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带有焊道限压单元的多层静态垫片.pdf

  • 上传人:g****
  • 文档编号:1028207
  • 上传时间:2018-03-26
  • 格式:PDF
  • 页数:16
  • 大小:767.40KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN200980112520.9

    申请日:

    2009.02.13

    公开号:

    CN102027271A

    公开日:

    2011.04.20

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F16J 15/12申请日:20090213|||公开

    IPC分类号:

    F16J15/12; F16J15/08; F02F11/00

    主分类号:

    F16J15/12

    申请人:

    费德罗-莫格尔公司

    发明人:

    隆史·冈乃

    地址:

    美国密歇根州

    优先权:

    2008.02.13 US 61/028,317; 2008.10.30 US 61/109,682; 2009.02.12 US 12/370,253

    专利代理机构:

    上海智信专利代理有限公司 31002

    代理人:

    邓琪

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    内容摘要

    一种多层静态汽缸盖垫片具有至少一个金属功能层和一个金属间隔层,其具有适配的开口。所述功能层具有全焊道,该焊道围绕该开口并从该开口径向向外延伸。间隔层的开口形成于具有第一厚度的第一部分。间隔层的第二部分从所述开口和所述第一部分径向向外延伸,其中第二部分具有小于第一厚度的第二厚度。一个限压单元形成于至少一个所述功能层或者所述间隔层。该限压单元防止全焊道被完全压扁,从而相对于功能层的其他部分维持全焊道的高密封应力以抵靠所述间隔层,并阻止形成全焊道的预疲劳裂纹。

    权利要求书

    1: 一种用于建立汽缸盖与缸体之间的密封的多层金属静态汽缸盖垫片,包括 : 一金属功能层,所述功能层具有外缘和内缘,所述功能层形成围绕缸膛设置的一开 口和从所述开口径向向外延伸并围绕所述开口的全压缩焊道 ;所述全压缩焊道延伸出所 述功能层的平面外一既定的第一距离 ; 一金属间隔层,所述间隔层具有第一厚度的第一部分,所述第一部分延伸至适配于 所述功能层的所述开口的一个开口,且从所述第一部分径向向外延伸的第二部分,该第 二部分具有小于所述第一厚度的第二厚度 ;和 一限压单元,所述限压单元由至少一个所述功能层或者所述间隔层提供,所述限压 单元防止所述全压缩焊道在所述汽缸盖和缸体之间被完全压扁 ;所述功能层的所述限 压单元具有在径向截面上示出的波形,其波峰在所述功能层的相对端上相对彼此远离延 伸,所述波形邻近所述全压缩焊道围绕所述功能层的开口周向延伸,其中所述全压缩焊 道用于配合所述间隔层的所述第一部分,所述间隔层的限压单元具有至少一个临近所述 第二部分的第三部分,其第二部分位于所述第一和第三部分之间,所述第三部分具有小 于所述第二厚度的第三厚度,或者外缘终止于所述全焊道和所述功能层的外缘之间。
    2: 如权利要求 1 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述间隔层由单个的 材料彼此连结而成。
    3: 如权利要求 2 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,一件材料形成所述第 三部分,而另一件材料形成所述第一和第二部分的至少一部分。
    4: 如权利要求 3 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述第一和第二部分 由所述另一件材料形成。
    5: 如权利要求 4 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述一件材料与所述 另一件材料是不同类型的材料。
    6: 如权利要求 1 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述间隔层在径向截 面上对称。
    7: 如权利要求 6 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述间隔层具有所述 第三部分。
    8: 如权利要求 1 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述间隔层在径向截 面上不对称。
    9: 如权利要求 8 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述间隔层具有所述 第三部分。
    10: 如权利要求 9 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述间隔层具有其 中一边是平面的对边。
    11: 如权利要求 9 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述第二部分和所 述第三部分在径向截面上对称。
    12: 如权利要求 11 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述间隔层具有对 边,并且进一步包括一对在所述间隔层的一边的彼此紧靠的功能层,和在所述间隔层的 另一边的紧靠所述间隔层的另一功能层。
    13: 如权利要求 12 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述一对功能层具 有彼此镜像关系且彼此背离的全压缩焊道,其全压缩焊道中的一个紧靠所述间隔层的所 2 述第二部分,及所述另一功能层具有紧靠所述第二部分的全压缩焊道。
    14: 如权利要求 1 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述全压缩焊道紧 靠所述间隔层的所述第二部分。
    15: 如权利要求 14 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述功能层具有延 伸至所述外缘的半焊道。
    16: 如权利要求 15 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述半焊道紧靠所 述第三部分。
    17: 如权利要求 14 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,进一步包括一对所述功能层,其 所述间隔层被夹于所述功能层之间。
    18: 如权利要求 17 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,至少一个所述功能 层具有所述限压单元。
    19: 如权利要求 1 所述的多层金属静态汽缸盖垫片,其特征在于,所述间隔层外缘终 止于所述功能层的所述全焊道和所述外缘之间。

    说明书


    带有焊道限压单元的多层静态垫片

        相关申请的交叉引用
         本申请要求于 2008 年 2 月 13 日提交的美国临时申请序列号 No.61/028,317 和 2008 年 10 月 30 日提交的美国临时申请序列号 No.61/109,682 的权益,其通过引用整体合 并入此处。
         技术领域
         本发明大致涉及一种用于在夹紧的两元件之间建立气 / 液封的静态垫片,更具 体地涉及多层静态垫片,例如汽缸盖垫片。 背景技术 为了在夹紧的两元件之间建立气 / 液封,例如在汽缸盖和缸体之间,一般选用 具有多层的静态汽缸盖垫片。 通常,多层垫片的多层中的至少一层,有时被称为功能 层,具有密封焊道 (bead) 以便于建立液封。 多层中的另一层,有时被称为间隔层,被配 置为紧靠该功能层,通过压缩该功能层的焊道来建立液封。 不幸的是,当将汽缸盖固定 于缸体时,过压缩该密封焊道可能造成该密封焊道的损坏。 如果该密封焊道被过压缩并
         且基本上被扁平,例如在起始的夹固或者使用过程中,不仅会失去它的承受高压缩密封 应力的能力,而且可能在密封焊道区域形成疲劳裂纹。 疲劳裂纹如果形成,将最终降低 静态垫片的建立气和 / 或液密封的能力,从而降低发动机的使用寿命和效能。 发明内容 提供一种用于在汽缸盖和机体之间提供气 / 液封的多层静态垫片。 该垫片提 供一个全压缩密封焊道,此后示出为全焊道,该焊道在组装和使用中确保只有部分被压 缩。 因此,在全焊道的波峰与紧靠表面之间,密封焊道维持高密封压力,以建立可靠的 气 / 液封。 另外,密封焊道由其自身能力阻止过早失效以避免预疲劳裂纹的开始形成, 从而显现出长的使用寿命。
         根据本发明的一个方面,垫片的多层都具有彼此适配的开口,其至少一个开口 对应于缸膛。 多层中的至少一层是金属功能层,而多层中的另一层为金属间隔层。 该 功能层具有由此形成的全焊道,其全焊道围绕所述功能层的所述开口并从所述开口径向 向外延伸。 全焊道延伸出所述功能层的平面外一个既定的第一距离。 间隔层的开口形 成于具有第一厚度的第一部分。 间隔层的第二部分从所述开口和所述第一部分径向向外 延伸,其中第二部分具有小于第一厚度的第二厚度。 限压单元形成于至少一个功能层或 者间隔层中。 限压单元阻止全焊道被完全压扁,因此,当汽缸盖和机体在整个使用过程 中处于被完全组装的状态时,全焊道确保具有从所述功能层的平面向外延伸的波峰。 因 此,全焊道的波峰相对于功能层的其他部分产生连续的高密封压力,并且还防止形成预 疲劳裂纹。
         当形成于所述功能层中时,限压单元包括在径向截面上的波形,该轮廓具有在
         所述功能层的对边上彼此背向的波峰和波谷。 该波形具有在波峰和波谷之间延伸的波 段,该波段与功能层平面成一个倾斜角延伸,以提供该波段的刚性需求,防止它们在汽 缸盖和缸体之间的负载下被完全压扁。 该波形在全焊道和开口之间围绕功能层上的开口 周向延伸,并被配置为配合该间隔层的第一部分。
         当形成于所述间隔层中时,限压单元包括至少一个临近第二部分的第三部分, 其中该第三部分具有小于第二厚度的第三厚度,其第二部分位于第一部分和第三部分之 间,或者外缘终止于全焊道和功能层的外缘中点。 根据本发明的一个方面,第一,第二 和第三部分由单件材料构造而成。 根据本发明的另一个方面,第三部分由与第一、第二 部分分开的材料构造而成,该第一、第二部分由单件材料构造而成。 据此,第三部分由 具有均一厚度的单件材料构造而成。
         根据本发明的另一方面构造的多层垫片在间隔层的对边上具有一对功能层。 每 个功能层具有一个全焊道。 该垫片的限压单元由该间隔层和至少一个该功能层共同提 供。 间隔层上的限压单元可防止一个全焊道被过压缩,而功能层上的限压单元可防止另 一个全焊道被过压缩。
         根据本发明的又一方面构造的多层垫片具有一个带有全焊道的功能层和一个由 分开的第一和第二部分的材料构造而成的间隔层。 间隔层的第一部分在间隔层的开口于 外缘之间提供一主体。 第一部分的凹陷部分从开口径向向外延伸,其凹陷部分的设计尺 寸是用于容纳第二部分。 当容置于该凹陷部分时,该第二部分从第一部分的表面横向向 外延伸以提供紧靠全焊道的表面。 另外,正如上述实施例,至少一个功能层或者间隔层 提供限压单元以防止全焊道被完全压缩至完全扁平的状态。 附图说明
         为了更清楚地说明根据本发明构造的多层垫片的上述和其他方面、特征及优 点,以下结合当前优选的实施例和最佳实施方式、所附权利要求以及附图对本发明进行 详细描述,其中 :
         图 1 是根据本发明的一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图 ;
         图 1A 是根据本发明的另一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图 ;
         图 2 是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图 ;
         图 3 是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图 ;
         图 4 是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图 ;
         图 5 是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图 ;
         图 6 是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图 ;
         图 7 是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图 ;
         图 8 是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图 ;
         图 9 是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图 ;及
         图 10 是根据本发明的又一个方面构造的多层汽缸盖垫片的径向截面侧视图 ; 具体实施方式
         具体参考附图,图 1 示出了根据本发明的一个方面构造的多层垫片的一部分的径向截面图,此后示意为垫片 10。 垫片 10 具有至少一个功能层,示例为一对功能层 12, 14 和一间隔层 16。 功能层 12,14 设置为紧靠间隔层 16 的相背的对边 18,20,使得间隔 层 16 被夹于功能层 12,14 之间,其中各层可通过诸如焊缝或者柳钉,优选在垫片 10 的 最外缘 ( 图未示 ),彼此固定。 功能层 12,14 各具有开口 22,其大小适配于间隔层 16 的开口 24,其中各开口设置为彼此适配于缸膛 26。 功能层 12,14 各具有全压缩密封焊 道 28,该焊道从层 12,14 的平面 30 向外延伸以建立缸膛 26 的气封。 示出为 32 的限压 单元形成于至少一个功能层 12,14 或者间隔层 16 中。 当将汽缸盖 ( 图未示 ) 固定于缸 体 ( 图未示 ) 上时,限压单元 32 防止全焊道 28 在平面 30 内被完全压平。 因此,相对于 功能层 12,14 的其他部分,全焊道 28 在抵靠间隔层 16 时维持一个大致不变的高密封压 力,从而提供并维持缸膛 26 的圆周的气密性。 除了维持缸膛 26 的期望的气封外,由于 其没有被过度压扁和完全平整,焊道 28 可防止在组装和使用时形成预疲劳裂纹。
         功能层 12,14 由弹性金属构造而成,例如弹簧钢,从而具有大约 0.1-0.3mm 的 厚度。 如图 1 中所示的功能层 12,14 被构造成具有彼此相对的镜像轮廓,其每层在紧靠 缸膛 26 处具有前述提及的全焊道 28,而半焊道 34 延伸至外缘部分 36,例如可以在流道 附近提供液封,诸如油或冷却剂流道 38。 功能层 12,14 具有沿着平面 30 延伸的大致平 面的主体部分 40,其全焊道 28 从平面 30 轴向向外延伸一既定距离 D1。 全焊道 28 从沿 着平面 30 展开的内缘部分 41 径向向外延伸,并在组装时结束于各缸膛 26。 半焊道 34 从 平面 30 轴向向外延伸一既定距离 D2。 全焊道 28 分别具有相对彼此周向延伸的波峰 42 以紧靠间隔层 16 形成气封,而半焊道 34 分别具有相对彼此并大致平行于平面 30 的平顶 或者平整表面 44 以紧靠间隔层 16 形成液封。 由此,各功能层 14 的波峰 42 和平整表面 44 从平面 30 沿着相同的方向向外延伸。 在汽缸盖和缸体之间被压缩时,全焊道 28 或半 焊道 34 都不被完全压缩成扁平的状态。 据此,全焊道 28 和半焊道 34 都由平面 30 向外 延伸,从而保持弹性偏斜,维持建立高密封压力以分别形成气封和液封的能力。
         间隔层 16 可由相对刚性的金属材料构造而成,例如冷轧钢材或不锈钢。 间隔层 16 可被构造成具有在径向截面上示出为对称的主体 46,使得对边 18,20 关于中心平面 CP 成镜像关系。 每边 18,20 沿着具有第一厚度 t1 的第一部分 48 延伸,其厚度 t1 在此 示出为间隔层 16 的最厚的部分。 第一部分 48 径向向外延伸至具有第二厚度 t2 的第二部 分 50,该第二厚度 t2 小于第一厚度 t1。 第二部分径向向外延伸一既定距离至具有第三厚 度 t3 的第三部分 52,该第三厚度 t3 小于第二厚度 t2。 第三部分 52 延伸至便于流道密封 的开口 54,例如油口或冷却腔 38。 应该理解第一、第二和第三部分 48,50,52 的各厚 度 t1,t2,t3 在周向上可以变化,例如通过台阶跳跃式变化或者具有平滑的梯度,而且, 它们相对于垫片 10 的其他部分的各厚度也可以变化,其中不只一个开口 22,24 形成于功 能和间隔层 12,14,16 中以提供多缸膛 26 的气封。 考虑到间隔层在径向截面中示出为 对称,应该理解,相关联的厚度 t1, t2 和 t3 相对于彼此同心设置。
         在组装时,外功能层 12,14 覆盖夹于中间的间隔层 16。 内缘部分 41 覆盖间隔 层 16 的第一部分 48 ;焊道 28 覆盖间隔层 16 的第二部分 50 ;而半焊道 34 覆盖间隔层 16 的第三部分 52。 在将汽缸盖固定于缸体时,焊道 28 的波峰 42 压缩至紧靠第二部分 50 密 封以建立沿着焊道 28 的波峰 42 的高压缩密封应力,从而阻止燃烧气体从各缸膛 26 向外 泄露。 为确保焊道 28 被至少部分压缩但没有完全扁平,焊道 28 的高度 D1 大于第二部分50 的凹陷深度 [(t1-t2)/2],仅为示例而非限制,其中凹陷深度为约 10-20μm。 此外,半 焊道 34 的平顶 44 被压缩抵靠第三部分 52 以建立高压缩密封应力,从而防止液体从油口 或者冷却腔 38 中向外泄露,例如,为确保半焊道 34 被部分压缩但没有完全扁平,半焊道 34 的高度 D2 大于第三部分 52 的凹陷深度 [(t1-t3)/2],仅为示例而非限制,其中凹陷深 度为约 30-75μm。 而且,不考虑汽缸盖在夹紧或使用时的变形,由于第三部分 52 比第 二部分 50 凹陷进去更多,使得厚度 t3 小于厚度 t2,确保焊道 28 的完全压缩程度更小。
         图 1A 示出了根据本发明的另一方面构造的多层垫片 10′。 该垫片 10′的装配 结构与前述讨论的垫片 10 基本相同,但是间隔层 16′由两件不同材料构造而成。 间隔层 16′如上述讨论具有第一,第二和第三部分 48′,50′,52′,但是并不是由单件相同 材料构造而成,其第一和第二部分 48′,50′由单件相同材料构成,诸如由高屈变力的 材料构成,例如不锈钢 SS301/SS430,其相应的不同厚度 t1 和 t2 如上述讨论。 同时,第 三部分 52′由与第一和第二部分 48′,50′不同的单独的单件材料构成,也可由另一种 材料成型,例如低级钢,如不锈钢 SS430,其减小的厚度 t3 如上述讨论。 因此,第三部 分 52′可以成型为单件材料而不需要在二次加工中减少它的厚度,从而提高生产效能。 第一和第二部分 48′,50′的材料可以通过诸如焊缝 (WJ) 与第三部分 52′材料固定。 因此,除了间隔层 16′由分开的两件材料构造而成以外,多层垫片 10′与上述讨论的多 层垫片 10 相同。 图 2 示出了根据本发明的另一方面构造的多层垫片 110,其中相似的特征用相差 100 的数字表示。 垫片 110 具有紧靠间隔层 116 的对边 118,120 设置的一对功能层 112, 114。 功能层 112,114 分别具有开口 122,其大小适配于间隔层 116 的开口 124,其中各 开口 122,124 分别设置为彼此同心适配于缸膛 126。 功能层 112,114 分别具有全压缩密 封焊道 128,该焊道由层 112,114 的平面 130 向外延伸以建立缸膛 126 的气封。 示出为 132 的限压单元成型于临近焊道 128 的功能层 112,114 以防止全焊道 128 在平面 130 内被 完全压平。
         与第一个实施例相比,间隔层 116 在径向截面上示出为不是对称的,而是非对 称的,其一侧边 118 具有阶梯式表面而相背的对边 120 是平坦的。 另外,间隔层 116 具 有第一厚度 t1 的第一部分 148 和第三厚度 t3 的相应第三部分 152,但并没有上述讨论中 的相应的第二部分 50 的中间部分。 因此,间隔层 116 在厚度上从第一厚度 t1 单级降低至 第三厚度 t3,其降低形成于侧边 118。
         功能层 112,114 与上述功能层 12,14 相似形成,包括全焊道 128 和半焊道 134,然而,限压单元 132 形成于功能层 112,114 中,而不是形成于间隔层 116 中。 限 压单元 132 通过示例而非限制为形成于功能层 112,114 的内缘部分 141 和材料中,例如 通过压纹操作成型。 限压单元 132 示例性示出为在全焊道 128 和开口 122 之间成型。 限 压单元 132 在径向截面上示出为具有在功能层 112,114 的对边上相对彼此的波峰 60 和波 谷 62 的波状或波形。 该波形具有在波峰 60 和波谷 62 之间延伸的波段 64,其波段 64 与 各功能层 112,114 的平面 130 成一个倾斜角延伸。 波段 64 的倾斜角提供足够的刚性和 强度以防止它们在汽缸和缸体之间被完全负载压缩。 限压单元 132 的波形在临近全焊道 128 处围绕功能层 112,114 的开口 122 周向延伸,且被设置成与间隔层 116 的第一部分 148 配合。
         在组装时,外功能层 112,114 覆盖夹于中间的间隔层 116。 内缘部分 141 覆盖 间隔层 116 的第一部分 148。 因此,焊道 128 和限压单元 132 覆盖间隔层 116 的第一部 分 ;而半焊道 134 覆盖间隔层 116 的第三部分 152。 在将汽缸盖固定于缸体时,焊道 128 的波峰 142 被部分压缩抵靠第一部分 148 以建立高压缩密封应力,从而阻止燃烧气体由各 缸膛 126 向外泄露。 由于限压单元 132。 通过临近的限压单元 132,确保焊道 128 仅被 部分压缩而不是完全扁平。 因此,如上所述,全焊道 128 免于在组装和使用时形成预疲 劳裂纹。 此外,半焊道 134 的台地 144 被压缩抵靠在第三部分 152 以建立高压缩密封应 力,从而阻止液体从油口或者冷却腔 138 中向外泄露。
         图 3 示出了根据本发明的另一方面构造的多层垫片 210,其中相似的特征用相差 200 的数字表示。 垫片 210 具有与垫片 10 大致相同的几何结构,包括具有与功能层 12, 14 相同的功能层 212,214 和间隔层 216,该间隔层带有厚度分别为 t1, t2, t3 的第一, 第二和第三部分 248,250,252。 但是,与由单件材料构成的间隔层 16 不同,间隔层 216 由分开的被称为部分的第一和第二件材料 70,72 构成。 第一和第二部分 70,72 在构建中 可以通过例如焊接或者卷边操作彼此相连接,其在连接时处于大致平面的形状。 然后, 第一部分 70 被铸造或者冲压,而第二部分通过机床加工,例如通过电解加工过程,或其 他过程。 因此,通过先构建分开的材料然后再彼此连接,垫片 210 可由具有逐步减少的 厚度的单件材料构建,从而消除材料的潜在浪费。 间隔层 216 的第一部分 70 具有一个主体 74,该主体在间隔层 216 的燃烧室开口 224 与流体开口 254 之间延伸。 第一部分 70 的环形凹陷部分 76 从开口 224 径向向外延 伸,其中凹陷部分 76 的尺寸用以容纳第二部分 72。 容置于凹陷部分 76 中的第二部分 72 从第一部分 70 的表面 78 轴向向外延伸以提供相应的第一和第二部分 248,250 的表面, 用于紧靠内缘部分 241 和功能层 212 的全焊道 228。
         图 4 示出了根据本发明的另一实施例构建的多层垫片 310,其中相似的特征用相 差 300 的数字表示。 与垫片 210 相似,垫片 310 由分开的第一和第二部分材料 370,372 构成。 垫片 310 具有与功能层 112,114 相同的功能层 312,314,在功能层 312,314 的 内缘部分 314 带有波形的限压单元 332。 另外,垫片具有一在径向截面上示出的对称的间 隔层 316,其第一和第三部分 348,352 分别具有厚度 t1, t3。
         外功能层 312,314 覆盖夹于中间的间隔层 316,其内缘部分 341 覆盖间隔层 316 的第一部分 348。 因此,焊道 328 和限压单元 332 覆盖间隔层 316 的第一部分 348,而半 焊道 334 覆盖间隔层 316 的第三部分 352。 在将汽缸盖固定于缸体时,焊道 328 的波峰 342 被压缩成抵靠第一部分 348 以建立高压缩密封应力,从而防止燃烧气体由各缸膛 326 向外泄露。 通过临近的限压单元 332 确保焊道 328 仅被部分压缩。 因此,全焊道 328 免 于在组装和使用时形成预疲劳裂纹。 此外,半焊道 334 的台地 344 被压缩抵靠第三部分 352 以建立高压缩密封应力,从而阻止液体从油口或者冷却腔 138 中向外泄露,例如,其 中确保半焊道如前述实施例中并没有被完全扁平或压缩。
         图 5 示出了根据本发明的另一实施例构建的多层垫片 410,其中相似的特征用相 差 400 的数字表示。 垫片 410 具有一对功能层 412,414 和夹于其间的间隔层 416。 功能 层 412 与上述实施例中讨论的功能层 12 大致相同,功能层 414 与上述实施例中讨论的功 能层 14 大致相同。 相应的,间隔层 416 具有紧靠功能层 412 的上边 418,其配置与间隔层
         16 的边 18 相同,因此,具有第一,第二和第三部分 448,450,452,其厚度分别为 t1, t2, t3,其中 t1 大于 t2, t2 大于 t3。 而且,间隔层 416 具有平的或者平面的下边 420, 其设置为紧靠功能层 414。 因此,垫片 410 是垫片 10,110 的结合,以提供垫片 10 所述 的上表面和垫片 110 的所述的下表面 420。
         图 6 示出了根据本发明的另一个实施例构建的多层垫片 510,其中相似的特征用 相差 500 的数字表示。 垫片 510 与垫片 410 相似,具有与功能层 412,414 相同的外功能 层 512,514。 而且,垫片具有夹在其中的间隔层 516,该间隔层具有第一,第二和第三 部分 548,550,552,其分别具有厚度 t1, t2, t3,其中 t1 大于 t2, t2 大于 t3。 而且, 间隔层 516 具有与边 418 相同的紧靠功能层 512 的上边 518。 间隔层 516 的对边 520 的内 缘部分 541 具有环形凹陷部分 80,配置为紧靠功能层 514 上的波形限压单元 532。 该凹 陷部分 80 的深度确保凹陷部分 80 容纳限压单元 532 的波峰,而同时防止功能层 514 的全 焊道 528 在组装和适用中被完全压平。 因此,正如前述实施例,功能层 512,514 的焊道 528 保持在组装和使用中没有被完全地压扁,从而最小化焊道 528 所承受的密封压力,并 防止此处的预疲劳。
         图 7 示出了根据本发明的另一个实施例构建的多层垫片 610,其中相似的特征用 相差 600 的数字表示。 与前述讨论的其他垫片不同,垫片 610 具有单一的功能层 614。 功能层 614 的形状大致与功能层 14,214 相同。 因此,功能层 614 具有全压缩密封焊道 628,该焊道从开口 622 径向向外形成并且从沿平面 630 展开的内缘部分 641 径向向外延 伸。 功能层还具有半焊道 634,该半焊道延伸至外缘部分 636,其焊道 628,634 从平面 630 沿着相同的方向朝向轴向向外延伸。
         垫片 610 进一步包括间隔层 616,配置为部分沿着功能层 614 的平面 630 展开。 间隔层 616 具有第一部分 648,形成的开口 624 与功能层 614 的开口 622 大致齐平,其第 一部分 648 具有第一厚度 t1,该第一厚度 t1 是间隔层 616 的最厚部分。 第一部分 648 从 开口 624 径向向外延伸至一个台阶,该台阶过渡至具有第二厚度 t2 的第二部分 650,该第 二厚度 t2 小于第一厚度 t1。 第二部分 650 起始于开口 622 与功能层 614 的全焊道 628 之 间,示出为起始于开口 622 与全焊道 628 中点。 第二部分 650 跨过全焊道 628 延伸至外 缘 654,该外缘终止于功能层 614 的全焊道 628 与半焊道 634 之间,示出为终止于全焊道 628 与半焊道 631 中点。 第二部分 650 跨过全焊道 628 延伸时在轮廓上与全焊道相符,使 得波形配合紧靠全焊道 628。 据此,垫片 610 具有横向截面上示出的最厚区域,该区域 跨越在开口 622 和全焊道 628 之间的第一部分 648 的厚度 t1。 而且,垫片 610 具有横向 截面上示出的中间厚度区域,该区域跨越第二部分 650 的第二厚度 t2,该第二区域起始于 开口 622 与全焊道 628 中点并延伸至全焊道 628 与半焊道 634 的中点。 另外,垫片 610 具有沿功能层 614 的横向截面上示出的最小厚度区域,该区域起始于全焊道 628 和半焊道 634 中点并延伸至外缘部分 636。 因此,最小厚度区域单独由功能层 614 提供。
         图 8 示出了根据本发明的另一个实施例构建的多层垫片 710,其中相似的特征用 相差 700 的数字表示。 垫片 710 具有形状上与功能层 614 相同的单一功能层 714。 因此, 功能层 714 具有全压缩密封焊道 728,该焊道从开口 722 径向向外延伸,且从沿平面 730 展开的内缘部分 741 径向向外延伸。 功能层还具有半焊道 734,该焊道延伸至外缘部分 736,其焊道 728,734 从平面 730 沿着相同的方向朝轴向向外延伸。垫片 710 进一步包括形状与间隔层 616 相似的间隔层 716。 因此,间隔层 716 具 有第一部分 748,其带有的开口 724 大致与功能层 714 的开口 722 齐平,第一部分 748 具 有第一厚度 t1,该厚度 t1 是间隔层 716 的最厚部分。 第一部分 748 从开口 724 径向向外 延伸至一台阶,该台阶过渡到具有第二厚度 t2 的第二部分 750,该第二厚度 t2 小于第一厚 度 t1。 第二部分 750 起始于开口 722 和功能层 714 的全焊道 724 之间,示出为起始于开 口 722 和全焊道 728 的中点。 第二部分 750 穿过全焊道 728 延伸至外缘 754,该外缘终止 于功能层 714 的全焊道 728 与半焊道 734 的之间,示出为终止于全焊道 728 与半焊道 734 的中点。 但是,与上述间隔层 616 不同,间隔层位于抵靠功能层 614 的对边。 因此, 第二部分 750 是扁平的平面的构造,该平面跨越全焊道 728 的波谷延伸,其轮廓与全焊道 728 不相同。 因此,第二部分 750 横穿全焊道 728 的波形而不贴合于此。 正如上述垫片 610,垫片 710 具有横向截面上示出的最厚区域,该区域跨越在开口 722 和全焊道 728 之 间的第一部分 748 的厚度 t1。 而且,垫片 710 具有横向截面上示出的中间厚度区域,该 区域跨越第二部分 750 的第二厚度 t2,该第二区域起始于开口 722 与全焊道 728 中点并延 伸至全焊道 728 与半焊道 734 的中点。 另外,垫片 710 具有沿功能层 714 的横向截面上示 出的最小厚度区域,该区域起始于全焊道 728 和半焊道 734 中点并延伸穿过半焊道 734。 因此,正如功能层 614,该最小厚度区域单独由功能层 714 提供。 图 9 示出了根据本发明的另一个实施例构建的多层垫片 810,其中相似的特征用 相差 800 的数字表示。 垫片 810 具有其形状与功能层 614,714 相似的单一功能层 814, 但是,该功能层具有形成于内缘部分 841 的台阶部分。 此外,功能层 814 与功能层 614, 714 相同。 因此,功能层 814 具有全压缩密封焊道 828,该焊道从开口 822 径向向外形 成,并且从部分沿着平面 830 展开的内缘部分 841 径向向外延伸,其台阶部分从平面 830 沿着与全焊道 828 相同的方向横向向外延伸,但是,并没有延伸至全焊道 828 的波峰 842 的程度。 因此,台阶部分的上表面位于平面 830 和全焊道 828 的波峰 842 的切线之间。 功能层 814 还具有延伸至外缘 836 的半焊道 834,其焊道 828,834 从平面 830 沿着相同的 方向朝向轴向向外延伸。
         垫片 810 进一步包括形状与间隔层 716 相同的间隔层 816。 因此,间隔层 816 具 有第一部分 848,其带有的开口 824 与功能层 814 的开口 822 大致齐平,厚度为 t1 的第一 部分 848 的厚度 t1 是间隔层 816 中最厚的部分。 第一部分 848 从开口 824 径向向外延伸 至过渡到第二部分 850 的台阶,该第二部分具有第二厚度 t2,厚度 t2 比厚度 t1 小。 第二 部分 850 配置为起始于功能层 814 的开口 822 和全焊道 828 之间,示出为起始于开口 822 和全焊道 828 中点。 第二部分 850 跨过全焊道 828 延伸至外缘 854,该外缘终止于功能 层 814 的焊道 828 与半焊道 834 之间,示出为终止于全焊道 824 和半焊道 834 中点。 正 如间隔层 716,间隔层 816 设置为紧靠功能层 614 的对边,全焊道和半焊道 828,834 由此 延伸。 垫片 810 与垫片 710 的最大的不同在于台阶,第一部分 848 的第一厚度 t1 面向并 且容置于功能层 814 的台阶部分。 正如上述垫片 610,710,垫片 810 具有横向截面上示 出的最厚区域,该区域跨越在开口 822 和全焊道 828 之间的第一部分 848 的厚度 t1。 而 且,垫片 810 具有横向截面上示出的中间厚度区域,该区域跨越第二部分 850 的第二厚度 t2,该第二区域起始于开口 822 与全焊道 828 中点并延伸至全焊道 828 与半焊道 834 的中 点。 另外,垫片 810 具有沿功能层 814 横向截面上示出的最小厚度区域,该区域起始于
         全焊道 828 和半焊道 834 中点并延伸穿过半焊道 834。 因此,该最小厚度区域单独由功能 层 814 提供。
         图 10 示出了根据本发明的另一个实施例构建的多层垫片 910,其中相似的特征 用相差 900 的数字表示。 垫片 910 具有三个功能层 912,912′,914 和间隔层 916。 功 能层 912,914 配置为并且设置为大致与上述相应的功能层 12,14 相同。 因此,功能层 912,914 紧靠间隔层 916 的对边 918,920 设置,使得间隔层 916 被夹在功能层 912,914 之间。 同时,功能层 912′覆盖并紧靠功能层 912。 功能层 912,912′,914 各具有开口 922,其尺寸适配于间隔层 916 的开口 924,其中各开口分别设置为彼此适配于缸膛 926。 功能层 912,914 分别具有全压缩密封焊道 928,该焊道从功能层 12,14 的平面 30 向外延 伸以利于气封缸膛 926。 功能层 912′还具有一个全压缩焊道 928′,其尺寸大致与其他 的功能焊道 928 相同,配置为与功能层 912 的功能焊道 928 反向对齐。
         间隔层 916 不呈现为在径向截面上的对称结构,而被构造成在径向截面上非对 称的几何结构。 如图 1 中的实施例,每边 918,920 从开口 924 沿着第一厚度 t1 的第一部 分 948 径向向外延伸,其厚度 t1 是间隔层 916 的最厚的部分。 第一部分 948 径向向外延 伸至第二厚度 t2 的第二部分 950,该厚度 t2 比厚度 t1 小,第二部分 950 径向向外延伸一 既定距离至具有第三厚度 t3 的第三部分 952,该厚度 t3 小于 t2。 第三部分 952 延伸至开 口 54 以便于密封油道,例如油口或者冷却腔 38。 各第一和第二部分 948,950 的厚度 t1 和 t2 在径向截面上示出为相对彼此偏斜。 因此,间隔层 916 的对边由不同的台阶高度提 供。 例如,一边是第一台阶高度 S1,而对边是台阶高度 S2,其中 S1 大于 S2。 在一个 优选实施例中, S1 是 S2 的两倍,其中焊道高度 928,928′大致相同。 应该理解,台阶 S1 和 S2 的相对高度可以以其他方式配置,而焊道 928,928′的相对高度也可以以其他方 式配置。
         在组装时,设置紧靠的功能层 928,928′使得他们各自的全焊道 928,928′相 对于彼此径向对齐,其分别的波峰 948,948′彼此背离。 垫片 910 的两个紧靠的功能层 912,912′,其面对的全焊道相对设置为紧靠第二部分 950,而具有全焊道的第三功能层 914 设置于紧靠第二部分 950 的对边,可在使用中于缸盖和缸体之间形成的更大的动力学 间隙从而防止缸膛 926 的气体泄露。
         显然,根据以上教导,本发明的许多修正和变型是可能的。 因此,应当理解, 在后所附权利要求的范围内,本发明可不同于上述具体描述通过其他方式实施。

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    带有 焊道限压 单元 多层 静态 垫片
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