CN1013613B - 隔绝式密封装置 - Google Patents

Abstract

一种密封装置(22)，包括主要密封件(26)、隔绝式密封件(28)和污染物质吸收材料(30)。隔绝式密封件和吸收材料延长了主要密封件的寿命。为使橡胶密封件(34)的密封缘(34d)相对于轴向密封面(36a)合适地定位，隔绝式密封件为面密封型。并包括间隔装置(40、42、38)。为了吸收可能从隔绝式密封件进入的污染物质，吸收材料安置在隔绝式密封件和主要密封件之间。轴向密封面可由弹簧垫片提供的截锥形表面来形成。

Description

本发明涉及一种轴密封装置，特别是一种隔绝式密封装置，用以防止外来物如砂砾、水等进入箱内或进到为防止液体从箱内流出而使用的密封件的密封缘上。

有时归类为粉尘密封件的隔绝式密封件，在现有技术中广为知晓。多种形式的这类密封件可以在美国专利4，491，332、3，703，296、3，640，540和3，504，917中见到。美国专利4，428，586中公开了另一种隔绝式密封装置，这是一个两部分的油密封组件，包括一个离心作用隔绝件，它具有一个带隔绝密封的径向法兰，该隔绝密封同箱体上径向向内的法兰接触起密封作用。隔绝式密封件经常被用在越野车上，以减少在密封件密封缘上的外来物（如来自泥土的砂砾和灰尘）所造成的有害影响，并防止润滑油或润滑脂从车辆部件如变速箱或轴箱内流出。

本发明的一个目的是提供一种易于安装的隔绝式密封装置，它不需要特别注意密封装置密封缘的位置。

本发明的另一个目的是提供一种能延长主要密封件寿命的隔绝式密封装置。

本发明的再一个目的是控制作为密封件承载轴转速的函数的密封缘载荷。

本发明的目的是这样达到的，即提供一种环形密封装置，用于密封穿过箱体的开口延伸的轴的圆柱形外表面外部的环形空间，轴的一部分位于箱体的内部，一部分位于箱体的外部，轴被安装成可绕其轴 线并相对于箱体旋转，该密封装置包括：一个位于箱体的外部和一防止箱体内液体流出的主密封件之间的隔绝式密封件，它包括：一个弹性件，它具有一个圆柱形的内表面和一个形成面对轴向的密封缘的径向外展的法兰部分，圆柱形内表面用于与轴的圆柱形外表面形成静密封关系并随之一起转动;一个夹紧装置，它嵌入弹性件的一部分并可随之转动，以防止由于通过轴的弹性件转动而失去静密封关系。该密封装置还包括：环形支承装置，它固定在箱体上并与开口成静密封关系，支承件具有一圆柱形部分;一个径向延伸的密封法兰与支承装置的圆柱形部分成静密封关系，该法兰形成一个基本面对轴向的表面，与弹性件的密封缘成动密封关系;间隔装置，它安装在支承装置的圆柱形部分中，间隔装置与夹紧装置的径向外延部分相配合以使弹性件的密封缘相对于密封法兰的轴向表面轴向定位;吸收材料，它位于隔绝式密封件和主密封件之间以吸收进入到隔绝式密封件内的污染物。

附图中表示了本发明的密封装置，其中：

图1是安置在部分画出的箱体中的隔绝式密封装置的剖视图;

图2是隔绝式密封装置的另一个实施例的剖视图;

图3是图1和图2中密封装置改进部分的剖视图。

在图1中部分画出的箱体装置10包括形成开口14的箱体部分 12，轴16穿过开口安装成围绕轴线16a转动，由已知的方式通过部分画出的滚动轴承18支承到箱体上。这个箱体可用于一根轴或是一个变速器，轴的外围空间或外部20暴露在污染物质如泥土或粉尘中。密封装置22安置在由开口14和轴16形成的环形空间24a中，用来防止液体和污染物质流出或进入箱体内部24。

密封装置22包括一个主要密封件26，一个端面型隔绝式密封件28，一个安置在两个密封件之间的吸收机构或吸收材料30。密封件和吸收机构由支承件32支承于它们的径向外展部分，支承件32包括一个压入开口14的圆柱形外部32a，与开口形成静密封，一个圆柱形内部32b，一个连接两个圆柱形部分的径向延伸部分32c。通过压装进支承件32的圆柱形内部，主要密封件被夹住，以防相对于箱体转动。压入装配形成一个静密封，并确定主要密封件的主要密封缘26a的位置，与轴16的外圆柱面16b成同心的动密封关系。以一种众所周知的方式，密封件26也可能包括一个或两个隔绝缘或除尘缘26b。当暴露于污染物质，特别是磨料砂砾类污染物质如泥沙、粉尘中时，防止箱体装置10内液体泄出的主要密封缘26a的迅速磨损，是密封件提前失效的主要原因。已知安置在暴露于高污染物质的情况如越野车所遇到的，隔绝缘26b只能相当短期地延续这种失效。

已知主要密封件的寿命通过使用轴向端面隔绝式密封件而有所改进，即用一个带有密封缘的密封件，密封缘相对于一个轴向端面转动。这个端面通常由要被密封的结构的一部分所确定，如轴要穿过的箱体。这样一个密封件的作用很大程度上取决于相对于这个端面的密封缘的合适位置。因此，或者密封件在安装时要小心地在轴上定位，或 者在使用中密封件能自动定位。在安装中，尤其在修理和检查中，小心地定位需要特别的测量操作，这增加了装配费用，增大了不适当安装的可能性。自动定位需要仔细地控制密封件和轴的公差。这样的公差控制增加了制造费用。其次，这公差可能受超出密封件制造控制范围的状况的有害影响，因而导致不适当的自动定位。这样的缺点被隔绝式密封件28所克服，其中密封件和轴向端面被组合成自相包容的预先装配好的部件，在安装中不需要特别测量，或者密封件制造者不需要仔细地控制公差。

隔绝式密封件28包括一个弹性（橡胶）密封件34，一个径向外展的密封法兰36，一个夹紧装置38，一个由剖面为L形的环形件40、42形成的间隔装置和夹紧装置38的一个径向外展法兰38a。弹性密封件34包括一个环形部分34a，它有一个与轴16的圆柱形外表面16b形成静密封的圆柱形内表面34b和一个形成面对轴向的密封缘34d的径向外展法兰部分34c。密封缘34d与密封法兰36的轴向密封面36a形成动密封。密封法兰36在它与支承件内圆柱面部分32b的轧制末端32d的接合面上也形成静密封。这个静密封可以由通常的密封物质或吸收材料30所填充。密封法兰36和间隔装置的环形件40、42在轧制末端34d和主要密封件26之间可靠地被夹住。用另一种方法，密封法兰36实际上可以以大体上如图2所示的方式与支承件整体地形成，或者可以由如图3剖面图所示的弹簧垫片44容易地提供一个截锥形密封面44a。夹紧装置38除法兰38a外还包括一个环形部分38b，箍住橡胶密封件的环形部分34a，以防由于膨胀或延伸到弹性密封件的离心力而造成失去表面16b和34b之间的静密封。 为了使密封缘34d对密封面36a用预定的预压精确定位，环形件40、42的轴向面40a、42a围在夹紧装置的法兰38a的两边。

更进一步，为了抵消由于离心力而造成的密封缘34d沿轴向运动离开密封面36a的趋势，根据弹性（橡胶）密封件的弹性和转速，弹性密封件的法兰34c的径向内部可具有预定的几何形状和质量。这个趋势由环38b的末端38c抵消，它轴向紧靠法兰34c，提供了一个枢轴点，让图1中法兰34c轴向向右运动以控制作为速度函数的密封缘载荷。

通过隔绝式密封件的密封缘34d进入的污染物质被吸收材料30吸收或聚集。吸收材料可以是油脂或多孔材料等，多孔材料有尿烷泡沫或纤维如羊毛、金属棉或毛毡等。标号30表示一种油脂，安置在由环形件40、42和法兰36形成的环状空间中。最好是，空间部分地由油脂填充，选择油脂稠度能最大限度地吸入污染物质。也可以把吸收材料安置在零件40和密封法兰36之间的空间中。在隔绝式密封件38与主要密封件26间使用这样的吸收材料大大地增加了主要密封件的使用寿命。

图2说明了一个包括一个隔绝式密封件52和吸收材料54的密封装置50。密封装置50体现了图1的特点，但采用了背在主要密封件（未图示）的支承件56背上的方式。此外装置50包括了将污染物质沿径向向外离心甩出到吸收材料54中的特点，进一步防止了污染物质移动到主要密封件上。装置50包括带有一个圆柱形部分58a的薄板金属件58，套叠式地压到支承件56的外面，一个径向外展法兰58b形成一个类似于密封面36a的密封面58c， 一个大体与密封件34相同的弹性（橡胶）密封件60，一个由元件62确定的夹紧-间隔-离心组合装置，以及成带状的吸收材料54。元件62的内圆周面62a和轴向端面62b、62c沿径向限制密封件60并使其沿轴向定位。通过变化环状垫片64的厚度和结合套叠式压入固定在支承件56上的圆筒形部分58a的操作，可改变密封件60的密封缘60a的预压。元件62的端部62c形成多个沿周边间隔的径向外展叶片62d，它们将污染物质沿径向向外离心甩出，以便由毛毡材料54吸收。

虽然上面已经详细地说明和描述了本发明的最佳实施例，但是显然，不超出本发明的范围和精神实质就可实现已公开实施例的多种变化和改进。后面的权利要求书应该包括公开的实施例和被认为属于本发明精神实质范围内的所有变化和改进。

Claims (18)

1、一种环形密封装置，用于密封穿过箱体(10)的开口延伸的轴(16)的圆柱形外表面(16b)外部的环形空间(24a)、轴的一部分位于箱体(10)的内部(24)，一部分位于箱体的外部(20)，轴被安装成可绕其轴线(16a)并相对于箱体旋转，所述的密封装置(22，50)包括：一个位于箱体外部和一防止箱体内液体流出的主密封件(26)之间的隔绝式密封件(28，52)，该隔绝式密封件(28，52)包括：

一个弹性件(34，60)，它具有一个圆柱形内表面(34b)和一个形成面对轴向的密封缘(34d)的径向外展的法兰部分(34c)，圆柱形内表面用于与轴(16)的圆柱形外表面(16b)成静密封关系并随之一起转动；

一个夹紧装置(38，62)，嵌入弹性件(34，60)的一部分，并可随之转动，以防止由于通过轴的弹性件(34，60)转动而失去静密封关系；

所述的密封装置还具有：环形支承装置(32，56，58)，它固定在箱体(10)上并与开口(14)成静密封关系，支承件具有一圆柱形部分(32b，58a)；

一个径向延伸的密封法兰(36，44，58b)与支承装置(32，58，56)的圆柱形部分(32b，58a)成静密封关系，法兰形成一个基本面对轴向的表面(36a，44a，58c)，与弹性件(34，60)的密封缘(34d，60a)成动密封关系，

其特征在于：间隔装置(40，42，62)，它安装在支承装置(32，56，58)的圆柱形部分(32b，58a)中，间隔装置与夹紧装置(38，62)的径向外延部分(38a)相配合以使弹性件(34，60)的密封封缘(34d，60a)相对于密封法兰(36，44，58b)的轴向表面(36a，44a，58c)轴向定位；吸收材料(30，54)，它位于隔绝式密封件和主密封件之间以吸收进入到隔绝式密封件内的污染物。

2、根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于密封法兰（58b）与支承装置（56、58）的圆柱形部分的一端（58a）是整体形成的。

3、根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于密封法兰（44）的大体面对轴向的表面（44a）是径向外展的截锥形面。

4、根据权利要求3所述的密封装置，其特征在于密封法兰是一个弹簧垫片（44）。

5、根据权利要求1，2，3或4所述的密封装置，其特征在于面对轴向的表面（44a）面对离开支承装置（56、58）的圆柱部分（58a）。

6、根据权利要求5所述的密封装置，其特征在于：所述的主密封件（26）为一个径向缘密封件，它由支承装置（32）的圆柱形部分（32b）支承，密封件（26）与轴（16）的圆柱形外表面（16b）形成动密封，并通过间隔装置（40、42）沿轴向与密封法兰（36）隔开。

7、根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于间隔装置（40、42，56、58）包括第一个和第二个从支承装置的圆柱形部分径向向内延伸的沿轴向隔开安置的环形法兰（40a、42a，58b、56），环形法兰围住夹紧装置（38、62）的径向外部（38a，62b、62c）。

8、根据权利要求7所述的密封装置，其特征在于第一和第二个沿轴向隔开安置的法兰（40a、42a，58b、56b）形成一个环形空间，该环形空间含有吸收污染物质用的吸收材料（30，54）。

9、根据权利要求8所述的密封装置，其特征在于夹紧装置（62）包括为把污染物质径向向外离心甩出到吸收材料（54）中去的装置（62d）。

10、根据权利要求8所述的密封装置，其特征在于吸收材料是毛毡材料（54）。

11、根据权利要求8所述的密封装置，其特征在于吸收材料是油脂类材料（30）。

12、根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于弹性件（34、60）的内表面由带有一个外展密封法兰的圆柱形部分（34b）所确定;其中夹紧装置包括一个箍到圆柱形部分外径上的环形部分（38b、62a），环形部分有一个轴向端面（38c），邻接密封法兰（34c）的径向向内部分;其中由于增大的轴转速而造成的作用在密封法兰（34c）上的增大的离心力，引起法兰以环形部分（38b）的端部（38c）为枢轴转动，控制了密封缘（34d，60a）相对于密封法兰的轴向面（36a，58c，44a）的压荷。

13、根据权利要求12所述的密封装置，其特征在于密封法兰（34c）具有预定的质量，以控制绕枢轴转动的量。

14、根据权利要求6所述的密封装置，其特征在于间隔装置（40、42，56、58）包括第一个和第二个从支承装置的圆柱形部分径向向内延伸的沿轴向隔开安置的环形法兰（40a、42a，58b、56），环形法兰围住夹紧装置（38、62）的径向外部（38a，62b、62c）。

15、根据权利要求14所述的密封装置，其特征在于第一个和第二个沿轴向隔开安置的法兰（40a、42a，58b、56b）形成一个环形空间，该环形空间含有吸收污染物质用的吸收材料（30，54）。

16、根据权利要求15所述的密封装置，其特征在于夹紧装置（62）包括为把污染物质径向向外离心甩出到吸收材料（54）中去的装置（62d）。

17、根据权利要求16所述的密封装置，其特征在于吸收材料是毛毡材料（54）。

18、根据权利要求16所述的密封装置，其特征在于吸收材料是油脂类材料（30）。

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