專利名稱：車削表面密封件及不規(guī)則狀空腔的密封方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓傳動裝置領(lǐng)域，如泵和馬達(dá)。更具體地說，本發(fā)明涉及液壓傳動裝置，如開路軸向活塞泵的外殼中不規(guī)則狀空腔的密封裝置及方法。
(2)背景技術(shù)常用的開路軸向活塞泵的外殼通常具有一不規(guī)則狀(非圓形)空腔，用于接納液壓傳動裝置的汽缸體或泵送部分以及使斜盤定位以確定裝置的流體排量的伺服活塞及偏置活塞。雖然所需的空腔設(shè)有一大圓形中心部分以接納汽缸體，但相對兩側(cè)的耳狀部分向外延伸以分別接納偏置活塞和伺服活塞。由于整個空腔是不規(guī)則或非圓形的，所以使用整個形狀為圓形的O形密封圈會增大外殼的尺寸，從而不可避免地增大液壓傳動裝置的包裝尺寸。曾經(jīng)嘗試用襯圈密封不規(guī)則狀空腔周圍的區(qū)域，但泄漏通常都會非常高，特別當(dāng)包裝尺寸要求無法滿足足夠大的有效襯圈密封面積時。襯圈的這些缺點使一些泵制造商采用模制O形密封圈來表面密封非圓形區(qū)域。然而，由于模具及其制作成本高，模制O形密封圈也相對較貴。如果需要非圓形截面的O形密封圈，價錢就更貴了。因此，需要有一種液壓傳動裝置外殼中不規(guī)則狀空腔的改進(jìn)密封裝置及方法。
(3)發(fā)明內(nèi)容所以，本發(fā)明的主要目的在于提供一種不規(guī)則狀空腔周圍的表面密封的改進(jìn)裝置及方法。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種表面密封圈及槽配置，其可通過低成本的車床操作制成，無需用到較昂貴的模制和銑削操作。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種用于液壓泵的外殼和端蓋之間的不規(guī)則狀區(qū)域密封的單一車削表面密封件。
本發(fā)明的又一個目的在于提供一種車削密封圈，其截面為矩形，而內(nèi)徑上的定位肋有助更好地緊固及受壓。
本發(fā)明涉及一種液壓傳動裝置中不規(guī)則狀空腔的密封裝置及方法。一密封圈包括一繞中心軸線形成的呈圓柱形的彈性材料圈。該圈的截面為矩形，其具有相對的平的上下表面，該上下表面之間限定了一軸向公稱厚度，以及一外徑和一內(nèi)徑，其間為一同心環(huán)軸。該內(nèi)徑設(shè)有多條以一定角度或在圓周上分隔配置的定位肋，這些定位肋在該內(nèi)徑上形成，并自內(nèi)徑向內(nèi)凸出。定位肋在垂直于中心軸線的平面上呈弧形。本發(fā)明的優(yōu)點在于密封圈及放置該密封圈的槽均可通過車削操作來制成。故本發(fā)明可提供一種可靠及低成本的表面密封組件。本發(fā)明還揭示了這樣一種組件的制造方法。
為更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳
(4)


圖1所示為本發(fā)明密封圈的頂視圖。
圖2所示為圖1表面密封圈的側(cè)視圖。
圖3所示為圖1密封圈的其中一條定位肋的局部放大頂視圖。
圖4所示為沿圖1中4-4線截取的其中一條定位肋的側(cè)視圖。
圖5所示為圖1安裝在外殼一槽中的密封圈的頂視圖。
圖6所示為沿圖5中6-6線截取的槽及密封圈的剖視圖。圖中還顯示了與密封圈相鄰的一端蓋。
圖7所示為開路泵外殼后端的頂視平面圖，其顯示出本發(fā)明的不規(guī)則狀空腔及在其周圍形成的密封接納槽。
(5)具體實施方式
在圖1-4中，本發(fā)明的密封圈均以標(biāo)號10來表示。密封圈10呈圓柱形，其具有一中心軸線12、一外徑14及一內(nèi)徑16。外徑14和內(nèi)徑16以及中心軸線12最好要相互同心。這樣，在內(nèi)外徑14，16之間就可設(shè)置同心環(huán)軸17。密封圈10的公稱寬度W為內(nèi)外徑14，16兩端之間的寬度。密封圈10包括多條在圓周上或以一定角度分隔配置的定位肋18，這些定位肋在內(nèi)徑上形成，并自內(nèi)徑向內(nèi)凸出。定位肋18最好在垂直于中心軸線12的平面上呈弧形。在所示的優(yōu)選實施例中，定位肋18沿著內(nèi)徑16的圓周等距地布置，其間隔或角度β大約為14度。當(dāng)然，在無損于本發(fā)明的情況下，也可采用其它間隔。
密封圈10的截面為矩形。該密封圈包括相對的，最好是平行的，平的上下表面20，22，這兩個表面之間限定了一軸向公稱厚度T。密封圈10在垂直于環(huán)軸17的延伸平面上具有連續(xù)不間斷的矩形截面，而環(huán)軸17又遠(yuǎn)離定位肋18。該矩形截面也可以是正方形。
密封圈10由彈性材料，最好由碳氟材料，制成。在本發(fā)明的最佳實施例中，用于開路泵外殼的優(yōu)選材料是硬度為75的碳氟AMSR 83248 1類-1級(75Durometer fluorocarbon AMSR 83248 Type 1-Class 1)。這種材料由美國印第安納洲歌珊(Goshen)的帕克漢尼芬公司(Parker Hannifin Corp.)提供。當(dāng)然，在無損于本發(fā)明的情況下，也可采用其它公知的材料，如腈、丁腈橡膠等，如果該材料能承受所需的操作條件。
圖3和4所示為定位肋18的結(jié)構(gòu)的放大圖。如圖3所示，三處半徑R限定了每條定位肋18。如圖所示，一半徑R自中心軸線24延伸。使定位肋18和內(nèi)徑16融為一體的內(nèi)半徑分別繞中心軸線25和27而形成。定位肋18最好自內(nèi)徑16凸出一高度或?qū)挾萕1，其比密封圈10的公稱寬度W小。更優(yōu)選是，選擇中心軸線24，25，27及半徑R，使寬度W1約等于密封圈10的公稱寬度W的三分之二。
本發(fā)明密封圈10的制造方法簡便快捷，而且成本低。由一條垂直于其中心縱向軸線的空心長管狀擠壓條通過車床切割就可制成密封圈。定位肋18在擠壓過程中形成，而平的上下表面20，22則通過在車床上切割擠壓條而形成。該方法依靠較便宜的擠壓模和車床切割工具，而無需用到較昂貴的注塑模具。
圖5-7所示為用本發(fā)明密封圈來制備一改進(jìn)密封組件的方法。泵外殼26設(shè)有一平的后端面28，該端面具有一形成于泵殼內(nèi)的不規(guī)則狀空腔30?？涨?0有一圓形部分32，用于接納泵的汽缸體(未圖示)。耳狀部分34，36自圓形部份32以相反方向延伸，用于接納泵的伺服活塞和偏置活塞(未圖示)。端面28具有一外圓周邊緣38。在一車削操作中，在泵外殼26的后端面28上車出一截面呈矩形的第一圓形槽40及一中心軸線41。在第二車削操作中，車出一截面呈矩形的第二圓槽42及一中心軸線43。槽40和42的槽深最好相等，共同形成一組合圓周槽44，該槽繞不規(guī)則空腔30延伸，用于接納密封圈10。槽40，42和44的寬度W2最好略大于密封圈10的寬度(W1+W)。槽40，42和44的槽深D最好小于密封圈10的厚度T。
在圓周槽44徑向向外設(shè)置的位置上，多個螺紋孔46伸入泵外殼26的端面28。從圖6可以清楚看到，在密封圈10和泵外殼26的后端面28附近配置了一端蓋或蓋子50，其具有一平的泵密封表面52。然后，將多個螺栓48插入端蓋的砂孔54，使端蓋與泵外殼26密封地連接在一起。由于端蓋50的泵密封表面52可與泵外殼26的端面28夾緊或接近泵外殼26的端面28，所以擠壓密封圈10就可以在界面上形成表面密封。定位肋18易與槽44的內(nèi)周長接觸，逼使密封圈10的外徑14向外，這使組件的受壓能力提高。
從廣義上說，本發(fā)明提供一種不規(guī)則狀(非圓形)物進(jìn)入第一和第二構(gòu)件26，50之間的空腔30的密封方法。該方法包括車削多條徑向重疊的圓環(huán)槽40，42，這些槽的截面在構(gòu)件26，50其中之一的一平的表面28或52上呈矩形，從而圍繞或包圍待密封空腔30的不規(guī)則入口。槽40，42一起形成一非圓形外密封接納槽44。裝配工將車出的本發(fā)明密封圈10裝入密封接納槽44中，并夾緊第一和第二構(gòu)件26，50直至密封圈10形成一合適的表面密封。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會懂得，除了在泵外殼26上車出槽40，42及44之外，也可在蓋子或端蓋50上車出這些槽。在這種情況下，密封圈10可裝入蓋子或端蓋50。
權(quán)利要求
1.一種密封件，其特征在于所述密封件包括一繞中心軸線形成的呈圓柱形的彈性材料圈；該圈包括一呈矩形的截面，相對的平的上下表面，其間限定了一軸向公稱厚度，一外徑及一內(nèi)徑，其間為一同心環(huán)軸；該內(nèi)徑設(shè)有多條以一定角度分隔的定位肋，這些定位肋在內(nèi)徑上形成，并自內(nèi)徑向內(nèi)凸出。
2.如權(quán)利要求1所述的密封件，其特征在于所述內(nèi)外徑和中心軸線相互同心。
3.如權(quán)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環(huán)軸的延伸平面上是連續(xù)和不間斷的。
4.如權(quán)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軸線的平面上呈弧形。
5.一種密封件，其特征在于所述密封件包括一呈圓柱形的彈性材料圈；該圈的截面呈矩形，其具有內(nèi)外徑表面；及該內(nèi)徑表面設(shè)有多條以一定角度分隔的定位肋，這些定位肋在內(nèi)徑表面上形成，并自內(nèi)徑表面向內(nèi)凸出。
6.如權(quán)利要求5所述的密封件，其特征在于所述密封件是由一呈圓柱形管材上切下精確的一段制成，該密封件的內(nèi)外徑表面設(shè)有以一定角度分隔的定位肋，這些定位肋在內(nèi)徑表面上形成，而切割是在垂直于管材中心縱向軸的一平面上進(jìn)行。
7.一種表面密封組件，其特征在于所述組件包括相互重疊的第一和第二構(gòu)件，其上各具有一平的表面，以使該平的表面配合在第一和第二構(gòu)件中的一構(gòu)件上；第一和第二構(gòu)件其中之一具有一空腔，該空腔自該構(gòu)件平的表面上非圓形入口向內(nèi)延伸；第一和第二構(gòu)件其中之一包括多條圓環(huán)槽，這些槽在該構(gòu)件平的表面上，其截面是相同的矩形，而且沿徑向部分重疊，以形成單個組合圓周槽，該槽的深度完全圍住空腔的入口；一車切彈性密封圈，其截面呈矩形，放置在圓周槽中，該密封圈包括一外徑、一內(nèi)徑、及相對的平的上下表面，其間限定了一軸向公稱厚度，該厚度比圓周槽的槽深大；夾緊件，其將第二構(gòu)件和第一構(gòu)件夾緊在一起，使密封圈夾在其間。
8.如權(quán)利要求7所述的組件，其特征在于所述密封圈的內(nèi)徑設(shè)有多條在周長上分隔的定位肋，這些定位肋在內(nèi)徑上形成，并自內(nèi)徑徑向向內(nèi)凸出。
全文摘要
一種車削密封圈包括一繞中心軸線形成的呈圓柱形的彈性材料圈。該圈包括一矩形截面，并具有一內(nèi)徑、一外徑、相對的平的上下表面，及多條以一定角度分隔，并自內(nèi)徑向內(nèi)凸出的定位肋。這種密封圈及放置該密封圈的槽的優(yōu)點在于可用簡單和低成本的車削操作制成。
文檔編號F16J15/06GK1421629SQ02152278
公開日2003年6月4日 申請日期2002年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月29日
發(fā)明者布恩·尼克, 瓦爾克·拉里 申請人:沙厄-丹福絲股份有限公司