CN101910692B - 非接触迷宫式密封组件及其构造方法 - Google Patents

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Abstract

一种非接触迷宫式密封组件，具有该密封组件的轴承组件，及其构造方法，具有一外部刚性载体和一内部套管。该载体具有一外部的圆柱形凸缘和一径向向内延伸的支腿，而该套管则具有一圆柱形壁和一径向向外延伸的凸缘。一本体被连接到支腿和凸缘中的至少一个，其中，该本体至少部分地提供在该载体和套管之间延伸的一个纯非接触迷宫式通道。

Description

非接触迷宫式密封组件及其构造方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2007年11月20日提交的第60/989,190号美国临时申请案的优先权，其全部内容通过引用结合在本文中。
技术领域
本发明一般涉及密封组件，更特别地，涉及用于滚柱轴承(roller bearings)的非接触密封组件。
背景技术
为用于被密封的整装轴承组件的密封提供经预调的间隙和润滑是已知的。在被预调并润滑后，这些轴承可被装配在轴颈之上并在外壳之内，以使轴和外壳相对旋转。这些轴承业已广泛使用于铁路机动车的车轴上，但也用于其他应用，例如吊车车轮、案辊和案剪(table rolls and shears)，甚至滚轧机的工作轧辊。若用于铁路机动车应用中，轴承受高污染物水平的影响，例如湿气、灰尘和碎片(debris)。为了保持轴承的使用寿命，这些污染物必须处于轴承的油侧之外。因此，这些轴承中的密封在延长轴承的使用寿命方面起着至关重要的作用。
众所周知，用于铁路轴承的密封具有一个成形为连接到轴承的外座圈的外壳，以及一个结合至该密封外壳的弹性材料密封元件。典型地，该密封元件从邻近轴承的油侧的外壳径向向内延伸至一个主唇，该主唇承抵着邻近轴承的内座圈的磨损环的一个轴向延伸的表面。该密封元件有时包括邻近轴承的空气侧的、轴向向外成形的次唇，以承抵着该磨损环的一个径向延伸的支腿(leg)。为在主唇和磨损环之间保持密封啮合，通常使用一个卡紧弹簧(garterspring)来环绕该主唇，以将其紧紧地压紧该磨损环。典型地，在用以构造密封元件的弹性材料的偏置下，次唇保持与磨损环接触。由于主唇被偏置而与磨损环啮合，因此，主唇一般提供了润滑剂沿着磨损环从轴承内流出的有效屏障，已知该屏障使次唇缺乏润滑并过热。这可导致次唇硬化，从而降低该密封的总体有效性。此外，主唇和次唇相对磨损环产生的摩擦给予了对旋转的一定抵抗，这易于给密封带来过度的磨损，并且进一步地，要求额外的能量来克服它，从而降低了开动单节机动有轨车(railcar)的发动机的效率。
本发明的密封(包括因构造本说明书讨论的各种实施例而实现的经济效益)以显著小于当前随上述轴承而使用的那种类型的常规密封的扭矩工作。而且，它提供一条从该密封的空气侧到该密封的油侧的、宽度大致连续的迷宫通道，以防止污染物进入。
发明内容
根据本发明的一方面，非接触迷宫式密封组件具有一外部刚性载体，该载体具有相对该组件的中心轴轴向延伸的、大致圆柱形的外部凸缘，而一支腿则从该外部凸缘向该中心轴径向向内延伸。一本体被连接到该支腿，其中，该本体具有一径向向外的唇和一径向向内的唇。这些唇从该支腿向该组件的空气侧轴向延伸，而该径向向外的唇则从所述中心轴向外分叉，以提供在这些唇之间的一个第一环状管道和在径向向外的唇与支腿之间的一个第二环状管道。第一环状管道轴向地面向组件的空气侧，而第二环状管道径向向外地背离中心轴。该组件还具有一套管，该套管具有一轴向延伸的圆柱形壁和从该壁径向向外延伸的一环状第一凸缘。该第一凸缘具有轴向延伸入第一环状管道的一环状突起，以提供沿在唇与环状突起之间的蛇形路径延伸的一非接触迷宫式通道。
根据本发明的另一方面，铁路滚柱轴承的非接触迷宫式密封组件包括一外部刚性载体，该载体具有相对该组件的中心轴轴向延伸的、大致圆柱形的外部凸缘，而一支腿则从该外部凸缘向该中心轴径向向内延伸。一密封本体被连接到该支腿。该密封本体具有向该组件的空气侧从该支腿轴向延伸并彼此分叉的一径向向外的唇和一径向向内的唇，以提供在这些唇之间的一个第一环状管道和在径向向外的唇与支腿之间的一个第二环状管道。该组件进一步包括一套管，该套管具有一圆柱形壁和从该壁径向向外延伸的一环状第一凸缘。该第一凸缘具有在唇之间并且与唇不接触的、轴向延伸入第一环状管道的一环状突起，以提供在唇与环状突起之间延伸的一非接触、大致□形的迷宫式通道。
根据本发明的另一方面，提供一种铁路滚柱轴承的非接触迷宫式密封组件。该密封组件具有一外部刚性载体，该载体具有相对该组件的中心轴轴向延伸的、大致圆柱形的外部凸缘，而一支腿则从该外部凸缘向该中心轴径向向内延伸。进一步地，该组件包括一套管，该套管具有一圆柱形壁，一环状突起从该壁径向向外延伸。进一步地，该组件具有连接到支腿或突起之一的一密封本体，该密封本体向支腿或突起中的另一个延伸而不与其接触，以提供在该密封组件的油侧与该密封组件的空气侧之间的一非接触迷宫式密封通道。
根据本发明的另一方面，提供一种构造纯非接触迷宫式密封组件的方法。该方法包括形成一外部刚性载体，该载体具有相对该组件的中心轴轴向延伸的、大致圆柱形的外部凸缘，而一支腿则从该外部凸缘向该中心轴径向向内延伸。进一步地，形成一套管，该套管具有一圆柱形壁，一环状突起从该壁径向向外延伸。然后，将一密封本体连接到支腿和突起中的至少一个，向支腿和突起中的另一个延伸该密封本体而不与其接触，以提供在该密封组件的油侧与该密封组件的空气侧之间的一非接触迷宫式密封通道。
附图说明
结合当前优选实施例和最佳模式的下述详细说明、所附权利要求以及附图，本发明的这些和其他方面、特点和优点将得以更容易地理解，其中：
图1是具有根据本发明的一个当前优选实施例构造的非接触迷宫式密封组件的轴和滚柱轴承组件的部分截面图；
图2是图1的非接触迷宫式密封组件的放大截面图；
图3是具有根据本发明的另一个当前优选实施例构造的非接触迷宫式密封组件的轴和滚柱轴承组件的部分截面图；
图4是具有根据本发明的另一个当前优选方面构造的非接触迷宫式密封组件的轴承组件的截面图；
图4A是图4的非接触迷宫式密封组件的放大截面图；
图4B是根据本发明的另一个当前优选方面构造的非接触迷宫式密封组件的放大截面图；以及
图4C是根据本发明的另一个当前优选方面构造的非接触迷宫式密封组件的放大截面图。
具体实施方式
更详细地参考附图，图1示出了整装、预润滑并经预调的轴承组件10，它围绕轴或车轴14的轴颈12并在外壳16内而布置，以提供围绕轴14和组件10的中心轴17的、在车轴14与外壳16之间的相对旋转。在所示的应用中，例如铁路轴承应用，轴承组件10具有容置在外壳内的一单一的外座圈18，以及被垫片21隔开并被夹于垫环22和端盖24之间的一对内座圈20，而多个滚柱26则被保持在内座圈20与外座圈18之间。垫环22和端盖24各承抵着间隔环28(有时以密封磨损环指代)，间隔环28转而承抵着内座圈20。轴承组件10在其相对侧具有根据本发明的一方面且示于图1和2的一对纯非接触迷宫式密封组件30，以在密封组件30的油侧31和在轴承组件10内保持润滑，并防止例如灰尘和碎片的污染物从密封组件30的空气侧33进入轴承组件10。因此，具有完全非接触迷宫式结构(下文将更详细讨论)的密封组件30在使用中产生最小的摩擦，同时有效防止润滑剂流出和污染物进入，从而增强轴承组件10的性能并延长其使用寿命。
最佳地如图2所示，各非接触迷宫式密封组件30具有一外部刚性载体32和一金属内部套管36，该载体优选以冲压操作由金属构造，例如钢，一弹性材料密封本体34被连接于其上。该载体32具有相对组件30的中心轴17轴向延伸的、大致圆柱形的外部凸缘38，而一环状支腿40则从该外部凸缘38向该中心轴17径向向内延伸。外部凸缘38轴向延伸至一自由端42，该自由端优选被成形为直接连接到轴承组件10的外座圈18，尽管它可被成形为连接到外壳16或其他。支腿40具有分别对应于并面向轴承组件10的油侧31和空气侧33的、延伸至自由端46的、相对的油侧44和空气侧45。若需要，油侧44和空气侧45之一或两者可被处理，例如蚀刻或喷砂/喷珠(sand/beadblasting)操作，以便将密封本体34结合于其上。
弹性材料密封本体34连接到支腿40，例如通过使用适合的粘合剂或通过直接模制至支腿40。作为例子而非限制，该本体34在此处示为以与支腿40结合的方式被模制在支腿40的自由端46周围，并实质遮蔽支腿40的空气侧45。本体34具有一径向向外的唇48和径向向内的唇50。唇48、50从支腿40向组件30的空气侧33横向延伸。该径向向外的唇48从该向内的唇50分叉并从中心轴17向外分叉，以提供在唇48、50之间的一第一环状管道54以及在径向向外的唇48和载体32的支腿40之间的一第二环状槽(下文以管道56指代)。因此，第一环状管道54轴向地面向组件30的空气侧33，而第二环状管道56从中心轴17径向向外地背离，并起制止污染物进入轴承组件10的作用。该本体还具有径向向内面向中心轴17的一个波状表面58。该波状表面58沿本体34的内底面轴向延伸，且此处示为部分地由向内的唇50提供。唇50具有向组件30的空气侧33从轴17分叉出去的径向向内衬面51，使得在载体32与内部套管36发生相对运动时，衬面51起阻止污染物进入轴承组件10的作用。波状表面58还具有从衬面51轴向向内的多个径向向内衬面53。衬面53向组件30的油侧31从轴17分叉出去，使得在载体32与内部套管36发生相对运动时，衬面53起阻止润滑剂从轴承组件10流出的作用。本体34进一步包括从支腿40向组件30的空气侧33轴向延伸的一个隔绝唇60。隔绝唇60从第二环状管道56径向向外而被定位，并与其部分重叠。此外，本体34进一步包括向组件30的油侧31轴向延伸的一个防护唇61(containmentlip)。作为例子而非限制，防护唇61此处示为大致从支腿40的自由端46向组件30的油侧31轴向延伸。
尽管可采用其他金属材料和工艺，金属内部套管36优选以冲压操作由钢构造。该内部套管36具有一个轴向延伸的圆柱形壁62，该壁具有成形为围绕轴14可操作地布置的内表面64，并且作为例子而非限制，在图1和2中示为被容纳在间隔环28上。内部套管36还具有与内表面64相对的一个外表面65。内部套管36具有从壁62径向向外延伸至一隔绝凸缘68的环状壁，也以凸缘或唇66指代。隔绝凸缘68以相对圆柱形壁62径向向外重叠的方式从挡板66轴向延伸至自由端69，其中，壁62和隔绝凸缘68此处示为彼此平行。挡板66具有在圆柱形壁62和隔绝凸缘68之间轴向延伸的一环状突起70，并在此处示为被加压在套管36的材料中，使得该突起70在挡板66中被塑性变形。如图2所示，突起70大致为□形，具有以相对圆柱形壁62重叠的方式径向向外间隔的一环状下腿72，以在突起70和圆柱形壁62之间提供一环状凹处74。突起70具有向空气侧33从下腿72径向向外分叉的一环状上腿76，其中，上腿76用作抛油环(slinger)，以阻止从密封组件30径向向外的污染。上腿76在反向折叠部77处过渡至隔绝凸缘68。因此，在上腿76和隔绝凸缘68之间形成另一个环状凹处78，其中，凹处78被径向向外地与该径向向内的凹处74对齐。此外，套管36具有从圆柱形壁62径向向外延伸的防护凸缘80(containment flange)。除了将组件30保持在装配状态，防护凸缘80还协助防止轴承组件10内的润滑剂逸出油侧31，同时起防止任何污染物进入油侧31的作用。
在将载体32装配至外座圈18、将套管36围绕轴14而布置之后，轴承组件10被保持在预调状态，而密封组件30则被保持在纯非接触迷宫式密封配置中。因此，密封本体34及其相关零件保持与套管36间隔的关系。例如，当装配好后，套管36的环状突起70轴向延伸入第一环状管道54，以提供沿在相应的径向向外和径向向内的唇48、50与环状突起70之间的蛇形路径延伸的一非接触迷宫式通道82。进一步地，径向向内的唇50以相对套管36非接触的方式延伸入凹处74，以提供开放连通地从迷宫式通道82延伸的一非接触迷宫式通道83，其中，迷宫式通道83在凹处74内沿大致U形或蛇形路径延伸。再进一步地，密封本体34的波状表面58以与套管壁62的外表面65间隔的方式轴向延伸，以提供开放连通地从迷宫式通道83轴向延伸的一非接触迷宫式通道84。此外，套管36的隔绝凸缘68以相对第二环状管道56径向向外重叠的方式延伸，其中，隔绝凸缘68与径向向外的唇48径向向外地间隔。同时，密封本体34的隔绝唇60以相对隔绝凸缘68的自由端69间隔、重叠的方式延伸，隔绝唇60示为与隔绝凸缘68径向向外地间隔，以提供一间隙，其中，该间隙提供一成形为与第二环状管道56开放连通的、大致水平延伸的非接触迷宫式通道81。因此，槽或管道56能将污染物容纳在密封组件30的径向向上的半部上，并在地心引力和向心力的辅助下，通过在密封组件30的径向向下的半部上的迷宫式通道81排出或消除该污染物。更进一步地，防护凸缘80从圆柱形壁62径向向外延伸，并径向超过弹性材料本体34的至少一部分，此处示为径向超过波状表面58而延伸，同时保持与波状表面58轴向间隔，以保持一个从迷宫式通道84延伸的非接触迷宫式通道85。防护唇61以相对防护凸缘80径向向外重叠的方式向油侧31轴向延伸。防护唇61与防护凸缘80径向向外间隔，以延伸非接触迷宫式通道85，从而与组件30的油侧31开放连通。因此，密封组件30被成形为保持一个全非接触结构，具有连续延伸的迷宫式通道81、82、83、84、85，它们在使用中提供最小摩擦，同时防止污染物的进入和润滑剂的流出。如图示，迷宫式通道82、83、84和85具有沿径向向外的唇48、径向向内的唇50和波状表面58延伸的、大致或实质恒定的宽度(W)，例如在约0.010-0.100”之间。应当认识到，宽度W沿迷宫式通道82、83、84、85的某种变化是预期的，例如将沿波状表面58固有地发生。
在图3中，示出了根据另一当前优选结构的整装、预润滑并经预调的轴承组件110，其中，上文使用的相同标号在被因子100偏移后被用来标识类似零件。轴承组件110的构造大致如同先前讨论的轴承组件10，迷宫式密封组件130可操作地耦合至轴承组件110，从而提供一个全非接触迷宫式密封结构，但是密封组件130的内部套管136不是安装于间隔环上，而是成形为直接被安装在内座圈120的止推环21(thrust rib)的外表面上。相应地，改变了密封组件130的载体132的构造，以顺应内部套管136的构造的变化。在图示的实施例中，载体132的截面大致为L形，载体132的支腿140直接从组件110的圆柱形外凸缘138径向向内下悬。在其他方面，密封组件130与先前讨论的密封组件30相同，因而，相信不必作进一步讨论。
在图4中，示出了具有根据另一当前优选实施例构造的非接触迷宫式密封组件230的整装、预润滑并经预调的轴承组件210，其中，上文使用的相同标号在被因子200偏移后被用来标识类似零件。最佳地如图4A所示，密封组件230具有一外部刚性载体232(该载体优选以冲压操作由金属构造，例如钢)、连接到该载体232的一密封本体234、一金属内部套管236以及连接到该内部套管236的一弹性材料密封本体(下文以弹性材料本体或仅仅本体87指代)，以提供一个单式的内部套管子组件。载体232具有相对组件230的中心轴217轴向延伸的大致圆柱形外凸缘238，而支腿240则从该外凸缘238向中心轴217径向向内延伸。外凸缘238轴向延伸至一自由端242，该自由端优选被成形为直接连接到轴承组件的外座圈，尽管它可被成形为连接到除轴承组件外的其他东西。支腿240具有分别面向油侧231和空气侧233的、相对的油侧244和空气侧245，其中，支腿240延伸至一自由端246。
弹性材料密封本体234被连接到支腿240的自由端246，并被如上文有关密封本体34所描述的大致相同地成形。因此，该密封本体具有一对唇248、250，该径向向外的唇248从径向向内的唇250分叉，并从中心轴217向外分叉，以提供在唇248、250之间的一第一环状管道254，以及在径向向外的唇248与载体232的支腿240之间的一第二环状管道256。进一步地，该本体还具有径向向内地面向中心轴217、沿本体234的内底面轴向延伸的一波状表面258，它部分地由向内的唇250提供。本体234进一步包括从支腿240向组件230的空气侧233轴向延伸的隔绝唇260。隔绝唇260从第二环状管道256径向向外而被定位，并与其部分重叠。此外，本体234进一步包括向组件230的油侧231轴向延伸的一个防护唇261。作为例子而非限制，防护唇261此处示为以相对波状表面258径向向外的方式大致从支腿240的自由端246延伸。
金属内部套管236和弹性材料本体87被成形为具有如上述内部套管36大致类似的截面形状。因此，金属内部套管236和弹性材料本体87子组件与外部的金属载体232和密封本体234协同工作，以提供与上文有关密封组件30所述类似的非接触迷宫式密封组件。但是，弹性材料本体87打消了用来形成载体32的前述被加压的环状突起70和隔绝凸缘68的许多渐进的制造工艺的需要。内部套管236优选由钢构造，例如以冲压操作，尽管其他的制造工艺也是预期的。内部套管236具有一轴向延伸的圆柱形壁262，该圆柱形壁262具有内表面264和外表面265，而内表面264则被成形为围绕一轴、轴承的内座圈，或如图示——作为例子而非限制——间隔环228(图4)可操作地布置。套管236在轴向截面上大致为U形，具有从圆柱形壁262径向向外延伸的环状壁266，也以凸缘、挡板、突起或唇266指代。此外，套管236具有从圆柱形壁262径向向外延伸的防护凸缘280。防护凸缘280的作用类似上文有关防护凸缘80所述。
本体87由弹性材料或聚合材料形成，弹性材料本体87优选模制至内部套管236的唇266，尽管它可以其他方式连接，例如通过粘合剂。弹性材料本体87形成以相对圆柱形壁262径向向外重叠的方式从金属唇266向自由端269轴向延伸的隔绝凸缘268，其中，壁262和隔绝凸缘268此处示为彼此实质平行。本体87具有在圆柱形壁262和隔绝凸缘268之间从唇266轴向向内延伸的环状突起270。该突起270大致为鼻形，具有如上述突起70的内侧轮廓大致相同的内侧轮廓。因此，该突起具有以相对圆柱形壁262重叠的方式径向向外间隔的、环状的、下部的、径向向内的内表面272，以提供在突起270和圆柱形壁262之间的一环状凹处274。突起270具有从下部内表面272向空气侧233径向向外分叉的、环状的、上部的、径向向外的内表面276，其中，该上部内表面276在一反向模制部277处过渡至隔绝凸缘268。因此，在上部内表面276和隔绝凸缘268之间形成了另一个环状凹处278，其中，该凹处278与径向向内的凹处274径向向外对齐。
如图4所示，在将载体232装配至外座圈218、将套管236围绕轴214而布置之后，轴承组件210被保持在预调状态，而密封组件230则被保持在纯非接触迷宫式密封配置中。因此，密封本体234及其相关零件保持与套管236和弹性材料本体87间隔的关系。例如，当装配好后，弹性材料本体87的环状突起270轴向延伸入第一环状管道254，以提供沿在相应的径向向外和径向向内的唇248、250与环状突起270之间的蛇形路径延伸的一非接触迷宫式通道282。进一步地，径向向内的唇250以相对套管236和弹性材料本体87非接触的方式延伸入凹处274，以提供开放连通地从迷宫式通道282延伸的一非接触迷宫式通道283，其中，迷宫式通道283在凹处274内沿大致U形或蛇形路径延伸。再进一步地，密封本体234的波状表面258以与套管壁262的外表面265间隔的方式轴向延伸，以提供开放连通地从迷宫式通道283轴向延伸的一非接触迷宫式通道284。此外，弹性材料本体87的隔绝凸缘268以相对第二环状管道256径向向外重叠的方式延伸，其中，隔绝凸缘268与径向向外的唇248径向向外地间隔。同时，密封本体234的隔绝唇260以相对隔绝凸缘268的自由端269间隔、重叠的方式延伸，隔绝唇260示为与隔绝凸缘268径向向外地间隔，以提供一间隙，其中，该间隙提供一成形为与第二环状管道256开放连通的、大致水平延伸的非接触迷宫式通道281。更进一步地，防护凸缘280从圆柱形壁262径向向外延伸，并径向超过弹性材料密封本体234的至少一部分，此处示为径向超过波状表面258而延伸，同时保持与波状表面258轴向间隔，以保持一个从迷宫式通道284延伸的非接触迷宫式通道285。防护唇261以相对防护凸缘280径向向外重叠的方式向油侧231轴向延伸。防护唇261与防护凸缘280径向向外间隔，以延伸非接触迷宫式通道285，从而与组件230的油侧231开放连通。因此，密封组件230被成形为保持一个全非接触结构，具有连续延伸的迷宫式通道281、282、283、284、285，它们在使用中提供最小摩擦，同时防止污染物的进入和润滑剂的流出。如图示，迷宫式通道282、283、284和285具有沿径向向外的唇248、径向向内的唇250和波状表面258延伸的、大致或实质恒定的宽度(W)。应当认识到，宽度W沿迷宫式通道282、283、284、285的某种变化是预期的，例如将沿波状表面258固有地发生。
图4B示出了根据另一当前优选实施例构造的非接触迷宫式密封组件330，其中，上文使用的相同标号在被因子300偏移后被用来标识类似零件。密封组件330被成形为具有与先前的组件30、130、230大致相同的轴向截面形状，并包括一外部刚性载体332、连接到载体332的一密封本体334和一内部套管336。但是，载体332和密封本体334不是根据构造该组件的一种方法由各自的材料构造，而是根据构造该组件的另一种方法通过将载体332和密封本体334由一种材料一体成型(例如在模制工艺中)而构造。优选地，载体332和密封本体334由足够刚性的聚合材料模制，以使该材料被连接或容纳在一个外壳中，例如铁路轴承组件的外环。进一步地，内部套管336由足够刚性的聚合材料模制，以使其被容纳在一轴周围。
载体332具有相对中心轴317轴向延伸的、大致圆柱形的外部凸缘338，而一支腿340则从该外部凸缘338径向向内延伸。支腿340具有面向油侧331和空气侧333的、相对的油侧344和空气侧345。
密封本体334具有如上所述彼此分叉的一对唇348、350，以提供在唇348、350之间的一第一环状管道354以及在径向向外的唇348和支腿340之间的一第二环状管道356。进一步地，该本体具有径向向内地面向中心轴317的一波状表面358，并进一步包括如上文有关先前的实施例所述的隔绝唇360和防护唇361。
内部套管336具有一轴向延伸的圆柱形壁362，该圆柱形壁362具有内表面364和外表面365，而内表面364则被成形为围绕一轴、轴承的内座圈，或间隔环可操作地布置。套管336具有从圆柱形壁362径向向外延伸的防护凸缘380，其中，防护凸缘380的作用与上文讨论的类似。套管336进一步包括一隔绝凸缘368和在圆柱形壁362与该隔绝凸缘368之间轴向向内延伸的一环状突起370。该突起370大致为鼻形，具有如上述突起270的内侧轮廓大致相同的内侧轮廓。因此，该突起370具有以相对圆柱形壁362重叠的方式径向向外间隔的、环状的、下部的、径向向内的内表面372，以提供在突起370和圆柱形壁362之间的一环状凹处374。突起370具有从下部内表面372向空气侧333径向向外分叉的、环状的、上部的、径向向外的内表面376，其中，该上部内表面376在一反向模制部377处过渡至隔绝凸缘368。因此，在上部内表面376和隔绝凸缘368之间形成了另一个环状凹处378。
当装配好后，环状突起370轴向延伸入第一环状管道354，以提供沿在相应的径向向外和径向向内的唇348、350与环状突起370之间的蛇形路径延伸的一非接触迷宫式通道382。进一步地，径向向内的唇350以非接触的方式延伸入凹处374，以提供开放连通地从迷宫式通道382延伸的一非接触迷宫式通道383，其中，迷宫式通道383在凹处374内沿大致U形或蛇形路径延伸。再进一步地，波状表面358以与套管壁362的外表面365间隔的方式轴向延伸，以提供开放连通地从迷宫式通道383轴向延伸的一非接触迷宫式通道384。此外，隔绝凸缘368以相对第二环状管道356径向向外、间隔重叠的方式延伸，隔绝唇360以相对隔绝凸缘368间隔、重叠的方式延伸，以提供一间隙，其中，该间隙提供一成形为与第二环状管道356开放连通的、大致水平延伸的非接触迷宫式通道381。进一步地，如在先前的实施例中一样，防护凸缘380从圆柱形壁362径向向外延伸，并超过波状表面358，同时保持与波状表面358轴向间隔，以保持一个开放连通地从迷宫式通道384延伸的非接触迷宫式通道385。
图4C示出了根据另一当前优选实施例构造的非接触迷宫式密封组件430，其中，上文使用的相同标号在被因子400偏移后被用来标识类似零件。密封组件430被成形为具有与先前的组件30、130、230、330大致相同的沿轴417的轴向截面形状，并包括一外部刚性载体432、连接到载体432的一密封本体434、一内部套管436和连接到该内部套管436的一聚合本体487。如同组件330一样，密封组件430由聚合材料模制，但是，载体432和密封本体434不是由相同的材料构造，而是根据构造该组件的另一种方法通过将载体432和密封本体434模制为彼此连接的分离件而构造，从而它们可采用不同类的聚合材料模制。因此，载体432可通过采用一种刚性聚合材料模制而形成，而密封本体434则可通过采用另一种弹性聚合材料模制而形成，例如橡胶。类似地，内部套管436可由足够刚性的聚合材料模制，以使其被容纳在一轴周围，而聚合本体487则可由另一种弹性聚合材料模制，例如橡胶。
当装配好后，如同先前的实施例一样，迷宫式通道482、483、484和485具有沿径向向外的唇448、径向向内的唇450和波状表面458延伸的、大致或实质恒定的宽度(W)。进一步地，一非接触迷宫式通道481被成形为与环状管道456开放连通，环状管道456转而与迷宫式通道482开放连通。最后，在波状表面458和内部套管436之间的迷宫式通道484中，提供具有适合重量的润滑剂，例如润滑脂89，以进一步防止污染物的进入和润滑剂的流出。
显然，在上述教导下，可能对本发明进行多种修正和变型。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可实施为不同于具体描述的方式。

Claims (20)

1.一种非接触迷宫式密封组件，包括：
一外部刚性载体，其具有相对所述组件的中心轴轴向延伸的一大致圆柱形的外部凸缘，一支腿从所述外部凸缘向所述中心轴径向向内延伸；
连接到所述支腿的一本体，所述本体具有一径向向外的唇和一径向向内的唇，所述唇从所述支腿向所述组件的空气侧轴向延伸，而所述径向向外的唇从所述中心轴向外分叉，以提供在所述唇之间的一第一环状管道以及在所述径向向外的唇与所述支腿之间的一第二环状管道，所述第一环状管道轴向面向所述空气侧，且所述第二环状管道径向向外地背离所述中心轴；以及
一套管，其具有一轴向延伸的圆柱形壁，一环状第一凸缘从所述壁径向向外延伸，所述第一凸缘具有轴向延伸入所述第一环状管道的一环状突起，以提供沿在所述唇和所述环状突起之间的蜿蜒的路径延伸的一非接触迷宫式通道，
其特征在于，所述本体以与所述套管完全非接触的方式间隔。
2.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述迷宫式通道在所述唇和所述环状突起之间保持基本恒定的宽度。
3.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述第一凸缘具有一直立壁，该直立壁具有基本恒定的宽度，所述环状突起在所述直立壁内被塑性变形。
4.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述本体具有径向向内地面向所述中心轴的一波状表面，所述波状表面以相对所述套管壁的外表面间隔的方式轴向延伸。
5.如权利要求4所述的密封组件，其特征在于，所述迷宫式通道在所述唇和所述环状突起之间、以及在所述波状表面和所述套管壁的所述外表面之间保持大致恒定的宽度。
6.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述套管具有以相对所述第二环状管道径向向外重叠的方式从所述第一凸缘轴向延伸的一隔绝凸缘。
7.如权利要求6所述的密封组件，其特征在于，所述隔绝凸缘与所述径向向外的唇间隔。
8.如权利要求6所述的密封组件，其特征在于，所述本体具有以相对所述隔绝凸缘重叠的方式从所述支腿轴向延伸的一隔绝唇。
9.如权利要求8所述的密封组件，其特征在于，所述隔绝唇与所述隔绝凸缘间隔，以提供在所述隔绝唇与所述隔绝凸缘之间的一迷宫式通道。
10.如权利要求9所述的密封组件，其特征在于，所述隔绝唇在所述隔绝凸缘径向之外。
11.如权利要求4所述的密封组件，其特征在于，所述套管具有从所述壁径向向外延伸、径向超过所述波状表面的一防护凸缘。
12.如权利要求11所述的密封组件，其特征在于，所述本体具有以相对所述防护凸缘径向重叠的方式向所述组件的油侧轴向延伸的一防护唇。
13.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述载体和所述本体用相同材料一体成型。
14.如权利要求13所述的密封组件，其特征在于，所述套管和所述环状突起用相同材料一体成型。
15.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述载体和所述本体被形成为不同材料的分离件。
16.如权利要求15所述的密封组件，其特征在于，所述套管和所述环状突起被形成为不同材料的分离件。
17.一种铁路滚柱轴承非接触迷宫式密封组件，包括：
一外部刚性载体，其具有相对所述组件的中心轴轴向延伸的一大致圆柱形的外部凸缘，一支腿从所述外部凸缘向所述中心轴径向向内延伸；
连接到所述支腿的一密封本体，所述本体具有向所述组件的空气侧从所述支腿轴向延伸并彼此分叉的一径向向外的唇和一径向向内的唇，以提供在所述唇之间的一第一环状管道以及在所述径向向外的唇与所述支腿之间的一第二环状管道；以及
一套管，其具有圆柱形壁，一环状第一凸缘从所述壁径向向外延伸，所述第一凸缘具有轴向延伸入在所述唇之间的所述第一环状管道的、与所述唇非接触的一环状突起，以提供沿在所述唇和所述环状突起之间延伸的一非接触、大致□形的迷宫式通道，
其特征在于，所述密封本体以与所述套管完全非接触的方式间隔。
18.如权利要求17所述的组件，其特征在于，所述套管的所述突起具有一支腿，所述突起的所述支腿相对于所述圆柱形壁以叠置的方式径向向外间隔，以提供在所述突起和所述圆柱形壁之间的一环状凹处，所述径向向内的唇以非接触的方式延伸入所述凹处，以在整个所述凹处延伸所述非接触迷宫式通道。
19.如权利要求18所述的组件，其特征在于，所述密封本体具有径向向内面向所述套管壁的一波状表面，所述波状表面与所述套管壁间隔开，以延伸所述波状表面和所述套管壁之间的所述非接触迷宫式通道。
20.如权利要求17所述的组件，其特征在于，所述套管具有以相对所述第二环状管道径向重叠并与所述径向向外的唇非接触的方式从所述第一凸缘轴向延伸的一隔绝凸缘。
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