CN1751177A - 密封两个成型件之间连接的密封垫 - Google Patents

Abstract

本发明涉及密封垫(10)，特别是阀盖密封垫或气缸盖密封垫，其用于密封主要是薄壁成型件(19)和另一个成型件(17)的之间的连接，其中，密封垫(10)拥有一个弹性密封边，密封边安置在两个成型件(17，19)之间，其中弹性密封边被注塑到形状稳定的支撑框(12)的外边缘区域上。

Description

密封两个成型件之间连接的密封垫

技术背景

本发明涉及根据权利要求1特征的用于密封两个成型件的连接的的密封垫，特别是阀盖密封垫。

薄壁成型件，例如阀盖或者是内燃机气缸盖，具有为了密封和另一个成型件连接的弹性密封垫。DE 197 38 275公开了一种弹性密封垫来保证内燃机的薄壁盖子的静态密封。薄壁盖子在这里有一个带有环绕槽的环绕紧固法兰，该法兰用来容纳弹性密封垫。这里提出弹性密封垫有凸起，它用来环绕作用于紧固法兰的外缘，其中钩形边缘就可以从后面卡住紧固法兰。这样就可以实现在盖子上形状配合联接地卡紧密封垫。这个方案的缺点就是，带有钩形边缘和凸起的密封垫的结构相对复杂，并且把密封垫安装到薄壁盖子上也比较费事。这里也必须把密封垫和盖子的形状相匹配起来，由于要跟随轮廓，必须费事地把密封垫固定到盖子上。为了避免不密封，必须确保法兰从后面卡在盖子轮廓的每个点。

DE 41 25 344公开了一种金属加强的橡胶成形状密封垫来相对地密封两个通过螺栓相互压紧的成型件。密封垫由各侧环绕硫化的(umvulkanisiert)承载片组成，其中上硫化(aufvulkanisiert)橡胶层有纵向延伸的密封凸缘和围绕横穿密封垫的螺纹孔并在内部半侧上环绕的密封边。金属加强的橡胶成形密封垫特别可用来将板盖或者是类似物件密封在铸件上。它的缺点就是，金属和塑料之间的材料混和，特别是因为密封垫在通常情况下是被作为可更换件的，从而就带来了应用和回收上的难度。而且，这个材料混合还会给生产和生产费用带来负面影响。

DE 36 39 218公开了一个解决办法是，当在阀盖侧面上形成密封垫时，当在受热软化的条件下中间连接至少用一种附着介质时注塑密封垫材料。在冷却之后，密封垫就以冷却形状固定在侧面上了。阀盖的侧面同时构成为了形成密封垫必需的模具的一部分。这个密封垫简化了与阀盖的操作，因为这里没有置入跟随复杂轮廓的密封垫，并持到直到连接。但是它有一个很大的缺点，就是在分开两个成型件时，重新装入一个没有使用过的密封垫的过程很复杂，并且费事。旧的密封垫必须一点不留地从阀盖上被清除，并且一个新的密封垫必须重新在热的状态下被注塑上去。这个过程很贵并且所需要的时间很长，并且在更换密封垫的时候要非常的小心。

本发明的任务就是，提供一种密封垫，它可以很简单地更换，很简单和经济地生产，并且有更强大的功能。这个任务通过权利要求1的特征得到了解决。从属权利要求提供了合适的改进方案。

发明内容

本发明的密封垫用来密封一个基本薄壁成型件和另一个成型件之间的连接。密封垫有一个弹性密封边，该密封边被安置在两个成型件之间。弹性密封边被注塑到一个形状稳定的支撑框的外区域上。这样的密封垫特别可以用于阀盖密封垫或者是内燃机气缸盖密封垫。同样本发明的密封垫也可以被广泛地用于其他的两个部件相互密封地连接的场合。在两个成型件都有复杂的轮廓时，显示出了本发明的密封垫的优点，因为弹性密封边通过连接在形状稳定的支撑框上就保持了成型件所预定的形状，并且可以很简单快捷地被应用。优选地在同成型件靠置的贴合面的方向上，密封边具有一个椭圆形的收缩形状，而一个圆形的或者是带角的形状也是可以的。为了能够使密封边在两个成型件组装的时候能够得到压缩，它具有比形状稳定的支撑框更大的厚度。通过在两个成型件安装过程中密封边的变形，可以实现在成型件密封面上较小的不平整度的补偿，从而就可以实现两个成型件的密封面的整个区域上的紧密靠置以可靠密封。形状稳定的支撑框由牢固的非弹性的材料制成，从而使弹性的密封边可以保持预给定的形状。优选地为了保证更高的稳定性在支撑框的纵腿之间支撑框架拥有相同材料制成的连接片。这是可选的，并且对于密封垫的作用以及支承框的支撑辅助来说不是必需的。本发明的解方案法特别简化了把密封垫置入到相应成型件上的过程，因为在此不象现有技术那样软密封垫通常跟随一个成型件的密封面部分复杂的轮廓，而是通过支撑框就有该轮廓，从而弹性密封边就可以准确快速地装入轮廓中。同样还可以避免错误的装入或者是由密封垫不正确安装带来的挤压。本发明的密封垫特别适用于阀盖密封垫和内燃机气缸密封垫。它也可以象所描述的那样被用于例如空气滤清器壳体盖或者是例如机油盘密封垫。

在本发明的密封垫的优选设计中，密封边是一种弹性体，而支撑框是一种热塑性塑料。弹性部分可以是例如合成橡胶，热塑性部分可以是例如尼龙。优选地使用对于专业人员来说熟悉的材料，该材料有一定的对于腐蚀性媒介(例如：油、油脂或者是气溶胶)的抵抗性。由于密封垫的这种材料组合，通过使用合适的模具注塑就可以特别简单地把它做成象成型件密封面的复杂轮廓一样。在第一步中，在注塑模具中，形状稳定的热塑性的支撑框注塑成型；在第二步中，在支撑框的外区域上弹性密封边将被注塑成型。这样，就可以获得一个形状稳定，便于使用，而且带有一个软的具有良好密封性的外环绕密封边的密封垫。

根据本发明的密封垫的一种优选设计，支撑框具有机构以使密封垫和一个成型件可拆卸地相应连接。这个可拆卸的连接可以通过一个夹头系统(Klipssystem)，支柱或者是螺栓来实现，其中，优选的是不使用其它工件的无工具连接。这可以是，例如在支撑框上有开口，其可用于接收成型件上的相应于这个开口的弹性的钩子或者类似物。在采用这种设计的情况下，本发明的密封垫在与一个成型件一起运送到和第二成型件装配点的运输过程中，保证了密封垫不会掉落下来，并且简化在暴露的情况下，两个成型件的连接。并且，在有难度的安装位置上，不必注意在安装前密封垫出现打滑和滑落的情况。

本发明的密封垫的一个特别的实施方案是，在密封边侧面上至少有一个指示器，它用来识别在两个成型件彼此连接时放入的密封垫。在这里，指示器一般是和两个成型件的分隔面平行，并且优选由密封边的一个侧面突起(Fortsatz)构成。也可以想象，在密封边上另外再注塑一个指示器。因为现有的技术是，密封垫被安置在密封面上的成型件上的槽中，在两个成型件已经安装在一起的情况下就从外面不能分辨在两个成型件之间是否有密封垫。这样，密封垫安装的疏忽就有可能造成对发动机的一个严重的损害，这种情况可以通过这里介绍的指示器避免。通过指示器，即使是两个成型件安装在一起，也可以毫无疑问地从外面分辨，是否在两个成型件之间有密封垫。这个指示器通过至少在一个成型件上的一个相应的开口通到外面，从而形成了密封垫的一个可见的标识。

根据本发明的密封垫的一个合适的改进方案为，在支撑框上通过至少一个可拆卸的连接设有至少一个功能件。由于存在支撑框，就提供了在支撑框上安置功能件(例如，用来分离气溶胶中的油的油分离器，或者用于受控制地开启通孔的阀门，或者也可以是集成另外的功能的机构)的可能性。这些功能件可以在支撑框的内部区域，在密封边起作用的区域之内的区域，可拆卸地同支撑框连接在一起。连接可以通过螺栓，夹头，插入式接头或者是其他现有技术公知的方法来实现。

根据本发明的密封垫的另一实施方案，至少有一个功能件被直接集成到支撑框上，并且在支撑框注塑成型时直接被一同成型。在这种情况下，功能件可例如是塑料导向叶片和有导气屏的阀，它们只需要很少的费用并且在更换密封垫的时候可以被一同卸下。由于是采用的同一种材料，所以也不会给材料回收带来什么问题。同样，它也可以把用相同材料或者是不同材料制成的功能件用注塑，或者是焊接，或者是粘贴的方法不可拆卸的固定到支撑框上。

根据本发明的另一个实施方案，密封垫被置于两个成型件之间，这两个成型件通过螺纹连接彼此相应连接在一起。密封垫在各侧上环绕成型件的用于穿过螺栓的贯通开口。在密封垫的轮廓上也有密封垫开口，开口是和成型件上螺栓的开口相对应的。这就意味着，密封垫的对中和保护措施，而且是一个有利的连接的密封。

另一个对本发明的密封垫的更改方案是，密封垫的作用区域在两个成型件的螺纹连接的通孔的内侧。从而，密封边对于两个成型件之间的空间相对连接两个成型件的螺栓连接用的通孔已经进行了密封。

另一个对本发明的密封垫的变化方案是，密封垫的作用区域在通孔处在外侧绕过。从而，就形成了通孔与向外界的密封相接。附加地，贯通开口的钻孔应当单独向外面密封，以在这里不产生任何的不密封性。

本发明的一个特别的实施方案是，支撑框大部分是一块平面，在边缘上布置了弹性密封，并且支撑框具有在两个成型件之间的至少一个贯通开口。在特殊的情况下，限制两个成型件之间的贯通开口是有意义的。从而可以阻止例如机油起泡或者是含有很多机油的气溶胶通过。通过相应地设计支撑框上的至少一个贯通开口的大小和布置可以尽量减少这样的情况发生，或者是从根本上得到避免。这时，可以通过对支撑框的平面部分进行开槽，打孔或者是设有一条三维轮廓，其中可以在一个标准的注塑模具中毫无问题地来实现。

这些和其它本发明的优选的改进方案的特征除了源于权利要求，还源于说明书和附图，其中，单个特征单独或结合地实现也可用于其它领域，展示了有利的受保护的实施方式，实施方式都在这里要求保护。

附图标记

本发明的其他细节将通过简要实施例在附图中描述，附图为：

图1本发明的密封垫的等轴视图；

图2密封垫边区域的截面放大视图；

图3本发明的密封垫和一个薄壁成型件的装配等轴视图；

图4本发明的密封垫和所集成的功能件的视图。

图1显示了本发明的带有注塑在支撑框12上的弹性密封边11的密封垫10的实施方案。弹性密封边11有一个确定的外轮廓，它和与之相应的成型件的轮廓是相配合的。在密封垫10的内区域中，中间连片13被布置在支撑框12上，中间连接片可以加强整个密封垫10的稳定性。从密封垫平面出发的密封边11的高度明显超过了支撑框12的厚度，从而保证了，在两个成型件与置入的密封垫装配的时候，在其轮廓上的任何一点上密封边都是可以被压紧的。在密封边11的外圈上安置了一个指示器14。这个指示器14将通过在注塑模具中连同密封边11一起被注塑到支撑框12上。它并不意味着要中断密封边，所以在这个区域上密封效果和其他区域不会有什么不同。在支撑框的横侧上对侧布置有夹头口15。所述横向开槽形式的夹头口15各有一个横向连片16。该横向连片16用来容纳成型件之一的与此相应的保持机构。

图2显示了安装状态下的本发明的密封垫10的一个截面放大视图。与图1相应的构件将用相同的附图标记。密封边11放在一个成型件17(例如一个凸轮轴箱)上，并且在成型件17上的支承18上很容易被压紧。对应于成型件17，安置一个带有用于容纳密封边11的接收槽20的盖子19。密封边11在接收槽20的区域中被其从上面包围，这里就象在支承18中一样很容易被压紧，从而把成型件17和盖子19密封地连接起来。在盖子19和成型件17连接时，在箭头方向上，盖子19的外腿21压在了成型件17的支承18上。在图中同样可以再一次看到，密封边11和支撑框12在密封垫10的平面上的厚度是不同的。

图3显示了本发明的密封垫和一个盖子连接在一起的情况。与图1相应的构件用相同的附图标记。这个密封垫和图1所描述的密封垫是相符合的，其中密封垫10的轮廓是和盖子19的轮廓相对应的。为了把盖子19和在这里没有显示的成型件17连接在一起，在外围环绕地布置有多个通孔22。就像所示的那样，密封边从通孔22的内部半侧上(halbseitig)经过，由此就不需要对通孔22进行专门的密封。在盖子19的横侧上相对的边缘区域上各有一个保持芯轴23。这个保持芯轴23和本发明的密封垫10的夹头口15相对应。在把密封垫10沿箭头方向放到盖子19上的时候，保持芯轴23就穿过夹头口15然后卡在横向连片16上。因此盖子19就和密封垫10连接在一起了，也就不会存在以下危险，在把盖子19连同置入的密封垫10和成型件17装配时，密封垫10掉出来或者在装配过程中被损坏。如果应当在使用过一段时间后有必要对密封垫10进行更换，那就把盖子19连同固定于其中的密封垫10从成型件17上旋下螺栓并取下来，密封垫可以通过按下(Auseinanderdrücken)保持芯轴23毫无损伤地从盖子19上取下来。在环绕的外腿21的后纵侧部分上有指示器开口24，它是和密封垫10上的指示器14相对应的。从而在安装好之后，从外面也可以很容易的判断，是否装入了密封垫。盖子19在该图上是一个平顶盖子，其中它可以例如是凸轮轴箱的一个盖子，并且带有机油注入孔25。

图4显示了具有一个集成有功能件的本发明的密封垫的变型。与图1相应的构件用相同的附图标记。这里盖子19和密封垫10已经连接在一起了。为了清楚地显示，盖子用点划线在其下面部件上示出。密封垫10的轮廓在这里也是从通孔22的内侧半侧上经过，由此就不需要专门的通孔22的密封了。密封垫10的纵侧不是用连接片16，而是用连续的板26相互连接起来。板26使用的是和支撑框12相同的材料并且将在一个工作过程中与其注塑成型。在密封垫10的外端上有贯通开口27，贯通开口允许气体例如从曲轴箱流入到盖子19所包围的体积中。从通孔27流入盖子19所封闭的体积的含有机油的气体通过两个空气除油元件(Luftentlelement)28，其中可以把空气中的小油滴沉积在该空气除油元件上，并且通过板26和通孔27重新流回到下面的区域。接着，气体通过排气接口29排出盖子19所封闭的体积，并且可以被输送到例如内燃机的吸气系统中。在这个实例中，空气除油元件28作为功能件集成到密封垫10上。并且可以直接连同板26在支撑框12的生产过程中被一些注塑出来。空气除油元件28在这里是一个用于流过的气体的迷宫式密封装置，油滴沉积在导引气体的空气除油元件28的壁上。板26在这里被用来分隔盖子19所封闭的体积和成型件17在板26下面的体积来抑制流动的气体，并且隔离可能在下面的成型件体积中产生的机油飞溅。从这个角度来看，密封垫10中甚至有两个不同的功能件，一个是空气除油元件28，另一个是屏蔽板26。

Claims (10)

1.密封垫，特别是阀盖密封垫，其用于密封一个基本上薄壁的成型件和另一个成型件的连接，其中，密封垫拥有一个弹性密封边，密封边被安置在两个成型件之间，其特征在于，弹性密封边被注塑到一个形状稳定的支撑框的外边缘区域上。

2.根据权利要求1所述的密封垫，其特征在于，密封边是一种弹性材料，支撑框是一种热塑性塑料。

3.根据前述权利要求之一所述的密封垫，其特征在于，支撑框装备有将密封垫和成型件之一可拆卸地相应连接的机构。

4.根据前述权利要求之一所述的密封垫，其特征在于，在密封边侧边上至少有一个指示器，用来识别在两个成型件连接在一起时一个置入的密封垫。

5.根据前述权利要求之一所述的密封垫，其特征在于，通过至少一个可拆卸的连接，至少一个功能件被安置在支撑框上。

6.根据权利要求1至4之一所述的密封垫，其特征在于，至少有一个功能件被直接不可拆卸地集成在支撑框上。

7.根据前述权利要求之一所述的密封垫，其特征在于，两个成型件通过螺纹连接相应地彼此连在一起，密封垫从各侧绕过成型件上为了穿过螺栓的贯通开口。

8.根据权利要求1至6之一所述的密封垫，其特征在于，两个成型件通过螺纹连接相应地彼此连在一起，密封垫单侧地从内侧绕过成型件上为了穿过螺栓的贯通开口，并由此实现密封。

9.根据权利要求1至6之一所述的密封垫，其特征在于，两个成型件通过螺纹连接相应地彼此连在一起，密封垫从外侧绕过成型件上为了穿过螺栓的贯通开口。

10.根据前述权利要求之一所述的密封垫，其特征在于，支撑框的大部分是一个平面形状，弹性密封边布置在它的边缘，支撑框至少有一个在两个成型件之间的贯通开口。

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