专利名称：改进的两件式气门杆密封的制作方法
技术领域：
本发明涉及气门杆(阀杆)密封，特别涉及一种用于内燃机的进气和排气管的两件式气门杆密封。
在美国专利No.4,947,811；4,909,202；3,554,562和3,554,180中，公开了已知的气门杆密封。这些气门杆密封用于防止从气门杆周围将油抽入燃烧室或抽入排气管。如果发生泄漏，将会导致车辆的耗油量增加并且恶化由制造商所规定的正常的发动机性能。
一般说，一个气门杆密封组件包括一个刚性外壳，以便将一个密封体固定到一个气门杆导管上，方法是使外壳的内径接合导管的外径。外壳通常支承一个密封件，该密封件以气门杆为中心，以调配(计量)润滑导管内径与气门杆交界面的油量，并限制将油或液体抽入燃烧室或排气室。如果刚性外壳没有相对于气门导管的正常设置，则密封件就会不合适地坐落在气门杆上，这样就会在气缸和气门导管处产生不均匀的压力，在密封或气门杆上出现不希望有的磨耗图纹并造成气门杆上不可预测的油量控制。
美国专利No.4,947,811利用卡紧弹簧将涂有橡胶的密封件固定在气门杆的周围。这种设计是不完善的，因为该卡紧弹簧在安置或长期使用时会发生移动或跳离。弹簧脱离后就不能在气门杆上施加压力，这样就降低了密封的有效性。使用这种卡紧弹簧还增加了这种气门导管系统的重量和生产成本。
现有气门杆密封的设计的缺陷还在于组装负载高，因为要使用金属对金属的压配合。这提高了气门导管系统的组装成本。
因此，在此领域中需要一种气门杆密封，以克服现有技术中的许多缺陷。
本发明的一个目的是提供一种改进的两件式气门杆密封。
本发明的另一个目的是提供一种能减小其尺寸、重量和降低其制造成本的气门杆密封。
为了实现上述目的，此改进的气门杆密封包括一个安置在一个刚性圆筒形外壳内的弹性密封体。该弹性密封体具有一个整体的指状弹簧。该刚性圆筒形外壳具有一个与一个气门弹簧接触的延伸的端壁。该刚性圆筒形外壳具有多个指状附加体，这减少了制造该外壳所需的材料量。弹性密封体的内径稍小于气门杆的直径，以便构成所需的流体密封和油的配量。该弹性密封体利用一个单一的环形唇部与气门杆接合。
本发明的一个优点是，它降低了气门杆密封的高度，从而可降低气门系统的高度。这将导致气门系统的重量下降和空间节省。
本发明的另一个优点是，在组装到内燃机上时，可消除弹簧跳离，同时在气门密封的整个寿命期间维持调定的载荷。
本发明的又一个优点是，通过降低制作该气门杆密封组件所需的橡胶的体积，可降低制造成本。
本发明的再一个优点是，该气门杆密封组件可牢固地固定到气门导管的外径上，而无需过度的装配载荷。
从下面结合附图对本发明的说明以及所附的权利要求中，可更加清楚本发明的其他目的、特征和优点。
图1为本发明的平面图；图2为密封组件的剖面图；图3为刚性外壳的剖面图；图4表示了密封组件在插入外壳之前的状况。
参见附图，一个气门杆密封组件10包括一个刚性的金属圆筒形外壳14。应注意，此圆筒形外壳也可由复合材料或硬塑料制造。该组件还包括一个由橡胶或弹性型产品制成的弹性密封体24。密封体24包括一个角状的唇部28，它与气门杆12接合。气门杆12设置在气门导管38中。气门杆12可在气门导管38中往复运动。
刚性的圆筒形外壳14包括一个位于其底部的径向延伸的凸缘20，凸缘20与气门弹簧16接触。刚性的圆筒形外壳14还包括一个位于其顶部的径向延伸的端壁18，它与密封体24接合。圆筒形外壳14还有一个外伸的脊部30。外壳14底部的凸缘20用作为气门弹簧16的座。气缸盖组件22通常是铝制的，外壳14的凸缘20坐落在其上。应注意，气缸盖也可由其他材料制造，如复合材料，铸铁、钢或其他金属。
刚性的圆筒形外壳14围绕其整个周边具有指状附加体或突出部36，这降低了外壳14的金属用量。外壳14的位于脊部30下面的内径设计成比外壳14围绕着的气门导管38的外径大约小万分之一到万分之三英寸，这种过盈配合可根据所用的材料而改变。这构成一种压配合连接，确保将外壳14固定到气门导管38上，而无需另外的紧固装置。为了将外壳14固定到气门导管38上，金属对金属的压配合是优选的方法，但其他方法也可采用，如用焊接或粘接剂。
密封体24包括一个橡胶或弹性体元件32，它用于密封气门杆12。密封体24还具有一个环形唇部28，它用于构成气门杆12周围的密封区域。密封体的橡胶元件32的底部具有圆周凸脊或唇部34，用于使密封体24坐落于气门导管38的顶部。凸脊34使密封体24能与气门导管顶部的造形相配合，以便围绕气门导管38构成完整的密封。
在密封体24的顶部中镶入一个环形的指状整体弹簧26。在此优选实施例中，弹簧26由塑料制成。然而，应理解的是，钢材或其他种类的金属也可用于制造该弹簧。指状弹簧26只是在模制橡胶密封体24之前才成形的，以减少和最大限度地消除操作上的困难。弹簧26用于保持环形唇部28与气门杆12接触。指状弹簧26具有大体L形截面并模制于密封体24内，使得它部分或全部位于密封体24的外层橡胶部分中。利用这个与密封体24成整体的弹簧，就不用再担心在气门系统组装期间弹簧会跳离了。
在气门杆密封组件10的组装过程中，将橡胶密封体24安置在刚性的圆筒形外壳14中，使弹簧26与外壳14的端壁18接触。密封体24的外径比圆筒形外壳14顶部的内径约大万分之二到万分之三英寸。将密封体24的外径做得较大可使两部件压配组装。也可使用其他方法将外壳1 4和密封体24连起来，例如用粘接剂。本发明中的压配合是橡胶对金属的压配合。这也可使密封体24在外壳14中和相对于气门导管38和气门杆12正确对正。如果密封体24没有与气门导管38正确对中，就会在密封体24处产生油的泄漏，并会缩短该气门密封的寿命。
在将密封体24固定在圆筒形外壳14内之后，将整个外壳14和密封体24安置到气门导管38上。圆筒形外壳14的内部轮廓稍小于气门导管38的外部轮廓，这样在气门导管38和圆筒形外壳14之间形成压配合，以取得牢固的配接。一旦在外壳14和气门导管38之间实现压配合，就将气门弹簧16围绕着圆筒形外壳14安置，并使气门杆12穿过气门导管38安置。这就构成一个完整的油密封组件，它可让调定的油量流到导管内径与气门杆的交界面。
也可使用其他方法将圆筒形外壳14和密封体24固定到气门导管38上，可利用点焊、激光焊或其他任何类型的连接。
以上以示例的方式对本发明进行了说明，但应理解，所用术语仅具有文字说明的性质而不具有限制性。
根据上述论述，还可以对本发明进行各种修改和改变。因此，在所附权利要求限定的范围内，可以用与上述方式不同的方式来实现本发明。
权利要求
1.一种用于内燃机的气门杆密封组件，它包括一个刚性外壳，它具有位于其底端的径向外伸凸缘和位于其顶端的径向内伸端壁，所述凸缘接触一个气门弹簧；一个安置并固定到所述刚性外壳内的弹性体，它被压配合到所述刚性外壳中；和一个模制在所述弹性体的顶部中的指状弹簧。
2.根据权利要求1所述的气门杆密封组件，其特征是，所述弹性体具有至少一个环形唇部。
3，根据权利要求1所述的气门杆密封组件，其特征是，所述弹性体还具有一个位于其底部上的凸脊，所述凸脊与一个气门导管的顶端相接合。
4.根据权利要求1所述的气门杆密封组件，其特征是，所述弹性体还具有一个位于其底面上的唇部。
5.根据权利要求1所述的气门杆密封组件，其特征是，所述刚性外壳具有从其顶边下行的指状突出部。
6.根据权利要求5所述的气门杆密封组件，其特征是，所述指状突出部对应于一个气门导管的外形。
7.根据权利要求1所述的气门杆密封组件，其特征是，所述刚性外壳由钢或塑料制成。
8.根据权利要求1所述的气门杆密封组件，其特征是，所述弹簧由塑料或钢制成。
9.根据权利要求1所述的气门杆密封组件，其特征是，所述弹簧是在被安置到所述刚性外壳中之前而被模制在所述弹性体中的。
10.一种用于内燃机中的往复式气门上的气门杆密封组件，它包括一个刚性圆筒形外壳，它具有位于其底端的径向外伸凸缘，所述外壳具有位于其顶端的径向内伸的密封保持端壁；一个环形的弹性密封体，它安置在所述外壳中，与所述端壁和所述外壳接触，所述密封体具有位于其底端的周向凸脊，所述密封体与一个气门导管接触，所述密封体具有一个与一个气门杆连续密封接合的环形唇部；和一个模制在所述密封体的顶部中的整体周向弹簧。
11.根据权利要求10所述的气门杆密封组件，其特征是，所述外壳压配合到所述气门导管上。
12.根据权利要求11所述的气门杆密封组件，其特征是，所述凸缘与一个气门弹簧接触。
13.根据权利要求10所述的气门杆密封组件，其特征是，所述外壳具有一个外伸的脊部。
14.根据权利要求10所述的气门杆密封组件，其特征是，所述弹簧是金属的。
15.根据权利要求10所述的气门杆密封组件，其特征是，所述弹簧是塑料的。
16.根据权利要求10所述的气门杆密封组件，其特征是，所述外壳是钢或塑料的。
17.一种用于内燃机中的气门杆密封组件，它包括一个刚性外壳，它具有位于其顶端的径向内伸端壁；一个安置并固定在所述刚性外壳内的弹性密封体；和一个与所述弹性密封体的顶部接触的指状弹簧。
18.根据权利要求17所述的气门杆密封组件，其特征是，所述指状弹簧具有基本上为L形的横截面。
19.根据权利要求17所述的气门杆密封组件，其特征是，所述刚性外壳具有一个位于其底端的径向外伸凸缘，所述凸缘与一个气门弹簧相接触。
20.根据权利要求17所述的气门杆密封组件，其特征是，所述弹性密封体压配合到所述刚性外壳中。
21.根据权利要求17所述的气门杆密封组件，其特征是，所述指状弹簧被模制在所述弹性密封体的所述顶部中。
全文摘要
一种用于内燃机中的改进的气门杆密封组件，它包括一个刚性圆筒形外壳，外壳具有一凸缘部和位于其顶部的密封保持端壁。该气门杆密封组件还包括一个密封体，它具有一个模制在其中的整体弹簧。该密封体具有至少一个与往复运动的气门杆接合的环形唇部和一个位于其底部的凸脊或唇部，该凸脊使该密封体与气门导管接合并与之对正而处在正确的位置上。该密封体安置在所述刚性外壳中，以构成气门杆密封组件。
文档编号F01L3/08GK1159506SQ9612266
公开日1997年9月17日 申请日期1996年10月25日 优先权日1995年11月14日
发明者戴维·萨克塔 申请人:卡尔·弗罗伊登伯格公司