CN102996797B - 刮片、刮环、轴封和内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刮片、具有所述刮片的刮环、配备有所述刮环的内燃机轴封和内燃机。所述刮环(1)用于刮擦相对于刮环可轴向移动的杆的外表面，该刮环(1)具有支撑环(2)和至少两个设置在支撑环(2)内周上的刮片(3a,3b)，该支撑环由至少两个片段组成，这些片段是通过该支撑环(2)中的断口(A)来断开的。在该支撑环(2)的每个断口(A)处，相邻片段在支撑环(2)轴向投影中彼此相交。

Description

刮片、刮环、轴封和内燃机

技术领域

本发明涉及用于刮擦相对于刮片可轴向移动的杆的外表面的刮片，并且涉及具有这样的刮片的刮环。本发明还涉及配备有这样的刮环的内燃机轴封和内燃机。

背景技术

用于刮擦相对于刮环轴向运动的杆的外表面的刮环是众所周知的。这样的刮环用于刮除在各自应用场合中存在于杆外周面上的液膜例如润滑油。尤其是将刮环用于将两个空间相互分开，从而在一个空间内的润滑油没有通过相对运动转移到另一个空间。

这种用途的刮环因为刮环和相应杆之间的相对运动而遇到一定磨损。为维持刮环功能，一方面提出优化的材料组合，另一方面，存在可通过特殊形状结构来调整刮环工作方式的可能性。

用于刮擦相对于刮环轴向运动的杆的外表面且由多个被压迫到杆外周面上的环段构成的刮环是已知的。

通过EP 0 318 349 A1公开了配备有多个刮片的刮环，刮环可以由两个部分构成。该刮环的两个部分的接触面此时是相应斜切构成的。这些刮片以笔直的端部径向朝内突出，以便接触到一个可移动的杆的要从上刮除液体的外表面。

文献US 2,692,152示出一种容纳多个刮环的轴封。在具体实施例中，设置四个上下重叠且由多个部分构成的刮环。这些刮环像在文献EP 0 318 349 A1中所示的那样具有多个径向朝内指且具有笔直的端部的片，借此要获得期望的刮擦作用。

发明内容

本发明的任务是提供一种刮片，其在考虑到磨损的情况下显示出得以改善的刮擦功能。

根据本发明，该任务将通过本发明的刮片来完成。

本发明提出一种用于刮擦相对刮片可轴向运动的杆的外表面的刮片，其中，至少两个刮片沿支撑环的轴向彼此间隔布置，并且每个刮片在支撑环的每个断口的周向区域内具有刮片断口。通过在支撑环内具有断口地特殊构成该刮环，可以通过设置两个轴向间隔的刮片来特别有利地实现本发明刮环的功能，这是因为设于刮环内的多个刮片满足刮擦功能，并且刮片断口如此设置在该支撑环断口的周向区域中，即，阻止要刮除的液体经过断口流走，同时保证磨损补偿。

根据本发明的另一个优选实施方式，这些刮片断口如此构成，对应于支撑环内的一个断口的多个刮片断口在支撑环轴向投影中没有彼此相交。由此，支撑环断口的特殊布置形式和设在内周上的具有刮片断口的刮片可以如此配置，即，在刮环和相应杆之间有相对运动时阻止了液膜通过支撑环内的断口流出。

根据本发明的另一个优选实施方式，该刮环在安装于杆上的状态中通过作用于刮环的预紧机构被预紧，从而刮片的内周面保持接触杆的外表面。由此一来，保证刮片可靠接触要刮擦的杆外表面，并且当刮片在使用过程中磨损时，可以在考虑支撑环内的断口的情况下同时自动造成磨损补偿。

此外，根据本发明，一个刮片设置用于安装在由至少两个环段构成的刮环的内周上，其中该刮片由相应数量的、通过在周向上的刮片断口形成的片段组成，其中界定刮片断口的刮片端面相对于刮片的径向被斜切，用于至少部分补偿刮片的刮擦面的由磨损造成的变化。

用于安装在刮环内周上的刮片在使用过程中遇到磨损。通过设置由至少两个环段构成的刮环可以补偿由刮片磨损所带来的周向变化。在上述的刮环内使用刮片的目的是刮擦该杆的尽量大的外周。原则上，可以在刮片片段的周向上在对置两端规定对此足够大的间距。但由此出现以下情况，即，当未使用的刮片被投入使用时，将会在周向上存在特别大的间距，结果无法最佳满足刮环的功能。但是，该间距的缩小导致其它问题，尤其在进一步磨损的情况下。

通过本发明的、界定刮片断口的其端面相对于刮片径向被斜切刮片，可以在使用过程中尽量保持要刮擦的周面。

根据本发明的一个优选实施方式，对于刮片，在端面和切线之间设有一个介于小于90°的范围内的斜切角度，所述切线的切点位于刮片内周且位于片段端部上。此时，如果构成刮片的片段数量为2，则斜切角度为0°；如果构成刮片的片段数量更多，则设定逐渐增大的斜切角度。通过设定其角度小于90°的斜切角度已经展现了以下优点，既不会在使用过程中出现在刮片片段之间的过大的间距，也不会在进一步磨损时出现问题。

根据本发明的另一个优选实施方式，斜切角度被确定为不等于在同心磨损时得到的最佳理论斜切角度。理论同心磨损造成了，接触杆外周面的所有刮片内周面区以彼此相同的程度磨损。由此一来，基于几何形状考虑而得到理论斜切角度。但根据本发明，该斜切角度被确定为不同于在同心磨损时出现的可获得的理论斜切角度。由此一来，将考虑实际磨损状况，因此对于实际所用的刮片得到了尽量得以改善的功能性。

根据本发明的另一个优选实施方式，斜切角度通过在假定刮片内周存在同心磨损的情况下计算出的理论角度乘以一个修正系数来确定，其中该修正系数考虑了刮片内周处的偏心磨损。通过这样的修正系数，可以不同于可理论得出和算出的角度提供这样的刮片，其最佳地匹配于实际磨损状况。尤其是，设于刮片上的斜切角度优选大于或等于修正后的斜切角度，并且小于或等于理论斜切角度。

根据本发明的另一个优选实施方式，该修正系数是在考虑了构成刮片的多个片段在刮片周向上的间距的情况下确定的。在不同的应用场合中，可能允许或甚至需要刮片片段之间有不同的间距。当间距特别大时，必须考虑以下事实情况，即，修正系数匹配于几何理论规定条件和偏心磨损的实际假定条件。

根据本发明的另一个优选实施方式，在构成刮片的片段数量为2时，修正系数为0；在构成刮片的片段数量更多时，修正系数接近1。事实表明，同心磨损和偏心磨损之间的差异在构成刮片的片段数量较多时小于例如在有两个片段时的同心磨损和偏心磨损之间的差异。

根据本发明，提出一种上述类型的刮环，该刮环具有至少两个如上所述的刮片。此时，每个刮片的刮片断口的数量和尤其在周向上的位置匹配于该支撑环断口的数量和位置。就是说，该刮环具有至少两个刮片，其中每个刮片由相应数量的通过在周向上的片段断口形成的片段组成。界定刮片断口的刮片端面相对于刮片的径向是被斜切，以便至少部分补偿刮片刮擦面的由磨损造成的变化。此时，这些刮片断口就周向位置而言设置在该刮环的支撑环的断口区域内。

由此得到这样的刮环，其中将如此尽量考虑刮片的磨损，即，相应的杆的要刮擦的表面被优化，并且同时阻止待刮除的液体在刮环和相应的杆之间有相对的运动时经由因支撑环环段之间的断口而出现的缝隙流出。同时，通过可选地考虑刮片偏心磨损来优化刮环的功能性。根据至少两个刮片的轴向间隔的位置，如此布置和配置这些刮片断口，即，它们在该刮环的轴向投影中在任何位置上都不相交。

根据本发明还规定了设有具有至少一个缸的内燃机且尤其是双冲程大功率柴油机的轴封，在内燃机的情况下，活塞可往复移动地设置，该活塞机借助呈活塞杆形式的杆例如与十字头联接。本发明的轴封用于使该杆从一个空间穿至另一个空间，尤其是从进气箱穿入曲柄箱。本发明的轴封具有至少一个上述类型的刮环，该刮环尤其具有上述类型的刮片。

根据本发明的另一个优选实施方式，在轴封中在该支撑环的外周上设有预紧机构，它将设于支撑环内周上的多个刮片压紧到杆外表面上，从而在刮片逐渐磨损时，其内表面通过预紧机构保持接触杆的外表面。这样一来，造成具有刮环的轴封能正确发挥功能，同时在考虑刮片同心磨损的情况下造成对变化的几何形状状况的自动补偿。

本发明还规定了内燃机且尤其是双冲程大功率柴油机，其具有呈活塞杆形式的杆，在该杆上设有上述类型的轴封，用于使活塞杆在两个空间之间、尤其在进气箱和曲柄箱之间穿过。

总之，本发明将其效果应用到在使用寿命方面存在特殊要求的内燃机，同时可以尽量减少维护工作要求。

但本发明不局限于应用到内燃机，而是该刮环和该刮片也可被用到任何技术应用场合，此时需要刮擦一个可相对于刮环或相对于刮片轴向移动的杆的外表面，尤其为了将两个空间分隔开，并且避免附着于杆的液体且尤其是润滑油从一个空间进入另一个空间。其例子可以是线性液压驱动装置、活塞压缩机、泵和其它执行机构。

附图说明

图1以立体视图示出根据第一实施例的具有两个刮片的刮环；

图2以立体视图示出根据第一实施例的一个变型的具有两个刮片的刮环；

图3a示出根据第二实施例的安装在刮环内的刮片；

图3b示出在支撑环的断口区域内的图3a的局部；

图4以简图表示在一个特定例子中的本发明刮片的几何形状情况；

图5以简图表示当刮片偏心磨损时的刮片几何形状情况；

图6示出内燃机的在包括本发明轴封的十字头区域内的横截面视图。

具体实施方式

以下将参见附图来说明本发明的多个实施例。

第一实施例

以下参见图1来描述本发明的第一实施例。图1以立体图示出刮环1。刮环1具有支撑环2，支撑环在本实施例中由三个环段2a、2b和2c组成。支撑环2的相邻环段通过一个在图1中用标记A表示的断口相互分开。由这些环段组成的支撑环2具有圆形横截面。这些断口A在支撑环2的这些环段之间形成缝隙。

在图1和其它图中，用箭头X表示该刮环的轴向。此外，刮环的周向在这些图中由相应的箭头U来表示。尤其是该轴向的延伸方向平行于支撑环2的对称轴线。该周向沿着圆形刮环的外周延伸。

在图1中单独示出了刮环，即处于未安装在对应的杆上的状态下，以便看清楚。

在刮环1的内周面且尤其是内表面上，确切的说在构成支撑环2的多环段的内表面上，在所示实施例中设有多个轴向相互间隔开的刮片3a和3b。这些刮片3a、3b均由多个片段构成，构成这些刮片的片段的数量等于构成支撑环2的环段的数量。刮片3a、3b的片段通过刮片断口B或C相互分开。这些刮片断口B和C相对于支撑环的周向设置在对应于支撑环2的断口A的位置上。

这些刮片3a、3b在所示的实施例中被安装在槽中，所述槽形成在支撑环的内周面上。这些刮片3a、3b此时如此安装在所述槽内，以使刮片在刮环使用过程中无法沿周向移动。

或者，这些刮片3a、3b可以直接安装在支撑环2的内周面上，像例如通过焊接或其它方法。还可能的是，这些刮片3a、3b通过切削加工方法形成在支撑环2的内周面上。

图1示出包括三个断口A的支撑环2。在支撑环2内的这些断口A是斜切形成的，因此在轴向投影中，构成支撑环2的这些环段2a、2b、2c彼此相交。如此构成刮片3a和3b，即，刮片3a、3b的片段的端面在刮片断口B、C处略微伸入支撑环2的断口A中，如图1所示。

开设在相应刮片3a和3b之间的刮片断口B、C在考虑支撑环2的断口A构造的情况下如此设置，即，在支撑环2轴向投影中，对应于支撑环2断口A的刮片断口B和C是彼此不相交的。

如图1所示的刮环1通过预紧机构例如设置在支撑环2外周的弹簧4在径向上朝内预紧。在安装状态中，支撑环2的这些环段2a、2b、2c以预设的刮片3a、3b贴靠着对应的杆的外周，并且通过弹簧4施加预紧力于该环段，从而这些刮片3a、3b以预定的力被压迫到杆的外表面上。在安装状态中，可以实现在刮环1和相应的杆之间的轴向相对运动，因而设于支撑环2内周的刮片3a、3b在相应的杆的外周上滑动。此时，刮环1可以保持固定不动，而使杆相对于刮环1运动，但也可以使杆保持固定不动而使刮环1可相对于杆轴向运动。两种上述情况的组合方式也是可行的，只要允许在刮环1和相应的杆之间有相对运动。

可以设置不同于弹簧4的预紧机构，只要满足了能将支撑环2的环段朝内预紧的作用就行。

所示的刮环1被用于完成两个空间的分隔，而相应的杆通过上述方式以可相对于刮环运动的方式设置在刮环1内。此时，是刮环1、还是杆是固定不动的是不重要的，因为只需要保证刮环1和杆之间可以相对运动。这些空间不一定是封闭空间，而是也能与周围环境连通。

刮环1尤其被用于将在其中一个空间内施加于杆外表面的且附着于杆的液体通过刮环1和杆之间的相对运动来刮除并阻止存在于杆上的液膜进入另一个空间。这样的应用包括液压执行机构、液压应用、压缩机和尤其应用于内燃机，在该内燃机中在一个空间即例如曲柄箱内，给呈活塞杆形式的杆配设润滑油膜，而应该阻止润滑油膜进入另一个空间即例如内燃机的进气箱。

根据本发明，刮环1具有特殊构造的且有以下功能的断口A：

在刮环1的使用过程中，由于刮环1和相应的杆之间的相对运动以及由于刮片3a、3b和杆外表面之间的接触，而造成磨损。这种磨损磨除掉刮片3a、3b的材料，结果刮片3a、3b的几何形状尺寸在工作过程中改变。通过设于支撑环2外周上的预紧机构4来如此补偿刮片3a、3b的磨损，即，通过预紧机构4的径向朝内作用的力使刮片3a、3b在有一定磨损后也保持与相应的杆的外表面接触。因此，在构成支撑环2的环段2a、2b、2c之间的断口以及在构成刮片3a、3b的片段之间的刮片断口B、C用于实现在刮片3a、3b磨损时的径向朝内的运动，因为在这样的运动中，支撑环2的外周在总体上变小。支撑环2外周的缩小可以一直持续到支撑环2环段2a、2b、2c之间的断口A被闭合为止。

由于断口A的特殊构造(即，呈斜切形状且从而构成支撑环2的这些环段2a、2b、2c在轴向投影中相交)，通过与两个刮片3a、3b协作造成了附着于相应杆上的液膜没有流过断口A。结果，总体改善了刮环1的作用，刮环的作用原则上是阻止附着于相应的杆的液膜从一个空间流过到另一个空间，这两个空间通过刮环1被分隔开。

通过将刮片3a、3b的断口B、C位置设置在对应于支撑环2的断口A位置的特殊布置，尽量支持了这种作用。

以下将参见图2来描述第一实施例的变型。

图2的刮环1a结构基本上与图1的刮环结构相似。但支撑环2的断口A的构造是不同的。

如图2所示，支撑环2的断口A呈台阶状，从而在构成支撑环2的环段2a、2b、2c之间在周向上有缝隙，而这些环段的端部在周向上呈阶梯状。尤其在断口A处，每个环段被切为两级台阶，从而在支撑环2的每个断口A处在支撑环2轴向的投影中相邻环段彼此相交。如图2所示，两个刮片3a、3b轴向间隔布置，以使每个刮片3a、3b对应断口A处的一个台阶。确切说，刮片3a、3b的片段以不同的周向延伸尺寸延伸，这是因为支撑环2内的断口A呈台阶状构成。在此变型中，构成刮片3a、3b的片段的端面也略微突入支撑环2的断口A中。

利用图2的布置结构，将基本上获得与利用图1的布置结构所获得的一样的效果。

在图2中示出在断口A处的环段的阶梯状端面，从而支撑环2的相邻环段也在轴向上彼此间隔。通过这样的间隔，可以顺利地根据刮片3a、3b磨损进行直径补偿。

但在进一步的变型中，在断口A处的相邻环段的阶梯状端面可以在轴向上抵靠，从而当在断口A处的周向间距变化时，相互抵靠的面滑动。通过这样的布置结构，可以造成整个刮环的取向稳定性的改善。

第二实施例

将依据图3a、图3b和图4来描述本发明的第二实施例。第二实施例涉及一个刮片3c。第二实施例的刮片3c适于安装在由至少两个环段组成的刮环1b中。此外，第二实施例的刮片3适于安装在如第一实施例所述的刮环1、1a中。

为了说明第二实施例，将解释所示的刮片3c应用到刮环1b上，该刮环由四个环段2a、2b、2c和2d组成。为此，在图3a中示出一个刮片3c，它安装在由四个环段组成的刮环1b中。第二实施例的刮环1b的功能基本上与第一实施例的刮环1、1a的功能相同。

在图3a中示出了刮环1b，它具有支撑环2，支撑环通过断口A被分为四个环段2a、2b、2c、2d。在这些环段中，设有至少一个刮片3c，该刮片的设计结构与支撑环2环段的设计结构相同。尤其是提供了这样的刮片3c，其通过刮片断口B被分开的片段的数量等于设置用于刮环1b的支撑环的环段数量。在图3a中，片(环)段数量分别为4。在这里，也在支撑环2的外周设有预紧机构4，其同样例如可以构成为弹簧。

图3b示出了在支撑环的断口A区域中的图3a的局部。在这里，可清楚看到在刮片断口B区域内彼此对置或相邻的刮片3c片段的端面斜切情况。

在图4所示的例子中示出了本发明的刮片3c，它在周向U上具有α＝90°的延伸尺寸。

第二实施例涉及组成刮片3c的片段的端面特殊构造。虽然在如图4所示的本例子中只示出了刮片3c的一个片段，但显然，适于安装在如图3a所示的由四个环段组成的刮环1b中的刮片3c由如图4所示类型的四个片段组成。

图4示出以下将描述的本发明刮片3c的角度情况。图4所示的刮片3c片段的端面偏离径向地被切削。尤其是如图4所示的片段的端面以角度η被切削，该角度形成在切线T和切削面S之间，所述切线位于该片段的内周、且位于其端点处。由此造成，在角度α＝90°时，该片段外表面的延伸角度β<α。以下将说明确定角度η以获得本发明刮片3c的基本构想。

当使用由四个如图4所示的片段组成的刮片3c时，在投入使用过程中具有该片段的弧长b的内周接触相应的杆的外表面。该弧长具有半径r。当进一步磨损时，材料从刮片3c的每个片段上被磨削掉。因而，内表面“移向”设定具有弧长B的片段外表面。假如片段端面S是沿径向被切削的，就像在这种应用场合中迄今常见的那样，那么在刮片3c的片段内周磨损时，会出现在刮片3c和相应的杆的外表面之间的接触面的改变。尤其是当磨损时，每个片段的接触面的周向延伸尺寸或者说弧长就会增大，结果迄今为止必然针对这种变化考虑在刮片片段之间安排足够大的缝隙。

但是，这样的缝隙造成附着于杆上的液体如润滑油通过刮片3c和相应的杆之间的轴向相对运动而滑过。由于根据本发明的利用刮片3c片段的斜切端面的布置，使得构成刮片3c的片段之间的间隔可尽量缩小。而且，可以通过本发明的布置结构来阻止缝隙尺寸的显著改变。以下将详细介绍该角度ε的确定。

图4示出了要在两侧从角度α中减去的角度γ，从而基于图4所示的几何形状结构，内周弧长b的值等于外周弧长B的值。片段的外周延伸尺寸和内周延伸尺寸的弧长由以下得到：

b＝π×2r×α/360° (1)

B＝π×2R×β/360° (2)

对于四个片段的情况，α值为90°，此时假定刮片3c的相邻片段的端面彼此相邻。在举例假定半径r＝132mm且R＝142mm的情况下，得到：

β＝132×90°/142＝83.66° (3)

角度情况的关系可以如下所示：

α-2γ＝β (4)

据此得到图4所标出的角度ε：

ε＝arctan(Δb/(R-r))＝arctan[(π×2R×γ)/(360°(R-r))] (5)

对于角度γ，得到3.17°的值，此时考虑了b和B必须具有相同值的例子。因此，在本例子中，对于ε从(5)中得到38.17°的值。基于以下假定条件，即

η＝90°-ε (6)

针对由四个片段组成的刮片3c，得到了51.9°的值，此时片段的端面在工作使用中相互贴靠并且弧长b和B的值在内周磨损时应保持一致，在这里，该角度被称为η_konz，因为该角度是在假定刮片3c同心磨损时获得的。

在本例子中，得到角度η＝η_konz＝51.9°，该角度是在切线T和斜切端面S之间测量的，该切线出现在片段的内周以及该片段的端部。装有由四个片段组成的、且以角度η＝51.9°在片段端面处被斜切的刮片的刮环在工作中且尤其在刮片3b片段的内周面磨损时导致刮片内周面的周向延伸尺寸保持不变。这样一来，可以避免将片段之间的缝隙设计得过大，结果可以尽量减小待刮除的液体在要分隔的空间之间流过。

已经结合一个例子说明了本实施例，其中，一个刮片3c由四个片段组成并且假定有一定的内径和外径。该例子只用于说明刮片3c的工作方式，在此，片段的端面是斜切构成的。尤其是，r值和R值对于理解本发明是不重要的，它们只用于使说明完整。

以下将说明第二实施例的多个变型，它们是本发明的、尤其是尽可能改善本发明效果的有利改进方案。

此实施例所述的刮片3c由四个片段组成。但是，刮片3c也可以设计成具有两个片段、三个片段或多于四个片段。另外，由多个片段组成的刮片的内径和外径可以适应于应用场合。

根据本发明的基本设想，刮片3c由多个片段组成，这些片段在周向上通过刮片断口形成，其中，刮片3c片段的界定刮片断口的端面S相对于刮片3c的径向被斜切，以便至少部分补偿刮片3c的刮擦面由磨损造成的变化。

根据本发明的基本设想，在刮片3c片段的端面S和切线T(该切线的切点位于刮片3c的内周并且位于该片段的端部上)之间的角度η根据上述的几何形状考虑被定为η＝η_konz。

该计算方式同样可用于由比四个更少或更多的片段例如20个或甚至多于20个的片段组成的刮片。

以下将参见图5来说明第二实施例的一个特别有利的变型。图5示意示出在刮片3c偏心磨损时出现的几何形状情况。对此在图5中标出了从刮片中心算起的最大偏心磨损量。

即，角度η_konz的确定如上所述基于同心磨损。但在实践中，与理论假定的同心磨损不同，在刮片3c的内周出现偏心磨损。

将参见图5来描述以下的特别有利的第二实施例变型，此时考虑了以上给出的偏心磨损事实情况并且参照图3a、图3b和图4加以描述。

在图3a、图3b和图4所示的例子中还说明，对于由四个片段组成的刮片3c，角度η＝η_konz＝51.9°是最佳的，以便考虑刮片3c片段的同心磨损或者说均匀磨损。这样，通过假定的同心磨损，保持该片段的内周面的周向延伸尺寸或者说弧长b、B的不变。

第二实施例的这个改进方案基于以下假定条件，在现实中必须要考虑的偏心磨损必须根据其它角度来优化刮片3c的功能，因为在刮片3c的内周上的曲率半径在偏心磨损时不与在外周上的曲率半径相同，如图5所示。此时在现实中，所出现的几何形状可以在同心磨损时所出现的几何形状和由图5所示的最大偏心磨损所造成的几何形状之间。在此情况下，本发明人发现，在刮片3c上形成的角度η在考虑偏心磨损时必须加以修正。对于由四个片段组成的刮片例子，得到角度η＝η_konz＝51.9°，而发明人已经证实，可以对η＝45°的刮片的偏心磨损提供最佳作用。由此得到，由同心磨损产生的理论计算角度η_konz可被修正，以改善刮片的功能。根据第二实施例的本改进方案，从以上考虑中提供一个修正系数k，它必须乘以角度η_konz，从而获得修正后的角度η_ex，该修正后的角度考虑了刮片的最大可能偏心磨损。

针对由四个片段组成的刮片时的修正系数为k＝0.868，此处根据是刮片3c的极度偏心磨损。刮片优化的其它考虑表明修正系数k总是小于1。以下示出了表1，该表示出修正系数k根据片段数量的认识结果。在此，对照了片段数量、由此得到的角度α和β、在刮片同心磨损时出现的η_konz值。而且得到了刮片上的磨损。此外，记录下修正系数k和所得到的修正后的值η_ex。

表1

片段数量	α	β	ηkonz	ηex	k
						2	180	167.32	32.5	0	0.00000
3	120	11.55	43.7	30	0.68682
						4	90	83.66	51.9	45	0.86782
5	72	66.93	57.9	54	0.93332
						6	60	55.77	62.4	60	0.96210
7	51.4	47.81	65.8	64.3	0.97655
						8	45	41.83	68.6	67.5	0.98454
9	40	37.18	70.8	70	0.98929
						10	36	33.46	72.6	72	0.99229
11	32.7	30.42	74.1	73.6	0.99427
						12	30.0	27.89	75.3	75.0	0.99563
13	27.7	25.74	76.4	76.2	0.99659
						14	25.7	23.90	77.4	77.1	0.99729
15	24.0	22.31	78.2	78.0	0.99781
						16	22.5	20.92	78.9	78.8	0.99821
17	21.2	19.69	79.5	79.4	0.99851
						18	20.0	18.59	80.1	80.0	0.99876
19	18.9	17.61	80.6	80.05	0.99895
						20	18.0	16.73	81.1	81.0	0.99910

如表所示，对于组成刮片3c的片段较多的情况，修正系数k接近数值1。此外示出了，对于两个片段，修正系数k＝0，因此，修正后的角度η_ex＝0°。对于偏心磨损，根据本发明得到经过修正的0°角度η_ex，从而端面S沿着刮片3c的内周的切向延伸。

因此得到：

η_ex＝η_konz·k (7)

可以确认，所求出的修正系数k表示最大偏心磨损的极限并且实际上可以在如表所给出的k值和1之间选择一个值，以获得本发明的有利效果。由此得到刮片功能就偏心磨损而言得以优化的取值范围。换句话说，根据本发明，符合以下条件的刮片是有利的：

η_ex≤η≤η_konz (8)

第三实施例

以下将描述本发明的第三实施例。根据本发明的第三实施例，设有一个刮环，它具有至少两个刮片，就像在第一实施例中所述的那样。在此，刮环包括支撑环2，该支撑环由至少两个环段组成。在支撑环内周设有两个轴向间隔的刮片3d和3e，它们也由片段组成。第三实施例的支撑环2且尤其是位于构成支撑环2的环段之间的断口A按照第一实施例来构成。此外根据第三实施例，像在第二实施例中参照刮片3c所述的那样构成这些刮片3d、3e。

由此得到一个特别有利的刮环，其中，在支撑环2的轴向的投影中，在支撑环2的每个断口处，相邻的环段彼此相交。第一实施例所述的变型也可被用到第三实施例的刮环上。作为对该实施方式的补充，在第三实施例的刮环中设有由多个片段组成的两个刮片3d和3e，每个刮片由多个片段组成，其数量与支撑环的情况一样。此时，刮片3d、3e的这些片段通过在周向上的刮片断口形成，其中界定该刮片断口的刮片端面相对于刮片的径向被斜切，以便至少部分补偿刮片的刮擦面的由磨损引起的变化。

在那里描述的刮片3c的第二实施例所示的变型也可被用到在第三实施例中所规定的两个刮片3d、3e上。

总之，由此得到这样的刮环，其中，在相应的杆和刮环之间相对运动时，用于刮除附着于相应杆上的液体的功能得以显著改善，不仅通过在支撑环2的环段之间的断口的结构，而且通过刮片3d、3e片段的特殊端面结构来阻止，在相应的杆和刮环之间相对运动时，液体从一个空间进入另一个空间，在这里，这两个空间可以通过该刮环分隔开。

第四实施例

如第一实施例或第三实施例所述的刮环以及如第二实施例所述的刮片可以被用在例如被安装在内燃机中的轴封上。

图6示出内燃机的在包括根据本发明的轴封10的十字头区域内的横截面视图。图6示出曲柄箱30和进气箱40。为了分隔曲柄箱30和进气箱40，在分隔壁内设置轴封10。轴封10环绕内燃机活塞杆20同心布置。活塞杆20例如通过十字头结构与内燃机曲轴联接。活塞杆20在内燃机运行中沿轴向相对于轴封10运动。

在轴封10中，在轴向上先后装设有多个如四个刮环1，用于将在曲柄箱30区域内施加到活塞杆20上且附着于活塞杆20的润滑油刮除并送回曲柄箱30。由此造成在进气箱40区域内在活塞杆20上尽量减少附着于活塞杆20的润滑油量并且同时能尽量减小在从进气箱40至曲柄箱30的连通区域内的污染。

用在轴封10中的刮环可以根据第一实施例来构成，从而因为在构成刮环1、1a的支撑环2的环段之间的断口A区域内的特殊的斜切布置形式，可以借助两个轴向间隔的刮片3a和3b尽量减少附着于活塞杆的润滑油的透过。

该作用可通过一个刮环如此尽量加以改善，即，该刮环装有两个刮片3c，该刮片如第二实施例所述且被标为刮片3d和3e。

在一个优选解决方案中，第四实施例的轴封10具有如第三实施例所限定的刮环，在此利用了在支撑环2环段之间的断口的优化设计结构以及刮片3d、3e片段的端面结构。

本发明不局限于以上给出的实施例。尤其是，将本发明应用到内燃机的轴封上只是一个例子，本发明可在各种应用场合展现其作用，在这些应用场合中，两个空间要由一个刮环分隔开，在这里，在相应杆和刮环之间有相对运动时，对应于该刮环的杆被该刮环擦拭。

这些实施例所给出的刮片、片段或用于轴封的刮环只是举例性质的并且可以根据应用场合做相应改动。

Claims (13)

1.一种用于刮擦相对于刮环可轴向移动的杆的外表面的刮环(1；1a)，其中该刮环(1；1a)具有支撑环(2)和至少两个设置在所述支撑环(2)内周上的刮片(3a,3b；3c；3d,3e)，该支撑环由至少两个片段(2a,2b,2c,2d)组成，这些片段是通过该支撑环(2)中的断口(A)来断开的，在该支撑环(2)的每个所述断口(A)处，所述片段(2a,2b,2c,2d)在所述支撑环(2)的轴向投影中彼此相邻，所述刮片(3c)由相应数量的多个片段组成，这些片段是通过在周向上的刮片断口(B，C)形成的，其中，每个刮片(3c)的所述刮片断口(B，C)的数量和位置匹配于该支撑环(2)的断口(A)的数量和位置，并且所述刮片(3c)界定该刮片断口(B，C)的端面(S)相对于该刮片(3c)的径向被斜切，以便至少部分地补偿该刮片(3c)的刮擦面的由磨损造成的变化,其中，在该端面(S)和一切线(T)之间设有介于小于90°范围内的斜切角度(η)，所述切线(T)的切点位于该刮片(3c)的内周且位于片段端部上，其中，在构成该刮片(3c)的片段数量为2时，所述斜切角度(η)等于0°，该斜切角度(η)被确定为不等于在同心磨损时出现的理论斜切角度(η_konz)。

2.根据权利要求1所述的刮环(1；1a)，其中，在每个所述支撑环(2)的所述断口(A)处，相邻的片段的端面相对于所述支撑环(2)的轴向方向斜切和/或呈阶梯状构成。

3.根据权利要求1或2所述的刮环(1；1a)，其中，所述至少两个刮片(3a,3b；3c；3d,3e)沿所述支撑环(2)的轴向彼此间隔布置，并且每个所述刮片(3a,3b；3c；3d,3e)在所述支撑环(2)的每个所述断口(A)的周向区域内具有刮片断口(B,C)。

4.根据权利要求1的刮环(1；1a)，其中，所述刮环(1；1a)在安装于所述杆上的状态中通过作用于所述刮环(1；1a)的预紧机构(4)被预紧，从而所述刮片(3a,3b；3c；3d,3e)的内周面保持接触所述杆的外表面。

5.根据权利要求1所述的刮环，其中，该斜切角度(η)被确定为小于该理论斜切角度(η_konz)。

6.具有根据权利要求1-5中任一项所述刮环的刮片(3c)，用于安装在由至少两个片段组成的刮环(1；1a；1b)的内周上，其中，修正后的斜切角度(η_ex)通过使在假定该刮片(3c)的内周存在同心磨损的情况下算出的理论斜切角度(η_konz)乘以一个修正系数(k)来确定，其中，该修正系数(k)考虑了该刮片(3c)的内周的偏心磨损，并且设于该刮片(3c)上的该斜切角度(η)等于修正后的斜切角度(η_ex)。

7.根据权利要求6所述的刮片(3c)，其中，设置于该刮片(3c)上的该斜切角度(η)大于或等于修正后的斜切角度(η_ex)并且小于或等于理论斜切角度(η_konz)。

8.根据权利要求6或7所述的刮片，其中，该修正系数(k)在考虑构成该刮片(3c)的多个片段的沿该刮片(3c)周向的间距的情况下来确定。

9.一种内燃机的轴封(10)，该内燃机包括至少一个缸，活塞被设置为能够在该缸内来回运动，该活塞借助呈活塞杆形式的杆(20)与十字头联接，其中该轴封(10)用于引导该杆(20)从进气箱(40)穿入曲柄箱(30)，该轴封(10)具有至少一个根据权利要求6至8中任一项所述的刮片(3c)。

10.根据权利要求9所述的轴封(10)，其中，在所述支撑环(2)的内周上设置有预紧机构(4)，该预紧机构将设置在该支撑环(2)的内周上的刮片(3a,3b；3c；3d,3e)紧压到该杆(20)的外表面上，从而在该刮片逐渐磨损时，该刮片的内表面通过该预紧机构(4)保持与该杆(20)的外表面相互接触。

11.根据权利要求9所述的轴封(10)，其中，所述内燃机是双冲程大功率柴油机。

12.一种内燃机，其包括活塞杆(20)，在该活塞杆上设有根据权利要求9至11中任一项所述的轴封(10)，用以引导该活塞杆(20)从进气箱(40)穿入曲柄箱(30)。

13.根据权利要求12所述的内燃机，其中，所述内燃机是双冲程大功率柴油机。