具有摩擦負(fù)載表面的密封環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種密封環(huán)，并且更具體而言，涉及一種具有摩擦負(fù)載表面的密封環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]密封環(huán)諸如由金屬或其他耐用材料形成的密封環(huán)可以與彈性密封構(gòu)件諸如彈性體O形環(huán)或復(fù)曲面密封件結(jié)合使用，以形成密封組件。此類(lèi)密封組件在多種不同的應(yīng)用中提供密封功能，包括但不限于具有相對(duì)旋轉(zhuǎn)部件的機(jī)器、機(jī)器系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)和/或其部件。本發(fā)明的密封組件可以安裝和/或定位在機(jī)器或機(jī)械系統(tǒng)部件之間，所述機(jī)械系統(tǒng)部件可相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)以保持潤(rùn)滑并且將雜質(zhì)從內(nèi)部軸承表面附近排除。具體地，與O形環(huán)或復(fù)曲面密封件相結(jié)合的密封環(huán)可以在特定殼體或組件的內(nèi)表面內(nèi)保持在彈性體支撐的位置中，以及與對(duì)面的可相對(duì)旋轉(zhuǎn)的殼體或部件或定位和支撐在其中的密封組件的表面保持彈性鄰接接觸。然而，如果引入雜質(zhì)和/或潤(rùn)滑劑，從而損害每個(gè)密封組件的表面之間的鄰接密封接觸的完整性以及損害可旋轉(zhuǎn)機(jī)器或機(jī)械系統(tǒng)部件以及在一些應(yīng)用中損害附加相關(guān)聯(lián)的密封組件的完整性，則可損害每個(gè)密封組件的密封能力和因而保持潤(rùn)滑并清除可相對(duì)旋轉(zhuǎn)的機(jī)器或機(jī)械系統(tǒng)部件之間的內(nèi)部軸承表面附近的雜質(zhì)的能力。
[0003]Kometani的美國(guó)專利N0.8226088 ( ‘088專利)公開(kāi)了一種包括可在公共軸線上相對(duì)旋轉(zhuǎn)的一對(duì)殼體的浮動(dòng)密封件。每個(gè)殼體支撐浮動(dòng)環(huán)，其中彈性環(huán)在殼體與浮動(dòng)環(huán)之間。通過(guò)彈性環(huán)的彈性可以將浮動(dòng)環(huán)滑動(dòng)地密封在一起。在面向相關(guān)聯(lián)的彈性環(huán)的浮動(dòng)環(huán)中的每一個(gè)的外圓周接觸表面上形成粗糙表面，并且在與每個(gè)相關(guān)聯(lián)的彈性環(huán)相對(duì)的殼體中的每一個(gè)的內(nèi)圓周接觸表面上另外形成粗糙表面。在一個(gè)實(shí)施例中，將薄膜狀彈性層固定到在每個(gè)浮動(dòng)環(huán)與位于靠近每個(gè)浮動(dòng)環(huán)的密封側(cè)的相關(guān)聯(lián)的彈性環(huán)之間的接觸表面的一部分的接觸表面。另外，將薄膜狀彈性層固定到在每個(gè)殼體與位于靠近每個(gè)浮動(dòng)環(huán)的密封側(cè)的相關(guān)聯(lián)的彈性環(huán)之間的接觸表面的一部分的接觸表面。在第二實(shí)施例中，將彈性層涂覆在并且固定到每個(gè)浮動(dòng)環(huán)和每個(gè)殼體相對(duì)于彈性環(huán)的整個(gè)接觸表面上，而不在殼體和浮動(dòng)環(huán)上形成粗糙表面。在第三實(shí)施例中，在浮動(dòng)環(huán)和位于靠近其密封側(cè)和粗糙表面的殼體兩者的部分上都成機(jī)加工平滑部分。最后，在第四實(shí)施例中，浮動(dòng)環(huán)中的每個(gè)包括由柔軟性降低的橡膠材料形成的涂層，該涂層覆蓋浮動(dòng)環(huán)的整個(gè)圓周表面。
[0004]本發(fā)明旨在減輕或消除以上所述缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種密封環(huán)。密封環(huán)可以包括在密封環(huán)的第一外軸向端與密封凸緣之間延伸的一個(gè)或多個(gè)外部表面。密封凸緣可以鄰近密封環(huán)的第二外軸向端定位，并且可以從一個(gè)或多個(gè)外部表面徑向向外延伸到密封環(huán)的外徑。密封凸緣的外部表面可以形成環(huán)形密封帶。環(huán)形密封帶可以沿密封環(huán)的第二外徑向端徑向延伸，并且可以鄰近密封環(huán)的外徑定位。傾斜密封斜坡可以由密封環(huán)的一個(gè)或多個(gè)外部表面中的一個(gè)或多個(gè)形成，并且可以從接近密封環(huán)的第一外軸向端的密封斜坡的第一端向外延伸至鄰近密封凸緣定位的密封斜坡的第二端。密封斜坡也可以包括鄰近密封斜坡的第一端定位的第一表面。第一表面可以被配置成當(dāng)彈性體密封件處于負(fù)載狀態(tài)時(shí)在第一表面與被壓縮成與第一表面接觸的彈性體密封件之間形成摩擦密封接觸界面。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種密封組件。該密封組件可包括環(huán)形彈性體密封件。密封組件另外可包括密封環(huán)，該密封環(huán)具有密封凸緣和可在密封環(huán)的第一外軸向端與密封凸緣之間延伸的一個(gè)或多個(gè)外部表面。密封凸緣可以鄰近密封環(huán)的第二外軸向端定位，并且可以從一個(gè)或多個(gè)外部表面徑向向外延伸到密封環(huán)的外徑。密封凸緣的外部表面可形成環(huán)形密封帶，該環(huán)形密封帶可以沿密封環(huán)的第二外軸向端徑向延伸并且可以鄰近密封環(huán)的外徑定位。傾斜密封斜坡可由密封環(huán)的一個(gè)或多個(gè)外部表面中的一個(gè)或多個(gè)形成，并且可以從接近密封環(huán)的第一外軸向端的密封斜坡的第一端向外延伸至鄰近密封凸緣定位的密封斜坡的第二端。密封斜坡可以包括可鄰近密封斜坡的第一端定位的第一表面。第一表面可以配置成當(dāng)彈性體密封件處于負(fù)載狀態(tài)時(shí)在第一表面和被壓縮成與第一表面接觸的彈性體密封件之間形成摩擦密封接觸界面。彈性體密封件可安裝在密封斜坡的外部表面中的一個(gè)或多個(gè)上。
[0007]本發(fā)明的又一方面涉及一種密封環(huán)。密封環(huán)可包括在第一外端和第二外端之間軸向延伸的環(huán)形主體。環(huán)形主體可以包括可鄰近環(huán)形主體的第一外端定位的襯圈和可從環(huán)形主體的第二外端向外徑向延伸至環(huán)形主體的外徑的密封凸緣。環(huán)形主體另外可包括定位在襯圈和密封凸緣之間的傾斜密封斜坡。傾斜密封斜坡可以包括鄰近襯圈定位的摩擦外部表面和鄰近密封凸緣定位的平滑外部表面。傾斜密封斜坡和襯圈可以具有大體均勻的厚度，該厚度可以在整個(gè)環(huán)形主體的徑向?qū)挾葍?nèi)從環(huán)形主體的第一外端延伸至環(huán)形主體的第二外端。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的密封環(huán)的剖視圖；
[0009]圖2是圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的密封環(huán)的放大剖視圖；
[0010]圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的密封環(huán)的側(cè)視圖；
[0011]圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的密封環(huán)的側(cè)視圖；
[0012]圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的密封環(huán)的側(cè)視圖；
[0013]圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的密封組件的剖視圖；以及
[0014]圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的密封旋轉(zhuǎn)組件的圖解剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明涉及一種具有摩擦負(fù)載表面的密封環(huán)，該密封環(huán)可以適用于任何配置、組件、機(jī)器和/或可以使用本文中所公開(kāi)類(lèi)型的密封環(huán)的應(yīng)用。具體地，至少一個(gè)實(shí)施例公開(kāi)了具有摩擦負(fù)載表面的密封環(huán)，并且本發(fā)明的至少一個(gè)附加實(shí)施例公開(kāi)了可包括具有摩擦負(fù)載表面的密封環(huán)和彈性體密封件的密封組件。至少另一個(gè)實(shí)施例公開(kāi)了一種密封旋轉(zhuǎn)組件，該密封旋轉(zhuǎn)組件可以部分地形成機(jī)器系統(tǒng)或機(jī)器的部件并可以包括一個(gè)或多個(gè)密封組件，一個(gè)或多個(gè)密封組件可各自包括具有摩擦負(fù)載表面的密封環(huán)和彈性體密封件。現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖所例示的示例性實(shí)施例。在任何可能的情況下，在所有附圖中將使用相同的附圖標(biāo)號(hào)來(lái)指示相同或類(lèi)似的部件。
[0016]圖1示出具有摩擦負(fù)載表面12的密封環(huán)10的示例性實(shí)施例。如圖1所示的示例性實(shí)施例所示，密封環(huán)10可由環(huán)形密封環(huán)主體14形成，該環(huán)形密封環(huán)主體14具有貫穿密封環(huán)10的徑向圓周的基本上均勻的橫截面輪廓16，其中密封環(huán)主體14的橫截面輪廓16圍繞中心縱向軸線18以恒定的徑向偏移距離延伸，從而將密封環(huán)10限定為具有軸向地設(shè)置成從其中穿過(guò)的中心開(kāi)口 20的圓形、環(huán)形密封環(huán)主體14。密封環(huán)主體14的橫截面輪廓16可以在第一外軸向端22和第二外軸向端24之間延伸，以限定密封環(huán)10的總體軸向?qū)挾?6。另外，密封環(huán)主體14的橫截面輪廓16可具有在密封環(huán)10的中心縱向軸線18最近側(cè)的內(nèi)徑向端30與密封環(huán)10的中心縱向軸線18最遠(yuǎn)側(cè)的外徑向端32之間延伸的總體徑向長(zhǎng)度28。如此，內(nèi)徑向端30可限定密封環(huán)10的內(nèi)徑34，并且外徑向端32可限定密封環(huán)10的外徑36。
[0017]密封環(huán)主體14可被限定為基本上實(shí)心的單一主體，其可以包括大體軸向延伸部分38和大體徑向延伸部分40。在一個(gè)實(shí)施例中，大體軸向延伸部分38從密封環(huán)主體14的第一外軸向端22延伸到大體徑向延伸部分40，大體徑向延伸部分40沿密封環(huán)主體14的第二外軸向端24和/或鄰近所述第二外軸向端24從大體軸向延伸部分38向外延伸，以限定密封凸緣42。大體軸向延伸部分38可包括在密封環(huán)10的中心縱向軸線18近側(cè)、面向該中心縱向軸線18和/或朝該中心縱向軸線18大體定向的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部軸向表面44。所述一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部軸向表面44以大體軸向和鄰接和/或互連的方式從密封環(huán)主體14的第一外軸向端22延伸到在密封環(huán)主體14的第二外軸向端24處或在該第二外軸向端24近側(cè)和鄰近該第二外軸向端24的第二端。如此，大體軸向延伸部分38的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部軸向表面44可基本上限定密封環(huán)10和密封環(huán)主體14的內(nèi)圓周輪廓48，并且此外，大體軸向延伸部分38的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部軸向表面44中的一個(gè)或多個(gè)可限定密封環(huán)主體14和密封環(huán)10的內(nèi)徑34。大體軸向延伸部分38另外可包括一個(gè)或多個(gè)外部軸向表面50，所述外部軸向表面50大體軸向地定向成以與所述一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部軸向表面44大體相對(duì)、大體徑向隔開(kāi)的關(guān)系朝外背離密封環(huán)10的中心縱向軸線18，以將密封環(huán)主體14的大體軸向延伸部分38的厚度54或徑向?qū)挾然旧舷薅樵趦?nèi)部軸向表面44和外部軸向表面50之間延伸。因此，所述一個(gè)或多個(gè)外部軸向表面50可部分地限定密封環(huán)主體14和密封環(huán)10的外圓周輪廓56。
[0018]大體軸向延伸部分38的一個(gè)或多個(gè)外部軸向表面50可以形成軸向延伸的襯圈58以及密封斜坡60。軸向延伸的襯圈58可以定位在密封環(huán)主體14的第一外軸向端22和密封斜坡60之間。具體地，在一個(gè)實(shí)施例中，形成軸向延伸的襯圈58的大體軸向延伸部分38的一個(gè)或多個(gè)外部軸向表面50可以在第一外端52和密封斜坡60的第一或內(nèi)徑向端(諸如如本文所述的66)之間延伸，第一外端52可以在密封環(huán)主體14的第一外軸向端22處、或接近和鄰近該第一外軸向端22定位。在一個(gè)實(shí)施例中，大體軸向延伸部分38的一個(gè)或多個(gè)外部軸向表面50可以相對(duì)于和朝密封環(huán)10的中心縱向軸線18以負(fù)角度或減小角度或下壓外形朝傾斜密封斜坡60的第一或內(nèi)徑向端(諸如如本文所述的66)延伸，以將接近密封環(huán)主體14的第一外軸向端22的軸向延伸的襯圈58的一部分包括向上延伸的密封保持唇緣62。另外，如本文中進(jìn)一步所述，定位在密封環(huán)主體14的第一外軸向端22和傾斜密封斜坡60之間的大體軸向延伸部分38的一個(gè)或多個(gè)外部軸向表面50 (包括軸向延伸的襯圈58的那些外部軸向表面)可以表示密封環(huán)主體14的外圓周輪廓56的油側(cè)部分64。
[0019]大體軸向延伸部分38的一個(gè)或多個(gè)外部軸向表面50另外可形成可定位在軸向延伸的襯圈58和密封凸緣42之間的密封斜坡60。具體地，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)密封斜坡60沿大體軸向延伸的寬度61從鄰近軸向延伸的襯圈58 (并接近密封環(huán)主體14的第一外軸向端22)的第一端66延伸到鄰近密封凸緣42的密封斜坡60的第二端68時(shí)，密封斜坡60相對(duì)于密封環(huán)10的中心縱向軸線18以增大角度或正角度傾斜。在一個(gè)示例中，密封斜坡60的角度和位置相對(duì)于密封環(huán)10的中心縱向軸線18被部分地限定為從第一端66延伸到第二端68，其中密封斜坡60的一個(gè)或多個(gè)外部軸向表面50定位在所述第一端66和第二端68之間，所述第一端66可以是徑向地在密封環(huán)10的中心縱向軸線18近側(cè)的密封斜坡60的內(nèi)徑向端66，所述第二端68可以是徑向地在密封環(huán)10的中心縱向軸線18遠(yuǎn)側(cè)的密封斜坡60的外徑向端68。如此，密封斜坡60可以為基本上截頭圓錐形，并且相對(duì)于密封環(huán)10的中心縱向軸線18以預(yù)先確定的負(fù)載角度傾斜，使得密封斜坡60的第二或外徑向端68相對(duì)于密封斜坡60的第一或內(nèi)徑向端66并且朝密封環(huán)10的外徑36徑向向外設(shè)置。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，密封凸緣42可以鄰近密封環(huán)10的第二外軸向端24定位，并且可以包括一個(gè)或多個(gè)內(nèi)徑向表面70和一個(gè)或多個(gè)外徑向表面72，所述一個(gè)或多個(gè)內(nèi)徑向表面70和一個(gè)或多個(gè)外徑向表面72以與密封凸緣42的外軸向表面74成間隔、偏移的關(guān)系從密封環(huán)主體14的大體軸向延伸部分38徑向向外突出，以將密封環(huán)主體14的大體徑向延伸部分40的厚度75限定為在一個(gè)或多個(gè)內(nèi)徑向表面70與一個(gè)或多個(gè)外徑向表面72之間延伸。具體地地，在一個(gè)不例中，密封凸緣42的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)徑向表面70可以在密封斜坡60的第二或外徑向端68與密封凸緣42的外軸向表面74之間徑向向外延伸，并且密封凸緣42的一個(gè)或多個(gè)外徑向表面72可以沿和/或靠近密封環(huán)主體14的第二外軸向端24在大體軸向延伸部分38的第二端46與密封凸緣42的外軸向表面74之間徑向延伸。密封凸緣42的外軸向表面74可以相對(duì)于密封環(huán)10的中心縱向軸線18在遠(yuǎn)側(cè)定位，以沿密封環(huán)主體14的外徑向端32在一個(gè)或多個(gè)內(nèi)徑向表面70的外徑向端與一個(gè)或多個(gè)外徑向表面72的外徑向端之間延伸，因此限定密封環(huán)10的外徑36。密封凸緣42的一個(gè)或多個(gè)外徑向表面72可以包括密封面表面76，該密封面表面76相對(duì)于密封環(huán)10的縱向中心軸線18從密封凸緣42的外軸向表面74徑向垂直地延伸，并且因此在一個(gè)實(shí)施例中，從密封環(huán)10的外徑36延伸到內(nèi)徑向端78。密封面表面76可以沿密封環(huán)主體14的第二外軸向端24至少部分地延伸并且至少部分地限定密封環(huán)主體14的第二外軸向端24，以另外并且因此將第二外軸向端24限定為密封環(huán)10的密封端24。另外，密封面表面76可以形成環(huán)形密封帶80，該環(huán)形密封帶80沿第二外軸向端24或密封環(huán)主體14的密封端24的外徑向