专利名称：单裂口油封的制作方法
技术领域：
本发明涉及液封，特别涉及置于转动轴颈与对应轴颈箱之间的液封。
液封用来在诸如内燃机曲轴之类的圆柱形轴颈与曲轴箱之类的轴颈箱之间进行密封。曲轴装入在由一引擎体(或气缸体)和一固紧到该气缸体上的轴承帽构成的曲轴箱中。曲轴的上半部装入在气缸体的一般为半圆柱形的开口中，而该曲轴的正半部装入在轴承帽的一与上述开口相配的开口中。一液封装入在两开口中而信号曲轴箱和曲轴之间，从而在允许曲轴转动的同时防止引擎中的油泄漏出引擎。
用在内燃机曲轴箱之类环境中的一种现有液封为所谓的“绳”封，通常也称作黄麻绳封。通常，第一半绳封装入在气缸体的一环形密封槽中，第二半绳封装入在轴承帽的一与之相配的环形密封槽中。一般需要进行修剪工作以便除去半绳封的多余部分，最后把轴承帽固紧到气缸体上。在80年代末之前，这些绳封是用石棉或非石棉材料织物制成的。尽管一般很难装配，但使用石棉有助于组装，并若在曲轴箱中安置得当，倒也可以获得可以接受的密封。但是，自从绳封只用非石棉材料制成以来，由于非石棉材料要硬得多而不易弯曲，因此绳封的装配越来越难。
第二种现有液封为裂口密封。裂口密封由模压到一金属加强件上的两个半密封构成。第一半密封装入气缸体的一槽中，而第二半密封装入轴承帽的一槽中。然后把轴承帽和气缸体固紧在一起。这类密封价格昂贵，难于制造，需要精细加工和很紧的公差。此外，绳封和裂口密封都至少有两个间断点，两半密封即在此两点相互连接，这就在曲轴转动时增大了油从曲轴箱中泄漏出来的可能性。
本发明的目的是提供一种用于内燃机的曲轴之类的转动轴颈的单裂口油封。本发明密封比现有密封成本低、密封性好，且便于修整后应用于各种不同场合。
该轴颈装在一箱中，该箱有一由内圆周面形成的开口，该箱还包括一从该内圆周沿径向向外伸出的环形槽。柔性液封放置在转动轴颈与该箱的该槽之间并整个围绕它们。该液封包括一具有径向内圆周面和径向外圆周面的密封体。一唇部在密封体的径向内圆周面处与该密封体连成一体并沿径向向里伸展到一顶端。该顶端与轴颈密封地啮合。该唇部的直径在该唇部处于不变形状态时小于轴颈的密封面的直径，从而该唇部在径向上受压缩而以压缩弹力紧抵住轴颈，从而增强了唇部与轴颈之间的密封啮合。
该密封体还有两个与该箱的内圆周紧贴的径向外肩以及一个位于它们之间的沿径向向外伸展的底部，该底部装入该箱的槽中。
一诸如卡紧弹簧之类的柔性环形撑圈埋置在该密封体中，与现有密封不同，该撑圈沿径向外推密封体，从而增强该底部与该箱的该槽之间的密封啮合。该撑圈最好包括两个不相接合的端部。该密封在上述两端部之间有一个沿径向伸展的裂口，从而在便于把密封组件装配到轴颈上并装入该箱的同时，防止撑圈两端靠在一起而造成密封不良。
在一实施例中，该裂口与一沿径向伸展的轴线之间成—15°—30℃的角度，从而使密封的两端在一更大接触面上紧紧抵靠，这样在防止撑圈两端部造成密封不良的同时提高了密封性。在另一实施例中，该裂口呈V形，其顶角位于该密封的径向中点处。
本发明密封组件较之现有技术具有若干优点。该密封由于只有一个上述裂口，且围绕轴颈和箱槽，因此较之不止一个裂口的密封在轴颈与轴颈箱之间形成更好密封性。该密封还便于修整而用于种种不同场合。而且，由于该密封为一整件，因此较之现有密封其制造和安装方便，从而费用降低。
通过阅读下述详细说明、权利要求和附图，本发明的特征和创新性会更明显。
图1为本发明曲轴箱组件的剖面图；图2为沿图1中2-2线剖取的本发明一实施例的剖面图；图3为本发明局部透视图，表示一有一定角度的裂口；图4为本发明另一实施例的局部剖视图，表示一V形裂口。
图1示出一轴颈密封组件20，组件20包括由气缸体或引擎体22和轴承帽24构成的一箱体21、一轴颈或曲轴26以及一单裂口液封28。
曲轴26有一外圆周面30，它的约一半装入在气缸体22的一般为半圆柱形的开口32中，该开口由内圆周面34构成。曲轴26的其余部分装入在轴承帽24的一相配的半圆柱形开口36中，该开口36由内圆周面98构成。轴承帽24用若干紧固体40紧固到气缸体22上，例如螺栓42，螺栓42穿过轴承帽24的埋头孔44而以螺纹连接到气缸体22的相配孔46中。
液封28位于外周面30与箱体21的气缸体22和轴承帽24的内圆周面34和38之间。密封28完全围绕曲轴26和箱体25中的开口。如图2所示，密封28装入在沿着气缸体22内圆周34和轴承帽24的内圆周面38伸展的一般为模形的槽48中。槽48包括两互相斜向相对的径向侧壁50和52，它们在转角56和58处与底壁54接合。
液封28设计成紧配合压槽48中，它包括一密封体60的一与之连成一体的唇部62，液封28最好用抗润滑油的高弹性材料制成。压槽48的两边，密封体60有两个与内圆周面34或38接触的径向外肩64和66以及在该两肩之间的沿径向向外伸展的底部68。底部68包括两与侧壁50和52紧贴的侧面70和72以及一外周面74。外周面74包括两沿径向向外突出的环形凸缘76和78，它们与侧面70和72齐平并在转角56和58处接触底壁54。肩64和66、侧面70和72以及外周面74的凸缘76和78共同作用而与槽48密封啮合，从而防止油沿着液封28的外周面74发生泄漏。
唇部62在内圆周面80处紧接一轴向端面82与密封体60连接成一体，并沿着密封体60的大部分圆周面长度成悬臂状沿径向向里伸展。唇部62终止于顶端84处，该顶端84形成一环形密封面86，该密封面密封地啮合并围住曲轴26的密封圆周面30。如虚线所示，唇部60在未变形时的直径小于曲轴26圆周面30的直径。装配好后，唇部62沿径向受压而紧紧抵靠密封面30，从而增大唇部62和密封面30间的接触面积。从而增强了密封28与曲轴26之间的密封啮合。如图2箭头所示，密封性还由于顶端84指向引擎前部而得到进一步增强，因为液流方向一般是从引擎前指向密封28。被包围在密封件60和唇部62之间的液体把唇部进一步推入与曲轴26密封啮合的位置。
唇部62与曲轴26圆周面30之间的相互作用还有助于把密封28压入槽48中。不过，密封38最好还包括埋置在密封体60中的卡紧弹簧87之类的柔性环形撑圈。卡紧弹簧的大小做成沿径向外推底部68而增强外周74与槽48的压缩啮合，从而提高气缸体22或轴承帽24与密封28之间的接触和密封性。而且，由于密封28向着曲轴26的径向移动受到限制，因此唇部的磨损减小，从而提高了密封的寿命。使用卡紧弹簧87沿径向外推密封28就本人所知来说是一种新用法，其中，卡紧弹簧使密封的内径更靠近曲轴。
如图2所示，液封28的高弹性材料不必伸到卡紧弹簧87内部。不过，根据弹簧87的性质，特别是根据构成弹簧的各圈之间的间距，高弹体材料可伸入弹簧内部。
曲轴箱密封组件20只需要一个密封件、即液封28。液封28为单裂口液封。由于密封28只有一个裂口92并环绕曲轴26和曲轴箱21的槽48，从而在曲轴76与曲轴箱21之间形成此需要一个以上裂口的密封更好的密封。密封28最好按图1、图3和图4制成，从而弹簧87的两端88和90不接合。这样一切口或裂口92就可穿过高弹体材料，因此，密封28容易制造并经修整后以适合特殊应用。
液封28的装配也很方便，毋需修剪或对齐半密封。相反，只需按需要弯曲密封28后放置到槽48中，然后装到曲轴26上。如图1所示，裂口92的位置最好靠近紧固件40之一，但与气缸体22与轴承帽34的连接点稍稍错开。这一位置可使裂口92利用轴承帽34与气缸体22之用的一部分夹紧力，从而提高密封28的密封性。
如图1、图3和图4所示，密封性还由于裂口92在整个长度上都是高弹体材料而得到增强。否则，若弹簧87的两端外露而互相接合，裂口92处就会产生一间隙。高弹体材料还保护卡紧弹簧87免遭轴颈密封组件20的有害环境的影响。
在一实施例中，裂口92沿径向伸展。不过，裂口92最好与一沿向伸展的轴线成一约为15°—30°的角度，裂口的角度方向与曲轴26的转动方向对应。因此，如图3所示，裂口位于一径向伸展的轴线的不出，与此对应，如箭头所示，曲轴26逆时针转动。这样，由曲轴26转动引起的曲轴26对密封28的自然压力使密封端部94和96在更大的接触面上紧紧抵靠在一起，从而提高了密封28的密封性。
图4表示单角度裂口92的一种替代方案双角度裂口98，它呈V形，其顶点100一般位于密封28的径向中点处。裂口98最好沿着箭头所示的曲轴26的转动方向张开。这样，两端部94和96也在更大接触面上紧紧抵靠在一起，从而提高密封28的密封性。
上面公开了本发明的一些优选实施例，但是，熟悉本专业的人士不难理解，可对本发明作出改动。因此，应该研究下列权利要求来确定本发明的真正范围和内容。
权利要求
1.一种柔性液封，它可放置在一转动轴颈与一轴颈箱之间并整个地环绕它们，包括一具有一径向内圆周面和一径向外圆周面的环形密封体；一在所述径向内圆周面处与所述密封体连成一体的唇部，它沿径向向里伸展到一顶端，所述顶端可密封地啮合轴颈；以及一埋置在所述密封体中的环形撑圈，它沿径向外推所述密封体从而密封地啮合该该轴颈箱。
2.按权利要求1所述的柔性液封，其中，所述撑圈具有不接合的两端部，所述密封体包括一沿径向伸展在所述不接合的两端部之间的裂口。
3.按权利要求2所述的柔性液封，其中，所述撑圈为一卡紧弹簧。
4.按权利要求2所述的柔性液封，其中，所述裂口与一径向伸展轴线成约15°—30°的角。
5.按权利要求4所述的柔性液封，其中，所述裂口的角度方向与所述轴颈的转动方向对应。
6.按权利要求2所述的柔性液封，其中，所述裂口呈V形，其顶点一般信号所述密封的径向中点处。
7.按权利要求2所述的柔性液封，其中，所述唇部可取非变形位置，此时其直径小于轴颈外圆周面的直径，从而所述唇部可沿径向受压缩而紧抵轴颈从而提高密封啮合。
8.按权利要求2所述的柔性液封，其中，所述密封体包括两个用来接触轴颈箱的一内圆周面的径向外肩以及一位于该两外肩之间的沿径向向外伸展的底部，所述底部可装入轴颈箱的槽中。
9.一种轴颈密封组件，包括一具有形成一开口的环形内圆周面的箱体；一装在所述开口中的可转动环形轴颈，所述轴颈有一环绕一外圆周面的密封面；以及一柔性液封，包括一具有径向内圆周面和径向外圆周面的密封体，所述密封位于所述轴颈的所述密封面与所述箱体的所述内圆周面之间并整个地围绕它们，一唇部在所述密封体的所述径向内圆周面处紧接所述密封体的一轴向端面与所述密封体连成一体并沿径向向里伸展到一顶端，所述顶端与所述轴颈的所述密封面密封地啮合；一埋置在所述密封体中的环形撑圈沿径向外推所述密封体，从而增强所述密封体的所述外圆周面与所述箱体之间的密封啮合。
10.按权利要求9所述的组件，其中，所述撑圈包括不相接合的两端部，所述密封体在所述不相接合的两端部之间有一沿径向伸展的裂口。
11.按权利要求10所述的组件，其中，所述撑圈为一卡紧弹簧。
12.按权利要求10所述的组件，其中，所述裂口与一沿径向伸展的轴线成约15°—30°的角度。
13.按权利要求10所述的组件，其中，所述裂口呈V形，其顶点一般位于所述密封的径向中点处，所述裂封沿着所述轴颈的转动方向张开。
14.按权利要求10所述的组件，其中，所述唇部的直径在所述唇部处于不变形状态时小于所述轴颈的所述密封面的直径，所述唇部沿径向受到压缩而紧紧抵住该密封面从而增强所述唇部与所述轴颈之间的密封啮合。
15.按权利要求10所述的组件，其中，所述箱体包括一环形槽；其中，所述密封体包括两个用来接触该箱体所述的圆周面的径向外肩和一位于该两外肩之间的沿径向向外伸展的底部，所述底部装入所述箱体的所述槽中并由所述撑圈紧紧抵压所述槽。
16.按权利要求15所述的组件，其中，所述底部和所述槽一般为梯形。
17.按权利要求9所述的组件，其中，所述箱体包括一气缸体和一帽，所述帽紧固在所述气缸体上而形成所述箱体。
18.一种轴颈密封组件，包括一具有形成一开口的环形内圆周面的箱体，以及从所述内圆周面沿径向向外伸展的环形槽；一装在所述开口中的可转动环形轴颈，所述轴颈有一环绕一外圆周面的密封面；以及一柔性液封，包括一具有径向内圆周面和径向外圆周面的密封体，所述密封位于所述轴颈的所述密封面与所述箱体的所述槽之间并整个地环绕它们；一唇部在所述密封体的所述径向内圆周面处紧接所述密封体的一轴向端部而与所述密封件连成一体并沿径向向里伸展到一顶端，所述顶端与所述轴颈的所述密封面密封啮合，所述唇部的直径在所述唇部处于不变形状态时小于所述轴颈的所述密封面的直径，从而所述唇部在径向上受压而紧抵住该密封面，从而增强所述唇部与所述轴颈之间的密封啮合；所述密封体还包括两个紧靠箱体的所述内圆周面的径向外肩和一个位于该两外肩之间的沿径向向外伸展的底部，所述底部装入在所述箱体的所述槽中；一埋置在所述密封体中的环形卡紧弹簧沿径向外推所述密封体，从而增强所述底部与所述箱体的所述槽之间的密封啮合。
19.按权利要求18所述的组件，其中，所述卡紧弹簧包括两个不相接合的端部，所述密封体在所述不相接合的两端部之间有一沿径向伸展的裂口。
20.按权利要求18所述的组件，其中，所述裂口与一沿径向伸展的轴线成约15°—30°的角度。
21.按权利要求18所述的组件，其中，所述裂口呈V形，其顶点一般位于所述密封的径向中点上，所述裂口沿所述轴颈的转动方向张开。
全文摘要
一整个环绕一转动轴颈和一对应轴颈箱而置于其间的单裂口油封，从而防止漏油。该密封包括一具有径向内圆周面和径向外圆周面的密封体。一唇部在密封体的径向内圆周面处与该密封体连成一体并沿径向向里伸展而与该轴颈密封啮合。一卡紧弹簧之类的环形撑圈埋置在密封体中，从而沿径向外推密封体而与箱体密封啮合。该撑圈的两端部不相接合，该密封体在该不相接合的两端部之间有一沿径向伸展的唯一裂口。
文档编号F16J15/32GK1126292SQ9511697
公开日1996年7月10日 申请日期1995年8月28日 优先权日1994年12月28日
发明者乔·安东尼尼 申请人:达纳公司