專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有氣缸和活塞的機(jī)器以及用于這種機(jī)器的密封圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及包括至少一個(gè)主體的機(jī)器，所述主體帶有至少一個(gè)氣缸和一個(gè)安裝在氣缸內(nèi)徑中的活塞。根據(jù)這個(gè)定義，本發(fā)明機(jī)器包括熱機(jī)、壓縮機(jī)和真空泵等。
本發(fā)明尤其涉及氣缸表面和活塞相對(duì)表面的密封圈，氣缸表面以下稱(chēng)為外表面，活塞相對(duì)表面以下稱(chēng)為內(nèi)表面。
一般來(lái)說(shuō)，眾所周知，對(duì)于活塞和氣缸之間的密封，在活塞中配置至少一個(gè)環(huán)形頸部是公知的，一個(gè)環(huán)形密封圈布置在其中。環(huán)形密封圈一般呈較薄的金屬環(huán)形狀，限定在兩個(gè)平面表面之間，兩個(gè)平面表面其間豎直布置一個(gè)磨合的外側(cè)面，在其環(huán)形內(nèi)邊緣和外邊緣之間具有一個(gè)較小的徑向尺寸。
由于密封圈的膨脹，一方面為了在活塞上安裝密封圈，另一方面為了使活塞上沒(méi)有間隙，這種密封圈沿其圓周是不連續(xù)的，并具有徑向間隙。
為了改進(jìn)活塞和氣缸之間的密封性能，公知的是，在活塞上配置若干重疊的環(huán)形頸部，頸部各自包括若干環(huán)形密封圈。
這種解決方案具有一些缺陷。
為了大大改進(jìn)對(duì)外表面的密封性能，僅僅增加密封圈是不夠的。
這種布置在高度上要?jiǎng)佑貌豢珊雎缘囊徊糠只钊蚨谶@種情況下很難限定活塞的軸向尺寸或高度。
這種解決方案無(wú)論如何不能確保對(duì)內(nèi)表面即活塞表面的密封性。
本發(fā)明旨在彌補(bǔ)這些缺陷。
本發(fā)明尤其涉及可以限定活塞高度的解決方案，完全確保了良好的密封性，在密封面上尤其是對(duì)內(nèi)表面具有均勻的壓力。
根據(jù)本發(fā)明，活塞包括兩部分，用例如適宜的固定件將一部分可拆卸地安裝在另一部分上，在這兩部分之間確定有一個(gè)與活塞和氣缸的軸線相垂直的連接面。活塞的兩個(gè)部分之間確定一個(gè)包含前述連接面的環(huán)形頸部。一個(gè)組合式密封圈形成連續(xù)密封環(huán)，具有一疊至少兩個(gè)基本密封圈，呈一定角度彼此相連，組合式密封圈以自由旋轉(zhuǎn)的方式平裝在活塞兩部分之間的頸部中。兩個(gè)基本密封圈中的每一個(gè)都沿其圓周呈連續(xù)狀，限定在兩個(gè)環(huán)形的內(nèi)外邊緣之間。
根據(jù)本發(fā)明的解決方案，每個(gè)密封圈在其環(huán)形外邊緣定好尺寸，以確保其對(duì)氣缸內(nèi)表面的密封性。
同樣，每個(gè)密封圈在其環(huán)形內(nèi)邊緣定好尺寸，以確保其對(duì)軸的直徑的密封性。
在這兩種情況下，成兩部分的密封圈的頸部使得安裝很簡(jiǎn)易。
本發(fā)明還具有下述一些優(yōu)越性。
本發(fā)明組合式密封圈無(wú)需專(zhuān)門(mén)工具即可高精度地加以制造，在很短的時(shí)間內(nèi)，在例如加工過(guò)的鋼板上通過(guò)例如激光切割而成。
它們的尺寸可以例如在密封面上略加緊固來(lái)進(jìn)行確定和調(diào)節(jié)，以確保相對(duì)于內(nèi)外表面的平面密封性，且沒(méi)有梨形的大環(huán)箍或徑向變形。
本發(fā)明組合式密封圈安裝很簡(jiǎn)便，不存在操作人員受傷的危險(xiǎn)。
確定其半徑略大于環(huán)形頸部?jī)?nèi)邊緣半徑的組合式密封圈的內(nèi)邊緣時(shí)，可以在密封圈和活塞之間設(shè)置一個(gè)間隙，使密封圈可在壓力下進(jìn)行潤(rùn)滑。
每個(gè)基本密封圈的徑向?qū)挾?，即其?nèi)外邊緣之間具有的徑向尺寸，可比常用密封圈大得多，以便在例如熱機(jī)的情況下具有朝向活塞進(jìn)行散熱的良好性能。
就同樣厚度而言，本發(fā)明組合式密封圈通過(guò)其特有的外側(cè)面確保良好密封性，其磨損大大減慢，在使用過(guò)程中，不會(huì)有大的間隙。
本發(fā)明組合式密封圈無(wú)需按特殊角度定位，尤其是安裝在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞上更是如此。
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明。附圖如下

圖1是本發(fā)明組合式密封圈的分解圖；圖2是其上安裝了圖1的組合式密封圈的活塞的分解圖；圖3是包括具有一個(gè)活塞和一個(gè)本發(fā)明組合式密封圈的一個(gè)主體的一種機(jī)器的軸向剖視圖。
根據(jù)圖3，本發(fā)明機(jī)器1一般包括至少帶有一個(gè)氣缸3和一個(gè)安裝在氣缸內(nèi)徑中的活塞4的一個(gè)主體2?；钊?包括兩部分6和7，利用固定件8以可拆卸的方式將一個(gè)部分安裝在另一個(gè)部分上，在這種情況下，在活塞4的下部6配有螺紋孔6a，在活塞4的上部7配有同軸孔徑7a，螺釘9將兩部分6和7擰在一起(見(jiàn)圖3)?；钊?的兩部分6和7確定唯一的一個(gè)貫通的環(huán)形頸部4a，在活塞4的兩部分6和7之間具有連接面10。
根據(jù)圖1，組合式密封圈由疊層12構(gòu)成，在這種情況下，包括兩個(gè)基本密封圈51和52，利用上述的標(biāo)號(hào)為8的可拆卸固定件8，以自由旋轉(zhuǎn)的方式，將組合式密封圈51和52平裝在活塞的兩個(gè)部分6和7之間的頸部4a中。
每個(gè)基本密封圈51或52沿其圓周呈連續(xù)狀，也就是說(shuō)，不存在任何間斷，例如完整的徑向間隙。每個(gè)基本密封圈51或52限定在兩個(gè)環(huán)形邊緣之間，即外環(huán)形邊緣51a或52a以及內(nèi)環(huán)形邊緣51b或52b之間。
每個(gè)基本密封圈51或52具有若干徑向縫隙或凹口51c或52c，有規(guī)律地沿密封圈的圓周進(jìn)行分布，從內(nèi)邊緣51b或52b以及外邊緣51a或52a開(kāi)始，交替地沿著密封圈的圓周進(jìn)行徑向延伸。圖1示出兩個(gè)密封圈在其彼此通過(guò)例如焊接點(diǎn)相連的布置中呈一定角度的相關(guān)位置，如圖1所示，兩個(gè)基本密封圈51和52彼此呈一定角度錯(cuò)開(kāi)，這樣，一個(gè)基本密封圈的每個(gè)縫隙51c或52c由位于兩個(gè)徑向縫隙之間的另一個(gè)基本密封圈的實(shí)心扇面51d或52d加以密封。
如圖2和圖3所示，徑向?qū)挾燃椿久芊馊?2的兩個(gè)環(huán)形邊緣52a和52b之間的徑向尺寸較大，例如至少等于氣缸4半徑的八分之一。
總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明每個(gè)基本密封圈呈較薄的環(huán)盤(pán)狀，具有兩個(gè)平面表面，其間限定有內(nèi)外兩個(gè)圓柱形側(cè)面。
調(diào)節(jié)件以及角連接件(圖中未示出)，例如設(shè)置在基本密封圈51上的一個(gè)焊接點(diǎn)或一個(gè)銷(xiāo)子，與設(shè)置在另一個(gè)基本密封圈52中的一個(gè)孔相對(duì)應(yīng)，配置在密封圈的平面表面的高度上，各自彼此接觸。這樣，可確保一個(gè)密封圈51或52的每個(gè)縫隙51c或52c被位于兩個(gè)徑向縫隙之間的另一個(gè)密封圈的一個(gè)扇面51d或52d所覆蓋。
如同圖3所特別示出的那樣，一個(gè)基本密封圈的內(nèi)邊緣51b或52b的半徑略大于環(huán)形頸部4a內(nèi)邊緣的半徑，以便配置一個(gè)滲漏縫隙，尤其用于組合式密封圈的壓力下的潤(rùn)滑。
前面述及的密封圈可以根據(jù)要求進(jìn)行加工，例如通過(guò)對(duì)加工過(guò)的鋼帶進(jìn)行激光切割，這無(wú)需專(zhuān)用工具。然后，每個(gè)密封圈的平面表面以高精度進(jìn)行磨合，通過(guò)對(duì)疊放的若干基本密封圈的內(nèi)側(cè)面和/或外側(cè)面的調(diào)整或磨合，獲得有效的內(nèi)徑和/或外徑。
顯然，根據(jù)本發(fā)明，前面述及的組合式密封圈可以具有數(shù)目較多的基本密封圈，配置成彼此接觸或通過(guò)適宜墊圈彼此隔開(kāi)。
在圖4示出的另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)活塞4′分成兩個(gè)部分6′和7′，其中，相對(duì)的表面10′和10″是平面，沒(méi)有凹處，進(jìn)行了高精度磨合，具有良好的光潔度。一個(gè)墊片13安裝在表面10′和10″之間，其厚度是雙層密封圈12′的厚度，這樣，確定了用于接納雙層密封圈12′的頸部4′a。
在圖4所示的實(shí)施例中，密封圈12′通過(guò)其外徑確保與氣缸3′的密封性，而墊片13則安裝在密封圈12′的內(nèi)部。
如果密封圈必須確保在其內(nèi)徑上的密封性，則墊片要安裝在密封圈的外部。
活塞4′的兩個(gè)部分6′和7′的相對(duì)表面10′和10″的良好光潔度可以同墊片13一起以非常高的精度(約為5微米)調(diào)節(jié)密封圈12′的間隙。這種布置特別具有優(yōu)越性，因?yàn)榭梢詫?rùn)滑油注入墊片13和密封圈12′之間的空閑的環(huán)14中并保持住。
密封圈12′的這種小間隙使爆發(fā)壓力不能延及到密封圈的后面，這樣，密封圈對(duì)氣缸的壓力在密封圈的整個(gè)行程中是恒定的。
權(quán)利要求書(shū)按照條約第19條的修改1.機(jī)器(1)，它包括一個(gè)主體(2)，帶有至少一個(gè)氣缸(3)、至少一個(gè)活塞(4)，所述活塞(4)安裝在氣缸內(nèi)徑中并具有至少一個(gè)環(huán)形頸部(4a)，在所述頸部(4a)配置有一個(gè)環(huán)形組合式密封圈(51，52)，其特征在于，所述活塞包括兩部分(6，7)，利用固定件(8)以可拆卸的方式將一個(gè)部分安裝在另一個(gè)部分上，在所述兩部分(6，7)之間確定一個(gè)連接面(10)，垂直于所述活塞(4)和氣缸(3)的軸線(11)，帶有一個(gè)包含所述連接面(10)的環(huán)形頸部(4a)；形成連續(xù)密封環(huán)的組合式密封圈(12)具有一疊至少兩個(gè)基本密封圈(51和52)，所述基本密封圈彼此按一定角度相連，各自沿其圓周呈連續(xù)狀，每個(gè)都限定在兩個(gè)環(huán)形邊緣(51a，51b，52a，52b)之間，所述組合式密封圈(12)以自由旋轉(zhuǎn)的方式平裝在所述活塞的兩個(gè)部分(6，7)之間的頸部(4a)中，兩個(gè)基本密封圈(51和52)具有若干未穿通的徑向縫隙(51c，52c)，所述徑向縫隙有規(guī)律地交替隔開(kāi)，分別通到內(nèi)徑和外徑上，從而均勻地分割每個(gè)基本密封圈的整個(gè)表面，所述基本密封圈(51和52)一個(gè)置于另一個(gè)上，一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)呈一定角度定位，以便一個(gè)基本密封圈的縫隙(51c或52c)由另一個(gè)基本密封圈的實(shí)心部分(51d或52d)封閉，這樣，在如此構(gòu)成的組合式密封圈(51，52)內(nèi)徑或外徑的周邊上形成連續(xù)密封性；通過(guò)機(jī)械方法，最好通過(guò)一個(gè)或若干個(gè)激光焊接點(diǎn)或類(lèi)似方法，使一個(gè)基本密封圈(51)相對(duì)于另一個(gè)基本密封圈(52)呈一定角度定位。
2.用于權(quán)利要求1所述機(jī)器的組合式環(huán)形密封圈(51，52)，其特征在于，每個(gè)基本密封圈(51或52)在例如彈簧鋼這樣的彈性材料上切割而成，這種在切割之前或之后加工過(guò)的鋼材確保組成組合式密封圈的每個(gè)基本密封圈(51或52)的彈性，這種彈性允許在每個(gè)縫隙(51c，52c)之間有彈性撓度，這種彈性撓度吸收待密封直徑和所述密封圈的相應(yīng)直徑之間的膨脹和直徑偏差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，每個(gè)基本密封圈(51或52)的表面在組裝前經(jīng)過(guò)高精度精磨，組裝基本密封圈(51，52)后得到的組合式密封圈進(jìn)行磨合，以使如此得到的環(huán)形板片的兩個(gè)外表面具有最佳的光潔度和平行度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，和頸部(4a)的表面一樣，所述密封圈(51，52)的加工精度使所述密封圈(51，52)幾乎無(wú)間隙地進(jìn)行安裝，同時(shí)使所述密封圈自由地保持在頸部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，在所述頸部(4a)的底部，在所述頸部(4a)底部和安裝在所述頸部(4a)中的密封圈(51，52)的相應(yīng)直徑之間存在的大間隙形成密封環(huán)，用作潤(rùn)滑油的容器，或者用來(lái)形成圍繞所述密封圈(51，52)的或在其內(nèi)的潤(rùn)滑油的無(wú)壓循環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，通過(guò)調(diào)整一個(gè)組裝而成的組合式密封圈(51，52)內(nèi)徑或外徑的精度，達(dá)到一定緊度，使所述密封圈(51，52)壓在由該密封圈密封的直徑的圓周上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，為了確保對(duì)一個(gè)軸的密封性，要調(diào)整所述組裝的密封圈(51，52)的內(nèi)徑，使其相對(duì)于所述軸的直徑卡緊，所述密封圈(51，52)的外徑不進(jìn)行加工。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，為了獲得與氣缸(3)的密封性，要調(diào)整所述組裝的密封圈(51，52)的外徑，使其相對(duì)于所述氣缸(3)的直徑卡緊，所述密封圈的內(nèi)徑不進(jìn)行加工。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，所述縫隙(51c，52c)最好在加工過(guò)的鋼材上用激光切割而成，這些縫隙的寬度總和大于切割傳統(tǒng)密封圈所需的間隙，以便使之膨脹。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，一個(gè)安裝在另一個(gè)上的活塞(4′)的兩個(gè)部分(6′，7′)具有相對(duì)的平面表面(10′，10″)，所述環(huán)形頸部(4′a)由一個(gè)墊片(13)確定，所述墊片(13)緊固在所述活塞(4′)兩個(gè)部分(6′，7′)之間，其厚度與所述組合式密封圈(12′)的厚度相同。
權(quán)利要求
1.機(jī)器(1)，它包括一個(gè)主體(2)，帶有至少一個(gè)氣缸(3)、至少一個(gè)活塞(4)，所述活塞(4)安裝在氣缸內(nèi)徑中并具有至少一個(gè)環(huán)形頸部(4a)，在所述頸部(4a)配置有一個(gè)組合式環(huán)形密封圈(51，52)，其特征在于，所述活塞包括兩部分(6，7)，利用固定件(8)以可拆卸的方式將一個(gè)部分安裝在另一個(gè)部分上，在所述兩部分(6，7)之間確定一個(gè)連接面(10)，垂直于所述活塞(4)和氣缸(3)的軸線(11)，帶有一個(gè)包含所述連接面(10)的環(huán)形頸部(4a)；形成連續(xù)密封環(huán)的組合式密封圈(12)具有一疊至少兩個(gè)基本密封圈(51和52)，彼此按一定角度相連，各自沿其圓周呈連續(xù)狀，每個(gè)都限定在兩個(gè)環(huán)形邊緣(51a，51b，52a，52b)之間，所述組合式密封圈(12)以自由旋轉(zhuǎn)的方式平裝在所述活塞的兩個(gè)部分(6，7)之間的頸部(4a)中，所述兩個(gè)基本密封圈(51和52)具有若干未穿通的徑向縫隙(51c，52c)，有規(guī)律地交替隔開(kāi)，分別通到內(nèi)徑和外徑上，從而均勻地分割每個(gè)基本密封圈的整個(gè)表面。
2.用于權(quán)利要求1所述機(jī)器的組合式環(huán)形密封圈(51，52)，其特征在于，每個(gè)基本密封圈(51或52)在例如彈簧鋼這樣的彈性材料上切割而成，這種在切割之前或之后加工過(guò)的鋼材確保組成組合式密封圈的每個(gè)基本密封圈(51或52)的彈性，這種彈性允許在每個(gè)縫隙(51c，52c)之間有彈性撓度，這種彈性撓度吸收待密封直徑和所述密封圈的相應(yīng)直徑之間的膨脹和直徑偏差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，所述基本密封圈(51和52)一個(gè)置于另一個(gè)之上，一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)呈一定角度定位，以便一個(gè)基本密封圈的縫隙(51c或52c)由另一個(gè)基本密封圈的實(shí)心部分(51d或52d)封閉，這樣，在如此構(gòu)成的組合式密封圈(51，52)內(nèi)徑或外徑的周邊上形成連續(xù)密封性；通過(guò)機(jī)械方法，最好通過(guò)一個(gè)或若干個(gè)激光焊接點(diǎn)或類(lèi)似方法，使一個(gè)基本密封圈(51)相對(duì)于另一個(gè)基本密封圈(52)呈一定角度定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，每個(gè)基本密封圈(51或52)的表面在組裝前經(jīng)過(guò)高精度精磨，組裝基本密封圈(51，52)后得到的組合式密封圈進(jìn)行磨合，以使如此得到的環(huán)形板片的兩個(gè)外表面具有最佳的光潔度和平行度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，和頸部(4a)的表面一樣，所述密封圈(51，52)的加工精度使所述密封圈(51，52)幾乎無(wú)間隙地進(jìn)行安裝，同時(shí)使所述密封圈自由地保持在頸部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，在所述頸部(4a)的底部，在所述頸部(4a)底部和安裝在所述頸部(4a)中的密封圈(51，52)的相應(yīng)直徑之間存在的大間隙形成密封環(huán)，用作潤(rùn)滑油的容器，或者用來(lái)形成圍繞所述密封圈(51，52)的或在其內(nèi)的潤(rùn)滑油的無(wú)壓循環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，通過(guò)調(diào)整一個(gè)組裝而成的組合式密封圈(51，52)內(nèi)徑或外徑的精度，達(dá)到一定緊度，使所述密封圈(51，52)壓在由該密封圈密封的直徑的圓周上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，為了確保對(duì)一個(gè)軸的密封性，要調(diào)整所述組裝的密封圈(51，52)的內(nèi)徑，使其相對(duì)于所述軸的直徑卡緊，所述密封圈(51，52)的外徑不進(jìn)行加工。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，為了獲得與氣缸(3)的密封性，要調(diào)整所述組裝的密封圈(51，52)的外徑，使其相對(duì)于所述氣缸(3)的直徑卡緊，所述密封圈的內(nèi)徑不進(jìn)行加工。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9所述的組合式密封圈(51，52)，其特征在于，所述縫隙(51c，52c)最好在加工過(guò)的鋼材上用激光切割而成，這些縫隙的寬度總和大于切割傳統(tǒng)密封圈所需的間隙，以便使之膨脹。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，一個(gè)安裝在另一個(gè)上的活塞(4′)的兩個(gè)部分(6′，7′)具有相對(duì)的平面表面(10′，10″)，所述環(huán)形頸部(4′a)由一個(gè)墊片(13)確定，所述墊片(13)緊固在所述活塞(4′)兩個(gè)部分(6′，7′)之間，其厚度與所述組合式密封圈(12′)的厚度相同。
全文摘要
機(jī)器(1)包括一個(gè)主體(2)，帶有至少一個(gè)氣缸(3)、至少一個(gè)活塞(4)，所述活塞(4)安裝在氣缸內(nèi)徑中并具有至少一個(gè)環(huán)形頸部(4a)，頸部(4a)配有一個(gè)組合式環(huán)形密封圈(51，52)，其特征在于，活塞包括兩部分(6，7)，用固定件(8)以可拆卸的方式將一個(gè)部分安裝在另一個(gè)部分上，兩部分(6，7)之間確定一個(gè)連接面(10)，垂直于活塞(4)和氣缸(3)的軸線(11)，唯一的一個(gè)環(huán)形頸部(4a)包含連接面(10)，一個(gè)組合式密封圈(12)具有一疊至少兩個(gè)密封圈(51，52)，各自沿其圓周呈連續(xù)狀，每個(gè)都限定在兩個(gè)環(huán)形邊緣(51a，51b，52a，52b)之間，密封圈(12)以自由旋轉(zhuǎn)的方式平裝在兩個(gè)部分(6，7)之間的頸部(4a)中。兩個(gè)密封圈(51，52)彼此按一定角度定位。
文檔編號(hào)F16J9/00GK1147289SQ95192892
公開(kāi)日1997年4月9日 申請(qǐng)日期1995年3月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月1日
發(fā)明者米歇爾·夏特蘭 申請(qǐng)人:米歇爾·夏特蘭