專(zhuān)利名稱(chēng)：復(fù)合密封件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明廣泛涉及用于相對(duì)可轉(zhuǎn)動(dòng)部件的徑向唇形密封件，特別是涉及一種由兩種不同材料制成的復(fù)合唇密封件的制造方法。
背景技術(shù)：
唇形流體密封件通常采用彈性密封件，該彈性密封件具有一個(gè)或一個(gè)以上的密封唇，用來(lái)接合緊靠在相對(duì)可轉(zhuǎn)動(dòng)部件的密封面上。唇形流體密封件用于保存作用液體(通常為潤(rùn)滑油)，并且用于防止外界污染物的侵入。密封件材料的選擇由很多因素決定，包括密封件使用的環(huán)境。密封唇材料常采用彈性體，因?yàn)樵诿芊饧┞队诤邢袼?、鹽這樣的雜質(zhì)、像灰塵、泥、沙等研磨材料的污染物的多塵環(huán)境中，這對(duì)例如一些大型裝備中使用的軸承是有害的。唇形密封件也可由其它材料制成，如聚四氟乙烯(PTFE)材料。但在沾染上述污染物的條件下，彈性體比聚四氟乙烯材料更耐磨。另一方面，在高溫和低溫和/或干燥或低潤(rùn)滑這樣的環(huán)境條件下，采用聚四氟乙烯材料則優(yōu)于彈性體。密封件不僅常常暴露于含有污染物的環(huán)境中，而且常常是在高溫或低溫和/或低潤(rùn)滑條件下。以往使用具有彈性體/聚四氟乙烯復(fù)合唇緣的密封件，如美國(guó)6,213,476號(hào)專(zhuān)利，該專(zhuān)利讓與了本發(fā)明的受讓人。但是，制造這種彈性體/聚四氟乙烯復(fù)合密封唇有時(shí)會(huì)碰到一些困難。

發(fā)明內(nèi)容
人們發(fā)現(xiàn)，在將彈性體材料注入聚四氟乙烯插件制成彈性體/聚四氟乙烯復(fù)合密封唇時(shí)，當(dāng)彈性體材料流入模具時(shí)，在所謂的“流動(dòng)”條件下，常使聚四氟乙烯插件發(fā)生位移或移位。聚四氟乙烯插件通常相對(duì)很薄，通常厚度只有0.020英尺或更薄，該事實(shí)使插件在壓模里與彈性體粘合過(guò)程中很難保持固定。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)通過(guò)在聚四氟乙烯插件一端形成一擴(kuò)大的部分能使插件在放入模具腔時(shí)更容易操作并在成型過(guò)程中保持位置不變。
進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明說(shuō)，聚四氟乙烯材料的薄片支承于模具腔內(nèi)，其包括主體部分和較主體部分更厚的擴(kuò)大的末端部分，彈性體材料被壓入模具腔內(nèi)形成彈性體密封件的模制成型的預(yù)成型件，并將其粘合到所述的薄片上，在從模具中取出預(yù)成型件和薄片之后，將預(yù)成型件末端和薄片的擴(kuò)大的末端修整為彈性體件和聚四氟乙烯插件。為進(jìn)一步確保成型過(guò)程中薄片更加穩(wěn)固，模具優(yōu)選設(shè)計(jì)成帶有一個(gè)可與薄片基端相接合的、內(nèi)置的突出部分。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明結(jié)合附圖，參照以下詳細(xì)描述能夠更好地理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。


圖1是一個(gè)流體密封組件的一部分的徑向橫斷面圖，該裝置具有提供有本發(fā)明所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)的密封唇的流體密封件；圖2是本發(fā)明的用于制造圖1所示密封組件的模具的橫斷面圖；和圖3是與圖2相似的橫斷面圖，其中的聚四氟乙烯薄片所具有的形狀不同。
具體實(shí)施例方式
下面具體參考附圖，如圖1所示，唇形流體密封組件10有一個(gè)剛性環(huán)形殼或支架12，該殼優(yōu)選為一個(gè)具有柱形壁14和環(huán)狀徑向凸緣16的圓筒形、杯形金屬殼形式。
密封組件10還包括流體密封件17，該流體密封件17具有由殼12支承的環(huán)狀密封件18。密封件18由各種適合的彈性體材料制成，如橡膠、硅樹(shù)膠、聚丙烯酸物、氟橡膠、乙烯丙烯酸樹(shù)脂、氫化腈或腈橡膠。密封件18有一個(gè)固定到殼14的凸緣16上的環(huán)狀主體部分20，一個(gè)在軸向向外傾斜的方向上從主體部分20徑向向外延伸，直至提供密封唇緣28的環(huán)狀唇26的環(huán)狀彎曲部分22。
環(huán)狀無(wú)彈性插件30由比密封件18的材料相對(duì)更加堅(jiān)硬的聚四氟乙烯材料制成，插件30粘合在彎曲部分22的軸向內(nèi)側(cè)和密封件18的唇26上。插件30具有環(huán)狀主體部分32，其厚度優(yōu)選均勻，約0.020英尺或更小。插件30具有一個(gè)環(huán)狀唇36，環(huán)狀唇36提供一個(gè)密封唇緣38。彈性體唇緣28和聚四氟乙烯唇緣38用于與可轉(zhuǎn)動(dòng)部件44的柱形密封面42緊密地接合。密封件18的唇26與插件30的唇36共同提供一個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)的環(huán)狀密封唇46。
彈性體唇26置于復(fù)合密封唇46一側(cè)，在此稱(chēng)為污染物側(cè)或空氣側(cè)，而聚四氟乙烯唇36置于相反的一側(cè)，在此稱(chēng)為防護(hù)側(cè)或流體側(cè)。復(fù)合密封唇46設(shè)計(jì)用來(lái)防止灰塵，污物、沙石、路面污垢、鹽、水等污染物進(jìn)入流體側(cè)。
彈性體唇緣28周向連續(xù)延伸，使聚四氟乙烯唇36與空氣側(cè)隔離，聚四氟乙烯唇緣38同樣優(yōu)選周向連續(xù)延伸。這樣，復(fù)合密封唇46在空氣側(cè)提供一個(gè)彈性體材料的連續(xù)帶，在流體側(cè)提供聚四氟乙烯材料的連續(xù)帶，這樣構(gòu)成一個(gè)密封面。
圖2示出了密封件17的制造方法，包括聚四氟乙烯材料的環(huán)狀薄片54的使用。薄片50具有環(huán)狀主體部分52，該環(huán)狀主體部分52的至少一部分成為聚四氟乙烯插件30，在主體部分的一端還具有環(huán)狀末端部分或前端54。圖2清楚地示出薄片50的前端54是擴(kuò)大的，相對(duì)于主體部分52厚度增大。主體部分52以及薄片50的前端54的表面56和58由一個(gè)彎曲的部分，優(yōu)選弧形凹過(guò)渡面60相連接。
另外參考圖2，薄片50和下面將要全面描述的密封件18的彈性體預(yù)成型件61在模制工具66的模具腔62中。模具腔是由獨(dú)立且分離的模具部件74、76和78的相對(duì)的成形面68、70和72形成的。模具部件78的表面72包括具有表面段82和84的部分80，表面段82和84優(yōu)選與主體部分52以及薄片50的前端54各自的表面56和58的形狀相匹配并適于支承這兩表面。表面段82和84由彎曲的凸表面段86連接，凸表面段86與薄片50的弧形面60的形狀相匹配并適于支承該弧形面，表面段86在模具部件78的突出部分88上形成。一般來(lái)講，模具腔的表面段82、84、86與薄片的表面56、58、60在形狀上不需完全匹配，因?yàn)樵煨蛪毫透邷貢?huì)將薄片壓到這些模具表面上。部分80末端是壁90，該壁90用來(lái)接合和定位薄片50的基端92，模具部件78的成形面72成形有與壁90鄰接的第二個(gè)突出部分94，以確定壩96，壩96形成后文較全面描述的彈性體基臺(tái)98。
模制工具66打開(kāi)時(shí)，薄片50放入模具部件78的成形面72的部分80內(nèi)，表面56、58和60分別完全地以表面對(duì)表面的關(guān)系由部分80的表面段82、84和86支承，薄片50的基端92抵靠壁90。薄片50的前端54的自有端抵靠模具腔62的表面93。
當(dāng)閉合模具部件74、76和78，并將薄片50支承在上述模具部件78的成形面72的部分80位置處時(shí)，將彈性體材料壓入模具腔62中形成密封件18的預(yù)成型件61，并將其粘合到薄片插件上。預(yù)成型件61包括形成部分100的一個(gè)唇部。
薄片50的前端54比主體部分52要薄，因此，薄片50放入模具時(shí)更易固定。前端54和突出部分88相配合，防止在彈性體材料導(dǎo)入模具腔62前和導(dǎo)入過(guò)程中，薄片50在模具內(nèi)滑動(dòng)或滑行，模具部件78的壁90提供一個(gè)可與薄片50的主體部分54的基端92相接合的擋板，輔助防止在彈性體材料流進(jìn)模具時(shí)薄片50發(fā)生移動(dòng)。
預(yù)成型件61制成并變成與薄片50粘合后，打開(kāi)模具移走支架、預(yù)成型件及粘合的薄片，然后沿線(xiàn)102橫向切割或切斷預(yù)成型件的唇形部分100和薄片，保留彈性體唇26和聚四氟乙烯插件30及其唇36，丟棄預(yù)成型件的部分100的內(nèi)部部分和包括具有加厚的前端54的薄片的內(nèi)部部分。包括彈性體密封件18和聚四氟乙烯插件30的流體密封件17現(xiàn)在就制成了。壩96形成與插件30的基端92接合的彈性體基臺(tái)98。沿切割線(xiàn)102形成彈性體唇緣28和聚四氟乙烯唇緣38。
圖3類(lèi)似于圖2，但薄片150在結(jié)構(gòu)上與薄片50稍有不同。薄片150的主體部分152與薄片50相同，但前端154的形狀與薄片50不同。薄片150的前端154和薄片50的前端54的主要相似之處在于薄片150的前端154比薄片150的主體部分152厚。但是，增加的厚度由前端154的表面153在空氣側(cè)偏移形成，而薄片50的前端54的增加的厚度由前端54的相應(yīng)表面朝流體側(cè)偏移來(lái)增加厚度。此外，薄片150與薄片50相似，模具腔的其余部分也相同，并且彈性體預(yù)成型件161的成形大體上也相同，除了它在薄片155前端的旁邊區(qū)域稍薄外。
權(quán)利要求
1.一種制造用于密封相對(duì)可轉(zhuǎn)動(dòng)部件的流體密封件的方法，其中流體密封件具有與一個(gè)聚四氟乙烯插件粘合的彈性體密封件，該方法包括提供一個(gè)具有模具腔的模具，提供一個(gè)聚四氟乙烯材料的薄片，其具有預(yù)先確定的厚度的主體部分和比該主體部分的厚度更厚的末端部分，將所述薄片放入模具腔內(nèi)，所述薄片的一面與所述模具腔的一個(gè)表面部分相對(duì)，將彈性體材料壓入模具腔內(nèi)制成所述彈性體密封件的模制的預(yù)成型件，把該預(yù)成型件粘合到與所述薄片的一面相反的另一面，和從所述模具腔中取出所述模制成型的預(yù)成型件和所述薄片，修整所述預(yù)成型件的一個(gè)末端部分和所述薄片的末端部分，這樣就制成具有粘合到所述聚四氟乙烯插件上的所述彈性體密封件的所述流體密封件。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述薄片的材料比所述彈性體材料相對(duì)更堅(jiān)硬。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)把所述薄片放入所述模具腔內(nèi)時(shí)，所述薄片的一面完全支承在所述模具腔的所述表面部分上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述模具腔具有一個(gè)壁，當(dāng)把所述薄片放入所述模具時(shí)，該壁提供一個(gè)可與所述薄片的一個(gè)基端相接合的擋板。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述模具腔具有一個(gè)與所述壁相鄰接的突出部分，該突出部分用于形成一個(gè)壩，以便當(dāng)把所述薄片放入所述模具并且將所述彈性體材料壓入所述模具時(shí)，該壩形成一個(gè)可與所述薄片的所述基端相接合的彈性體材料的基臺(tái)部分。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述薄片的材料比所述的彈性體材料相對(duì)更堅(jiān)硬，并且當(dāng)把所述薄片放入模具腔內(nèi)時(shí)，所述薄片的一面完全支承在所述模具腔的所述表面部分上。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述模具腔具有一個(gè)壁，當(dāng)把所述薄片放入所述模具時(shí)，該壁提供一個(gè)可與所述薄片的一個(gè)基端相接合的擋板。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述模具腔具有一個(gè)與所述壁相鄰接的突出部分，該突出部分用于形成一個(gè)壩，以便當(dāng)把所述薄片放入所述模具并且將所述彈性體材料壓入所述模具時(shí)，該壩形成一個(gè)可與所述薄片的所述基端相接合的彈性體材料的基臺(tái)部分。
全文摘要
一種制造用于密封相對(duì)可轉(zhuǎn)動(dòng)部件的流體密封件(10)的方法，這種流體密封件(10)具有與聚四氟乙烯插件(30)粘合的彈性體密封件(18)。聚四氟乙烯材料的薄片(30)具有主體部分(32)和厚度大于主體部分(32)的末端部分(54)。把薄片(30)放入模具腔(62)內(nèi)，且薄片(30)的一面與模具腔的一個(gè)表面部分相對(duì)。把彈性體材料壓入模具腔(62)制成彈性體密封件(18)的預(yù)成型件，將預(yù)成型件(18)與薄片(30)的另一面粘合。從模具腔(62)中取出預(yù)成型件(18)和粘接著的薄片(30)。修整薄片末端(54)的末端部分和預(yù)成型件(18)的末端部分，從而制成流體密封件(10)。
文檔編號(hào)B29K105/20GK1665663SQ03816098
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月9日
發(fā)明者斯科特·朗廷, 斯蒂芬·J·卡爾, 弗雷德里克·R·哈奇, 羅納德·M·諾特布姆二世, 喬恩·A·錢(qián)德勒, 邁克爾·J·邁爾斯, 加里·B·德雷克 申請(qǐng)人:聯(lián)邦莫沃爾公司