優(yōu)先權申明

本申請基于巴黎公約申明享有2014年7月28日遞交的第62/029,577號美國臨時專利申請的優(yōu)先權，該美國臨時專利申請的整體內(nèi)容以參考的方式結合在本申請中。

本發(fā)明是有關于制造螺旋彈簧式密封件的方法及裝置。

背景技術：

請參閱圖1a，通過將數(shù)個獨立的c型環(huán)焊接在一起以形成一螺旋結構而可制得一螺旋彈簧式密封件。當中，每一c型環(huán)的平坦面與其相鄰的c型環(huán)的平坦面緊密接觸。在一實施方式中，該些c型環(huán)是由金屬片裁切后相互焊接及堆棧而形成螺旋結構的復數(shù)個層。如此使得每一層的截面皆為矩形。該些層的平坦面會彼此完全緊密接觸而避免層之間發(fā)生泄漏，因而達成密封的功效。接著，螺旋結構的這些層被研磨而具有不同的直徑以對應不同的密封表面。

然而，請參閱圖1b，在將數(shù)個c型環(huán)焊接在一起而形成螺旋結構時，在許多情況下，當所有c型環(huán)是被分別地焊接時，所有層必須共用相同的中心，特別是當c型環(huán)具有不同直徑，有些c型環(huán)是用來密封軸桿的表面，有些c型環(huán)是用來密封缸體的表面，有些c型環(huán)則與軸桿或缸體都不接觸時。

制造螺旋彈簧式密封件過程中的一個困難處是每個層是由c型環(huán)分別一個接一個并且一端接一端的焊接在一起而制成時，使密封件的環(huán)的相互堆棧的層共用相同的中心點。并且，在環(huán)的相互堆棧的層具有不同直徑時，上述的困難會再加劇。

因此，需要一種制造螺旋彈簧式密封件的方法和/或裝置，當中所有的c型環(huán)是被焊接在一起并且共用位于相同中心線的相同中心。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一方面為提供一種制造螺旋彈簧式密封件的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，制造螺旋彈簧式密封件的方法包括以下步驟：確定一個或多個吸收層的內(nèi)徑與外徑，其中吸收層的內(nèi)徑大于活塞的直徑，且吸收層的外徑小于缸體內(nèi)壁的直徑；確定一個或多個缸體密封層的內(nèi)徑與外徑，其中缸體密封層的外徑大于缸體內(nèi)壁的直徑；確定數(shù)個活塞密封層的內(nèi)徑與外徑，其中活塞密封層的內(nèi)徑小于活塞的直徑；提供一個具有相同內(nèi)外徑的c型環(huán)的螺旋結構，當中各c型環(huán)系頭尾相連接而堆棧在一起；研磨螺旋結構中由缸體密封層c型環(huán)及吸收層c型環(huán)所構成的第一部位的內(nèi)壁以及研磨螺旋結構中由活塞密封層c型環(huán)及吸收層c型環(huán)所構成的第二部位的外壁，以形成螺旋彈簧式密封件，其中該螺旋彈簧式密封件具有缸體密封層、吸收層以及活塞密封層的確定的內(nèi)徑和外徑。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，制造螺旋彈簧式密封件的方法包括以下步驟：確定一個或多個吸收層的內(nèi)徑與外徑，其中吸收層的內(nèi)徑大于活塞的直徑，且吸收層的外徑小于缸體內(nèi)壁的直徑；確定一個或多個缸體密封層的內(nèi)徑與外徑，其中缸體密封層的外徑大于缸體內(nèi)壁的直徑；確定數(shù)個活塞密封層的內(nèi)徑與外徑，其中活塞密封層的內(nèi)徑小于活塞的直徑；提供一個由分別具有確定的內(nèi)徑和外徑的缸體密封層c型環(huán)、吸收層c型環(huán)以及活塞密封層c型環(huán)所構成的螺旋結構，當中各c型環(huán)系頭尾相連接而堆棧在一起。

在上述實施例中，c型環(huán)可由金屬板材沖壓及或切割，或是由三維打印(3d打印)技術所制成。

本發(fā)明的另一方面是要提供一種由前述方法所制成的螺旋彈簧式密封件以密封往復式活塞缸體組件。

綜上所述，在制造螺旋彈簧式密封件的過程中，當每個層是由c型環(huán)分別一個接一個地焊接在一起時，本發(fā)明之方法，可以使得密封件的環(huán)的相互堆棧的層共用相同的中心。

附圖說明

參考以下圖式，本發(fā)明的實施例系可被更詳盡地描述。其中：

圖1a是先前技術的示意圖，其示出螺旋彈簧式密封件，螺旋彈簧式密封件是通過將數(shù)個獨立的c型環(huán)相互焊接在一起而制成以形成一螺旋結構；

圖1b是先前技術的示意圖，其示出螺旋彈簧式密封件的環(huán)的相互堆棧的層需要共用相同的中心點；

圖2a是根據(jù)本發(fā)明一實施例的制造螺旋彈簧式密封件的方法的流程示意圖，當中螺旋彈簧式密封件是用來密封往復式活塞缸體組件；

圖2b是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的制造螺旋彈簧式密封件的方法的流程示意圖，當中螺旋彈簧式密封件是用來密封往復式活塞缸體組件；

圖3a為根據(jù)本發(fā)明一實施例的制造螺旋彈簧式密封件的方法當中確定吸收層的徑長的步驟示意圖；

圖3b為根據(jù)本發(fā)明一實施例的制造螺旋彈簧式密封件的方法當中確定缸體密封層的徑長的步驟示意圖；

圖3c為根據(jù)本發(fā)明一實施例的制造螺旋彈簧式密封件的方法當中確定活塞密封層的徑長的步驟示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明一實施例的數(shù)個c型環(huán)的示意圖，各c型環(huán)分別具有帶有鳩尾連接部的45度缺口；

圖5為根據(jù)本發(fā)明一實施例的焊臺的示意圖，該焊臺是用以將數(shù)個c型環(huán)焊接在一起；

圖6為根據(jù)本發(fā)明一實施例的螺旋彈簧式密封件的示意圖；

圖7a為根據(jù)本發(fā)明一實施例的外部研磨治具的示意圖；及

圖7b為根據(jù)本發(fā)明一實施例的內(nèi)部研磨治具的示意圖。

具體實施方式

在以下所敘述的制造螺旋彈簧式密封件的方法及其裝置是為較佳的實施例。所屬技術領域中具有通常知識者在不脫離本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)，當可以做些許的更換或潤飾。本發(fā)明的特定細節(jié)可能被省略以避免使得發(fā)明過于晦澀難懂。然而，以下揭露是用以使所屬技術領域中具有通常知識者在不過度實驗下可以根據(jù)教示實現(xiàn)本發(fā)明。

圖2a為本發(fā)明一實施例的制造螺旋彈簧式密封件的方法的流程示意圖，當中螺旋彈簧式密封件是用來密封往復式活塞缸體組件。螺旋彈簧式密封件包括數(shù)個活塞密封層、數(shù)個吸收層以及數(shù)個缸體密封層。往復式活塞缸體組件包括活塞以及缸體內(nèi)壁。

步驟201中確定吸收層的徑長。吸收層的內(nèi)徑大于活塞的直徑，并且吸收層的外徑小于缸體內(nèi)壁的直徑。步驟202中確定缸體密封層的徑長。缸體密封層的內(nèi)徑是設定要大于活塞的直徑。較佳地，缸體密封層的內(nèi)徑可與吸收層的內(nèi)徑相同。缸體密封層的外徑是設定要略大于缸體內(nèi)壁的直徑。較佳地，螺旋彈簧式密封件構成缸體密封層的部分的外壁是經(jīng)過仔細研磨拋光(機械式研磨拋光)以獲得較佳的密封效果。步驟203中確定活塞密封層的徑長?；钊芊鈱拥耐鈴叫∮诟左w內(nèi)壁的直徑。較佳地，活塞密封層的外徑可與吸收層的外徑相同?；钊芊鈱拥膬?nèi)徑是設定要稍小于活塞的直徑。較佳地，螺旋彈簧式密封件構成活塞密封層的部分的內(nèi)壁是經(jīng)過仔細研磨拋光(機械式研磨拋光)以獲得較佳的密封效果。步驟204中提供數(shù)個c型環(huán)。在一例示實施例中，c型環(huán)是由金屬板材沖壓及/或切割，或是由3d打印技術所制成。在步驟205中，c型環(huán)是被置在焊臺上，c型環(huán)在焊臺上被堆棧與焊接而彼此連接在一起，進而形成螺旋結構。在步驟206中，部分的螺旋結構被研磨掉而得到活塞密封層、吸收層以及缸體密封層的預定的不同徑長。

圖2b是本發(fā)明另一實施例的制造螺旋彈簧式密封件的方法的流程示意圖，當中螺旋彈簧式密封件是用來密封往復式活塞缸體組件。

步驟211至213系與步驟201至203相同。在步驟214中，提供了根據(jù)吸收層、活塞密封層以及缸體密封層的徑長規(guī)格而具有不同內(nèi)外徑的c型環(huán)。在步驟215中，使用了如圖5所示的一個階梯式焊臺。并且，c型環(huán)系一個接一個地被置在焊臺而被堆棧及焊接在一起以形成螺旋結構。首先，缸體密封層c型環(huán)大焊臺上被堆棧及焊接，接著是吸收層c型環(huán)，最后是活塞密封層c型環(huán)。

請參閱圖3a至圖3c。為了描述本發(fā)明，以下描述制造用來密封往復式活塞缸體組件的螺旋彈簧式密封件的方法在一實施例中，螺旋彈簧式密封件包括至少三種層：活塞密封層305、吸收層303以及缸體密封層304。

首先，如圖3a所示，確定吸收層303的徑長。由于吸收層303既不與活塞301的壁面接觸也不與缸體內(nèi)壁302接觸，因此吸收層303的內(nèi)徑是大于活塞301的直徑，且吸收層303的外徑是小于缸體內(nèi)壁302的直徑。

其次，如圖3b所示，確定缸體密封層304的徑長。缸體密封層304的內(nèi)徑可與吸收層303的內(nèi)徑相同。缸體密封層304的外徑是設定要略大于缸體內(nèi)壁302的直徑。

再來，如圖3c所示，確定活塞密封層305的徑長?；钊芊鈱?05的外徑可與吸收層303的外徑相同。活塞密封層305的內(nèi)徑是設定要略小于活塞301的直徑。

請參閱圖4，在一實施例中，各c型環(huán)系是被設計以具有一扇形缺口401，扇形缺口401具有位于環(huán)的二開放端的鳩尾連接部402。扇形缺口401與鳩尾連接部402使得兩個c型環(huán)可以一端接一端地連接以形成螺旋結構。一般來說，扇形缺口401的開口角度為45度，以便在c型環(huán)一個接一個地放置在旋轉式焊臺上被旋轉到待焊接的焊接位置時，進行自動機械焊接。其他角度的扇形缺口亦有可能實施。

請參閱圖5，根據(jù)本發(fā)明的一方面，階梯式焊臺501被提供以將c型環(huán)焊接在一起。階梯式焊臺501特別是被設計來制造具有多層螺旋結構的螺旋彈簧式密封件，其中該各螺旋層具有不同的內(nèi)外徑。在本例示實施例中，階梯式焊臺501是用來制造具有活塞密封層305、吸收層303以及缸體密封層304的螺旋彈簧式密封件。階梯式焊臺501的最外徑大于整個密封件徑，使得階梯式焊臺501的頂階503及底階502的上表面可以作為密封件的固持平臺。階梯式焊臺501的底階502的直徑略小于缸體密封層c型環(huán)的內(nèi)徑也略小于吸收層c型環(huán)的內(nèi)徑。底階502是在進行焊接時作為導引件而導引這二層的c型環(huán)沿其直徑纏繞，以確保制得的螺旋結構共用相同的中心點。階梯式焊臺501的頂階503的直徑略小于活塞密封層c型環(huán)的內(nèi)徑，并且頂階503在進行焊接時作為導引件而導引活塞密封層c型環(huán)沿其直徑纏繞，以確保制得的螺旋結構共用相同的中心點。因此，階梯式焊臺501可在焊接時導引不同層的c型環(huán)以形成螺旋彈簧式密封件的同心線圈。

在焊接過程中，首先先將缸體密封層304的c型環(huán)一個接一個地置于階梯式焊臺501上并環(huán)繞底階502進行焊接。在焊接完缸體密封層c型環(huán)后，接著將吸收層303的c型環(huán)一個接一個地置于階梯式焊臺501上并環(huán)繞底階502進行焊接。最后，將活塞密封層305的c型環(huán)一個接一個地置于階梯式焊臺501上并環(huán)繞頂階503進行焊接。為了更清楚的描述c型環(huán)的焊接，首先第一c型環(huán)是被置于階梯式焊臺501上，接著第二c型環(huán)上被放置在第一c型環(huán)的頂端并與第一c型環(huán)鳩尾連接。在第一c型環(huán)與第二c型環(huán)被固定于階梯式焊臺501的情況下，階梯式焊臺501會旋轉而將鳩尾連接部402與焊機對齊進行焊接。接著，第三c型環(huán)是被置于已相焊接的第一c型環(huán)及第二c型環(huán)的頂端并與第二c型環(huán)的尚未連接的鳩尾連接部402鳩尾連接。階梯式焊臺501會再次旋轉以將第三c型環(huán)與第二c型環(huán)的鳩尾連接部402與焊機對齊進行焊接。以上步驟會被重復操作以形成具有所需層數(shù)的c型環(huán)的螺旋結構。藉此，可以確保整個螺旋結構共用相同的中心。

根據(jù)另一實施例，具有相同內(nèi)外徑的c型環(huán)可以通過與前述實施例實質上相同的方法被焊接在一起而形成螺旋結構，其中的差別在于，此實施例中所使用的焊臺僅為單階而具有單一直徑以在焊接時導引c型環(huán)。接著，參閱第6圖，對螺旋結構的第一部位601的內(nèi)壁以及螺旋結構的第二部位602的外壁進行機械研磨，當中第一部位系由氣缸密封層c型環(huán)及吸收層c型環(huán)所構成，而第二部位系由活塞密封層c型環(huán)及吸收層c型環(huán)所構成。藉此，可以形成螺旋彈簧式密封件，當中螺旋彈簧式密封件具有預定內(nèi)外徑的缸體密封層304、預定內(nèi)外徑的吸收層303以及預定內(nèi)外徑的活塞密封層305。

圖7a繪示適于進行研磨操作的外部研磨治具。外部研磨治具是用來精準地研磨螺旋結構的缸體密封層c型環(huán)以得到缸體密封層304的確定的外徑。圖7b繪示適于進行研磨操作的內(nèi)部研磨治具。內(nèi)部研磨治具是用來精準地研磨螺旋結構的活塞密封層c型環(huán)以得到活塞密封層305的確定的外徑。

本發(fā)明的前述描述出于說明和描述的目的而提供，其意圖并非窮舉本發(fā)明或將本發(fā)明限制于所公開的精確形式。對于本領域技術人員而言，許多修改和變化是顯而易見的。

上述實施例的選擇和描述是為了更好地解釋本發(fā)明的原理及其實際應用，從而使得本領域的其他技術人員能夠理解本發(fā)明的各種實施例以及適用于所考慮的具體用途的各種修改。其意圖是使得本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同性來定義。