帶有壓縮限制器的墊片的制作方法
【專利摘要】一種汽缸蓋墊片具有一功能層，該功能層帶有多個開口，所述開口帶有圍繞所述開口中的至少一個的壓縮焊道。該功能層還包括與壓縮焊道間隔開的多個止擋件，或壓縮限制器，用于阻止壓縮焊道在發(fā)動機體和汽缸蓋之間的完全壓平，以及用于限制壓縮焊道在發(fā)動機體的氣缸內(nèi)的點火期間以及點火間隔中的膨脹和收縮。該止擋件中的至少一個具有帶有一頂部以及在該頂部中的反向截頭圓錐形開口的大致截頭圓錐形狀。
【專利說明】帶有壓縮限制器的墊片
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明大致涉及一種用于在待夾緊在一起的兩構(gòu)件之間建立氣密密封的類型的墊片，以及更具體地涉及一種汽缸蓋墊片。
【背景技術(shù)】
[0002]在待夾緊在一起的兩構(gòu)件(例如汽缸蓋和發(fā)動機體)之間建立氣密密封時，通常使用的是一種具有一層或多層的汽缸蓋墊片。普遍地，該層(多層)中的至少一層有時是指具有一壓縮焊道的功能層，當夾置在汽缸蓋和發(fā)動機體之間時該壓縮焊道發(fā)生彈性形變從而建立氣密密封。該墊片可能還包括一個或多個間隔層，該間隔層可被構(gòu)造為支撐(backload)止擋件并限制壓縮焊道的壓縮，從而提高抗疲勞強度。可惜地是，當汽缸蓋被固定到發(fā)動機體上時，該壓縮焊道可被過度壓縮并基本壓平。如果該壓縮焊道被過度壓縮，除了失去維持氣密密封的能力，在夾緊起初或使用當中時還會在壓縮焊道的區(qū)域上形成疲勞裂紋。疲勞裂紋還可通過在氣缸內(nèi)的燃燒期間汽缸蓋的向上提升以及隨后壓縮回到墊片上的活動形成。如果形成，該疲勞裂紋最終會降低靜態(tài)墊片維持氣密密封的能力，從而縮短壽命并破壞發(fā)動機的性能。
[0003]一些墊片制造商已開始生產(chǎn)包括壓縮限制器的多層墊片，用于防止，或至少緩解壓縮焊道在汽缸蓋和發(fā)動機體之間的壓平。但是，這些壓縮限制器通常是昂貴的以及生產(chǎn)復雜的或者可能并不足以保護壓縮焊道免于壓平。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的一方面提供一種用于在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間建立密封的墊片，該墊片包括具有至少一個開口和至少一個壓縮焊道的至少一層。該至少一個壓縮焊道從一平面突出來并至少部分圍繞開口延伸。該墊片進一步包括與所述層中的至少一層整體成形并與壓縮焊道間隔開的至少一個止擋件，或壓縮限制器。該止擋件包括向上延伸至一大致平整的凸起表面的外壁，以及從凸起表面向下延伸至一較低的內(nèi)部表面的內(nèi)壁，該內(nèi)部表面在所述內(nèi)壁的圓周之間連續(xù)地延伸并相對所述凸起表面嵌入。該大致平整的凸起表面延伸穿過一封閉形狀，例如環(huán)形形狀，三角形形狀，正方形形狀，等等。該止擋件可被快速以及低成本地成形，并有效增加了層的厚度以阻止壓縮焊道的完全壓平。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該墊片是一種用于在發(fā)動機體和汽缸蓋之間建立氣密密封的汽缸蓋墊片。該功能層包括多個止擋件，各個止擋件具有帶有一頂部以及在頂部中成形的反向截頭圓錐形狀的大致截頭圓錐形狀，以產(chǎn)生一雙壁圓錐形狀。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]參考以下詳細說明并結(jié)合附圖，本發(fā)明的這些和其他特征以及優(yōu)點將易于領會，同樣地將變得更容易理解。其中:
[0007]圖1是一種典型墊片的俯視圖；
[0008]圖2是圍繞一冷卻通道開口和裝配螺栓開口的典型墊片的一部分的放大視圖；
[0009]圖3是與圖2中所示典型墊片不同的部分且包括多個止擋件的另一放大視圖；
[0010]圖4是典型墊片沿圖3中線4-4的橫截面視圖；以及
[0011]圖5是一種典型止擋件的透視以及剖視圖。
【具體實施方式】
[0012]參見附圖，其中相似的數(shù)字用來指示貫穿多個附圖中的相應部分，根據(jù)本發(fā)明的一個方面構(gòu)造的墊片20大致如圖1中所示。該典型墊片20被構(gòu)造用于在汽缸蓋(未示出)和發(fā)動機體(未示出)之間建立氣密密封，但是也可發(fā)現(xiàn)在許多其他的汽車或非汽車應用中使用，即該墊片20可被用來密封任何理想類型的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件。
[0013]該典型墊片包括具有多個缸膛開口 24的單個功能層22，該缸膛開口 24被布置并且定尺寸為與發(fā)動機體的缸膛(未示出)對應，如常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)一樣。該典型功能層22還包括多個流體通道開口 26和多個螺栓開口 28，該流體通道開口 26對應于流體通道(未示出)用于發(fā)動機冷卻劑在發(fā)動機體和汽缸蓋之間的輸送，該螺栓開口 28用于容納裝配螺栓(未示出)以連接汽缸蓋和發(fā)動機體，同樣如常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)一樣。盡管該典型墊片20僅包括單個功能層22，不包括間隔層，應當理解的是該墊片20除了該功能層22之外還可包括任意理想數(shù)量的功能和/或間隔層。該功能層22優(yōu)選由彈簧鋼成形。但是，應當領會的是該功能層可由任何適當?shù)膹椥圆牧铣尚巍?br>
[0014]該典型功能層22包括多個壓縮焊道30，每個所述壓縮焊道周向圍繞開口 24，26，28中的至少一個以彈性形變從而在汽缸蓋和發(fā)動機體之間建立氣密密封。該壓縮焊道30根據(jù)具體應用可以是半焊道或者是全焊道。該功能層22優(yōu)選包括圍繞每個缸膛開口 24和每個流體通道開口 26延伸的至少一個壓縮焊道30。
[0015]該典型功能層22還包括多個止擋件32，或壓縮限制器，該止擋件或壓縮限制器有效增加了功能層22在某些預定區(qū)域的厚度，用于限制凸起能夠壓縮的距離，無論是在汽缸蓋初始安裝到發(fā)動機體上時還是氣缸內(nèi)點火間隔中。功能層22在這些區(qū)域的有效厚度的增大具有減少在功能層22中形成疲勞裂紋的風險的作用。此外，通過阻止壓縮焊道30的完全壓平，止擋件32提高了發(fā)動機體和汽缸蓋之間的密封性。
[0016]在典型實施例中，止擋件32自壓縮焊道30開始并與其一起整體成形到功能層22中。但是，對于具有多個層的墊片，止擋件可被成形在任意理想的層中。例如，如果墊片具有一間隔層，那么止擋件既可在功能層中成形，也可在間隔層中成形。如果墊片包括不止一個功能層，那么止擋件可被成形在任意功能層中或所有功能層中。如圖3中所示，典型多個止擋件32設置為在鄰近壓縮焊道30的功能層22的預定區(qū)域中彼此非?？拷?，以有效增加功能層22僅僅在那些區(qū)域中的厚度。但是，應當領會的是，止擋件32可被成形在墊片20的任意層的任意理想的平整表面上，只要與壓縮焊道30相間隔開。例如，該止擋件32可在壓縮焊道30和其各自的開口 24，26，28之間成形和/或該止擋件32可與壓縮焊道30在開口 24，26，28的相對側(cè)間隔開。通常地，彼此靠近的止擋件32將相對彼此遠離的止擋件32提供更強的剛性。但是，該止擋件32可通過任意理想的距離彼此間隔。
[0017]現(xiàn)在參考圖5，該典型實施例的各個止擋件32具有大致截頭圓錐形狀，在該結(jié)構(gòu)的頂部帶有一反向截頭圓錐形開口，以形成一雙壁圓錐形狀。該典型雙壁圓錐形止擋件32具有大致平整的凸起表面34以及大致平整的凹陷表面36，凸起表面34具有環(huán)形形狀，凹陷表面36相對于凸起表面34是嵌入的。外壁38從功能層22的圍繞止擋件32的區(qū)域向上延伸直到凸起表面34，內(nèi)壁40從凸起表面34向下延伸直到凹陷表面36。該止擋件32的外壁38和內(nèi)壁40優(yōu)選以相對功能層22的圍繞止擋件32的部分成45度(45° )至90度(90° )之間的一夾角延伸。該構(gòu)造已被發(fā)現(xiàn)可提供理想量的剛性以對抗來自汽缸蓋響應氣缸中的點火以及點火間隔移動的力量。在運行中，止擋件32向功能層22的某些區(qū)域提供剛性，以阻止壓縮焊道30的完全壓平并限制壓縮焊道30在氣缸內(nèi)的點火期間以及點火間隔中的膨脹和收縮。例如，全壓縮凸起高度通過圖4中的虛線42表示。如圖所示，全壓縮高度相對止擋件32的平整相鄰部分凸起，由此該止擋件32阻止了壓縮焊道30的完全壓平。
[0018]該典型凹陷表面36大致是平整的并且不包括任何開孔，肋或任何其他結(jié)構(gòu)。另外地，如圖4所示，該凹陷表面36大致與功能層22鄰近止擋件32的部分相平。但是，應當領會的是，若需要，凹陷表面36可選地比功能層22鄰近止擋件32的部分更高或更低。另外，在典型實施例中，包括止擋件32的功能層22的預定區(qū)域相對功能層22的其他部分嵌入。這可能是有利的，因為有效增加了功能層22在兩側(cè)，即頂部和底部的厚度。但是，應當領會的是包括止擋件32的功能層22的預定區(qū)域可選的與功能層22的其他區(qū)域是大致平齊的或甚至是相對其凸起的。
[0019]應當領會的是止擋件32可呈現(xiàn)除了附圖和以上描述的雙壁圓錐形狀之外的形式，只要具有帶有反向凹陷的內(nèi)部區(qū)域的凸起效果即可。另外，止擋件32的凸起表面34可延伸貫穿任意理想的封閉形狀，包括，例如正方形，三角形，六角形，橢圓形或者甚至是不定形形狀。
[0020]止擋件32優(yōu)選通過沖壓或印花工藝與壓縮焊道30 —起成形。因此，止擋件32可被非?？焖俚爻尚尾⑶?guī)缀醪换蛲耆划a(chǎn)生額外的制造成本或時間。但是，應當領會的是止擋件32可選地在壓縮焊道30成形之前或之后成形，并且該止擋件32可通過任意理想的成形工藝成形。
[0021]顯然，根據(jù)以上教導，本發(fā)明的許多修正和變型是可能的，并且可不同于上述具體描述通過其他方式實施。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間建立密封的墊片，包括: 具有至少一個開口和從一平面突出來的一壓縮焊道的至少一層，并且其中所述壓縮焊道至少部分地圍繞所述開口延伸； 與所述至少一層中的至少一層整體成形并與所述壓縮焊道間隔開的至少一個止擋件；并且 所述止擋件包括向上延伸至一大致平整的凸起表面的外壁和從所述凸起表面向下延伸至一較低的內(nèi)部表面的內(nèi)壁，該內(nèi)部表面在所述內(nèi)壁的圓周之間連續(xù)地延伸并相對所述凸起表面凹陷，并且其中所述大致平整的凸起表面延伸穿過一封閉形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墊片，其特征在于，所述止擋件具有帶有反向截頭圓錐形開口的大致截頭圓錐形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的墊片，其特征在于，所述大致平整的凸起表面具有環(huán)形形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墊片，其特征在于，所述至少一個止擋件進一步限定為多個止擋件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的墊片，其特征在于，多個所述止擋件設置在所述壓縮焊道相對所述開口的相對側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墊片，其特征在于，所述至少一個壓縮焊道和所述至少一個止擋件成形于相同層上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的墊片，其特征在于，具有所述至少一個壓縮焊道和所述至少一個止擋件的所述至少一層是一功能層。
8.一種用于在汽缸蓋和發(fā)動機體之間建立氣密密封的汽缸蓋墊片，包括: 具有至少一個開口和從一平面突出來的至少一個壓縮焊道的至少一個功能層，其中所述至少一個壓縮焊道至少部分地圍繞所述至少一個開口延伸； 與所述至少一個功能層整體成形并與所述至少一個壓縮焊道以及所述至少一個開口間隔開的至少一個止擋件； 所述至少一個止擋件具有大致截頭圓錐形狀，帶有具有大致反向截頭圓錐形開口的一頂部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽缸蓋墊片，其特征在于，所述至少一個止擋件進一步地限定為多個止擋件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽缸蓋墊片，其特征在于，所述止擋件具有凸起表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的汽缸蓋墊片，其特征在于，所述止擋件的所述凸起表面具有大致環(huán)形形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的汽缸蓋墊片，其特征在于，所述止擋件具有相對所述凸起表面嵌入的凹陷表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽缸蓋墊片，其特征在于，所述止擋件與所述至少一個壓縮焊道整體成形于相同的功能層。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽缸蓋墊片，其特征在于，所述止擋件與所述至少一個壓縮焊道在所述至少一個開口的相對側(cè)間隔開。
15.一種墊片的制造方法，包括: 制備具有至少一個開口和至少部分圍繞所述至少一個開口的至少一個壓縮焊道的功能層；以及 壓制帶有一頂部以及在所述頂部中的反向截頭圓錐形開口的具有大致截頭圓錐形狀的至少一個止擋件。
【文檔編號】F16J15/08GK104471291SQ201380037336
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月18日
【發(fā)明者】邁克爾·J·戴維森, 愛德華·萊斯諾四世, 克里斯·拉弗倫茲 申請人:費德羅-莫格爾公司