CN1481486A - 分段刮油环 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种由刮油环段形成的便宜刮油环(1)，各刮油环段由金属保持环段(2)以及塑料插入环段(4)形成，该插入环段通过正配合和通过游隙而安装在保持环段中。例如通过在相应保持环段中的槽底部(22)的延伸部分中的底切口以及在插入环段(4)上的侧凸缘(44)而实现该正配合连接。因此，在两个环段之间产生舌－槽连接。在两个平行刮油片(41)之间的插入环段(4)包括几个放油孔(49)，这些放油孔(49)与保持环段(2)中的放油孔(29)连通连接。该方法与只用塑料的方法相比更便宜，且与具有金属刮油片的方法相比，活塞杆的磨损减小，因此降低了润滑油消耗。
Description
本发明涉及一种刮油环，该刮油环分段，并通过至少一个圆周向弹簧而保持在一起，该刮油环尤其是用于船用柴油发动机，有几个放油孔，并有至少一个指向活塞杆侧的刮油片。
刮油环通常分段，并由至少一个圆周向环保持在一起。通过将该刮油环支承在活塞杆上，并通过刮油片，能够在很大程度上刮去在活塞杆上的润滑油，以便保证发动机润滑油不会从曲柄箱区域进入除气空间区域内，并由此防止大量消耗发动机润滑油。同时，刮油片和活塞杆一样将磨损。因此，刮油环必须定期更换。当人们用不易磨损的更硬的材料制造具有相应刮油片的刮油环时，活塞杆的磨损将不可避免地增加。因此泄漏也将增加。
上述类型的刮油环例如由US4210338、US4437232和DE2443299A可知。这些文献中所述的刮油环包括单个环，该环分成一个或多个段，并通常包括至少两个刮油片。在刮油片之间有自由空间，积累在该空间内的润滑油可以通过合适的放油孔溢出。刮油环通过至少一个圆周向弹簧保持在一起。当已有的刮油片有较大磨损时，必须更换整个刮油环。因此很昂贵。
还由PCT/CH91/00052可知一种具有多个刮油环的填料盒密封件，它们由自润滑塑料制成。这些刮油环表现得非常好，活塞杆的磨损也大大减小，因此润滑油消耗明显减小。
根据PCT/CH91/00052的刮油环必须由高质量的塑料例如PEEK(聚醚醚酮，polyetheretherketon)制成，它有很大的冲击阻力、耐疲劳性以及蠕变特性，并且，即使在较大压力和高于340℃的温度下还可以用于油-水化合物。不过，这些塑料极贵，价格大约300sFr/kg。
在市场上，人们可以获得MAN B&W A/S公司的刮油环，该刮油环分成段，并通过至少一个圆周向弹簧保持在一起，其中，优选分布在整个圆周上的几个放油孔包含在刮油环的段内，且刮油环包括两个平行槽，这两个槽中通过精确装配而装入可更换的铸铁刮油片。放油孔在两个可更换刮油片之间，并穿过刮油环。该已知刮油环的优点在于：通过合适检修，人们只需要更换刮油片。不过，这时的缺点是活塞杆有更大磨损。
只是由塑料制成刮油片的一种类似方法并没有任何实际效果，而是从一开始就导致润滑油消耗增加。
因此，本发明的目的是提供一种刮油环，该刮油环不会发生上述问题，且当检修时基本不需要更换整个刮油环，同时保持使刮油片有比刮油环的其余部分更软、更大耐磨损的材料的优点，从而避免活塞杆的磨损和引起的润滑油损失。
该目的通过本文第一段所述类型的分段刮油环而实现。
可以发现，通过该方法，刮油片不再通过负配合单独保持在需要的槽中，而是这些刮油片一起组合在插入环段中，这样形成的插入环段通过正配合而保持在可重新使用的保持环段中。这导致与完全由塑料制成的刮油环相比大大节省成本，并保持塑料刮油环的优点。
本发明主题的更优选设计形式将在随后的说明书中结合附图进行说明。
在附图中表示了本发明主题的一个优选实施例，并示意表示了市场上的最接近现有技术的刮油环的情况。
附图中：
图1是在装配位置中，在朝向曲柄箱一侧的刮油环段的视图；
图2是图1的刮油环段沿线II-II的垂直剖视图；以及
图3是同一元件沿图1中的线III-III的垂直剖视图。
图4表示了图1的刮油环元件，其中观察该段的外侧，并取下了圆周向弹簧。
图5表示了穿过具有5个本发明刮油环的磨损活塞杆的示意剖视图，而
图6表示了使用根据现有技术的三部分刮油环时的相同情况。
图7表示了具有磨损活塞杆的活塞的侧视图。
图8表示了现有技术的刮油环段、与图1的本发明方法相同的视图；以及
图9是根据图6的已知元件沿线VI-VI的垂直剖视图。
首先根据市场上获得的MAN B&W A/S公司的刮油环介绍现有技术情况。这样的刮油环在图8和9中表示。在图8中表示了从上方看时的单个刮油环段A。在图9的剖视图中表示的刮油环包括固体金属材料，其中，在相应槽中通过正配合(positive fit)、负配合以及精密配合而保持有两个刮油片B。在刮油环的侧部可以有横向凹口F。擦去的油进入该侧部凹口F内，在该侧部凹口F的底部可以有放油孔C，该放油孔C开口于支承槽D内，该支承槽D用于容纳单件或多件圆周向弹簧E。
塑料片在使用时的柔性也允许将刮油环1分成5部分，如图5所示。因此，使它的形状更适应在磨损活塞杆K上使用，如图7所示。可以大致避免在环的分开处T附近的已知泄漏位置L。
本发明的刮油环整个由参考标号1表示，在图1中表示了从上面看时的视图。分段的刮油环1基本包括两个彼此插入的环段。这样，外部环段形成保持环段2，插入环段4插入该保持环段内的相应槽3中。因此，整个刮油环包括预定数目的保持环段2以及恰好同样多的插入环段4。在装配条件下，刮油环段1通过一个或多个圆周向弹簧保持在一起。这些弹簧5可以包括一件或多件，它们形成拉伸弹簧的封闭环。各刮油环段有圆弧形本体20，该本体20有基本是矩形的截面，在该矩形截面的内表面中可以有圆周向U形槽21。该圆周向槽21有槽底部22，并通过至少一个底切口24而相对于侧表面23增宽。
在保持环段2的本体20远离曲柄箱的表面上包含有径向延伸的切除部分25，该切除部分25均匀分布，并促进擦去流出的润滑油。这些切除部分25一直延伸到在该侧延伸的底切口的深度。在远离活塞杆的一侧形成有两个凹槽26，这两个凹槽26彼此平行延伸。在所述两个圆周向凹槽26之间有腹板27，该腹板27以与两个侧边缘28相同的高度延伸。均匀分布的多个放油孔从槽底部22经过本体20到达外部。
在保持环段2的所述U形槽21中，插入环段4在任何情况下都通过间隙配合和正配合而布置在该U形槽21内。插入环段4有弧形本体40，该弧形本体40有大致矩形的横截面，并包括至少一个指向活塞杆的刮油片41，不过优选包括两个刮油片41。刮油片41形成为从弧形本体40伸出的一个部件。在两个刮油片41之间有稍微加深的润滑油清洗空间42。在圆周向底表面43上成一体形成有至少一个侧向凸出的凸缘44，该凸缘44通过正配合而插入在槽22的底部的所述底切口24中。因此，插入环段4只可以从侧向插入保持环段2内，但是沿径向固定并防止移动。如前所述，在U形槽21的侧壁23和插入环段4的侧壁之间有一定游隙。在槽底部22和插入环段4的底表面43之间同样有游隙。通过该游隙，可以保证在保持环段2中的插入环段4能够进行一定运动，尤其是相对运动，而且使该间隙中清洗的润滑油保持最少。
此外，在插入环元件4中包括多个释放孔49，通过该释放孔49，在两个刮油片41之间出现的、擦去的油可以进入U形槽21中，并可以通过放油孔从该U形槽21中放出。释放孔49和29彼此连通。优选释放孔49在插入环段4中的分布与释放孔在保持环段2中的分布相同。
这里所示的实施例只是本发明主题的一个优选实施例形式。当然，人们可以使保持环段和插入环段的截面形状与这里所示不同。特别是，人们可以提供截面朝着槽底部表面增宽的槽，以代替U形槽21。因此，插入环段4的截面形状必须设计成交叠。这形成普通的舌-槽连接。该舌-槽设计可以仅在一侧有，而另一侧可以形成为直角。这样，插入环元件只可以在一个确定位置插入保持环元件中。这实际上在刮油片倾斜布置时很重要。
当然，保持环元件2也可以只有一个凹槽26，而不是两个平行凹槽26，还可以装备有几个凹槽26，从而通过同样多个圆周向拉伸弹簧5而将刮油环段保持在一起。还有，实际上不必有不同设计形式的底切口25。如图所示，刮油片41设计成相对于活塞杆的纵向轴线倾斜延伸。这提高了刮油效果，增加了接触表面，从而减小了支承比压，这意味着进一步减小活塞杆的磨损。
这里，在保持环段和插入环段之间的所述游隙通常在十分之一和十分之几毫米之间。不过这意味着相对于通常使用的尺寸有较大游隙。这里所述方法设计成用于轮船的柴油发动机，插入的活塞杆的直径通常为几百毫米。
通过切除部分25和放油孔29，擦去的油总是进入两个圆周向弹簧5的区域中，因此，它们同样支承在油膜上。
由于本发明的刮油环设计，人们可以优化匹配材料。因此，人们可以毫无困难地通过合适的便宜的机器钢来制造传力的保持环段2，相反，可以利用软得多的塑料来制造插入环段4。
当人们设计成使刮油片垂直于活塞杆表面时，该刮油片必须相应比钢片宽得多，并比前述倾斜延伸的变化形式更宽。
根据本发明，由于使用塑料和金属材料组合，应当知道，它们的热膨胀系数有较大差别。这导致在处于冷却状态时，插入环元件在有游隙的情况下布置在保持环段中，而在受热状态下使用时，该游隙几乎根本没有。在本文中，人们从现在使用的三部分刮油环前进到本发明的五部分刮油环，以便更好地补偿所需游隙。这里，长期试验显示，通过本方法，即使当活塞杆局部磨损时，活塞杆的密封还大大高于三部分刮油环。
Claims (11)
1.一种刮油环(1)，该刮油环分段，并通过至少一个圆周向弹簧(5)保持在一起，尤其是用于船用柴油发动机的刮油环，有在周边上的几个放油孔(29)，并有至少一个指向活塞杆侧的刮油片(41)，其特征在于：刮油环的各段由具有槽(3)的金属保持环段(2)以及具有至少一个刮油片的塑料插入环段(4)形成，所述插入环段可以通过正配合和通过游隙而在槽中沿圆周向移动。
2.根据权利要求1所述的刮油环，其特征在于：刮油环分成5段。
3.根据权利要求1所述的刮油环，其特征在于：在保持环段(2)的槽底部(22)中包括有放油孔(29)，该放油孔(29)与在插入环段(4)中的放油孔连通。
4.根据权利要求1所述的刮油环，其特征在于：在装配状态下，保持环段(2)和插入环段(4)的放油孔至少彼此大致对齐延伸。
5.根据权利要求1所述的刮油环，其特征在于：保持环段(2)和插入环段(4)的截面设计成以舌-槽方式装配在一起。
6.根据权利要求5所述的刮油环，其特征在于：在保持环段(2)中的槽设计成不对称。
7.根据权利要求5所述的刮油环，其特征在于：在槽底部(22)附近的至少一侧上包含有轴向的底切口(24)，插入环段(4)包括插入该底切口(24)中的凸缘(44)。
8.根据权利要求1所述的刮油环，其特征在于：有两个或更多平行延伸的刮油片。
9.根据权利要求8所述的刮油环，其特征在于：刮油片相对于要密封的活塞杆的纵向方向倾斜延伸。
10.根据权利要求1所述的刮油环，其特征在于：插入环段包括布置在一侧的插入固定装置，用于确定保持环段的装配位置。
11.根据权利要求7和10所述的刮油环，其特征在于：该凸缘(44)作为插入固定装置。
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