專利名稱：具有偏移的彈性密封的層狀支承墊圈的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及用于密封開口的墊圈，尤其是涉及具有粘結到一支承件上的彈性密封的墊圈。
背景技術：
墊圈被典型地用于密封連通的兩個夾緊部件，例如進氣歧管和氣缸蓋之間的流體開口的周圍。形成這種墊圈的通常方法是利用由金屬或塑料制成的剛性支承板，該金屬或塑料形成有一個或多個與將要被墊圈密封的一個或多個開口相對應的開口。隨后，密封焊縫相對于墊圈開口澆鑄到支承件的周圍，以便密封防止流體泄漏的接頭。
在一些應用中，會發生兩個部件接頭處的開口不能很好地配合和/或可能具有不同尺寸的情形。因此，在夾緊負荷下，不均勻的力被施加到密封焊縫和/或支承件上，這將促使它們過早地損壞，從而導致保修的問題。
本發明的目的是提供一種墊圈，其克服了或極大地減小了現有技術中墊圈的上述局限性。

發明內容
本發明提供了一種具有層狀支承件的墊圈組件，該層狀支承件優選地由金屬層或板制成，它們分別形成并且隨后堆疊以及連接在一起。當這些層被堆疊并連接在一起時，該支承層中的每一個形成有一彼此同軸地對準的開口，以便提供一穿過該墊圈的開口。在每一開口的徑向外部，每一層形成有一由徑向內壁和徑向外壁包圍的圓形密封通道。該通道延伸并且至少部分穿過相應的層，這樣，在一個層的通道和另一層的通道之間存在一連通開口。該通道相對于彼此不對稱地配置，以致于一個通道的內部圓形壁在它的整個圓周附近不會與另一通道的內部徑向壁沿著該支承件開口的軸向方向對準。相同的關系存在于徑向的外壁。一彈性密封材料被澆鑄在該通道內，并且該彈性密封材料橫跨該層并通過該通道的開口連通區域合并為一體。該彈性材料在投影于一個支承層的軸向外表面上的層狀支承件的一側上形成了一個密封焊縫，該密封焊縫相對于形成在投影于另一支承層的軸向外表面下部的該層狀支承件相對側上的密封焊縫是不對稱的。
這種形成有不對稱密封通道和不對稱密封焊縫的層狀支承件使墊圈組件能夠成功地用于構件的開口被橫跨分離面加以夾緊的應用中，安裝在分離面內的墊圈本身是不對稱的。為了適應橫跨密封接頭可能出現的不對稱性，該種墊圈使密封焊縫中的一個被修整以滿足被夾緊在分離面一側上的一個構件的特殊密封需要，而另一密封焊縫被修整以滿足被夾緊的另一構件的特定需要。通過這種方式，當該密封組件在使用中被夾緊時，它不會受到因被夾緊的構件的不對稱性而導致的不平衡或不規則的負荷，而是被修整以適應這種不對稱。


圖1是根據本發明的墊圈組件的平面圖；圖2是沿圖1中的2-2線截取的放大斷面圖；圖3是密封彎曲接觸面的軌跡的示意圖，其中該兩接觸面相互疊加，并示出了它們的不對稱性；圖4是沿圖2中4-4線截取的不完整斷面圖；圖5是相似于圖3的可替換的不對稱配置的視圖；圖6是相似于圖3的另一可替換的不對稱配置的視圖。
具體實施例方式
在圖1中，根據本發明當前第一優選實施例構成的墊圈組件通常以10來指示。它包括由在第二支承層16上的第一支承層14所制成的一個層狀支承件12。雖然本發明考慮到塑料、陶瓷和其它適合的材料是制造支承層的適當材料，但是支承層14，16優選地由金屬分別構成。第一支承層14形成有至少一個開口并且已經示出了兩個開口18，它們與形成在將要被夾緊的第一構件22上的開口20相對應。第二層16形成有至少一個開口并且示出了兩個開口24，它們與開口26和第二構件28相對應。第一構件22可包括，例如內燃機的進氣歧管，并且第二構件28可包括，例如發動機的氣缸蓋，其中進氣岐管安裝到該氣缸蓋，這樣，相應的開口20，26橫跨構件22，28的分離層或分離面相連接。構件22，28的開口20，26至少關于圍繞這些開口的密封表面互不對稱。墊圈組件10以已知的方式例如螺栓連接被夾緊在構件22，28之間，并用于密封開口20，26間的接頭，以防止流體泄漏。正如下文更詳細的描述那樣，墊圈組件10被特定地設計以適應橫跨接頭的構件22，28的開口20，26之間的不對稱關系，以便提供高完整性的密封，該密封可適應由不對稱關系施加在墊圈上的負荷，而不損害密封的完整性或者施壓于支承件或使該支承件斷裂。
圖2更好地示出了，單個的支承層14，16以層壓的方式相互堆疊，并且優選地以適宜的方式，例如通過鉚釘、焊接件、粘合劑、拉伸接頭或類似方式連接。形成在支承件14，16上的開口18，24關于共同的軸A同心地對準。優選地，開口18，24具有相同的尺寸，以便該兩開口的壁關于軸A彼此軸向對準。
在每一開口18，24的徑向外部，支承層14，16各自形成有一密封通道30，32，它們環繞支承層14，16的相應開口18，24。密封通道30，32互不對稱，以致于它們僅在橫跨支承層14，16之間的分界面34彼此部分地重疊。換句話說，層14的密封通道30被配置成具有不同于另一層16的密封通道32的外形和定向，相反，通道30，32相對于第一和第二構件22，28的開口的不對稱需求呈不對稱的偏移。因此，當通道30，32橫跨分界面34部分地斷開連通時，該通道30，32的徑向內邊界壁36，37和外邊界壁38，39將不會關于它們各自的周長軸向地對準，這樣，如圖2所示，它們中的一個將相對于另一個徑向向外地或徑向向內地偏移。在當前實施例中，密封通道30，32各自呈圓形或近圓形。底部密封通道32徑向地大于上部密封通道30。此外，該上部和下部通道30，32的相應軸是偏移的，從而引起了另一程度的不對稱性。這種不對稱性是特定應用的需求的原因，在當前示例中，這種應用要求密封組件的上部和下部密封表面徑向不同并且偏移。
在單個的密封通道30，32在它們各自分離的支承層14，16中形成后，并且在層14，16連接在一起后，彈性密封材料42被澆鑄到該密封通道30，32中，以便在環繞支承件12的相應開口18，24的支承件12的相對側上形成密封焊縫44，46，以用于密封第一和第二構件22，28的相關聯的開口20，26。圖2更好地示出了，形成反向密封焊縫44，46的密封材料42形成為一個模壓件，并且該模壓件橫跨單獨的支承層14，16的密封通道30，32連接。圖2更好地示出了，密封焊縫44，46分別從密封材料42的中心部分48和它們各自的通道30，32處軸向地向外延伸至密封焊縫44，46的最外部密封接觸面50，52。密封焊縫44，46和它們的密封通道30，32通常具有相同的跟蹤軌跡，并且因此該密封焊縫44，46與通道30，32一樣是不對稱的，從而沿著密封焊縫的整個軌跡，該密封接觸表面50，52在支承件的相對側上沒有軸向地對準。該不對稱關系使密封焊縫44，46能夠適應第一和第二構件22，28的不對稱開口20，26，并且因此該密封焊縫按照第一和第二構件22，28的不對稱開口20，26的需要形成。
圖3描繪了相對的密封焊縫44，46的密封接觸表面50，52的軌跡，還進一步示出了該密封焊縫44，46的不對稱關系。可以看出，下部密封焊縫46比上部密封焊縫44具有更大的直徑，并且它們的軸是偏移的。密封焊縫接觸表面50，52之間的特定的不對稱關系將根據將要被密封的第一和第二構件22，28的配合開口20，26的不對稱關系通過特定密封應用的特別需要來決定。
如圖2所示，密封焊縫44，46中的每一個具有彼此相同或不同的斷面輪廓。該特定的輪廓可通過特定密封應用的需要來決定，其中一個描述代表了一種可能性。本領域普通技術人員將會了解到上部和下部的密封焊縫44，46的不對稱關系可被同樣地應用到需要特定密封焊縫所需要的任何斷面配置的密封焊縫中，并且不論該輪廓在密封焊縫之間是相同或不同。
用于密封焊縫44，46的彈性材料可以是現在所使用的多種有機聚合彈性材料中的任意一種，或者是將來發展的適合于特殊密封應用的材料，其中墊圈10將應用于該密封。一些這樣的例子包括橡膠，NBR(丁晴橡膠)，或其它彈性體。如果特定的應用存在需要，本發明還考慮到將兩種材料澆鑄在一起的可能性，這樣，如果需要，該密封焊縫中的一個可由不同于另一個密封焊縫的彈性材料制成，以支承不同的負荷、壓力或其它條件。
圖4示出了支承層橫跨密封通道的連接。通過在支承層14，16中引入密封通道30，32，支承材料12的內部圓環54被徑向地限定在該密封焊縫的內部，而不是通過支承層14，16的橋接部分58，60連接到主支承體56，其中該支承層14，16延伸穿過彈性密封42的主體48。橋接部分58，60由開口區域62，64(圖2)斷開，以便對于一片澆鑄的密封材料42而在支承層14，16的密封通道間建立起開口連通。
圖5和圖6分別示出了密封組件110和210的兩個示例性可替換實施例的不對稱接觸表面150，152，250，252的軌跡分別與密封焊縫144，146，244，246反向。圖5的密封焊縫軌跡是密封焊縫144，146，244，246可具有相同尺寸和外形的例子，但是它們的軸是偏移的以便該密封焊縫存在軸向的不對準以補償將被度量的構件中相應的不對準。圖6的軌跡示出了一個軌跡是圓形而另一個軌跡是非圓形的例子。當然，本領域普通技術人員可以認識到實際上不對稱密封焊縫的無數多種組合也是可能的，這受特定應用要求的影響。因此，上述實施例僅僅是多種其它不對稱焊縫配置的示例，這是本發明所考慮的。
可以理解，能實現相同功能的本發明的其它實施例，在這里被合并在最終允許的專利權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種墊圈組件，包括第一支承層；第二支承層；所述第一和第二支承層被分別形成；所述第一和第二支承層被層壓以便限定一層狀支承件；至少一個對準開口，其形成在所述支承件中；彈性密封，其形成在所述支承件上，并且其具有圍繞所述支承件一側上的所述開口的第一密封焊縫和圍繞所述支承件相對側上的所述開口的第二密封焊縫；所述密封焊縫限定了所述支承件相對側邊的軸向向外間隔開的各自密封接觸面；并且所述密封接觸表面是相互不對稱的。
2.如權利要求1所述的組件，其中所述支承件包括一向外間隔所述開口的密封通道并且所述密封形成于該密封通道中。
3.如權利要求2所述的組件，其中所述密封通道至少部分地完全穿過所述支承層延伸。
4.如權利要求3所述的組件，其中所述密封完全穿過所述密封通道延伸直至所述支承件的所述相對側。
5.如權利要求4所述的組件，其中所述密封通道包括形成在每一所述支承層中的密封通道部分，所述密封通道部分彼此連通，但彼此不對稱地被布置。
6.如權利要求5所述的組件，其中密封通道部分具有一條軌跡，該軌跡基本上與相應的密封通道部分相關聯的密封焊縫的軌跡相同。
7.如權利要求1所述的組件，其中至少一個密封接觸表面相對于所述支承件中的所述開口偏心地配置。
8.如該權利要求3所述的組件，其中所述密封作為一連續部分形成在所述支承件的所述相對側上的所述密封焊縫之間。
9.如權利要求3所述的組件，其中所述密封通道被多個橋接部分斷開。
10.如權利要求1所述的組件，其中所述支承件一側上的所述密封焊縫相對于所述支承件的相對側上的所述密封焊縫偏心地布置。
11.如權利要求1中的組件，其中所述支承件一側上的所述密封焊縫具有一條圓周形軌跡，該圓周形軌跡不同于所述支承件相對側上的所述密封焊縫的軌跡的圓周形軌跡。
12.如權利要求1所述的組件，其中所述支承件一側上的所述密封焊縫與所述支承件相對側上的所述密封焊縫具有非鏡像關系。
13.一種在橫跨分離面的兩個構件之間形成密封以密封連通橫跨該分離面的構件之間的開口的方法，其中在所述構件之間連通的開口彼此不對稱地配置，該方法包括準備一墊圈組件，該墊圈組件具有至少兩個分別形成的連接在一起以便限定一層狀支承件的支承層，該層狀支承件具有至少一個貫穿的開口，其位置與橫跨分離面而將要被密封的構件的開口的位置相對應，將一彈性密封澆鑄到該層狀支承件，以便在層狀支承件的相對側上環繞該層狀支承件的開口限定密封焊縫，該密封焊縫沿該層狀支承件的相對側軸向地向外延伸，以便限定相對的密封焊縫接觸面；其中該密封焊縫接觸面根據橫跨分離面的將要被密封的構件的開口的不對稱關系以彼此不對稱的關系形成。
14.如權利要求13所述的方法，包括鄰近于支承件中的開口穿過支承件而形成一密封通道，并且將密封澆鑄到該通道中。
15.如權利要求14所述的方法，包括支承件形成有跨過該通道延伸的橋接部分。
全文摘要
一種墊圈組件，其由至少兩個疊加在一起的支承層形成并且形成有至少一個穿過該支承件的開口，該開口與橫跨將要被密封的兩個構件的分離面的開口相對應。一彈性密封被澆鑄到該支承件，以便通過相應的與將要被密封的構件相配合的接觸面而在鄰近開口的支承件的相對側上限定一密封焊縫。該密封接觸面是橫跨支承件的互不對稱配置的接觸面，以便橫跨分離面適應與將要被密封的構件的開口相關聯的不對準。
文檔編號F02F11/00GK1809693SQ200480017435
公開日2006年7月26日 申請日期2004年5月20日 優先權日2003年5月20日
發明者E·格南德, D·J·維亞拉爾, T·M·威利斯 申請人:聯邦莫沃爾公司