用于旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的密封元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的密封元件，其用來密封在環(huán)形間隙中引導(dǎo)的、可圍繞轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)的杠桿，其中該密封元件關(guān)于轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)造。該密封元件包括動態(tài)區(qū)域和靜態(tài)區(qū)域，其中，該動態(tài)區(qū)域具有面向環(huán)形間隙的軸向密封面和面向旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的環(huán)繞環(huán)形間隙的環(huán)形通道的內(nèi)部的徑向密封面；并且其中，該靜態(tài)區(qū)域用于將密封元件固定在旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)上，并且其中在靜態(tài)區(qū)域中構(gòu)造有可以加載以流體的通道。
【專利說明】用于旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的密封元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的密封元件，其用來密封在環(huán)形間隙中引導(dǎo)的、可圍繞轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)的杠桿，其中該密封元件關(guān)于轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]例如在公開文獻(xiàn)DElO 2007 001 021A1中描述了一種旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)。這種旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)包括環(huán)形通道，其沿著至少局部的圓弧彎曲，并且在該環(huán)形通道中通過壓力加載以流體可以使活塞沿著圓弧運動。這種運動通過與活塞連接的杠桿傳遞到轉(zhuǎn)動體上，該轉(zhuǎn)動體具有與環(huán)形通道同軸的轉(zhuǎn)動軸線。與產(chǎn)生線性力的傳統(tǒng)液壓活塞相反，借助旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)可以因此通過液壓力直接產(chǎn)生扭矩。
[0003]在這種類型的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)中，杠桿構(gòu)造為基本上圓形的主動輪，該主動輪與活塞一起圍繞轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)并且該主動輪的邊緣區(qū)域在環(huán)形通道的壁中的環(huán)形間隙中被引導(dǎo)。這個環(huán)形間隙必須原則上在應(yīng)當(dāng)提供活塞的運動的圓弧的整個長度上延伸，也就是說，在極端的情況下沿著圓的整個周邊延伸。這對于為了防止在環(huán)形通道壁與杠桿之間的液壓流體的溢出而必需密封環(huán)形通道來說提出了高的要求。在此必須不僅在靜態(tài)狀態(tài)(活塞和杠桿靜止)下、而且在動態(tài)狀態(tài)(活塞和杠桿運動)下、以及在不同的液壓流體壓力(典型地可以為最多大約150bar)的情況下確保密封性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種用于這種類型的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的密封元件，通過該密封元件可以在很大程度上滿足這些要求。
[0005]這個任務(wù)在開頭所提到類型的密封元件的情況下根據(jù)本發(fā)明地通過如下方式來解決，即，密封元件包括動態(tài)區(qū)域和靜態(tài)區(qū)域，
[0006]-其中，動態(tài)區(qū)域具有面向環(huán)形間隙的軸向密封面和面向旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的環(huán)繞環(huán)形間隙的環(huán)形通道的內(nèi)部空間的徑向密封面；并且
[0007]-其中，靜態(tài)區(qū)域用于將密封元件固定在旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)上，并且其中在靜態(tài)區(qū)域中構(gòu)造可以加載以流體的通道。
[0008]為了密封旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的杠桿分別設(shè)置兩個根據(jù)本發(fā)明的密封元件，其布置在環(huán)形間隙的對置的側(cè)面上，并且密封元件的軸向密封面貼靠在盤狀的杠桿的對置的表面上。通過將密封元件例如容納在環(huán)形通道壁的相應(yīng)的空隙中，所述密封元件被固定在旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)上。
[0009]在根據(jù)本發(fā)明的密封元件中，動態(tài)區(qū)域必須承擔(dān)相對液壓流體的密封，杠桿或活塞在旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)運行時沿著該密封元件的軸向和徑向密封面滑動。也就是說，在密封面與運動部件之間的按壓力或面壓力必須至少和在活塞的被壓力加載一側(cè)上的液壓流體的壓力(系統(tǒng)壓力)一樣大。但是另一方面，該按壓力也不應(yīng)當(dāng)太高，以便避免不必要的摩擦損耗。[0010]因此根據(jù)本發(fā)明，按壓力必需的變化通過如下方式造成，S卩，在密封元件的靜態(tài)區(qū)域中構(gòu)造的通道被加載以在壓力下的液壓流體。也就是說，這種加載從靜態(tài)側(cè)發(fā)生(通過用于液壓流體的相應(yīng)的輸入部)，其中在通道中的壓力由密封元件的靜態(tài)區(qū)域傳遞到密封元件的動態(tài)區(qū)域上，并因此作用到密封面上的反壓力被產(chǎn)生。在這種方式下，密封元件的按壓力相應(yīng)于環(huán)形通道中的液壓流體的壓力提高，克服液壓流壓力，應(yīng)該進(jìn)行密封。根據(jù)本發(fā)明的密封元件的密封效果因此(在通道加載以液壓流體的情況下）可或多或少地自我調(diào)節(jié)。
[0011]通過在以下還會詳細(xì)的研究的、密封元件的幾何結(jié)構(gòu)的相應(yīng)設(shè)計以及所使用的材料的選擇，自我調(diào)節(jié)效果在通道加載以液壓流體時可以如此被匹配，即，不僅靜態(tài)狀態(tài)中、而且動態(tài)狀態(tài)中分別存在足夠的按壓力，例如面壓力，其大約超出系統(tǒng)壓力10%。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的密封元件的動態(tài)區(qū)域和靜態(tài)區(qū)域可以由同樣材料構(gòu)成。在這種情況下，密封元件尤其可以一件式地構(gòu)造。在此尤其可以考慮氟聚合物，如聚四氟乙烯或四氟乙烯共聚物作為適當(dāng)?shù)牟牧稀?br> [0013]在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施形式中，密封元件包括形成動態(tài)區(qū)域的第一密封部件，以及形成靜態(tài)區(qū)域第二密封部件。第二密封部件在此沿著第一密封部件的對置密封面的側(cè)面與第一密封部件連接。密封元件的這種兩件式的構(gòu)造使對于動態(tài)和靜態(tài)區(qū)域使用不同的材料成為可能，從而兩個區(qū)域的性質(zhì)基本上彼此獨立地優(yōu)化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)特別有利的功能分離。
[0014]第一和第二密封部件各自關(guān)于轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)對稱性地構(gòu)造，也就是說，密封元件沿著不同的、包含轉(zhuǎn)動軸線的平面相應(yīng)具有基本上相同的橫截面形狀。與旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的環(huán)形通道相應(yīng)，密封元件可以沿著圓的整個周邊延伸，也就是說構(gòu)造為環(huán)形，或者僅沿著局部的圓弧延伸。
[0015]直接的動態(tài)密封功能在根據(jù)本發(fā)明的密封元件的兩件式實施形式中通過第一密封部件承擔(dān)。該第一密封部件優(yōu)選由非彈性體的氟聚合物形成。氟聚合物、尤其是聚四氟乙烯或者四氟乙烯共聚物(見以下）的特征在于高耐磨損性、高化學(xué)抗性和熱抗性、以及低摩擦阻力。最后的性質(zhì)非常有意義，這是因為第一密封部件的軸向密封面在杠桿的整個延伸部上沿周邊方向上延伸并且因此相對較大。過高的摩擦將導(dǎo)致在力傳遞時過大的損耗以及導(dǎo)致杠桿的強烈的磨損。
[0016]非彈性體的氟聚合物尤其也具有小的摩擦力變動，也就是說靜摩擦和滑動摩擦基本相等或僅有不明顯的差別。由此可以在很大程度上避免不期望的粘滑效應(yīng)，也就是說避免活塞突然性的位移。
[0017]除了軸向密封面(其整體或局部貼靠在杠桿的表面上并且因此對外承擔(dān)密封環(huán)形通道的重要部件）以外，動態(tài)區(qū)域或根據(jù)本發(fā)明的密封元件的第一密封部件還具有徑向密封面，通過該徑向密封面對這種密封進(jìn)行補充。該徑向密封面在此形成環(huán)形通道的周面的一部分，并且分別區(qū)段式地貼靠在沿著環(huán)形通道運動的活塞上。在這個區(qū)段中，該徑向密封面因此（除活塞的密封之外）為活塞的壓力加載的一側(cè)相對未壓力加載的一側(cè)的密封做出
-Tj. 士 [>貝獻(xiàn)。
[0018]軸向密封面和徑向密封面沿著棱邊彼此相接，該棱邊圓形地或以局部圓弧的形式構(gòu)造。這個棱邊沿杠桿的外周邊分布。
[0019]在兩件式的根據(jù)本發(fā)明的密封元件中，第二密封部件優(yōu)選由彈性體材料形成。由此，獲得某種預(yù)張緊，也就是說第一密封部件基于第二密封部件的彈性性質(zhì)被按壓在杠桿上。也就是說對于以下情況，即，當(dāng)活塞沒有運動并且引起運動的流體沒有加載以壓力或僅加載以微小的壓力時，這種按壓力至少對于旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的靜態(tài)狀態(tài)是足夠的。
[0020]動態(tài)區(qū)域或第一密封部件的軸向密封面可以置于垂直于轉(zhuǎn)動軸線的平面中。在這種情況下，已經(jīng)在靜態(tài)狀態(tài)下(也就是說通道沒有被壓力加載)的整個軸向密封面貼靠在同樣與轉(zhuǎn)動軸線垂直的杠桿表面上。然而這樣大的有效密封面在靜態(tài)情況下經(jīng)常不是必需的。
[0021]因此優(yōu)選的是，軸向密封面相對垂直于轉(zhuǎn)動軸線的平面傾斜。于是在靜態(tài)，也就是說無壓力的狀態(tài)下，軸向密封面僅在軸向密封面與徑向密封面之間的棱邊區(qū)域中貼靠在杠桿的表面上。在動態(tài)狀態(tài)下，通過加載通道以液壓流體，動態(tài)區(qū)域略微變形并且傾斜的軸向密封面沿杠桿的方向被按壓，也就是說，有效密封面通過增加的液壓壓力連續(xù)地變大，直至整個軸向密封面貼靠在杠桿上。
[0022]有利地，軸向密封面的傾斜為不超過8°，其中，尤其優(yōu)選的是，傾斜是在1°到3°的范圍中。此外，選擇合適的傾斜角還依賴于所選擇的材料(例如依賴于第一密封部件的非彈性體的氟聚合物的類型)。
[0023]有利的是，軸向密封面具有一個或多個溝槽。由此有效密封面可以變小，或在徑向方向上分散到更大的區(qū)域上(這尤其是有利的)，以便將軸向密封面的延伸部與在靜態(tài)區(qū)域中構(gòu)造的通道的幾何結(jié)構(gòu)相匹配。溝槽可以圍繞轉(zhuǎn)動軸線同心地布置或具有螺旋線(Drall)，以便通過杠桿的旋轉(zhuǎn)沿環(huán)形通道的方向引回滲入密封面與杠桿之間的液壓流體。此外，溝槽還可以充當(dāng)用于潤滑劑(例如潤滑脂)的儲存器，該潤滑劑被應(yīng)用于密封面。
[0024]如上文已經(jīng)談到的那樣，第一密封部件(或者一件式的密封元件)的非彈性體的氟聚合物優(yōu)選包括均聚物的聚四氟乙烯或帶有至少一種共聚單體的聚四氟乙烯共聚物。該至少一種共聚單體優(yōu)選地從六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚、全氟(2，2- 二甲基-1，3- 二氧雜環(huán)戊烯)以及三氟氯乙烯中選取。
[0025]均聚物的聚四氟乙烯的特征在于極其高的熱抗性和化學(xué)抗性以及非常低的摩擦系數(shù)，由此，均聚物的聚四氟乙烯在本發(fā)明中可以有利地使用。然而聚四氟乙烯雖然是熱塑性聚合物，但是基于它不尋常高的熔解粘度，不可以利用熔化，也就是說不可以例如借助壓注來加工。由聚四氟乙烯構(gòu)成的第一密封部件尤其可以通過切削處理(例如車削)制造。
[0026]由四氟乙烯和上面提到的氟化合物構(gòu)成的共聚物，在共聚單體組分相對小的時被稱為改性的四氟乙烯，其同樣不可以熔化加工。然而在共聚單體組分稍微提高的情況下，可以獲得可利用熔化而加工的氟聚合物，其中聚四氟乙烯的有利的性質(zhì)幾乎完全得以保持。例如在EPl 263 877B1中描述了這種類型的共聚物。由這種材料構(gòu)成的第一密封部件可以例如通過壓注制造，這在制造技術(shù)上比切削處理更有效率。
[0027]具有在315 °C到324 °C的區(qū)域中的熔點的可熔化加工的四氟乙烯共聚物由ElringKlinger合成材料技術(shù)有限責(zé)任公司(ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH)以商標(biāo)Moldfion?提供。
[0028]氟聚合物可以額外地包含一種或多種填料。通過這種填料可以進(jìn)一步改善氟聚合物的性質(zhì)，尤其是壓力穩(wěn)定性和耐磨損性。適當(dāng)?shù)奶盍嫌涩F(xiàn)有技術(shù)所公知并且包括例如石墨、碳纖維、硫化鑰以及高性能熱塑性塑料，例如聚醚酮、聚苯硫醚、聚醚酰亞胺等。填料的類型和量的選取還尤其依賴于所使用的氟聚合物的類型。
[0029]在兩件式密封元件中，第二密封部件的彈性體材料優(yōu)選包括熱塑性彈性體，尤其是彈性體聚氨酯。其具有一系列性質(zhì)，由于這一系列性質(zhì)，熱塑性彈性體在相當(dāng)程度上適用于在本發(fā)明的范疇內(nèi)使用。彈性體聚氨酯具有足夠的彈性，以便產(chǎn)生在靜態(tài)狀態(tài)下密封元件所需的預(yù)張緊，但是同時彈性體聚氨酯足夠硬，以便被切削處理。備選地，通過熱塑性性質(zhì)，例如借助壓注能夠?qū)崿F(xiàn)第二密封部件的制造。額外地，彈性體聚氨酯具有高化學(xué)穩(wěn)定性、抗壓強度以及耐磨損性。
[0030]作為彈性體聚氨酯或其他熱塑性彈性體的備選，在本發(fā)明的范疇中對于第二密封部件，原則上還可以使用其他的、典型地具有相對液壓流體足夠的化學(xué)穩(wěn)定性的非熱塑性彈性體，例如氟橡膠、丁腈橡膠、硅橡膠或三元乙丙橡膠。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的密封元件的第一和第二密封部件可以以不同的方式，例如通過形狀鎖合或力鎖合彼此連接。然而這兩個密封部件優(yōu)選材料鎖合地彼此連接。材料鎖合的連接負(fù)責(zé)密封元件的持久的穩(wěn)定性并且尤其還在以液壓流體加載第二密封部件的通道的情況下，負(fù)責(zé)第一密封部件與第二密封部件之間的盡量最佳的力傳遞。
[0032]兩個密封部件可以例如借助適當(dāng)?shù)恼澈蟿┗蛟龈絼┍舜苏澈稀Ｈ欢诘谝幻芊獠考姆酆衔锏那闆r下，為此經(jīng)常必需例如借助等離子體蝕刻或者借助氨化鈉蝕刻來預(yù)處
理表面。
[0033]特別有利的是，第二密封部件熔化在第一密封部件上。這需要第二密封部件的材料的相應(yīng)的熱塑性性質(zhì)，像其例如就彈性體聚氨酯而言所給出的那樣。在這種情況下，額外的粘合劑被取消。
[0034]其他有利的可能性在于，第一和第二密封部件通過復(fù)合擠壓非彈性體的氟聚合物以及彈性體材料而制造。其前提是，兩種材料是可熱塑性加工的，尤其是在第一密封部件使用熱塑性四氟乙烯共聚物的情況下。這種密封元件的制造是特別有效率的，這是因為兩個密封部件都不必須通過切削處理(例如車削)制造。
[0035]如已經(jīng)描述的那樣，能夠?qū)崿F(xiàn)如下，即，在靜態(tài)區(qū)域中或在第二密封部件中形成的通道通過將在壓力下的液壓流體導(dǎo)入通道中來提高軸向密封面到杠桿表面的按壓力。根據(jù)通道的實施方式，如果主要在更小的程度上這也適用于徑向密封面(或徑向密封面的區(qū)段)到活塞上的按壓力。通道(與密封元件的旋轉(zhuǎn)對稱相應(yīng)地)沿著它的周邊方向分布，并且流體輸入以有利的方式通過在旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的環(huán)形通道的壁中的一個或多個流體導(dǎo)入部來實現(xiàn)，該流體導(dǎo)入部在容納密封元件的空隙中終止。
[0036]在本發(fā)明帶有兩件式的密封元件的優(yōu)選實施形式中，該通道相對第一密封部件封閉。也就是說在這個變型方案中，導(dǎo)入到通道中的流體不與第一密封部件接觸，而是通過第二密封部件的彈性體材料的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)力傳遞。
[0037]通過這種設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)如下，通道沿著密封元件的整個周邊向外敞開，而第二密封部件不失去其結(jié)構(gòu)上的完整性。在這種情況下，第二密封部件無需特別的花費就可以既通過注塑成型來制造，也可以通過切削處理(例如車削)來制造。
[0038]在第二密封部件中形成的通道可以是側(cè)凹的，也就是說以這種方式，通道的底部區(qū)域在第一密封部件的徑向密封面方向上拓寬。由此在通道與第一密封部件之間的彈性材料的厚度在徑向方向上減小，而由于通道的壓力加載，徑向密封面的按壓力被增強。通過通道或密封元件的幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計，這種效應(yīng)總體上可以在寬的區(qū)域上變化并且與各自的需求相匹配。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一有利實施形式，在第二密封部件中形成的通道朝第一密封部件敞開。在這種情況下，導(dǎo)入到通道中的液壓流體直接與第一密封部件接觸，也就是說尤其與第一密封部件的、具有軸向密封面的區(qū)域接觸，從而力傳遞是特別有效的。但是在這種情況下，通道不可以沿著密封元件的整個周邊向外敞開，這是因為否則第二密封部件將失去它的結(jié)構(gòu)上的完整性。為了將流體導(dǎo)入通道中，因此在第二密封部件中設(shè)置一個或多個開口(例如孔)，其優(yōu)選在軸向方向上通過第二密封部件延伸并且在通道中終止。
[0040]在朝第一密封部件敞開的通道中如下是有利的，S卩，通道被橫截面為盆狀的、同樣朝第一密封部件敞開的金屬型材限定。金屬型材優(yōu)選為鋼型材。通過這種型材，可以穩(wěn)定通道的橫截面形狀，尤其是防止通過在壓力下的流體產(chǎn)生的、第二密封部件的彈性材料的變形。此外，當(dāng)由熱塑性彈性體形成的第二密封部件熔化到第一部件上時，由于金屬型材可以避免通道的幾何結(jié)構(gòu)受損害。
[0041]如上文已經(jīng)提及的那樣，根據(jù)本發(fā)明的密封元件尤其適用于在旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)(其例如在DElO 2007 001 021A1中描述)中使用。
[0042]本發(fā)明的主題因此還涉及一種旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)，其帶有至少一個沿著至少局部的圓弧彎曲的環(huán)形通道(活塞被可運動地支承在該環(huán)形通道中)，其還帶有引入到環(huán)形通道壁中的環(huán)形間隙(在該環(huán)形間隙中引導(dǎo)有可圍繞與環(huán)形通道同軸的轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)的杠桿)，其中該旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)包括至少兩個根據(jù)本發(fā)明的密封元件，其被容納在環(huán)形通道的壁的相應(yīng)的空隙中，從而兩個密封元件的軸向密封面分別朝杠桿的對置的表面取向，并且密封元件的徑向密封朝環(huán)形通道的內(nèi)部取向，并且徑向密封面的區(qū)段貼靠在活塞上。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的優(yōu)點已經(jīng)結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的密封元件進(jìn)行了闡述。
[0044]密封元件形狀鎖合地和/或力鎖合地被保持在環(huán)形通道的壁的空隙中。如下是特別有利的，即，密封元件被粘貼到空隙中，這是因為以這種方式可以建立特別穩(wěn)定的連接。該粘貼尤其建立密封元件相對于壁的抗扭的固定。尤其是當(dāng)?shù)诙芊獠考蓮椥泽w聚氨酯形成時，優(yōu)選在此使用聚氨酯粘合劑，。
[0045]旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的其他優(yōu)選的實施形式同樣已經(jīng)結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的密封元件進(jìn)行了闡述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]本發(fā)明的這些以及其他優(yōu)點將結(jié)合以下的實施例并參照附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。其中詳細(xì)地:
[0047]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的密封元件的第一實施例；
[0048]圖2示出了具有根據(jù)圖1的兩個密封元件的根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的一個片段；
[0049]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的密封元件的第二實施例；以及，
[0050]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的密封元件的第三實施例。
【具體實施方式】[0051]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的密封元件的第一實施例，該密封元件作為整體以10標(biāo)注。密封元件10旋轉(zhuǎn)對稱地以環(huán)或局部圓弧的形式構(gòu)造，其中，在圖1中示出沿著包含轉(zhuǎn)動軸線的平面的橫截面。
[0052]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)12的一個片段，該旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)包括兩個根據(jù)圖1的根據(jù)本發(fā)明的密封元件10。在DElO 2007 001 021A1中詳細(xì)地描述了這種類型的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能。
[0053]密封元件10包括第一密封部件14和第二密封部件16，二者關(guān)于轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)對稱性地構(gòu)造。第一密封部件14形成兩件式密封元件10的動態(tài)區(qū)域而第二密封部件16形成兩件式密封元件10的靜態(tài)區(qū)域。
[0054]第一密封部件14由非彈性體的氟聚合物形成(例如由聚四氟乙烯或者可熔化加工的四氟乙烯共聚物形成)，而第二密封部件16由彈性體的材料形成(例如由彈性體的聚氨酯形成)。這兩個密封部件14和16例如通過將第二密封部件16熔化在第一密封部件14上而材料鎖合地彼此連接。密封元件10但是也可以通過復(fù)合擠壓兩個密封部件14和16來制造。
[0055]第一密封部件14包括帶有徑向密封面20的徑向區(qū)域18以及帶有軸向密封面24的軸向區(qū)域22。徑向密封面20和軸向密封面24沿著棱邊26彼此相連，其中，棱邊26是環(huán)形的或圓弧形的。第二密封部件16相對徑向區(qū)域18徑向向內(nèi)地錯開，并且相對軸向區(qū)域22軸向地錯開。
[0056]在旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)12中，兩個密封元件10的軸向密封面24分別朝杠桿30的對置的表面28取向。杠桿30是基本上圓形的主動輪，其一方面與活塞32固定地連接，另一方面與在圖2中沒有示出的轉(zhuǎn)動體(例如軸)固定地連接?；钊?2被可運動地支承在環(huán)形通道34中，并且杠桿30在環(huán)形間隙36中可圍繞轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)地被引導(dǎo)，該環(huán)形間隙被引入環(huán)形通道32的壁38中。
[0057]第一密封部件14的軸向密封面24相對與轉(zhuǎn)動軸線垂直的平面(其相應(yīng)杠桿30的表面28)以大約2°的角傾斜。在密封元件10無壓力的狀態(tài)下，軸向密封面24因此僅在棱邊26的區(qū)域中貼靠在表面28上，這對于密封處于環(huán)形通道34中的、在靜態(tài)，也就是說無壓力的狀態(tài)下的液壓流體來說是足夠的。軸向密封面24具有多個溝槽40，因此，有效密封面可以變小或在徑向方向上分散到更大的區(qū)域上。
[0058]第一密封部件14的徑向密封面20面向環(huán)形通道34的內(nèi)部，并且區(qū)段式地貼靠在活塞32上。徑向密封面20因此為活塞32的壓力加載一側(cè)相對未壓力加載的一側(cè)的密封做出貢獻(xiàn)。
[0059]在第二密封部件16中構(gòu)造有通道42，其沿著密封元件10的整個周邊延伸。通道42相對第一密封部件14封閉，并且向外可貫通地敞開。在旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)12的動態(tài)狀態(tài)下，通道42通過一個或多個在壁38中的流體輸入部43被加載以在壓力下的液壓流體。由此發(fā)生到第一密封部件14的軸向區(qū)域22上的力傳遞(并且在更小程度上也發(fā)生到徑向區(qū)域18上的力傳遞)，從而軸向密封面24的傾斜逐漸被取消，并且最后，整個軸向密封面24貼靠于杠桿30的表面28上。根據(jù)本發(fā)明的密封元件10的密封效果因此根據(jù)在旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)12的環(huán)形通道34中的、待密封的液壓流體的壓力而升高。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的密封元件10通過其結(jié)構(gòu)以及材料選擇不僅在靜態(tài)狀態(tài)中(基于通過第二密封部件16的彈性材料的預(yù)張緊)，而且還在動態(tài)狀態(tài)中(通過通道42的壓力加載)能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的密封效果。
[0061]密封元件10被容納在環(huán)形通道34的壁38的相應(yīng)的空隙44中，并且被形狀鎖合地和/或力鎖合地保持在那里。密封元件10優(yōu)選粘貼到空隙44中，例如借助聚氨酯粘合劑粘貼在空隙44中。
[0062]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的密封元件的第二實施例，該密封元件作為整體以50標(biāo)注。密封元件50除了以下所描述的區(qū)別之外，相應(yīng)于根據(jù)第一實施例的密封元件10來建造，其中相同的或彼此相應(yīng)的元件分別設(shè)有同樣的附圖標(biāo)記。
[0063]與密封元件10相比較，密封元件50的徑向密封面20在軸向方向上具有更小的延伸部，也就是說，徑向密封面20更小。然而為了也在動態(tài)狀態(tài)下確保在這個區(qū)域中足夠的密封效果，在第二密封部件16中的通道42是側(cè)凹的，也就是說通道42的底部區(qū)域52具有在徑向方向上向外的拓寬部54。由此，更少的彈性體材料處在通道42與第一密封部件14的徑向區(qū)域18之間，從而通道42的壓力加載對徑向密封面20到活塞32上的按壓力的提高具有更強烈的影響。
[0064]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的密封元件的第三實施例，該密封元件作為整體以60標(biāo)注。密封元件60除了以下所描述的在區(qū)別以外，也在結(jié)構(gòu)上相應(yīng)于根據(jù)第一實施例的密封元件10。
[0065]在密封元件60中，在第二密封部件16中構(gòu)造的通道42朝第一密封部件14敞開，并且由橫截面為盆狀的鋼型材62限定，該鋼型材同樣朝第一密封部件14敞開。在這個變型方案中，導(dǎo)入通道42的液壓流體的壓力直接傳遞到第一密封部件14的軸向區(qū)域22上。鋼型材62在此阻止了通過液壓流體的壓力引起第二密封部件16的彈性材料的變形。此外，鋼型材62保護(hù)通道42在第二密封部件16熔化到第一密封部件14上時免受損害。
[0066]在密封元件60中，通道42向外沿著第二密封部件16周邊封閉。通過一個或多個孔64將流體導(dǎo)入到通道42中，這些孔在軸向方向中穿過第二密封部件16以及鋼型材62地延伸。
【權(quán)利要求】
1.一種用于旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)（12)的密封元件（10 ；50 ;60)，其用來密封在環(huán)形間隙（36)中引導(dǎo)的、能夠圍繞轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)的杠桿（30)，其中，所述密封元件（10 ；50 ;60)關(guān)于所述轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)造，其特征在于，所述密封元件（10 ；50 ;60)包括動態(tài)區(qū)域（14)和靜態(tài)區(qū)域（16)， -其中，所述動態(tài)區(qū)域（14)具有面向所述環(huán)形間隙（36)的軸向密封面（24)和徑向密封面（20)，徑向密封面面向所述旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)（12)的環(huán)繞所述環(huán)形間隙（36)的環(huán)形通道（34)的內(nèi)部；并且 -其中，所述靜態(tài)區(qū)域（16)用于將所述密封元件（10 ；50 ；60)固定在旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)（12)上，并且其中，在所述靜態(tài)區(qū)域（16)中構(gòu)造有可以加載以流體的通道（42)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封元件（10；50 ;60)，其中，所述密封元件（10 ；50 ;60)包括形成所述動態(tài)區(qū)域（14)的所述第一密封部件（14)，并且包括形成所述靜態(tài)區(qū)域（16)所述第二密封部件（16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封元件（10；50 ;60)，其中，所述第一密封部件（14)由非彈性體氟聚合物形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的密封元件（10；50 ;60)，其中，所述第二密封部件（16)由彈性體材料形成。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的密封元件（10；50 ;60)，其中，所述第一密封部件(14)的所述軸向密封面（24)相對垂直于所述轉(zhuǎn)動軸線的平面傾斜。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的密封元件（10；50 ;60)，其中，所述軸向密封面(24)具有一個或多個溝槽（40)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項所述的密封元件（10；50 ;60)，其中，所述非彈性體氟聚合物包括均聚物聚四氟乙烯或帶有至少一種共聚單體的聚四氟乙烯共聚物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的密封元件（10；50 ;60)，其中，所述氟聚合物包含一種或多種填料。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項所述的密封元件（10；50 ;60)，其中，所述彈性體材料包括熱塑性彈性體，尤其是彈性體聚氨酯。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求2至9中任一項所述的密封元件（10；50 ;60)，其中，所述第一和所述第二密封部件（14、16)材料鎖合地彼此連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的密封元件（10；50 ;60)，其中，所述第二密封部件（16)熔化到所述第一密封部件（14)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的密封元件（10；50 ;60)，其中，所述第一和所述第二密封部件（14、16)通過復(fù)合擠壓所述非彈性體氟聚合物以及所述彈性體材料制造。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求2至12中任一項所述的密封元件（10;50)，其中，在所述第二密封部件（16)中形成的所述通道（42)向所述第一密封部件（14)封閉。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求2至12中任一項所述的密封元件（60)，其中，在所述第二密封部件（16)中形成的所述通道（42)朝所述第一密封部件（14)敞開。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的密封元件（60)，其中，所述通道（42)由橫截面為盆狀的、朝所述第一密封部件（14)敞開的金屬型材（62)限定。
16.一種旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)（12)，其具有至少一個沿著至少局部的圓弧彎曲的環(huán)形通道(34)，在所述環(huán)形通道中能夠運動地支承有活塞（32)，并且旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)還帶有引入到所述環(huán)形通道（34)的壁（38)中的環(huán)形間隙（36)，在所述環(huán)形間隙中引導(dǎo)有能夠圍繞與環(huán)形通道（34)同軸的轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)的杠桿（30)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)（12)包括至少兩個根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的密封元件（10 ；50 ;60)，其被容納在所述環(huán)形通道（34)的壁(38)的相應(yīng)的空隙（44)中，從而所述兩個密封元件（10 ；50 ；60)的軸向密封面（24)分別朝所述杠桿（30)的對置的表面（28)取向，并且所述密封元件（10 ；50 ;60)的徑向密封面（20)朝所述環(huán)形通道（34)的內(nèi)部取向，并且所述徑向密封面（20)的區(qū)段貼靠在所述活塞（32)上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)（12)，其中，所述密封元件（10 ；50 ;60)粘貼到所述空隙（44)中。
【文檔編號】F04C15/00GK103502573SQ201280008462
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月10日
【發(fā)明者】海因茨·勞巴赫, 烏韋·科赫, 馬爾科·沃伊特, 馬庫斯·阿爾伯 申請人:愛爾鈴克鈴爾股份公司, 海因茨·勞巴赫