能平移调节的部件的密封环制造技术

本发明专利技术涉及一种能平移调节的液压元件的(特别是液压活塞的)密封环(1)，其中密封环(1)具有至少一个密封唇(10)和固定地连接至或者封闭在所述密封环中的纤维增强的增强环(2)，该增强环在径向方向(3)上加固密封环(1)并且在径向方向上限制所述至少一个密封唇(10)的变形。在此，对于本发明专利技术来说至关重要的是：‑增强环(2)具有层压碳纤维(4)，并且具有弹性模量E2，‑密封环(1)由具有弹性模量E1的塑料形成，‑弹性模量之比为150

The sealing ring of a part that can be shifted.

The invention relates to a seal ring (1) of a hydraulic element (especially a hydraulic piston) that can be translated and adjusted, in which the seal ring (1) has at least one seal lip (10) and a fiber reinforced reinforcement ring (2) fixed to or enclosed in the seal ring, which strengthens the seal ring (1) in the radial direction (3) and is in the radial direction. The deformation of the at least one sealing lip (10) is limited in direction. Here, it is essential for the invention that the reinforcing ring (2) has a laminating carbon fiber (4), and has a modulus of elasticity E2, and the sealing ring (1) is formed by a plastic with elastic modulus E1, and the ratio of the modulus of elasticity is 150.

【技术实现步骤摘要】
能平移调节的部件的密封环
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的能平移调节的部件的密封环。本专利技术还涉及一种具有至少一个这种密封环的液压组件。
技术介绍
用于动态接触密封件的通用密封环是众所周知的，并且密封相对于彼此移动的部件(诸如例如活塞)，该部件相对于相应的轴承(例如汽缸)能前后平移地调节。这种密封环可以具有内部或外部密封作用，并且可以具有单作用或双作用的设计。这种密封环的优点在于其只需要相对小的安装空间。在现有技术中已知的密封环的情况下，借助于密封唇上的相应的几何形状，产生以一定的梯度增加的接触压力分布。由此产生的接触压力梯度在这种情况下决定在密封环之下传送出的润滑膜厚度。在此，所述梯度越陡，传送出的润滑膜越薄。在此，润滑膜的厚度不言而喻地不仅取决于密封件的几何形状，而且还取决于运动速度，通常达几纳米。在这种情况下传送出的润滑膜不被视为泄漏，因为现代的密封环甚至能够逆着压力将所述润滑膜再次传送回压力空间中。因此，整个密封系统相对于外部是密封的。为了能够实施其密封作用，这种密封系统或这种密封环需要预加载荷，该预加载荷通常通过弹性元件(例如弹性体环)来施加。然而，由于预加载荷和所产生的摩擦，会发生磨损，其长期而言会导致密封环的密封作用变差。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及的问题在于针对通用类型的密封环详细说明一种改进的或至少替代的实施方案，其特别是至少减少了现有技术中已知的缺点。所述问题是通过根据本专利技术的独立权利要求1的主题来解决的。从属权利要求涉及有利的实施方案。本专利技术基于详细说明一种全新设计的密封环的总体构思，该密封环通过纤维增强的增强环增强或加固，其中增强环至少在径向方向上加固密封环并且至少在径向方向上限制至少一个密封唇的变形。根据本专利技术的密封环在这种情况下用于能平移调节的部件，特别是例如根据DIN3750的液压活塞或封闭件，并且根据本专利技术，该密封环具有至少一个密封唇以及固定地连接至或者封闭在所述密封环中的纤维增强的增强环，该增强环特别地邻近所述至少一个密封唇布置。同时，根据本专利技术，增强环具有层压碳纤维和弹性模量E2，而密封环由具有弹性模量E1的塑料形成。在这种情况下，弹性模量之比处于150<E2/E1<300的范围内。通过这种新颖的开发，增强环根据布置防止密封环和所述至少一个密封唇经受不期望的大的径向膨胀或不期望的大的径向压缩，由此可以减少所述至少一个密封唇与相对于其移动的密封表面的接触压力以及相关联的磨损。因此，即使在短行程范围或长时间的操作运行的非常差的润滑的情况下，磨损也可以大大降低。借助于根据本专利技术的碳纤维增强的增强环，例如相对于金属环的磨损可以被最小化到对摩擦配合件(例如汽缸)的摩擦特性只有微小影响的程度。在此，相对于传统密封环的密封作用而言，根据本专利技术的密封环的密封作用不受限制或仅受到很少的限制。根据本专利技术的密封环的优点在于，在短行程振幅(短运动行程)的情况下，在密封唇之下不存在润滑不足，因此即使在大量的负载循环的情况下也不会发生磨损。在根据本专利技术的解决方案的有利的改进中，密封环的塑料的弹性模量E1约为600MPa。另外地或替代地，增强环的弹性模量E2处于90000MPa<E2<180000MPa的范围内。以这种方式，在使用期间，密封环或其密封唇的拉伸，也就是说，例如，相对于摩擦配合件(frictionpartner)(相对定位的密封表面)的接触压力，可以被限制为这样的值，即该值首先允许可靠的密封，但是其次显著降低了磨损程度。增强环由层压碳纤维形成。在根据本专利技术的解决方案的另一有利的实施方案中，密封环具有呈环形凹槽形式的U形凹部，增强环以强制锁定(positivelylocking)的方式容纳在该U形凹部中，并且该凹部布置在两个相邻密封唇之间。这种U形凹部可以例如布置在密封环的外表面的中心，使得在这种情况下，可以形成具有外部密封作用和直接与增强环相邻的两个密封唇的双作用密封件，其中增强环不仅在径向方向上而且在轴向方向上加固密封唇，因为所述密封唇可以根据行程运动而支撑在所述增强环上。以这种方式设计的密封环可以例如用作活塞与汽缸之间的活塞密封环。也可以不言而喻地设想，U形凹部布置在密封环的内表面的中心，使得在这种情况下，以这种方式形成的密封环被形成为具有内部密封作用的密封环，并且可以用作例如活塞杆与封闭件之间的杆密封件。在特别优选的实施方案中，密封环的径向壁厚tDR与凹部的径向深度tA之比处于1.5<tDR/tA<2.3的范围内，特别是处于1.7<tDR/tA<2.2的范围内。替代地或另外地，密封环的宽度BDR与凹部的宽度BA之比处于1.0<BDR/BA<2.2的范围内，特别是处于1.7<BDR/BA<2.0的范围内。通过这些比值，变形的限制可以在液压介质的20与350巴之间的压力范围内最佳地实现。在此，借助于所述的尺寸，可以根据本专利技术将密封唇相对于相对定位的密封表面的接触压力限制为密封作用仍然被完全实施的值，但是避免了由于过高的接触压力而引起的过度磨损。在根据本专利技术的密封环的替代且有利的实施方案中，密封环具有单个密封唇和位于内部或外部的台阶，增强环邻近密封唇布置在该台阶上。在位于外部的台阶的情况下，因此可以设置具有外部密封作用和单个密封唇的单作用密封环，其中增强环与密封环的连接可以例如通过粘合或焊接至密封环的材料或者由于碳缠绕方法生产过程的过程而实现。具有碳纤维的增强环可以相应地例如以缠绕方法制造。在根据本专利技术的解决方案的有利改进中，密封环本身由聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚氨酯(PU)或超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)形成，因此不仅显示了相对高的耐磨性，而且还特别相对于液压介质显示了高耐化学性。根据所使用的塑料，必须相应地设计增强环以实现根据本专利技术的弹性模量E2/E1之比。本专利技术还基于装备具有第二部件(例如液压活塞)的液压组件以及借助于弹性体环抵靠密封表面(特别是抵靠汽缸筒)附加地预加载密封环的总体构思，该第二部件能在第一部件(例如汽缸)中平移调节，该第二部件/液压活塞具有凹部，所述类型的密封环在该凹部中。此外，弹性体环提供了密封环的二次静态密封。取决于密封环是否是具有外部密封作用或内部密封作用的密封环，预加载密封环的弹性体环在这种情况下具有相对小的直径或相对大的直径。在此，弹性体环确保了密封环的接触压力，并且因此确保了密封唇抵靠相对定位的密封表面的接触压力，从而确保了期望的密封作用。在此，取决于接触压力，还可以调整密封环与相对定位的密封表面(例如汽缸壁)之间的润滑膜厚度。根据本专利技术的密封环在例如借助于根据本专利技术的密封环相对于汽缸筒密封的活塞上的液压组件中使用。以同样的方式，根据本专利技术的密封环不言而喻地也可以布置在液压活塞的活塞杆与封闭件之间，其中，在这种情况下，所述密封环将呈具有内部密封作用的密封件的形式。本专利技术的其他重要特征和优点将从从属权利要求、附图以及基于附图的相关联的附图描述中得出。不言而喻的是，上述特征以及还将在下文中讨论的特征不仅可以在各个特定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.能平移调节的部件(16)的密封环(1)，所述密封环具有至少一个密封唇(10)和固定地连接至或者封闭在所述密封环中的纤维增强的增强环(2)，所述增强环在径向方向(3)上加固所述密封环(1)并且在所述径向方向上限制所述至少一个密封唇(10)的变形，其特征在于，‑所述增强环(2)具有层压碳纤维(4)，并且具有弹性模量E2，‑所述密封环(1)由具有弹性模量E1的塑料形成，‑所述弹性模量之比为150

【技术特征摘要】
2016.12.20 DE 102016225551.71.能平移调节的部件(16)的密封环(1)，所述密封环具有至少一个密封唇(10)和固定地连接至或者封闭在所述密封环中的纤维增强的增强环(2)，所述增强环在径向方向(3)上加固所述密封环(1)并且在所述径向方向上限制所述至少一个密封唇(10)的变形，其特征在于，-所述增强环(2)具有层压碳纤维(4)，并且具有弹性模量E2，-所述密封环(1)由具有弹性模量E1的塑料形成，-所述弹性模量之比为150<E2/E1<300。2.根据权利要求1所述的密封环，其特征在于，所述弹性模量E1约为600MPa。3.根据权利要求1或2所述的密封环，其特征在于，所述弹性模量E2处于90000MPa<E2<180000MPa的范围内。4.根据权利要求1至3的任一项所述的密封环，其特征在于，所述密封环(1)具有U形凹部(8)，所述增强环(2)以强制锁定的方式容纳在所述U形凹部中，其中，所述凹部(8)布置在两个相邻密封唇(10)之间。5.根据权利要求4所述的密封环，其特征在于，所述U形凹部(8)布置在所述密封环(1)的外表面(9)的中心。6.根据权利要求4或5所述的密封环，其特征在于，所述密封环(1)的径向壁厚tDR与所述凹部(8)的径向深度tA之比处于1.5<tDR/tA<2.3的范围内，特别是处于1.7<tDR/tA<2.2的范围内。7.根据权利要求4至6中的任一项所述的密封环，其特征在于，所述密封环(1)的宽度BDR与所述凹部(8)的宽度BA之比处于1.0<BDR/BA<2...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯·瓦格纳，
申请(专利权)人：赫伯特·汉切恩两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE