密封件與用於製造密封件的方法與流程

2023-05-31 09:04:31

本發明涉及一種密封件，特別是用作連杆密封、活塞密封和/或軸密封的密封件。

背景技術：

這樣的密封件例如由de102012112594a1已知。

技術實現要素：

本發明的任務在於提供一種密封件，其確保可靠的密封效果，並能夠簡單且低成本地製造。

這一任務通過根據本發明的密封件得以實現，密封件包括由熱塑性塑料材料製成的基體，其中，該基體在高壓工藝和/或高溫工藝中至少獲得其最終外形的一部分。

替代地，可以設置為，密封件包括由熱塑性塑料材料製成的基體，其中，該基體在高壓工藝和/或高溫工藝中只獲得其最終外形的一部分。

密封件，特別是密封件的基體，優選接近最終外形地製造。

最終外形特別是基體在密封件的使用狀態下或在待用狀態下所具有的形狀。

最終外形還特別是基體在作為密封件的組成部分常規使用之前不需再進行進一步加工，例如不再進行表面改型的形狀。

可為有利的是，基體至少部分地或僅部分地具有通過高壓工藝和/或高溫工藝的成型體和/或完成體所具有的表面構造。

可為有利的是，基體至少部分地或僅部分地具有通過注塑成型工藝的成型體和/或完成體所具有的表面構造。

在本發明的一個實施方案中可以設置為，基體設計為基本上成環形。

基體優選包括一個或多個關於該環形的徑向上的內密封段以及一個或多個徑向上的外密封段。

為簡化起見，下文將以單數說明密封段。而在此當然也可以始終設置多個具有單一或多個所述特徵的密封段。

基體可以例如設計為圓環形。

徑向上的內密封段優選用於可動部件上的動態密封，特別是活塞、連杆或軸上的動態密封。

徑向上的外密封段優選用於密封裝置的殼體上的靜態密封。

可為有利的是，徑向上的內密封段和/或徑向上的外密封段在高壓工藝和/或高溫工藝中獲得其最終外形。

在此可以設置為，只有徑向上的內密封段或只有徑向上的外密封段或徑向上的內密封段和徑向上的外密封段都在高壓工藝和/或高溫工藝中獲得其最終外形。

替代地或補充地，可以設置為，徑向上的內密封段和/或徑向上的外密封段通過再加工，例如切削加工而獲得各自的最終外形。

在本發明的一個擴展方案中可以設置為，基體包括關於軸向彼此相反的兩端，這兩端特別是在密封件的使用狀態下與需相互分離的流體相接觸。

僅一端具有或兩端都具有最終外形，優選在高壓工藝和/或高溫工藝中獲得。

替代地或補充地，可以設置為，僅一端是或兩端都是通過再加工，例如切削加工而獲得最終外形。

一端或兩端優選設置有一個或多個彈簧部件接納部，用以接納一個或多個彈簧部件。

可為有利的是，基體包括特別是可注塑成型的熱塑性塑料材料，或由特別是可注塑成型的熱塑性塑料材料形成。

該熱塑性塑料材料可以特別是氟類熱塑性材料，例如全氟化熱塑性塑料材料。

基體優選為注塑成型部件，特別是塑料注塑成型部件。

密封件可以例如是彈簧支持的槽型圈。

則該密封件就優選包括一個或多個彈簧部件，該彈簧部件例如由彈簧鋼形成並至少大略具有環形形狀。

一個或多個彈簧部件在此可以具有例如垂直於圓周方向的u形、v形或l形的橫截面。

本發明還涉及密封件，特別是根據本發明的密封件作為連杆密封、活塞密封和/或軸密封的用途。

密封件在此優選應用於燃料泵和/或活塞泵中兩個介質腔的密封。

根據本發明的用途優選具有單個或多個關聯根據本發明的密封件所述的特徵和/或優點。

本發明還涉及一種用於製造密封件的方法。

在這一方面，本發明的任務在於，提供一種方法，藉助該方法能夠簡單且低成本地製造可靠密封的密封件。

根據本發明，這一任務通過根據本發明的製造密封件的方法得以實現，該方法包括：由熱塑性塑料材料製造密封件的基體，其中，該基體在高壓工藝和/或高溫工藝中至少獲得其最終外形的一部分或僅獲得其最終外形的一部分。

根據本發明的方法優選具有單個或多個關聯根據本發明的密封件和/或根據本發明的用途所述的特徵和/或優點。

可為有利的是，高壓工藝包括衝壓工藝、加壓工藝、注塑工藝和/或壓鑄工藝。

因此，基體優選在衝壓工藝、加壓工藝、注塑工藝和/或壓鑄工藝中至少獲得其最終外形的一部分或僅獲得其最終外形的一部分。

替代地或補充地，可以設置為，高溫工藝包括熱衝壓工藝、熱壓工藝、注塑工藝、澆鑄工藝、燒結工藝和/或熱成型工藝。

因此，基體優選在熱衝壓工藝、熱壓工藝、注塑工藝、澆鑄工藝、燒結工藝和/或熱成型工藝中至少獲得其最終外形的一部分或僅獲得其最終外形的一部分。

可為有利的是，密封件的基體在進行高壓工藝和/或高溫工藝之後僅進行局部的再加工。

例如可以只在一側局部地再加工，特別是在軸向和/或徑向上的一側進行再加工。

然而也可以設置為，在軸向上的兩側和/或在徑向上的兩側對基體進行再加工。

基體優選進行切削加工。

替代地或補充地，可以設置為，為了進行再加工或作為再加工而塗裝基體。

密封件的一個或多個密封段優選通過對基體的加工製成。

例如可以設置為，密封件的一個或多個動態密封段和/或密封件的一個或多個靜態密封段通過對基體的加工，特別是切削加工製成。

用於接納一個或多個彈簧部件的一個或多個彈簧部件接納部優選不進行再加工，而是優選在高壓工藝和/或高溫工藝中獲得其最終外形。

特別有利的可以是，基體由優選可注塑成型的、部分氟化或全氟化的熱塑性塑料材料製成。

可以設置為，基體由純ptfe(聚四氟乙烯)材料形成。

熱塑性塑料(塑料材料)優選能夠熔融加工。

所使用的塑料優選為共聚單體含量高於0.5重量％的tfe(四氟乙烯)共聚物。通過在此量級範圍內的共聚單體含量，能夠在不削弱材料的機械強度的同時降低聚合物鏈的分子量，從而降低熔融粘度並使通過注塑成型的加工成為可能。

共聚單體優選從全氟烷基乙烯基醚，特別是全氟甲基乙烯基醚、六氟丙烯和全氟(2,2-二甲基-1,3-二氧雜環戊烯)中選擇。根據不同的共聚單體含量，全氟化熱塑性塑料涉及所謂的可熔融加工的ptfe(共聚單體含量至約3重量％)，涉及pfa(作為共聚單體的全氟烷基乙烯基醚含量高於約3重量％)、mfa(作為共聚單體的全氟甲基乙烯基醚含量高於約3重量％)或fep(作為共聚單體的六氟丙烯含量高於約3重量％)。

tfe共聚物也可以包括不同的共聚單體。也可能的是，全氟化熱塑性塑料包括各種tfe共聚物的混合物。

基體的材料可以部分地或基本上完全地由全氟化熱塑性塑料形成。替代地或補充地，材料可以包括一種或多種填充料，特別是顏料、減少摩擦的添加劑和/或提高熱穩定性的添加劑，以進一步優化密封件的性能並適應各種需求。

密封件特別是適用於高壓燃料泵中的活塞的密封或用於制動系統(abs、esp等)的活塞泵中的活塞的密封。

熱塑性塑料材料還可以特別是耐高溫和/或耐化學性的熱塑性材料，特別是peek、peak、pei等，和/或包括上述材料中的一種或多種的複合材料。

特別是，通過在注塑成型工藝中製造密封件的基體，可以達到熱塑性塑料材料的高抗變形性，從而特別是最終實現在較高的壓力下的密封。

高壓工藝特別是高壓改型工藝。

高溫工藝優選為高溫改型工藝和/或高溫改造工藝。

可以設置為，高壓工藝和/或高溫工藝為製造基體的工序或僅有的工序。

替代地，可以設置為，為製造基體進行其他工序。

為製造密封件的基體，可以例如設置為，熱塑性塑料材料在擠出成型工藝，特別是ram擠出成型(柱塞擠出成型)工藝中進行預製，接著通過研磨以及銑削、車削或其他切削加工形成最終外形。

還可以設置為，密封件的基體通過以下工序製造：擠出成型熱塑性塑料材料，特別是柱塞擠出成型熱塑性塑料材料；研磨；在自動車床中進行切削加工；熱衝壓；cnc再加工(數控再加工)，特別是用於製造內輪廓，例如一個或多個徑向上的內密封段。

在另一實施方案中可以設置為，通過以下工序製造密封件的基體：壓制坯件；進行燒結過程；熱衝壓；cnc加工，特別是用於製造內輪廓，例如一個或多個徑向上的內密封段。

還可以例如通過以下工序製造密封件的基體：壓制坯件；進行燒結過程；基體的cnc加工，特別是用於製造外輪廓和/或內輪廓，例如用於製造一個或多個徑向上的內密封段和/或一個或多個徑向上的外密封段。

此外，還可以通過以下工序製造密封件的基體：粒化原材料；在用於製造基體的注塑成型工藝中使用該原材料；如有必要，對基體進行再加工，特別是進行cnc加工，以製造內輪廓，例如一個或多個徑向上的內密封段。

如有必要，已完成的基體可以與密封件的其他部件相連接或組裝並最後一同包裝。

附圖說明

本發明的其它優選特徵和/或優點是以下描述和實施例的示意圖的對象。

其中：

圖1示出了密封件的基體的縱截面示意圖，其中該基體僅部分地具有其最終外形；

圖2示出了基體的對應圖1的示意圖，其中為了完成外輪廓而對該基體進行過加工，以及

圖3示出了密封件的對應圖1的示意圖，該密封件包括已完成的基體和兩個彈簧部件。

相同或功能相當的部件在全部附圖中標記為相同的標號。

具體實施方式

圖1至圖3所示的、整體以100標記的密封件的實施方案例如是高壓泵102的組成部分，並且用於可動部件106區域內的兩個介質腔104之間的密封。

可動部件106可以例如是高壓泵102的活塞。

可動部件106特別是穿過密封件100。

可動部件106和密封件100在此都優選旋轉對稱地圍繞對稱軸108。

對稱軸108特別是平行於可動部件106的和密封件100的縱軸110。

密封件100和可動部件106在安裝狀態下具有共同的對稱軸108。

縱軸110優選定義軸向112。

垂直於軸向112的方向為徑向114。

藉助密封件100優選在軸向112上將介質腔104相互隔開。

密封件100在此經由兩個動態密封段116，在徑向114上向內鄰接可動部件106。

密封件100在徑向114上向外鄰接高壓泵102的殼體118。

密封件100在自身的安裝狀態下相對於殼體118固定。

因此，密封件100的對應兩個介質腔104的兩個密封區域120除包括動態密封段116之外，還包括抵靠殼體118的兩個靜態密封段122。

動態密封段116用於密封件100和相對於密封件100運動的、特別是沿著軸向112滑動的部件106之間的動態密封。

為了達到增強的密封效果，可以設置密封件100的一個或多個彈簧部件124。

該一個或多個彈簧部件124特別是能夠設置在或設置在一個或多個彈簧部件接納部126中。

藉助一個或多個彈簧部件124特別是能夠將一個或多個動態密封段116壓緊在可動部件106上。

替代地或補充地，可以設置為，藉助一個或多個彈簧部件124能夠將一個或多個靜態密封段122壓緊在高壓泵102的殼體118上。

每個動態密封段116優選包括一個、兩個或多於兩個密封唇128。

每個密封唇128優選設計為基本上成環形且基本上旋轉對稱地圍繞對稱軸108。

每個密封唇128在此設置為與密封件100的橫向中心平面130相距不同的距離，該橫向中心平面垂直於密封件100的縱軸110延伸。

密封件100特別是包括基體132，該基體優選由熱塑性塑料材料一體成型。

基體132特別是包括一個或多個動態密封段116、一個或多個靜態密封段122和一個或多個彈簧部件接納部126。

基體132例如可以如下製造：

基體132的坯件134例如可以通過注塑成型工藝製造。

基體132的坯件134在此僅部分地具有其最終的外形。

特別是，在坯件134的製造過程中僅完成彈簧部件接納部126。

而密封段116、122則必須特別是通過切削加工，例如cnc加工來進行再加工，以完成基體132。

特別是通過比較圖1至圖3可知，在此例如可以首先加工外輪廓，以完成徑向外側的靜態密封段122。接著就可以進行徑向內側的加工，以完成動態密封段116。

可以替代地設置為，坯件134例如通過注塑成型工藝這樣製成，即，靜態密封段122和彈簧部件接納部126經過注塑成型過程之後都已具有最終的外形。

此後，只有徑向內側區域仍必須進行機械再加工，以完成動態密封段116。

特別是，一方面在高壓工藝和/或高溫工藝，例如注塑成型工藝中製成坯件134，另一方面僅在局部進行後處理以完成基體132，通過這樣的組合，能夠特別有效率且低成本地製造基體132並由此製造整個密封件100。