CN101443583B - 能够相对于彼此平移移动的机器部件 - Google Patents

Abstract

在一用于相对于一低压侧(N)密封一高压侧(H)的、具有至少一个用于压力释放的卸荷孔或卸荷通道(6)的密封装置(1)中，将一密封环(2)和至少一个预张紧元件(3)这样设置一在位于两个可以相对于彼此平移移动的机器部件(4a，4b)之间的凹槽空间(5)内，即，使所述预张紧元件(3)既通过一径向力分量(210)也通过一轴向力分量(220)张紧密封环(2)，并且密封环(2)通过确定的接触面(20，22)贴靠在第二机器部件(4b)和低压侧的凹槽侧面(51)上。

Description

能够相对于彼此平移移动的机器部件

技术领域

本发明涉及两个可以相对于彼此平移移动的机器部件，在它们之间设置有之间的用于相对于一低压侧密封一高压侧的密封装置，该密封装置包括一韧弹性/粘塑性

的密封环和至少一个橡胶弹性的预张紧元件，其中在所述密封环中设置一个或多个卸荷孔或卸荷通道(槽)，所述卸荷孔或卸荷通道在一侧具有在密封装置的压力加载的状态下朝向低压侧的低压侧开口，而在另一侧具有高压侧开口。

背景技术

对于位于可彼此相对移动的机器部件之间的密封装置，在各个密封元件例如主密封件和副密封件之间的中间空间内，在操作期间、即在这两个机器部件彼此相对平移移动时，会出现介质压力升高。这是由于机器部件例如活塞杆相对于安装空间的不利的速度比导致的。例如低压侧过高的压力会损坏直至破坏机器部件，从而会导致整个密封装置失效。

用于压力释放的密封装置具有卸荷孔或卸荷通道，所述卸荷孔或卸荷通道与止回阀相类似地用于释放压力。例如由DE 10117662C1已知一种这样的密封装置。在一个密封装置相对于低压侧密封高压侧的基本压力位置，设置在密封环上的卸荷孔或卸荷通道被封闭，而在一压力释放位置，换句话说在反向的压力位置，卸荷孔或卸荷通道被释放即打开，从而在中间空间中在低压侧出现的压力在达到一过压时可朝高压侧逸出。在这种已知的用于压力释放的密封装置中，不是在所有的运行状态下都能确保，对于任意的系统中的压力比和/或机器部件的速度比，卸荷孔或卸荷通道都仅在到达压力释放位置时才打开。过早打开或释放卸荷孔或卸荷通道会使得密封装置的压力释放功能失效，并且处于压力下的介质可能从高压侧流到低压侧。

发明内容

本发明的目的是，在用于压力释放的密封装置中，确保仅在压力释放位置才打开卸荷孔或卸荷通道。

根据本发明，这样来实现所述目的，即，一位于两个可以平移移动的机器部件之间的用于相对于低压侧密封高压侧的密封装置包括粘塑性的密封环和至少一个橡胶弹性的预张紧元件，其中在密封环中设置有一个或多个卸荷孔或卸荷通道，所述卸荷孔或卸荷通道在一侧具有多个在密封装置的加压状态下朝向低压侧的低压侧的开口，在另一侧还具有多个高压侧的开口，其中，在密封装置被装入一凹槽空间内的状态下，所述一个或多个低压侧的开口由凹槽空间在压力加载状态下配设给低压侧的低压侧凹槽侧面或者由所述至少一个预张紧元件封闭，或者由低压侧凹槽侧面、凹槽空间的凹槽底部和预张紧元件限定，并且在安装好的无压力的状态下，利用沿轴向定向的力分量使所述密封环贴靠在低压侧的凹槽侧面上。

通过轴向、即平行于两个机器部件的平移运动方向定向的力分量，将密封环挤压或推压在低压侧的凹槽侧面上，并由此防止低压侧或在低压侧连接在密封装置上的中间空间与卸荷孔或卸荷通道的低压侧开口之间连接。只有当存在相对于所述轴向力分量的相应反向力时、即在压力释放位置，才允许低压侧的中间空间与低压侧的开口之间连接。

在本发明的密封装置的一优选实施形式中，密封环在其朝向凹槽底部的外表面上具有一个或多个相对于凹槽底部倾斜定向的分表面。

该实施形式的优点在于，通过密封环的外表面的几何形状设计来实现轴向力分量。通过将张紧密封环的预张紧元件贴靠在密封环的倾斜的分表面上而沿朝低压侧的轴向方向挤压或预张紧所述密封环。通过密封环和/或预张紧元件的合适的轮廓、尤其是通过密封环和预张紧元件之间的接触表面的倾斜度的选择，可以根据需要调节，即增加或降低轴向力分量。

在另一个优选实施形式中，预张紧元件贴靠在所述外表面上并且贴靠在密封环的至少一个在高压侧形成的、高压侧的侧向侧面上。

预张紧元件部分地位于密封环的高压侧的侧向侧面和高压侧的凹槽侧面之间。通过预张紧元件相对于凹槽或凹槽空间的轴向超尺寸而在密封环上产生一轴向压力，并由此产生用于使密封环贴靠在低压侧的凹槽侧面上的轴向力分量。预张紧元件优选设计成模制件。

密封装置的特征还在于具有两个预张紧元件。

通过优选贴靠在密封环平行于凹槽底部定向的分表面上和贴靠在密封环相对于凹槽底部倾斜定向的分表面上的两个预张紧元件，可以分别通过一个预张紧元件产生由预张紧元件传递给密封环的力的径向分量和轴向分量。由此可以得到这样的优点，即，可将标准化的预张紧元件用于按本发明的密封装置，例如O型环、四边环、Quad-

(美国Minneapolis的公司Quadion Corporation的注册商标)，这样尤其会使得密封装置的制造成本最小化。

在按本发明的密封装置的另一个优选实施形式中，在已装入的状态下，密封环贴靠在凹槽空间低压侧的凹槽侧面和高压侧的凹槽侧面上。

在该实施形式中，轴向力分量由密封环本身提供，该密封环在两侧贴靠在凹槽空间低压侧和高压侧的凹槽侧面上，并在此位置被压缩或挤压。沿轴向观察，密封环相对于凹槽空间具有一超尺寸

密封环还在位于低压侧的侧向侧面上具有一附加的密封边缘。

通过形成所述附加的密封边缘防止压力介质例如液压液体或润滑油进入凹槽空间的一这样的局部空间，卸荷孔或卸荷通道在低压侧通入该局部空间。

此外，第一机器部件优选地是气缸，第二机器部件是在该气缸中被引导的活塞的活塞杆。

按本发明的用于压力释放的密封装置尤其适合用于液压系统中。

在本发明的范围内，无压力状态是这样一种状态，在该状态中密封装置被装入凹槽空间内，而处于压力下的介质还没有作用到该密封装置上。在本发明的范围内，压力加载状态是这样一种状态，在该状态中，已装入凹槽空间内的密封装置受到处于压力下的介质加载作用。

附图说明

从下面的说明以及附图的图形中可以得到本发明的其它优点和特征。按本发明的密封装置在图1-8中的实施例中示出。附图中所示的特征仅是示意性的，而不应理解为是按比例绘制的。

其中

图1至8分别示例性地示出一个位于两个相对于彼此可以平移移动的机器部件之间的密封装置。

具体实施方式

图1示出一密封装置1的剖视图，在该密封装置中，一密封环2和一预张紧元件3设置在一第一机器部件4a和一第二机器部件4b之间。所述第二机器部件4b-这里是一活塞-相对于设计成气缸的第一机器部件4a沿平移方向100被引导，并且可沿平移方向100移动。这两个机器部件4a和4b包围一个在剖面内为盒形的凹槽空间5，该凹槽空间具有低压侧的凹槽侧面51、相对的高压侧的凹槽侧面52和凹槽底部53。为了密封低压侧N和高压侧H，将密封环2和预张紧元件3这样装入凹槽空间5并使其在其中被挤压、变形和张紧，即，使预张紧元件3在密封环2上施加一沿方向200定向的力。总的力200具有一径向力分量210和一轴向力分量220，所述径向力分量210使得密封环2通过密封边缘20紧密地贴靠在第二机器部件4b上，所述轴向力分量220使得密封环2紧密地贴靠在低压侧的凹槽侧面51上。密封环2的外表面21相对于凹槽底部53倾斜。这种倾斜导致轴向力分量220。由于所述平行于平移方向100延伸的轴向力分量220，密封环2以其前面的设计成端侧的侧向侧面22贴靠在低压侧的凹槽侧面51上。

通过这样的贴靠，防止低压侧N或者说在这里和密封装置1相邻接的中间空间与设置在密封环2内的卸荷通道6’之间连接。只有在施加相应的轴向反向力并且高压侧的侧向侧面22从低压侧的凹槽侧面51上离开时才会释放这种连接。在所示的安装状态下，卸荷孔6的低压侧开口61在无压力位置以及基本压力位置都被预张紧元件3封闭，并且只有到达一压力释放位置时才会通过预张紧元件3相应的移动和/或变形而被打开。卸荷通道6’高压侧的开口62设置在密封环2朝向第二机器部件4b的侧面上，该开口在任何压力位置都是打开的。

图2示出密封装置1的另一个实施例。密封环2具有从外表面21延伸到朝向第二机器部件4b的侧面的卸荷孔6，并且在其外表面21上具有第一分表面23和第二分表面24。第一分表面23是直的，换句话说平行于凹槽空间5的凹槽底部53，而朝高压侧H连接在第一分表面23上的第二分表面24相对于凹槽底部53倾斜地定向。通过在第一和第二机器部件4a和4b之间的凹槽空间5内夹紧密封环2和预张紧元件3，产生了由预张紧元件3施加在密封环2上的张紧力。在所示的实施例中，总的张紧力由作用在第一分表面23上的第一分力200’和作用在第二分表面24上的第二分力200组成。使密封环2贴靠在低压侧的凹槽侧面51上必需的轴向力分量220只由第二分力200提供。如图所示，朝向第二机器部件4b的内表面可以是倾斜的，但也可以具有对称的轮廓。

图3示出密封装置1的另一个实施例。设计成Quad的预张紧元件3与密封环2一起设置在凹槽空间5内并在密封环上施加一力。预张紧元件3既贴靠在低压侧的凹槽侧面51上也贴靠在高压侧的凹槽侧面52上。由贴靠在密封环2倾斜的第二分表面24上的预张紧元件3的力200产生轴向力分量220。卸荷孔6低压侧的开口61由预张紧元件3封闭。在一处中断之后，卸荷孔6以一终止孔6”朝高压侧H继续延伸，在该终止孔的端部处具有高压侧的开口62。

在图4中示出由密封环2、预张紧元件3和另一个预张紧元件3’组成的密封装置1。两个机器部件4a和4b之间的凹槽空间5具有一两级式的凹槽底部53。封闭在密封环2中形成的卸荷孔6的预张紧元件3贴靠在密封环2的一平坦的、平行于凹槽底部53延伸的第一分表面23上，并且沿径向方向210’夹紧该分表面。所述另一个预张紧元件3’贴靠在外表面21倾斜的第二分表面24上并且在密封环2上施加一沿径向方向210和轴向方向220作用的力。在此实施例中，本发明的密封装置1由具有特定轮廓的密封环2和两个选择为标准元件的预张紧元件3和3’构成。密封环2具有一附加孔27，经由该附加孔27可以致动预张紧元件3。

图5示出密封装置1的另一个实施例。沿径向方向夹紧密封环2并且在密封环上施加具有轴向力分量220的力的预张紧元件3设计成模制件，并且贴靠在密封环2的外表面21和朝向高压侧H的后部侧向侧面26上。由于夹在两个凹槽侧面51和52之间的预张紧元件3贴靠在密封环2的后部侧向侧面26上，可以调节轴向力分量220，并确保密封环2贴靠在低压侧的凹槽侧面51上。

图6所示的密封装置1的实施例的特征在于卸荷通道(卸荷槽)6’，该卸荷通道沿密封环2的外表面21和后部侧向侧面26延伸，并且在所示的无压力状态下未被预张紧元件3封闭，而是在低压侧通入凹槽空间5的一部分空间54。所述部分空间54由低压侧的凹槽侧面51、凹槽底部53和预张紧元件3限定。密封环2经由一附加的密封边缘25贴靠在低压侧的凹槽侧面51上，并通过所述附加的密封边缘25限定部分空间54，并且防止部分空间54以及通入该部分空间的卸荷孔6与连接在低压侧N上的中间空间或与低压侧N连接。通过由贴靠在密封环2倾斜定向的外表面21上的预张紧元件3施加在密封环上的力200，密封环2沿轴向方向220通过附加的密封边缘25实现密封，而沿径向方向210通过密封边缘20和20’实现密封。

图7示出密封装置1的一个实施例，其中通过密封环2自身或者其在凹槽空间5中的位置提供轴向贴靠所需的力。密封环2贴靠在低压侧的凹槽侧面51和高压侧的凹槽侧面52上，换句话说，密封环被夹在两个凹槽侧面51和52之间。在后面的侧向侧面26上设置有一个附加凹槽27，高压侧H通过该附加凹槽与位于预张紧元件3后面的另一个部分空间54’相连。剖视图中示出的密封环2沿其周向具有多个另外的、优选等间距的附加凹槽。密封环2具有平直的第一分表面23和倾斜的第二分表面24，预张紧元件3贴靠或支承在该第一分表面23上。

在图8所示的密封装置1的实施例中，密封环2贴靠在两个凹槽侧面51和52上，其中位于高压侧的后部侧向侧面26具有一凸台，在该凸台内设有所述额外凹槽27。

还可设想本发明的另外的实施例，其包括在可相对于彼此平移移动的机器部件例如活塞杆或活塞与气缸之间的、在盒形阶梯状的安装空间例如凹槽空间内的一个或多个预张紧元件。此外，还可以设想将卸荷孔或卸荷通道在其整个长度上或至少部分地设置在具有凹槽空间的机器部件内，尤其是设置在凹槽侧面和凹槽底部内。

在用于相对于低压侧N密封高压侧H的、具有用于压力释放的至少一个卸荷孔或卸荷通道6的密封装置1中，密封环2和至少一个预张紧元件3这样设置在位于两个可以相对于彼此平移移动的机器部件4a、4b之间的凹槽空间5内，即，使得预张紧元件3既利用径向力分量210也利用轴向力分量220张紧密封环2，并且密封环2经由确定的接触面20、22贴靠在第二机器部件4b和低压侧的凹槽侧面51上。

Claims (7)

1.两个能够相对于彼此平移移动的机器部件(4a，4b)，在所述两个机器部件(4a，4b)之间设置有用于相对于低压侧(N)密封高压侧(H)的密封装置(1)，该密封装置由一韧弹性的密封环(2)和至少一个橡胶弹性的预张紧元件(3)组成，其中在所述密封环(2)中设有一个或多个卸荷孔(6)或卸荷通道(6’)，所述卸荷孔或卸荷通道在一侧具有在密封装置(1)的压力加载状态下朝向低压侧(N)的低压侧的开口(61)，在另一侧具有高压侧的开口(62)，其中，在密封装置(1)已装入凹槽空间(5)内的状态下，所述一个或多个低压侧的开口(61)由凹槽空间(5)的一在压力加载状态下与低压侧(N)相配的低压侧的凹槽侧面(51)封闭或者由所述至少一个预张紧元件(3)封闭，或者由低压侧的凹槽侧面(51)、凹槽空间(5)的一凹槽底部(53)和预张紧元件(3)限定，并且所述密封环(2)利用一沿轴向定向的力分量(220)在已装入的、无压力的状态下贴靠在低压侧的凹槽侧面(51)上，由此将密封环(2)挤压到凹槽侧面(51)上并防止低压侧(N)与低压侧的开口(61)之间的连通，其特征在于，仅在压力释放位置才实现卸荷孔(6)或卸荷通道的打开，并且在压力释放位置，当存在相对于沿轴向定向的力分量(200)的反力时，低压侧与低压侧的开口(61)之间实现连通。

2.根据权利要求1所述的机器部件，其特征在于，密封环(2)在其朝向凹槽底部(53)的外表面(21)上具有一个或多个相对于凹槽底部(53)倾斜定向的分表面(23，24)。

3.根据权利要求1或2所述的机器部件，其特征在于，预张紧元件(3)贴靠在密封环(2)的朝向凹槽底部(53)的外表面(21)上并至少贴靠在密封环(2)的一个在高压侧(H)上形成的高压侧的侧向侧面(26)上。

4.根据权利要求1所述的机器部件，其特征在于，该密封装置具有两个预张紧元件(3，3’)。

5.根据权利要求1所述的机器部件，其特征在于，在已装入的状态下，密封环(2)贴靠在凹槽空间(5)的低压侧的凹槽侧面(51)和高压侧的凹槽侧面(52)上。

6.根据权利要求1所述的机器部件，其特征在于，密封环(2)在一低压侧的侧向侧面(22)上具有一附加的密封边缘(25)。

7.根据权利要求1所述的机器部件，其特征在于，第一机器部件(4a)是气缸，第二机器部件(4b)是在该气缸中被引导的活塞的活塞杆。

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