环形密封件制造技术

由弹性体芯部(1)和包围该芯部的外壳构成的O形环密封件，该外壳较佳地由壳层状的、热塑性地涂覆的PTFE膜(3、4)构成。在各膜的重叠区域(3a、3b、4a、4b)中，膜以密封的方式相互连接，其中，它们的热塑性涂布层在激光透射焊接过程中焊接在一起。外壳不与弹性体芯部(2)连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环形密封件本专利技术涉及具有包围环形弹性体芯部的外壳的环形密封件，特别是O形环密封件。O形环有很多应用场合，在这些应用场合中使用常见的弹性体是不可能的。腐蚀性化学物质或极端温度可能损坏常规的O形环并且导致故障或泄漏。在这种负载的情况下，弹性体O形环也由聚四氟乙烯(PTFE)包覆或完全由PTFE制成，PTFE是耐化学药品并且耐热的。然而PTFEO形环比弹性体O形环硬，而且不是弹性的。与此相应地，PTFEO形环不会回弹，并且因此要求更高的压紧力，这可在一定程度上通过开槽的环形结构来抵消。替代地也可使用全氟弹性体(FFKM)，其组合了PTEE的积极的性质与氟橡胶(FKM)的弹性特性。然而，全氟弹性体的价格是相对来说高的，只有当其它材料不再能胜任要求，并且安全技术方面表明更高的成本时，才使用完全由全氟弹性体制造的O形环。典型的全氟弹性体使用领域是例如化工、石油和半导体行业、高真空技术以及航空的航天(德克迈特德氏封(Dichtomatik)的“O形环”产品目录，3.6.3版)。对于相对来说不弹性的PTFE密封圈另一替代是其弹性芯部借助FEP或PFA包覆的O形环。FEP是四氟乙烯-六氟丙烯(氟化乙烯丙烯共聚物)的缩写，并且具有与PTFE类似的性质，特别是高耐化学性和良好的摩擦特性。与PTFE相反，FEP是热塑性可成形的。PFA是全氟烷氧基烷烃的缩写，其同样具有与PTFE非常相似的性质。它同样可热塑性加工。作为用于环形芯部的材料，在此通常考虑氟橡胶(FKM)、硅橡胶(VMQ)、三元乙丙橡胶(乙烯-丙烯-二烯-橡胶)或其它常见的弹性体。芯部的FEP外壳或PFA外壳在注塑过程中无缝地产生，即，弹性体内圈作为插入件插入到注塑模具中，并且接着由FEP或PFA压力注塑包封。典型的由FEP或PFA包覆的O形环的使用领域是化学工业、石油化工、医疗技术、食品工业、水和污水处理技术以及类似的工业领域，例如用于密封阀门心轴或作为用于滑环密封的次级密封元件。它主要用作静态的密封件或作为用于缓慢的开关运动或旋转运动的密封元件(特瑞堡密封系统(TrelleborgSealingSolutions)公司的产品目录“O形环和支承环”，出版于2012年4月)。PTFE包覆的O形环作为其替代，该O形环或是具有PTFE涂布层或是具有PTFE包封(件)而是可用的，该涂布层由溶解的PTFE的化合物制成，该包封大部分由剥离片制成。PTFE涂覆的O形环具有外套很快被磨蚀的缺点，外壳因此不提供足够的对于腐蚀性化学药品的防护。PTFE包覆的O形环相反具有外壳的结构允许化学药品渗透的缺点，因为PTFE壳作为开放的外壳构造为要么具有接合缝要么具有相互重叠的边缘区域。在使用中，接合缝或重叠区域端部因此要么布置在要分离的介质的相对的侧上，要么至少与介质的作用方向相反地定向。与FEP和PFA相反，PTFE不涉及热塑性材料而涉及烧结的粉末，无法由该烧结的粉末制成套管材料，因为在制造过程中的温度是如此高，使得其会损坏O形环芯部的弹性体材料，使得与借助FEP和PFA不同，借助PTFE无缝的外壳是不可能的(科德宝工艺密封件(FreudenbergProcessSeals)的产品目录“FEP/PFA包覆的O形环/技术.应用.产品”，在www.freudenberg-process-seals.com可下载)。本专利技术的任务是提出用于前述的包覆的环形密封件的替代环形密封件，其可在所提到的应用领域中使用。该任务通过具有权利要求1的特征的环形密封件解决。在其从属权利要求中说明本专利技术的有利的变型和设计构造。与此相应地，环形密封件包括环形的弹性体芯部和包围该芯部的外壳，该外壳具有由含氟聚合物、较佳的是聚四氟乙烯制成的至少一张膜。膜的边缘区域这样相互连接，即，芯部相对于环境密封，即，外壳保护弹性体芯部防止待密封的介质渗入。在最简单的情况下，边缘区域相互粘合，但较佳地焊接在一起。因此，与借助FEP或PFA的无缝包覆的O形环不同，存在一根或多根接缝线。较佳地，外壳不与芯部连接。大体上，对于用由PTFE制成的膜来密封地包围弹性体芯部的到目前为止的尝试清楚地针对的是，以任何方式将PTFE膜与弹性体芯部连接。现在已证实了，仅将包封芯部的膜的边缘区域彼此连接的环形密封件导致弹性体芯部相对于环境可靠的隔离并且同时导致具有突出性质的环形密封件。如果外壳不与芯部连接，则可最小化在改变的温度下环形密封件内的压力升高，压力升高否则会由于一方面弹性体芯部和另一方面包封的膜的不同的热膨胀系数而出现。较佳地，外壳由两张膜构成，一张膜的边缘区域以密封的方式与另一张膜的边缘区域连接，使得结果产生两条环形接缝线。已从制造技术的角度证明这相对于仅使用一张膜是有利的，特别是就防止褶皱产生而言。对于防止褶皱产生，特别较佳的是，膜作为预成型的、环形的壳层提供，在较佳的实施形式中因此以两个半壳层的形式提供。由于预成型，壳层是形状稳定的，并且在(一个或多个)壳层的边缘区域相互连接前，环形的弹性体芯部可以相对简单的方式插入到壳层中。只要外壳由两张膜或壳层形成，则其较佳地这样设计尺寸，使得在边缘区域连接时产生的接缝线在环形密封件的直径上彼此相对的两侧上延伸。应力由于该对称很大程度上得到平衡，在生产该外壳时在环形密封件中感应出这些应力。两条接缝线可根据使用情形有利地例如相对于环形密封件的中心轴线以相同的间隔(在12点和6点上)、以45°角度(在4:30和10:30上或在7:30和1:30上)或集中在一个平面中(在3点和9点上)地布置。然而，如果需要，接缝线也可布置为偏离的。PTFE包覆的环形密封件较佳地用于静态的密封，特别是用于轴向密封。为此情况，通常有利的是集中地设置接缝线，即在弹性体芯部的径向上内部和径向上外部设置。尽管其原则上膜的边缘区域在接口上接合(拼合)和在接合缝的区域中例如通过对接焊缝密封地彼此连接是可能的，但本专利技术的较佳实施方式规定，边缘区域相互重叠并且在重叠区域中进行连接。只要外壳由两个预成型的壳层制造，则两个壳层中的每一个围绕超过芯部横截面的一半，使得两个壳层的边缘区域对应地重叠。对于作为用于弹性体芯部的材料没有限制，而是可使用所有本领域技术人员已知的材料、型式、横截面几何形状和大小。制成包封的膜的含氟聚合物如所述的较佳地由聚四氟乙烯(PTFE)构成。PTFE的特点在于良好的耐化学药品性和从近-273℃到260℃的较宽的温度使用范围。较佳地使用拉伸的聚四氟乙烯(ePTFE)、特别是双轴向拉伸的ePTFE，其被附加地致密。因为拉伸的PTFE是多孔的，致密的ePTFE作为膜材料使用，其可生产为非常紧密并且具有非常低的膜厚度。含氟聚合物膜可由热塑性含氟聚合物代替PTFE构成，特别是由FEP或PFA构成。较佳地，膜的边缘区域相互连接而不使用单独的胶粘剂。这在热塑性的含氟聚合物膜的情况下通过局部融化没问题地是可能的。在PTFE膜的情况下，PTFE膜较佳地先用热塑性材料涂覆。接着，涂覆了的膜较佳地具有在从仅15μm至100μm的范围中的总厚度。在此，膜和涂布层较佳地有大致相同的厚度。可能有利的是，对于环形芯部增加的厚度选择更厚的膜。然而膜应选择为尽可能地薄的，因为密封件的肖氏硬度随着增加的膜厚度对应地增大。借助在要相互连接的边缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
环形密封件(1)，包括环形的弹性体芯部(2)和包围所述芯部的外壳，所述外壳具有由含氟聚合物制成的至少一张膜(3、4)，所述至少一张膜的边缘区域(3a、3b、4a、4b)相互连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.07 DE 102015110944.11.环形密封件(1)，包括环形的弹性体芯部(2)和包围所述芯部的外壳，所述外壳具有由含氟聚合物制成的至少一张膜(3、4)，所述至少一张膜的边缘区域(3a、3b、4a、4b)相互连接。2.如权利要求1所述的环形密封件，其特征在于，所述外壳不与所述芯部(2)连接。3.如权利要求1或2所述的环形密封件，其特征在于，所述外壳具有两张所述膜(3、4)，并且一张所述膜(3)的所述边缘区域(3a、3b)与另一张所述膜(4)的所述边缘区域(4a、4b)连接。4.如权利要求3所述的环形密封件，其特征在于，所述边缘区域(3a、3b、4a、4b)的连接沿着两条接缝线(5a、5b)在所述环形密封件(1)的互相位于直径上相对的两侧上延伸。5.如权利要求4所述的环形密封件，其特征在于，所述两条接缝线中的一条(5a)径向上在内部延伸，而所述两条接缝线中的另一条(5b)径向上在外部延伸。6.如权利要求1至5中一项所述的环形密封件，其特征在于，所述边缘区域(3a、3b、4a、4b)彼此重叠。7.如权利要求1至6中一项所述的环形密封件，其特征在于，所述膜(3、4)由聚四氟乙烯(PTFE)构成，较佳地由致密的、拉伸的聚四氟乙烯构成。8.如权利要求1至7中一项所述的环形密封件，其特征在于，所述膜(3、4)涂覆有、较佳地层压有热塑性材料(30、40)、特别较佳地无粘合剂地涂覆有热塑性材料。9.如权利要求8所述的环形密封件，其特征在于，涂布层材料(30、40)是热塑性塑料。10.如权利要求8或9所述的环形密封件，其特征在于，所述涂布层材料(30、40)是热塑性的含氟聚合物，FEP、PFA或TFP。11.如权利要求8至10中一项所述的环形密封件，其特征在于，仅在所述膜(3、4)的一侧上设有所述涂布层材料(30、40)。12.如权利要求8至...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·纳赫特曼，
申请(专利权)人：WL戈尔有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE