一種整體式側壓力v型彈簧和具有該彈簧的密封圈的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種彈簧，尤其涉及一種能實現多方位應力補償的整體式側壓力V型彈簧和帶有該彈簧的密封裝置。
【背景技術】
[0002]環形密封圈是一種應用非常廣泛的機械零件，目前這些環形密封圈習慣使用橡膠材料和塑料制成，應用于軸與孔之間的動態密封；大多數環形密封圈中都嵌有一根彈簧。
[0003]由于現有技術的V形彈簧是用一片帶有矩形缺口的條狀板材沿與長度方向平行的中線折彎而成，折彎后仍呈條狀，橫截面呈V形，該彈簧的長度通常被設計成和密封圈的環形槽中心圓周長相等，彈簧卡入密封圈的環形槽后，首尾剛好相接觸，但由于彈簧首尾連接未能有效固定，會產生受力不均的現象，彈簧首尾接觸處提供給密封圈的預緊力不穩定，甚至在使用過程中，由于受到外界的擠壓，彈簧會發生首尾移位、相重疊或被拉開的現象(如圖4)，穩定性大大降低。而即使將首尾搭焊在一起，整個彈簧環形面所提供給密封圈的預緊力仍是不均衡的，而且成本將大大提高，制作工藝更加繁瑣。
[0004]現有技術中，首先我們將原材料制作成如圖1所示的具有矩形折彎形狀的條狀結構1，再用一條狀柱體(圖中未畫出)將其折彎成如圖2所示的橫截面為V形形狀的條狀結構2，最后再將其制作成如圖3所示的首尾相連的環狀結構3，即得到現有技術中側壓力V型彈簧3。其中V型彈簧3的中心線根據前述柱體的軸線決定。
[0005]2012年6月13日，申請號為CN201110425356的中國專利公開了一種《一種側壓力螺旋彈簧和帶有該彈簧的密封圈》，該專利是將一個連續周向延伸的環形螺旋彈簧壓入密封件的槽中。
[0006]這些現有技術和專利文獻雖然對密封件進行了改進，有效地阻止了環形彈簧的脫落，也能給密封件提供多方位的側向預緊力，分別向內密封圈的內、外唇提供一個持續地應力補償。但由于該密封彈簧不是整體式結構，也不能為密封件提供均勻的側向預緊力，如果將彈簧兩頭搭焊又將增加工藝的復雜性；且在密封件工作狀態中，該環形螺旋彈簧的的預緊力較小，如圖10所示，故在較高的工作壓力下，其不能使密封件達到理想的密封效果。
【發明內容】
[0007]為了解決現有技術中的問題，本發明的目的是為環形密封裝置提供一種能夠實現多方位側應力補償且預緊力大且穩定的整體式側壓力V型彈簧。
[0008]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:一種整體式側壓力V型彈簧，基本參數包括材料厚度、彈簧單邊張口寬度和高度，該側壓力V型彈簧由環狀平面材料被一環狀柱體折彎彎曲成帶開口的環形，該環狀柱體的軸線即為彈簧的中心線，所述彈簧單邊張口是一個變量，隨環狀柱體錐頭角度變化而變化，該彈簧中心橫截面呈左右兩個V型口，V型口的張口范圍0° < Θ <180°，V型口的兩側可以等高也可以不等高，彈簧整體呈環形結構。
[0009]其制造方法如下:
本發明一種側壓力V型彈簧，由環狀平面材料直接經一環狀柱體折彎而成，該柱狀體的軸線就是成型后彈簧的中心線；
所述張口角度在柱狀體接觸端錐頭壓力下成型，成型后會有少許反彈，因此張口角度一般大于模具柱狀體錐頭的角度。
[0010]本發明還提供一種密封圈，包括彈簧和密封圈本體；所述彈簧就是本發明前述的整體式側壓力V型彈簧，該彈簧被制成首尾相連的環狀；所述密封圈本體上設有安裝該彈簧的環形凹槽；所述環形凹槽的槽寬小于所述側壓力V型彈簧的張口寬度。
[0011]本發明的有益效果在于:本發明的整體式側壓力V型彈簧不僅能夠承受很強的正向側應力，還能承受與環面呈一定角度的側應力，可對元器件實現有效而均衡的應力補償。將此彈簧安裝在密封圈的凹槽內，彈簧對密封圈的內、外唇都提供了均衡的預緊力，動態密封效果尤其是穩定性大幅度提高。特別是由于本發明的彈簧是制作成整體式結構，不存在徑向環面上的斷口或者焊接口，因此即使受到很大的工作力，也會受力均勻，不會像存在缺口或者焊接類的彈簧發生不均勻的變形，密封效果更好。
【附圖說明】
[0012]以下結合附圖和【具體實施方式】來進一步詳細說明本發明:
圖1為現有技術的一種側壓力V型彈簧的展開平面圖；
圖2為現有技術的一種側壓力V型彈簧的三維初步折彎圖；
圖3為現有技術的一種側壓力V型彈簧的三維最終折彎圖；
圖4為現有技術的一種側壓力V型彈簧的受力原理分析的俯視示意圖；
圖5為本發明一種側壓力V型彈簧的展開平面圖；
圖6為本發明一種側壓力V型彈簧的三維最終折彎圖；
圖7為本發明一種密封圈的剖面結構示意圖；
圖8為本發明一種密封圈的受力原理分析的俯視示意圖；
圖9為本發明一種密封圈的受力原理分析的橫截面正視示意圖。
[0013]圖10為現有技術的一種側壓力螺旋彈簧的受力分析圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖5或圖6所示，該實施例是本發明較佳實施例，首先我們將原材料制作成如圖4所示的具有矩形開口的環狀平面結構4 (只要是環狀平面結構即可，并不一定要如本實施例的這種環狀平面圖形；其它的環狀平面圖形也屬于本發明的保護范圍)，再用一環狀柱體(圖中未畫出)將其折彎成如圖5所示的橫截面為V形形狀的環狀結構5，即得到如圖5所示的首尾相連的環狀結構的一種整體式側壓力V型彈簧5。其中最后制成的V型彈簧的中心線根據前述環狀柱體的軸線決定。因為本發明的整體式側壓力V型彈簧5制成為整體式的環狀，所以它可以同時承受來自內環向外的外力和外環向內的外力，即同時向內環和外環釋放環形應力補償。該彈簧一般使用不銹鋼或者鈹銅制成，也可用其他合適的金屬材料(一般要求防腐蝕的材料)代替；折彎時一般是冷折彎成型，批量連續沖，對壓力和時間沒有特殊規定。
[0015]如圖7所示，將前述實施例最終得到的側壓力V型彈簧5安裝到開有環型凹槽的密封圈本體6中，即得到一種密封圈7。該密封圈7包括密封圈本體6和前述得到的V型彈簧5 ;且密封圈本體上開有環形凹槽61，同時所述環形凹槽61的槽寬小于前述側壓力V型彈簧3、5的張口寬度。
[0016]由于密封圈本體6上的環形凹槽61的槽寬小于所述整體式側壓力V型彈簧5的外徑(即張開寬度)，所以必須將彈簧5壓扁變形才能安裝嵌入環形凹槽61內；變形彈簧5釋放的反彈力撐寬環形凹槽61，使密封圈7的內唇口向內環施加預緊力于旋轉軸，同時又使密封圈7的外唇口向外環施加預緊力于安裝孔，從而達到內、外密封的效果。
[0017]如圖8或圖9所示，密封圈本體6加彈簧5聯合體7 (密封圈7)所受側壓力和切應力的方向與側壓力V型彈簧提供3、5的補償應力方向與之相反。從而給不同的元器件提供大小合適、方向廣泛的預緊力，達到密封或者緩沖等等各種目的。由于本發明的彈簧5是制作成整體式結構，不存在徑向環面上的斷口或者焊接口，因此如圖7或圖8所示，即使受到很大的工作力，也會受力均勻，不會發生不勻均的變形，密封效果更好。
[0018]本具體實施例僅僅是對本發明的詳細說明而已，并不限定本發明的具體保護范圍，凡是基于本發明的構思所作的任何明顯改進或者變形均落在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種整體式側壓力V型彈簧，基本參數包括材料厚度、彈簧單邊張口寬度和高度，其特征在于:該整體式側壓力V型彈簧由環形平面材料被一環狀柱體折彎成型，該環狀柱體的軸線即為彈簧的中心線，成型后的彈簧的中心橫截面呈V型開口。2.如權利要求1所述的一種整體式側壓力V型彈簧，其特征在于:所述側壓力V型彈簧彈簧的中心橫截面呈左、右兩個V型口，V型口的張口范圍0° < Θ <180°。3.如權利要求2所述的一種整體式側壓力V型彈簧，其特征在于:V型口的兩側邊等聞。4.如權利要求2所述的一種整體式側壓力V型彈簧，其特征在于:V型口的兩側邊不等聞。5.如權利要求3所述的一種整體式側壓力V型彈簧，其特征在于:所述張口角度在環狀柱體接觸端錐頭壓力下成型，且最終成型的V型彈簧的張口角度大于模具環狀柱體錐頭的角度。6.一種密封圈，其特征在于:其包括彈簧和密封圈本體，且所述彈簧就是本發明前述的整體式側壓力V型彈簧，所述密封圈本體上設有安裝前述彈簧的環形凹槽；所述環形凹槽的槽寬小于前述整體式側壓力V型彈簧的張口寬度。
【專利摘要】本發明公開了一種整體式側壓力V型彈簧，其基本參數包括材料厚度、彈簧單邊張口寬度和高度，該側壓力V型彈簧由平面材料被一環狀柱體直接折彎成型，該環狀柱體的軸線即為彈簧的中心線，所述彈簧單邊張口是一個變量，隨柱狀體錐頭角度變化而變化，該彈簧中心橫截面呈左、右兩個V型口，V型口的張口范圍0°＜θ＜180°，V型口的兩側可以等高也可以不等高，彈簧整體呈環形結構。
【IPC分類】F16F1/02, F16J15/18
【公開號】CN105202089
【申請號】CN201410303399
【發明人】明艷梅
【申請人】上海大亞密封技術有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2014年6月30日