CN101008449A - 径向密封件 - Google Patents

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Abstract

为了提供一种用于在设置在径向密封件的径向内部的第一零件和设置在径向密封件的径向外部的第二零件之间密封的径向密封件，该密封件适合于在两个零件之间密封，其中至少一个零件具有用于径向密封件的非旋转对称的支承面，建议，该密封件包括：带有用于贴靠在第一零件上的内密封面和用于贴靠在第二零件的外密封面的非旋转对称的密封体，相对于径向向外作用的挤压力支撑所述内密封面的第一加固元件和相对于径向向内作用的挤压力支撑所述外密封面的第二加固元件。

Description

径向密封件
技术领域
本发明涉及一种用于在设置在径向密封件的径向内部的第一零件和设置在径向密封件的径向外部的第二零件之间密封的径向密封件。
背景技术
当由于两个相对密封的零件中一个的刚性不足密封件的轴向结构是不可能的时候，那么特别地能够使用这样的径向密封件。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的径向密封件，该径向密封件适合于在两个零件之间密封，其中至少一个零件具有用于径向密封件的非旋转对称的支承面。
根据本发明该任务通过根据权利要求1的径向密封件实现，该密封件包括：带有用于贴靠在第一零件上的内密封面和用于贴靠在第二零件的外密封面的非旋转对称的密封体，相对于径向向外作用的挤压力支撑所述内密封面的第一加固元件和相对于径向向内作用的挤压力支撑所述外密封面的第二加固元件。
根据本发明的径向密封件实现，通过适合于零件的支承面的非旋转对称的形状形式连接的密封件密封由于自身功能的原因具有用于密封件的支承面的零件。
直到现在，这样非旋转对称形状的特别是椭圆形状的密封件仅仅可通过轴向密封件实现；但是密封件的这样的轴向结构，特别是在要被密封的零件的刚性不足时，不再能够实现。
在带密封的一个或者两个零件较小的刚性时根据本发明的径向密封件同样能实现，不仅在设置在径向密封件内部的第一零件上而且在设置在径向密封件外部的第二零件上的可靠的形式连接的双重的径向密封。
此外，根据本发明的径向密封件能够实现，不仅沿径向方向而且沿轴向方向的大程度的补偿在两个待密封的两个零件之间的偏移公差。
在根据本发明的径向密封件的优选的结构中密封体的长度相对于密封体的宽度的比值为至少1.2∶1，最好为至少1.5∶1。
在这种情况下，密封体的长度应该理解为密封体垂直于密封轴线的最大的扩张，密封体的宽度应该理解为密封体垂直于密封体轴线的最小的扩张。
原则上，根据本发明的径向密封件的密封体适合于第一零件和/或第二零件的支承面的每个任意的非旋转对称的形状。
在本发明的优选的结构中规定，密封体具有俯视图基本上为椭圆形的形状。
原则上能够规定，第一加固元件和/或第二加固元件仅仅部分地即在小于360°的角度区域上环绕径向密封件的密封轴线延伸。
但是径向密封件的特别良好的形状稳定性通过如下方式获得，第一加固元件和/或第二加固元件环形封闭地构成。
为了获得相对于设置在径向密封件径向内部的第一零件的良好的密封，最好规定，第一加固元件和/或第二加固元件具有适合于第一零件的圆周表面的外形的形状。
此外为了获得设置在径向密封件的径向外部的第二零件的良好的密封规定，第一加固元件和/或第二加固元件具有适合于第二零件的支承面的外形的形状。
第一加固元件和/或第二加固元件至少部分地嵌入到密封体内。这提供了如下优点，径向密封件作为在密封体制造时已经完成的单元可以简单的方式操纵。
对此可替换地或者补充地同样规定，第一加固元件和/或第二加固元件至少部分地贴靠在密封体的外表面上。这样贴靠在密封体的外表面上的加固元件能够相对于密封体移动，这能够实现较大的偏移公差的补偿。
为了获得密封体的足够的刚性，有利地规定，第一加固元件和/或第二加固元件由金属材料制成，例如由铝合金或者由钢材制成。
第一加固元件和第二加固元件最好沿径向密封件的轴向方向互相相对偏移地设置。
为了特别好地补偿在待密封零件之间的偏移误差，有利的是第一加固元件和第二加固元件沿径向密封件的轴向方向和/或沿径向密封件的径向方向互相相对移动。
第一加固元件和/或第二加固元件具有至少一个基本上沿轴向方向定向的段。
对此可替换地或者补充地，第一加固元件和/或第二加固元件具有至少一个基本上沿径向密封件的径向方向定向的段。
密封体最好由塑料材料制成，特别由弹性的塑料材料制成。
例如规定，密封体由乙烯基丙烯酸脂橡胶或者氟橡胶制成。
为了能够沿径向和/或轴向补偿在待密封的零件之间的特别大的偏移公差，规定，密封体具有补偿区域，该补偿区域可以沿密封体的径向方向和/或轴向方向变形。
这样的补偿区域特别地具有基本上U形的横截面。
根据本发明的径向密封件特别适合于在变速箱外壳盖和通过该盖的穿通孔的插头单元之间的密封。
附图说明
本发明的其他特征和优点是实施例的说明和附图的主题。在附图中示出：
图1示出穿过外壳盖和贯穿外壳盖的穿通孔延伸的插头单元的示意性垂直剖面，其中插头单元和外壳盖借助于径向密封件互相密封；
图2示出图1中的径向密封件的示意性剖视图；
图3示出径向密封件的下面的示意性平面图；
图4示出沿着图3中的线4-4穿过径向密封件的示意性横向剖视图；
图5示出沿着图3中的线5-5穿过径向密封件的示意性纵向剖视图；
图6示出图5中的区域1的放大视图；以及
图7示出穿过径向密封件的第二实施形式的示意性垂直剖面，该径向密封件包括用于补偿径向和/或轴向公差的可变形的补偿区域。
具体实施方式
在所有附图中使用相同的附图标记表示相同的或者功能相当的元件。
在图1中示出的整体用100表示的部件包括以插头单元104形式的第一零件102和以外壳盖108为形式的第二零件106(例如用于齿轮箱的盖子)，其中插头单元104穿过在外壳盖108上设有的椭圆形穿通孔110从外壳盖108的内部空间112延伸到外壳盖108的外部空间114。
为了相对于外部空间114密封内部空间112，在插头单元104和外壳盖108之间设置有径向密封件116，该径向密封件在图2-6中详细地示出。
径向密封件116包括适合于在外壳盖108中的穿通孔110的椭圆形式的非旋转对称的特别是椭圆形的密封体118，该密封体环形封闭地构成并且环绕径向密封件116的中心的穿通孔120延伸。
密封体118的长度L相对于它的宽度B的比值是例如大约5∶3。
如从图4-6中可以看出，密封体118具有带有基本上I形横截面的位于径向内部的内段122和带有基本上L形横截面的位于径向外部的外段124。
密封体118的内段122的指向径向内部即朝向径向密封件116的环轴线126的内部圆周表面构成密封体118的内密封面128，该密封面128设有多个(例如两个)绕内密封表面128环绕的环形封闭的密封唇口130。
密封体118的外段124的径向向外指向(即离开径向密封件116的环轴线126的)的外圆周表面构成外密封面132，该外密封面同样设有多个(例如两个)绕着外密封表面132环绕的环形封闭的密封唇口134。
密封体118的内段122的外段124互相整件地构成。
此外，径向密封件116包括加固元件136，该加固元件环形封闭地构成并且具有配合于横截面为椭圆形的104的外圆周表面、非旋转对称的特别是椭圆形的形状。
如从图4-6的剖视图中看出，第一加固元件136具有角形的横截面，带有轴向柄138和从该轴向柄1 38的端部径向向外延伸的径向柄140。
轴向柄138的位于径向内部的内表面142从外面贴靠密封体118的内段122的位于径向外部的外表面144上。
第一加固元件136优选地由金属材料制成，特别地由铝合金或者由钢材制成。
特别地，第一加固元件由铝合金B046制成。
此外，径向密封件116包括嵌入到密封体118的外段124中的第二加固元件146。
第二加固元件146环形封闭地构成并且具有非旋转对称的特别是椭圆形的形状，该形状与外壳盖108中的穿通孔110的边缘的外形配合。
第二加固元件146具有角形横截面，带有轴向柄148和从轴向柄148的端部径向向内延伸的径向柄150。
如从图4-6中可以看出，第一加固元件136轴向柄138和第二加固元件146的轴向柄148不仅在轴向方向上(即在径向密封件116的环轴线126的方向上)而且在径向方向上(即垂直于径向密封件116的环轴线126的方向上)互相偏移地设置。
此外，第一加固元件136径向柄140和第二加固元件146的径向柄150在径向密封件116的轴向方向上互相偏移地设置。
同样第二加固元件146优选地由金属材料制成，特别由铝合金或者钢材制成。
特别地，第二加固元件能够由铝合金B046制成。
其中嵌入有第二加固元件146的密封体118优选地由弹性的塑料材料制成，例如由乙烯基丙烯酸脂橡胶(AEM)或者氟橡胶(FBM)制成。
特别地，密封体118能由名称为AEM6033的乙烯基丙烯酸脂橡胶制成。
在密封体118的外段124和内段122之间在密封体118上构成有间隙154，该间隙容纳第一加固元件136的径向柄140和轴向柄138的下段。
此外，在密封体118的内段122的远离该间隙154的上端上构成有阻挡凸起部152，该凸起部绕着密封体118的内段122的外表面144的上边缘环绕并且径向向外地突出，所以通过阻挡凸起部152确保第一加固元件136不会沿轴向从密封体118中滑落。
密封体118的下面的、横向于环轴线126定向的端面构成密封体118的第一支承面158，通过该支承面密封体118能够放置在以插头单元104形式的第一零件102上。
密封体118的外段124的上面的、横向于环轴线126定向的端面构成第二支承面156，通过该支承面密封体118能够放置在以外壳盖108形式的第二零件106上。
为了制造上述的径向密封件116，如下面规定：
准备压铸模具，该模具的内轮廓相应于密封体118的外轮廓。
在该压铸模具中，第二加固元件146设置在期望的位置中，其中第二加固元件146通过突入到压铸模具的内部空间内的小块保持在该位置中。
接着，用可压铸的塑料材料填满压铸模具，从而使第二加固元件146嵌入到塑料材料中，并且硬化塑料材料以便制成密封体118。
接着，沿轴向推动第一加固元件136经过阻挡凸起部152到密封体118的内段122上。
长形的凹口160和162相应于在压铸时保持第二加固元件146的小块，所述凹口构成为小块互补的形状并且构成在密封体118的下端面上(见图3)。
这些凹口160、162也增加了密封体118的弹性变形性并且因此增加内密封面128和外密封面132相互的运动性。
在装配组件100时，径向密封件如此设置在外壳盖108的第二零件106上，使得密封体118的第二支承面156贴靠在绕在外壳盖108中的穿通孔110环绕的轴向支承面164上并且密封体118的外密封面132通过密封唇缘134贴靠在外壳盖108的径向支承面166上。
接着，以插头单元104形式的第一零件102从外壳盖108的内部空间112向外推入到密封体118的中间的穿通孔120中如此远，使得密封体118的内密封面128通过密封唇口130贴靠在插头单元104的椭圆形横截面的装置体170的径向支承面168上。
密封体118的第一支承面158在完成装配的状态下能够与插头单元104的轴向支承面171贴靠或者与之隔开，如图1中所示。
在完成装配的状态下，通过内密封面128借助于密封唇口130贴靠在插头单元104的径向支承面168并且通过外密封面132借助于密封唇口134贴靠在外壳盖108的径向支承面166，径向密封件116可靠地径向密封在插头单元104和外壳盖108中间的中间空间。
在这种情况下内密封面128通过第一加固元件136逆着由插头单元104施加到密封体118上的径向向外作用的挤压力被支撑。
此外，外密封面132通过第二加固元件146逆着由外壳盖108施加到密封体118上的径向向内作用的挤压力被支撑。
以这种方式，密封体118保持它的适合于插头单元104的横截面形状的、非旋转对称的特别是椭圆形的形状，所以保证在内密封面128和外密封面132上的可靠的密封。
由于密封体118可弹性变形并且第一加固元件136和第二加固元件146相对于互相可移动，所以在第一零件102和第二零件106之间的进一步的偏移公差不仅沿径向方向而且沿轴向方向(即不仅横向于环轴线126而且平行于环轴线126)在更大的范围被补偿。
在这种情况下密封体118和加固元件136、146的结构适合于第一零件(即例如插头单元104)的横截面的各自的形状。
该形状也不必强制地为椭圆形，而能够采用每个任意的非旋转对称的形状。
在图7中所示的径向密封件116的第二实施形式与上述的第一实施形式的区别在于，第二实施形式的密封体118除了带有内密封面128的内段122和带有外密封面132的外段124之外包括连接内段122和外段124的补偿区域172，该补偿区域沿径向方向和沿轴向方向(即横向于环轴线126和平行于环轴线126)是可变形的，所以一方面内密封面128和第一加固元件136并且另一方面外密封面132以及第二加固元件146不仅沿径向方向而且沿轴向方向相对移动的程度比在第一实施形式中的更大，以便补偿在第一零件102和第二零件106之间的径向或轴向偏移公差，例如达到+/-3mm。
特别地如在图7中所示，补偿区域172具有基本上U形的横截面。
在补偿区域172和密封体118的内段122之间的过渡部上构成有凸肩174，该凸肩限制第一加固元件136相对于密封体118向下的轴向移动距离。
此外，在图7中所示的径向密封件116的第二实施形式与在图2-6中所示的第一实施形式一致，只要参考前面的说明。

Claims (16)

1.一种用于在设置在径向密封件(116)的径向内部的第一零件(102)和设置在径向密封件(116)的径向外部的第二零件(106)之间密封的径向密封件，包括：
带有用于贴靠在第一零件(102)上的内密封面(128)和用于贴靠在第二零件(106)的外密封面(132)的非旋转对称的密封体(118)，
相对于径向向外作用的挤压力支撑所述内密封面(128)的第一加固元件(136)和相对于径向向内作用的挤压力支撑所述外密封面(132)的第二加固元件(146)。
2.如权利要求1所述的径向密封件，其特征在于，密封体(118)的长度相对于密封体(118)的宽度的比值至少为1.2∶1，最好地至少1.5∶1。
3.如权利要求1所述的径向密封件，其特征在于，密封体(118)具有俯视图基本上为椭圆形的形状。
4.如权利要求1所述的径向密封件，其特征在于，第一加固元件(136)和/或第二加固元件(146)环形封闭地构成。
5.如权利要求1所述的径向密封件，其特征在于，第一加固元件(136)和/或第二加固元件(146)具有适合于第一零件(102)的圆周面(168)的外形的形状。
6.如权利要求1所述的径向密封件，其特征在于，第一加固元件(136)和/或第二加固元件(146)至少部分地嵌入到密封体(118)内。
7.如权利要求1所述的径向密封件，其特征在于，第一加固元件(136)和/或第二加固元件(146)至少部分地贴靠在密封体(118)的外表面(144)上。
8.如权利要求1所述的径向密封件，其特征在于，第一加固元件(136)和/或第二加固元件(146)由金属材料制成。
9.如权利要求1所述的径向密封件，其特征在于，第一加固元件(136)和第二加固元件(146)沿径向密封件(116)的轴向方向互相相对偏移地设置。
10.如权利要求1所述的径向密封件，其特征在于，第一加固元件(136)和第二加固元件(146)沿径向密封件(116)的轴向方向和/或沿径向密封件的径向方向互相相对移动。
11.如权利要求1所述的径向密封件，其特征在于，第一加固元件(136)和/或第二加固元件(146)具有至少一个基本上沿径向密封件(116)的轴向方向定向的段(138、148)。
12.如权利要求1所述的径向密封件，其特征在于，第一加固元件(136)和/或第二加固元件(146)具有至少一个基本上沿径向密封件(116)的径向方向定向的段(140、150)。
13.如权利要求1所述的径向密封件，其特征在于，密封体(118)由塑料材料制成，特别由弹性的塑料材料制成。
14.如权利要求13所述的径向密封件，其特征在于，密封体(118)由乙烯基丙烯酸脂橡胶或者氟橡胶制成。
15.如权利要求1所述的径向密封件，其特征在于，密封体(118)具有补偿区域(172)，该补偿区域可以沿密封体(118)的径向方向和/或轴向方向变形。
16.如权利要求15所述的径向密封件，其特征在于，补偿区域(172)具有基本上U形的横截面。
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