Χ^1648 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 合部的塑膠製的活 本發明係關於一種具有重疊密封接 塞桿密封環。 【先前技術】 上述類型的活塞桿密封環係應用於燃燒引擎的活塞桿 :的壓蓋密封。此類壓蓋密封特別為船舶用柴油機所習知 ，且在例如文件 μ-β·21’14，152 或 Ερ_Α 〇，ΐ38,443 中 ^敘述。活塞桿的壓蓋通常形成介於該曲柄外罩與換氣室 、間的間％。在其曲柄外罩一側，首先'组刮油環配置在 :舌塞桿的壓蓋之中，數個密封環緊跟在其後，㉟落在該圓 主側邊之上。該等密封環用以使該活塞桿達到氣密的接 觸’必須始終在壓力下依靠該活塞桿。 3如試驗結果顯示，最大的磨耗不可避免地發生在該活 ^ $的上下死點。活塞桿上直徑範圍的磨耗是在此 号㊉發生的大小。由此導致上下死點區域在每一活塞行程 循環裡被密封環刷過兩次。因此，在密封接合部的重疊區 域中該密封環必須進行約3_6mm的相對運動。以此，該密 封接合部的上下舌月彼此滑動超越。在該密封接合部同時 安放於彼此之上的兩舌片的表面承受摩損，其一方面受相 同材貝製成的兩舌月彼此摩擦的影響，且另一方面經由混 入作為潤滑劑之油中之磨耗的金屬部份的影響。嚴重污染 的油使s亥密封接合部的兩舌片上的摩擦損耗增加。由使用 金屬活塞桿密封環，該接合部區域的密封環的磨損問題相 6 1^1648 對地輕微，且限於例如是青銅之軟金屬製的密封環。更加 明顯的是，發現金屬製的活塞桿密封環導致活塞桿本身明 顯更多的磨擦損耗，因此該密封整體變得不足，其缺點一 方：導致曲軸油的消耗增加。因此近年來，愈來愈多的活 塞桴壓蓋已提供有塑膠的刮油環以及密封環。而藉由這些 裝置’該活塞桿的磨耗已明顯地降低，且因此油耗亦已減 到最低:由於密封的退化意外地比預期快，該密封環必須 斩地&加替換已經被證明。僅這些塑膠密封環的替換已 被確認在該密封接合部區域中的密封環會導致意外的泡 '属即將在此被討論的密封環第一次使用於如腳州14讀 所揭露的壓蓋。 【發明内容】 因此’本發明的目的是以重疊的密封接合部的方式改 進塑膠活塞桿密封環，使得 文付具可命増加，並且甚至即使有 ::的磨損仍保有密封性。具有專利申請_ i項特徵 夕種2膠活塞才干密封核達到此目標。更進一步地具有許 夕優點的實施例將由附屬項專利申請範圍推論出，且意義 以及做法將參考附圖在後續的敘述中解釋。 本發明的主題的較佳眚A _ 貫施例顯不於附圖中，並且在後 續敘述中詳細地解釋。 【實施方式】 參考圖1，以在船 的結構。此類壓蓋 1當中，該換氣室 為了對於本發明的有更多的了解， 舶的柴油發動機的應用解釋該壓蓋密封 密封使該曲軸室對該換氣室密封。在圖 7 1331648 設置f箭頭z方向上’並且在箭頭U向上設置曲軸外罩。 該塵盍具有塵蓋外草】，不同的接收凹槽2係結合於其内 壁上。數個以到除黏著在該曲柄桿上的油並將之導引回曲 抽外罩的方式的刮油環3，被安裝於該“室側”㈣ 的圓環狀凹槽2中。為此，合適的油沒流道4係結合於該 壓盍的外罩中。該刮油環3安裝於愿蓋外罩中的區域稱為 刮油區，而該璧蓋的密封區域在換氣室的方向緊跟且上。 同樣地，周邊的圓環接收凹# 2朝内地形成於密封區内， 且該密封環5安放其卜在此圖當中的表現，該密封環5 係以顯不如傳統密封環，同時具有到油環3。 所開發=由專利WP趣彻得知的特殊刮油環:在=顯 盍㈣的_種實施例當中’對該刮油環3或密封環 5施加塵迫力的螺旋彈簧未被畫出。然而這些必然是存在 的。此省略只為該使該圖不致負擔太多。 、” 為了再-次討論傳統活塞桿密封環的 參見圖8及圖9,圖中係 、化點 在申請人之部件上之最新的活塞二，二已經出現的 此為-體成形製造且包含一重二心!；該密封環5在 .„匕 更《的、虱密的接合部6。此 重且、氣密的接合部如圖9的截面圖所示 重疊的區域中，第一圓環端7與另一第 ^在 同時該圓環端7密封地承接另一圓:：8 ^。 ::4的滑動表面9為-密封的表面9a，各種力幾乎 不施加其上，且可確定在其上其• 谷種力歲手 這些表面上①知耗發生。在 土 ‘.、、的方式不意且以字母w標 8 1331648 不。由於在此處兩個塑膠零件相對彼此滑動，且另 . 周邊螺旋狀彈簧在圓弧狀開# R内以封閉的方式運作由: 彈I產生朝向活塞桿的中心軸的徑向壓 2 擦損耗w。 因此助長了摩 在圖2巾可以看出獨創之組裝狀態下的塑㈣活塞桿 密封環。實際的塑膠密封環標示$ 1〇。該塑膠零件係：： 成形且包含-弧狀重叠區域12，其尺寸依與活塞桿直徑的 相合程度而變A ’視磨損所造成的變化而定。位於該外圍 表面的塑膠密封環包含一個或一個以上的周邊開槽Μ，其 供作導引安放於其中的周邊螺旋彈簧14<用。該螺旋彈 簧14可藉由一體成形的環狀孔眼以及一體成形勾狀孔眼 所形成的鎖來結合在一起。依所需要的壓力大小，可提供 多至三條此種周邊螺旋彈簧，在接合部6的區域内，一金 屬製的弧形橋接元件15置於徑向。該橋接元件15相似地 包含開槽16，在組裝的狀態下，其與位於該塑膠密封環 上的開槽13平高。該塑膠密封環1〇包含一朝内的周邊凹 口 17,其比該重叠區域寬1而該金屬製的弧形橋接元件 1 5在任何情況下其縱向長度小於朝内的周邊凹口 1 7，當 該塑勝密封圓環呈現最小直徑的時候。該朝内的周邊凹3 17具有一基底，其為該圓弧形橋接元件15提供一滑動表 面18。該弧形橋接器15以及該朝内的周邊凹口 17必須互 相配合。然而大體上該弧形橋接元件15的半徑可些微地 比該朝内的周邊凹口 17的滑動表面18的半徑大。這兩種 半位在短Β^Γ間之後彼此配合。關於此點’隨後的附圖將再 9 U31648 次地討論。 圖4及圖5顯示該错膠浓 2膠在封核本身。該塑膠密封環 具有一内部密封表面 ，、在裝置的狀況下承載在該 活塞#上。該活塞桿u上的 一 的在封表面可設計成一完全覆 蛊的圓環狀的圓柱表面或分成 柱密封唇口 19,其一起形成二上的平行、圓環狀圓 成該达封表面11。該密封唇口 19 僅在圖5的視圖比較浩举甘 仏〜 〜楚其中兩密封環舌月20及21在 轴方，上不重疊。兩件舌片2〇及21的重疊區域η 一起 形成虱岔表面22。該周邊的凹口 件舌片Μ及21的總^^ 17 了以看出延伸超過兩 在 並且進一步地沿著周邊方向延伸。 在圖5令s亥氣社、表面22顯示太 -h 4r wi 6^, ^ ^ a ”不/月楚，但是在此以表面22 上打點的形式來標示。該 較密或較疏的打點來表 i品° 22包含兩段，其以 區域係舌片20及21在去、 4杲打點的 .^y 在未何载的情況下重疊，而在裝載的 額外地以密封的方式彼此重置。 ”中.亥彈簧 在此—提南的滑動表面 央。此裎令Μ 係在该周邊凹口 17的圓中 兴此k向的滑動表面2 圓 兩件密封舌片2〇月”。者周邊方向延伸並且超越該 18，，接著維持在二二側面的非提高滑動表面區域18,及 開槽13可以砉： 動表面23側。前面已經提過的 上，且這此門^在該塑膠密封冑的外部周邊表面之 及整個周;除該周邊凹口 17的區域之外，延伸遍 該橋接…如圖6以及圖7所示。該橋接元件Ο 10 1331648 係由金屬製成。此可由傳統的機器鋼製成。該橋接元件i5 .具有側邊限制表面25,其末端為周邊斜切面％。如為該 •橋接元件15已經做過的敘述，開槽16係向内成形於該： 部表面之上。周邊肋27保留在兩相鄰開槽16之間。該橋 • 接元件1 5的兩個端面28逕指向徑向。 該橋接元件15的材料硬度明顯地大於該塑膠密封環1〇 的材料硬度。此設計的結果是，使用時磨損僅發生在塑勝 密封環1G的滑動表面18或提高的滑動表面⑴該提高的 鲁滑動表面23使該塑膠密封環1〇在此區域，至少在起始狀 態下，更加堅硬。在該塑膠密封環1〇的工作壽命期間， 該提高滑動表面23將一點一點地磨損。若提高的部份完 全地磨耗殆盡，則在原理上此區域將與非提高的侧端滑動 表面區域18’及18，，齊平。然而即使如此該塑膠密封環1〇 不需更換。尤其該密封環舌片2〇現在已經變薄並且因此 依據磨耗程度大小變得更加有彈性。然而同時，尤其是用 未硬化的活塞桿，可能會發生活塞桿一定程度之磨損。此 _意味著該塑膠密封環10半徑已某種程度地減少。然而由 於在橋接元件15之上無法實際確認磨耗，現在該橋接元 件15 μ際上亦僅放置於該中間區域内，因為該弧形橋接 元件1 5的内表面直徑大於塑膠密封環丨〇的直徑或半徑。 此最後結果為該塑膠密封環1 〇壽命明顯地增加，並且同 時拜使用該塑膠密封環之賜，降低該活塞桿上的磨耗。當 然兩者亦同時使得裝設有根據本發明的塑膠密封環的軸襯 的船舶柴油機的油耗明顯地降低。 玄到油％ 3以及該塑膠密逢玉^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ~環為佳，ρ π + *衣3之間以中介地裝置 】中此環被揮到油環以及密封環的作用。在圖 它的-側在轴方Γ續的^態。該環大致上不同的地方在於 介的空間在Α門:上包含延伸於整個該環側面的凸輪，中 並進入持淨空’受污染的油以通過此組件流出 中立工間為佳。以ill·古4' -Γ 軸外方式可預防受污染的油進入曲 不論這些環的這肽雙重功At -u 密封if，姐掎4· ••又直力此，在此可以被敘述成 的設計。 #明，橋接元件15可具有該空氣接合部6 【圖式簡單說明】 簡二：體、部一…屬於任何類型的 圖2係一以在組裝之狀態下 _ 發明的活塞桿密封環，以及 白視圖顯不之根據本 圖3係以該重疊的接合部的經向視圖顯示同樣的活塞 桿密封環； J ^ 圖4係再以軸向視圖顯示本身為塑膠製之同樣的活塞 桿祖封環，以及 圖班5係再以該重疊之接合部的徑向視圖顯示此活塞桿 密封環； 圖6係顯示弧形的橋接元件的軸向視圖，以及 圖7係—徑向視圖； 圖8係以軸向視圖顯示之根據目前科技之傳統的活塞 桿密封環，以及 12 1331648 圖9顯示沿著圖8中該重疊接合部區域的A-A剖線的 剖面視圖。 【主要元件符號說明】
K 曲軸外罩 R 開槽 W 換氣室 Z 換氣室 1 壓蓋外罩 2 接收凹槽 3 到油環 4 油洩流道 5 密封環 6 重疊接合部 7 第一圓環端 8 第二圓環端 9 滑動表面 9a 密封表面 10 塑膠密封環 11 密封表面 12 重疊區域 13 周邊開槽 14 .螺旋彈簧 15 橋接元件 16 橋接元件中的開槽 13 1331648 17 凹口 ， 18 滑動表 185 非提高 18，， 非提高 19 密封唇 20 密封環 21 密封環 22 氣密表 23 提高的 25 側邊限 26 斜切面 27 周邊肋 28 端面
周邊 面 的側面滑動表面區域 的側面滑動表面區域
D 舌片 舌片 面 滑動表面 制表面
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