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激活金属带活塞密封

申请号 CN201780080061.5 申请日 2017-01-09 公开(公告)号 CN110088513A 公开(公告)日 2019-08-02
申请人 博格华纳公司; 发明人 J·本; S·洪;
摘要 本 发明 涉及液压张紧器领域。本发明的液压张紧器包括:张紧器本体,该张紧器本体具有通过入口与加压 流体 源流体连通的孔;中空 活塞 ,该中空活塞可滑动地接纳在该孔内并且具有外径;液压室,该液压室由该中空活塞和该张紧器本体的孔限定;活塞 弹簧 ,该活塞弹簧接纳在该液压室内以便将该活塞偏置离开该入口;以及围绕活塞外径的金属带。当该液压室中产生压 力 时,该金属带在该活塞的外表面与该张紧器本体之间形成密封,其中金属带或 密封件 被放置在液压张紧器活塞上以便密封该高压室并且防止或减少通过该活塞与该张紧器本体之间的间隙的 泄漏 。
权利要求

1.一种液压张紧器,包括:
张紧器本体,所述张紧器本体具有通过入口与加压流体源流体连通的孔;
中空活塞,所述中空活塞被能够滑动地容纳在所述孔内并且具有外径;
由中空活塞和张紧器本体的孔限定的液压室;
活塞弹簧,所述活塞弹簧被容纳在所述液压室内用于将所述活塞偏置远离所述入口;
以及
金属带,所述金属带围绕所述活塞的外径,其中当所述液压室中产生压时,所述金属带在所述活塞的外表面与所述张紧器本体之间形成密封。
2.根据权利要求1所述的液压张紧器,其中,当所述液压室中的液压力使所述密封件朝向所述张紧器本体偏置时,形成所述密封,这样使得所述密封减少了来自所述张紧器本体与所述活塞之间的间隙的泄漏
3.根据权利要求1所述的液压张紧器,其中,所述带是圆形缠绕的。
4.根据权利要求3所述的液压张紧器,其中,所述带具有成度的截面。
5.根据权利要求1所述的液压张紧器,其中,所述活塞的邻近所述带围绕的活塞部分的端部具有比所述带围绕的活塞部分的相反侧上的活塞部分更小的外径。
6.根据权利要求1所述的液压张紧器,其中,所述带是螺旋缠绕的。
7.根据权利要求6所述的液压张紧器,其中,所述带具有直的截面。
8.根据权利要求6所述的液压张紧器,其中,所述带具有第一端和第二端,并且所述第一端和所述第二端重叠。
9.根据权利要求1所述的液压张紧器,其中,所述活塞具有垂直于所述活塞的中心轴线钻出的至少一个孔,并且当所述金属带围绕所述活塞的外径时,所述金属带覆盖所述至少一个孔。
10.根据权利要求1所述的液压张紧器,其中,所述带的内径和所述活塞的外径形成腔。
11.根据权利要求1所述的液压张紧器,其中所述带的外径在活塞伸出过程中小于所述活塞的外径。
12.一种用于液压张紧器的压力激活金属密封件,所述压力致动金属密封件包括:张紧器本体,所述张紧器本体具有通过入口与加压流体源流体连通的孔;中空活塞,所述中空活塞能够滑动地容纳在所述孔内并且具有外径;液压室,所述液压室由所述中空活塞和所述张紧器本体的孔限定;以及活塞弹簧,所述活塞弹簧容纳在所述液压室内以便将所述活塞偏置离开所述入口,包括:
金属带,所述金属带被成形为围绕所述活塞的外径适配。
13.根据权利要求12所述的压力激活金属密封件,其中所述带是圆形缠绕的并且具有成角度的截面。
14.根据权利要求12所述的压力激活金属密封件,其中所述带是螺旋缠绕的并且具有直的截面。
15.一种减少液压张紧器中的活塞与张紧器本体之间的泄漏的方法,所述液压张紧器包括:张紧器本体,所述张紧器本体具有通过入口与加压流体源流体连通的孔;中空活塞,所述中空活塞能够滑动地容纳在所述孔内并且具有外径;液压室,所述液压室由所述中空活塞和所述张紧器本体的孔限定;活塞弹簧,所述活塞弹簧被容纳在所述液压室内用于将所述活塞偏置远离所述入口;以及金属带,所述金属带围绕所述活塞的外径,所述方法包括以下步骤:激活所述带以在所述活塞与所述张紧器本体之间产生密封,使得所述密封减少油从所述液压室的泄漏。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,激活所述带的步骤包括将所述带朝向所述张紧器本体偏置的子步骤,其中所述液压室中的液压力将所述带朝向所述张紧器本体偏置以产生减少从所述张紧器本体与所述活塞之间的间隙泄漏的密封。

说明书全文

激活金属带活塞密封

技术领域

[0001] 本发明涉及液压张紧器领域。更具体地,本发明涉及用于活塞的金属密封件

背景技术

[0002] 在液压张紧器的活塞和张紧器本体之间存在泄漏间隙。

发明内容

[0003] 螺旋或圆形缠绕的金属带放置在液压张紧器活塞上,以便密封液压室并防止或减少通过活塞和张紧器本体之间的间隙的泄漏。
[0004] 在一个实施例中,一种液压张紧器包括:张紧器本体,该张紧器本体具有通过入口与加压流体源流体连通的孔;中空活塞,该中空活塞能够滑动地容纳在该孔内并且具有外径;液压室,该液压室由该中空活塞和该张紧器本体的孔限定;活塞弹簧,该活塞弹簧容纳在该液压室内以便将该活塞偏置离开该入口;以及围绕活塞外径的金属带。当在液压室中产生压力时,金属带在活塞的外表面和张紧器本体之间形成密封。
[0005] 在另一个实施例中,一种用于液压张紧器的压力激活金属密封件包括:张紧器本体,该张紧器本体具有通过入口与加压流体源流体连通的孔;中空活塞,该中空活塞能够滑动地容纳在该孔内并且具有外径;液压室,该液压室由该中空活塞和该张紧器本体的孔限定;以及活塞弹簧,所述活塞弹簧容纳在所述液压室内,用于将所述活塞偏置远离所述入口,所述压力激活金属密封件包括金属带,所述金属带成形为配合在所述活塞外径周围。
[0006] 在另一个实施例中,一种减少液压张紧器中的活塞与张紧器本体之间的泄漏的方法,该液压张紧器包括:张紧器本体,该张紧器本体具有通过入口与加压流体源流体连通的孔;中空活塞,该中空活塞能够滑动地容纳在该孔内并且具有外径;液压室,该液压室由该中空活塞和该张紧器本体的孔限定;活塞弹簧,该活塞弹簧容纳在该液压室内用于将该活塞偏置远离该入口;以及金属带,金属带围绕活塞外径,该方法包括以下步骤:激活该带以在该活塞与该张紧器本体之间产生密封,使得该密封减少油从该液压室的泄漏。附图说明
[0007] 图1示出了金属带的第一实施例。
[0008] 图2A示出了金属带处于未激活状态的活塞。
[0009] 图2B示出了图2A的活塞和金属带的侧面特写视图。
[0010] 图2C示出了图2A的活塞和金属带的另一个特写视图。
[0011] 图3A示出了金属带处于未激活状态的张紧器的截面视图。
[0012] 图3B示出了张紧器中图3A的金属带的特写视图。
[0013] 图4A示出了金属带处于激活状态的活塞。
[0014] 图4B示出了图4A的活塞和金属带的侧面特写视图。
[0015] 图4C示出了图4A的活塞和金属带的另一个特写视图。
[0016] 图5A示出了金属带处于激活状态的张紧器的截面视图。
[0017] 图5B示出了张紧器中图5A的金属带的特写视图。
[0018] 图6示出金属带的第二实施例。
[0019] 图7A示出了金属带处于未激活状态的活塞。
[0020] 图7B示出了图7A的活塞和金属带的侧面特写视图。
[0021] 图7C示出了图7A的活塞和金属带的另一个特写视图。
[0022] 图8A示出了金属带处于未激活状态的张紧器的截面视图。
[0023] 图8B示出了张紧器中图8A的金属带的特写视图。
[0024] 图9A示出了金属带处于激活状态的活塞。
[0025] 图9B示出了图9A的活塞和金属带的侧面特写视图。
[0026] 图9C示出了图9A的活塞和金属带的另一个特写视图。
[0027] 图10A示出了金属带处于激活状态的张紧器的截面视图。
[0028] 图10B示出了张紧器中图10A的金属带的特写视图。
[0029] 图11示出了金属带的第三实施例。
[0030] 图12A示出了金属带处于未激活状态的活塞。
[0031] 图12B示出了图12A的活塞和金属带的侧面特写视图。
[0032] 图12C示出了图12A的活塞和金属带的另一个特写视图。
[0033] 图13A示出了金属带处于未激活状态的张紧器的截面视图。
[0034] 图13B示出了张紧器中图13A的金属带的特写视图。
[0035] 图14A示出了金属带处于激活状态的活塞。
[0036] 图14B示出了图14A的活塞和金属带的侧面特写视图。
[0037] 图14C示出了图14A的活塞和金属带的另一个特写视图。
[0038] 图15A示出了金属带处于激活状态的张紧器的截面视图。
[0039] 图15B示出了张紧器中图15A的金属带的特写视图。

具体实施方式

[0040] 金属带或密封件设置在液压张紧器活塞上,以便密封高压室并防止或减少通过活塞和张紧器本体之间的间隙的泄漏。这些带的形状基本上是圆形的,以匹配活塞外径的形状。另外,带优选为螺旋或圆形缠绕。术语“带”和“密封件”在本文中可互换地用于表示围绕活塞放置的金属件。
[0041] 带或密封件由具有足够大的截面几何形状和满足带的耐久性要求的材料特性的金属或其他材料制成。在一些优选实施例中,带由弹簧、例如302不锈钢制成。
[0042] 在一个实施例中,带或密封件被圆形地缠绕,使得当带处于其未激活的自由状态时,材料的两端可以接触。带的截面具有弯曲,使得一个边缘上升到另一个边缘之上。密封件的内径被扩大以便将其安装到活塞上,从而向活塞表面提供小的夹紧负载以便在活塞延伸期间限制其位置。在活塞缩回过程中,压力在高压室中产生并且因此聚集在密封件的成度部分下方,向外偏置密封件直到密封件接触张紧器本体并且密封高压室。活塞优选地设计成使得活塞的最底部具有比位于密封腔上方的部分更小的外径,以允许更大的油流来激活密封。此外,密封腔底部的角度优选小于密封件本身的角度,从而在带下形成高压油可以作用于其中的腔。
[0043] 在其他实施例中,带是螺旋缠绕的,使得带的材料自身在一定程度上重叠,这增加了带的膨胀刚度。通过改变螺旋缠绕带中的重叠量,可以将带调节为以一定速率或初始膨胀压力膨胀。可以根据使用带的定时系统应用的要求来调整重叠量。此外,当带膨胀以配合在活塞周围时,螺旋缠绕形状消除了在使用圆形缠绕带的实施例中可能形成的小泄漏路径。
[0044] 在一个实施例中,具有直截面的螺旋缠绕带以松配合安装在活塞上。该带的松配合允许在该密封件下方形成腔,在该腔中可以收集高压油以将该带向外偏置并且阻挡油在该活塞与该张紧器本体之间流动。活塞被设计成使得最底部具有比位于密封腔上方的部分更小的外径,以允许更大的油流来激活密封。
[0045] 在另一个实施例中,具有直截面的螺旋缠绕带通过紧配合安装在活塞上。带的配合使得其外径在活塞延伸期间小于活塞的外径,并且当活塞缩回时,来自高压室的油压经由在活塞中钻出的垂直于其中心轴线的孔作用在带的内径上。该高压导致带膨胀并形成密封,该密封阻止油泄漏出高压室。
[0046] 图1-5B示出了具有金属带的张紧器1的第一实施例,该金属带在该实施例中是弯曲密封件15。张紧器1包括张紧器主体10、活塞12、排气盘13(以减小张紧器的容积)、液压室14、止回组件20、活塞密封件15和弹簧16。张紧器主体10限定用于可滑动地容纳中空活塞
12的圆柱形孔11。孔11的一端包括与外部加压流体源(未示出)流体连通的入口17。液压室
14由中空活塞12、孔11、压缩弹簧16和止回阀组件20的内周限定。压缩弹簧16偏置活塞12远离入口17。止回阀组件20位于活塞孔11的基部,以允许液压流体填充活塞孔11中的空间。尽管可以使用本领域已知的任何止回阀组件,但是图中的止回阀组件20包括保持器22、弹簧
24、球26、座28和密封件30。
[0047] 活塞密封件15被圆形地缠绕,使得当带15处于其自由状态时,材料的两端32可以接触,并且材料的截面具有弯曲或角度34,使得一侧36升高到另一成角度部分39之上。密封件的内径27膨胀,以便将其安装到活塞12上,从而为活塞表面提供小的夹紧负载,以便在活塞延伸期间限制其位置。在活塞缩回过程中,压力在液压室14中产生并且因此作用在密封件的成角度部分39下方,将其向外偏置直到其接触38张紧器本体10并且密封液压室14。活塞12设计成使得最底部31具有比位于密封腔25上方的部分35更小的外径33,以允许更大的油流来激活密封。另外,密封腔25底部的角度23小于密封件15自身的角度21,从而在带15下方形成腔25,高压油可以作用在该腔25中。当带15膨胀以配合在活塞12周围时,可以形成小的泄漏路径37(见图2C和4A)。
[0048] 图6-10B示出了具有金属带的张紧器2的第二实施例,该金属带在该实施例中是平的浮动密封件45。张紧器2包括张紧器主体40、活塞42、排气盘43(以减小张紧器的容积)、液压室44、止回阀组件50、活塞密封件45和弹簧46。张紧器主体40限定用于可滑动地容纳中空活塞42的圆柱形孔41。孔41的一端包括与外部加压流体源(未示出)流体连通的入口47。液压室44由中空活塞42、孔41、压缩弹簧46和止回阀组件50的内周限定。压缩弹簧46偏置活塞42远离入口47。止回阀组件50位于活塞孔41的基部,以允许液压流体填充活塞孔41中的空间。尽管可以使用本领域已知的任何止回阀组件,但是图中的止回阀组件50包括保持器52、弹簧54、球56、座58和密封件60。
[0049] 在该实施例中,活塞密封件、具有直截面66的螺旋缠绕带45以松配合安装在活塞42上。带45的松配合允许在密封件45下方形成腔62,在该腔中可以收集高压油以将带45向外偏置并且阻止油在活塞42与张紧器本体40之间流动。带45的端部64优选地重叠(见图6),这增加了带45的膨胀刚度。通过改变螺旋状态下的重叠量,可以调节带45以一定速率或初始膨胀压力膨胀。活塞42设计成使得最底部61具有比位于密封腔62上方的部分65更小的外径63,以允许更大的油流来激活密封件45。
[0050] 图11-15B示出了具有金属带的张紧器3的第三实施例,该金属带在该实施例中是平密封件75。图11-15B中的带75类似于图6-10B中的带45,然而,图11-15B中的带75的尺寸设置成紧密地配合在活塞72周围,而图6-10B中的带45的尺寸设置成宽松地配合在活塞周围。结果,压力作用在图11-15B中的带上的方式与图6-10B中的带不同。在图6-10B中,在带和活塞表面之间形成腔,并且在图11-15B中,交叉孔形成用于高压油直接作用在带下侧的路径。
[0051] 张紧器3包括张紧器主体70、活塞72、排气盘73(以减小张紧器的容积)、液压室74、止回阀组件80、活塞密封件75和弹簧76。张紧器主体70限定用于可滑动地容纳中空活塞72的圆柱形孔71。孔71的一端包括与外部加压流体源(未示出)流体连通的入口77。液压室74由中空活塞72、孔71、压缩弹簧76和止回阀组件80的内周限定。压缩弹簧76偏置活塞72远离入口77。止回阀组件80位于活塞孔71的基部,以允许液压流体填充活塞孔71中的空间。尽管可以使用本领域已知的任何止回阀组件,但是图中的止回阀组件80包括保持器82、弹簧84、球86、座88和密封件90。
[0052] 在该实施例中,密封件75、具有直截面93的螺旋缠绕带以紧密配合的方式安装在活塞72上。带的配合使得其外径94在活塞延伸期间小于活塞72的外径92。当活塞72缩回时,来自高压室74的油压通过活塞72中垂直于其中心轴线的孔85作用在带75的内径96上。在一些优选实施例中,孔85钻入活塞72中。高压使带75膨胀并形成密封,该密封阻止油泄漏出液压室74。带75膨胀以接触张紧器主体70并形成密封。因为活塞72和张紧器孔之间的间隙小于带75的材料厚度,所以带75阻挡油的流动。带75的端部95优选地重叠(见图11),这增加了带65的膨胀刚度。通过改变螺旋状态下的重叠量,可以调节带65以一定速率或初始膨胀压力膨胀。
[0053] 螺旋缠绕带45、75消除了小的泄漏路径37(见图2C和4A),当带15膨胀以配合在活塞12周围时,该泄漏路径37可能形成在使用圆形缠绕带15的实施例中。在螺旋缠绕带的实施例中,材料优选地在一定程度上与其自身重叠(见图6和11),这增加了带的膨胀刚度。通过改变螺旋状态下的重叠量,可以将带调节为以一定速率或初始膨胀压力膨胀。
[0054] 因此,应当理解,这里描述的本发明的实施例仅仅是对本发明原理的应用的说明。本文中对所说明的实施例的细节的参考并不旨在限制权利要求书的范围,权利要求书本身陈述了被认为是本发明所必需的那些特征。