CN102128265A - 密封垫片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及密封垫片。一种密封件,该密封件与使密封件能够通过多种材料成分满足性能目标要求的表面几何形状一致。相应的密封系统包括位于由构件限定的凹槽内具有表面几何形状的密封件。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于提供部件之间的密封连接的垫片和密封件。
背景技术
密封件和垫片用于各种部件中来防止流体泄漏到部件外部并防止污染物进入部件内。密封件的性能取决于密封件的几何形状和构成密封件的材料。因此,使用一种材料来满足性能目标要求的密封件几何形状可能使用其它材料就不能满足性能目标要求。示例性性能目标包括接触压力、接触宽度以及应变极限。
发明内容
密封件包括具有满足理想表面几何形状的0.2毫米轮廓误差的外表面的密封件本体。理想表面几何形状具有位于其上的第一点、第二点、第三点、第四点、第五点以及第六点。理想表面几何形状还具有第一段、第二段、第三段、第四段以及第五段,其特征在于具有第一对称平面和第二对称平面。第一对称平面在第一点处与理想表面几何形状相交,并且大体垂直于第一对称平面的第二对称平面在第六点处与理想表面几何形状相交。
第一段是具有17.50毫米半径并连接第一点和第二点的圆弧。第二段是具有1.68毫米长度并连接第二点和第三点的直线。第三段是具有2.40毫米半径并连接第三点和第四点的圆弧。第四段是具有0.66毫米半径并连接第四点和第五点的圆弧。第五段是具有2.20毫米半径并连接第五点和第六点的圆弧。
本发明提出的密封件对于至少二十五种不同弹性体成分和构成都满足性能目标要求。因此,本发明所提出的密封件提供了可在各种应用和各种工作环境中使用的标准化设计,由此消除了与现有技术密封件相关的设计和测试成本。
根据本发明的另一方面,密封件本体具有满足理想表面几何形状的0.2毫米的轮廓误差的外表面。理想表面几何形状具有位于其上的第一点、第二点、第三点、第四点、第五点、第六点以及第七点,并具有第一段、第二段、第三段、第四段、第五段以及第六段。第一对称平面在第一点处与理想表面几何形状相交,并且大体垂直于第一对称平面的第二对称平面在第七点处与理想表面几何形状相交。
第一段是具有1.220毫米长度并连接第一点和第二点的直线。第二段是具有3.000毫米半径并连接第二点和第三点的圆弧。第三段是具有1.450毫米长度并连接第三点和第四点的直线。第四段是具有1.430毫米半径并连接第四点和第五点的圆弧。第五段是具有0.645毫米半径并连接第五点和第六点的圆弧。第六段是具有1.890毫米半径并连接第六点和第七点的圆弧。
通过下面结合附图对实施本发明的最佳模式的详细描述,本发明的上述特征和优点以及其它的特征和优点将变得显而易见。
本发明提供了如下方案:
方案1. 一种密封件,包括:
具有满足理想表面几何形状的0.2毫米的轮廓误差的外表面的密封件本体;
理想表面几何形状,所述理想表面几何形状具有位于其上的第一点、第二点、第三点、第四点、第五点以及第六点,具有第一、第二、第三、第四和第五段,其特征在于,具有第一对称平面和第二对称平面,所述第一对称平面在所述第一点处与所述理想表面几何形状相交,并且大体垂直于所述第一对称平面的所述第二对称平面在所述第六点处与所述理想表面几何形状相交;
所述第一段是具有17.50毫米半径并连接所述第一点和所述第二点的圆弧;
所述第二段是具有1.68毫米长度并连接所述第二点和所述第三点的直线;
所述第三段是具有2.40毫米半径并连接所述第三点和所述第四点的圆弧;
所述第四段是具有0.66毫米半径并连接所述第四点和所述第五点的圆弧;以及
所述第五段是具有2.20毫米半径并连接所述第五点和所述第六点的圆弧。
方案2. 如方案1所述的密封件,其中,所述密封件包括弹性体。
方案3. 如方案2所述的密封件,其中,所述弹性体选自由三元乙丙橡胶、含氟弹性体、烷丙烯酸共聚物、丁腈橡胶以及乙烯丙烯酸弹性体组成的组。
方案4. 如方案1所述的密封件,其中,所述密封件本体满足在所述理想表面几何形状的0.15毫米的误差范围内。
方案5. 一种密封组件,包括:
限定凹槽的第一构件;
至少一部分置于所述凹槽中的密封件,所述密封件具有外表面,在所述密封件处于未被按压状态时,所述外表面满足理想表面几何形状的0.2毫米的轮廓误差;
理想表面几何形状,所述理想表面几何形状具有位于其上的第一点、第二点、第三点、第四点、第五点以及第六点,并具有第一段、第二段、第三段、第四段以及第五段,其特征在于,第一对称平面在所述第一点处与所述理想表面几何形状相交,并且大体垂直于所述第一对称平面的第二对称平面在所述第六点处与所述理想表面几何形状相交;
所述第一段是具有17.50毫米半径并连接所述第一点和所述第二点的圆弧;
所述第二段是具有1.68毫米长度并连接所述第二点和所述第三点的直线;
所述第三段是具有2.40毫米半径并连接所述第三点和所述第四点的圆弧;
所述第四段是具有0.66毫米半径并连接所述第四点和所述第五点的圆弧;
所述第五段是具有2.20毫米半径并连接所述第五点和所述第六点的圆弧。
方案6. 如方案5所述的密封组件,还包括按压所述密封件的第二构件。
方案7. 如方案5所述的密封组件,其中,所述密封件包括弹性体。
方案8. 如方案7所述的密封组件,其中,所述弹性体选自由三元乙丙橡胶、含氟弹性体、烷丙烯酸共聚物、丁腈橡胶以及乙烯丙烯酸弹性体组成的组。
方案9. 如方案5所述的密封组件,其中,所述第一构件是泵、油盘以及凸轮盖中的一者。
方案10. 如方案5所述的密封组件,其中,在所述密封件处于未被按压状态时,所述外表面满足所述理想表面几何形状的0.15毫米的轮廓误差。
方案11. 一种密封件,包括:
具有满足理想表面几何形状的0.2毫米的轮廓误差的外表面的密封件本体;
理想表面几何形状,所述理想表面几何形状具有位于其上的第一点、第二点、第三点、第四点、第五点、第六点以及第七点,具有第一、第二、第三、第四、第五和第六段,其特征在于,具有第一对称平面和第二对称平面,所述第一对称平面在所述第一点处与所述理想表面几何形状相交,并且大体垂直于所述第一对称平面的所述第二对称平面在所述第七点处与所述理想表面几何形状相交;
所述第一段是具有1.220毫米长度并连接所述第一点和所述第二点的直线;
所述第二段是具有3.000毫米半径并连接所述第二点和所述第三点的圆弧;
所述第三段是具有1.450毫米长度并连接所述第三点和所述第四点的直线;
所述第四段是具有1.430毫米半径并连接所述第四点和所述第五点的圆弧;
所述第五段是具有0.645毫米半径并连接所述第五点和所述第六点的圆弧;以及
所述第六段是具有1.890毫米半径并连接所述第六点和所述第七点的圆弧。
方案12. 如方案11所述的密封件,其中,所述密封件包括弹性体。
方案13. 如方案12所述的密封件,其中,所述弹性体选自由三元乙丙橡胶、含氟弹性体、烷丙烯酸共聚物、丁腈橡胶以及乙烯丙烯酸弹性体组成的组。
方案14. 如方案11所述的密封件,其中,所述外表面满足所述理想表面几何形状的0.15毫米的轮廓误差。
方案15. 如方案11所述的密封件,其中,所述理想表面几何形状包括具有第七段和第八段的特征,所述第七段平行于所述第二对称平面,第八段为直线并与所述第七段形成135度的角度。
方案16. 如方案15所述的密封件,其中,所述第七段距离所述第二平面2.200毫米。
方案17. 如方案15所述的密封件,其中,所述第七段距离所述第二平面1.850毫米。
附图说明
图1是限定凹槽的第一构件和置于凹槽内的密封件的示意性剖视图;
图2是图1的密封件在图1的横截面平面中的表面几何形状的示意图;
图3是图1的第一构件的示意性剖视图;
图4是第二构件开始与密封件接合的状态下图1的第一构件和密封件的示意性剖视图;
图5是第二构件安装到第一构件并按压密封件的状态下图4的第一构件、密封件以及第二构件的示意性剖视图;
图6是根据要求保护的本发明的另一的密封件构造的表面几何形状的示意图;
图7是具有图6所示表面几何形状的密封件的示意性侧视图;
图8是图7的密封件的保持特征的表面几何形状的示意图;
图9是图7的密封件的稳定特征的表面几何形状的示意图。
具体实施方式
参照图1,图1示意性示出了用于提供第一构件14与第二构件(在图4和图5中,示作16)之间的密封连接的垫片或密封件10。第一构件14限定密封件10的至少一部分置于其中的凹槽18。密封件10的外表面22在理想表面几何形状的0.2毫米的误差范围内,优选地满足在理想表面几何形状的0.15毫米的误差范围内。也就是说,密封件10满足理想表面几何形状的0.2毫米的轮廓误差。优选地,密封件10满足理想表面几何形状的0.15毫米的轮廓误差。密封件10的外表面22的理想几何形状关于第一对称平面26和第二对称平面30对称。
第一和第二对称平面26、30相互垂直。理想表面几何形状在平面26上的两个点34、38分隔2.52毫米,即具有理想表面几何形状的密封件10的宽度为2.52毫米。理想表面几何形状在平面30上的两个点40、42分隔7.82毫米,即具有理想表面几何形状的密封件10的高度为7.82毫米。
参照图2,理想表面几何形状的段44A连接点34与点46A,并构成特征为具有17.50毫米的半径R1的圆弧。理想表面几何形状的直线段48A连接点46A与点50A,其特征为具有1.68毫米的长度L1。理想表面几何形状的段52A连接点50A与点54A,并构成特征为具有2.4毫米的半径R2的圆弧。理想表面几何形状的段56A连接点54A与点58A,并构成特征为具有0.66毫米半径R3的圆弧。理想表面几何形状的段60A连接点58A与点40,并构成特征为具有2.20毫米半径R4的圆弧。在点40处理想表面几何形状大体平行于对称平面26。从点40到平面26的距离L2是3.91毫米。
理想表面几何形状的其余部分可由点34与点40之间的理想表面几何形状确定,因为理想表面几何形状关于平面26和30对称。更具体地,参照图4,理想表面几何形状的段44B连接点38与点46B,并构成特征为具有17.50毫米的半径的圆弧。理想表面几何形状的直线段48B连接点46B与点50B,其特征为具有1.68毫米长度。理想表面几何形状的段52B连接点50B与点54B,并构成特征为具有2.4毫米半径的圆弧。理想表面几何形状的段56B连接点54B与点58B,并构成特征为具有0.66毫米半径的圆弧。理想表面几何形状的段60B连接点58B与点40,并构成特征为具有2.20毫米半径的圆弧。
理想表面几何形状的段44C连接点34与点46C,并构成特征为具有17.50毫米半径的圆弧。理想表面几何形状的直线段48C连接点46C与点50C,其特征为具有1.68毫米的长度。理想表面几何形状的段52C连接点50C与点54C,并构成特征为具有2.4毫米半径的圆弧。理想表面几何形状的段56C连接点54C与点58C,并构成特征为具有0.66毫米半径的圆弧。理想表面几何形状的段60C连接点58C与点42,并构成特征为具有2.20毫米半径的圆弧。
理想表面几何形状的段44D连接点38与点46D,并构成特征为具有17.50毫米半径的圆弧。理想表面几何形状的直线段48D连接点46D与点50D,其特征为具有1.68毫米的长度。理想表面几何形状的段52D连接点50D与点54D,并构成特征为具有2.4毫米半径的圆弧。理想表面几何形状的段56D连接点54D与点58D,并构成特征为具有0.66毫米半径的圆弧。理想表面几何形状的段60D连接点58D与点42,并构成特征为具有2.20毫米半径的圆弧。
参照图3,密封件10设置为在标准化凹槽18内使用。凹槽18的特征在于,具有3.9毫米的宽度W和6毫米的高度H。凹槽18的侧壁不平行,而偏离1°的角度α。在要求保护的本发明的范围内密封件10可与其它凹槽构造一起使用。
参照图4和图5,在将第二构件16附连到第一构件14的过程中,第二构件16在点40处与密封件10接触。在图4中,密封件10未被按压。如图5所示,当朝向第一构件按压第二构件16时,第二构件16按压密封件10。构件16与密封件10之间的接触区域阻止流体从密封件10的一侧流到密封件的另一侧。本领域的技术人员将构想到可在要求权利的本发明的范围内利用密封件10的多种应用。例如,构件14可为泵、油盘、凸轮盖等的一部分。
如图5所示,在所示的截面中被按压的密封件10与凹槽18的侧壁之间具有间隙。在要求保护的本发明的范围内,为了将密封件10更好地保持在凹槽18中,密封件10的一部分(例如,在沿密封件长度的多个间隔的位置处)可不同于理想表面几何形状的0.2毫米的轮廓误差,以使得密封件与凹槽18的侧壁之间更大程度地接触。
参照图6,其中与图1至图5中相同的附图标记表示相同的部件,图6示意性示出了可替换的密封件10A。密封件10A的外表面22A在图6所示的另一理想表面几何形状的0.2毫米的误差范围内,优选地满足在理想表面几何形状的0.15毫米的误差范围内。也就是说,密封件10A满足理想表面几何形状的0.2毫米的轮廓误差。优选地,密封件10A满足理想表面几何形状的0.15毫米的轮廓误差。密封件10A的外表面22A的理想几何形状关于第一对称平面26和第二对称平面30对称。
第一和第二对称平面26、30相互垂直。平面26和30均分密封件10A。平面26在两个点64、68处与表面22A相交。平面30在两个点处与平面22A相交,图中仅示出了两个点中的一个点72。从平面26到点72的距离L3是3.914毫米。因此,具有理想表面几何形状的密封件10A的总高度为7.828毫米。从平面30到点68的距离L4是1.205毫米。因此,具有理想表面几何形状的密封件10A的总宽度为2.410毫米。
理想表面几何形状的段76连接点68与点80。段76是特征为具有1.220毫米的长度L5的直线。理想表面几何形状的段84连接点88与点80,并构成特征为具有3.000毫米的半径R5的圆弧。理想表面几何形状的段92连接点88与点96,其特征为具有1.450毫米的长度L6的直线。理想表面几何形状的段100连接点96与点104,并构成特征为具有1.430毫米的半径R6的圆弧。理想表面几何形状的段108连接点104与点112,并构成特征为具有0.645毫米的半径R7的圆弧。理想表面几何形状的段116连接点112与点72,并构成特征为具有1.890毫米的半径R8的圆弧。理想表面几何形状在点72处大体平行于对称平面26。密封件10A的理想表面几何形状的其余部分可由点68与点72之间的理想表面几何形状确定,因为理想表面几何形状关于平面26和30对称。
密封件10、10A的尺寸设置为:密封件10、10A在采用多种弹性材料成分时都满足多种密封性能目标。例如,密封件10、10A可包括三元乙丙橡胶(EPDM)、含氟弹性体、烷丙烯酸共聚物、丁腈橡胶(NBR)、乙烯丙烯酸弹性体等。本领域的技术人员将构想到可在要求权利的本发明的范围内利用的其它的弹性体。
参照图7,其中与图1至图6中相同的附图标记表示相同的部件,密封件10A的表面22A的特征在于保持特征120和稳定特征124,保持特征120与凹槽(图1和图3至图5所示的凹槽18)的多个壁接触从而将密封件10A保持在凹槽内,稳定特征124与凹槽的多个壁相互作用从而在将构件16组装到构件14的过程中维持密封件10的正确的方位。保持特征120和稳定特征124是密封件10A的局部加宽的部分。图6所示的密封件几何形状代表了在保持特征120与稳固特征124之间截取的任意竖直剖面位置处的密封件几何形状。
图8示意性示出了密封件10A在保持特征120最宽部分(即,截面8-8)的表面几何形状。参照图8,其中与图1至图7中相同的附图标记表示相同的部件,密封件10A在保持特征120上的外表面22A包括直线段128和132。直线段128与对称剖面30平行,直线段128与线136局部地共同延伸。段128与平面30的距离L8为2.200毫米,并由此在保持特征120的最大宽度处,密封件10A的宽度为4.400毫米。
段132与线142局部地共同延伸。线段136与线段142在点146相交。点146与对称平面26的距离L7为1.330毫米。段128和132它们之间形成135度的角度α1。表面22A的段150是在段128与132之间延伸的圆弧。段150的特征为0.500毫米的半径R9。表面22A的段154是相对于段150在段132的相对侧延伸的圆弧。段154的特征为0.500毫米的半径R10。
保持特征120包括段128、150、132以及154。密封件10A关于平面26对称,因此,保持特征120在平面26的相对侧的几何形状可由段128、150、132以及154的几何形状确定。关于平面30对称的密封件10A包括如图8所示的在平面30两侧的两个保持特征。在截面8-8中的外表面22A的剩余部分与图6所示的几何形状一致。
图9示意性示出了密封件10A在其中一个稳定特征124最宽部分(即,图7所示的截面9-9)的表面几何形状。参照图9,其中与图1至图8中相同的附图标记表示相同的部件,密封件10A在稳定特征124处的外表面22A包括直线段158和162。直线段158与对称剖面30平行,直线段158与线166局部地共同延伸。段158与平面30的距离L10为1.850毫米,并由此位于稳定特征124的最大宽度处,密封件10A的宽度为3.700毫米。
段162与线170局部地共同延伸。线166与线170在点174相交。点174与对称平面26的距离L9为1.680毫米。段158和162它们之间形成135度的角度α2。表面22A的段178是在段158与162之间延伸的圆弧。段178的特征为0.500毫米的半径R11。表面22A的段182是相对于段178在段162的相对侧延伸的圆弧。段182的特征为0.500毫米的半径R12。
稳定特征124包括段158、178、162以及182。密封件10A关于平面26对称,因此,稳定特征124在平面26的相对侧的几何形状可由段158、178、162以及182的几何形状确定。关于平面30对称的密封件10A包括在平面30两侧的两个稳定特征,如图9所示。在截面9-9中外表面22A的剩余部分与图6所示的几何形状一致。
尽管详细地描述了用于实施所述本发明的最佳模式,但熟悉本发明所属技术领域的技术人员将认识到,用于实施本发明的各种可替换设计和实施例在所附权利要求的范围内。
Claims (10)
1. 一种密封件,包括:
具有满足理想表面几何形状的0.2毫米的轮廓误差的外表面的密封件本体;
理想表面几何形状,所述理想表面几何形状具有位于其上的第一点、第二点、第三点、第四点、第五点以及第六点,具有第一、第二、第三、第四和第五段,其特征在于,具有第一对称平面和第二对称平面,所述第一对称平面在所述第一点处与所述理想表面几何形状相交,并且大体垂直于所述第一对称平面的所述第二对称平面在所述第六点处与所述理想表面几何形状相交;
所述第一段是具有17.50毫米半径并连接所述第一点和所述第二点的圆弧;
所述第二段是具有1.68毫米长度并连接所述第二点和所述第三点的直线;
所述第三段是具有2.40毫米半径并连接所述第三点和所述第四点的圆弧;
所述第四段是具有0.66毫米半径并连接所述第四点和所述第五点的圆弧;以及
所述第五段是具有2.20毫米半径并连接所述第五点和所述第六点的圆弧。
2. 如权利要求1所述的密封件,其中,所述密封件包括弹性体。
3. 如权利要求2所述的密封件,其中,所述弹性体选自由三元乙丙橡胶、含氟弹性体、烷丙烯酸共聚物、丁腈橡胶以及乙烯丙烯酸弹性体组成的组。
4. 如权利要求1所述的密封件,其中,所述密封件本体满足在所述理想表面几何形状的0.15毫米的误差范围内。
5. 一种密封组件,包括:
限定凹槽的第一构件;
至少一部分置于所述凹槽中的密封件,所述密封件具有外表面,在所述密封件处于未被按压状态时,所述外表面满足理想表面几何形状的0.2毫米的轮廓误差;
理想表面几何形状,所述理想表面几何形状具有位于其上的第一点、第二点、第三点、第四点、第五点以及第六点,并具有第一段、第二段、第三段、第四段以及第五段,其特征在于,第一对称平面在所述第一点处与所述理想表面几何形状相交,并且大体垂直于所述第一对称平面的第二对称平面在所述第六点处与所述理想表面几何形状相交;
所述第一段是具有17.50毫米半径并连接所述第一点和所述第二点的圆弧;
所述第二段是具有1.68毫米长度并连接所述第二点和所述第三点的直线;
所述第三段是具有2.40毫米半径并连接所述第三点和所述第四点的圆弧;
所述第四段是具有0.66毫米半径并连接所述第四点和所述第五点的圆弧;
所述第五段是具有2.20毫米半径并连接所述第五点和所述第六点的圆弧。
6. 如权利要求5所述的密封组件,还包括按压所述密封件的第二构件。
7. 如权利要求5所述的密封组件,其中,所述密封件包括弹性体。
8. 如权利要求7所述的密封组件,其中,所述弹性体选自由三元乙丙橡胶、含氟弹性体、烷丙烯酸共聚物、丁腈橡胶以及乙烯丙烯酸弹性体组成的组。
9. 如权利要求5所述的密封组件,其中,所述第一构件是泵、油盘以及凸轮盖中的一者。
10. 一种密封件,包括:
具有满足理想表面几何形状的0.2毫米的轮廓误差的外表面的密封件本体;
理想表面几何形状,所述理想表面几何形状具有位于其上的第一点、第二点、第三点、第四点、第五点、第六点以及第七点,具有第一、第二、第三、第四、第五和第六段,其特征在于,具有第一对称平面和第二对称平面,所述第一对称平面在所述第一点处与所述理想表面几何形状相交,并且大体垂直于所述第一对称平面的所述第二对称平面在所述第七点处与所述理想表面几何形状相交;
所述第一段是具有1.220毫米长度并连接所述第一点和所述第二点的直线;
所述第二段是具有3.000毫米半径并连接所述第二点和所述第三点的圆弧;
所述第三段是具有1.450毫米长度并连接所述第三点和所述第四点的直线;
所述第四段是具有1.430毫米半径并连接所述第四点和所述第五点的圆弧;
所述第五段是具有0.645毫米半径并连接所述第五点和所述第六点的圆弧;以及
所述第六段是具有1.890毫米半径并连接所述第六点和所述第七点的圆弧。
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