CN1421629A - 车削表面密封件及不规则状空腔的密封方法 - Google Patents

车削表面密封件及不规则状空腔的密封方法 Download PDF

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Abstract

一种车削密封圈包括一绕中心轴线形成的呈圆柱形的弹性材料圈。该圈包括一矩形截面，并具有一内径、一外径、相对的平的上下表面，及多条以一定角度分隔，并自内径向内凸出的定位肋。这种密封圈及放置该密封圈的槽的优点在于可用简单和低成本的车削操作制成。

Description

车削表面密封件及不规则状空腔的密封方法
(1)技术领域
本发明涉及液压传动装置领域，如泵和马达。更具体地说，本发明涉及液压传动装置，如开路轴向活塞泵的外壳中不规则状空腔的密封装置及方法。
(2)背景技术
常用的开路轴向活塞泵的外壳通常具有一不规则状(非圆形)空腔，用于接纳液压传动装置的汽缸体或泵送部分以及使斜盘定位以确定装置的流体排量的伺服活塞及偏置活塞。虽然所需的空腔设有一大圆形中心部分以接纳汽缸体，但相对两侧的耳状部分向外延伸以分别接纳偏置活塞和伺服活塞。由于整个空腔是不规则或非圆形的，所以使用整个形状为圆形的O形密封圈会增大外壳的尺寸，从而不可避免地增大液压传动装置的包装尺寸。曾经尝试用衬圈密封不规则状空腔周围的区域，但泄漏通常都会非常高，特别当包装尺寸要求无法满足足够大的有效衬圈密封面积时。衬圈的这些缺点使一些泵制造商采用模制O形密封圈来表面密封非圆形区域。然而，由于模具及其制作成本高，模制O形密封圈也相对较贵。如果需要非圆形截面的O形密封圈，价钱就更贵了。因此，需要有一种液压传动装置外壳中不规则状空腔的改进密封装置及方法。
(3)发明内容
所以，本发明的主要目的在于提供一种不规则状空腔周围的表面密封的改进装置及方法。
本发明的另一个目的在于提供一种表面密封圈及槽配置，其可通过低成本的车床操作制成，无需用到较昂贵的模制和铣削操作。
本发明的再一个目的在于提供一种用于液压泵的外壳和端盖之间的不规则状区域密封的单一车削表面密封件。
本发明的又一个目的在于提供一种车削密封圈，其截面为矩形，而内径上的定位肋有助更好地紧固及受压。
本发明涉及一种液压传动装置中不规则状空腔的密封装置及方法。一密封圈包括一绕中心轴线形成的呈圆柱形的弹性材料圈。该圈的截面为矩形，其具有相对的平的上下表面，该上下表面之间限定了一轴向公称厚度，以及一外径和一内径，其间为一同心环轴。该内径设有多条以一定角度或在圆周上分隔配置的定位肋，这些定位肋在该内径上形成，并自内径向内凸出。定位肋在垂直于中心轴线的平面上呈弧形。本发明的优点在于密封圈及放置该密封圈的槽均可通过车削操作来制成。故本发明可提供一种可靠及低成本的表面密封组件。本发明还揭示了这样一种组件的制造方法。
为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明的较佳
实施例进行详细说明。
(4)附图说明
图1所示为本发明密封圈的顶视图。
图2所示为图1表面密封圈的侧视图。
图3所示为图1密封圈的其中一条定位肋的局部放大顶视图。
图4所示为沿图1中4-4线截取的其中一条定位肋的侧视图。
图5所示为图1安装在外壳一槽中的密封圈的顶视图。
图6所示为沿图5中6-6线截取的槽及密封圈的剖视图。图中还显示了与密封圈相邻的一端盖。
图7所示为开路泵外壳后端的顶视平面图，其显示出本发明的不规则状空腔及在其周围形成的密封接纳槽。
(5)具体实施方式
在图1-4中，本发明的密封圈均以标号10来表示。密封圈10呈圆柱形，其具有一中心轴线12、一外径14及一内径16。外径14和内径16以及中心轴线12最好要相互同心。这样，在内外径14，16之间就可设置同心环轴17。密封圈10的公称宽度W为内外径14，16两端之间的宽度。密封圈10包括多条在圆周上或以一定角度分隔配置的定位肋18，这些定位肋在内径上形成，并自内径向内凸出。定位肋18最好在垂直于中心轴线12的平面上呈弧形。在所示的优选实施例中，定位肋18沿着内径16的圆周等距地布置，其间隔或角度β大约为14度。当然，在无损于本发明的情况下，也可采用其它间隔。
密封圈10的截面为矩形。该密封圈包括相对的，最好是平行的，平的上下表面20，22，这两个表面之间限定了一轴向公称厚度T。密封圈10在垂直于环轴17的延伸平面上具有连续不间断的矩形截面，而环轴17又远离定位肋18。该矩形截面也可以是正方形。
密封圈10由弹性材料，最好由碳氟材料，制成。在本发明的最佳实施例中，用于开路泵外壳的优选材料是硬度为75的碳氟AMSR 83248 1类-1级(75Durometer fluorocarbon AMSR 83248 Type 1-Class 1)。这种材料由美国印第安纳洲歌珊(Goshen)的帕克汉尼芬公司(Parker Hannifin Corp.)提供。当然，在无损于本发明的情况下，也可采用其它公知的材料，如腈、丁腈橡胶等，如果该材料能承受所需的操作条件。
图3和4所示为定位肋18的结构的放大图。如图3所示，三处半径R限定了每条定位肋18。如图所示，一半径R自中心轴线24延伸。使定位肋18和内径16融为一体的内半径分别绕中心轴线25和27而形成。定位肋18最好自内径16凸出一高度或宽度W1，其比密封圈10的公称宽度W小。更优选是，选择中心轴线24，25，27及半径R，使宽度W1约等于密封圈10的公称宽度W的三分之二。
本发明密封圈10的制造方法简便快捷，而且成本低。由一条垂直于其中心纵向轴线的空心长管状挤压条通过车床切割就可制成密封圈。定位肋18在挤压过程中形成，而平的上下表面20，22则通过在车床上切割挤压条而形成。该方法依靠较便宜的挤压模和车床切割工具，而无需用到较昂贵的注塑模具。
图5-7所示为用本发明密封圈来制备一改进密封组件的方法。泵外壳26设有一平的后端面28，该端面具有一形成于泵壳内的不规则状空腔30。空腔30有一圆形部分32，用于接纳泵的汽缸体(未图示)。耳状部分34，36自圆形部份32以相反方向延伸，用于接纳泵的伺服活塞和偏置活塞(未图示)。端面28具有一外圆周边缘38。在一车削操作中，在泵外壳26的后端面28上车出一截面呈矩形的第一圆形槽40及一中心轴线41。在第二车削操作中，车出一截面呈矩形的第二圆槽42及一中心轴线43。槽40和42的槽深最好相等，共同形成一组合圆周槽44，该槽绕不规则空腔30延伸，用于接纳密封圈10。槽40，42和44的宽度W2最好略大于密封圈10的宽度(W1+W)。槽40，42和44的槽深D最好小于密封圈10的厚度T。
在圆周槽44径向向外设置的位置上，多个螺纹孔46伸入泵外壳26的端面28。从图6可以清楚看到，在密封圈10和泵外壳26的后端面28附近配置了一端盖或盖子50，其具有一平的泵密封表面52。然后，将多个螺栓48插入端盖的砂孔54，使端盖与泵外壳26密封地连接在一起。由于端盖50的泵密封表面52可与泵外壳26的端面28夹紧或接近泵外壳26的端面28，所以挤压密封圈10就可以在界面上形成表面密封。定位肋18易与槽44的内周长接触，逼使密封圈10的外径14向外，这使组件的受压能力提高。
从广义上说，本发明提供一种不规则状(非圆形)物进入第一和第二构件26，50之间的空腔30的密封方法。该方法包括车削多条径向重叠的圆环槽40，42，这些槽的截面在构件26，50其中之一的一平的表面28或52上呈矩形，从而围绕或包围待密封空腔30的不规则入口。槽40，42一起形成一非圆形外密封接纳槽44。装配工将车出的本发明密封圈10装入密封接纳槽44中，并夹紧第一和第二构件26，50直至密封圈10形成一合适的表面密封。本领域技术人员将会懂得，除了在泵外壳26上车出槽40，42及44之外，也可在盖子或端盖50上车出这些槽。在这种情况下，密封圈10可装入盖子或端盖50。

Claims (8)

1.一种密封件，其特征在于：所述密封件包括：
一绕中心轴线形成的呈圆柱形的弹性材料圈；
该圈包括一呈矩形的截面，相对的平的上下表面，其间限定了一轴向公称厚度，一外径及一内径，其间为一同心环轴；
该内径设有多条以一定角度分隔的定位肋，这些定位肋在内径上形成，并自内径向内凸出。
2.如权利要求1所述的密封件，其特征在于：所述内外径和中心轴线相互同心。
3.如权利要求1所述的密封件，其特征在于：所述呈矩形的截面在垂直于环轴的延伸平面上是连续和不间断的。
4.如权利要求1所述的密封件，其特征在于：所述定位肋在垂直于中心轴线的平面上呈弧形。
5.一种密封件，其特征在于：所述密封件包括：
一呈圆柱形的弹性材料圈；
该圈的截面呈矩形，其具有内外径表面；及
该内径表面设有多条以一定角度分隔的定位肋，这些定位肋在内径表面上形成，并自内径表面向内凸出。
6.如权利要求5所述的密封件，其特征在于：所述密封件是由一呈圆柱形管材上切下精确的一段制成，该密封件的内外径表面设有以一定角度分隔的定位肋，这些定位肋在内径表面上形成，而切割是在垂直于管材中心纵向轴的一平面上进行。
7.一种表面密封组件，其特征在于：所述组件包括：
相互重叠的第一和第二构件，其上各具有一平的表面，以使该平的表面配合在第一和第二构件中的一构件上；
第一和第二构件其中之一具有一空腔，该空腔自该构件平的表面上非圆形入口向内延伸；
第一和第二构件其中之一包括多条圆环槽，这些槽在该构件平的表面上，其截面是相同的矩形，而且沿径向部分重叠，以形成单个组合圆周槽，该槽的深度完全围住空腔的入口；
一车切弹性密封圈，其截面呈矩形，放置在圆周槽中，该密封圈包括一外径、一内径、及相对的平的上下表面，其间限定了一轴向公称厚度，该厚度比圆周槽的槽深大；
夹紧件，其将第二构件和第一构件夹紧在一起，使密封圈夹在其间。
8.如权利要求7所述的组件，其特征在于：所述密封圈的内径设有多条在周长上分隔的定位肋，这些定位肋在内径上形成，并自内径径向向内凸出。
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