[发明专利]一种组装系统

说明书

提供了用于使非圆形垫圈弹性变形同时通过插入工具驱动垫圈进入诸如压力传感器这样的工件中的组装系统和组装方法，所述工件具有对应形状的凹部，其内壁直径小于非圆形垫圈的最大径向尺寸。将垫圈从径向压缩状态释放到凹部中，从而允许垫圈通过保持力固定抵靠凹部的内壁。固定的垫圈的高度大于凹部内壁的高度，并且可以用作工件和其他部件之间的可变形的密封元件。

技术领域

本公开整体上涉及将金属零件组装到包括不同硬度材料的工件，并且更具体地涉及用于高流体压力密封结构的制造工具和制造方法。

背景技术

下一代燃料系统100例如图1A部分地示出的燃料系统100为了满足排放法规而在其燃料导轨102中使用较高的燃料压力(例如，2100 巴至2700巴)。高压流体系统要求连接构件之间的密封。为了适应这样的较高的压力，诸如燃料导轨102的硬度这样的材料特性会发生变化。例如图1B中的分解图所示，高压传感器104构造成包括具有大致圆柱形本体和外螺纹的阳连接器传感器端口106并且通常能够螺纹连接至燃料导轨102的阴端部108。通常，压力传感器端口106与燃料导轨端部108之间的密封以金属对金属的方式制成，其中，燃料导轨108变形从而形成防漏的密封。由于燃料导轨102的硬度增加，因此燃料导轨端部108的变形以及压力传感器端口106与燃料导轨102 之间的相关密封不能再得到保证。弹性体或聚合物密封由于其渗透性和不足的材料强度性质而不适用于此类应用。具有变形的楔形密封边缘的软金属垫圈通常成本高昂，需要专用的支撑框架，所述支撑框架由具有螺栓孔的金属片材板构成，所述螺栓孔提供用于楔型密封件相对于螺栓的定位，并且它们的使用局限于密封扁平的凸缘表面而不能装配到可能形成在压力传感器104的端口106中的诸如O形环槽这样的凹槽中。

因此，需要一种用于高压连接件的可靠的密封结构，例如在燃料传感器和较高材料硬度的燃料导轨之间的可靠的密封结构。

发明内容

本文所述的实施例提供的组装方法和装置用于将金属垫圈固定到工件，以用于形成可靠的高压密封结构。通过将金属垫圈的一部分放置在工件(例如，燃料压力传感器等)的袋状端口和高硬度机械元件 (例如压力传感器将被连接到的燃料导轨)之间，可以建立坚固的密封。所描述的方法和设备允许通过将垫圈固定到压力传感器来实现集成的密封并且垫圈不会发生塑性变形，所述塑性变形将导致压力传感器对燃料导轨的密封的可靠性变得不确定。将垫圈集成到压力传感器端口中，使得垫圈在压力传感器的运输过程中保持固定，避免了在将压力传感器连接到燃料导轨之前需要添加垫圈时可能损坏传感器端口。

在一个实施例中，提供了一种组装方法，其中，接收非圆形(例如，椭圆形、方形等)的垫圈和构造有环形凹部(例如袋状部或凹槽等)的工件，所述环形凹部的内径小于垫圈的最大径向尺寸。垫圈在被推入环形槽中时发生弹性变形，使得垫圈呈直径等于或小于环形凹部的内径的圆形形状。一旦弹性变形的垫圈被压入环形凹部中，便释放垫圈。在释放后，垫圈将试图扩展恢复成其原始形状，但会由于垫圈扩展并与凹部壁相接触产生的保持力而将垫圈固定抵靠在环形凹部的内壁上。

在一个实施例中，固定扩展式垫圈包括密封结构中的元件，其中，固定垫圈的高度大于环形凹部内壁的高度。垫圈可以由比压力传感器的环形凹部内壁更软的可延展金属材料构成。垫圈可以通过被定位在压力传感器端口的环形凹部附近的插入工具的(截头)锥形表面压向环形凹部而发生弹性变形。插入工具具有第一端部和第二端部，该第一端部限定的直径小于压力传感器的环形凹部的直径，该第二端部足够宽以适应未变形的垫圈的最大径向尺寸。

在另一个实施例中，可以在垫圈被进一步驱动到环形凹部中的时候释放弹性变形的垫圈，此时垫圈与从插入工具的锥形表面的第一端部延伸的插入工具的倒角区域相互作用。与倒角的机械相互作用允许释放的垫圈向环形凹部内壁缓慢地径向扩展。通过所公开的固定处理，垫圈可以仅在径向方向上弹性变形，例如不发生塑性变形或仅有微不足道的塑性变形。