專利名稱：唇式密封環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于相對運(yùn)動機(jī)件的唇式密封環(huán)，包括一聚合物材料制成的柔性密封唇，其密封唇通過彈性偏壓在密封縫隙區(qū)域緊緊圍住機(jī)件，其中的密封縫隙至少在圓周位置由一個螺旋階梯在縱向連通，該螺旋階梯通過密封唇上的螺旋狀槽和朝向該槽的機(jī)件的密封表面限定，其槽使得密封腔與外界環(huán)境連通。
現(xiàn)有技術(shù)DE19532701C2公開了這樣的唇式密封環(huán)。其密封縫隙至少在限定螺旋階梯的槽區(qū)域由蠟封閉。其密封縫隙中的蠟可以用于檢測其唇式密封環(huán)裝配是否有問題和/或是否已損壞。如果其唇式密封環(huán)例如裝配有問題或已損壞，壓力檢測不能得到令人滿意的密封效果。為了進(jìn)行壓力檢測，在唇式密封環(huán)裝配連接的密封腔中充入規(guī)定檢測壓力的壓力空氣并在確定的檢測時間觀察其壓力降。如果在檢測時間內(nèi)其壓力保持不變，說明密封唇裝配正確且未被損壞。相反，如果出現(xiàn)不正常的快速降壓，說明密封唇裝配有問題和/或已被損壞。若壓力檢測令人滿意的結(jié)束，在唇式密封環(huán)以確定的方式使用時其蠟在工作時被加熱并完全從密封縫隙朝密封腔的方向被輸送。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是對上述類型唇式密封環(huán)的改進(jìn)，在使用其唇式密封環(huán)之前并在壓力檢測時可靠地將介質(zhì)封閉到密封縫隙中，并明顯減少長時間使用而在其槽中油炭的形成。
本發(fā)明的目的是由權(quán)利要求1的特征實(shí)現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求涉及進(jìn)一步有益的結(jié)構(gòu)。
為了實(shí)現(xiàn)其目的，密封縫隙在限定螺旋階梯的槽的區(qū)域通過耐高溫的、減小摩擦的介質(zhì)封閉，這只是為了進(jìn)行壓力檢測，且介質(zhì)形成表面層，其表面層基本在唇式密封環(huán)的整個使用期間內(nèi)附著在朝向槽的密封唇的表面上。本發(fā)明唇式密封環(huán)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，其封閉只用于壓力檢測的密封縫隙的介質(zhì)的一部分滯留在朝向該槽的密封唇的表面上并由此形成摩擦系數(shù)小且耐溫的表面層。由于與密封唇的材料無關(guān)，幾乎不會形成油炭，使得經(jīng)長時間的使用其唇式密封環(huán)仍能保持良好的使用特性。此外，本發(fā)明唇式密封環(huán)制造簡單，由于只在壓力檢測時封閉其密封縫隙的介質(zhì)的一部分同時可以作為表面層使用，降低了成本。
除了密封唇的表面層還可以通過其介質(zhì)在密封機(jī)件的表面上形成另一表面層，使得限定密封縫隙的所有壁上形成耐高溫的、減少摩擦的表面層。
介質(zhì)的ISO VG粘度級可以為68-680，優(yōu)選其粘度級為460-680，特別是，在其ISO VG粘度級為460-680時的優(yōu)點(diǎn)為，在壓力檢測時其介質(zhì)牢固附著在其槽中并不會由檢測壓力的作用而吹走。
在其ISO VG粘度級小于68時的缺點(diǎn)是，在壓力檢測時其介質(zhì)會由檢測壓力的作用而被吹走。
在其ISO VG粘度級大于680時的缺點(diǎn)是，加劇了沉積。
其介質(zhì)在40℃時的運(yùn)動粘度可以為61.2-748mm2/s，優(yōu)選為291-560mm2/s。其介質(zhì)在100℃時的運(yùn)動粘度可以為8-40mm2/s，優(yōu)選為22-37mm2/s。其運(yùn)動粘度在相應(yīng)溫度下給定的下限值以下時的缺點(diǎn)是，在壓力檢測時其介質(zhì)會由檢測壓力的作用而被吹走。
其運(yùn)動粘度在相應(yīng)溫度下給定的上限值以上時的缺點(diǎn)是，加劇了沉積。
其介質(zhì)根據(jù)DIN ISO2592的燃點(diǎn)為150-320℃，優(yōu)選為250-270℃。這樣的燃點(diǎn)完全可以滿足多數(shù)的使用情況，這是因?yàn)榇绞矫芊猸h(huán)的一般使用溫度小于上述值。無論怎樣所需要的是其介質(zhì)的燃點(diǎn)要小于唇式密封環(huán)的最大使用溫度。
其介質(zhì)根據(jù)DIN ISO3016的凝固點(diǎn)為-15至-30℃，優(yōu)選為-24至-25℃。其凝固點(diǎn)給出了其介質(zhì)正好不在能流動的溫度。
其介質(zhì)由油或油的混合物組成。例如為耐高溫的鋸鏈?zhǔn)接突蜻@些油的混合物。
其介質(zhì)由分別至少為油基的觸變皂粉潤滑油脂或凝膠油脂構(gòu)成。使用其觸變介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是，在檢測時其介質(zhì)所處的環(huán)境溫度不會影響其介質(zhì)的粘度且其介質(zhì)還會在相對高的溫度下牢固地保持在其槽中。若在壓力檢測時其環(huán)境溫度高于熔化溫度如熔點(diǎn)時，還可以進(jìn)行壓力檢測。環(huán)境溫度到達(dá)100℃時也沒有問題。
觸變介質(zhì)可以添加硅化物，其硅化物例如由石英制成。這樣的觸變介質(zhì)是特別適應(yīng)環(huán)境的并且在壓力檢測時必須不分離。在有效的中斷壓力檢測后，其密封機(jī)件以確定的方式運(yùn)動，其介質(zhì)隨著軸的轉(zhuǎn)動和形成的振動被液化并通過其槽的輸送作用輸入其密封腔。接著，其槽繼續(xù)敞開并為了回送密封介質(zhì)在密封腔的方向完全起作用。只有少量的一部分介質(zhì)作為表面層保留在朝向槽的密封唇的表面上。表面層的厚度優(yōu)選為1-300μm。
其觸變介質(zhì)的基劑至少由一種油脂構(gòu)成，其優(yōu)點(diǎn)是，其介質(zhì)與大多數(shù)密封介質(zhì)具有良好的適應(yīng)性，不會由于觸變介質(zhì)的混合對密封介質(zhì)的使用性帶來不利的影響。
其介質(zhì)可以具有與密封唇不同的顏色。其優(yōu)點(diǎn)是，特別便于必要的光學(xué)控制。這樣容易識別在螺旋階梯區(qū)域的密封唇是否完全和/或均勻地涂上了其介質(zhì)。優(yōu)選的是其介質(zhì)含有帶通過UV光(紫外線光)發(fā)光的UV指示劑的色素。
其密封唇例如由PTFE(聚四氟乙烯)構(gòu)成。其PTFE也可理解為相關(guān)的PTFE復(fù)合物。對于不同的使用情況，PTFE密封唇被證明是有益的，這是因?yàn)槠浔砻嬉运?、最小初始磨損量被玻璃化，并隨后的長期使用時保持良好的使用特性。
雖然由PTFE構(gòu)成的密封唇的摩擦系數(shù)已經(jīng)是很小的，而有意義是其表面層由其介質(zhì)形成，由此還進(jìn)一步減小了其摩擦系數(shù)。
優(yōu)選通過噴射將其介質(zhì)置入其槽中。其優(yōu)點(diǎn)是，通過噴霧的粒子形成的其表面層的厚度特別均勻。與上述不同的另一情況是，其介質(zhì)涂抹到朝向機(jī)件的密封唇的表面上和其槽中。
在置入其介質(zhì)而連接時，其唇式密封環(huán)可以被支撐、輸送和安裝，其環(huán)境溫度對其介質(zhì)的粘度不會產(chǎn)生不利影響。
下面參照附圖對本發(fā)明的主題作進(jìn)一步描述。


圖1示出了本發(fā)明唇式密封環(huán)的橫斷面圖；圖2示出了圖1的唇式密封環(huán)的密封唇在朝向機(jī)件側(cè)面上的放大斷面圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中以縱向斷面圖表示的唇式密封環(huán)用于相對運(yùn)動的機(jī)件，例如用于繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動的軸。該唇式密封環(huán)包括一柔性密封唇2，在該實(shí)施例中它由PTFE(聚四氟乙烯)復(fù)合物構(gòu)成。在所示實(shí)施例中，該密封唇2在軸向朝密封腔8的方向呈喇叭狀向前彎曲并密封地圍住機(jī)件1的表面7。密封唇2在直徑大的區(qū)域直接或間接地例如借助橡膠凸壁14固定在一個支撐環(huán)13上。
在其徑向懸出部分15區(qū)域其支撐環(huán)13被埋入橡膠包封壁16中，在朝向外界環(huán)境9的一側(cè)其機(jī)件1表面7的包封壁16具有環(huán)繞的防塵唇17。該密封唇2在密封縫隙3區(qū)域具有一個完全圍住機(jī)件1表面7的螺旋狀螺旋階梯4，其中，螺旋階梯4由螺旋狀槽6和機(jī)件1的表面7限定。該螺旋階梯4用于在機(jī)件1轉(zhuǎn)動時在螺旋階梯4區(qū)域朝密封腔8的方向輸送密封介質(zhì)。
在該實(shí)施例中，密封唇2只具有一級螺旋階梯4，它以螺旋形狀在其整個外周上圍住待密封機(jī)件1。如果螺旋階梯4通過其介質(zhì)12只在圓周位置封閉，也足以在通過限定螺旋階梯4的槽6進(jìn)行壓力檢測時防止壓力損失。介質(zhì)12的量必須這樣測量，即密封縫隙3由介質(zhì)12完全封閉。若唇式密封環(huán)裝配連接到機(jī)件1上時進(jìn)行壓力檢測，而后密封唇2由于密封腔8中壓力的升高緊緊壓到機(jī)件1的表面7上，提高了密封效果。在未損壞正確安裝唇式密封環(huán)并進(jìn)行壓力檢測時氣壓繼續(xù)保持恒定；在螺旋階梯4區(qū)域絕不會泄漏壓力氣體。
相反，如果唇式密封環(huán)損壞和/或安裝錯誤，會相當(dāng)快地出現(xiàn)壓力損失。
在唇式密封環(huán)處于壓力檢測下工作時，在密封唇2和相對轉(zhuǎn)動的機(jī)件1表面7之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，在這種情況下，機(jī)件1的相對運(yùn)動會發(fā)熱并產(chǎn)生振動。由此，封閉在密封縫隙3中的介質(zhì)12會朝著密封腔8的方向被輸送。接著，螺旋階梯4發(fā)揮作用，即它使得滲漏液體向后輸送到密封腔8中。而介質(zhì)12的一部分作為表面層11滯留在朝著槽6的密封唇2的表面10上。
權(quán)利要求
1.用于相對運(yùn)動機(jī)件的唇式密封環(huán)，包括一聚合物材料制成的柔性密封唇，該密封唇通過彈性偏壓在密封縫隙區(qū)域緊緊圍住所述機(jī)件，其中，密封縫隙至少在圓周位置由一個螺旋階梯在縱向連通，該螺旋階梯通過密封唇上的螺旋狀槽和朝向該槽的機(jī)件的密封表面限定，該槽使得密封腔與外界環(huán)境連通，其特征在于，只為了進(jìn)行壓力檢測，密封縫隙(3)在限定螺旋階梯(4)的槽(6)的區(qū)域通過耐高溫的、減小摩擦的介質(zhì)(12)封閉，且介質(zhì)(12)形成表面層(11)，該表面層基本在唇式密封環(huán)的整個使用期間內(nèi)附著在朝向槽(6)的密封唇(2)的表面(10)上。
2.如權(quán)利要求1的唇式密封環(huán)，其特征在于，表面層(11)的厚度為1-300μm。
3.如權(quán)利要求1或2之一的唇式密封環(huán)，其特征在于介質(zhì)(12)的ISO VG粘度級為68-680。
4.如權(quán)利要求1-3之一的唇式密封環(huán)，其特征在于介質(zhì)(12)在40℃時的運(yùn)動粘度為61.2-748mm2/s。
5.如權(quán)利要求1-4之一的唇式密封環(huán)，其特征在于介質(zhì)(12)在100℃時的運(yùn)動粘度為8-40mm2/s。
6.如權(quán)利要求1-5之一的唇式密封環(huán)，其特征在于，介質(zhì)(12)根據(jù)DIN ISO2592的燃點(diǎn)為150-320℃。
7.如權(quán)利要求1-6之一的唇式密封環(huán)，其特征在于介質(zhì)(12)根據(jù)DIN ISO3016的凝固點(diǎn)為-15至-30℃。
8.如權(quán)利要求1-7之一的唇式密封環(huán)，其特征在于，介質(zhì)(12)由油或油的混合物組成。
9.如權(quán)利要求1-8之一的唇式密封環(huán)，其特征在于，介質(zhì)(12)由分別至少為油基的觸變皂粉潤滑油脂或觸變凝膠油脂構(gòu)成。
全文摘要
用于相對運(yùn)動機(jī)件(1)的唇式密封環(huán)，包括一聚合物材料制成的柔性密封唇(2)，該密封唇通過彈性偏壓在密封縫隙(3)區(qū)域緊緊圍住其機(jī)件(1)，其中，密封縫隙(3)至少在圓周位置由一個螺旋階梯(4)在縱向(5)連通，該螺旋階梯(4)通過密封唇(2)上的螺旋狀槽(6)和朝向該槽(6)的機(jī)件(1)的密封表面(7)限定，該槽(6)使得密封腔(8)與外界環(huán)境(9)連通。只為了進(jìn)行壓力檢測，密封縫隙(3)在限定螺旋階梯(4)的槽(6)的區(qū)域通過耐高溫的、減小摩擦的介質(zhì)(12)封閉，且介質(zhì)(12)形成表面層(11)，該表面層基本在唇式密封環(huán)的整個使用期間內(nèi)附著在朝向槽(6)的密封唇(2)的表面(10)上。
文檔編號F16J15/32GK1399085SQ02131810
公開日2003年2月26日 申請日期2002年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月13日
發(fā)明者埃里克·卡默雷爾, 桑德里訥·佩拉托訥 申請人:卡爾·弗羅伊登伯格公司