球形環(huán)密封件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適合用在汽車排氣管的球形管接頭內(nèi)的球形環(huán)密封件。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣通過(guò)排氣管釋放到大氣，且該排氣管由于諸如發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)傾行為和振動(dòng)而經(jīng)受重復(fù)應(yīng)力，于是有造成排氣管疲勞故障的可能性，且還有發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)引起排氣管共振，由此有損車廂內(nèi)部的靜音的情況。為了克服這些問(wèn)題，采用一種裝置來(lái)通過(guò)將排氣管接頭設(shè)置在排氣管的預(yù)定部分而吸收應(yīng)力。
[0003]作為一種用在排氣管接頭中的球形環(huán)密封件，專利文獻(xiàn)I中提出一種球形環(huán)環(huán)密封件，并包括:球形環(huán)基底件，該球形環(huán)基底件由圓柱形內(nèi)表面、局部凸出的球形表面、以及局部凸出的球形表面的大直徑側(cè)和小直徑側(cè)的環(huán)形端面限定；以及外層，該外層在該球形環(huán)基底件的所述局部凸出的球形表面上一體地形成。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0004]專利文件1:WO 2009/072295

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0005]同時(shí)，在這種球形環(huán)密封件設(shè)置在沿豎直方向或?qū)窍蛳卵由斓呐艢夤艿亩瞬?，如果在該球形環(huán)密封件的圓柱形內(nèi)表面與排氣管的端部的外周表面之間有大間隙(配裝間隙)，則有組裝工作期間球形環(huán)密封件脫出排氣管并掉落的可能性，從而組裝作業(yè)性較差。如果使間隙較小以防止這種脫出和掉落，則由于制造誤差等變得難以將球形環(huán)密封件設(shè)置在排氣管的端部。在任何情況下，有改進(jìn)組裝作業(yè)性的需求。
[0006]基于上述各方面設(shè)計(jì)了本發(fā)明，且其目的是提供一種球形環(huán)密封件，其使得能夠消除球形環(huán)密封件從沿豎直方向或?qū)窍蛳卵由斓呐艢夤艿亩瞬康袈涞目赡苄?，由此使得能夠改進(jìn)組裝作業(yè)性。
克服這些問(wèn)題的方法
[0007]一種根據(jù)本發(fā)明的用在排氣管接頭中的球形環(huán)密封件，包括:球形環(huán)基底件，該球形環(huán)基底件由圓柱形內(nèi)表面、局部凸出球形表面、以及局部凸出球形表面的大直徑側(cè)和小直徑側(cè)環(huán)形端面限定；以及外層，該外層一體地形成在球形環(huán)基底件的球形凸出球形表面上，其中，至少三個(gè)突起一體地設(shè)置在圓柱形內(nèi)表面上從而沿朝向軸線方向從圓柱形內(nèi)表面突出，該至少三個(gè)突起由在插入由圓柱形內(nèi)表面限定的通孔時(shí)能夠被排氣管刮去的膨脹石墨制成，并以沿周向彼此間距的方式沿軸向在大直徑側(cè)環(huán)形端面與小直徑側(cè)環(huán)形端面之間延伸。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件，由于至少三個(gè)突起一體地設(shè)置在圓柱形內(nèi)表面上從而沿朝向軸線方向從圓柱形內(nèi)表面突出，該至少三個(gè)突起由在插入由圓柱形內(nèi)表面限定的通孔時(shí)能夠被排氣管刮去的膨脹石墨制成，并以沿周向彼此間距的方式沿軸向在大直徑側(cè)環(huán)形端面與小直徑側(cè)環(huán)形端面之間延伸，圓柱形內(nèi)表面可借助于各突起與排氣管的一端部的外周表面緊密接觸，由此能夠消除球形環(huán)密封件從排氣管掉落的可能性并改進(jìn)組裝作業(yè)性。此外，能夠盡可能實(shí)際地降低廢氣通過(guò)圓柱形內(nèi)表面與排氣管的外周表面之間的泄露。
[0009]在根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件中，大直徑側(cè)環(huán)形端面可由環(huán)形平坦端面構(gòu)成，該環(huán)形平坦端面在其環(huán)形大直徑邊緣連續(xù)地連接到局部凸出球形表面的大直徑側(cè)環(huán)形端并在其環(huán)形小直徑邊緣連續(xù)地到圓柱形內(nèi)表面的一環(huán)形軸向端?；蛘撸笾睆絺?cè)環(huán)形端面可包括環(huán)形平坦端面部分和環(huán)形凹形端面部分，該環(huán)形平坦端面部分在其環(huán)形大直徑邊緣處連續(xù)地連接到局部凸出球形表面的大直徑側(cè)環(huán)形端，環(huán)形凹形端面部分在其大直徑邊緣處連續(xù)地連接到環(huán)形平坦端面部分的環(huán)形小直徑邊緣并在其小直徑邊緣處連續(xù)地連接到圓柱形內(nèi)表面的一環(huán)形軸向端。再有，大直徑側(cè)環(huán)形端面可包括環(huán)形第一凹形端面部分、環(huán)形平坦端面部分以及環(huán)形第二凹形端面部分，該環(huán)形第一凹形端面部分在其環(huán)形大直徑邊緣處連續(xù)地連接到局部凸出球形表面的大直徑側(cè)環(huán)形端，環(huán)形平坦端面部分在其大直徑邊緣處連續(xù)地連接到第一凹形端面部分的環(huán)形小直徑邊緣，而環(huán)形第二凹形端面部分在其大直徑邊緣處連續(xù)地連接到環(huán)形平坦端面部分的環(huán)形小直徑邊緣并在其小直徑邊緣處連續(xù)地連接到圓柱形內(nèi)表面的一環(huán)形軸向端。當(dāng)排氣管的一端部插入由圓柱形內(nèi)表面限定的通孔內(nèi)時(shí)，連續(xù)地連接到圓柱形內(nèi)表面的一環(huán)形軸向端的環(huán)形凹形端面部分用作用于將球形環(huán)密封件相對(duì)于排氣管的一端部定位的引導(dǎo)部分，以由此改進(jìn)將排氣管的一端部插入通孔內(nèi)的操作。在該情況下，各突起可在圓柱形內(nèi)表面的一軸向端與其另一軸向端之間沿軸向延伸。
[0010]在根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件中，各突起可延伸到圓柱形內(nèi)表面的一軸向端和其另一軸向端中的至少一個(gè)，可終止于短于圓柱形內(nèi)表面的一軸向端和其另一軸向端中的至少一個(gè)，或者可終止于不到圓柱形內(nèi)表面的一軸向端和其另一軸向端之一，并延伸到圓柱形內(nèi)表面的一軸向端和其另一軸向端中的另一個(gè)。在較佳實(shí)例中，各突起終止于圓柱形內(nèi)表面的一軸向端并延伸到不到圓柱形內(nèi)表面的另一軸向端的位置。
[0011 ] 在根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件中，各突起可沿軸向連續(xù)地或不連續(xù)地延伸，或可平行于軸向螺旋地線性延伸，從而相對(duì)于軸向傾斜或沿軸向以波紋方式延伸。
[0012]前述至少三個(gè)突起可沿周向以彼此相等的間距布置，且在垂直于軸向的橫截面內(nèi)每個(gè)突起可具有倒圓三角形、梯形、或半圓形，并較佳地呈半圓形。這些突起沿垂直于軸向的方向的高度為Irnm以下，或在更加實(shí)例中為0.5mm以下。
[0013]上述圓柱形內(nèi)表面可具有相對(duì)于排氣管的圓柱形外表面的外徑的內(nèi)徑，以確保相對(duì)于所插入排氣管的圓柱形外表面不產(chǎn)生大于配裝間隙的間隙。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件中，球形環(huán)基底件可包括由金屬絲網(wǎng)制成的加固件和包含膨脹石墨的耐熱材料，后者被壓縮成填充加固件的金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼且以混合形式與加固件形成一體，且在外層中，含有膨脹石墨的耐熱材料、由含有至少六方氮化硼和水和氧化鋁的潤(rùn)滑組合物構(gòu)成的固體潤(rùn)滑劑、以及由金屬絲網(wǎng)制成的加固件可被壓縮成使得固體潤(rùn)滑劑和耐熱材料填充在加固件的網(wǎng)眼內(nèi)，以及使得固體潤(rùn)滑劑、耐熱材料和加固件以混合形式形成一體，外層的外表面形成在其中由加固件構(gòu)成的表面和由固體潤(rùn)滑劑構(gòu)成的表面以混合形式存在的光滑表面，或形成在由固體潤(rùn)滑劑構(gòu)成的光滑表面。根據(jù)這種球形環(huán)密封件，能夠避免固體潤(rùn)滑劑從外表面掉落，于是，由于在固體潤(rùn)滑劑和加固件以混合形式存在的光滑表面處或在由固體潤(rùn)滑劑構(gòu)成的光滑表面處與匹配件的相對(duì)滑動(dòng)，能夠盡可能地防止異常摩擦噪音的產(chǎn)生。具體來(lái)說(shuō)，如果外層的外表面形成為固體潤(rùn)滑劑和加固件以混合形式存在的光滑表面，則轉(zhuǎn)移到匹配件上的固體潤(rùn)滑劑和耐熱材料可被加固件適當(dāng)?shù)毓纬瑥亩芨行У胤乐巩惓ＤΣ猎肼暤漠a(chǎn)生。在前述固體潤(rùn)滑劑中，六方氮化硼尤其在高溫區(qū)域呈現(xiàn)優(yōu)異的潤(rùn)滑性。此外，各組分中的水合氧化鋁本身不呈現(xiàn)潤(rùn)滑性，但通過(guò)改進(jìn)固體潤(rùn)滑劑到耐熱材料表面的粘著性而呈現(xiàn)對(duì)形成牢固覆層的影響，并通過(guò)促進(jìn)六方氮化硼的板晶體層之間的滑動(dòng)而得到六方氮化硼的潤(rùn)滑性的作用。
[0015]上述潤(rùn)滑組合物可包含聚四氟乙烯樹(shù)脂。該聚四氟乙烯樹(shù)脂本身具有低的摩擦特性，由于其包含在潤(rùn)滑組合物內(nèi)，聚四氟乙烯樹(shù)脂能改善潤(rùn)滑組合物的低摩擦特性，對(duì)由潤(rùn)滑組合物構(gòu)成的固體潤(rùn)滑劑賦予低摩擦的特性，并能夠盡可能避免與匹配構(gòu)件摩擦中產(chǎn)生異常摩擦噪音而不造成黏滑(粘附-滑移)。此外，聚四氟乙烯樹(shù)脂可賦予在壓縮成形期間增強(qiáng)潤(rùn)滑組合物的延展性的作用，于是使得能夠形成薄涂層。
[0016]水合氧化鋁是一種復(fù)合物，其化學(xué)組成式可表示為Al2O3.ηΗ20 (在該成分公式中，0<n<3)。在該化合式中，η通常是大于0(零)并小于3的數(shù)字，優(yōu)選地為0.5至2，更優(yōu)選地為0.7至1.5左右。作為水合氧化鋁，可以使用諸如勃姆石(Al2O3.H2O)和水鋁石(Al2O3 -H2O)等一水氧化鋁(氫氧化鋁)、如三水鋁礦(Al2O3.3Η20)和三羥鋁石(Al2O3.3Η20)等三水氧化鋁、假勃姆石等，并適當(dāng)?shù)厥褂闷渲兄辽僖粋€(gè)。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的球形環(huán)密封件中，球形環(huán)基底件和外層包含由金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的加固件的比例為40至65重量％，包含膨脹石墨和固體潤(rùn)滑劑的耐熱材料被包含的比例為35至60重量％。球形環(huán)基底件和外層中的耐熱材料和固體潤(rùn)滑劑較佳地具有的密度為1.20至2.00Mg/m3。此外，外層較佳地包含60至75重量％比例的由金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的加固件和25至40重量％比例的含膨脹石墨和固體潤(rùn)滑劑的耐熱材料。
[0018]如果球形環(huán)基底件和外層包含大于65重量％的加固件和少于35重量％的耐熱材料，圍繞加固件由耐熱材料進(jìn)行的多個(gè)無(wú)窮小通道(間隙)的密封(填充)不能完全起作用，于是在早期會(huì)發(fā)生廢氣泄漏，且即使無(wú)窮小通道的密封剛好完全起作用，這種密封也會(huì)由于耐熱材料在高溫下的氧化磨損等在早期喪失，導(dǎo)致早期廢氣的泄露。同時(shí)，如果加固件被包含小于40重量％，且耐熱