CN107830172A - 挤压垫圈并排端裁切系统 - Google Patents

Abstract

一种挤压互锁柔性垫圈，具有第一侧，该第一侧具有将被定位在第一元件和第二元件之间的至少一个第一侧齿条和至少一个第一侧凹槽。垫圈进一步具有第二侧，该第二侧具有在挤出垫圈上的至少一个第二侧齿条和至少一个第二侧凹槽，其中当所述第一侧直接邻近第二侧，从而允许至少一个第一侧齿条与至少第二侧凹槽互锁并且沿着其连续延伸时，第一侧与所述第二侧互锁。

Description

挤压垫圈并排端裁切系统

技术领域

本发明大体上涉及一种挤压垫圈并排端裁切系统，并且更具体地，涉及一种挤压互锁柔性垫圈以及一种密封两个表面之间的接合点的方法和系统。

背景技术

弹性、可压缩的垫圈典型地使用在发动机中，例如阀盖垫圈提供汽缸盖和发动机阀盖之间的非渗透密封。垫圈可以是多层钢(Multiple Layers Steel，MLS)、固体铜或复合材料。MLS垫圈典型地包含三层钢并且接触面通常涂有橡胶类涂层，例如粘附至汽缸盖和发动机阀盖的氟橡胶。固体铜垫圈典型地使用“O形环”工艺加工，该工艺在汽缸的外周放置一段线以咬入铜中。复合垫圈可通过注塑成型制造并且可典型地由石棉或石墨制造，但更容易爆裂。此外，由于石棉的致癌问题的健康问题，石棉垫圈变得越来越稀有。新的垫圈可由室温硫化型(RTV)硅橡胶和/或橡胶涂层金属(RCM)制成。

内燃发动机是典型的水冷四冲程汽油设计并且可使用工作流体的三个回路，例如，可燃空气/燃料混合回路、水基乙二醇混合冷却剂回路、和用于润滑的机油回路。汽缸盖垫圈密封发动机的阀(摇臂)盖和汽缸盖之间的接合点。该垫圈的故障可导致油从发动机漏出，这可导致灾难性的发动机故障。

挤压垫圈可被用作阀盖垫圈，但使用当前技术的挤压垫圈要求邻接两端的手工工艺，通常通过硫化、加热或粘合工艺，这会有抵消端的风险，因此形成了潜在的泄漏路径。此外，连接挤压垫圈的两端的工艺要求精密测量连同细致地执行裁切以获得适合于安装到密封系统槽中所必须的准确长度。

发明内容

根据本发明，提供一种挤压互锁柔性垫圈，包含：

第一侧，第一侧具有将被定位在第一元件和第二元件之间的至少一个第一侧齿条和至少一个第一侧凹槽；

具有至少一个第二侧齿条和至少一个第二第一侧凹槽的第二侧，其中当第一侧直接插入第二侧时，当第一侧与第二侧重叠从而允许两侧互锁并且沿着其连续延伸时，第一侧与第二侧互锁。

在本发明的一个实施例中，互锁柔性垫圈进一步包含至少一个第二侧齿条至少与第一侧凹槽互锁，并且沿着其连续延伸。

在本发明的一个实施例中，垫圈在第一表面中的凹槽中，其中垫圈包围在第一元件的第一表面中的凹槽中并且垫圈的第一端与垫圈的第二端重叠以产生第一元件与第二元件之间的密封。

在本发明的一个实施例中，互锁柔性垫圈进一步包含齿条和凹槽随着第一元件被压到第二元件上而进一步互锁，以便将第一元件密封至第二元件。

在本发明的一个实施例中，凹槽部分的开口具有小于齿条部分的最大宽度的宽度以便阻止齿条部分从凹槽部分沿着柔性垫圈纵向解离。

在本发明的一个实施例中，当垫圈在第二纵向上压缩时，垫圈的横截面具有允许最大第一纵向移动的椭圆形状。

在本发明的一个实施例中，垫圈始终是固体并且由弹性可压缩材料形成。

在本发明的一个实施例中，弹性可压缩材料是无机聚合物、有机聚合物、共聚物、含氟聚合物、聚酯、橡胶、硅橡胶、合成橡胶和乙烯基聚合物中的至少一个。

根据本发明，提供一种密封两个表面之间的接合点的方法，包含：

将聚合物混合物、填料、活化剂、催化剂、粘合增进剂、硫化的化合物、和颜料中的至少一个装载到挤出装置中；

混合聚合物混合物、填料、活化剂、催化剂、粘合增进剂、硫化的化合物、和颜料中的至少一个以形成弹性体；

将弹性体送入挤出机；

通过模具挤出弹性体以形成垫圈；以及

将垫圈定位在第一表面中的凹槽中，其中垫圈包围在第一表面中的凹槽中并且垫圈的第一端与垫圈的第二端重叠；

将第二表面放置在垫圈和第一表面上，从而将第一表面密封至第二表面。

在本发明的一个实施例中，聚合物是无机聚合物、有机聚合物、共聚物、含氟聚合物、聚酯、橡胶、硅橡胶、合成橡胶和乙烯基聚合物中的至少一个。

在本发明的一个实施例中，方法进一步包含，加热挤出机。

在本发明的一个实施例中，挤出机至少是螺杆挤出机和柱塞挤出机。

在本发明的一个实施例中，方法进一步包含，通过模具使垫圈成型，其中模具产生具有第一侧和第二侧的垫圈，第一侧具有至少一个第一侧齿条和至少一个第一侧凹槽，第二侧具有第二侧齿条和第二侧凹槽。

在本发明的一个实施例中，方法进一步包含，随着第一表面被定位为邻近第二表面而压缩垫圈，从而随着第一表面附接到第二表面而进一步将齿条和凹槽互锁。

根据本发明，提供一种用于密封两个表面之间的接合点的系统，包含：

用于将聚合物混合物、填料、活化剂、催化剂、粘合增进剂、硫化的化合物、和颜料中的至少一个装载到挤出装置中的设备；

用于混合聚合物混合物、填料、活化剂、催化剂、粘合增进剂、硫化的化合物、和颜料中的至少一个以形成弹性体的设备；

用于将弹性体送入挤出机的设备；

用于通过模具挤出弹性体以形成垫圈的设备；以及

用于将垫圈定位在第一表面中的凹槽中的设备，其中垫圈包围在第一表面中的凹槽中并且垫圈的第一端与垫圈的第二端重叠；

用于将第二表面放置在垫圈和第一表面上从而将第一表面密封至第二表面的设备。

在本发明的一个实施例中，聚合物是无机聚合物、有机聚合物、共聚物、含氟聚合物、聚酯、橡胶、硅橡胶、合成橡胶和乙烯基聚合物中的至少一个。

在本发明的一个实施例中，系统进一步包含，用于加热挤出机的设备。

在本发明的一个实施例中，挤出机至少是螺杆挤出机和柱塞挤出机。

在本发明的一个实施例中，系统进一步包含，用于通过模具使垫圈成型的设备，其中模具使具有第一侧和第二侧的垫圈成型，第一侧具有至少一个第一侧齿条和至少一个第一侧凹槽，第二侧具有第二侧齿条和第二侧凹槽。

在本发明的一个实施例中，系统进一步包含，用于随着第一表面被定位为邻近第二表面而压缩垫圈由此随着第一表面附接到第二表面而进一步将齿条和凹槽互锁的设备。

附图说明

图1是当垫圈与其自身重叠时邻近其自身的挤压互锁柔性垫圈的横截面图；

图2是与其自身互锁的挤压互锁柔性垫圈的横截面图；

图3是邻近插入在壳体中的自身并邻近盖的挤压互锁柔性垫圈的横截面图；

图4是邻近插入在壳体中的自身的挤压互锁柔性垫圈的俯视图；

图5是图4的放大图，进一步示出了插入在壳体中的互锁柔性垫圈的细节。

具体实施方式

参照附图，其中相同的附图标记指代遍及多个附图的相同部分，图1举例说明了邻近其自身的挤压垫圈。为了说明的目的，垫圈10被示出由中心线平面11分成两部分。垫圈10的第一侧10A被示出邻近垫圈10的第二侧10B。垫圈10的第一侧10A具有齿条16和凹槽18。垫圈10的第二侧10B也可具有齿条12和凹槽14。凹槽14、18的数量将通常是比齿条12、16的数量少一个，并且凹槽和齿条的数量可随着影响适当的密封所需的垫圈的尺寸而变化。

密封条10通过挤压过程产生以保证其形状的均匀一致性，并因此具有与其自身互锁以产生密封的能力。垫圈10可以是任何弹性可压缩材料，例如，无机聚合物、有机聚合物、共聚物、含氟聚合物、聚酯、橡胶、硅橡胶、合成橡胶、乙烯基聚合物、或乙烯的三元共聚物、丙烯酸甲酯和硫化点单体，又称

现参照图2，垫圈10被物理地定位为靠近其自身以致垫圈10的第一侧10A与第二侧10B互锁。第一侧的肩部20在齿条12的弧形肩部边缘的上面。齿条12的第一齿条边缘24直接地邻接凹槽18并且齿条16的第二齿条边缘26直接地邻接凹槽14以形成互锁。

现参照图3，垫圈10被放置在围绕第一元件32的周边的通道30中。通道30将具有接合垫圈10的部分的内表面33，垫圈10可在之后将第一元件32密封至第二元件34，二者直接邻接彼此。而且，在该实例中，当第二元件34被粘附至第一元件32时，第二元件34将施加向下压力至垫圈10上，导致垫圈在横向上膨胀。膨胀将导致齿条和凹槽彼此进一步互锁。此外，垫圈10的齿条12、16非相邻的侧部可变形并且紧贴通道30的内壁33，进一步形成密封。

现参照图4和5，垫圈10在第一元件32的通道30中并被示出通过具有第一端13和第二端15的垫圈而与其自身重叠。第一侧10A的肩部20与弧形的肩部22接合，并且为了定位的目的，齿条12的第一齿条边缘24和齿条16的第二齿条边缘26被示出为隐藏线。

为了创建挤压垫圈10，可使用挤压工艺。材料的混合物首先被装载到挤压装置(未示出)中。材料的混合物可包括聚合物混合物、填料、活化剂、催化剂、粘合增进剂、硫化的化合物、和颜料。聚合物混合物形成垫圈10的弹性可压缩材料并且可以是，例如，无机聚合物、有机聚合物、共聚物、含氟聚合物、聚酯、橡胶、硅橡胶、合成橡胶和乙烯基聚合物。填料被添加首先以提供强化以及其次以降低成本。活化剂可控制聚合过程的速度和排序。催化剂加速垫圈的硫化。改进它们的水平可控制流化速度和弹性体性质。粘合增进剂通常被添加至化合物中以增加它的不同组分之间的粘合强度。硫化的化合物可被添加以形成交联并且将根据产生的弹性体的类型而变化。颜料被添加以产生期望颜色的垫圈。

上述原料被混合以形成弹性体。弹性体被之后装入挤出机中，其通过模具推出弹性体以形成垫圈。模具本质上成型为具有上述的齿条、凹槽、肩部、和弧形的肩部以产生互锁垫圈10。

挤出机可以例如，是螺杆挤出机和柱塞挤出机，其可被选择性地加热以辅助挤压工艺。螺杆挤出机具有封装在料桶中的螺杆，通过机械装置转动的螺杆。弹性体首先通过料斗被装入料桶中并且之后通过螺杆被迫使在料筒中往下，同时增加热(由剪切作用和通过加热的料桶和螺杆创建的)。在料桶的端部，在挤出机头中，材料通过模具被挤出。柱塞挤出机需要弹性体滚动和加热，通常通过将其放置在热水浴中或直接将其研磨。该滚动体之后被放置在柱塞的缸体壳中。包含模具的挤出机的头被之后锁在位于挤出机的前部的适当位置中并且柱塞向前旋转，迫使垫圈退出模口。

本发明已经以举例说明的方式描述，并且应该理解的是，已经使用的术语旨在具有说明性而非限制性的词语的性质。本发明的根据上述技术的多个改进和变化是可能的，并且本发明除了如具体描述的之外可被实践。

Claims (20)

1.一种挤压互锁柔性垫圈，包含：

第一侧，所述第一侧具有将被定位在第一元件和第二元件之间的至少一个第一侧齿条和至少一个第一侧凹槽；

具有至少一个第二侧齿条和至少一个第二第一侧凹槽的第二侧，其中当所述第一侧直接插入所述第二侧时，当所述第一侧与所述第二侧重叠从而允许所述两侧互锁并且沿着其连续延伸时，所述第一侧与所述第二侧互锁。

2.根据权利要求1所述的互锁柔性垫圈，进一步包含所述至少一个第二侧齿条至少与所述第一侧凹槽互锁，并且沿着其连续延伸。

3.根据权利要求1所述的互锁柔性垫圈，其中所述垫圈在第一表面中的凹槽中，其中所述垫圈包围在所述第一元件的所述第一表面中的所述凹槽中并且所述垫圈的第一端与所述垫圈的第二端重叠以产生所述第一元件与所述第二元件之间的密封。

4.根据权利要求1所述的互锁柔性垫圈，进一步包含所述齿条和所述凹槽随着所述第一元件被压到所述第二元件上而进一步互锁，以便将所述第一元件密封至所述第二元件。

5.根据权利要求1所述的互锁柔性垫圈，其中凹槽部分的开口具有小于齿条部分的最大宽度的宽度以便阻止所述齿条部分从所述凹槽部分沿着所述柔性垫圈纵向解离。

6.根据权利要求1所述的互锁柔性垫圈，其中当所述垫圈在第二纵向上压缩时，所述垫圈的横截面具有允许最大第一纵向移动的椭圆形状。

7.根据权利要求1所述的互锁柔性垫圈，其中所述垫圈完全是实心的并且由弹性可压缩材料形成。

8.根据权利要求5所述的互锁柔性垫圈，其中所述弹性可压缩材料是无机聚合物、有机聚合物、共聚物、含氟聚合物、聚酯、橡胶、硅橡胶、合成橡胶和乙烯基聚合物中的至少一个。

9.一种密封两个表面之间的接合点的方法，包含：

将聚合物混合物、填料、活化剂、催化剂、粘合增进剂、硫化的化合物、和颜料中的至少一个装载到挤出装置中；

混合所述聚合物混合物、所述填料、所述活化剂、所述催化剂、所述粘合增进剂、所述硫化的化合物、和所述颜料中的至少一个以形成弹性体；

将所述弹性体送入挤出机；

通过所述模具挤出所述弹性体以形成垫圈；以及

将所述垫圈定位在第一表面中的凹槽中，其中所述垫圈包围在所述第一表面中的所述凹槽中并且所述垫圈的第一端与所述垫圈的第二端重叠；

将第二表面放置在所述垫圈和所述第一表面上，从而将所述第一表面密封至所述第二表面。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述聚合物是无机聚合物、有机聚合物、共聚物、含氟聚合物、聚酯、橡胶、硅橡胶、合成橡胶和乙烯基聚合物中的至少一个。

11.根据权利要求9所述的方法，进一步包含，加热所述挤出机。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述挤出机至少是螺杆挤出机和柱塞挤出机。

13.根据权利要求9所述的方法，进一步包含，通过所述模具使所述垫圈成型，其中模具产生具有第一侧和第二侧的所述垫圈，所述第一侧具有至少一个第一侧齿条和至少一个第一侧凹槽，所述第二侧具有第二侧齿条和第二侧凹槽。

14.根据权利要求9所述的垫圈，进一步包含，随着所述第一表面被定位为邻近所述第二表面而压缩所述垫圈，从而随着所述第一表面附接到所述第二表面而进一步将所述齿条和所述凹槽互锁。

15.一种用于密封两个表面之间的接合点的系统，包含：

用于将聚合物混合物、填料、活化剂、催化剂、粘合增进剂、硫化的化合物、和颜料中的至少一个装载到挤出装置中的设备；

用于混合所述聚合物混合物、所述填料、所述活化剂、所述催化剂、所述粘合增进剂、所述硫化的化合物、和所述颜料中的至少一个以形成弹性体的设备；

用于将所述弹性体送入挤出机的设备；

用于通过模具挤出所述弹性体以形成垫圈的设备；以及

用于将所述垫圈定位在第一表面中的凹槽中的设备，其中所述垫圈包围在所述第一表面中的所述凹槽中并且所述垫圈的第一端与所述垫圈的第二端重叠；

用于将第二表面放置在所述垫圈和所述第一表面上从而将所述第一表面密封至所述第二表面的设备。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述聚合物是无机聚合物、有机聚合物、共聚物、含氟聚合物、聚酯、橡胶、硅橡胶、合成橡胶和乙烯基聚合物中的至少一个。

17.根据权利要求15所述的系统，进一步包含，用于加热所述挤出机的设备。

18.根据权利要求15所述的系统，其中所述挤出机至少是螺杆挤出机和柱塞挤出机。

19.根据权利要求15所述的系统，进一步包含，用于通过所述模具使所述垫圈成型的设备，其中所述模具使具有第一侧和第二侧的所述垫圈成型，所述第一侧具有至少一个第一侧齿条和至少一个第一侧凹槽，所述第二侧具有第二侧齿条和第二侧凹槽。

20.根据权利要求15所述的系统，进一步包含，用于随着所述第一表面被定位为邻近所述第二表面而压缩所述垫圈由此随着所述第一表面附接到所述第二表面而进一步将所述齿条和所述凹槽互锁的设备。