專利名稱：分段刮油環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種刮油環(huán)，該刮油環(huán)分段，并通過至少一個圓周向彈簧而保持在一起，該刮油環(huán)尤其是用于船用柴油發(fā)動機，有幾個放油孔，并有至少一個指向活塞桿側(cè)的刮油片。
刮油環(huán)通常分段，并由至少一個圓周向環(huán)保持在一起。通過將該刮油環(huán)支承在活塞桿上，并通過刮油片，能夠在很大程度上刮去在活塞桿上的潤滑油，以便保證發(fā)動機潤滑油不會從曲柄箱區(qū)域進入除氣空間區(qū)域內(nèi)，并由此防止大量消耗發(fā)動機潤滑油。同時，刮油片和活塞桿一樣將磨損。因此，刮油環(huán)必須定期更換。當人們用不易磨損的更硬的材料制造具有相應刮油片的刮油環(huán)時，活塞桿的磨損將不可避免地增加。因此泄漏也將增加。
上述類型的刮油環(huán)例如由US4210338、US4437232和DE2443299A可知。這些文獻中所述的刮油環(huán)包括單個環(huán)，該環(huán)分成一個或多個段，并通常包括至少兩個刮油片。在刮油片之間有自由空間，積累在該空間內(nèi)的潤滑油可以通過合適的放油孔溢出。刮油環(huán)通過至少一個圓周向彈簧保持在一起。當已有的刮油片有較大磨損時，必須更換整個刮油環(huán)。因此很昂貴。
還由PCT/CH91/00052可知一種具有多個刮油環(huán)的填料盒密封件，它們由自潤滑塑料制成。這些刮油環(huán)表現(xiàn)得非常好，活塞桿的磨損也大大減小，因此潤滑油消耗明顯減小。
根據(jù)PCT/CH91/00052的刮油環(huán)必須由高質(zhì)量的塑料例如PEEK(聚醚醚酮，polyetheretherketon)制成，它有很大的沖擊阻力、耐疲勞性以及蠕變特性，并且，即使在較大壓力和高于340℃的溫度下還可以用于油-水化合物。不過，這些塑料極貴，價格大約300sFr/kg。
在市場上，人們可以獲得MAN B&W A/S公司的刮油環(huán)，該刮油環(huán)分成段，并通過至少一個圓周向彈簧保持在一起，其中，優(yōu)選分布在整個圓周上的幾個放油孔包含在刮油環(huán)的段內(nèi)，且刮油環(huán)包括兩個平行槽，這兩個槽中通過精確裝配而裝入可更換的鑄鐵刮油片。放油孔在兩個可更換刮油片之間，并穿過刮油環(huán)。該已知刮油環(huán)的優(yōu)點在于通過合適檢修，人們只需要更換刮油片。不過，這時的缺點是活塞桿有更大磨損。
只是由塑料制成刮油片的一種類似方法并沒有任何實際效果，而是從一開始就導致潤滑油消耗增加。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種刮油環(huán)，該刮油環(huán)不會發(fā)生上述問題，且當檢修時基本不需要更換整個刮油環(huán)，同時保持使刮油片有比刮油環(huán)的其余部分更軟、更大耐磨損的材料的優(yōu)點，從而避免活塞桿的磨損和引起的潤滑油損失。
該目的通過本文第一段所述類型的分段刮油環(huán)而實現(xiàn)。
可以發(fā)現(xiàn)，通過該方法，刮油片不再通過負配合單獨保持在需要的槽中，而是這些刮油片一起組合在插入環(huán)段中，這樣形成的插入環(huán)段通過正配合而保持在可重新使用的保持環(huán)段中。這導致與完全由塑料制成的刮油環(huán)相比大大節(jié)省成本，并保持塑料刮油環(huán)的優(yōu)點。
本發(fā)明主題的更優(yōu)選設計形式將在隨后的說明書中結(jié)合附圖進行說明。
在附圖中表示了本發(fā)明主題的一個優(yōu)選實施例，并示意表示了市場上的最接近現(xiàn)有技術(shù)的刮油環(huán)的情況。
附圖中

圖1是在裝配位置中，在朝向曲柄箱一側(cè)的刮油環(huán)段的視圖；圖2是圖1的刮油環(huán)段沿線II-II的垂直剖視圖；以及圖3是同一元件沿圖1中的線III-III的垂直剖視圖。
圖4表示了圖1的刮油環(huán)元件，其中觀察該段的外側(cè)，并取下了圓周向彈簧。
圖5表示了穿過具有5個本發(fā)明刮油環(huán)的磨損活塞桿的示意剖視圖，而圖6表示了使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的三部分刮油環(huán)時的相同情況。
圖7表示了具有磨損活塞桿的活塞的側(cè)視圖。
圖8表示了現(xiàn)有技術(shù)的刮油環(huán)段、與圖1的本發(fā)明方法相同的視圖；以及圖9是根據(jù)圖6的已知元件沿線VI-VI的垂直剖視圖。
首先根據(jù)市場上獲得的MAN B&W A/S公司的刮油環(huán)介紹現(xiàn)有技術(shù)情況。這樣的刮油環(huán)在圖8和9中表示。在圖8中表示了從上方看時的單個刮油環(huán)段A。在圖9的剖視圖中表示的刮油環(huán)包括固體金屬材料，其中，在相應槽中通過正配合(positive fit)、負配合以及精密配合而保持有兩個刮油片B。在刮油環(huán)的側(cè)部可以有橫向凹口F。擦去的油進入該側(cè)部凹口F內(nèi)，在該側(cè)部凹口F的底部可以有放油孔C，該放油孔C開口于支承槽D內(nèi)，該支承槽D用于容納單件或多件圓周向彈簧E。
塑料片在使用時的柔性也允許將刮油環(huán)1分成5部分，如圖5所示。因此，使它的形狀更適應在磨損活塞桿K上使用，如圖7所示?？梢源笾卤苊庠诃h(huán)的分開處T附近的已知泄漏位置L。
本發(fā)明的刮油環(huán)整個由參考標號1表示，在圖1中表示了從上面看時的視圖。分段的刮油環(huán)1基本包括兩個彼此插入的環(huán)段。這樣，外部環(huán)段形成保持環(huán)段2，插入環(huán)段4插入該保持環(huán)段內(nèi)的相應槽3中。因此，整個刮油環(huán)包括預定數(shù)目的保持環(huán)段2以及恰好同樣多的插入環(huán)段4。在裝配條件下，刮油環(huán)段1通過一個或多個圓周向彈簧保持在一起。這些彈簧5可以包括一件或多件，它們形成拉伸彈簧的封閉環(huán)。各刮油環(huán)段有圓弧形本體20，該本體20有基本是矩形的截面，在該矩形截面的內(nèi)表面中可以有圓周向U形槽21。該圓周向槽21有槽底部22，并通過至少一個底切口24而相對于側(cè)表面23增寬。
在保持環(huán)段2的本體20遠離曲柄箱的表面上包含有徑向延伸的切除部分25，該切除部分25均勻分布，并促進擦去流出的潤滑油。這些切除部分25一直延伸到在該側(cè)延伸的底切口的深度。在遠離活塞桿的一側(cè)形成有兩個凹槽26，這兩個凹槽26彼此平行延伸。在所述兩個圓周向凹槽26之間有腹板27，該腹板27以與兩個側(cè)邊緣28相同的高度延伸。均勻分布的多個放油孔從槽底部22經(jīng)過本體20到達外部。
在保持環(huán)段2的所述U形槽21中，插入環(huán)段4在任何情況下都通過間隙配合和正配合而布置在該U形槽21內(nèi)。插入環(huán)段4有弧形本體40，該弧形本體40有大致矩形的橫截面，并包括至少一個指向活塞桿的刮油片41，不過優(yōu)選包括兩個刮油片41。刮油片41形成為從弧形本體40伸出的一個部件。在兩個刮油片41之間有稍微加深的潤滑油清洗空間42。在圓周向底表面43上成一體形成有至少一個側(cè)向凸出的凸緣44，該凸緣44通過正配合而插入在槽22的底部的所述底切口24中。因此，插入環(huán)段4只可以從側(cè)向插入保持環(huán)段2內(nèi)，但是沿徑向固定并防止移動。如前所述，在U形槽21的側(cè)壁23和插入環(huán)段4的側(cè)壁之間有一定游隙。在槽底部22和插入環(huán)段4的底表面43之間同樣有游隙。通過該游隙，可以保證在保持環(huán)段2中的插入環(huán)段4能夠進行一定運動，尤其是相對運動，而且使該間隙中清洗的潤滑油保持最少。
此外，在插入環(huán)元件4中包括多個釋放孔49，通過該釋放孔49，在兩個刮油片41之間出現(xiàn)的、擦去的油可以進入U形槽21中，并可以通過放油孔從該U形槽21中放出。釋放孔49和29彼此連通。優(yōu)選釋放孔49在插入環(huán)段4中的分布與釋放孔在保持環(huán)段2中的分布相同。
這里所示的實施例只是本發(fā)明主題的一個優(yōu)選實施例形式。當然，人們可以使保持環(huán)段和插入環(huán)段的截面形狀與這里所示不同。特別是，人們可以提供截面朝著槽底部表面增寬的槽，以代替U形槽21。因此，插入環(huán)段4的截面形狀必須設計成交疊。這形成普通的舌-槽連接。該舌-槽設計可以僅在一側(cè)有，而另一側(cè)可以形成為直角。這樣，插入環(huán)元件只可以在一個確定位置插入保持環(huán)元件中。這實際上在刮油片傾斜布置時很重要。
當然，保持環(huán)元件2也可以只有一個凹槽26，而不是兩個平行凹槽26，還可以裝備有幾個凹槽26，從而通過同樣多個圓周向拉伸彈簧5而將刮油環(huán)段保持在一起。還有，實際上不必有不同設計形式的底切口25。如圖所示，刮油片41設計成相對于活塞桿的縱向軸線傾斜延伸。這提高了刮油效果，增加了接觸表面，從而減小了支承比壓，這意味著進一步減小活塞桿的磨損。
這里，在保持環(huán)段和插入環(huán)段之間的所述游隙通常在十分之一和十分之幾毫米之間。不過這意味著相對于通常使用的尺寸有較大游隙。這里所述方法設計成用于輪船的柴油發(fā)動機，插入的活塞桿的直徑通常為幾百毫米。
通過切除部分25和放油孔29，擦去的油總是進入兩個圓周向彈簧5的區(qū)域中，因此，它們同樣支承在油膜上。
由于本發(fā)明的刮油環(huán)設計，人們可以優(yōu)化匹配材料。因此，人們可以毫無困難地通過合適的便宜的機器鋼來制造傳力的保持環(huán)段2，相反，可以利用軟得多的塑料來制造插入環(huán)段4。
當人們設計成使刮油片垂直于活塞桿表面時，該刮油片必須相應比鋼片寬得多，并比前述傾斜延伸的變化形式更寬。
根據(jù)本發(fā)明，由于使用塑料和金屬材料組合，應當知道，它們的熱膨脹系數(shù)有較大差別。這導致在處于冷卻狀態(tài)時，插入環(huán)元件在有游隙的情況下布置在保持環(huán)段中，而在受熱狀態(tài)下使用時，該游隙幾乎根本沒有。在本文中，人們從現(xiàn)在使用的三部分刮油環(huán)前進到本發(fā)明的五部分刮油環(huán)，以便更好地補償所需游隙。這里，長期試驗顯示，通過本方法，即使當活塞桿局部磨損時，活塞桿的密封還大大高于三部分刮油環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種刮油環(huán)(1)，該刮油環(huán)分段，并通過至少一個圓周向彈簧(5)保持在一起，尤其是用于船用柴油發(fā)動機的刮油環(huán)，有在周邊上的幾個放油孔(29)，并有至少一個指向活塞桿側(cè)的刮油片(41)，其特征在于刮油環(huán)的各段由具有槽(3)的金屬保持環(huán)段(2)以及具有至少一個刮油片的塑料插入環(huán)段(4)形成，所述插入環(huán)段可以通過正配合和通過游隙而在槽中沿圓周向移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮油環(huán)，其特征在于刮油環(huán)分成5段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮油環(huán)，其特征在于在保持環(huán)段(2)的槽底部(22)中包括有放油孔(29)，該放油孔(29)與在插入環(huán)段(4)中的放油孔連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮油環(huán)，其特征在于在裝配狀態(tài)下，保持環(huán)段(2)和插入環(huán)段(4)的放油孔至少彼此大致對齊延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮油環(huán)，其特征在于保持環(huán)段(2)和插入環(huán)段(4)的截面設計成以舌-槽方式裝配在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的刮油環(huán)，其特征在于在保持環(huán)段(2)中的槽設計成不對稱。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的刮油環(huán)，其特征在于在槽底部(22)附近的至少一側(cè)上包含有軸向的底切口(24)，插入環(huán)段(4)包括插入該底切口(24)中的凸緣(44)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮油環(huán)，其特征在于有兩個或更多平行延伸的刮油片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的刮油環(huán)，其特征在于刮油片相對于要密封的活塞桿的縱向方向傾斜延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮油環(huán)，其特征在于插入環(huán)段包括布置在一側(cè)的插入固定裝置，用于確定保持環(huán)段的裝配位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7和10所述的刮油環(huán)，其特征在于該凸緣(44)作為插入固定裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種由刮油環(huán)段形成的便宜刮油環(huán)(1)，各刮油環(huán)段由金屬保持環(huán)段(2)以及塑料插入環(huán)段(4)形成，該插入環(huán)段通過正配合和通過游隙而安裝在保持環(huán)段中。例如通過在相應保持環(huán)段中的槽底部(22)的延伸部分中的底切口以及在插入環(huán)段(4)上的側(cè)凸緣(44)而實現(xiàn)該正配合連接。因此，在兩個環(huán)段之間產(chǎn)生舌－槽連接。在兩個平行刮油片(41)之間的插入環(huán)段(4)包括幾個放油孔(49)，這些放油孔(49)與保持環(huán)段(2)中的放油孔(29)連通連接。該方法與只用塑料的方法相比更便宜，且與具有金屬刮油片的方法相比，活塞桿的磨損減小，因此降低了潤滑油消耗。
文檔編號F16J15/24GK1481486SQ02803350
公開日2004年3月10日 申請日期2002年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月22日
發(fā)明者烏爾斯·穆勒, 烏爾斯 穆勒 申請人:米勒及布勞赫里有限公司