專利名稱：改進的大直徑密封件的制作方法
技術領域：
本發明涉及大直徑密封件，更具體地涉及在外徑上具有薄的易彎曲敷層的大直徑密封件以及制造這種密封件的方法。通常，可以在任何所謂的組裝密封件上執行這種方法。
背景技術：
直徑可能從1英寸到6英寸的常見油密封件由剛性殼體制成并且具有各種結合的橡膠唇。這種密封件通常通過將所述橡膠部分壓縮模制、轉移模制或噴射模制到鋼、鋁或類似材料的殼體上而制成。直徑例如為8英寸到60英寸或更大的那些大直徑密封件對于通過上述模制過程經濟地制造而言太大。換言之，試圖將橡膠噴射到內徑至少為8英寸、但是通常直徑為12英寸、高達60英寸或更大的模具中會是非常難、昂貴和無法實施的。為了制造這種模具將是極端費錢的，特別是鑒于通常很少使用這種模具。
在常規或小直徑的油密封件中，殼體通過壓制或拉制制成。這種密封件具有金屬的或橡膠的OD ("外徑")。然而，大直徑密封件通常通過不同的方法制成，所述方法包括通過旋壓操作一個步驟形成殼體，其中兩個徑向凸緣圍繞殼體的主要或軸向部分。這樣，通過將金屬圈放置在旋壓裝置中并將凸緣旋壓或彎曲在殼體上以形成大體為U形的殼體，如現有技術中已知的。
此后，單獨形成彈性體密封件主體的一部分，并將彈性體密封件主體的一部分切割成想要的任何總長度，將端部部分彼此結合形成閉合的環狀物，此后將彈性體部分放置在殼體內并通過卡緊(clinching)將彈性體部分固定到殼體。可以用或不用卡緊彈簧(garter spring)或者在某些情況下用嵌入式卡緊彈簧制成的密封件則準備好用于使
4用。
然而，本發明采用了不同的方法。由于幾個重要的原因，期望密
封件具有橡膠外徑(OD)。由于密封件的尺寸，通常很難將大直徑密封件安裝在密封件接納區域中，所述密封件接納區域通常是大型機器(諸如造紙廠、鋼廠或其它這種應用中的輥子)上的沉孔。當密封件對于所述應用甚至有些太小時，使得沉孔和殼體外徑之間發生泄漏。這還發生在表面不規則的情況下。如果密封件太大，則不能安裝所述密封件，因為極難獲得所需的線-線接觸。對于這種大直徑密封件接納區域通常需要沒有裂紋、擦痕等，因此特別是如果密封件安裝在其上的機器變舊或缺少維護，則正確安裝這種密封件變成重要的操作。
因此，期望制造一種大直徑密封件，所述大直徑密封件將使次密封件或密封件的外徑能夠完全有效地密封沉孔。這種密封件還需要在其外徑的至少一個表面上的倒角(chamfer)，此外這種密封件優選由將能夠適應密封件接納沉孔有些不圓的情況或其它不規則的情況的彈性體材料制成。
因此，本發明的一個目的是提供一種改進的大直徑密封件。
另一個目的是生產一種大直徑密封件，所述密封件在其外徑上包括彈性體材料帶。
另一個目的是提供一種在不需要形成大直徑模具的情況下形成外徑橡膠密封件的方法，所述方法將不需要除了制造密封件本身的剩余部分所需的設備之外的設備。
又一個目的是提供一種密封件，所述密封件能適應安裝或外徑中的小的不完美，包括外徑不圓的情況或具有裂紋或其它不規則的情況。
又一個目的是提供一種方法，所述方法包括通過將薄的彈性體材料的連續條帶的端部部分結合成閉合的環狀物來形成彈性體密封帶；將結合粘合劑放置在殼體上；此后拉伸橡膠帶從而制成大直徑；使密封件彈回并緊貼到殼體的外徑上；然后修整一個或兩個邊緣以提供倒角來適應和簡化這種密封件的安裝。
本發明的再一個目的是在密封件上提供橡膠外徑，此后所述橡膠外徑使得能夠改進安裝和移除的容易性，而且不會損壞用戶的五金器 具。
本發明的一個目的是研發一種用于密封件外徑的橡膠材料，所述 橡膠材料允許在安裝過程中的一定量的壓縮形變，而在此后在長期內 保持彈性。
另一個目的是提供一種改進橡膠外徑的密封件，所述密封件在通 常需要大直徑密封件的鋼鐵生產、釆礦、制漿和造紙以及其它工業中 是特別有用的。
又一個目的是提供一種大直徑密封件，所述密封件具有大大減小 的壓入或安裝力以及減小的取出力。
一個相關的目的是提供一種密封件，所述密封件在從沉孔中移除 之后能夠再次安裝而在應用中沒有泄漏。
另一個目的是提供一種密封件，所述密封件能夠補償其中接納密 封件的沉孔的不圓情況或已磨損情況。
另一個目的是提供一種密封件，所述密封件不會致使相關的沉孔 發生任何損壞，甚至是在取出過程中不會致使相關的沉孔發生任何損 壞。
再一個目的是提供一種密封件，所述密封件具有外徑導入倒角或 圓角。
發明內容
本發明通過提供一種改進的密封件和一種用于制造這種密封件的
方法而實現了本發明的目的以及其它目的，所述方法包括解巻橡膠 襯墊料的一部分；將襯墊料切割成比環繞密封件的外徑所需的長度小 的長度；將端部結合在一起；將密封件拉伸到殼體上；將襯墊料結合 到殼體上；此后修整橡膠以給一側或兩側提供倒角，由此補償密封件 安裝在其中的沉孔的磨損或不圓情況或不完美性，并因此避免了在隨 后的取出過程中的任何損壞。
當參考下面的通過舉例的方式并在附圖中示出的本發明的詳細描述時，實踐中實現本發明固有的這些和其它優點以及目的的確切方式 將變得顯而易見，全部附圖中相似的附圖標記表示相應的部分。
圖1是稱為橡膠村墊料的示意性視圖，所述村墊料接納在大直徑
巻中并且示出正開始從所述巻上解巻襯墊料的 一部分；
圖2示意性地示出在從所述巻上取得之后正被切割的多個相等長
度的橡膠襯墊料；
圖3是橡膠襯墊料的示意性縱向剖視圖，示出液體粘合劑粘附到
橡膠襯墊料的兩個端部部分上，并且示出襯墊料大概形成一個圓形環
狀物；
圖4是一個示意性縱向剖視圖，示出當橡膠村墊料的端部完全彼 此結合形成圓形環狀物時橡膠襯墊料的端部部分；
圖5示意性地示出橡膠襯墊料的圓形件被拉伸成較大的半徑，以 便裝配在殼體上，示出液體粘合劑添加到金屬殼體外徑上的方式，并 且示出橡膠襯墊料在所述過程中允許回到正好大于其完全松弛時的直 徑；
圖6是密封件殼體的縱向剖視圖，其中所述橡膠包括已經插入鋼 殼體并結合在合適位置上的密封件主體；
圖7示出殼體，橡膠襯墊料通過使用圖5中所示的粘合劑結合到
殼體；和
圖8示出橡膠外徑正被修整以在密封件的兩個軸向側給襯墊料提
供倒角。
具體實施例方式
施，并且由此制成的密封件具有多個新穎的特征，但是應該給出制造 密封件的一個優選方法的說明，并且形成的密封件具有橡膠外徑，選 定量的襯墊料結合到其上。現在較為詳細地參考附圖，圖1中示出整體標記為20的稱為襯墊 料(shim stock) 22的巻。該村墊料22示出為在24處解巻，其中從 較長的巻上取得單獨的段。應該理解的是，該附圖是示意性的并且所 討論的襯墊料通常為0.094英寸厚并且達到幾百英尺長。在這種情況 下，為了說明，村墊料被切割成兩個單獨段26、 28 (圖2)，所述兩 個單獨段每個的端部部分30、 32以選定的預定長度隔開。每個襯墊料 段26、 28相繼被處理。在圖3中，示出一個這種段26，所述段26的 兩個端部部分30、 30在液體粘合劑34面前。第一液體粘合劑34是強 力接觸粘合劑，該粘合劑使兩個端部30、 30能夠結合在一起形成如圖 4所示的連續環狀物36。
圖4示出完成的環狀物36，所述環狀物通過將環狀物的兩個端部 30、 30結合在一起而制成。圖5、 6和7示出所述過程接下來的步驟。 圖6是示出大直徑密封件橫截面的附圖。這里，示出大直徑密封件的 主要構件，即整體標記為38的主體，所述主體包括截頭錐形的空氣側 表面和油側表面40、 42，所述空氣側表面和油側表面40、 42沿與軸 45接觸的預定線44相交(meet)。這些表面有時稱作密封件的內面 或油側42以及密封件的外面或空氣側40。密封件的主體38示出為包 括曲線的大體略微呈圓形的成型開口 46和密封主體38的上部或徑向 向外部分48。該密封件主體或彈性體部分38接納在整體標記為50的 殼體內并且示出包括主要的軸向部分52和一對徑向凸緣54、 56。
這些凸緣54、 56通過旋壓(spinning)初始為扁平的部分52直 到獲得正確的曲率和期望的凸緣54、 56而制成。此后，密封件主體 38形成并被放置在整體標記為50的殼體內。不必說，所述密封件可 以被顛倒從而凸緣向外定向。
現在參考圖5，示出圍繞殼體的部分52的橡膠襯墊料的拉伸部分。 橡膠部分26示出為略微與殼體的軸向部分52隔開。示意性地示出液 體粘合劑58沉積在殼體的軸向部分52上，并且襯墊料段26的端部部 分固定在一起。然后形成環狀物26，并且環狀物26已經被拉伸成比 凸緣52的直徑大的直徑。然后釋放保持襯墊料與凸緣52隔開的力，從而允許襯墊料26經由粘合劑與殼體50接觸。在圖7中，示出襯墊 料現在結合到殼體并且形成永久固定。
現在參考圖8，示出兩個刀具60、 62，所述兩個刀具定位成與襯 塾料的邊緣部分66、 68隔開但與襯墊料的邊緣部分66、 68鄰接，此 后所述兩個刀具移動到修整這些邊緣64、 66的位置上。這樣從位于殼 體50的軸向部分52上的村墊料上切去小條帶68、 70。此時，新的大 直徑密封件準備好用于安裝。
現在參考本發明的某些方面以及執行這些方面的方法，優選地， 所使用的橡膠是initrile橡膠(丁腈橡膠)，但是可以使用其它的合成 橡膠或者其它的諸如天然橡膠、硅橡膠之類的橡膠以及其它類型的橡 膠。所使用的粘合劑34是快速凝固的透明的氰基丙烯酸鹽粘合劑，所 述粘合劑將橡膠端部結合在一起并且被進一步確定為室溫固化粘合 劑，例如樂泰膠(Locktite) 420。該橡膠幾乎立刻準備好用于下一個 步驟。然后對該橡膠環狀物略微進行砂磨，以使表面適于與下一個粘 合劑結合。對所述橡膠除去任何殘余的油。
第二過程始于清潔形成金屬殼體時所使用的金屬上的任何油。接 著，將橡膠施加到殼體50上，這通過將與牌號為4212或4211的樂泰 膠類似的粘合劑施加到金屬殼體上而完成。兩種粘合劑描述為耐熱 (250。 F)的高粘性增韌粘合劑。下一個步驟包括將一段橡膠帶26 拉伸為其松弛長度的大約105 %至125%,并且用這種橡膠帶覆蓋殼 體。所述橡膠應當不小于其松弛狀態下的長度的102%,并且高達其 松弛狀態下的長度的110%。在大約5分鐘內形成所述結合，然后使 結合部固化24小時。
在24小時或更長的合適固化時間段之后，可以使用刀具或刮刀刀 片修整橡膠外徑殼體一側或兩側上的倒角。通常，這是通過將傾斜的 刀片放置在殼體的邊緣上，并轉動殼體直到修整掉橡膠的邊而完成的。 優選與水平面成30度。
因而可以看出的是，本發明提供了一種新穎的、具有多個優點和 特征的密封件和方法，所述優點和特征包括本文所指出的那些優點和特征以及本發明固有的其它優點和特征。
10
權利要求
1、一種組裝的油密封件，所述密封件包括大體為U形的金屬殼體，所述金屬殼體具有一對徑向側凸緣，每個凸緣整體地附連到軸向延伸的端部部分，所述金屬殼體具有密封唇形式的第一彈性體構件和薄的連續彈性體條帶形式的第二彈性體構件，所述密封唇接納在所述金屬殼體中并且永久地卷曲到所述凸緣和所述端部部分的每個內表面，所述密封唇具有截頭錐形的空氣側表面和油側表面，所述空氣側表面和油側表面沿與相關軸接觸的預定密封帶相交，所述密封件還結合到所述殼體的所述端部部分的外表面，所述第二彈性體構件具有至少0.02英寸并且不大于0.125英寸的厚度，所述第二彈性體構件的兩個端部部分彼此永久地結合，所述第二彈性體構件由此在安裝時被拉伸到其松弛狀態下的長度的至少102％。
2、 如權利要求1所述的油密封件，其中所述密封件具有至少8 英寸的外徑。
3、 如權利要求1所述的油密封件，所述油密封件包括接納在所述 第一彈性體唇內的卡緊彈簧。
4、 如權利要求1所述的油密封件，其中所述第二彈性體構件具有 大約0.06英寸至大約1.0英寸的厚度。
5、 如權利要求1所述的油密封件，其中所述第二彈性體構件中的 所述殘余應力為爭^弛狀態下的應力的103%至大約110%。
6、 一種制造油密封件的方法，所述密封件具有至少8英寸的外徑， 所述方法包括以下步驟旋壓金屬殼體以便為其提供閉合的環狀構造；緣；向所述殼體的內部在所述凸緣和所述軸向部分之間填充端部部分 彼此結合的彈性體閉合環狀物，并且還將所述環狀物卡緊到所述殼體； 將一段具有大約0.010英寸至大約0.125英寸厚度的彈性體襯墊料再分 成小于所述殼體的所述軸向部分的外周長的段；將所述段的端部部分 彼此粘性地結合由此形成閉合的環狀物；將所述閉合的環狀物拉伸成比所述環狀物的所述外周長長的長度；粘性地敷蓋所述殼體；釋放所 述殼體上的一部分張力由此允許所述環狀物閉合在所述殼體的所述軸 向部分上，同時保持所述彈性體材料中的所述應力的殘余部分，由此 使得所述彈性體材料覆蓋所述殼體的所述軸向部分；此后修整所述襯 墊料以給所述村墊料提供倒角。
7、 如權利要求6所述的制造油密封件的方法，其中所述密封件具 有至少12英寸的外徑。
8、 如權利要求6所述的制造油密封件的方法，其中所述襯墊料具 有大約0.075英寸至大約0.100英寸的厚度。
9、 如權利要求6所述的制造油密封件的方法，其中所述方法包括 保持所述襯墊料中至少4% -10%的殘余應力。
全文摘要
一種在外徑上具有彈性體材料帶以確保完全有效地密封在沉孔中的大直徑密封件，以及一種用于制造這種在外徑上具有彈性體材料的大直徑密封件的方法。
文檔編號F16J15/32GK101501374SQ200780028034
公開日2009年8月5日 申請日期2007年6月28日 優先權日2006年6月29日
發明者小韋斯特·J·萊基爾 申請人:Skf美國公司