CN101623815B - 弹性密封紧固圈装配工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹性密封紧固圈装配工具，包括底座、底座上间隔适当距离的前挡板和后挡板、以及位于前挡板与后挡板之间的旋转伸缩组件，所述旋转伸缩组件包括定子、转子、以及带动定子和转子一起运动的伸缩驱动机构，所述转子位于定子内部，其上设有手柄，定子后端通过连接件与安装在后挡板上的伸缩驱动机构相连接，定子前端支撑在前挡板的轴孔中并具有向前伸出的弧面形撑爪，转子前端具有同样向前伸出的弧面形撑爪。这种装配工具可解决强力密封紧固圈的装配难题，使密封圈快速装配成为一种可能，进而促进强力密封紧固圈的广泛应用。

Description

弹性密封紧固圈装配工具

技术领域

本发明涉及用于将密封圈撑开以便入装到位的辅助用具，特别涉及能够将强力弹性密封紧固圈撑开的装配工具。

背景技术

目前，许多行业领域的技术人员在对其产品组成部件进行密封时，例如：弹性管与对接部件之间的紧固和密封，大部分会利用金属紧固圈。这种紧固圈有很大的局限性，特别是对于薄壁管来讲，非常容易破裂，而且在管壁受到充张力而变薄的情况下容易导致密封、紧固失效；虽然有的也采用弹性密封，但弹性密封对被密封的弹性体要求较高，且不易装配。

由于紧固圈和弹性密封存在上述缺陷，使得采用密封紧固圈成为一个不错的选择。但密封紧固圈不同与普通密封圈，除了具有直径方向的变化量外，较大的回弹力也是其一大特点。通常情况下，为了获得较好的密封效果，增加密封紧固圈的密封力度就成了首要选择，但是在包紧力增大到一定程度后，装配也随之成为一个很大的问题，因为弹性较大，所以安装十分困难，且容易造成裂口，为了解决这个问题，可在密封的结构上进行改进，但是过于复杂的结构会导致系统风险加大，从而降低可靠性。

对此，相应的密封圈安装装置便应运而生，下面就结合附图对比较常见的三种密封圈安装装置分别进行介绍。

请参考图1，图1所示为一种轴承密封圈安装装置。该安装装置在业内被称作压盘，由手柄10、盘体11两部分构成，其直径D要大于轴承密封圈小径14mm-16mm，直径d要小于轴承密封圈小径1mm-2mm，盘体11有10°的导入角，并且在底部有去重孔12以减轻其重量。使用时，一只手握住柄部，另一只手用铜棒敲击受力面。这时，轴承密封圈受力均匀，完全进入轮毂中，完好率达100％，而以往的轴承密封圈都是手锤敲入，轴承密封圈受冲击力的作用容易变形和损坏。但由于安装时必须与待安装部件相配合，因此应用范围较窄，不易推广，而且效率较低。

请参考图2，图2所示为一种锥面芯轴，用于安装活塞与缸筒之间的O型密封圈，使用时先把锥面芯轴20放在活塞上，然后把密封圈21套在锥面芯轴20上，再用工具把密封圈21沿芯轴锥面向活塞推移。由于密封圈的截面积小、刚性大，安装时加力困难(图1中所示的F力)，按要求，F力应周向均布，若周向加F力不均匀，易使密封圈损坏。因此，这种安装方式费时费力，效率低，难以满足生产要求。

请参考图3，图3所示为一种利用旧三爪卡盘设计的密封圈安装装置，其三个胀块30是用来胀大密封圈的，它是由一个铜管加工好并焊接在三爪卡盘31上后，再将它铣成三段，安装密封圈时，先转动摇把32，使三段胀块30向三爪卡盘31中心移动，此时，把密封圈33安放在三段胀块组成的圆环外止口上，接着反转摇把32，使胀块30向外移动到上推环止口即可。这时，可把活塞34放在三段胀块组成的圆环内锥面内定位，推转手柄35，上推环借助其斜槽沿圆柱销上移，并带动密封圈33上移，最后把密封圈33上移到活塞安装槽上。该装置的安装效率是试装方法的十多倍，但结构复杂，在密封圈撑开的过程中耗能较高。

因此，如何能简单、快速、省力地将各种强力弹性密封紧固圈撑开以便进行安装，并确保密封圈完好无破损，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种弹性密封紧固圈装配工具。这种装配工具可解决强力密封紧固圈的装配难题，使密封圈快速装配成为一种可能，进而促进强力密封紧固圈的广泛应用。

为解决上述技术问题，本发明提供一种弹性密封紧固圈装配工具，包括底座、底座上间隔适当距离的前挡板和后挡板、以及位于前挡板与后挡板之间的旋转伸缩组件，所述旋转伸缩组件包括定子、转子、以及带动定子和转子一起运动的伸缩驱动机构，所述转子位于定子内部，其上设有手柄，定子后端通过连接件与安装在后挡板上的伸缩驱动机构相连接，定子前端支撑在前挡板的轴孔中并具有向前伸出的弧面形撑爪，转子前端具有同样向前伸出的弧面形撑爪。

优选地，所述定子和转子呈相互套装的圆筒形，其中定子前端具有限位轴肩。

优选地，所述定子在其中部开设有周向的豁口，固定在转子上的手柄经此豁口伸至外部。

优选地，所述前挡板上设有定子周向限位部件。

优选地，所述定子周向限位部件为前挡板轴孔内壁上的限位凸块，定子前端具有与之相对应的轴向限位槽或限位豁口。

优选地，所述定子和转子前端的弧面形撑爪的弧长所对应的圆心角在30°-80°。

优选地，所述定子和转子前端的弧面形撑爪的两侧呈圆滑过渡的弧形。

优选地，所述定子与转子的配合面为抛光的内、外表面。

优选地，所述伸缩驱动机构为利用压缩洁净空气做动力源的气缸。

优选地，所述定子后端与伸缩驱动机构之间的连接件为一连接套，定子后端与连接套螺纹连接，连接套通过其后侧的螺杆与伸缩驱动机构连接在一起。

本发明所提供的这种弹性密封紧固圈装配工具，其定子和转子的前端均带有向前伸出的弧面形撑爪，定子的弧面形撑爪在撑开过程中相对固定，主要的运动来自于转子的弧面形撑爪，这两个撑爪在起始位置相互叠置在一起，尺寸较小，可轻易地套上弹性密封紧固圈，通过手柄操纵转子在定子内旋转一定角度，可使转子的弧面形撑爪与定子的弧面形撑爪逐渐错位分开，同时将套于其上的弹性密封紧固圈逐渐撑开，当手柄旋转180°时，转子的弧面形撑爪刚好与定子的弧面形撑爪相对，此时，两个撑爪将弹性密封紧固圈撑开至最大程度。将待装部件伸入撑开的弹性密封紧固圈后，伸缩驱动机构开始工作，其推杆向后回缩，带动与之相连接的定子连同转子一起向后运行一段距离，在向后运行时，由于前挡板的存在，限制了套在撑爪上的弹性密封紧固圈，将其向前推移，直至脱离撑爪，弹出在待装部件上。然后，伸缩驱动机构复位，转动手柄至初始状态，准备重复下一个弹性密封紧固圈的装配。

该装配工具由数量有限的几个零部件组成，其底座、前挡板、后挡板、定子、转子、伸缩驱动机构等，无论是外形还是内部结构，都十分规整、简洁，没有任何复杂的曲面或异形构件，易于加工制造和组装；并且在使用时，只需通过套入、旋转、回缩三个动作就能实现弹性密封紧固圈的安装，因此操作十分方便，能实现快速高效的组装，有利于加快组装速度，降低操作人员的劳动强度；由于撑爪呈弧面形，在整个撑开过程中，只通过弧形外表面向弹性密封紧固圈施加拉伸力，弧面上的力均匀一致，因此不存在用力集中的问题，也不会有尖角、棱边嵌入弹性密封紧固圈，可确保弹性密封紧固圈无破损张开，同时也可避免对待装部件造成损伤。

附图说明

图1为现有技术中一种轴承密封圈安装装置的结构示意图；

图2为现有技术中一种锥面芯轴的结构示意图；

图3为现有技术中一种三爪卡盘式密封圈安装装置的结构示意图；

图4为本发明所提供弹性密封紧固圈装配工具的一种具体实施方式的结构示意图；

图5为图4所示弹性密封紧固圈装配工具的剖视图；

图6为图4所示弹性密封紧固圈装配工具的俯视图；

图7为图4所示弹性密封紧固圈装配工具的左视图；

图8为图7中定子和转子的端部放大示意图；

图9为图4所示弹性密封紧固圈装配工具的弧面形撑爪将一圆形弹性密封紧固圈撑开的动作过程示意图。

附图标记所对应的零部件或部位名称如下表所示：

10	手柄	11	盘体
				12	去重孔	20	锥面芯轴
21	密封圈	30	胀块
				31	三爪卡盘	32	摇把
33	密封圈	34	活塞
				35	手柄	40	底座
41	前挡板	42	后挡板
				411	限位凸块	50	旋转伸缩组件
51	定子	52	转子
				53	气缸	54	手柄

55	连接套	511	弧面形撑爪
				521	弧面形撑爪	60	弹性密封紧固圈

具体实施方式

本发明的核心是提供一种弹性密封紧固圈装配工具，以解决强力密封紧固圈的装配难题，使密封圈快速装配成为一种可能，进而促进强力密封紧固圈的广泛应用。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图4至图8，在一种具体实施方式中，本发明所提供弹性密封紧固圈装配工具，主要由底座40、前挡板41、后挡板42以及位于前挡板41与后挡板42之间的旋转伸缩组件50构成。

底座40是一块长方形板，前挡板41和后挡板42间隔一定距离，其底部分别坐入底座顶面的两道横向卡槽中，然后从底部旋入螺栓进行固定，前挡板41主要用于支撑旋转伸缩组件50的前端，尺寸较小，后挡板42用于安装旋转伸缩组件50的后端，尺寸较大。

旋转伸缩组件50主要由定子51、转子52、以及气缸53构成，定子51和转子52呈相互套装的圆筒形，转子52位于定子51内部，定子51在其中部开设有周向的豁口，固定在转子52上的手柄54经此豁口伸至外部，能够在豁口范围内转动，当定子51作前后伸缩运动时，通过此豁口和手柄54带动转子52一起伸缩。

气缸53水平地安装在后挡板42上，用来带动定子51和52前后伸缩。当本装置用于对医疗器械进行组装时，要选择利用压缩洁净空气做动力源的气泵，以杜绝污染。由于能够实现直线驱动功能的机械设备较多，例如液压油缸或者由电机驱动的齿轮、齿条机构等等，都可以用来代替气缸53，这里就不再赘述。

定子51的后端与连接套55螺纹连接，连接套55通过其后侧的螺杆与气缸53的推杆连接在一起。当然，定子51与气缸53的连接并不局限于连接套，任何其它适宜的部件都是可以的，如联轴器。

定子51在轴孔处具有限位轴肩，其前端支撑在前挡板41的轴孔中并具有向前伸出的弧面形撑爪511，转子52的前端具有同样向前伸出的弧面形撑爪521，两撑爪的弧长大致相等，对应的圆心角为30°-80°，这里的圆心角为45°。若其圆心角太小，虽然更加容易往撑爪上套入弹性密封紧固圈，但撑开不充分，撑开后的密封圈宽度太小，伸入待装部件较为困难，若其圆心角太大，接近于待装部件的尺寸，则不容易将弹性密封紧固圈套在撑爪上，失去了扩张的意义。

为防止定子51在使用时旋转，前挡板41在其轴孔的内壁上设有限位凸块411，定子51的前端具有与之相对应的轴向限位豁口，限位凸块411卡入限位豁口中，当定子前后移动时，限位凸块411在此限位豁口中滑动，不影响其伸缩运动，只限制圆周方向的自由度，同时还具有导向作用。限位凸块411呈弧形，具有一个与转子外表面保持微小距离的弧形顶面，避免嵌入太深与转子52相干涉。

定子51与转子52通过内、外表面转动配合，由于弹性密封紧固圈的回弹力非常大，因此在撑开过程中，定子51与转子52的接触面之间将承受相当大的压力，如果其内、外表面的粗糙度较大，很容易因摩擦而产生卡阻、抱死等现象，即便是能够勉强地旋转，也需要消耗很大的外力，显然，这会增加操作人员的劳动强度。因此，我们需要提高定子51内表面与转子52外表面的光滑程度，最好能对其进行抛光处理。

当然，也可通过在定子51与转子52之间增设轴承来提高两者之间相对旋转的顺畅性。但在医疗技术领域，安装轴承必然会带来油污污染，这是绝对不允许的，因此抛光内、外表面是较佳的技术手段，可简化结构，省略轴承繁琐的装配工序。

从受力角度来讲，在弹性密封紧固圈的整个扩张过程中，首先是转子52的弧面形撑爪521的一侧作用于弹性密封紧固圈的内圈局部，然后沿圆周方向向前滑移，使撑爪的弧形外表面逐渐与弹性密封紧固圈的内圈相贴合，直至扩张到位，可见弧面形撑爪521的一侧是扩张动作的前行端，始终在刮擦弹性密封紧固圈的内圈。因此，需要将弧面形撑爪521的两侧加工成圆滑过渡的弧形，这样才能确保滑移顺畅地进行，否则，其棱边会直接嵌入弹性密封紧固圈，导致无法拉伸扩张。定子51的弧面形撑爪511除其弧形外表面之外，两侧也是弹性密封紧固圈的支撑部位，同理，也需要加工成圆滑过渡的弧形。

请参考图9，上述弹性密封紧固圈装配工具的撑开过程是这样实现的：定子51的弧面形撑爪511和转子52的弧面形撑爪521在起始位置相互叠置在一起，由于此时的尺寸较小，因此可轻易地套上弹性密封紧固圈60，通过手柄54操纵转子52在定子51内旋转，可使转子52的弧面形撑爪521与定子51的弧面形撑爪511逐渐错位分开，同时将套于其上的弹性密封紧固圈60逐渐撑开，当手柄旋转180°时，转子52的弧面形撑爪521刚好与定子51的弧面形撑爪511相对，此时，两个撑爪将弹性密封紧固圈60撑开至最大程度，可将待装部件(图中未示出)伸入撑开的弹性密封紧固圈60，由于转子是中空结构，因此待装部件前端可伸至转子内部，然后气缸53开始工作，其推杆向后回缩，带动与之相连接的定子51连同转子52一起向后运行一段距离，在向后运行时，由于前挡板41的存在，限制了套在撑爪上的弹性密封紧固圈60，通过相对运动将其向前推移，直至脱离撑爪，弹出在待装部件上。然后，气缸53复位，转动手柄54至初始状态，准备重复下一个弹性密封紧固圈的装配。

本装置利用压缩洁净空气做动力源，通过撑张装置能快速、高效、可靠地实现强力紧固密封圈的无破损张开，使具有各种截面的强力紧固密封圈变为充张变薄的弹性体成为可能，并对被紧固的部件无任何损伤，解决了强力密封紧固圈的装配难题，有利于扩大强力密封紧固圈的应用范围，而强力密封紧固圈的制作材料为可再生资源橡胶，相比金属和塑料来说更环保。

可以对上述实施例中的弹性密封紧固圈装配工具进行改进，例如在其转子内再增加一个转子，形成第二转子，其手柄依次穿过第一转子和定子向外伸出，并与第一转子的手柄错开，这样，就可通过三个弧面形撑爪对弹性密封紧固圈进行扩张，能将其扩张的更加充分。

当然，理论上来讲，还可增加第三、第四或更多转子，但这会使整个设备显得过于复杂，也不便于操作。一般来讲，两个撑爪即能满足使用要求。

以上对本发明所提供的弹性密封紧固圈装配工具进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种弹性密封紧固圈装配工具，其特征在于，包括底座、底座上间隔适当距离的前挡板和后挡板、以及位于前挡板与后挡板之间的旋转伸缩组件，所述旋转伸缩组件包括定子、转子、以及带动定子和转子一起运动的伸缩驱动机构，所述转子位于定子内部，其上设有手柄，定子后端通过连接件与安装在后挡板上的伸缩驱动机构相连接，定子前端支撑在前挡板的轴孔中并具有向前伸出的弧面形撑爪，转子前端具有同样向前伸出的弧面形撑爪；定子在其中部开设有周向的豁口，固定在转子上的手柄经此豁口伸至外部，能够在豁口范围转动，当定子做前后伸缩运动时，通过此豁口和手柄带动转子一起伸缩。

2.根据权利要求1所述的弹性密封紧固圈装配工具，其特征在于，所述定子和转子呈相互套装的圆筒形，其中定子前端具有限位轴肩。

3.根据权利要求1所述的弹性密封紧固圈装配工具，其特征在于，所述前挡板上设有定子周向限位部件。

4.根据权利要求3所述的弹性密封紧固圈装配工具，其特征在于，所述定子周向限位部件为前挡板轴孔内壁上的限位凸块，定子前端具有与之相对应的轴向限位槽或限位豁口。

5.根据权利要求1所述的弹性密封紧固圈装配工具，其特征在于，所述定子和转子前端的弧面形撑爪的弧长所对应的圆心角在30°-80°。

6.根据权利要求1所述的弹性密封紧固圈装配工具，其特征在于，所述定子和转子前端的弧面形撑爪的两侧呈圆滑过渡的弧形。

7.根据权利要求1所述的弹性密封紧固圈装配工具，其特征在于，所述定子与转子的配合面为抛光的内、外表面。

8.根据权利要求1所述的弹性密封紧固圈装配工具，其特征在于，所述伸缩驱动机构为利用压缩洁净空气做动力源的气缸。

9.根据权利要求1所述的弹性密封紧固圈装配工具，其特征在于，所述定子后端与伸缩驱动机构之间的连接件为一连接套，定子后端与连接套螺纹连接，连接套通过其后侧的螺杆与伸缩驱动机构连接在一起。

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