動態(tài)密封件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種動態(tài)密封件(300)，用于封閉可相對旋轉(zhuǎn)的同軸內(nèi)側(cè)和外側(cè)組件之間的徑向間隙。該動態(tài)密封件包括：內(nèi)側(cè)密封部件(310)，可安裝到內(nèi)側(cè)組件(10)；外側(cè)密封部件(320)，可安裝到外側(cè)組件(20)；以及，配合端面部件(130)，在內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件之間沿徑向懸置并且與該內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件同軸。內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件中的每一個都包括一組第一密封構(gòu)件(111、112)和第二密封構(gòu)件(121、122)，這些密封構(gòu)件抵靠配合端面部件的軸向?qū)υO(shè)表面(131、132)。因此，配合端面部件通過內(nèi)側(cè)密封部件在兩個方向上被軸向保持在徑向內(nèi)側(cè)接觸位置處，并且通過外側(cè)密封部件在兩個方向上被軸向保持在徑向外側(cè)接觸位置處。
【專利說明】
動態(tài)密封件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于封閉在可相對旋轉(zhuǎn)的同軸組件之間的徑向間隙的密封件。更具體地，本發(fā)明涉及一種能夠?qū)ξ恢酶淖冞M行補償而同時又維持了密封接觸的密封件。
【背景技術(shù)】
[0002]徑向密封件的通常應(yīng)用是對位于轉(zhuǎn)軸和比如軸承座之間的徑向間隙進行密封。密封件一般包括安裝在軸承座的孔中的環(huán)狀框體(annular casing)，并且還包括粘接到金屬框體上的彈性密封唇口(seal lip)。該密封唇口抵靠所述轉(zhuǎn)軸，并且實現(xiàn)了在旋轉(zhuǎn)期間與轉(zhuǎn)軸配合端面的滑動接觸。特別是在高速情況下，轉(zhuǎn)軸可能在旋轉(zhuǎn)時帶有輕微的偏心(被稱為動態(tài)跳動(dynamic run-out))，這實際上改變了在配合端面與軸承座之間的徑向間隙。為了確保密封唇口保持與配合端面的接觸，密封件通常被安裝成具有非常小的間隙(clearance)，并且密封唇口是彈簧加載的(spring-loaded)。在密封唇口上的徑向負載產(chǎn)生了額外的摩擦力，從而密封件在唇狀物周圍處在典型情況下承受不均勻的磨損。
[0003]—種用于消除在密封件上的徑向負載的解決方案是設(shè)計出具有徑向重疊部件和軸向密封接觸表面的密封件。此類密封件的例子在US 4348031中有所公開。該文件描述了一種旋轉(zhuǎn)流體密封件，該旋轉(zhuǎn)流體密封件具有設(shè)置在可相對旋轉(zhuǎn)的組件的、軸向相對的配合端面之間的密封圈。該密封圈具有一對抵靠配合端面的方向各異的密封唇口，但是能夠在可相對旋轉(zhuǎn)的組件之間自由浮動。一旦組件發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)，則通過一個或其它的組件使得該密封圈受到摩擦力驅(qū)動而發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
[0004]這里仍有改善的余地。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及一種用于封閉可相對旋轉(zhuǎn)的同軸內(nèi)側(cè)和外側(cè)組件之間的徑向間隙的動態(tài)密封件。該動態(tài)密封件包括:內(nèi)側(cè)密封部件，可安裝到內(nèi)側(cè)組件;外側(cè)密封部件，可安裝到外側(cè)組件；以及，配合端面部件，在內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件之間沿徑向懸置并且與該內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件同軸。內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件中的每一個都包括一組第一和第二密封構(gòu)件，該組第一和第二密封構(gòu)件抵靠配合端面部件的軸向?qū)υO(shè)表面。因此，該配合端面部件通過內(nèi)側(cè)密封部件在兩個方向上被軸向保持在徑向內(nèi)側(cè)接觸位置處，并且通過外側(cè)密封部件在兩個方向上被軸向保持在徑向外側(cè)接觸位置處。
[0006]配合端面部件不連接到內(nèi)側(cè)密封部件或外側(cè)密封部件中的任何一個，并因此是沒有徑向負載的浮動部件。因此，能夠以不會增加摩擦力和磨損的方式來適應(yīng)(accommodate)在內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件之間的相對徑向移動。
[0007]此外，通過內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件中的每一個來軸向保持配合端面部件，這意味著密封件具有兩個可能的動態(tài)接觸位置。假設(shè)外側(cè)組件和外側(cè)密封部件在動態(tài)密封條件下是旋轉(zhuǎn)的。如果在徑向外側(cè)接觸位置處的摩擦力大于在徑向內(nèi)側(cè)接觸位置處的摩擦力，則配合端面部件將與外側(cè)密封部件一起旋轉(zhuǎn)，并且內(nèi)側(cè)密封部件的密封構(gòu)件將會與配合端面部件滑動接觸。如果在徑向內(nèi)側(cè)接觸位置處的摩擦力變得大于在徑向外側(cè)接觸位置處的摩擦力，則配合端面部件將"粘"到內(nèi)側(cè)密封部件，并且外側(cè)密封部件的旋轉(zhuǎn)的密封構(gòu)件將會與配合端面部件滑動接觸。
[0008]因此，如本發(fā)明所述的動態(tài)密封件能夠在第一動態(tài)接觸位置處的摩擦力變得過高之前采用第二動態(tài)接觸位置。由此防止了磨損，延長了密封件的壽命。
[0009]在第一實施方式中，內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件的第一和第二密封構(gòu)件中的至少一個被軸向封閉在配合端面部件的軸向?qū)υO(shè)表面之間。在一個實施例中，配合端面部件包括:在徑向外圓周上具有外側(cè)U形部且在徑向內(nèi)圓周上具有內(nèi)側(cè)U形部的圈。外側(cè)密封部件包括延伸到配合端面部件的外側(cè)U形部中的凸緣。第一和第二密封構(gòu)件可被構(gòu)造為密封唇口，所述密封唇口抵靠外側(cè)U形部的內(nèi)側(cè)軸向表面。同樣，內(nèi)側(cè)密封部件包括延伸到配合端面部件的內(nèi)偵扣形部中的凸緣，并且內(nèi)側(cè)密封部件具有抵靠內(nèi)側(cè)U形部的內(nèi)側(cè)軸向表面的第一和第二密封唇口。
[0010]在第二實施方式中，配合端面部件通過內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件中的至少一個的第一和第二密封構(gòu)件來軸向封閉。在優(yōu)選的實施例中，配合端面部件通過平面的環(huán)形成。該平面的環(huán)的徑向外邊緣延伸進入外側(cè)密封部件的空腔，該空腔由外側(cè)密封部件的第一和第二密封構(gòu)件圍成。同樣，該平面的環(huán)的徑向內(nèi)邊緣延伸進入內(nèi)側(cè)密封部件的空腔，該空腔由內(nèi)側(cè)密封部件的第一和第二密封構(gòu)件圍成。每個空腔都有利地通過潤滑脂之類的潤滑劑來填充，由此對任何一組與平面的環(huán)的軸向表面滑動接觸的密封構(gòu)件進行潤滑。
[0011]配合端面部件可由金屬、陶瓷或聚合物材料制成。與密封構(gòu)件接觸的、配合端面部件的軸向表面可有利地設(shè)有低摩擦涂層，由此最大限度減小密封件的磨損。在一些實施例中，配合端面部件包括用于防止水分進入被密封的環(huán)境但是允許水分脫離的透氣材料。
[0012]內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件的密封構(gòu)件優(yōu)選由彈性材料制成，所述彈性材料例如為丙烯臆丁二稀橡膠(Acryl-Nitrile-Butadiene Rubber)、乙丙橡膠(Ethylene PropyleneRubber)、氣碳橡膠(Fluorocarbon Rubber)或娃橡膠(Silicone Rubber)。每個密封構(gòu)件適當包括唇狀部，該唇狀部具有至少部分與配合端面部件接觸的、軸向的表面。密封構(gòu)件還可包括粘接到比如框體構(gòu)件的臂狀部(arm sect1n)。在一些實施例中，唇狀部由第一彈性材料制成，并且臂狀部由第二彈性材料制成，該第二彈性材料具有比第一彈性材料低的彈性系數(shù)。因此，臂狀部可提供具有柔性的密封構(gòu)件，而同時唇狀部具有較好的耐磨性。
[0013]在第二實施方式的進一步改進中，動態(tài)密封件適于允許配合端面部件(按照維持了配合端面部件和每組第一和第二密封構(gòu)件之間的有效密封的方式)相對于內(nèi)側(cè)和外側(cè)組件發(fā)生軸向位移。
[0014]內(nèi)側(cè)密封部件的第一和第二密封構(gòu)件中的每一個都適當包括與配合端面部件的軸向表面接觸的內(nèi)側(cè)唇狀部，并且還包括帶有撓曲部的臂狀部，該撓曲部彈性地將唇狀部推向相應(yīng)的軸向表面。同樣，外側(cè)密封部件的第一和第二密封構(gòu)件中的每一個都包括與配合端面部件的軸向表面接觸的外側(cè)唇狀部，并且還包括帶有撓曲部的臂狀部，該撓曲部彈性地將唇狀部推向相應(yīng)的軸向表面。每個臂狀部中的撓曲部還適于作為折轉(zhuǎn)點(hingepoint)，每個臂狀部都響應(yīng)配合端面部件相對于內(nèi)側(cè)和外側(cè)組件的軸向位移而繞該折轉(zhuǎn)點發(fā)生旋轉(zhuǎn)。因此，內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件的每個密封構(gòu)件的唇狀部保持與配合端面部件平行，從而維持有效的密封接觸。
[0015]作為在例如被密封的軸承內(nèi)壓力升高的結(jié)果，可能發(fā)生軸向偏移(deflect1n)。因此，如本發(fā)明的進一步改進中所述的密封件可被用于補償壓力差。
[0016]密封件適于適應(yīng)0.1?0.8mm的軸向偏移，這依賴于預(yù)期的壓力差。當要適應(yīng)朝向密封件的一個軸向側(cè)面的軸向偏移時，內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封件的密封構(gòu)件在該軸向側(cè)面上適當具有允許該偏移的合適剛度。
[0017]如本發(fā)明所述的密封件優(yōu)選為徑向?qū)ΨQ且軸向?qū)ΨQ的。
[0018]每個密封構(gòu)件的唇狀部可有利地包括多個微型唇狀物，這些微型唇狀物由從唇狀部的軸向表面延伸出的突出物形成。這些微型唇狀物相比于整個軸向表面而言具有小的接觸面積，由此最大程度減小了接觸摩擦力。
[0019]在如本發(fā)明的進一步改進中所述的動態(tài)密封件的一個實施例中，至少一個密封構(gòu)件的唇狀部包括至少一個第一微型唇狀物，該第一微型唇狀物在配合端面部件處于中央(軸向無偏移)位置時與該配合端面部件相接觸。唇狀部還包括至少一個第二微型唇狀物，該第二微型唇狀物被設(shè)置成距離配合端面部件有軸向間隙。該軸向間隙小于或等于所述密封件被設(shè)計要適應(yīng)的最大軸向偏移。因此，當發(fā)生前述軸向偏移時，至少一個第二微型唇狀物開始與配合端面部件相接觸，由此增強了密封效果。
[0020]如本發(fā)明所述的密封件所具有的其它優(yōu)點將根據(jù)以下詳細說明和附圖變得直觀。
【附圖說明】
[0021]在下文中將根據(jù)附圖來描述本發(fā)明，其中:
[0022]圖1顯示了如本發(fā)明所述密封件的第一實施例的徑向截面圖；
[0023]圖2顯示了如本發(fā)明所述密封件的第二實施例的徑向截面圖；
[0024]圖3顯示了如本發(fā)明所述密封件的第三實施例的徑向截面圖；
[0025]圖4顯示了如本發(fā)明所述密封件的第四實施例的徑向截面圖。
【具體實施方式】
[0026]徑向密封件被用來封閉可相對旋轉(zhuǎn)的同軸組件(比如軸承座和轉(zhuǎn)軸)之間的徑向間隙。密封件用于保持軸承內(nèi)的潤滑劑以及阻擋水分和污物之類的外側(cè)污染物。該密封件通常具有一個或一個以上密封唇口，這些密封唇口用于在密封件使用時與配合端面滑動接觸。為了確保有效密封，密封唇口需要在任何時間都維持與配合端面相接觸。優(yōu)選按最大限度減小摩擦力和磨損的方式來確保所述接觸。
[0027]在圖1中描繪了如本發(fā)明所述的徑向密封件的示例。
[0028]密封件100包括內(nèi)側(cè)密封部件110和外側(cè)密封部件120，在所示實施例中，該內(nèi)側(cè)密封部件110和外側(cè)密封部件120被分別安裝到轉(zhuǎn)軸10和軸承座20上。內(nèi)側(cè)密封部件110包括在軸向上間隔設(shè)置的第一密封構(gòu)件111和第二密封構(gòu)件112，這些密封構(gòu)件在徑向上從安裝在轉(zhuǎn)軸10上的內(nèi)側(cè)框體113向外延伸。同樣，外側(cè)密封部件120包括在軸向上間隔設(shè)置的第一密封構(gòu)件121和第二密封構(gòu)件122，這些密封構(gòu)件在徑向上從安裝在軸承座20上的外側(cè)框體123向內(nèi)延伸。在該實施例中，密封構(gòu)件由NBR(丁晴橡膠)之類的彈性材料制成。
[0029]密封件100還包括環(huán)狀的配合端面部件130，該配合端面部件130被設(shè)置在內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件110、120之間的徑向間隙中，并且該配合端面部件130被軸向設(shè)置在內(nèi)側(cè)密封部件110的第一和第二密封構(gòu)件111、112之間以及外側(cè)密封部件120的第一和第二密封構(gòu)件121、122之間。配合端面部件130可以是由金屬或聚合物或陶瓷材料制成的、基本上為平面的環(huán)，并且具有作為密封件100的配合端面的、對設(shè)的第一和第二軸向表面131、132。
[0030]在該實施例中，內(nèi)側(cè)密封部件110的第一和第二密封構(gòu)件111、112具有內(nèi)側(cè)臂狀部114，該內(nèi)側(cè)臂狀部114在軸向上朝著配合端面部件130延伸。同樣，外側(cè)密封部件120的第一和第二密封構(gòu)件121、122具有外側(cè)臂狀部124，該外側(cè)臂狀部124在軸向上朝著配合端面部件130延伸。內(nèi)側(cè)臂狀部114和外側(cè)臂狀部124給各自的密封構(gòu)件提供了剛度。此外，內(nèi)側(cè)的第一和第二密封構(gòu)件111、112具有內(nèi)側(cè)唇狀部115，該內(nèi)側(cè)唇狀部115在徑向上延伸并且分別抵靠配合端面部件130的第一和第二軸向表面131、132。同樣，外側(cè)的第一和第二密封構(gòu)件121、122具有外側(cè)唇狀部125，該外側(cè)唇狀部125在徑向上延伸并且分別抵靠配合端面部件130的第一和第二軸向表面131、132。
[0031]因此，配合端面部件130的徑向內(nèi)側(cè)部分被軸向保持在內(nèi)側(cè)唇狀部115之間，并且配合端面部件的徑向外側(cè)部分被軸向保持在外側(cè)唇狀部125之間。
[0032]配合端面部件130通過內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件110、120進行軸向保持，但是并不固定到該內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件110、120中的任何一個。因此，摩擦力值決定了是內(nèi)側(cè)唇狀部115還是外側(cè)唇狀部125與配合端面部件的第一和第二軸向表面131、132滑動接觸。假設(shè)轉(zhuǎn)軸10是旋轉(zhuǎn)組件。如果外側(cè)唇狀部125和配合端面131、132之間的第一摩擦力值大于旋轉(zhuǎn)的內(nèi)側(cè)唇狀部115和配合端面之間的第二摩擦力值，則旋轉(zhuǎn)的內(nèi)側(cè)唇狀部115將發(fā)生滑動接觸。然而，如果是由于例如潤滑膜被破壞而導(dǎo)致第二摩擦力值增加，以致大于第一摩擦力值，則配合端面部件130將與內(nèi)側(cè)密封部件110—起旋轉(zhuǎn)，并且外側(cè)唇狀部125將會與配合端面131、132發(fā)生滑動接觸。
[0033]因此，密封件100自動〃選擇〃與具有最低摩擦力的臨界面發(fā)生滑動接觸，由此最大限度減小了磨損并且延長了密封件的壽命。
[0034]內(nèi)側(cè)和外側(cè)唇狀部115、125抵靠配合端面部件130的軸向表面優(yōu)選具有多個微型唇狀物116，這些微型唇狀物116是通過由凹陷部117分隔開的突起部所形成的。微型唇狀物116的末端邊緣(peripheral edges)所具有的表面積明顯小于唇狀部的前述軸向表面的表面積，這就意味著在動態(tài)密封條件下產(chǎn)生的摩擦力低。此外，在微型唇狀物116之間的凹陷部117能夠作為潤滑劑的容腔，從而進一步降低了滑動接觸的摩擦力。
[0035]正如可以從圖1看出的，密封件的內(nèi)側(cè)部件110具有空腔119，該空腔119由密封框體113的徑向外表面與第一和第二密封構(gòu)件111、112圍成。與之類似，密封件的外側(cè)部件120具有空腔129，該空腔129由外側(cè)框體123的徑向內(nèi)表面與外側(cè)的第一和第二密封構(gòu)件121、122圍成?？涨?19、129有利地設(shè)有潤滑脂，用于對密封件的唇狀部115、125與配合端面部件的第一和第二軸向表面131、132之間的滑動接觸進行潤滑。
[0036]正如可進一步看出的，配合端面部件130延伸進入內(nèi)側(cè)密封部件110的空腔119，且距離內(nèi)側(cè)框體113的徑向外表面有徑向間隙，并且配合端面部件130延伸進入外側(cè)密封部件120的空腔129，且距離外側(cè)框體123的徑向內(nèi)表面有徑向間隙。因此，配合端面部件130懸置在內(nèi)側(cè)密封部件的內(nèi)側(cè)唇狀部115之間和外側(cè)密封部件的外側(cè)唇狀部125之間。因此，在密封件上沒有徑向負載，因此能夠適應(yīng)在轉(zhuǎn)軸10和軸承座20之間的(由于例如動態(tài)跳動所導(dǎo)致的)徑向間隙的變化，而不會導(dǎo)致內(nèi)側(cè)或外側(cè)密封唇口的不均勻磨損。
[0037]在許多徑向密封件應(yīng)用中，密封件必須要能夠承受壓力差。特別是在高速情況下，在軸承內(nèi)會產(chǎn)生高壓力，該高壓力會對密封件的接觸造成影響。在本發(fā)明的進一步改進中，密封件適于允許配合端面部件發(fā)生軸向偏移，而同時維持有效的密封接觸。
[0038]具有這一能力的、如本發(fā)明所述的密封件的實施例在圖2中有所描繪。
[0039]再一次地，密封件包括配合端面部件130，該配合端面部件130軸向被保持且沿徑向懸置在內(nèi)側(cè)密封部件210的第一和第二密封構(gòu)件211、212之間以及在外側(cè)密封部件220的第一和第二密封構(gòu)件221、222之間。在該實施例中，內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件210、220這兩者都是由連接到一起的兩個單獨的部分所形成的?？紤]到配合端面部件130與內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件在徑向上有重疊，前述內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件210、220的形成方式方便了密封件200的組裝。內(nèi)側(cè)密封部件具有第一和第二框體構(gòu)件213a、213b，而外側(cè)密封部件220具有第一和第二框體構(gòu)件223a、223b，在將配合端面部件設(shè)置到密封構(gòu)件211、212、221、222之間之后，將第一和第二框體構(gòu)件213a、213b軸向連接到一起并且將第一和第二框體構(gòu)件223a、223b軸向連接到一起。
[0040]每個密封構(gòu)件都至少部分由橡膠之類的彈性材料制成。內(nèi)側(cè)密封部件210的第一和第二密封構(gòu)件211、212具有臂狀部214和唇狀部215。每個內(nèi)側(cè)臂狀部214從各自的內(nèi)側(cè)套筒部件213a、213b在徑向向外的方向上延伸，并且每個內(nèi)側(cè)臂狀部214都包括彎曲或撓曲部218。唇狀部215從撓曲部218在徑向向內(nèi)的方向上以及在朝向配合端面部件230的軸向上延伸。換而言之，內(nèi)側(cè)的第一和第二密封構(gòu)件211、212的唇狀部215相對于配合端面部件130的第一和第二軸向表面傾斜形成角度。唇狀部215適當受迫撓曲，用以在配合端面部件上施加軸向力，這是由每個密封構(gòu)件的回彈特性(resiliency)所造成的。此外，在本實施例中，唇狀部215包括三個微型唇狀物216a、216b、216c，在這些微型唇狀物之間有凹陷部217，其中微型唇狀物的末端邊緣與配合端面部件230的第一和第二軸向表面231、232相接觸。
[0041 ]外側(cè)密封部件220的第一和第二密封構(gòu)件221、222具有相應(yīng)的臂狀部224、撓曲部218和唇狀部225。
[0042]假設(shè)由于在密封件200內(nèi)有高壓力，軸向力F在由箭頭指示的方向上作用到配合端面部件230。該密封件適于允許配合端面部件230相對于內(nèi)側(cè)和外側(cè)組件出現(xiàn)少量的軸向位移。根據(jù)應(yīng)用的不同，所允許的軸向位移能夠在0.1與0.8mm之間。
[0043]配合端面部件130分別擠向內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件的第一密封構(gòu)件211、221的唇狀部215、225。每個第一密封構(gòu)件中的撓曲部分218作為折轉(zhuǎn)點(hinge point)，各自的唇狀部215、225相對于該折轉(zhuǎn)點旋轉(zhuǎn)，從而使得配合端面部件230能夠軸向位移。此外，內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件的第二密封構(gòu)件212、222中的撓曲部218分別作為折轉(zhuǎn)點，由于密封構(gòu)件212、222的回彈特性導(dǎo)致各自的內(nèi)側(cè)和外側(cè)唇狀部215、225圍繞該折轉(zhuǎn)點旋轉(zhuǎn)。因此，每個第二密封構(gòu)件212、222的唇狀部215、225的微型唇狀物216a、216b、216c保持與第二軸向表面232接觸。換而言之，內(nèi)側(cè)和外側(cè)唇狀部215、225保持與配合端面部件130的軸向表面131、132平行。
[0044]此外，每個唇狀部215、216的剛度適于允許軸向位移。該剛度依賴于唇狀部的厚度。以內(nèi)側(cè)密封部件210的第一密封構(gòu)件211的唇狀部215為例，在軸向上最外側(cè)的微型唇狀物216a具有比位于中間的微型唇狀物216b大的軸向?qū)挾?，而位于中間的微型唇狀物216b又具有比最內(nèi)側(cè)的微型唇狀物216c大的軸向?qū)挾?。因此，唇狀?15的主體具有基本上恒定的厚度以及允許軸向位移的相應(yīng)剛度。
[0045]如本發(fā)明所述的此類密封件的優(yōu)勢在于，有可能進行壓力補償。允許在比如密封軸承內(nèi)進行壓力補償?shù)膹较蛎芊饧牧硪粋€實施例在圖3中有所描繪。
[0046]再一次地，密封件包括配合端面部件130，該配合端面部件130被軸向保持，且沿徑向懸置在內(nèi)側(cè)密封部件310的第一和第二密封構(gòu)件311、312之間以及在外側(cè)密封部件320的第一和第二密封構(gòu)件321、322之間。每個密封構(gòu)件都至少部分由橡膠之類的彈性材料制成。內(nèi)側(cè)密封部件310的第一和第二密封構(gòu)件311、312具有柔性的臂狀部314和抵靠配合端面部件的第一和第二軸向配合端面131、132的唇狀部315。柔性的臂狀部314具有V形撓曲部318，該V形撓曲部318作為用于將唇狀部315推向各自的配合端面的彈簧。外側(cè)密封部件320的第一和第二密封構(gòu)件321、322也具有柔性的臂狀部324和抵靠第一和第二軸向配合端面131、132的唇狀部325。再一次地，柔性的臂狀部324具有V形撓曲部318，該V形撓曲部318作為用于將外側(cè)唇狀部325推向各自的配合端面的彈簧。正如以上所說明的，在每個密封構(gòu)件311、312、321、322中的撓曲部318還作為折轉(zhuǎn)點，由此使得唇狀部315、325能夠在配合端面部件130發(fā)生軸向位移時保持與配合端面部件平行。
[0047]此外，每個唇狀部315、325都包括多個第一微型唇狀物316a(在所示實施例中為四個)，所述第一微型唇狀物316a在配合端面部件230處于無偏移位置時與各自的配合端面331、332接觸。每個唇狀部315、325也具有多個第二微型唇狀物31613(在所示實施例中為兩個)，這些第二微型唇狀物316b距離配合端面部件330有軸向間隙。該間隙的寬度小于或等于密封件被設(shè)計要適應(yīng)的最大軸向位移。這些唇狀部被設(shè)計成，當作用在配合端面部件130上的壓力導(dǎo)致配合端面部件130在例如內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件的第一密封構(gòu)件311、321的方向上移動時，相應(yīng)的唇狀部315、325發(fā)生彎曲，從而使得第二微型唇狀物316b也與配合端面部件130接觸?？紤]到現(xiàn)在有六個微型唇狀物與配合端面部件接觸，所以在密封件軸向側(cè)面上的密封效果得以加強。
[0048]如本發(fā)明所述的密封件的實施例到目前為止所描述的都是配合端面部件具有軸向外表面，這些軸向外表面保持在內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件的第一和第二密封構(gòu)件之間。在圖4中描繪了一種可供選擇的實施方式，在該實施方式中，配合端面部件以其軸向內(nèi)表面來保持，這些軸向內(nèi)表面圍成第一和第二密封構(gòu)件。
[0049]再一次地，密封件400具有安裝到轉(zhuǎn)軸10的內(nèi)側(cè)密封部件410和安裝到軸承座20的外側(cè)密封部件420。配合端面部件430沿徑向懸置在內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件之間，并且在本實施例中(在配合端面部件430的內(nèi)圓周上)具有第一U形環(huán)狀空腔433a且(在配合端面部件430的外圓周上)具有第二U形環(huán)狀空腔433b。內(nèi)側(cè)密封部件410具有沿徑向延伸的凸緣414，該凸緣414延伸進入第一空腔433a，且該凸緣414距離第一空腔的圓周表面有徑向間隙。同樣，外側(cè)密封部件420具有沿徑向延伸的凸緣424，該凸緣424延伸進入第二空腔433b，且該凸緣424距離第二空腔的圓周表面有徑向間隙。此外，內(nèi)側(cè)密封部件的凸緣414具有第一和第二密封唇口 411、412，該第一和第二密封唇口 411、412分別抵靠第一空腔433a的第一和第二內(nèi)側(cè)軸向表面431a、432a。同樣，外側(cè)密封部件的凸緣424具有第一和第二密封唇口 421、422，該第一和第二密封唇口 421、422分別抵靠第二空腔433b的第一和第二內(nèi)側(cè)軸向表面431b、432b。如前所述，配合端面部件430沒有徑向負載，并且密封件400能夠適應(yīng)動態(tài)跳動而不會增加摩擦力和磨損。
[0050]在該實施方式中，配合端面部件430適當?shù)赜蓛蓚€單獨的部分形成，在內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封部件410、420已經(jīng)被設(shè)置成抵靠這兩個單獨的部分中的一個之后，將這兩個單獨的部分軸向連接到一起。
[0051]至此已經(jīng)描述了本發(fā)明的多個方面/實施方式。要理解的是，每個方面/實施方式可以與任何其它的方面/實施方式進行組合。因此，本發(fā)明可在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)有所變化。
【主權(quán)項】
1.一種動態(tài)密封件(100、200、300,400),用于封閉能夠相對旋轉(zhuǎn)的同軸內(nèi)側(cè)組件(10)和外側(cè)組件(20)之間的徑向間隙，所述動態(tài)密封件(100、200、300、400)包括: ?內(nèi)側(cè)密封部件(110、210、310、410)，能夠安裝到所述內(nèi)側(cè)組件(10); ?外側(cè)密封部件(120、220、320、420)，能夠安裝到所述外側(cè)組件(20);以及 ?環(huán)狀配合端面部件(130、430)，所述配合端面部件(130、430)以浮動的方式沿軸向懸置在所述內(nèi)側(cè)密封部件和外側(cè)密封部件之間，并且與所述內(nèi)側(cè)密封部件和外側(cè)密封部件同軸； 其特征在于: ?所述內(nèi)側(cè)密封部件包括一組在軸向上間隔設(shè)置的第一密封構(gòu)件和第二密封構(gòu)件(111、112;211、212;311、312;411、412)，所述第一密封構(gòu)件和第二密封構(gòu)件抵靠所述環(huán)狀配合端面部件的軸向?qū)υO(shè)表面(131、132、431&、432&)，以在徑向內(nèi)側(cè)位置上沿軸向保持所述配合端面部件；以及 ?所述外側(cè)密封部件包括在軸向上間隔設(shè)置的第一密封構(gòu)件和第二密封構(gòu)件(121、122;221、222;321、322;421、422)，所述第一密封構(gòu)件和第二密封構(gòu)件抵靠所述環(huán)狀配合端面部件(130、430)的軸向?qū)υO(shè)表面(131、132、431b、432b)，以在徑向外側(cè)位置上沿軸向保持所述配合端面部件。2.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)密封件，其特征在于，所述配合端面部件(430)包括其內(nèi)圓周上的U形環(huán)狀內(nèi)側(cè)空腔(433a)，所述內(nèi)側(cè)密封部件(410)沿徑向延伸進入所述內(nèi)側(cè)空腔，通過這種方式，所述內(nèi)側(cè)密封部件的第一密封構(gòu)件和第二密封構(gòu)件(411、412)抵靠所述內(nèi)側(cè)空腔(433a)的軸向內(nèi)側(cè)表面(431a、432a)。3.如權(quán)利要求1或2所述的動態(tài)密封件，其特征在于，所述配合端面部件(430)包括其外圓周上的U形環(huán)狀外側(cè)空腔(433b)，所述外側(cè)密封部件(420)沿徑向延伸進入所述外側(cè)空腔，通過這種方式，所述外側(cè)密封部件的第一密封構(gòu)件和第二密封構(gòu)件(421、422)抵靠所述外側(cè)空腔的軸向內(nèi)側(cè)表面(431b、432b)。4.如權(quán)利要求2或3所述的動態(tài)密封件，其特征在于，所述配合端面部件由軸向連接到一起的兩個單獨的部分形成。5.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)密封件，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)密封部件的第一密封構(gòu)件(111、211、311)和第二密封構(gòu)件(112、212、312)抵靠所述配合端面部件(130)的軸向外側(cè)表面(131、132)，所述配合端面部件的內(nèi)圓周延伸進入該組內(nèi)側(cè)密封構(gòu)件所圍成的空腔(119)06.如權(quán)利要求5所述的動態(tài)密封件，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)密封部件由軸向連接到一起的兩個單獨的部分形成。7.如權(quán)利要求1、2、5或6所述的動態(tài)密封件，其特征在于，所述外側(cè)密封部件的第一密封構(gòu)件(121、221、321)和第二密封構(gòu)件(122、222、322)抵靠所述配合端面部件的外側(cè)軸向表面(131、132)，所述配合端面部件的外圓周延伸進入該組外側(cè)密封構(gòu)件所圍成的空腔(129)08.如權(quán)利要求7所述的動態(tài)密封件，其特征在于，所述外側(cè)密封部件(220)由軸向連接到一起的兩個單獨的部分(223a、223b)形成。9.如引用權(quán)利要求5的權(quán)利要求7或8所述的動態(tài)密封件，其特征在于，在所述空腔(119、129)的至少一個中設(shè)置潤滑劑。10.如引用權(quán)利要求5的權(quán)利要求7所述的動態(tài)密封件，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)密封部件和外側(cè)密封部件中的每個密封構(gòu)件都包括臂狀部(114、124、214、224、314、324)和抵靠所述配合端面部件(130)的唇狀部(115、125、215、225、315、325)。11.如權(quán)利要求10所述的動態(tài)密封件，其特征在于，所述密封件允許所述配合端面部件(130)相對于所述內(nèi)側(cè)組件和外側(cè)組件(10、20)發(fā)生軸向偏移，每個臂狀部(214、224、314、324)都包括將相應(yīng)的唇狀部(215、225、315、325)推向所述配合端面部件的撓曲部(218、318)，所述撓曲部(218、318)作為各臂狀部響應(yīng)所述軸向偏移用以依托旋轉(zhuǎn)的折轉(zhuǎn)點。12.如權(quán)利要求10或11所述的動態(tài)密封件，其特征在于，至少一個唇狀部(315、325)包括由其軸向表面延伸出來的突起部所形成的多個微型唇狀物(116、216a、216b、216c、316a、316b)。13.如權(quán)利要求11所述的動態(tài)密封件，其特征在于，至少一個唇狀部(315、325)包括與所述配合端面部件(130)接觸的第一微型唇狀物(316a)，還包括當所述配合端面部件處于無偏移軸向位置時，距離所述配合端面部件有軸向間隙的第二微型唇狀物(316b)，其中所述軸向間隙小于或等于所述密封件(300)在設(shè)計上允許的配合端面部件的軸向偏移。14.如權(quán)利要求11所述的動態(tài)密封件，其特征在于，至少一個唇狀部(215、225)相對于所述配合端面部件(130)傾斜形成有角度，并且包括兩個或兩個以上具有不同軸向長度的微型唇狀物(216a、216b、216c)。15.如前述權(quán)利要求中任一項所述的動態(tài)密封件，其特征在于，所述動態(tài)密封件(100、200、300、400)是軸向?qū)ΨQ且徑向?qū)ΨQ的。
【文檔編號】F16J15/3256GK106030168SQ201480075579
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年2月14日
【發(fā)明人】喬斯·霍爾斯尼德斯, 格里特-簡·多普
【申請人】斯凱孚公司