專利名稱：具有梯形橫截面的環(huán)狀密封件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體地涉及一種用于密封孔內的零件的環(huán)狀密封件。
背景技術：
在各個汽車或工業(yè)應用中，流體可能經常被提供在構件或構件殼體內，所述流體可潤滑和/或冷卻內部構件。這樣的構件或殼體可通常具有接合點，在所述接合點處軸、 桿、探針或其他構件可聯(lián)接所述殼體，或延伸穿過所述殼體。在這些情形中，經常在各個匹配零件之間使用密封件，以阻止流體從零件界面之間漏出。例如，在汽車應用中，溫度探針通常延伸穿過構件殼體，例如在冷卻劑系統(tǒng)中，且被配置為測量系統(tǒng)內的冷卻劑的溫度。此外，在一些應用中，工業(yè)標準密封件(例如O型環(huán))不符合現(xiàn)有的幾何形狀。需要有環(huán)繞溫度探針的密封件，以阻止冷卻流體從探針殼體界面泄露出。

發(fā)明內容
一種用于在圓柱狀探針以及孔之間密封的環(huán)狀密封件，其包括具有第一接觸高度的徑向向內密封部分、具有第二接觸高度的徑向向外密封部件，且所述第一接觸高度大于所述第二接觸高度。在實施例中，所述第一接觸高度可為所述第二接觸高度的至少兩倍。該密封件還可包括垂直加載部分以及在所述垂直加載部分和所述徑向向外密封部分之間延伸的傾斜變形部分。所述垂直加載部分可被配置為和圓柱狀探針的一部分鄰接，且這樣的接觸可被用于在安裝期間迫使所述密封件進入所述孔的一部分中。該垂直加載部分還可包括倒圓部分，其從表面輪廓過渡進入所述徑向向內密封部分中。在實施例中，所述變形部分可被配置為當徑向壓縮載荷被施加至所述密封件時向外成弓形(bow outward)。在實施例中，該密封件可環(huán)繞所述探針的軸線，且可關于垂直于所述探針軸線的平面對稱。附加地，在實施例中，該密封件可包括位于向內部分的壓力增加特征。所述特征可包括球狀凸起，其可和所述向外密封部分相對。在實施例中，該密封件可被用在裝配件中，以阻止探針和設置在殼體內的孔之間的流體流動。該孔可被配置為接收所述探針，且可包括增大的空腔以接收該密封件。在實施例中，該孔的增大的空腔可包括位于該空腔的接收端部上的斜坡，在此處所述密封件的面向孔的密封部分可被配置為延伸完全超過所述斜坡。在實施例中，該探針可包括溫度感測探針，其被配置為監(jiān)測容納在所述殼體內的流體的溫度。當結合附圖時，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢以及其他特征和優(yōu)勢從下文中用于實施本發(fā)明的最佳模式的詳盡描述中是輕易地明顯的。


圖I是位于柱狀零件內的環(huán)狀密封件的透視視圖。圖2是位于柱狀零件和匹配孔之間的環(huán)狀密封件的實施例的橫截面視圖。
圖3是圖2中標示有“圖3”的區(qū)域的放大視圖。圖4是環(huán)狀密封件的實施例的部分橫截剖面。圖5是具有壓力增加特征的環(huán)狀密封件的實施例的部分橫截剖面。圖6A-6B是在徑向壓力下的圖2中的環(huán)狀密封件的視圖。
具體實施例方式參見附圖，其中相似的附圖標記被用于表明各個視圖中相似或相同的構件，圖I 示出了環(huán)繞探針12布置的示例性密封件10。如圖所示，探針12可具有總體柱狀的形狀， 但是，也可使用其他具有不同橫截剖面的探針，且密封件10可被類似地改動，以適應這種幾何形狀。如圖2中總體地所示，密封件10可被用來例如創(chuàng)建探針12和構件或殼體14之間的流體屏障，所述構件或殼體14包括適于收納探針12的孔16。在實施例中，該探針12 可為溫度探針，其被用于監(jiān)測構件殼體14內的流體或零件的溫度。示例性構件和/或殼體可包括而不限于，發(fā)動機缸體、變速器殼體、動力傳動系差速器、電池殼體、和/或散熱器組件。為了在探針/孔界面內收納該密封件，可將密封件-空腔18設置在所述孔16的輪廓內。該密封件-空腔18可為孔16的一部分，其較所述探針12的本體徑向要大，且適于接收密封件10的徑向寬度。如圖2和圖3中總體地示出，密封件-空腔18可包括接收端部20，密封件10可通過所述接收端部20而被插入。在實施例中，為了便于密封件的插入， 密封件-空腔18的接收端部20可包括斜面22，其被配置為將密封件10引導入孔16內。 在實施例中，探針12可包括一特征，例如脊部或面24，其被配置為接觸密封件10，且迫使所述密封件進入所述密封件-空腔18中。在實施例中，該密封件10可環(huán)繞所述探針12，且還可關于中心軸線26對稱。如圖 3更清晰地示出，密封件10可總體地包括被配置為和探針12接觸的第一密封部分28、被配置為和孔16接觸的第二密封部分30。在此使用時，每一個“密封部分”都可被限定為可使用足夠的力和相應的探針或孔接觸以阻止流體流動的密封件的區(qū)域。在實施例中，第一或面向探針的密封部分28可總體地被徑向向內引導，或朝向軸線26引導，而第二或面向孔的密封部分30可總體地被徑向向外，或遠離軸線26引導。圖4還示出了諸如在圖1-3中提供的密封件的密封件10的實施例的橫截剖面32。 如圖所示，密封件10可包括面向探針的密封部分28以及面向孔的密封部分30。每一個密封部分28、30都可具有相應的接觸高度34、36。在實施例中，面向探針的密封部分28的接觸高度34 (即面向探針的接觸高度)可較面向孔的密封部分30的接觸高度36 (即面向孔的接觸高度)要大。示例性地，且非限制地，面向探針的接觸高度34可為面向孔的接觸高度36的2至10倍大。密封件10還可包括垂直加載部分38，其可接觸探針12的所述特征，例如面24。在安裝期間，該垂直加載部分38可從探針12接收壓力或力40，其可幫助迫使密封件進入密封件-空腔18中。在實施例中，該垂直加載部分38可包括倒圓部分42，其過渡進入面向探針的密封部分28。在實施例中，倒圓部分42可被配置為和探針12的一部分的相應的倒圓部分相匹配，如圖2所示。密封件10還可包括傾斜變形部分44，其在垂直加載部分38和面向孔的密封部分30之間延伸。
再次參照圖2，在實施例中，該密封件可被對齊在水平平面46上，所述水平平面46 和探針12的中心軸線26垂直。如圖2總體地示出，密封件10可關于所述水平平面46對稱，這可允許密封件10在裝配/安裝過程中被翻轉。盡管對完全實現(xiàn)本發(fā)明的全部利益來說不必須，這樣的可翻轉性質可促進更魯棒的制造過程，因為在密封件安裝期間需要對密封件的方向性付出更少的注意。因此，如圖4中所示，面向探針和面向孔的密封部分28、30 的每一個都可被垂直地設置中心在水平平面46上。類似地，可能存在有對稱的垂直加載部分38、48，以及位于平面46的每一個相對側面上的傾斜變形部分44、50。在實施例中，部分 44,50可和孔斜面22協(xié)作，以降低必須的安裝力。在另一個實施例中，如圖5中總體地所示，密封件10的橫截面32可包括位于面向探針的密封部分28上的壓力增加特征52。在實施例中，該壓力增加部分52可包括球狀凸起54，其和面向孔的密封部分30相對。當密封件被布置為處在徑向壓力下時，例如當其被布置在探針12和孔16之間時，該特征可作用以用于增加孔14和密封件10之間的接觸壓力。在實施例中，密封件10可由一種或多種材料構造而成，所述材料能夠實現(xiàn)一定程度的彈性變形或柔量(compliance)，且還可抵抗發(fā)生壓縮永久變形。在實施例中，密封件10的材料選擇可適于在高溫環(huán)境中使用，例如在汽車動力傳動系中或緊靠汽車動力傳動系使用。在實施例中，該材料也可適合用作熱絕緣和/或電絕緣體，其可協(xié)助將諸如溫度探針的探針從匹配孔隔離開。用于冷卻劑系統(tǒng)應用的示例性材料選擇可包括三元乙丙 (ethylene propylene diene monomer,即EPDM)橡膠,示例性地,例如過氧化物硫化處理后的EPDM橡膠。圖6A和6B示出了在可變的徑向壓縮載荷60、62下變形的密封件10，所述載荷60、 62可被施加在探針12和孔16之間。如圖所示，傾斜變形部分44、50可隨著壓縮載荷的增加而向外彎曲。在實施例中，變形部分44/50的初始傾斜性質允許加載期間的向外的變形， 而最小化和探針12的面24或和孔16的斜面22的進一步接觸。如可理解的，和面24或斜面22的附加接觸可對可不希望地將探針12推出孔16的垂直載荷有所貢獻。在實施例中， 可變徑向壓縮載荷60、62可例如由零件公差的不一致、卡合壓力的應用、或是通過探針、孔和/或密封件的熱膨脹所造成。盡管已經對用于實施本發(fā)明的最佳模式進行了詳盡的描述，對本發(fā)明所涉及的領域熟悉的技術人員將辨識出在所附的權利要求內用于實施本發(fā)明的各種可替換設計和實施例。所有方向參照(例如，上部、下部、向上、向下、左邊、右邊、向左、向右、之上、之下、垂直和水平)僅用于說明的目的，以幫助讀者對本發(fā)明的理解，而不形成限制，特別是對位置、取向以及本發(fā)明的使用。應將包含在上述描述或在附圖中示出的全部內容理解為僅作說明目的，而非限制性的。
權利要求
1.一種用于在圓柱狀探針和孔之間密封的環(huán)狀密封件，所述密封件包括徑向向內密封部分，其具有第一接觸高度；徑向向外密封部分，其具有第二接觸高度，所述第一接觸高度大于所述第二接觸高度垂直加載部分；和傾斜變形部分，其在所述垂直加載部分和所述徑向向外密封部分之間延伸。
2.如權利要求I所述的環(huán)狀密封件，其中所述密封件環(huán)繞軸線，且關于和所述軸線垂直的平面對稱。
3.如權利要求I所述的環(huán)狀密封件，其中所述向內部分包括壓力增加特征部。
4.如權利要求3所述的環(huán)狀密封件，其中所述壓力增加特征部包括和所述向外密封部分相對的球狀凸起。
5.如權利要求I所述的環(huán)狀密封件，其中所述第一接觸高度是所述第二接觸高度的至少兩倍。
6.如權利要求I所述的環(huán)狀密封件，其中所述垂直加載部分被配置為接觸所述圓柱狀探針的一部分。
7.如權利要求6所述的環(huán)狀密封件，其中所述垂直加載部分被配置為使得與所述探針的接觸迫使所述密封件進入所述孔的一部分內。
8.如權利要求I所述的環(huán)狀密封件，其中所述垂直加載部分包括倒圓部分，其過渡至所述徑向向內密封部分。
9.如權利要求I所述的環(huán)狀密封件，其中所述變形部分被配置為當徑向壓縮載荷被施加至所述密封件時向外成弓形。
10.一種用于阻止探針和設置在殼體內的孔之間的流體流動的組件，所述組件包括探針；殼體，其包括被配置為接收所述探針的孔，所述孔還包括被配置為接收密封件的增大的空腔；和環(huán)狀密封件，其位于所述孔的所述增大的空腔內，所述環(huán)狀密封件包括具有第一接觸高度的面向探針的密封部分、具有第二接觸高度的面向孔的密封部件，所述第一接觸高度大于所述第二接觸高度。
全文摘要
一種用于在圓柱狀探針以及孔之間密封的環(huán)狀密封件，其包括具有第一接觸高度的徑向向內密封部分、具有第二接觸高度的徑向向外密封部件，其中所述第一接觸高度大于所述第二接觸高度。該密封件還包括垂直加載部分以及在所述垂直加載部分和所述徑向向外密封部分之間延伸的傾斜變形部分。
文檔編號F16J15/06GK102588591SQ201210009798
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權日2011年1月13日
發(fā)明者C.E.方維勒 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司