本发明涉及一种低阻尼滚动密封的方法及其密封圈，具体地说，涉及到如何在往复运动的机构中实现滚动密封的方法，及该滚动密封圈的结构。 在目前的流体压力传动机构中，密封问题是影响整机效能的一大因素，既要运动又要密封是一个矛盾的两个方面。在现有技术中，无论采取金属涨圈、橡胶圈还是塑料圈，它们安置在活塞（柱塞）壁上总要与缸体内壁相对摩擦即滑动摩擦。为了尽量减少该摩擦阻力，目前有采用添加液体润滑剂，或采用含有润滑剂的材料制作密封圈如含油尼龙环、石墨环，而前者由于润滑液需循环而使机构复杂化，后者的耐磨性又较差而使其寿命缩短，给维护工作增加了困难。
本发明的目的是为了推出一种全新的密封方法，称为动态密封法或滚动密封法，它将现有流体压力传动机构中密封圈与缸体内壁之间的相对运动由滑动摩擦转化为滚动摩擦，这就大大延长了密封圈的使用寿命，明显地降低了运动阻尼，提高了工效，还可适当降低对缸体内壁光洁度的加工精度要求，不需添加润滑剂就能取得节能、降耗的效果并能减轻频繁更换密封圈的维护工作量。
本发明是把一其截面呈园形或椭园或多边形的用富有弹性材料制成的环，利用该弹性环的拉伸性使其紧箍在活塞（或柱塞）的外壁和缸壁之间（参见图3），活塞底部设置有向缸体内壁方向凸出且呈环形的挡边结构1（参见图3和图4），同样，活塞顶部也设有类似的挡边结构2（参见图3和图4），上述活塞上和下挡边均对密封圈起到往复滚动运动中相对限位作用。当活塞连密封圈一起安装到缸体内时，缸体内壁、密封圈和活塞外壁构成紧配合状态，当活塞如图3所示向上运动时，密封圈也同步地沿图3中箭头3所示方向作滚动位移，但是密封圈的直线位移距离约为活塞位移距离的二分之一（参见图16）。活塞连杆在往复运动中的轴向同心度，是靠缸口的定向结构4（参见图3中的缸口内圈）和缸体内上述滚动密封圈共同保证的。当活塞向下运动时，密封圈的滚动方向参见图4中箭头5也作滚动式位移。弹性密封圈的材料可采用天然橡胶、人工合成橡胶或橡塑混合材料等。上述缸体可以是汽缸、液压缸或气压缸的缸体。
图1是本发明滚动密封圈的正视图。
图2是本发明滚动密封圈沿A-A剖面线的剖视图。
图3是滚动密封圈紧箍在活塞外壁且限位在活塞挡边时的缸体剖视图。
图4是滚动密封圈紧箍在活塞外壁且活塞在缸体端部时缸体的剖视图。
图5是带有内孔的橡胶空心柱的正视图。
图6是带有内孔的橡胶空心柱沿B-B剖面线的剖视图。
图7是带有内孔的金属空心柱的正视图。
图8是带有内孔的金属空心柱沿C-C剖面线的剖视图。
图9是已制成分体串联式密封圈的正视图。
图10是已制成分体串联式密封圈沿D-D剖面线的剖视图。
图11是带有锁栓或卡簧的金属自锁件的正视图。
图12是带有锁栓或卡簧的金属自锁件沿F-F剖面线的剖视图。
图13是上述金属自锁件放在空心橡胶柱内装配后的剖视图。
图14是注满液体的柔性密封圈的正视图。
图15是注满液体的柔性密封圈沿E-E剖面线的剖视图。
图16是滚动密封圈位于活塞外壁中间位置时的剖视图。
通过以下实施例结合附图的描述，就可以更好地理解本发明。
本发明也可采用一组带有内孔的橡胶空心柱（见图5和图6）和一组带有内孔的金属空心柱（图7和图8）和一端部带有收紧机构（如喉箍旋紧机构）的钢绳或拉簧或弹簧圈一起组成的串联式密封圈，以使橡胶柱紧压在缸体壁上，起到密封作用。先将金属空心柱逐一嵌配在橡胶空心柱内，再用钢丝或弹簧圈将整组空心柱组件串连在一起，最后把钢丝两端对接，通过旋紧机构拉紧固定，便制成了分体串联式密封圈（见图9和图10）。该实施例的优点在于当需要选用较硬的材料制作密封圈时，此即为最佳方案，能够满足密封圈顺利翻滚的要求，所以适合压力较高的液压驱动系统。至于此种分体串联式密封圈在缸体内的安装及运行同于上文所述。
本发明还可采用一组带有内孔的橡胶空心柱（见图5和图6）和一组带有锁栓和卡簧的金属自锁件（见图11和图12），同样先将金属链锁件逐一嵌配在空心橡胶柱内（见图13），再把这些带链锁件的橡胶柱首尾对接，即可组成一条“橡胶软辊”，再将软辊的两端对接就制成了所需的分体链接式密封圈。该方案的使用方法及运作原理同于上述说明。它的性能同于分体串联式密封圈，也适用于压力较高地液压驱动系统。
本发明还可采用一空心体的弹性圈（图14，图15），将水或其他液体注入该弹性体的空心腔体内，前提是该弹性圈应能保证不渗漏内置液体，这就制成了一内贮有液体的柔性密封圈，当然所充液体不应与密封圈壁材料，例如橡胶，发生化学反应，其使用安装方法及运作方式同于上述说明，此处从略。该方案的优点在于当缸体内压力较低时，该柔性密封圈仍能提供很好的密封效果和高速的动态响应，故而，此实施例实际适用于压力较低的液压驱动系统。如机器人的液压或气压驱动装置以及全塑材料制成的液压驱动系统。