專利名稱：閥桿密封裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明ー種閥桿密封裝置，所述閥桿密封裝置尤其考慮了在油密封性和氣密封性方面的要求越來越高的新近發(fā)展趨勢。
背景技術：
氣門桿密封裝置或閥桿密封裝置用于多種內燃機中，例如用于轎車、貨車或摩托車的內燃機中，用于使在氣門蓋或閥蓋中循環(huán)的、為潤滑凸輪軸或類似結構所需的機油遠離燃燒室和進氣管，以及阻止高壓的廢氣或混合氣體在閥門或氣門打開時進入閥蓋。由于渦輪增壓機和壓縮機越來越多地應用在轎車中，在氣門或閥桿密封裝置面向氣缸的一端的氣體壓力明顯大于在閥蓋中的環(huán)境壓力。由此，所謂“串漏”的危險，也即氣體流過閥門導向裝置進入閥蓋并且影響閥門潤滑的危險會越來越多地存在。這例如能夠這樣引起，即，在具有用于將閥門座或吸氣或排氣區(qū)域相對閥蓋的潤滑油體積密封的唯一一個密封唇的傳統(tǒng)閥桿密封裝置中，密封唇由于較大的壓差被從閥桿上掀開，因此導致了 “串漏”。為了避免“串漏”的嘗試是通過借助較大的弾性カ將密封唇壓在閥桿上，用以相對潤滑油體積密封和阻止密封唇的掀起和“串漏”，然而這種嘗試具有的缺點在于，増大的壓力増大了摩擦，并由此隨之產生了不期望的功率損失和較大的磨損。還已知的嘗試是，通過增加用于使閥桿相對吸氣管或排氣管的氣體填充空間密封的第二密封唇來阻止“串漏”的出現。在至今已推薦的解決方案中，用于相對氣體體積密封的密封唇支承在非柔性的支承元件上，該支承元件同心地圍繞閥桿密封裝置并且閥桿密封裝置與密封座相連，用于經受氣體壓力。由此密封唇僅能補償較小的徑向間隙，因此這在閥桿和閥門導向裝置之間已經存在較小的徑向間隙時或錯移時仍然會導致“串漏”

發(fā)明內容
本發(fā)明的一些實施例通過使用ー種用于密封沿軸向移動的閥桿的閥桿密封裝置避免“串漏”，在該閥桿密封裝置中，閥桿密封裝置的能夠與閥門導向裝置相連的基體既與用于使閥桿相對潤滑油密封的第一密封唇弾性相連，也與使閥桿相對氣體密封的第二密封唇弾性相連，所述第二密封唇與第一密封唇沿軸向相間隔。這使得兩個密封唇相對與閥桿的密封座相連的密封裝置的基體的彈性連接能夠實現，跟隨在工作中出現的徑向偏移、亦即閥桿和閥門導向裝置之間的間隙，因此能夠避免閥桿的密封唇的掀起進而避免“串漏”。相對于傳統(tǒng)的解決方案，這還能使得設計用于將閥桿相對潤滑油體積密封的那個密封唇的壓カ減小。這又能減小摩擦以及明顯降低摩擦損耗。密封唇的概念在此和下面應理解成適用于密封的柔性或非柔性材料的這樣ー種幾何形狀，其適用于實現相對于另ー構件與該密封唇的相鄰的面的密封。因此，密封裝置的尤其那些與相鄰構件接觸或按照設計結構應與相鄰構件接觸的區(qū)域也可稱為密封唇。在本發(fā)明的一些實施例中，所述基體和密封唇以及所述彈性連接部分由ー種密封材料一體地構成，其中，所述彈性連接部位的弾性作用通過所述密封材料在弾性元件區(qū)域內的幾何形狀來實現。例如所述兩個密封唇通過一共同的連皮或接片部段與所述基體相連，其中，所述連皮的材料厚度設計成適合于實現所述兩個密封唇沿徑向的弾性或運動。在本發(fā)明的一些實施例中，所述用于相對于氣體體積或氣體腔室密封的第二密封唇設置在沿軸向亦即朝向所述氣體填充腔室延伸的臂上。這使得氣體體積或氣體腔室中的過壓本身有助于可能増大密封唇在閥桿上的壓緊力。與此同時，將所述密封唇以及所述臂均設置在所述彈性元件上也導致，所述密封裝置可跟隨或補償所述閥桿相對于閥門導向裝置的徑向運動或徑向錯移。在本發(fā)明的另ー實施例中，所述閥桿密封裝置還具有另ー彈性元件，該另ー弾性元件逆徑向，亦即朝向所述閥桿地將彈簧力施加在所述第一密封唇和/或所述第二密封唇上，以提高密封效果。與傳統(tǒng)的實施例相比，這樣ー種彈簧力比平常要小，因而可減少磨損。在一些其它的實施例中，閥桿密封裝置的基體被支承元件環(huán)繞，例如被一個圓柱對稱性的非弾性材料制成的元件環(huán)繞，借助該支承元件，所述基體與密封座相連或固定在密封座上。所述密封座可由閥門導向裝置自身構成或與之分離地另行構成。為了也保證相對密封座的密封，本發(fā)明的一些實施例中在基體面向閥門導向裝置ー側也具有ー個或多個密封唇。在一些實施例中，所述彈性連接部段逆軸向延伸，亦即朝閥蓋的潤滑油體積的方向延伸并至少部分地沿該方向高出所述支承元件的最上沿，用于提高閥桿密封裝置的柔性并且提高氣密性或油密性。


以下結合優(yōu)選的附圖進ー步闡述本發(fā)明優(yōu)選的實施例。在附圖中圖1顯示了按照本發(fā)明的閥桿密封裝置的實施例的局部圖。
具體實施例方式圖1顯示了處于已安裝狀態(tài)的閥桿密封裝置。所述閥桿密封裝置用于密封沿軸向2運動的閥桿4。所述閥門或氣門通常被逆向于軸向2設置的并且在此出于視圖清晰起見未顯示的裝置，例如凸輪操作。沿軸向2的運動打開ー個在軸向2延伸線上與閥桿4相連的氣門頂或閥盤，用以打開汽車發(fā)動機的燃燒室的進ロ或出口。對于氣門頂或閥盤以及其余機構，在此出于視圖清晰起見不再詳細示出和介紹，因為本領域技術人員對此已足夠了解。閥桿4被閥門導向裝置6引導，該閥門導向裝置的內徑或通孔與閥桿4的外徑相配合，并且用于實現或確定閥桿4的直線運動。由于不可避免的制造公差，在閥門導向裝置6的通孔和其密封座之間存在徑向的軸向錯位或軸偏距。此外，由于熱膨脹或由于在閥桿4和閥門導向裝置6之間必需的縫隙或由于閥桿4的磨損，也具有沿垂直于軸向2的徑向14的運動分量，也即具有徑向間隙。在圖1的局部視圖中所示的閥桿密封裝置由多個功能不同的部件構成，其中，圖1中的個別部件部分設計為一體式的，尤其由相同的密封材料構成。不言而喻地，以下進ー步闡述的不同功能的零件也可以是多構件式，用于實現按照本發(fā)明的閥桿密封裝置的其它實施例。
閥桿密封裝置首先具有基體8，該基體8用于將閥桿密封裝置與閥門導向裝置6相連。通過基體8也可以建立閥桿密封裝置與閥門導向裝置6的剛性連接。為此，在圖1中所示的實施例中，閥桿密封裝置的由基體8構成的部分具有多個其它的在密封座中的密封唇18。它們例如對于保證在閥門導向裝置6和閥桿4之間流過的氣體不流過密封座是必需的。這種氣體的路徑可以是上述“串漏”的一種可選形式并且出于相同原因不期望出現。密封唇18也可以完成的任務是，將閥桿密封裝置可靠地或在確定的位置中保持在閥門導向裝置6上。為此，各個密封唇18也可與側凹咬合，這些側凹出于圖示清晰起見沒有被示出。閥桿密封裝置朝向潤滑油體積24的方向具有密封唇10，其設計用于將閥桿4相對潤滑油體積24密封。閥桿密封裝置在軸向2上與第一密封唇10相間隔地具有第二密封唇12，其設計用于將密封桿4相對氣體體積密封，所述氣體體積位于第一密封唇10的與潤滑油體積24沿軸向相對置的ー側。作為第二密封唇12要相對于它實現閥桿4氣體密封的氣體體積通常理解為位于第二密封唇12的遠離第一密封唇10的一側的氣體。進入該體積中也就意味著有待密封的氣體可能流經閥桿4和閥門導向裝置6。為了使第一密封唇10以及第二密封唇12能夠補償閥門導向裝置6的制造公差，以及能夠跟隨閥桿4沿徑向14的運動(亦即閥桿4的徑向間隙)，第一密封唇10以及第二密封唇12通過作為彈性連接部段的弾性膜片16與基體8相連，基體8然后再與閥門導向裝置6剛性連接。在圖1所示的實施例中，彈性連接部段16通過密封材料本身構成，尤其通過密封材料的幾何形狀。所述連接部段16尤其由密封材料構成的連皮構成，該連皮將第一密封唇10和第二密封唇12與基體8相連。在此，弾性由所述連皮的幾何形狀形成，尤其通過構成連皮的密封材料的材料橫截面的合適的尺寸實現。不言而喻地，在其它實施例也可以設置備選的彈性連接元件。例如使用多構件式弾性元件，其采用螺旋板片、雙金屬彈簧或類似彈性元件。在一體式閥桿密封裝置或者其中的彈性連接部段16由密封材料構成的閥桿密封裝置的其它實施例中，顯然也可以使用不同的可發(fā)揮彈性作用的幾何形狀。例如弾性元件可以設計為曲折形、C形或具有任意其它的材料橫截面縮窄狀的結構。通過將兩個密封唇10和12借助彈性連接16連接在基體8上，閥桿4的徑向縫隙被補償了，而沒有影響第一或第二密封唇的密封作用。為了將基體8固定在閥門導向裝置6上，在圖1所示的實施例中使用一個圓柱対稱性地包圍基體8的支承元件22，借助該支承元件22，基體8連同其另外的密封唇18擠壓在圓柱對稱性的連接區(qū)域上或閥門導向裝置6的密封座上，以實現閥桿密封裝置氣密地連接。在其它的實施例中，基體8與閥門導向裝置6連接顯然也可以通過其它方式方法實現。為了進一歩提高圖1所示的實施例的氣密性，第二密封唇12還安置在從所述弾性元件或用作弾性元件的所述連皮16沿軸向突伸的臂上，因此在所述臂和基體8或連皮16之間存在側面凹缺。由此，位于氣體體積中的氣體能夠附加地將第二密封唇12壓在閥桿4上，以改善密封效果。其中，彈性元件16逆軸向2延伸并優(yōu)選地至少部分地超出支承元件22，以構成密封唇柔性彈性的支承或連接。在圖1所示的實施例中，設置完整環(huán)繞的另ー彈性元件20，用于實現第一密封唇10和/或第二密封唇12在使用壽命中近似與密封材料的制造公差無關的、確定的按壓壓力。不言而喻，在其它實施形式中也可以使用其它的彈性元件20或者取消采用其它的彈性元件20。在其它實施形式中，另ー彈性元件20的幾何位置、尤其是相對第一密封唇10和第ニ密封唇12的相對位置按照需要這樣選擇，使得例如通過另ー弾性元件20作用在第二密封唇12上的カ大于作用在第一密封唇10上的力，或者反之。圖1所示的氣門或閥門裝置尤其還可以實現，即便當供閥桿密封裝置連接用的閥門導向裝置6的連接區(qū)域的外徑相對于閥桿4的外徑的比值相對較小吋，也能采用既是油密的也是氣密的并且還僅僅具有較小的磨損和摩擦損失的閥桿密封裝置。換句話說，上述形式的閥桿密封裝置可有利地用于這樣一些氣門或閥門裝置中，其中，閥門導向裝置或其連接區(qū)域或其密封座的外徑與閥桿的外徑的比值較小，例如在1. 05至1. 2、1. 05至1. 5或1.05至2.0之間。 雖然上述實施例的描述主要是參照或結合轎車發(fā)動機進行，但很顯然這種閥桿密封裝置的其它實施例也可以用于任意其它的發(fā)動機中，例如飛機引擎、船舶引擎、模型制造發(fā)動機或類似裝置。此外，這種閥桿密封裝置也不局限于密封氣門桿。此外還能夠以有利的方式方法相對于潤滑油體積和氣體體積密封沖桿、頂桿、活塞或在循環(huán)運行中沿軸向往復運動的類似構件。附圖標記清單2 軸向4 閥桿6閥門導向裝置8 基體10第一密封唇12第二密封唇14 徑向16彈性連接部或弾性元件18其它密封唇20其它彈性元件22支承元件24潤滑油體積
權利要求
1.一種用于密封沿軸向(2)移動的閥桿(4)的閥桿密封裝置，具有 能夠與閥門導向裝置(6)相連的基體⑶； 通過彈性連接部(16)相對基體(8)彈性支承的第一密封唇(10)，設計用于使所述閥桿(4)相對潤滑油體積密封， 與所述第一密封唇(10)沿所述軸向(2)間隔的、并且通過所述彈性連接部(16)相對所述基體(8)被彈性支承的第二密封唇(12)，設計用于使所述閥桿(4)相對氣體體積密封。
2.按照權利要求1所述的閥桿密封裝置，其特征在于，所述第二密封唇(12)和所述第一密封唇(10)的彈性連接部(16)使得所述密封唇(10、12)能夠沿著或逆著與所述軸向(2)垂直的徑向(14)運動。
3.按照權利要求1或2所述的閥桿密封裝置，其特征在于，所述基體(8)和密封唇(10、12)設計為一體式的并且由密封材料構成，其中，所述彈性連接部(16)由將所述第二密封唇(12)和所述第一密封唇(10)與所述基體(8)相連的由密封材料構成的連皮(16)構成。
4.按照前述權利要求之一所述的閥桿密封裝置，其特征在于，所述第二密封唇(12)設置在從所述彈性連接部(16)沿所述軸向(2)突伸出的臂上。
5.按照前述權利要求之一所述的閥桿密封裝置，其特征在于，所述基體(8)具有至少一個其它密封唇(18)，所述其它密封唇(18)設計用于將所述閥門導向裝置(6)相對外界環(huán)境密封。
6.按照前述權利要求之一所述的閥桿密封裝置，還具有其它彈性元件(20)，所述其它彈性元件(20)在所述第一密封唇(10)和/或所述第二密封唇(12)上作用有逆所述徑向(14)朝向所述閥桿⑷的力。
7.按照前述權利要求之一所述的閥桿密封裝置，還具有圍繞所述基體(8)的、由不同于所述密封唇(10、12)材料的非彈性材料構成的支承元件(22)，該支承元件(22)設計用于將所述基體(8)固定在閥門導向裝置(6)上。
8.按照權利要求7所述的閥桿密封裝置，其特征在于，所述彈性元件(16)逆所述軸向(2)至少部分地延伸高出所述支承元件(22)的最上沿。
9.一種閥門裝置，具有 能夠沿軸向運動的閥門，其包括具有第一外徑的閥桿(4)， 具有與所述第一外徑相配合的內徑的閥門導向裝置(6)，該閥門導向裝置(6)包括具有第二外徑的連接區(qū)域，用于借助按照權利要求1至8之一所述的閥桿密封裝置密封所述閥門導向裝置；和 設置在所述閥門導向裝置(6)和所述閥桿(4)之間的按照權利要求1至8之一所述的閥桿密封裝置。
10.按照權利要求9所述的閥門裝置，其特征在于，所述第二外徑與所述第一外徑的比值在1. 05至1. 2之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于密封沿軸向(2)移動的閥桿(4)的閥桿密封裝置，其具有能夠與閥門導向裝置(6)相連的基體(8)和兩個密封唇(10、12)。相對基體(8)通過彈性連接部(16)被彈性支承的第一密封唇(10)設計用于，使所述閥桿(4)相對潤滑油體積密封，與所述第一密封唇(10)沿所述軸向(2)間隔的第二密封唇(12)設計用于，使所述閥桿(4)相對氣體體積密封，其中，所述第二密封唇(12)相對所述基體(8)也通過所述彈性連接部(16)被彈性支承。
文檔編號F16K41/04GK103032627SQ20121036403
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權日2011年9月29日
發(fā)明者J.庫爾思, J.內澤爾 申請人:Skf公司