专利名称：用于活塞杆的密封件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于活塞杆的密封件，特别是适用于汽车应用中液压离合器系统中促动杆和活塞的组合的密封装置。
背景技术：
在促动活塞装置中，在促动器汽缸内在活塞周围设置密封件是必须的。在汽车和其他应用中，当活塞杆或促动杆离开汽缸时，设置密封件也是必须的；这是为了阻止灰尘进入汽缸。在大众公司生产的DQ200传动系统中，使用了一种密封汽缸端部的装置。此处，皱纹管式防尘罩被固定在促动汽缸的端部和活塞杆的端部。皱纹管随着活塞杆在汽缸内的往复运动而展开和收缩。活塞杆的端部经由球形接头被连接于液压离合器装置促动杆，或应用杆。球形接头的所有阻力都被转化为活塞的载荷；任何施加在活塞上的横向载荷都会产生能造成活塞密封件磨损的拉拽力。皱纹管式防尘罩是一种相对昂贵的部件，且将其附连于活塞装置的过程比较复杂和耗费时间。
发明内容
本发明的一些方面旨在克服或至少减少一个或多个上述的问题。本发明提供了一种活塞装置，其包括有能在汽缸中往复运动的活塞，且其被附连活塞杆的一端，活塞杆的另一端延伸出汽缸的端部且被可旋转地附连于可枢转促动杆上， 在活塞杆和汽缸端部间设置有密封构件，其特征在于该密封构件上设置有边沿密封地连接活塞杆的孔，活塞杆被设置为穿过该孔在其中往复滑动。使用这样的滑动密封构件的优点是由促动杆经由活塞杆传导到活塞上的不需要的机械载荷得以降低。此外，滑动式密封构件具有低成本，易于安装更换，且仍然能提供优秀的防灰尘进入的保护的优点。优选地，活塞杆和促动杆之间的连接中促动杆和密封构件之间没有接触。这样设计的优点是密封构件不会在连接上产生阻力或是拉拽效应。在优选实施例中，该密封构件，至少在靠近孔附近的区域，为可变形的，以允许活塞杆在横向于其滑动方向上的运动。通过自由地允许这样的运动，密封构件移除了由连接产生的机械载荷。
将参照以下视图对本发明的一个优选实施例进行描述，其仅做示例用途，其中图1示出了现有技术中的活塞装置，其处于第一配置，在该位置离合器被接合；图2示出了处于第二配置的图1中的活塞装置，在该位置离合器被松开；图3示出了如本发明的第一实施例所述的活塞装置，其处于第一配置，在该位置离合器被接合；
3图4示出了处于第二配置的图3中的活塞装置，在该位置离合器被松开； 图5是图3和4中的装置的密封构件的放大视图6是类似于图5的、用于图3和图4中的装置的密封构件的改型的示图；并且
图7示出了根据本发明第二实施例的活塞装置的局部。
附图标记
活塞装置10
活塞杆12
球形接头14，16
活塞20
球形凹槽M
汽缸30
内壁32
密封件34
磁体36
保持环38
进口39
导向环40
汽缸端部42，44
罩50
皱褶部52
罩端部54，56
唇缘58
连接器元件60，62
颈部64
凹槽66
杆70
杆端部72
凹口74
插入物76
球形凹槽78
连接器80
间隙82
活塞装置100
活塞杆112
球形接头114，116
活塞120
汽缸130
汽缸端部142，144
杆170
杆端部172
凸缘188
密封构件190
底部192
壁部分194
唇缘196，198
孔200
密封构件290
凸缘298
孔300
活塞装置310
活塞杆312
汽缸330
唇缘340
凸缘344
螺栓构件346
罩350
皱褶部360
孔380
具体实施例如附图所示，图1和图2示出了现有技术中的活塞装置10。附连于促动器活塞20 的活塞杆或销12被设置为在汽缸壳体30中往复运动。该杆12在其相对的两端上设置有相应的球形接头14和16.球形接头14位于活塞20上相应的球形槽M中，且能相对于其进行有限量的旋转。该活塞通过滑动密封件34相对于汽缸30的内壁30被密封。磁体36也和该活塞20 相关，其可被传感器(未示出)感知，以指示该活塞的位置，并由此指示相关的离合器是否已被接合。该密封件34和磁体36被作用在导向环40上的保持环38保持在活塞上。在图1中，该活塞被经由入口 39进入汽缸30的液压流体产生的液压压力偏置到右侧，该入口所在的汽缸的第一端42在其他情况下是封闭的。杆12穿过其中的汽缸的另一端44基本是敞开的，且和皱纹管式防尘罩50的内部连通。该罩包括多个在罩的第一端部M和罩的第二端部56之间延伸的皱褶部52。在端部M，该罩的圆凸缘58和第一连接器元件60相接合，该元件和固定地附连在汽缸的端部44上的第二连接器元件62卡扣配合 (snap-fit)。相邻端56，罩的缩小颈部64和杆12上的凹槽66相接合。在图1中，杆12在其右手侧被设置为枢转铰接杆70。该杆的上端72上设置有成形凹口 74。为了使球形接头16旋转且产生密封效果，杆端72上的凹口 74上设置有插入物 76.插入物76为大致部分球形且其径向内表面为收纳球形接头16的球形凹槽78，径向外表面装配于凹口 74中。由此可见，杆12的密封壳体由活塞20本身，汽缸30，罩50和插入物76的组合来提供。
杆70促动液压离合器组件(未示出)中的离合器(未示出)。其于其另一侧枢轴安装，且在图1中被弹性偏置到左侧，因此当从进口 39中消除液压压力时，杆12被推回图 2所示的位置。同时也发生皱纹型罩50的折叠。同时也会发生一些杆端72和由此引起的杆12的非想要的运动，但不会对此进行描述。由于杆70围绕距离杆12的纵向轴线有一定距离的支点(未示出)转动，杆端72 在图1和图2示出的位置之间的运动是略微弯曲的。尽管这可由球形接头14、16在其各自的凹口内的运动部分补偿，活塞装置仍然需要考虑杆端72的横向运动，即和杆12的纵向轴线垂直的杆端的运动，而给其提供额外的空间。可理解的是图1和2中这种运动的主要分量是上下运动，即，在纸面内运动。如图2所示，一些相对运动被杆72和插入物76之间微小的变化补偿，参见展开的间隙82。一部分这样的相对运动可被插入物76本身的运动吸收，但因为其受插入物和壳体端56的接合所限制，这一分量被转化为延着杆12施加在活塞 20上的载荷，至少一部分这样的载荷表现为在活塞20上的横向载荷，特别是施加在密封构件34上的载荷，其因此在一段时间使用之后会磨损。现在参见图3和图4，其示出了本发明的第一实施例中的活塞装置100的简视图。 在其中的特征被略去时，其优选的和图1以及图2中示出的装置相同。但是，其可采用具有同样功能的特征。和图1以及图2中示出的装置类似的是，活塞装置100包括活塞杆112， 其具有端部球形接头114、116，其中球形接头114和液压促动的活塞120接合，而球形接头 116和枢轴转动杆170的端部172接合，该杆170促动离合器装置。该装置包括具有端部 142和144的汽缸130。右手端部144上设置有凸缘或肩部188.不同于皱纹管式防尘罩，端部144上设置有橡胶靴式防尘密封构件190。图5中示出了密封构件190的放大视图。在安装前，如图5所示，该密封构件为大致杯状，其具有底部192和圆柱壁部分194。底部192具有中心孔200，其尺寸为能和活塞杆112密封地接合，但又让所述杆在其中滑过。孔200的周边上设置有增强密封部或唇缘196。该杯型形状的顶部上设置有径向内延的凸缘或唇缘198。如图3和图4所示，凸缘198被布置在汽缸凸缘188之上且处于其后，以轴向固定密封构件190且将其保持在位。对密封构件190所用材料的厚度和柔韧性进行选择，以使其对杆112提供支撑的同时还能保证杆的往复滑动和横向运动。如图示，孔200附近的区域在密封构件被安装上以支持杆112时发生了形变。杆112在图3和图4示出的位置间以类似于杆12的方式运动，但密封构件190大致是静止的。因为球形接头116 —直被和杆端172隔开，在所述两个部件之间没有干涉，特别地是球形接头的自由转动没有受到阻力，或拉拽作用。此外，密封构件190的柔韧性允许杆在横向方向上相对自由的运动，即，主要是在杆170枢转时在图3和4中上下方向的运动。因为杆112的该端是可以自由运动的，没有载荷(或仅是最小载荷)会延该杆被传递到活塞130上。由此避免(或显著降低)了活塞密封件的损耗。此外，拉拽力的降低提高了该装置的可控制性。密封构件190的一个优势是其价格相对低廉，而孔200的边沿和活塞杆112的接合为球形接头114和活塞130提供了足够的密封，使其免于遭受尘土进入造成的污染。该密封构件也比其他类型的密封件寿命长。可在图3和图4中示出的装置100的基础上进行各种不同改型。如前所述，可加入图1和2中示出的装置10的一些或全部特性。取决于杆170的枢转机构以及被促动离合器机构的配置，图3和图4中的位置可被互换，以使图4示出接合位置而图3示出分离位置。两个该装置100典型地被并排设置在机动车的传动系统中，其中一个操控用于奇数档位的离合器装置，而另一个操控用于偶数档位的离合器装置。该装置尤其适用于干式双离合传动，尽管其也可被在其他机构中使用，并能被由非液压地操控。球形接头116和/或球形接头114可被滚子轴承或任何其他具备合适枢转轴(即， 从图3和图4的绘图平面向外指向)的合适的枢转装置替代。该密封构件190可由任何合适的弹性或柔性材料制成。该密封构件可为不同的形状。举例来说，其可为大致平面的圆形碟。此时凸缘198 为大致L型，以从背后接合凸缘188.可替换地，该密封构件190可被图6中示出的密封构件或罩290替换。在这一改型中，径向向内凸缘198被径向向外指向的凸缘298取代。凸缘298通过环形保持板(未示出)被固定在汽缸130上，该环形保持板并被附连在汽缸端部144。密封构件290提供了和密封构件190同样的优点，特别地在安装简单，以及，需要的话，更换简单上。此外，凸缘 298的设置部位的不同允许了密封构件290在孔300周围的区域的显著更多的运动。因此加载在该活塞杆上的载荷甚至更低。该凸缘四8也可被除环形保持板以外的装置固定。举例来说，可在汽缸端部144 上设置环形凹槽且可轻按该密封构件四0以使其被卡扣到该凹槽中。图7示出了表现为活塞装置310的防尘罩350形式的根据发明的第二实施例的密封构件。活塞杆312在汽缸330中轴向滑动且穿过防尘罩350的中心孔380。在此实施例中，罩350和孔380周围一个或更多大致环形的皱褶部360大致共面。防尘罩外延周围的径向延伸的唇缘340被多个螺栓构件346固定在汽缸330的端部凸缘344上。该第二实施例的优势是防尘罩350被更安全地附连在汽缸330上，而不会非故意地脱落。其也提供了更佳的密封性能。此外，皱褶部360和皱纹管式装置类似，且允许活塞杆312相对自由的横向方向的运动。也可使用其他的装置以固定地互连唇缘340和凸缘344，例如，铆钉或黏合剂。凸缘344可径向向外延伸而不是向内延伸。上述两个实施例的特性和改型可根据意愿被合并或互换。举例来说，可在第一实施例中采用大致扁平的防尘罩，或是将该防尘罩固定地附连在汽缸的罩上。可替换地，在第二实施例中，在讨论第一实施例时涉及的卡扣配合或其他任何装置，可被用于连接罩和汽缸。
权利要求
1.一种活塞装置(100、310)，其包括能在汽缸(130、330)中往复运动的活塞，所述活塞被附连于活塞杆(112、312)的一端，而所述活塞杆的另一端延伸出汽缸端部且被可旋转地附连于可枢转促动杆(170)，在所述活塞杆和汽缸端部之间设置有密封构件(190J90、 350)，其特征在于，所述密封构件具有孔O00、300、380)，该孔的边沿密封地接合活塞杆，所述活塞杆被设置为穿过所述孔以往复滑动。
2.如权利要求1所述的装置，其中，活塞杆(112、31幻与促动杆(170)的附连使得促动杆和密封构件(190、四0、350)之间没有接触。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中，密封构件(190、290、350)，至少在靠近所述孔 (200,300,380)周围的区域内可变形以允许所述活塞杆(112、312)横向于其滑动方向的运动。
4.如前述任意一项权利要求所述的装置，其中，所述密封构件(190、四0、350)在轴向上大致静止。
5.如前述任意一项权利要求所述的装置，其中，所述密封构件(190、290、350)由弹性材料制成。
6.如前述任意一项权利要求所述的装置，其中，所述密封构件(190490)为大致杯状。
7.如权利要求5或6所述的装置，其中，所述密封构件(190、四0、350)和所述汽缸 (130,330)具有卡扣配合连接。
8.如前述任意一项权利要求所述的装置，其中，所述汽缸(130)的端部上具有周边凸缘(144)且密封构件(190)上具有径向向内指向的周边凸缘(198)，其被用来和所述汽缸上的凸缘(144)接合。
9.如权利要求1至7中任意一项所述的装置，其中，保持构件设置在所述汽缸的端部， 且所述密封构件(四0)上具有径向向外指向的周边凸缘098)，其被用来和所述保持构件接合。
10.如权利要求1至7中任意一项所述的装置，其中，在所述汽缸的端部设置有环形凹槽，且所述密封构件(四0)具有径向向外指向的周边唇缘098)，其被用来和所述凹槽接合 O
11.如权利要求1至5中任意一项所述的装置，其中，所述密封构件(350)为大致平面形状。
12.如权利要求11所述的装置，其中，所述密封构件(350)包括环绕所述孔的至少一个皱褶部(360)。
13.如权利要求11或12所述的装置，其中，所述密封构件(350)的周边(340)被固定地附连于所述汽缸(330)。
14.如权利要求13所述的装置，其中，所述汽缸(330)具有径向延伸凸缘(344)，所述密封构件的周边(340)被固定地附连于该径向延伸凸缘。
全文摘要
一种活塞装置100，其包括在汽缸130中移动活塞杆112、使离合器促动杆170枢转的液压促动活塞120，该汽缸的端部144被具有中心孔200的靴式密封件190密封，杆穿过其中做往复滑动。该密封件190为可变形的，以允许活塞杆的垂直运动，且具有边沿凸缘198，其通过该凸缘被附连于活塞端部144上。
文档编号F16J15/18GK102192329SQ20111005621
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月9日 优先权日2010年3月9日
发明者保罗.多尼利, 埃克哈德.科克纳, 洛.维拉纽瓦, 西蒙.费茨格拉尔德 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司