圆筒形垫圈、制造圆筒形垫圈的方法、和使用圆筒形垫圈的插入型排气管接头技术

一种圆筒形垫圈，包括加强构件(70)、耐热材料(71)、以及分散地分布于加强构件(70)和耐热材料(71)中的孔隙。加强构件(70)和所述耐热材料(71)彼此缠结以便具备结构完整性，相对于圆筒形垫圈的总体积而言，加强构件(70)占据32％至60％的体积，耐热材料(71)占据5％至58％的体积，并且孔隙占据10％至35％的体积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】圆筒形垫圈及其制造方法以及相应的插入型排气管接头
本专利技术涉及圆筒形垫圈，该圆筒形垫圈适用于插入型排气管接头，这种插入型排气管接头用于机动车辆中诸如ATV(全地形车：四轮越野车(buggy))、雪地机动车和两轮车；本专利技术还涉及制造圆筒形垫圈的方法，以及使用圆筒形垫圈的插入型排气管接头。
技术介绍
插入型排气管接头包括内管和外管，外管具有与这个内管的外径基本上相等的内径，其中外管在其管端部具有扩大直径部分，而内管的管端部穿过外管的扩大直径部分并且在其一个端部装配到外管的管端部，并且其中有垫圈装配于内管的管端部与外管的扩大直径部分之间的环形间隙中，以便由安置于外管的外周表面上的束紧箍密封在内管与外管之间的间隙(参考专利文献1、专利文献2和专利文献3)。另外，作为用于上述排气管接头的垫圈，提出了一种垫圈，其中，通过将膨胀石墨板材切割为固定的宽度和长度来形成条带，将切割成与膨胀石墨板材的长度基本上相同长度的金属丝网叠加在这个条带上，将这种叠加的组件围绕圆柱形芯卷绕，使金属丝网放置于内侧，以制成中空圆筒形构件，并且将这种中空圆筒形构件插入于模具中并且经受在其轴向方向上的压缩成型，从而使金属丝网和膨胀石墨在其内周表面和其相反端面上暴露，而外周表面被膨胀石墨覆盖(参考专利文献1和专利文献3)。此外，还提出了一种环形垫圈，其中通过用金属网封闭膨胀石墨板材的总表面来提供垫圈主体，垫圈主体弯曲成环形并且由压床压缩使得膨胀石墨和网被一体地固连到彼此(参考专利文献4)。在上述专利文献1至3中所提出的垫圈中使用的膨胀石墨中，其特征诸如耐热性、耐化学性和低摩擦性质基本上等同于正常石墨的那些特征，但是这种膨胀石墨可能易于通过经受加压形成为薄板材或者块而无需使用粘结剂，并且这样获得的物体具有不同于前述石墨的柔顺性和可挠性的特征。因此，由膨胀石墨和金属丝网形成并且安置于排气管接头的内管与外管的扩大直径部分之间的垫圈由于通过内管流动的废气的热而经历体积膨胀，并且具有柔顺性和可挠性，使得垫圈能自适应并且装配到内管与外管之间的间隙，从而能改进在内管与外管之间的密封性能(参考专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献：JP-A-61-244815专利文献2：JP-UM-B-6-36273专利文献3：JP-A-6-146875专利文献4：JP-UM-A-5-47620专利技术的公开专利技术所要解决的技术问题然而，近年来，排气管的尺寸变大以作为应对噪音的措施，并且催化转换器安装于排气管上作为排放控制措施，从而有过大的负载施加到插入型排气管接头上。由于在起伏路上行进，特别地，接头部分重复地经受振动负荷和弯曲扭矩，并且在内管与外管之间重复地发生撬动(pring)。关于重复地出现的振动负荷、弯曲扭矩和撬力，需要垫圈具有表现出密封性能所需的柔顺性以及在利用束紧箍束紧时接收束紧力而不发生永久定形(permanentset)的刚性。关于这两种相互冲突的性能，上文所描述的常规垫圈分别专门针对柔顺性能和刚性性能之一设计，并且难以使两种性能兼容。因此，在专门针对刚性设计的垫圈的情况下，发生密封性能的问题，而在专门针对柔顺性设计的垫圈的情况下，可能出现下面这样的问题：诸如由于垫圈永久定形所致的束紧箍松动造成内管与外管之间的间隙的密封性能减弱。鉴于上文所述的方面，设计了本专利技术，并且本专利技术的目的在于提供一种圆筒形垫圈，这种圆筒形垫圈适合用于插入型排气管接头并且这种圆筒形垫圈具有密封性能和刚性，本专利技术的目的还在于提供一种制造这种圆筒形垫圈的方法，和使用这种圆筒形垫圈的插入型排气管接头。解决技术问题所采用的技术方案根据本专利技术用于插入型排气管接头中的圆筒形垫圈包括：加强构件，其由压缩的金属丝网制成；耐热材料，其填充于加强构件的金属丝网的网格内并且包含被压缩的石墨和无机粘结剂；以及，孔隙，其分散地分布于加强构件和耐热材料中，其中加强构件和耐热材料彼此缠结以便具备结构完整性，并且相对于圆筒形垫圈的总体积而言，加强构件占据32％至60％的体积，耐热材料占据5％至58％的体积，以及孔隙占据10％至35％的体积。根据本专利技术的圆筒形垫圈，由于加强构件和耐热材料的百分比含量以体积比为30％至60％和5％至58％，由于束紧箍所致的束紧力和由于振动所致的负荷由金属丝网制成的加强构件承载，使得永久定形难以发生。此外，由于耐热材料填充于该加强构件的金属丝网的网格中并且孔隙的百分比含量以体积比计为10％至35％，密封性能也是极佳的。因此，能提供一种圆筒形垫圈，这种圆筒形垫圈适用于插入型排气管接头并且其具有密封性能和刚性。此外，根据本专利技术的圆筒形垫圈，因为通过将圆筒形垫圈内装到插入型排气管接头内来使用圆筒形垫圈，由于流过排气管的高温废气的热作用，由诸如热脱水所致的冷凝和高温加热所致的晶体转变而在耐热材料中的无机粘结剂中表现出硬化粘结的特征，结果导致圆筒形垫圈的刚性被进一步增强。在根据本专利技术的圆筒形垫圈中，作为石墨，合适地选用由结晶石墨、非晶石墨、结晶鳞片石墨或脉石墨组成的天然石墨，人造石墨和膨胀石墨中的至少一种。在根据本专利技术的圆筒形垫圈中，作为无机粘结剂，可以选用下列中的至少一种：磷酸二氢铝(一代磷酸铝)[Al(H2PO4)3]、磷酸氢铝(二代磷酸铝)[Al2(HPO4)3]、磷酸二氢镁(一代磷酸镁)[Mg(H2PO4)2]、磷酸氢镁(二代磷酸镁)(MgHPO4)、磷酸二氢钙(一代磷酸钙)[Ca(H2PO4)2]、磷酸氢钙(二代磷酸钙)(CaHPO4)和磷酸(H3PO4)。这些无机粘结剂中每一种均能实现石墨粉末粒子的联结和耐热材料粉末到加强构件的金属丝网的网格的联结。由于无机粘结剂与石墨混合，无机粘结剂会导致由诸如热脱水所致的冷凝和由于高温加热所致的晶体转变而表现出的硬化粘结的特征，使得无机粘结剂能实现增强圆筒形垫圈的刚性的效果。在根据本专利技术的圆筒形垫圈中，在石墨与包含于耐热材料中的无机粘结剂之间的质量比优选地为1:0.1至1，更优选地1:0.15至0.75。在一优选示例中，加强构件致密地包含在从其圆柱形内周表面至圆柱形外周表面的径向方向中。以此方式致密地包含加强构件，由于束紧箍所致的束紧力和由于振动所致的负荷可以令人满意地由加强构件承载，从而可以进一步减少永久定形的发生。在制造用于插入型排气管接头中的根据本专利技术的圆筒形垫圈的方法中，圆筒形垫圈包括：加强构件，由压缩的带形金属丝网制成；耐热材料，其填充于加强元件的带形金属丝网的网格内并且包含被压缩的石墨和无机粘结剂；以及，孔隙，其分散地分布于加强构件和耐热材料中，其中加强构件和耐热材料彼此缠结以便具备结构完整性，并且相对于圆筒形垫圈的总体积而言，加强构件占据32％至60％的体积，耐热材料占据5％至58％的体积，并且孔隙占据10％至35％的体积，制造圆筒形垫圈的方法包括以下步骤：(1)以预定比例混合石墨粉末、无机粘结剂和蒸馏水，并且混合它们以制造包含石墨粉末和无机粘结剂的湿耐热材料粉末；(2)使编织细金属丝而获得的管状金属丝网在一对辊之间通过，以在径向方向上压缩从而制成带形金属丝网；(3)向带形金属丝网的两个表面供应耐热材料粉末，并且利用辊来辊压耐热材料粉末，以向带形金属丝网的网格填充耐热材料粉末，随后干燥填充于带形金属丝网的网格中的耐热材料粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于插入型排气管接头的圆筒形垫圈，包括：加强构件，其由压缩的金属丝网制成；耐热材料，其填充于所述加强构件的所述金属丝网的网格内并且包含被压缩的石墨和无机粘结剂；以及，孔隙，其分散地分布于所述加强构件和所述耐热材料中，其中，所述加强构件和所述耐热材料彼此缠结以便具备结构完整性，并且相对于所述圆筒形垫圈的总体积而言，所述加强构件占据32％至60％的体积，所述耐热材料占据5％至58％的体积，并且所述孔隙占据10％至35％的体积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.17 JP 2011-2513041.一种用于插入型排气管接头的圆筒形垫圈，包括：加强构件，其由压缩的金属丝网制成；耐热材料，其填充于所述加强构件的所述金属丝网的网格内并且包含被压缩的石墨和无机粘结剂；以及，孔隙，其分散地分布于所述加强构件和所述耐热材料中，其中，所述加强构件和所述耐热材料彼此缠结以便具备结构完整性，并且相对于所述圆筒形垫圈的总体积而言，所述加强构件占据32％至60％的体积，所述耐热材料占据5％至58％的体积，并且所述孔隙占据16.5％至24.3％的体积。2.根据权利要求1所述的圆筒形垫圈，其特征在于，所述石墨选自下列中的至少一种：膨胀石墨、天然石墨和人造石墨。3.根据权利要求1或2所述的圆筒形垫圈，其特征在于，所述无机粘结剂选自下列中的至少一种：磷酸二氢铝、磷酸氢铝、磷酸二氢镁、磷酸氢镁、磷酸二氢钙、磷酸氢钙和磷酸。4.根据权利要求1或2所述的圆筒形垫圈，其特征在于，所述石墨与所述无机粘结剂之间的质量比为1:0.1至1。5.根据权利要求1或2所述的圆筒形垫圈，其特征在于，所述加强构件致密地包含在从其圆柱形内周表面至圆柱形外周表面的径向方向中。6.一种制造用于插入型排气管接头中的圆筒形垫圈的方法，包括以下步骤：(1)以预定比例混合石墨粉末、无机粘结剂和蒸馏水，并且混合它们以制造包含石墨粉末和无机粘结剂的湿耐热材料粉末；(2)使编织细金属丝而获得的管状金属丝网在一对辊之间通过，以在径向方向上压缩从而制成带形金属丝网；(3)向所述带形金属丝网的两个表面供应耐热材料粉末，并且利用所述辊来辊压所述耐热材料粉末，以向所述带形金属丝网的网格填充所述耐热材料粉末，随后干燥填充于所述带形金属丝网的网格中的耐热材料粉末以从所述耐热材料粉末移除水，从而形成复合带形构件，所述耐热材料粉末填充于所述复合带形构件中并且保持在所述带形金属丝网的网格中；(4)卷绕所述复合带形构件至少两匝而形成圆筒形状，以制成管状基体构件；以及(5)将所述管状基体构件插入于模具的圆筒形中空部分内，并且使所述管状基体构件在模具中在轴向方向上经受压缩成形，其中所述圆筒形垫圈包括：加强构件，其由压缩的带形金属丝网制成；耐热材料，其填充于所述加强构件的所述带形金属丝网的网格内并且包含被压缩的石墨粉末和无机粘结剂；以及，孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：盐野谷真一，石田晃一，
申请(专利权)人：奥依列斯工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP