[实用新型]一种侧压力螺旋弹簧和带有该弹簧的密封圈

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种螺旋弹簧，尤其涉及一种能实现多方位应力补偿的侧压力螺旋弹簧；本实用新型还涉及一种安装了侧压力螺旋弹簧的密封圈。 

背景技术

环形密封圈是应用非常广泛的一种机械零件，多用橡胶材料制成，常被应用于轴与孔之间的动态密封；由于橡胶材料富有伸缩性，大多数环形密封圈中嵌有一根弹簧。 

由于现有技术的螺旋弹簧是用一直线材料缠绕一柱状体螺旋上升绕制而成，螺旋角为一常数，该弹簧只能在高度（即轴线）方向提供拉伸或压缩的应力补偿；而不能提供侧向（径向）应力补偿。所以，用普通螺旋弹簧作预紧力的环形密封件，多因应力补偿不足而造成密封件失效或弹簧脱落。 

1997年10月22日，中国专利CN97103062.6，公开了一种《带有嵌入式环形螺旋弹簧的改进型密封件》，该发明将一个连续周向延伸的环形螺旋弹簧嵌在密封件的唇体中。唇体的轴向内表面部分地由多条间隔开的肋限定，其余部分由具有紧靠环形螺旋弹簧的径向和轴向最内部分的部分来限定。 

该发明虽然对密封件进行了大的改进，有效地阻止了环形弹簧的脱落，但在密封件工作状态中，该环形螺旋弹簧的的拉应力是只能防止密封件的内唇的直径增大，而不能分别向内密封圈的内、外唇提供一个持续地应力补偿。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中的不足，提供一种能够实现多方位侧应力补偿且预紧力稳定的侧压力螺旋弹簧作为应力补偿元件。 

本实用新型可通过以下技术方案来实现： 

一种侧压力螺旋弹簧，由线形材料缠绕一柱状体旋转弯曲成型，该柱状体的轴线就是弹簧的中心线，基本参数包括材料线径、弹簧外径和螺旋角；可绕制成柱状，也可以绕制成首尾相连的环状；

优选的，本实用新型一种侧压力螺旋弹簧的螺旋角是一变量。

所述螺旋角在前半圈为正螺旋角，呈上升趋势；所述螺旋角在后半圈为负螺旋角，呈下降趋势；所述前半圈与后半圈之间形成一螺旋角拐点的过渡面，该过渡面与弹簧的中心线重合。且所述正螺旋角的绝对值大于所述负螺旋角的绝对值；所以弹簧整体呈螺旋上升结构。 

    根据工作需要，本实用新型一种侧压力螺旋弹簧，可绕制成柱状，也可绕制成首尾相连的环状。制成柱状的侧压力螺旋弹簧的中心线为一直线，其过渡面为一平面；制成环状的侧压力螺旋弹簧的中心线为一个圆，其过渡面设为向内扭转45度，形成一圆锥面。 

本实用新型还提供一种密封圈，包括弹簧和密封圈本体；所述弹簧就是本发明前述的侧压力螺旋弹簧，该弹簧被制成首尾相连的环状；所述密封圈本体上设有安装该弹簧的环形凹槽；所述环形凹槽的槽宽小于所述侧压螺旋弹簧的外径。 

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的侧压力螺旋弹簧不仅能够承受中心线方向的正应力，还能承受与环面呈不同角度的侧应力，可对元器件实现有效的应力补偿。将此弹簧安装在密封圈的凹槽内，弹簧对密封圈的内、外唇都提供了预紧力，动态密封效果大大提高。

附图说明

图1a是本实用新型一种侧压力螺旋弹簧的结构正面视图； 

图1b是图1a所示弹簧的过渡面逆时针旋转45度时的示意图；

图1c是截取图1b其中的一圈演示弯曲顺序示意图；

图2a是本实用新型一种侧压力螺旋弹簧单线模型示意图；

图2b是图2a单线模型的展开图；

图3a是本实用新型一种侧压力螺旋弹簧制成柱状时，受侧向外力的示意图；

图3b是图3a受到侧向外力后产生形变的示意图；

图4是本实用新型一种侧压力螺旋弹簧制成环状时，受径向和轴向切外力时的示意图；

图5a是本实用新型一种侧压力螺旋弹簧制成环状时，过渡面向内侧扭转45度的示意图；

图5b是图5a的垂直剖面示意图；

图6是本实用新型一种安装了侧压力螺旋弹簧的密封圈工作状态剖视图；

图7是图6的俯视图。

其中： 

A是起始点， B是终止点， C是半圈拐点，D是中心线，E是过渡面

+F表示正螺旋角， -F表示负螺旋角。

1是侧压力螺旋弹簧    

2是密封圈本体

3是旋转轴   

4是密封圈内唇口     

5是密封圈外唇口

具体实施方式

下面结合附图和较佳实施方例对本实用新型作进一步详细的描述：