CN102748156B - 密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于安装在汽缸头罩(1)上的阀(6)的密封结构(10)，该密封结构具有多个径向有效的密封区域(11)和至少一个径向渗透性通道区域(12)，该通道区域(12)轴向布置在每种情况下都轴向相邻的两个密封区域(11)之间，其中，密封区域(11)和各个通道区域(12)能够以在每种情况下都轴向相邻的两个密封区域(11)轴向布置在阀(6)的控制部分(8)的两侧上的方式轴向放置在阀(6)的套筒(7)上，并且各个通道区域(12)被布置为与各个控制部分(8)径向齐平，使得当阀(6)被安装在汽缸头罩(1)上时，具有密封结构(10)的套筒(7)被轴向插入到形成在汽缸头罩(1)中的容座(2)中，并且密封区域(11)以径向密封的方式挤压抵靠所述容座(2)的在至少一个流体通道(3)的两侧上轴向面向套筒(7)的内壁(13)，所述至少一个流体通道(3)能够借助于各个控制部分(8)来被控制并且形成在汽缸头罩(1)中。

Description

密封结构

技术领域

本发明涉及用于安装在汽缸头罩上的阀的密封结构。本发明还涉及用于构造这种密封结构的套件。本发明进一步涉及用于安装在汽缸头罩上的阀和具有这种阀的汽缸头罩。

背景技术

DE60029145T2公开了一种可以安装在汽缸头罩上的阀。该阀具有套筒，该套筒具有多个控制部分，通过这些控制部分的帮助，可以控制气缸头的流体通道。该阀被安装到汽缸头罩上，使得阀的套筒以防泄漏的方式突出到形成于气缸头中的容座内并且通向该容座流体通道被控制。形成在气缸头中的流体通道例如用来被控制可变阀驱动。

EP1884629B1公开了一种汽缸头罩，其容纳流体通道并且具有用于阀的套筒的容座，其中流体通道通向该容座。为了能够用塑料制造汽缸头罩，容座形成为被插入汽缸头罩中的金属容座部分。阀现在于其套筒被插入至容座部分的容座中。为了对于容座的内壁产生足够的套筒的密封，这种金属容座部分可以被简单且精确地机械加工来生产容座，这防止或至少减小了相邻流体通道之间的泄漏。

然而，以塑料的形式实现这种汽缸头罩所耗费的精力相当大。由塑料构成的汽缸头罩中的金属容座部分的结构整体性特别复杂。

发明内容

本发明涉及这样的问题，该问题是寻找一种能够特别减小制造所耗精力的、将这种阀布置在汽缸头罩上的方式。

该问题根据本发明由独立权利要求的主题所解决。有利的实施例形成了从属权利要求的主题。

本发明基于这样的一般概念：在阀的套筒上为阀安装密封结构，该密封结构为汽缸头罩的容座中的流体通道提供彼此之间的期望的密封。由此可以使得容座直接形成在汽缸头罩中，并且特别是可以使得汽缸头罩包括由塑料制造的容座区域。容座的后机械加工也可能是多余的，因为密封结构可以便利地被设计为使其能够补偿容座的形状容差。具体地，密封结构包括多个径向有效的密封区域和至少一个径向渗透性通道区域。各个通道区域都轴向布置在两个轴向相邻的密封区域之间。密封结构可以被放置为使得密封区域和其各个通道区域以每两个轴向相邻的密封区域轴向布置在阀的控制部分的两侧上的方式轴向布置在阀的套筒上，而各个通道区域被布置为与各个控制部分径向齐平。在安装状态中，具有密封结构的套筒被轴向插入到汽缸头罩的容座中，于是密封区域以径向密封的方式在形成在汽缸头罩中的流体通道的至少一个开口的两侧上轴向地挤压抵靠容座的面向套筒的内壁。与各个流体通道相关联的控制部分因此可以通过相关联的通道区域来控制各个流体通道。

密封区域具有不同的外部横截面的实施例是非常有利的，特别是外部横截面随着穿透进容座的深度增加而变小。这种方式意味着可以考虑能够拔模角，其中，如果包括具有容座的区域的汽缸头罩是由塑料注塑模制，则在容座中能够设置该拔模角。

密封区域和通道区域可以由塑料(特别是具有弹性特性的塑料)构成。至少密封区域由弹性体或热塑性塑料弹性体构成。各个通道区域同样可以由弹性体构成。通道区域原则上也可以由热固性塑料或热塑性塑料制成。

根据密封结构的第一变化例，密封区域和各个通道区域原则上可以被分别布置在套筒上的单独部件。如果提供了多个通道区域，那么它们可以被例如设计为相同部件。各个通道区域因而用作用于密封区域的隔离件元件。至少一个密封区域可以被设计为环形密封件或密封环。

根据优选实施例，可以提供至少一个支撑部分，该支撑部分具有接收对设计为密封环的密封区域的外部环形槽。由此可以产生对于安装的益处。通道区域特别可以一体形成在这种支撑部分上，使得各个支撑区域形成通道区域和安装到该通道区域的密封区域的单元。

根据另一个实施例，可以提供至少一个紧固部分，在阀的安装期间当套筒插入到容座中时，其可以被固定到套筒处于领先位置的端部分上。紧固部分因此在密封结构被安装到套筒时形成最后的被安装部件。当这种紧固部分被固定到套筒时，密封结构的全部部件然后被固定到套筒，使得可以省略将密封结构固定到套筒的其他手段。该紧固部分可以例如通过夹子连接或插销连接(即，具体地通过合成型安装)来固定到套筒。原则上，可以另外地或可选地提供摩擦安装连接。

这种紧固部分原则上也可以与至少一个通道区域一体地形成，以简化安装。此外，紧固部分也可以具有用于接收被设计为密封环的密封区域的外部环形槽。

因此，一种用于构造根据第一变化例的密封结构的套件包括具有单独地制造的部件的形式的密封区域和各个通道区域。密封区域原则上可以被设计为密封环，例如O形环。可选地，该套件也可以包括上述类型的紧固部分和/或支撑部分。

根据密封结构的第二变化例，密封区域被设计为单独的密封环，而提供了公共支撑件，该公共支撑件具有作为一体部件的各个通道区域并且对于每个密封环具有用于接收各个密封环的一个外部环形槽。密封结构因此基本仅由一个公共支撑件和安装到该公共支撑件的密封环构成。预安装单元因此被制造为可以被整体放置在各个阀的套筒上。这简化了安装操作。

支撑件可以方便地由塑料制造。原则上可以使用尺寸稳定的热固性塑料或热塑性塑料。支撑件可以被制造为注塑模制部分或者车削的部分。

根据密封结构的第三变化例，密封区域和各个通道区域可以一体形成在密封体上。那么密封结构可以基本仅由一个密封体构成，该密封体具有至少两个或全部密封区域以及至少一个或全部通道区域来作为一体部件。由此简化了密封结构的制造。密封体可以具体地由塑料制造。密封材料在这种情况下是优选的。密封体因此特别由弹性体或热塑性弹性体制造。密封体方便地为注塑模制部件。

因此，根据本发明的适合于安装在汽缸头罩上的阀具有套筒和上述类型的密封结构，该气缸盖罩具有容座和流体通道，该套筒具有用于控制汽缸头罩的至少一个流体通道的至少一个控制部分。

因此，根据本发明的用于安装在内燃机上的汽缸头罩包括容座和上述类型的密封结构，该容座用于阀的套筒并且用于控制汽缸头罩的至少一个流体通道，该密封结构可以被插入到容座中或者例如在预安装操作中已经被插入到容座中。

此外，可以在从属权利要求、附图以及使用附图的相关附图的说明中找到本发明的其他重要特征和优点。

不言而喻，上述特征以及之后将会解释的特征可以不仅在所指出的所有情况的结合中使用，还可以在其他结合中或者单独使用，而不超出本发明的范围。

本发明的优选示例性实施例在附图中示出并且在以下描述中更加详细地解释，其中相同的附图标记表示相同或相似或者功能相同的部件。

附图说明

图1示意性地示出了在阀区域中汽缸头罩的纵截面；

图2示意性地示出了具有密封结构的阀的立体图；

图3示意性地示出了具有分解表示的密封结构的阀的立体图；

图4示意性地示出了在另一个实施例中的密封结构的立体图；

图5示意性地示出了在另一个实施例中的密封结构的立体图。

具体实施方式

根据图1，汽缸头罩1(仅示出了其一部分)包括容座2和至少一个流体通道3。在该示例中，设置了多个流体通道3，具体确切地为三个流体通道3，它们分别由具有虚线的双箭头表示。容座2相对于轴向4以圆柱或圆锥方式延伸。在该示例中，容座2具有轴向开口端侧5。根据流体通道3中的流体的流动方向，该端侧开口5可以形成入口开口或出口开口。流体通道3通向容座2。例如，流体通道3在入口或出口侧分离，并且因此各自由它们自身向容座2径向引导，使得它们径向流体连接到容座2。各个连接点彼此轴向间隔开。于是，经由端侧开口5，流体通道3的公共出口侧或入口侧可以连接到容座2。

阀6被提供用于控制流体通道3。阀6具有套筒7，其具有至少一个控制部分8。在该示例中，套筒7具有多个控制部分8，即确切地为三个控制部分8。因此，套筒7对于每个流体通道3具有其自身的控制部分8。控制部分8被轴向布置在相对于彼此一距离处或者轴向彼此相邻。阀6可以被安装在汽缸头罩1上。为此，套筒7被轴向插入容座2中。在安装状态下，控制部分8与流体通道3的径向连接点径向对准。本示例中的控制部分8具有径向开口9，其穿透套筒7并且允许从其流动通过。这些径向开口9于是可以在阀6的控制构件(未示出)的帮助下被控制，使得其可以根据阀构件的位置来打开和关闭。阀构件被简便地构造为使得与不同的控制部分8相关联的径向开口9可以被分别控制。

为了防止或减小在径向开口9被关闭时相邻的流体通道3之间的泄露，还设置了密封结构10。该密封结构10包括多个径向有效密封区域11以及至少一个径向渗透性通道区域12。在该示例中，确切地说设置了三个通道区域12和四个密封区域11。通道区域12和密封区域11是环形，以使得它们可以被轴向布置在套筒7上。密封区域11和通道区域12被布置为使得每个通道区域12与两个轴向相邻的密封区域11相关联并且各个通道区域12轴向布置在两个相关联的密封区域11之间。在安装状态中，密封结构10被轴向布置在套筒7上。在安装状态中，在所有情况下，在套筒7的控制部分8的轴向两侧上存在两个轴向相邻的密封区域11，而轴向布置在两个密封区域11之间的通道区域12被布置为与各个控制部分8径向齐平。此外，各个密封区域11以径向密封的方式在外部径向挤压抵靠容座2的面向套筒7的内壁13。因此可以减小或防止沿着相邻的流体通道3之间的内壁13的泄露。

如果容座2具有圆锥形状，密封区域11可以具有互补的外部横截面。密封区域11可以特别具有不同的外部横截面。根据各个密封区域11相对于套筒7向容座2的穿透深度的轴向定位，密封区域11可以具有随着穿透深度增加而变小的外部横截面。特别在包括含有容座2的区域的汽缸头罩1是塑料注塑模制时，产生圆锥形容座2。容座2的锥度简化或者允许注塑模制的汽缸头罩1的脱模。

密封区域11和通道区域12优选地由塑料构成，结果是，这些区域可以以特别成本有效的方式制造。密封区域11优选地由弹性塑料制造。与此相反，通道区域12可以由热固性塑料、热塑性塑料制造或同样可由弹性体制造。在这种情况下，可以使用相同的塑料，如必要的话该相同的塑料具有不同成分，或者可以使用另外不同的塑料。

在图1到图3中示出的优选实施例中，密封区域11和通道区域12被构造为单独部件，其为环形并且可以独立地布置在套筒7上。在这种情况下，密封区域11以径向密封的方式在内部直接径向挤压抵靠套筒7的外侧14，在每种情况下，密封区域11在与控制部分8之一轴向相邻地定位的轴向部分28中。密封区域11以同样密封的方式在外部径向挤压抵靠内壁13。密封区域11在这种情况下被构造为密封环，特别是O形环，其在下文中也用附图标记11表示。

在图1到图3中示出的实施例中，密封结构10也包括支撑部分15。该支撑部分15具有外部环形槽16，密封区域11被插入该外部环形槽16中并且为了这个目的而被构造为密封环11。在该示例中，当安装密封结构10时，支撑部分15首先被放置在套筒7上。套筒7同样具有外部环形槽17，密封环18被插入到该外部环形槽17中的由支撑部分15轴向覆盖的区域中。密封环18以径向密封的方式挤压支撑部分15的内侧。该支撑部分15也是环形的。在该示例中，与支撑部分15轴向相邻的通道区域12一体形成在支撑部分15上，使得支撑部分15和直接相邻的通道区域12形成单件的一体部件。

此外，在这里示出的实施例中的密封结构10包括紧固部分19，其同样为环形并且可以同样被放置在套筒7上。紧固部分19被作为在安装密封结构10时最后的部件放置在套筒7上并且可以被固定到套筒7。这种固定可以例如由结合成型安装和/或摩擦安装的插销或夹子提供。例如，环形圆周凹陷26可以提供在套筒7上在自由端部区域25或端部25处的紧固部分20中，环形圆周突起27径向地接合到该凹陷中，该环形圆周突起27形成在紧固部分19上并且径向向内突出。

图1到图3中示出的密封结构10可以借助于套件21来构造，该套件21包括单独的元件，例如具有密封环11的形式的四个密封区域11、两个单独的通道区域12、具有一体的通道区域12和安装的密封区域11的支撑部分15以及紧固部分19。各个通道区域12可以结构相同，即，具体地说形成相同的部分。根据它们安装到套筒7上的顺序，被构造为密封环11的密封区域11可以具有不同的外部横截面。与套筒7直接相互作用的密封区域11也方便地具有相同的内部横截面，而插入到外部环形槽16中的密封区域11具有更大的内部横截面。

图4示出了密封结构10的不同实施例。在该实施例中，各个密封区域11被再次设计为单独的密封环11，其可以特别具有不同的外部横截面。然而，在这种情况下同样可以想到结构相同的密封环11来实现密封区域11。根据图4的实施例具有公共支撑件22，其具有作为一体部件的通道区域12并且在每种情况下都具有用于接收被设计为密封环11的密封区域11的外部环形槽23。图4示出了密封结构10的预安装单元，其中被设计为密封环11的密封区域11被插入到支撑件22的相关联的外部环形槽23中。密封结构10因此可以被放置在套筒7上作为组装单元。或者，支撑件22可以被首先放置在套筒7上并且之后可以安装密封环11。支撑件22可以由塑料制造。可以使用车削的部分或注塑模制的部分。或者，支撑件22也可以被形成为吹模制的部分。支撑件22可以由与密封区域11不同的塑料制成。

图5示出了密封结构10的另一个实施例，其具有单个密封体24，优选地全部密封区域11以及全部通道区域12被一体形成在该单个密封体24上。整个密封体24方便地由密封材料制造。其方便地为弹性体塑料。或者，密封区域11也可以通过两部件注塑模制来模制在密封体24上。密封区域11在两个实施例中都能以由沿圆周圆珠形或刀片形方式形成。

原则上，也可以想到根据图4和图5的实施例的结合，其中至少一个密封区域11在密封体24中成一体，并且如密封环11的至少一个密封区域11被插入形成在密封体24上的外部环形槽23中。

Claims (14)

1.一种用于安装在汽缸头罩(1)上的阀(6)的密封结构，该密封结构具有多个径向有效的密封区域(11)和至少一个径向渗透性通道区域(12)，所述通道区域(12)轴向布置在在每种情况下都轴向相邻的两个所述密封区域(11)之间，其中，所述密封区域(11)和各个所述通道区域(12)能够以在每种情况下都轴向相邻的两个密封区域(11)轴向布置在所述阀(6)的控制部分(8)的两侧上的方式轴向放置在所述阀(6)的套筒(7)上，并且各个所述通道区域(12)被布置为与各个所述控制部分(8)径向齐平，使得当所述阀(6)被安装在所述汽缸头罩(1)上时，具有所述密封结构(10)的所述套筒(7)被轴向插入到形成在所述汽缸头罩(1)中的容座(2)中，并且所述密封区域(11)以径向密封的方式挤压抵靠所述容座(2)的在至少一个流体通道(3)的两侧上轴向面向所述套筒(7)的内壁(13)，所述至少一个流体通道(3)能够借助于各个所述控制部分(8)来被控制并且形成在所述汽缸头罩(1)中。

2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，

所述密封区域(11)具有不同的外部横截面，该外部横截面将会随着穿透至所述容座

(2)中的深度的增加而变小。

3.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，

所述密封区域(11)和各个所述通道区域(12)由塑料构成，其中至少所述密封区域(11)由弹性体构成。

4.根据权利要求3所述的密封结构，其特征在于，

所述密封区域(11)和各个所述通道区域(12)是能够被单独放置在所述套筒(7)上的单独部件。

5.根据权利要求3所述的密封结构，其特征在于，

提供了至少一个支撑部分(15)，所述至少一个支撑部分(15)具有用于接收被设计为密封环(11)的密封区域(11)的外部环形槽(16)。

6.根据权利要求5所述的密封结构，其特征在于，

提供了至少一个紧固部分(19)，在所述阀(6)的安装期间当所述套筒(7)被插入到所述容座(2)中时，所述至少一个紧固部分(19)能够被固定到所述套筒(7)处于领先位置的端部分(25)上。

7.根据权利要求6所述的密封结构，其特征在于，

至少一个所述通道区域(12)与所述支撑部分(15)或与所述紧固部分(19)一体地制造为单件部件。

8.一种用于构造根据权利要求4到7中任一项所述的密封结构(10)的套件，其中，所述密封区域(11)和各个所述通道区域(12)由单独制造的部件形成。

9.根据权利要求1到3以及5到7中任一项所述的密封结构，其特征在于，

所述密封区域(11)被设计为单独的密封环(11)，

提供了公共支撑件(22)，其具有作为一体部件的各个所述通道区域(12)并且对于每个所述密封环(11)具有用于接收各个所述密封环(11)的一个外部环形槽(23)。

10.根据权利要求9所述的密封结构，其特征在于，

所述支撑件(22)由塑料制造。

11.根据权利要求1到3以及5到7中任一项所述的密封结构，其特征在于，

所述密封区域(11)和各个所述通道区域(12)一体地形成在公共密封体(24)上。

12.根据权利要求11所述的密封结构，其特征在于，

所述密封体(24)由塑料制造。

13.一种用于安装在汽缸头罩(1)上的阀，

其具有套筒(7)，所述套筒(7)具有用于控制所述汽缸头罩(1)的至少一个流体通道(3)的至少一个控制部分(8)，

其具有根据权利要求1到7和9到12中任一项的密封结构(10)。

14.一种用于内燃机的汽缸头罩，

其具有容座(2)，所述容座(2)用于阀(6)的套筒(7)并且用于控制所述汽缸头罩(1)的至少一个流体通道(3)，

其具有根据权利要求1到7和9到12中任一项的能被插入至所述容座中的密封结构(10)。