密封组件的制作方法
【专利摘要】一种设备配置为用于密封面板中的孔的设备。所述面板具有在面板一侧的第一表面和在面板另一侧的第二表面。设备包括套管和密封构件。套管包括具有第波纹管的第一部分、具有第二波纹管的第二部分和将第一部分和第二部分互连的第三部分。密封构件操作性地连接到套管的第三部分且配置为使得，在套管的第三部分处在孔中时，密封构件接触面板，以形成在孔周围的至少一个密封部。
【专利说明】密封组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及密封件，其对面板中的孔进行密封，所述孔中有轴延伸穿过。
【背景技术】
[0002]机动车辆通常包括仪表板、将发动机舱与乘客车厢分开的舱壁。转向轴穿过仪表板中的孔以将在发动机舱中的转向装置(steering gear)连接到转向轮(其在乘客车厢中)。密封件通常用在仪表板和轴之间以防止噪声、气体、水和碎屑从发动机舱经由仪表板中的孔进入乘客车厢。
【发明内容】
[0003]提供一种用于密封面板中的孔的设备，所述面板具有在面板一侧的第一表面和在面板另一侧的第二表面。设备包括套管和密封构件。套管包括具有第波纹管的第一部分、具有第二波纹管的第二部分和将第一部分和第二部分互连的第三部分。密封构件操作性地连接到套管的第三部分且配置为使得，在套管的第三部分处在孔中时，密封构件接触面板，以形成在孔周围的至少一个密封部。
[0004]密封构件提供孔周围的密封，同时套管提供延伸通过所述孔的轴周围的密封。轴通过套管的安装会要求套管的一部分相对于面板重新定位。本文提供的设备有助于轴的安装，因为波纹管将轴安装期间通过套管的运动产生的载荷与密封构件分离，由此保持密封构件相对于面板的位置且由此增加密封构件的效力。
[0005]在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是不受力的状态下密封设备的示意性截面侧视图；和
[0007]图2是图1的密封设备的示意性截面侧视图，转向轴延伸穿过其中。
【具体实施方式】
[0008]参见图1，面板10具有在第一侧18的第一表面14和在第二侧26的第二表面22。面板10限定了圆形孔30，所述圆形孔从第一表面14延伸穿过面板10达到第二表面22。在所示实施例中，面板10是机动车辆34的一部分且将发动机舱(在第一侧18)与乘客车厢(在第二侧26)分开。孔30用于容纳转向轴(在图2的38所示)，所述转向轴从发动机舱延伸到乘客车厢。密封设备42配置为将孔30密封且由此防止或限制噪声、碎屑、和水通过孔30传递，同时允许转向轴38穿过。
[0009]密封设备42包括套管(boot)46，其具有第一部分50、第二部分54和第三部分58。第一部分50包括第一波纹管62。第二部分54包括第二波纹管66。第三部分58延伸穿过孔30且将第一部分50和第二部分54互连。[0010]密封设备42还包括密封构件70，所述密封构件操作性地连接到套管46的第三部分58。密封构件70配置为使得，在套管46的第三部分58设置在孔30中时，密封构件70接触面板10以形成在孔30周围的至少一个密封部74。
[0011]套管46是大致圆柱形的，但是可以在本发明的范围内采用其他形状。例如，套管46可以是圆锥形或截头圆锥形的。套管46如图1所示是处在不受力的状态下。在不受力的状态下，波纹管62、66轴对称，即关于轴线Al对称。
[0012]套管46限定了腔室78。套管46的第一部分50在面板10的第一侧18限定了腔室78的第一开口 82。套管46包括轴承86，所述轴承操作性地连接到套管46的第二部分54。轴承86在面板10的第二侧26限定了腔室78的第二开口 90。更具体地，在所示实施例中，轴承86包括塑料支撑构件88，其限定孔或圆柱形孔89。低摩擦O型环或轴衬93在孔89周围的沟槽中安装到塑料支撑构件88且限定了第二开口 90。
[0013]转向轴可延伸通过第一和第二开口 82、90和腔室78，如图2所示。图2显示了具有延伸穿过第一和第二开口 82、90的转向轴38的密封设备42。参见图2，其中相同的附图标记指示与图1中相同的部件，车辆34包括转向装置组件94，其操作性地连接到转向轴38且包括壳体98。
[0014]为了将转向轴38与密封设备42接合，转向轴38通过第一开口 82从发动机舱插入(在面板10的第一侧18)且进入腔室78。转向装置组件94随转向轴38运动，且壳体98接触套管46的第一部分50。在转向轴38进一步运动到腔室78中时，壳体98压缩第一波纹管62，且第一部分50形成抵靠壳体98的密封部102。在该过程中第一波纹管62使得密封构件70与从壳体98传递到密封设备42的载荷脱开；因此，壳体98与密封设备42的配合将不会极大地影响密封构件70和面板10之间形成的密封部74。
[0015]轴承86必须相对于面板10和转向轴38运动以便充分地对准转向轴38，以允许转向轴38延伸穿过第二开口 90。第二波纹管66实现轴承86相对于面板10的运动而没有将任何最终载荷显著地传递到密封构件70。因而，轴承86在不影响密封构件70和面板10之间形成的密封部74的情况下可动。
[0016]如图2所示，轴承86的运动在第二波纹管66上造成应力，而在套管46的第二部分54中存在弹性材料应变。为了维持轴承86相对于轴38的位置，第一紧固元件106相对于轴承86安装。第二紧固元件110相对于转向装置组件94安装。一旦转向轴38充分地延伸通过第二开口 90则第一紧固元件106与第二紧固元件110接合；因此，第一和第二紧固元件106、110限制套管46的第二部分54和轴承86相对于转向轴38的运动且保持波纹管66中的弹性应变。
[0017]第一和第二紧固元件106、110配置为在转向轴38充分地插入通过第二开口 90时提供彼此的卡扣接合。更具体地，在所示实施例中，第一紧固元件106是钩状物，其具有相对于轴38的轴线A2大约45度取向的表面114。钩状物还包括垂直于轴线A2的表面118。第二紧固元件110是包括倾斜表面122和垂直于轴线A2的表面126的构件。
[0018]在转向轴38轴向运动通过轴承86中的开口 90时，第二紧固元件110的倾斜表面122接触第一紧固元件的表面114，这造成具有径向分量的力，其让第一紧固元件106弹性地径向向外弯曲。在轴38进一步插入通过开口 90时，表面122和表面114失去接触，且第一紧固元件106随着所述力造成的应力从第二紧固元件110除去而径向向内运动。表面126和表面118彼此接触且由此防止轴承86相对于轴38轴向运动。如图1所示，设备42包括多个钩状紧固元件106，它们布置为一圈以与110所示的那种类似另一紧固元件相互作用。
[0019]轴38可绕轴线A2相对于紧固元件106、110和轴承86旋转。轴衬93密封地接触轴38。因而，到腔室78的开口 82、90被密封。只有开口 82、90是到腔室78的开口。
[0020]在所示实施例中，套管46的第一部分50具有比套管46的第二部分54更高的弹簧常数，且可以是吹塑聚乙烯。密封构件70可以例如是柔顺橡胶。所示实施例中的密封构件70包括在孔30中与面板10接触的第一部分130、与面板10的第一表面14接触的第二部分134和与面板10的第二表面22接触的第三部分138。密封构件70的第一部分130和面板10之间的接触形成第一环形面密封部74。密封构件70的第二部分134和第一表面14之间的接触形成第二环形面密封部142。密封构件70的第三部分138和第二表面22之间的接触形成第三环形面密封部146。
[0021]应注意，在本发明的范围内，套管46和密封构件70可以是单个部件或可以包含多个连接件。
[0022]尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
【权利要求】
1.一种设备，包括: 面板，具有在第一侧的第一表面和在第二侧的第二表面且限定了从第一表面延伸穿过面板达到第二表面的孔； 套管，包括具有第一波纹管的第一部分、具有第二波纹管的第二部分和延伸通过所述孔且将第一部分和第二部分互连的第三部分；和 密封构件，操作性地连接到套管的第三部分，且接触所述面板以在孔周围形成至少一个密封部。
2.如权利要求1所述的设备，其中套管限定出腔室； 其中套管的第一部分在面板的第一侧限定腔室的第一开口；和其中套管包括轴承，所述轴承操作性地连接到套管的第二部分且在面板的第二侧限定腔室的第二开口。
3.如权利要求2所述的设备，进一步包括转向轴，所述转向轴延伸穿过第一和第二开□。
4.如权利要求3所述的设备，进一步包括转向装置组件，所述转向装置组件操作性地连接到转向轴且包括壳体； 其中壳体接触套管的第一部分且将第一波纹管压靠到面板。
5.如权利要求4所述的设备，其中套管的第二部分特征在于弹性应变。
6.如权利要求5所述的设备，进一步包括相对于轴承安装的第一紧固元件； 相对于转向轴安装的第二紧固元件；和 其中第一紧固元件与第二紧固元件接合且由此限制套管的第二部分相对于转向轴的运动且保持弹性应变。
7.如权利要求6所述的设备，其中第一和第二紧固元件配置为在转向轴充分地插入通过第二开口时提供彼此的卡扣接合。
8.如权利要求4所述的设备，其中套管的第一部分具有比套管的第二部分更高的弹簧常数。
9.如权利要求1所述的设备，其中孔是圆形的； 其中密封构件包括在孔中与面板接触的第一部分、与面板的第一表面接触的第二部分和与面板的第二表面接触的第三部分； 其中孔周围的至少一个密封部包括第一环形面密封部、第二环形面密封部和第三环形面密封部； 其中密封构件的第一部分和面板之间的接触形成第一环形面密封部； 其中密封构件的第二部分和第一表面之间的接触形成第二环形面密封部；和 其中密封构件的第三部分和第二表面之间的接触形成第三环形面密封部。
10.一种用于密封面板中的孔的设备，所述面板具有在面板一侧的第一表面和在面板另一侧的第二表面，所述设备包括: 套管，包括具有第一波纹管的第一部分、具有第二波纹管的第二部分和将第一部分和第二部分互连的第三部分；和 密封构件，操作性地连接到套管的第三部分且配置为使得，在套管的第三部分处在孔中时，密封构件接触面板以孔周围的至少一个密封部。
【文档编号】B60R13/06GK103568987SQ201310330401
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月1日 优先权日:2012年8月1日
【发明者】T.E.艾伦 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司