CN103244684B - 复合阀杆密封件保持器组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀杆密封件组件，其具有金属保持器、弹性体密封件和金属阀引导件。金属保持器和弹性体密封件彼此附接，且弹性体密封件与金属阀引导件可密封地接触，同时金属保持器与金属阀引导件处于金属对金属夹持接触。在金属保持器中可形成止动件，当该组件安装在金属阀引导件之上时，该止动件与在金属阀引导件中形成的肩部配合，以防止弹性体密封件与所附接的金属保持器的组件的过度安装。

Description

复合阀杆密封件保持器组件

相关申请

本申请要求2012年2月8日提交的系列号为No.61/596,297的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请全文通过参考被结合于本文中。

技术领域

本发明涉及一种阀杆密封件保持器组件。更具体地，本发明涉及一种具有阀引导件的利用弹性体对金属密封区域和金属对金属夹持区域的阀杆密封件保持器组件。

背景技术

对于车辆，阀杆密封件组件与往复式阀杆轴配合以提供润滑且在发动机进气和排气口(未示出)中容纳发动机气体。为了实现这些功能，阀杆密封件组件通常包括附接有金属保持器的弹性体密封件，该金属保持器安装在金属阀引导件之上。

这种阀杆密封件组件利用弹性体密封件和阀引导件之间的弹性体对金属密封，或者保持器和阀引导件之间的金属对金属夹持。

图1示出了现有技术的侧密封阀杆组件10。弹性体密封件12用于密封阀杆组件10的阀杆轴16，该弹性体密封件12上设置有夹紧盘簧14。保持器18设置在弹性体密封件12的外表面20内且设置在该外表面上，保持器18与弹性体密封件12配合，以便在单个弹性体对金属密封件区域24处密封阀引导件22。

图2示出了现有技术的顶部密封阀杆组件30。弹性体密封件32用于在阀杆组件30的顶部处密封阀杆轴36，弹性体密封件32上设置有保持器34。在这种情况下，保持器34用于在单个金属对金属夹持件区域26处直接夹持阀引导件38。

然而，目前制造者要求发动机在其进气和排气口内具有较高的压力。因此，如图1和2所示的阀杆密封件处于增大的提升力中，这继而要求密封件12、32 不被这些力推离阀引导件22、38。由于这些近来开发的结果，过去的阀杆密封件不能支持增大的提升力。在许多情况下，由于其弹性体特征，使得弹性体密封件材料不能保持密封，这导致润滑控制的损失以及发动机气体通过阀杆和引导件接口(未示出)泄漏。

相应地，弹性体密封件的制造者就会增加对弹性体材料的引导件接口的密封。不幸的是，增加对弹性体材料的引导件接口的密封就会要求密封件以较大的安装载荷(即，力)进行安装，这通常会导致在初始安装期间或在气缸盖维修期间过度安装弹性体密封件或切割弹性体。在这些情况下，阀杆密封件组件不能正确地起作用。

考虑到在进气和排气口内的压力的增加和弹性体密封件的过度安装，需要寻求的是利用弹性体密封件的增大的密封能力，同时还利用保持器的金属夹持能力。通过利用这些优点，还需要寻求一种能克服弹性体密封件的过度安装的手段。

发明内容

一种阀杆密封件组件，其包括弹性体密封件、设置在弹性体密封件一侧内的金属保持器、以及金属阀引导件。金属阀引导件与弹性体密封件在金属阀引导件的一侧上处于弹性体对金属密封。而且，金属阀引导件与金属保持器处于金属对金属夹持，在金属保持器中形成有止动件。止动件与金属阀引导件上的肩部处于阻挡接触，以防止弹性体密封件与所附接的保持器的组件的过度安装。

另外，另一种阀杆密封件组件包括弹性体密封件和具有第一和第二内竖直表面的金属保持器，在第一和第二内竖直表面之间设置有连续的金属保持器止动件。弹性体密封件在阀杆密封件组件的顶部处设置在金属保持器的第一内竖直表面上，其中弹性体密封件与金属保持器处于弹性体对金属密封。另外，金属阀引导件具有第一和第二外竖直表面，其中从连续的金属保持器止动件的底部向下至金属保持器的底部，金属阀引导件的第二外竖直表面与金属保持器的第二内竖直表面处于金属对金属夹持。

参考附图，其它优点将通过接下来的描述和所附的权利要求变得更加明显，附图形成说明的一部分，其中相似的附图标记表示各个附图中相应的部件。

附图说明

图1为现有技术的侧密封阀杆密封件组件的截面正视图；

图2为现有技术的顶部密封阀杆密封件组件的截面正视图；；

图3为根据本发明的侧密封阀杆密封件组件的截面正视图；

图4为根据本发明的顶部密封阀杆密封件组件的截面正视图。

具体实施方式

应当理解，除明确表示相反的之外，本发明可以采取各种取向选择和步骤顺序。还应当理解，附图中示出的具体装置和方法，以及下面说明所描述的是在所附权利要求中限定的本发明原理的简单的示例性实施例。因此，与所公开的实施例相关的具体尺寸、方向或其他物理特性不认为是限制性的，除非权利要求明确记载。

本发明建立在与阀杆密封件组件有关的两个独立功能的前提上：a)更好地密封金属阀引导件；和b)由保持器将弹性体阀密封件保持在金属阀引导件上，从而保持进气和排气口内的压力和发动机气体。已经发现，利用弹性体阀密封件进行密封且利用金属保持器进行夹持，弹性体阀密封件利用了每一零件材料强度的优点同时避免了其缺点。而且，通过在金属保持器上使用止动件与金属阀引导件上的互补肩部相结合，防止了弹性体阀密封件在金属阀引导件上的过度安装。另外，止动件阻止金属阀引导件接触弹性体阀密封件会变形的意想不到的部分，例如，由密封件与阀杆轴产生的密封接触。

图3示出侧密封阀杆密封件组件40，其包括：弹性体密封件42(包括加含氟弹性体，缩写为FKM)、偏压构件44(如图3示出的夹紧盘簧)、金属保持器46、以及金属阀引导件48，这些部件与阀杆轴50配合，从而更好地密封金属阀引导件48，以利用保持器46将弹性体密封件42保持在金属阀引导件48上，且维持进气和排气口(未示出)内的压力和发动机气体。

通常，本发明的侧密封件组件40的上部部分45(即，在密封件42的顶部(部件42的基准线所指的位置)和密封唇55的基准线所指的位置之间的竖直区域)的构造可以是任何形式的，例如，不被支撑的、R形环、夹紧盘簧、Allbond(达纳公司的商标)等。该组件40也可以任何样式的，例如多唇、半径唇、方形唇、气唇等。

进一步地，金属保持器46的上部部分被限定为其中金属保持器46在弹性体密封件42的夹紧盘簧44紧下方水平地模制到弹性体密封件42的侧部中。在夹紧盘簧44处，存在沿径向向内水平地施加在密封件42上的力，以更好地将密封件42密封到阀杆轴50。另外，密封件42通过粘接剂(本领域常用的)附接到金属保持器46的第一内竖直表面47，其中第一内竖直表面47位于止动件82上方。进一步地，组件40在密封件42和阀引导件的第一上部外竖直表面52之间提供弹性体对金属密封，阀引导件的第一上部外竖直表面52是金属阀引导件48的最上侧竖直表面且其位于止动件82上方。注意到，在本申请的具体实施方式的描述中用于图3和4的元件的各个表面的第一、第二、第三等的表述，可不同于本申请权利要求中用于图3和4的元件的这些相同表面的第一、第二、第三等的表述。

组件40在金属保持器的第二内竖直表面53和金属阀引导件的第二外竖直表面54之间提供金属对金属夹持，其中两个竖直表面53、54均位于止动件82下方。

因此，阀杆密封件组件40通过与相应的保持器表面57、53相接触的两个表面52、54来密封和夹持金属阀引导件48。由此，金属阀引导件48的这两个表面52、54利用密封件42的弹性体特性来密封金属阀引导件48且利用保持器46的金属特性来夹持金属阀引导件48。

由于阀杆密封件组件40，使得在车辆进气和排气口(未示出)内的高压气体不会通过金属阀引导件48，原因是阀引导件48通过密封件42强有力地密封且通过保持器46强有力地夹持，从而保持进气和排气口内的高压和发动机气体。

图4示出顶部密封阀杆密封件组件60，其包括弹性体密封件62(包括如含氟弹性体，缩写为FKM)、金属保持器66、以及金属阀引导件68，这些部件与阀杆轴70配合。

弹性体密封件62如通过粘接剂(本领域常用的)在阀杆密封件组件60的顶部(即，基准线62从该顶部指向止动件84)处设置在金属保持器66的第一内竖直表面72上。当这些部件62、66压配合组装到阀杆轴70时，通过金属保持器66在弹性体密封件62上施加沿径向向内指向的力，以将弹性体密封件62密封到阀杆轴70。

金属阀引导件68与弹性体密封件62在金属阀引导件68的顶部67处处于弹性体对金属密封，其中密封件62的下延伸部74密封阀引导件68的顶部角上的上部外倾斜表面90。还示出了金属保持器66与金属阀引导件68在第一保持器内竖直表面75与第一阀引导件外竖直表面76之间处于可选的第一金属对金属夹持，该第一阀引导件外竖直表面76从上部外倾斜表面90的底部延伸至金属阀引导件68的上部水平表面83。

因此，阀杆密封件组件60在分开的至少两个区域中密封/夹持金属阀引导件68，即密封延伸部74和竖直夹持表面75、76，而不是现有技术的阀杆密封件组件30提供的单个夹持区域26。因此，实现了金属阀引导件68的这种双重密封/夹持，同时利用密封件62的弹性体特性密封来密封阀引导件68且利用保持器66的金属特性来夹持阀引导件68。

由于阀杆密封件组件60的结构，使得在进气和排气口内的低于高压的气体不通过金属阀引导件68，原因是阀引导件68被密封件62强有力地密封且还在保持器66和阀引导件68之间的竖直表面75、76处被夹紧，以维持进气和排气口内的高压。

为了更好地确保密封件42、62和所附接的保持器46、66组件不会过度安装在相应的阀引导件48、68的顶部之上，相应的保持器止动件82、84可分别形成(如单一地)在相应的保持器46、66中，如图3和4所示。尽管保持器止动件82、84可具有多种形状，但是图3示出了止动件82是向内指向的侧向取向的凸U形，其形成在保持器46内。弹性体密封件42延伸到止动件82的中心以下。图4示出了止动件84是向外指向的形状(即，从其顶部至其下部)，形成在保持器66内。止动件84的形状是与阀引导件的肩部88向外成角度(可以为45度)。

两个止动件82、84与相应的阀引导件肩部86、88相关联。尽管这些肩部86、88可具有多种形状，但是图3和4示出这些肩部86、88形成为凹形的凹口，为相对于阀引导件48、68成台阶的形式。各个肩部86、88的上水平表面81、83与相应的下水平表面85、87相互平行，且朝向相应的阀杆轴50、70沿径向向内形成。每个相应的阀引导件的水平表面81、85和83、87与相应的阀引导件竖直表面89、91垂直。这些阀引导件竖直表面89、91中每个都从其相应的肩部86、88沿径向向内形成，以接收相应的止动件82、84。如图3所示，弹性体密封件42可沿径向向内延伸到阀引导件的水平表面81以下。

因此，每个止动件82、84与其相应凹形肩部86、88在各个第二内竖直表面53、98的最上侧点处接触，分别如图3和4所示。而且如图3和4所示，阀引导件48、68在肩部86、88以下比在肩部86、88以上要宽。

当密封件42、62与所附接的保持器46、66的组件被安装在其相应的阀引导件48、68的顶部之上时，止动件82、84与阀引导件48、68上的肩部86、88阻挡接触。这样，防止了在止动件82、84之上的密封件42、62移动到阀引导件48、68上向下更远的下部位置。

可参考图3，密封件42绕止动件82弯曲，并且还沿上部外水平表面81向内凸出，从而更好地密封而不让气体沿两个表面52、57的界面通过。因此，止动件82、84防止密封件42、62与所附接的保持器46、66的组件的过度安装，从而维持在进气或排气口内的压力和发动机气体。

然而，如果过度安装的防止不是期望的，那么可不需要止动件82、84和肩部86、88，并且金属保持器46、66可沿其相应的阀引导件48、68在竖直笔直取向上设置。

然而，进一步如图4所示，对于就位的止动件84，在阀杆密封件组件60内，在阀引导件的第二外表面96处提供金属对金属夹持。该夹持表面96在止动件84以下比夹持表面76更向外。因此，阀杆密封件组件60利用增加的区域密封/夹持金属阀引导件68。

这与图1和2所示的现有技术的阀杆密封件组件10、30提供的单个夹持区域24、26形成对比。因此，利用密封42、62的弹性体特性以及保持器46、66的金属特性以密封/夹持阀引导件48、68的同时，实现了金属阀引导件48、68的这种密封/夹持。

根据专利法的规定，本发明的操作原理和模式已经通过其优选实施例进行描述和说明。然而，应当理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明还能够以除具体说明和解释外的其它方式实施。

Claims (13)

1.一种阀杆密封件组件，其包括：

弹性体密封件；

金属保持器，该金属保持器具有上部内竖直表面和下部内竖直表面，在上部内竖直表面和下部内竖直表面之间形成有连续金属止动件；以及

金属阀引导件，该金属阀引导件与弹性体密封件在金属阀引导件的第一外表面上处于弹性体对金属密封；

其中，金属保持器的下部内竖直表面与金属阀引导件的第二外表面从止动件的底部向下至金属保持器的底部处于金属对金属夹持，止动件与金属阀引导件上的肩部处于阻挡接触，以防止弹性体密封件和金属保持器的过度安装；

其中，所述金属阀引导件具有第三外表面，所述第三外表面通过金属阀引导件的第一水平表面和第二水平表面向内与金属阀引导件的第一外表面和第二外表面分离，金属阀引导件的第二外表面低于金属阀引导件的第三外表面，金属阀引导件的第三外表面并不与所述金属保持器发生任何接触，保持器的止动件处于金属阀引导件的第二水平表面的最远径向延伸部，并且所述肩部处于金属阀引导件的第二水平表面的最远径向延伸部处。

2.如权利要求1所述的阀杆密封件组件，其中金属保持器设置在弹性体密封件的侧部内。

3.如权利要求2所述的阀杆密封件组件，其中弹性体密封件附接到金属保持器的上部内竖直表面。

4.如权利要求2所述的阀杆密封件组件，其进一步包括夹紧盘簧，以在弹性体密封件上施加沿径向向内的力，从而将弹性体密封件密封到阀杆轴。

5.如权利要求2所述的阀杆密封件组件，其中弹性体密封件包括密封唇，该密封唇向下延伸，且同时在金属保持器设置在弹性体密封件的侧部内的位置的紧下方向内弯曲，以将弹性体密封件密封到阀杆轴。

6.如权利要求2所述的阀杆密封件组件，其中弹性体密封件在所述金属阀引导件的第一水平表面以下向内延伸。

7.如权利要求2所述的阀杆密封件组件，其中弹性体密封件在保持器的止动件的中心以下延伸。

8.如权利要求1所述的阀杆密封件组件，其中保持器的止动件的形状为形成在保持器内的向内指向的侧向取向的凸U形。

9.如权利要求1所述的阀杆密封件组件，其中弹性体密封件在阀杆密封件组件的顶部处设置在金属保持器的上部内竖直表面上，并且与金属保持器处于弹性体对金属密封。

10.如权利要求9所述的阀杆密封件组件，其中弹性体密封件与金属阀引导件朝向金属阀引导件的顶部处于弹性体对金属密封；

金属阀引导件的第四外表面向下至金属阀引导件的第一水平表面、与金属保持器的上部内竖直表面处于金属对金属夹持。

11.如权利要求10所述的阀杆密封件组件，其中，弹性体密封件被安装成不低于位于金属阀引导件的顶部角上的金属阀引导件的第一外表面，其中，所述金属阀引导件的第一外表面是斜面。

12.如权利要求9所述的阀杆密封件组件，其中，保持器的止动件具有从止动件的顶部至止动件的下部向外成角度的形状。

13.如权利要求9所述的阀杆密封件组件，其中，弹性体密封件包括密封唇，该密封唇向下延伸且同时从金属阀引导件的顶部紧上方向内弯曲，以将弹性体密封件密封到阀杆轴，并且金属阀引导件与弹性体密封件在金属阀引导件的顶部处处于弹性体对金属密封，其中弹性体密封件的下延伸部与位于金属阀引导件的顶部角上的金属阀引导件的第一外表面处于弹性体对金属密封，其中，金属阀引导件的第一外表面是斜面。