性体构成并且该固定装置为此设计为啮合在至少一个需密封的部件上的相应开口中，所述支承框架密封件(2)具有至少一个金属支架(30)，所述金属支架(30)这样地形成，即所述金属支架基本上垂直于密封平面延伸到至少一个固定装置(20)中，至少一个所述固定装置(20)具有至少一个开口(36)，所述开口基本上垂直于所述密封平面延伸，至少一个所述固定装置(20)在开口的内侧上具有固定榫舌、固定凸缘或者固定唇边(24)形式的固定突起。

2. 根据权利要求1所述的支承框架密封件(2)，其中，所述固定装置(20)设计为固定拱顶，所述固定拱顶是以圆锥体、平截头锥体、蘑菇体、截球体、圆柱体或截圆柱体或者椭球体或截头椭球体结构形式的突出部。

3. 根据权利要求1所述的支承框架密封件(2)，其特征在于，至少一个所述金属支架(30)在至少一个所述固定装置(20)中的至少一个延伸部通过选自压制、折弯、模锻、模压、冲压、切割、拉伸、深冲和拉拔中的一种金属成型技术实现。

4. 根据权利要求1所述的支承框架密封件(2)，其特征在于，至少一个所述固定装置(20)在外侧具有固定榫舌、固定凸缘或者固定唇边(26)形式的固定突起。

5. 根据权利要求1所述的支承框架密封件(2)，其特征在于，至少一个固定榫舌、固定凸缘或者固定唇边由与所述固定装置(20)不同的塑料构成。

6. 根据权利要求1所述的支承框架密封件(2)，其特征在于，所述支承框架密封件(2)具有两个所述固定装置(20)，其从所述密封平面沿不同方向延伸。

7. 根据权利要求1所述的支承框架密封件(2)，其特征在于，至少两个所述固定装置(20)从所述密封平面沿不同的方向延伸并且基本上处于一个轴线上。

8. 根据权利要求1所述的支承框架密封件(2)，其特征在于，至少一个所述固定装置(20)包括配合销。

9. 根据权利要求1所述的支承框架密封件(2)，其特征在于，至少一个所述固定装置(20)具有加强件(32)。

10. 根据权利要求1所述的支承框架密封件(2)，其特征在于，所述支承框架密封件(2)是弹性体支承框架密封件。

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