刀具的密封件和密封的方法与流程

本发明涉及一种破碎锤的刀具的密封件。该密封件是一种环形件。密封件的内周用作抵靠刀具的密封表面。

本发明进一步涉及一种密封装置、一种破碎锤和一种密封破碎锤的刀具的方法。

在独立权利要求的前序部分中更具体地限定本发明的领域。

破碎锤用于破碎硬质的材料，例如岩石、混凝土及类似物。破碎锤包括撞击装置，用于向可连接至破碎锤的破碎刀具产生冲击脉冲。借助于刀具密封件(典型地是密封环)，将刀具相对于破碎锤的本体或其它的周围的结构密封。目前的密封装置已显示包含例如与它们的耐磨性有关的一些缺陷。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种新颖的和改进的刀具密封件。另一个目的是提供一种新颖的和改进的密封装置、破碎锤和密封刀具的方法，所有目的是减小刀具密封件的磨损。

根据本发明的密封件的特征在于：密封环的外周设置有若干突出元件，并且当在密封环的轴向方向上观察时，突出元件相对于外周的法线倾斜。

根据本发明的密封装置的特征在于：密封环是根据权利要求1-6的密封件；并且允许密封环相对于密封壳和刀具在其周向方向上转动。

根据本发明的破碎锤的特征在于：密封环是根据权利要求1-6的密封件；并且允许密封环相对于密封壳和刀具在其周向方向上转动。

根据本发明的方法的特征在于：使用弹性密封环，在密封环的外周上设有倾斜的突出元件；在使用破碎锤期间，允许密封环经受与刀具的纵向轴线相横交的力；由于横向偏斜力而引起密封环的倾斜的突出元件可逆地变形；在压缩偏斜力结束后，倾斜的突出元件的形状恢复至它们初始的状态，并通过恢复而在密封环中产生扭矩；并且借助于所产生的扭矩使密封环相对于刀具和密封壳转动。

所公开的方案的一种构思是：在破碎锤使用期间，刀具的密封环在其周向方向上转动。刀具和密封环承受的横向力用于在密封环中产生所需要的扭矩。所产生的扭矩基于在密封环的外周上的倾斜的突出元件。倾斜的突出元件由于横向力而可逆地变形并在力终止后恢复，其中扭矩在恢复阶段期间产生。

所公开的方案的优点是：由于密封环在其使用期间旋转或转动，所以密封环的使用期限比传统的密封环长。密封表面在刀具和密封件之间，该密封表面典型地经受局部的或指向的磨损。现在，密封环相对于刀具改变其位置，并且与指向的横向力无关，对于整个密封表面来说，磨损效果更加均匀地分布。因此，改善了密封环的耐用性。

另外，当密封件恰当地操作并防止杂质进入破碎锤的结构内时，破碎锤的使用期限可以更长。类似地，密封件防止润滑脂泄漏出破碎锤，从而刀具的使用期限可以更长。总之，所公开的方案可以允许密封环本身以及所密封的结构具有更长的使用期限，并可以进一步降低维修的需要和停机的时间。

根据实施例，允许密封环在其周向方向上相对于密封壳和刀具转 动。刀具在使用期间经受横向力，从而引起在刀具和密封壳之间的相对移动。在与刀具的纵向轴线相横交的方向上的在刀具和密封壳之间的相对移动设置用以引起在密封环外周上的倾斜的突出元件的可逆变形和恢复。连续的变形和恢复产生扭矩并使得密封环转动。从而，在密封壳和密封环之间是若干转换元件，所述若干转换元件用于将指向密封环的横向力的一部分转换成密封环的扭矩。

根据实施例，在密封环外周上的倾斜的突出元件是柔性的或可压缩的，其中由于指向刀具的横向力，所以密封环可以在密封壳内在横向方向上移动。突出元件除了用作扭矩产生元件之外还可用作缓冲元件。由于该缓冲，密封环的横向移动不引起密封环的内周的形状的变形，从而可以维持内周的圆度。从而，缓冲的目的是维持密封表面不变化。另外，由于突出元件可用作在密封环中的柔性或可压缩部分，所以缓冲可减小在刀具和密封环的内周之间的表面压力。

根据实施例，密封壳设置有用于增加密封环和密封壳之间的摩擦的粗加工部。例如，粗加工部可以是滚花或沟槽。替代地，或除此之外，出于同样的原因，突出元件的外表面可以具有粗加工部。所增加的摩擦防止了接触表面之间可能的滑动并确保密封环的恰当的转动。

根据实施例，密封环是所谓的大型密封环。因而，轴向长度L和径向厚度RT的相对尺寸具有预定的范围。而且，密封环的最大外径D和最小内径d具有预定的范围。径向厚度RT可通过如下公式计算：(D-d)/2。在大型密封环中，第一比率L/RT为0.5-2，另外，第二比率D/d为1.3-3。大型密封环是刚性的并且耐用的。大型密封环可很好地容许磨损和指向其的横向力。

根据实施例，密封环的外周是齿状的，包括若干倾斜齿。因而，倾斜齿用作倾斜的突出元件。

根据实施例，密封环的外周是齿状的，包括若干倾斜齿。而且，密封环的外周的每个齿包括齿侧表面，当在密封环的轴向方向上观察时，该齿侧表面相对于外周的法线倾斜。

根据实施例，密封环的外周是齿状的，包括若干倾斜齿。而且，密封环的外周的每个齿包括齿侧表面，当在密封环的轴向方向方向观察时，齿侧表面相对于外周的法线倾斜。每个齿具有第一齿侧表面、第二齿侧表面和顶端部分。另外，当在轴向方向上观察时，第一齿侧表面是弯曲的且第二齿侧表面是平面的。顶端部分可以是弯曲的。

根据实施例，密封环的外周是齿状的，包括若干倾斜齿。而且，密封环的外周的每个齿包括齿侧表面，当在密封环的轴向方向上观察时，齿侧表面相对于外周的法线倾斜。每个齿具有第一齿侧表面、第二齿侧表面和顶端部分。另外，当在轴向方向上观察时，第一齿侧表面和第二齿侧表面是平面的。顶端部分可以是弯曲的。

根据实施例，密封装置的突出元件是杆、钉、销、短柱或对应的突出或突起元件或成形件。如以上对其所述，这些元件也可以是倾斜的，其中当受横向力影响时，它们能够产生用于使密封环转动所需要的扭矩。因而，至少在一些情形中，所公开的齿可被其它类型的倾斜元件替代。

根据实施例，密封件由一种或多种弹性材料制成。弹性材料可被暂时的压缩或再成形并且可以在偏斜力终止后恢复其初始的形状。

根据实施例，密封环由弹性橡胶或类似橡胶的材料制成。

根据实施例，密封环由弹性聚合物如聚氨酯PU制成。也可使用一些其它的弹性聚合物材料。

根据实施例，密封环由设有合适的内部缓冲的弹性材料制成。然后，当密封环经受横向偏斜力时，密封环的倾斜的突出元件可弯曲，并且在偏斜力被终止后能够返回至其初始形状。

根据实施例，密封环设有若干预定的关节点，其允许密封环的外部形状在安装密封环的持续期间改变。由于关节点，密封环可以是单一件，并且尽管如此，密封环可容易地安装在相对于密封壳的适当位置。关节点允许密封环的结构比密封环的基本机构更加剧烈地弯曲，而且需要较小的力。关节系统特别优选地用于所谓的大型密封环，其相对较刚性并且难于安装。关节点的数目可以两个、三个、四个或者更多。

根据实施例，密封环设有若干狭缝，所述若干狭缝用作关节点并允许密封环的外部形状被暂时的改变。从而，密封环包括在外周上的至少两个外狭缝以及在内周上的至少一个内狭缝。狭缝具有受限的径向尺寸而没有延伸至密封环的相对外周，并且没有将密封环剪切成段。因而，尽管有狭缝，但是密封环还是单一件。而且，所述至少两个外狭缝在它们之间限定安装扇段区域。所述一个或多个内狭缝位于安装扇段区域处。在安装期间，外狭缝和内狭缝允许安装扇段区域被向内推动以在安装的持续期间减小密封环的外部尺寸。在将密封环以改变的形状放置到密封壳内的正确位置中之后，移除偏斜安装力并且密封环返回至其初始的形状和外部尺寸。

根据实施例，密封环设置有在外周上的两个狭缝和在内周上的一个狭缝。外狭缝限定具有扇段角度100-120°的安装扇段区域。内狭缝位于安装扇段区域的中间。通过向内推动安装扇段区域可在安装的持续期间将密封环设定成安装状态。狭缝用作关节点并且允许密封环改变其外部形状，从而密封环可以类似于小写字母符号欧米伽(ω)。当指向安装区域的偏斜力终止时，密封环可以恢复其初始形状和外部尺寸。

根据实施例，密封环设有用作关节点的若干狭缝。狭缝可以终止于轴向钻孔或对应的裂纹防止端部空间。由于该实施例，因为可以避免裂纹的形成，所以改善了密封环的耐用性。

根据实施例，密封环和密封壳两者都具有一体的或未断开的结构。当密封环设置有关节点诸如狭缝时，则其可作为单一件安装至其位置。没有必要将密封壳形成为两半，其中密封壳的结构可以更刚性。密封壳位于破碎锤的下端处，并在此处经受打击和力。一体的密封壳更好的承受苛刻的环境。另外，与由两半制成的密封环相比，一体的结构改善了密封环的转动。在实验中已经发现当密封环被切为分离的件时，这些件的端面阻碍转动并且无法实现期望的效果。

根据实施例，破碎锤包括围绕撞击装置的保护罩。保护罩保护撞击装置免于杂质和损伤。而且，保护罩可以减弱撞击装置的噪音。保护罩的下端设置有刀具孔口，刀具布置成穿过该刀具孔口。因而，密封壳和密封环位于保护罩的刀具孔口处。

根据实施例，撞击装置包括框架，并且密封件和密封壳位于框架的刀具侧端处。因而，破碎锤没有围绕撞击装置的保护罩。

根据实施例，破碎锤包括单独的密封框架件，该单独的密封框架件安装至破碎锤的刀具侧端。密封框架件设置有密封壳和密封环。密封框架件可被安装至保护罩的下端，该保护罩围绕撞击装置。替代地，如果撞击锤没有任何的保护罩，则密封框架件可被安装至撞击装置的框架的下端。单独的密封框架件可以是易于安装和拆卸的部件。

顺便提及的是，破碎锤的刀具的密封件也适于除了该专利申请中公开的那些之外的其它类型的破碎锤。例如，撞击或冲击装置可不同于示出的撞击装置。

以上公开实施例可被组合起来以形成具有所公开的必要特征的期望方案。

附图说明

一些实施例在附图中被更详细地描述，其中

图1是挖掘机的示意性侧视图，其设置有破碎锤，

图2是破碎锤的示意性且截面的侧视图，

图3是设置有转动套筒环的破碎锤的下端部分的示意性且截面的侧视图，并且图4是相同物体的透视图，

图5是在其外周上设有齿的密封环的示意性透视图，

图6a是细节H的示意性轴向视图，示出了在它们的初始状态下的一些齿，图6b示出了当密封环经受横向移动时的情形，

图7是密封环的示意性轴向视图，

图8是图7中示出的密封环的示意性且部分截面的侧视图，并且

图9和10是替代的密封环的示意性轴向视图，其没有根据所要求保护的本发明，这是因为密封环的外周是光滑的并且密封环没有转动特征。

为了清楚，附图中以简单的方式示出了所公开方案的一些实施例。在图中，类似的附图标记表示类似的元件。

具体实施方式

图1示出了在工作机器3诸如挖掘机中的吊臂2的自由端上布置的破碎锤1。可选地，吊臂2可被设置在任何的可移动载架上或破碎设备的固定平台上。破碎锤1包括用于产生冲击脉冲的撞击装置4。破碎锤1借助于吊臂2而压靠将被破碎的材料5，并且可以同时利用撞击装置4向连接至破碎锤1的刀具6产生冲击，刀具6将冲击脉冲传递至将被破碎的材料5。撞击装置4可为液压的，其中其可被连接至工作机器2的液压系统。替代地，撞击装置4可为电动或气动的。借助于撞 击元件诸如撞击活塞可在撞击装置4中产生冲击脉冲，在液压流体的影响下，在冲击方向和返回方向上可前后移动该撞击元件。而且，破碎锤1可包括保护罩7，在该保护罩7内设置撞击装置4。在破碎锤的下端处，即在刀具侧端处，是用于将刀具6相对于破碎锤的周围结构密封的密封装置8。密封装置8包括在该专利申请中公开的密封环。

图2公开了破碎锤1的结构。破碎锤包括在刀具侧端处的下端A和设有用于将破碎锤1连接至吊臂的安装装置的上端B。在保护罩7内的是撞击装置4，撞击装置4可包括布置用以相对于撞击装置4的框架10前后移动的撞击活塞9。撞击活塞9的冲击表面11布置用以撞击刀具6的上端12。刀具6可借助于横向连接销而连接至破碎锤1。允许刀具6在使用期间在轴向方向P上移动。在破碎锤1的下端处的是密封装置8，密封装置8包括密封环14，刀具6穿过密封环14。密封环14布置在密封壳15中，密封壳15围绕刀具6。密封壳15形成于保护罩7的下端。如以上已经所描述的那样，如果没有保护罩存在，则密封壳替代地可以作为撞击装置的框架10的一部分。另一种可能是，在保护罩7的下端处安装单独的密封组件16，在图2中由折断线示出单独的密封组件16。在破碎锤1的使用期间，除了指向轴向方向P上的操作力之外，刀具6还经受在横向方向T上的力。这些横向力使得刀具6在横向方向T上移动。密封环14需要承受该横向移动并保持密封紧密。在本发明方案中，横向力和移动用于在密封环14中产生扭矩，使其相对于刀具6转动。如果刀具6在一个或几个横向方向上重复移动，则密封环14根据横向移动而经受局部磨损。这是在破碎锤1中的典型情形。然而，由于转动密封环14，在刀具6和密封环14的密封表面之间的相对位置可被持续改变，从而密封表面的磨损更加均匀的分布。

图3和4以更加详细的方式示出了密封壳15和密封环14。密封壳15可被形成为套筒状件17，其可借助于底板18而被支撑于保护盖7的下端A。第一底板部件18a可轴向地支撑密封环14。在套筒状件 17周围可以是第二底板部件18b，第二底板部件18b可用作围绕密封壳15的保护元件。底板部件18a、18b可被固定地紧固在一起。另外，安装套筒20可紧固至保护罩7的下端并为套筒状件17和18提供支撑。当将密封环14组装到密封壳15中时，刀具6首先被移除，然后密封环14可被挤压成较小的外部尺寸，以允许其被推入到密封壳15内。然后，刀具6被推动穿过密封环14进入到其指定的位置并借助于一个或多个锁定销而被锁定。从而，在所公开的方案中，当更换密封环14时仅需要拆卸刀具6。密封环14防止杂质进入破碎锤1结构内部。另外，密封环14具有第二作用，即防止润滑脂或对应的润滑剂从润滑空间21逃逸。在操作期间，刀具6在横向方向T上具有受限的移动。如该专利申请中以上所公开的那样，横向移动转换为密封环14的转动R。

图5示出了密封环14，在其外周23上设置有齿22。齿22用作上述的倾斜突出元件，其可将密封环14的横向移动转换成为用于产生转动的扭矩。齿22相对于外周23的法线N是倾斜的S，如在图5中所示的那样。仅当在密封环14的轴向方向上观察时，齿22是倾斜的。密封环14的内周24用作抵靠刀具的密封表面。密封环14可包括安装扇段25，安装扇段25用于促进密封环14作为一体件安装到密封壳中。安装扇段25区域由在外周23上的至少两个外狭缝26和27限定。另外，至少一个内狭缝28位于内周24上。狭缝26-28具有受限的径向尺寸而没有延伸至密封环14的相对外周，并且没有将密封环14剪切成段。在安装期间，外狭缝26、27和内狭缝28允许安装扇段区域25被向内推动以在安装的持续期间减小密封环14的外部尺寸。狭缝26-28可终止于轴向钻孔或终止于对应的端部空间29，这样可防止破裂。在内狭缝28处，两个相邻的齿可形成组合齿22a，从而可适当地定位狭缝28和端部空间29。狭缝26、27、28限定关节点30，关节点30允许密封环14的安装扇段部分25a和25b向内弯曲。在图7、9和10中更详细地示出了密封环14的安装。

图6a是图7的细节H，示出了在它们的初始状态下的一些齿22， 图6b示出了当密封环14经受由力F引起的横向移动时的情形。

密封环14的外周23是齿状的，包括若干齿22，齿22是倾斜的。在图6a中示出了倾斜方向S以及外周23的法线N。每个齿22包括齿侧表面31、32，当在密封环14的轴向方向上观察时，齿侧表面31、32相对于法线N倾斜。每个齿22包括第一齿侧表面31、第二齿侧表面32和顶端部分33。当在轴向方向上观察时，第一齿侧表面31可以是弯曲的且第二齿侧表面32可以是平面的。替代地，第一齿侧表面31也可以是平表面，第二齿侧表面32也可以是弯曲的。顶端部分33可以是弯曲的。

在图6b中，密封环14被朝向密封壳15推动。在图6b中，示出了当刀具6和密封壳15之间的间隙G减小时，齿22G被压缩。替代地，或者除此之外，齿可被弯曲和可逆地变形，如齿22F所示的那样。当变形力F终止且间隙G伸展时，变形的齿22G和22F恢复至它们初始的形状。然后，除了径向力分量Fr之外还产生切向力分量Ft。切向力分量Ft产生扭矩并使得密封环14转动R。因此，在外周23上的倾斜元件，例如齿22，用作转换元件或弹性元件，用于将横向力F转换成扭矩，该扭矩设置用以在密封环14周向方向上产生密封环14的转动。

另外，图6b以非常简单的方式公开了：密封壳的内表面(其面向密封环14)可设置有粗加工部34，该粗加工部34用于当所产生的扭矩存在时防止滑动且改善密封环14的转动R。

在图7中，在轴向方向上观察密封环。密封环14的主要特征在前面已经公开。密封环是单一件。为了促进其安装，密封环14设置有狭缝26-28，狭缝26-28用于形成安装扇段25区域。在图7中示出了：安装力M可以指向密封环14，用于向内推动安装扇段区域25。然后，安装扇段部分25a和25b可相对于彼此和相对于密封环结构的余部弯曲。从而，可以在安装的持续期间减小密封环14的外部尺寸。由于密封环 由弹性材料制成，所以在安装力M终止后，初始的形状将恢复。

顺便提及的是，还能够是，设置有倾斜突出元件的所公开的密封环在一些情形中可以没有所公开的狭缝。例如，密封壳可由两半形成。

图8示出了：齿22或对应的突出元件在轴向上没有倾斜。图8还示出了尺寸长度L、径向厚度RD、内径d和外径D。密封环14可以是所谓的大型密封件，在该专利申请中，在上面限定了其相对尺寸。

一种对以上公开方案的替代方案包括单独的支撑件，该单独的支撑件围绕密封环并引起用于使密封环转动的扭矩。设置有孔口的单独的弹性支撑件布置在密封壳中。该孔口设置有倾斜元件。从而，例如，支撑件的孔口的内表面包括倾斜齿。在该替代实施例中，密封环的外周可以是光滑的且可以布置成抵靠支撑件的孔口的倾斜元件。当刀具和密封环在横向方向上移动时，支撑件的倾斜元件可引起密封环的转动。从而，密封环没有设置用于产生扭矩的倾斜元件，而是倾斜元件处在单独的支撑件的内周上。支撑件可以由弹性材料制成。支撑件可以不可移动地紧固至密封壳。产生转动的原理与该专利申请中以上公开的相同。这种类型的密封装置可限定如下：密封装置包括：刀具，其是伸长件；支撑件，其位于刀具周围并包括孔口；在刀具的外表面和支撑件的孔口的内表面之间的环形间隙；密封环，其布置于环形间隙，以密封刀具；支撑件的孔口的内表面包括若干突出元件，当在刀具的轴向方向上观察时，突出元件是倾斜的；支撑件由弹性材料制成；并且其中刀具和密封环的横向移动设置用以产生用于引起密封环相对于刀具转动的扭矩。根据第一实施例，支撑件的孔口的内表面是齿状的并且齿是倾斜的。另外，在该方案中，密封环可以由弹性材料制成，或替代地，其可以由合适的其它材料制成，如青铜。从而，密封环也可以由非弹性材料制成。

另外，在图9和10中也公开了没有根据当前要求保护的本发明的 替代方案。用于密封破碎锤的刀具的密封环14可没有以上公开的转动特征。然而，其可包括在该专利申请中公开的若干其它特征。密封环14可设置有用于促进安装密封环的以上公开的狭缝。然而，密封环的外周可以没有所公开的倾斜突出元件，例如齿，由于密封装置可以没有与密封环相对于刀具和密封壳转动有关的所公开的特征。因此，密封环的外周可以是光滑的。这种类型的密封件可限定如下：撞击破碎锤的刀具的密封件，其中密封件是具有内周、外周和轴向长度的环形件；内周用作密封表面并意图布置成抵靠将被密封的刀具；外周意图面向密封壳；并且密封环由弹性材料制成；并且其中密封环包括在外周上的至少两个外狭缝和在内周上的至少一个内狭缝；狭缝具有受限的径向尺寸而没有延伸至密封环的相对外周，并且没有将密封环剪切成段；所述至少两个外狭缝在它们之间限定安装扇段区域；所述至少一个内狭缝位于安装扇段区域处；并且其中在安装期间，外狭缝和内狭缝允许安装扇段区域被向内推动以在安装的持续期间减小密封环的外部尺寸。初始外径D可以可逆地变形为较小的安装直径DM。密封件的第一实施例可以包括如下的另外的特征：密封环设置有在外周23上的两个外狭缝26、27和在内周24上的一个内狭缝28；由外狭缝限定的安装扇段区域25具有扇段角度SA100-120度；所述至少一个内狭缝28位于安装扇段区域25的中间；并且当为了安装密封环14而通过向内推动安装扇段区域来将密封环14设定到安装状态时，密封环14类似小写字母符号欧米伽ω。密封环14的第二实施例可包括如下的另外的特征：狭缝26-28可终止于轴向钻孔或对应的裂纹防止端部空间29。密封环的第三实施例可包括如下的另外的特征：密封环14和密封壳15都具有一体的或未断开的结构。根据第四实施例，密封环是如在该专利申请中上面限定的大型密封环。另外，密封环可由上述的材料制成，且其可被用于上述的装置和破碎锤。因此，可能的是，图9和10中公开的方案和图1至8中公开的其它方案的仅有的差别是：在外周上没有倾斜元件。

图5至10中示出的与促进安装一体的密封环有关的特征可被用于 所有的实施例中，但是可以不是以在每幅图的说明中的详细的方式描述所有的特征。

附图和相关的说明仅用于示出本发明的构思。在其细节上，本发明可在权利要求书的范围内变化。