球形环密封件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适合用在汽车排气管的球形管接头内的球形环密封件。
【背景技术】
[0002]汽车发动机的废气通过排气管释放到大气，且该排气管由于诸如发动机的侧倾行为和振动而经受重复应力，于是有造成排气管疲劳故障的可能性，且还有发动机振动引起排气管共振，由此有损车厢内部的静音的情况。为了克服这些问题，采用一种装置来通过将排气管接头设置在排气管的预定部分而吸收应力。
[0003]作为一种用在排气管接头中的球形环密封件，专利文献I中提出一种球形环环密封件，并包括:球形环基底件，该球形环基底件由圆柱形内表面、局部凸出的球形表面、以及局部凸出的球形表面的大直径侧和小直径侧的环形端面限定；以及外层，该外层在该球形环基底件的所述局部凸出的球形表面上一体地形成。
现有技术文献专利文献
[0004]专利文件1:WO 2009/072295
【发明内容】
本发明要解决的问题
[0005]同时，在这种球形环密封件设置在沿竖直方向或对角向下延伸的排气管的端部，如果在该球形环密封件的圆柱形内表面与排气管的端部的外周表面之间有大间隙(配装间隙)，则有组装工作期间球形环密封件脱出排气管并掉落的可能性，从而组装作业性较差。如果使间隙较小以防止这种脱出和掉落，则由于制造误差等变得难以将球形环密封件设置在排气管的端部。在任何情况下，有改进组装作业性的需求。
[0006]基于上述各方面设计了本发明，且其目的是提供一种球形环密封件，其使得能够消除球形环密封件从沿竖直方向或对角向下延伸的排气管的端部掉落的可能性，由此使得能够改进组装作业性。
克服这些问题的方法
[0007]一种根据本发明的用在排气管接头中的球形环密封件，包括:球形环基底件，该球形环基底件由圆柱形内表面、局部凸出球形表面、以及局部凸出球形表面的大直径侧和小直径侧环形端面限定；以及外层，该外层一体地形成在球形环基底件的球形凸出球形表面上，其中，至少三个突起一体地设置在圆柱形内表面上从而沿朝向轴线方向从圆柱形内表面突出，该至少三个突起由在插入由圆柱形内表面限定的通孔时能够被排气管刮去的膨胀石墨制成，并以沿周向彼此间距的方式沿轴向在大直径侧环形端面与小直径侧环形端面之间延伸。
[0008]根据本发明的球形环密封件，由于至少三个突起一体地设置在圆柱形内表面上从而沿朝向轴线方向从圆柱形内表面突出，该至少三个突起由在插入由圆柱形内表面限定的通孔时能够被排气管刮去的膨胀石墨制成，并以沿周向彼此间距的方式沿轴向在大直径侧环形端面与小直径侧环形端面之间延伸，圆柱形内表面可借助于各突起与排气管的一端部的外周表面紧密接触，由此能够消除球形环密封件从排气管掉落的可能性并改进组装作业性。此外，能够尽可能实际地降低废气通过圆柱形内表面与排气管的外周表面之间的泄露。
[0009]在根据本发明的球形环密封件中，大直径侧环形端面可由环形平坦端面构成，该环形平坦端面在其环形大直径边缘连续地连接到局部凸出球形表面的大直径侧环形端并在其环形小直径边缘连续地到圆柱形内表面的一环形轴向端。或者，大直径侧环形端面可包括环形平坦端面部分和环形凹形端面部分，该环形平坦端面部分在其环形大直径边缘处连续地连接到局部凸出球形表面的大直径侧环形端，环形凹形端面部分在其大直径边缘处连续地连接到环形平坦端面部分的环形小直径边缘并在其小直径边缘处连续地连接到圆柱形内表面的一环形轴向端。再有，大直径侧环形端面可包括环形第一凹形端面部分、环形平坦端面部分以及环形第二凹形端面部分，该环形第一凹形端面部分在其环形大直径边缘处连续地连接到局部凸出球形表面的大直径侧环形端，环形平坦端面部分在其大直径边缘处连续地连接到第一凹形端面部分的环形小直径边缘，而环形第二凹形端面部分在其大直径边缘处连续地连接到环形平坦端面部分的环形小直径边缘并在其小直径边缘处连续地连接到圆柱形内表面的一环形轴向端。当排气管的一端部插入由圆柱形内表面限定的通孔内时，连续地连接到圆柱形内表面的一环形轴向端的环形凹形端面部分用作用于将球形环密封件相对于排气管的一端部定位的引导部分，以由此改进将排气管的一端部插入通孔内的操作。在该情况下，各突起可在圆柱形内表面的一轴向端与其另一轴向端之间沿轴向延伸。
[0010]在根据本发明的球形环密封件中，各突起可延伸到圆柱形内表面的一轴向端和其另一轴向端中的至少一个，可终止于短于圆柱形内表面的一轴向端和其另一轴向端中的至少一个，或者可终止于不到圆柱形内表面的一轴向端和其另一轴向端之一，并延伸到圆柱形内表面的一轴向端和其另一轴向端中的另一个。在较佳实例中，各突起终止于圆柱形内表面的一轴向端并延伸到不到圆柱形内表面的另一轴向端的位置。
[0011 ] 在根据本发明的球形环密封件中，各突起可沿轴向连续地或不连续地延伸，或可平行于轴向螺旋地线性延伸，从而相对于轴向倾斜或沿轴向以波纹方式延伸。
[0012]前述至少三个突起可沿周向以彼此相等的间距布置，且在垂直于轴向的横截面内每个突起可具有倒圆三角形、梯形、或半圆形，并较佳地呈半圆形。这些突起沿垂直于轴向的方向的高度为Irnm以下，或在更加实例中为0.5mm以下。
[0013]上述圆柱形内表面可具有相对于排气管的圆柱形外表面的外径的内径，以确保相对于所插入排气管的圆柱形外表面不产生大于配装间隙的间隙。
[0014]在根据本发明的球形环密封件中，球形环基底件可包括由金属丝网制成的加固件和包含膨胀石墨的耐热材料，后者被压缩成填充加固件的金属丝网的网眼且以混合形式与加固件形成一体，且在外层中，含有膨胀石墨的耐热材料、由含有至少六方氮化硼和水和氧化铝的润滑组合物构成的固体润滑剂、以及由金属丝网制成的加固件可被压缩成使得固体润滑剂和耐热材料填充在加固件的网眼内，以及使得固体润滑剂、耐热材料和加固件以混合形式形成一体，外层的外表面形成在其中由加固件构成的表面和由固体润滑剂构成的表面以混合形式存在的光滑表面，或形成在由固体润滑剂构成的光滑表面。根据这种球形环密封件，能够避免固体润滑剂从外表面掉落，于是，由于在固体润滑剂和加固件以混合形式存在的光滑表面处或在由固体润滑剂构成的光滑表面处与匹配件的相对滑动，能够尽可能地防止异常摩擦噪音的产生。具体来说，如果外层的外表面形成为固体润滑剂和加固件以混合形式存在的光滑表面，则转移到匹配件上的固体润滑剂和耐热材料可被加固件适当地刮除，从而能更有效地防止异常摩擦噪声的产生。在前述固体润滑剂中，六方氮化硼尤其在高温区域呈现优异的润滑性。此外，各组分中的水合氧化铝本身不呈现润滑性，但通过改进固体润滑剂到耐热材料表面的粘着性而呈现对形成牢固覆层的影响，并通过促进六方氮化硼的板晶体层之间的滑动而得到六方氮化硼的润滑性的作用。
[0015]上述润滑组合物可包含聚四氟乙烯树脂。该聚四氟乙烯树脂本身具有低的摩擦特性，由于其包含在润滑组合物内，聚四氟乙烯树脂能改善润滑组合物的低摩擦特性，对由润滑组合物构成的固体润滑剂赋予低摩擦的特性，并能够尽可能避免与匹配构件摩擦中产生异常摩擦噪音而不造成黏滑(粘附-滑移)。此外，聚四氟乙烯树脂可赋予在压缩成形期间增强润滑组合物的延展性的作用，于是使得能够形成薄涂层。
[0016]水合氧化铝是一种复合物，其化学组成式可表示为Al2O3.ηΗ20 (在该成分公式中，0<n<3)。在该化合式中，η通常是大于0(零)并小于3的数字，优选地为0.5至2，更优选地为0.7至1.5左右。作为水合氧化铝，可以使用诸如勃姆石(Al2O3.H2O)和水铝石(Al2O3 -H2O)等一水氧化铝(氢氧化铝)、如三水铝矿(Al2O3.3Η20)和三羟铝石(Al2O3.3Η20)等三水氧化铝、假勃姆石等，并适当地使用其中至少一个。
[0017]在根据本发明的球形环密封件中，球形环基底件和外层包含由金属丝网构成的加固件的比例为40至65重量％，包含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料被包含的比例为35至60重量％。球形环基底件和外层中的耐热材料和固体润滑剂较佳地具有的密度为1.20至2.00Mg/m3。此外，外层较佳地包含60至75重量％比例的由金属丝网构成的加固件和25至40重量％比例的含膨胀石墨和固体润滑剂的耐热材料。
[0018]如果球形环基底件和外层包含大于65重量％的加固件和少于35重量％的耐热材料，围绕加固件由耐热材料进行的多个无穷小通道(间隙)的密封(填充)不能完全起作用，于是在早期会发生废气泄漏，且即使无穷小通道的密封刚好完全起作用，这种密封也会由于耐热材料在高温下的氧化磨损等在早期丧失，导致早期废气的泄露。同时，如果加固件被包含小于40重量％，且耐热