CN102072325A - 密封组件和具有密封组件的阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封组件和一种具有密封组件的阀，该密封组件用于密封在体(51)中的通孔(52)中导向的力传递元件(50)，该密封组件为了也在高压力负荷的情况下获得可靠地密封具有一柔性的膜片(26)和一具有确定的流变极限的介质(24)，该膜片借助一内膜片边缘(261)相对于力传递元件(50)密封并且借助一外膜片边缘(262)相对于体(51)密封，该介质被围在膜片(26)和体(51)的、被膜片(26)覆盖的区域之间。

Description

密封组件和具有密封组件的阀

技术领域

本发明涉及一种用于密封在一体中的通孔中导向的力传递元件的密封组件。

背景技术

该类型的一公知的密封组件(《金属管手册》，威茨曼公司，普福尔茨海姆，文献441，1997，第176页以及随后的几页)具有一套着力传递元件的由金属组成的波纹管，分别该波纹管的一顶端部对流体密封地固定在力传递元件上并且另一顶端部与体通孔同心地对流体密封地固定在体上。该力传递元件例如是一用于供液体或气体用的单向阀或调节阀的、具有相对于该针可旋转的针头的针，该针在阀体的通孔中旋转导向并且在***在一构造在阀体中的阀室中并且通过轴向可移动导向的针头控制阀开口。

一公知的喷射阀(DE 10 2007 028 490 A1)在一安装在阀壳体中的阀座体中构造一阀室并且在阀壳体中制成流体流入部和阀室之间的连接部，该阀座体由具有一阀开口和包围该阀开口的阀座的阀座载体以及在顶侧上封闭该阀座载体的盖组成。在阀体中，准确地说在盖中构造一中心的通孔，一以携带关闭头的阀针形式的力传递元件延伸穿过该通孔直至阀开口。该阀针借助一阀关闭弹簧加载以关闭阀开口并且被一压电促动器驱动以释放阀针，该阀针以其背离关闭头的端部在阀关闭弹簧的作用下力锁合地贴靠该促动器。为了相对于在阀室中的流体密封非抗流体的促动器，设有一密封阀针通孔的密封件，该密封件实施为波纹管。该波纹管被推到阀针上并且以其一端部对流体密封地通过熔接固定在阀针上以及以其另一端部对流体密封地通过熔接固定在盖上。该盖本身对流体密封地覆盖该接收促动器的促动器壳体的敞开的顶端部。

发明内容

具有权利要求1特征的根据本发明的密封组件具有优点，在通孔中存在的在力传递元件和体之间的导向缝隙被介质可靠地密封，该介质由于其相应选择的流变极限不能穿过该导向缝隙。即使在膜片上作用很高的压力时，该密封组件也可靠地密封，这些压力大于波纹管的极限压力负荷。所应用的介质的流变极限仅需根据占优势的最大压力来选择。该介质在其环境和谐性、酸性、温度和膨胀特性方面是可自由选择的，使得对于密封部件可实现广泛的使用领域。

根据本发明的密封组件可例如有利地安装在阀中，尤其在机动车结构的喷射阀中，在这些阀中出现例如至200bar并且更大的高的流体压力。

通过在其他权利要求中实施的措施，可实现在权利要求1中说明的密封组件的有利的扩展构型和改善。

根据本发明的一有利实施形式，该介质被供入或喷入到被膜片和体限界的室中。在此，一软的弹性体优选被应用为介质。

根据本发明的一有利实施形式，该介质具有至少两个层状设置的具有不同流变极限的材料，其中，具有更高流变极限的材料直接覆盖体的、被膜片跨越的区域。在即使更高压力的情况下，通过这些措施能可靠地密封。

根据本发明的一有利实施形式，膜片由薄的钢板或由弹性体制成并且在这两种情况下，通过材料锁合进行对膜片边缘的密封。在膜片由钢板构成的情况下，一方面膜片与体之间的材料锁合并且另一方面膜片和力传递元件之间的锁合部通过熔焊或钎焊获得并且膜片由弹性体制成的情况下通过喷入到体和力传递元件中获得。

根据本发明的一有利实施形式，在力传递元件上对流体密封地固定一环，在该环上进行对膜片的内膜片边缘相对于力传递元件的密封。借助该环，制造技术可靠地并且成本有利地实施内膜片边缘的固定。在此，该环同时可承担滑动环的功能，用于使力传递元件在通孔中滑动导向，该力传递元件与体一起限界存在于通孔中的滑动缝隙。

根据本发明的一有利实施形式，在体中构造一充有介质的室，该室与体的、被膜片覆盖的区域连接。通过该室，体的、被膜片覆盖的区域在装配膜片之后被充以介质。

根据本发明的一有利实施形式，该力传递元件在通孔的一区域中滑动导向，该区域位于一在室的背离膜片的背面上限界该室的体区域中，并且室至体的被膜片覆盖的区域的连接通过环形通道生成，该环形通道被接收内膜片边缘的环和体限界。为了滑动导向力传递元件，在该力传递元件上对流体密封地固定一导向环，该导向环与体限界所述滑动缝隙。附加地该滑动缝隙可借助一径向密封件被密封。

根据本发明的一有利实施形式，室的介质填充通过一在力传递元件中延伸的和通入到室中的填充洞进行，该填充洞在填充后被关闭。优选该填充洞由从端侧设置的轴向的盲孔和至少一个通入到该盲孔和室中的径向孔实现并且该盲孔借助一压入的球关闭。

具有根据本发明的密封组件的阀在权利要求15给出。

附图说明

本发明根据在图中示出的实施例在下面说明中被详细地解释。附图示出：

图1用于流体的喷射阀的剖面图，

图2具有结构变化的、在图1中的局部II的放大图，

图3具有变化的密封构件的、如在图1一样的视图。

具体实施方式

这里介绍的新型的密封组件以下结合它装配在用于燃料的喷射阀中被描述。该喷射阀被装入到内燃机的气缸盖中并且将处于高压下的燃料配量地喷射到内燃机的燃烧室中。

该密封组件也可装入到其他阀中，在那里在密封从阀通流的、例如有害环境的液体或气体方面要求高可靠性。原则上那里都可应用该密封组件，在那里一轴向可移动的、穿过一在一体中构造的通孔的、在该通孔中滑动导向或旋转导向的力传递元件被可靠地密封，该力传递元件在阀上将由手操作的或电机械的促动器施加的调节力传递到控制阀开口的关闭头上。

在此，该在图2中独自示出的密封组件具有一柔性的、例如圆环形的膜片26和一具有确定流变极限的介质24，该膜片借助一内膜片边缘261相对于力传递元件50密封并且借助一外膜片边缘262相对于体51密封，该介质被围在膜片26和体51的被膜片26覆盖的区域之间。该膜片26例如由薄的钢板组成并且它的膜片边缘261、262的密封一方面通过金属体51和膜片26之间的材料锁合并且另一方面通过金属的力传递元件50和膜片26之间的材料锁合实现。这里，该材料锁合通过焊接制成，正如在图2中通过焊缝37和36示出的一样。该膜片替代地由一弹性体制成。在该情况下，膜片边缘261、262的密封通过将膜片边缘261、262在边缘侧喷入到力传递元件50或者体51中来实现。该通孔52构成用于力传递元件50的滑动导向装置，其中，在该通孔中留有被密封组件密封的滑动缝隙53。介质24的流变极限与加载膜片26的压力有关地被选择。如果例如该在力传递元件50和体51之间在通孔52中存在的滑动缝隙53具有5μm的缝隙宽度以及20mm的缝隙长度，那么在作用在膜片26上压力最大300bar的情况下选择具有至少3750N/m²的流变极限的介质24。一具有高流变极限的软的物质，优选弹性体或油脂作为介质24，该软的物质被供入或喷入到被膜片26和体51限界的室29中。在图2的实施例中，该介质24具有至少两个层状设置的材料241和242，它们例如是具有不同流变极限或强度的弹性体。在此，该直接贴靠在体51的顶侧上的材料241具有更大的强度。在该力传递元件50上对流体密封地安放一环，其中，该对流体密封的连接通过材料锁合(焊缝31)制成，并且膜片26的内膜片边缘261固定在环上。由此该膜片26借助其内膜片边缘261制造技术有利地固定在力传递元件50上。该环作为滑环48同时承担用于力传递元件50在通孔52中的滑动和导向功能。

在该在图1中以纵剖图局部示出的阀中，前面已描述的密封组件用于相对于在阀中的处于压力下的流体可靠地密封阀中的非抗流体的构件。例如该阀是喷射阀并且该流体是用于汽油或柴油发动机的燃料，该密封组件相对于燃料密封非耐久的、压电的促动器20。该促动器20被接收在一本身设置在阀壳体11中的促动器壳体21中。借助环绕的焊缝13在阀壳体11上固定一从该阀壳体轴向伸出的、漏斗形的阀座载体14。在背离壳体11的、阀座载体14的自由端部上构造了一阀开口16和一围绕阀开口16的阀座17以及用于阀针19的导向部18。阀座载体14的另一端部与盖27对流体密封地连接，该盖同时也对流体密封地封闭该促动器壳体21。该盖27借助生成对流体密封性的环绕的焊缝29、34被不仅固定在阀座载体14中而且固定在促动器壳体21中。在被盖27封闭的阀座载体14中构造一阀室22，该阀室通过在阀壳体11和促动器壳体21之间存在的环缝23与这里没有示出的用于流体或燃料的流入部连接。这里例如实施为朝外打开的阀针19的阀针19在它的一端部上携带一关闭头191，该关闭头191与在阀座载体14上的阀座17共同作用用来关闭和打开阀开口16。阀的关闭由阀关闭弹簧46导致，该阀关闭弹簧支撑在阀座载体14上并且通过弹簧座圈47支撑在阀针19上，阀的打开通过促动器20实现，该穿过盖27的并且在其中滑动导向的阀针19以其背离关闭头191的顶端力锁合地贴靠在该促动器上。

与图2中描述的相比，密封组件是限定阀室22的盖27、具有通孔52的体51并且这里在通孔52中滑动导向的力传递元件50是阀针19，该阀针将阀关闭弹簧46的封闭力和促动器20的打开力传递到放置在阀座17上的关闭头191上。在通孔52区域中该滑环48套装在阀针19上，该滑环通过焊缝31与阀针19对流体密封地连接，其中，在滑环48和盖27之间存在被膜片26和介质24密封的滑动缝隙53。该膜片26以相同的方式固定在滑环48和盖27上，如在图2中描述的一样。该被膜片26和盖27包围的介质24与图2不同地由同一的如图2中给出的实施形式的材料组成。该介质24被供入或喷入。但在膜片26和盖27之间围成的室29也可从盖27的背面通过简单的轴向通道被填充以介质24，这些通道然后被封闭。

在图3中局部地并且以纵剖图示出的、也构造为喷射阀的阀的实施例中，密封组件被改变，因为在体51中附加地存在充有介质的室25，该室将体51分成设有膜片26的前部的体部分511和封闭促动器壳体21的后部的体部分512。在通孔52的、位于前部的体部分511中的区域中制造了室27至被膜片26和体51围成的室29的连接部，并且在通孔52的、位于后部的体部分512中的区域中实现力传递元件50的滑动导向。该存在于力传递元件50和体51之间的滑动缝隙53借助一径向密封件被附加地密封，由此也避免通过该滑动缝隙53引起的牵引损失。

具体地在图3中，该前部的体部分511由封闭阀室22的盖27构成并且该后部的体部分512通过一对流体密封地封闭促动器壳体21的封闭板33构成。该封闭板33对流体密封地套装在阀座载体14的、轴向伸出超过盖27的突出部上，该突出部在室25的周围限界该在盖27和封闭板33之间围成的室25。封闭板33的对流体密封的连接部再次由焊缝34和35制成。这里，与在图1中不同地，该阀座载体14是两件式的并且由一借助焊缝13对流体密封地固定在壳体上的壳体***部和轴向***到壳体***部142的并且以焊缝15对流体密封地固定在壳体***部上的套筒141组装成。在该与图1和2中的通孔52相比设计得显著更大的通孔52的、位于盖27中的区域中，该阀针19承载一环30，该环与图1和2不同地不具有滑动功能，而是仅用于固定膜片26的内膜片边缘261。在环30和盖27之间留有一环形通道32，该环形通道生成室25至被膜片26和盖27包围的室29的连接。

在通孔52的、位于封闭板33中的区域中的滑动导向通过一借助焊缝41对流体密封地固定在阀针19上的导向环42实现，该导向环42与封闭板33限定滑动缝隙53。径向密封借助一密封环40实现，该密封环被装入到嵌入在封闭板33中的环槽39中并且压靠在导向环42上。由于位于室25中的介质24的高流变极限，一简单的O环可被用于径向密封。

室25并且因此室29的填充通过设置在阀针19中的填充洞进行，该填充洞通到室25中。在所示实施例中，该填充洞由在端侧设置在阀针19中的盲孔43和至少一个在室25的区域中设置在阀针19中的径向孔44组成，该径向孔通入到盲孔43中。在所示的实施例中存在通过通入到室25中的横向孔实现的两个径向孔44。在充入介质24后关闭盲孔43，这可通过压入球45进行。这里，作为介质24可使用具有高流变极限的软的物质例如弹性体或油脂，或具有高流变极限的液体，例如Bingham液体，粘稠的硅酮油，变压器油等。

Claims (15)

1.用于密封在体(51)中的通孔(52)中导向的力传递元件(50)的密封组件，其特征在于，设有一柔性的膜片(26)和一具有确定的流变极限的介质(24)，该膜片借助一内膜片边缘(261)相对于所述力传递元件(50)密封并且借助一外膜片边缘(262)相对于所述体(51)密封，该介质被围在膜片(26)和所述体(51)的被所述膜片(26)覆盖的区域之间。

2.根据权利要求1的密封组件，其特征在于，与加载所述膜片(26)的最大压力有关地选择所述介质(24)的流变极限。

3.根据权利要求2的密封组件，其特征在于，所述力传递元件(50)在所述通孔(52)中滑动导向，在所述通孔(52)中存在的滑动缝隙(53)具有5μm的缝隙宽度以及20mm的缝隙长度的情况下并且在作用在所述膜片(26)上的压力最大300bar的情况下选择具有至少3750N/m²的流变极限的介质(24)。

4.根据权利要求1至3之一的密封组件，其特征在于，所述介质(24)是具有高流变极限的软的物质，例如弹性体或油脂，或具有高流变极限的液体，优选Bingham液体、粘稠的硅酮油或变压器油。

5.根据权利要求1至4之一的密封组件，其特征在于，所述膜片(26)由薄的钢板或由弹性体制成，所述膜片边缘(261，262)的密封一方面在膜片(26)与体(51)之间并且另一方面在膜片(26)和力传递元件(50)之间通过材料锁合优选通过焊接或喷射来进行。

6.根据权利要求1至5之一的密封组件，其特征在于，在所述力传递元件(50)上对流体密封地固定一环，在该环上进行所述膜片(26)的所述内膜片边缘(261)相对于所述力传递元件(50)的密封。

7.根据权利要求6的密封组件，其特征在于，所述环是与所述体(51)一起限界所述滑动缝隙(53)的滑动环(48)。

8.根据权利要求1至6之一的密封组件，其特征在于，在所述体(51)中构造一充有所述介质(24)的室(25)，该室与所述体(51)的、被所述膜片(26)覆盖的区域连接。

9.根据权利要求8的密封组件，其特征在于，所述力传递元件(50)在通孔(52)的一区域中滑动导向，该区域位于一在室(25)的背离膜片(26)的背面上限界该室(25)的体区域中，并且室(25)至体(51)的被膜片(26)覆盖的区域的连接通过一环形通道(32)生成，该环形通道被接收内膜片边缘(261)的环(30)和体(51)限界。

10.根据权利要求9的密封组件，其特征在于，在所述力传递元件(50)上对流体密封地固定一导向环(42)，该导向环与所述体(51)限界在所述通孔(52)中的滑动缝隙(53)。

11.根据权利要求10的密封组件，其特征在于，所述滑动缝隙(53)借助一径向密封件密封。

12.根据权利要求8至11之一的密封组件，其特征在于，能通过至少一个在所述力传递元件(50)中延伸的、通入到所述室(25)中的填充洞以介质(24)填充所述室(25)，该填充洞在所述室(25)已被填充的情况下被关闭。

13.根据权利要求1至7之一的密封组件，其特征在于，该介质(24)被置入或喷入到所述体(51)的、被所述膜片(26)覆盖的区域中。

14.根据权利要求13的密封组件，其特征在于，所述介质(24)具有至少两个层状设置的具有不同流变极限的材料(241，242)，具有更高流变极限的所述材料(241)直接覆盖所述体(51)。

15.阀，尤其用于流体的喷射阀，其特征在于根据权利要求1至14之一的密封组件，其中，该体(51)限界具有阀开口(16)的、与流入部连接的阀室(22)，该力传递元件(50)由在所述体(51)中的所述通孔(52)中滑动导向的、穿过所述阀室(22)的阀针(19)构成。

Images