CN102180201B - 密封装置以及具有密封装置的链条关节 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在链条的两个可相对运动的部分之间进行密封的密封装置，包括一个弹性环和一个密封环，所述弹性环具有一个用于固定地并且密封地贴靠在链条第一部分上的径向环形密封唇，并且所述密封环具有一个用于密封地贴靠在链条第二部分的滑动面上的密封棱边。在弹性环和密封环之间置入一个与弹性环固定相连的支承环。

Description

密封装置以及具有密封装置的链条关节

技术领域

本发明涉及一种用于在链条的两个可相对运动的部分之间进行密封的密封装置以及一种具有密封装置的链条关节。

背景技术

尤其在履带车辆的链条中通常通过枢轴关节(Drehzapfengelenk)将链节相互连接起来。这种枢轴关节在此包括一个销轴和一个可旋转地推套在销轴上的套筒，其中，将链节分别压装在销轴和套筒的端部。通过销轴内的油腔对销轴和套筒之间的旋转支承表面进行润滑，其中，通过两个密封元件密封销轴和套筒之间的油腔，这些密封元件包括朝向套筒端面挤压的密封唇。

例如由DE 27 26 033 A1已知一种带密封件的链条销装置，其中，这种链条销装置包括一个链条销(Kettenbolzen)与固定在链条销上的第一链节部分，并且包括一个将一部分链条销围住的、可以相对于链条销来回运动的套筒以及一个固定于套筒上的第二链节部分。此外这种链条销装置还包括一个置入第一链节之中的用于容纳密封装置的槽，密封装置设置用于以其密封唇贴靠在套筒端面上，并且还包括一个定距环，该定距环围绕链条销，并沿着轴向在凹槽端面和套筒端面之间延伸，并且其外圆周面与套筒和凹槽的端面共同构成用来容纳密封装置的空腔。放入空腔内的密封装置在此包括一个由刚度比较大但却具有弹性的第一种弹性体材料制成的主密封环，并且包括一个由刚度明显小于第一种材料的第二种具有弹性的弹性体材料制成的辅助密封元件。

由US 4,607,854已知一种用于链条枢轴关节的密封装置，该链条枢轴关节设置有由一种柔性弹性体材料制成的第一个环(具有一个套筒状部分和一个带密封唇的突缘状部分)，以及与第一个环接触的、由弹性材料制成的第二个环，用于密封销轴和围绕销轴的套筒之间的空间。第一个环在此包括一个圆柱形金属加固环，该加固环完全嵌入第一个环的套筒状部分之中。

由DE 10 2006 050 439 A1已知一种密封装置和一种上述类型的链条关节。该密封装置包括一个带密封棱边的密封环，该密封棱边密封地贴靠在链条的某一个元件上。为了加固密封装置将金属支承环嵌入密封环之中。将一个弹性环推套到支承环上，该弹性环有一个贴靠在链条的另一个元件上的密封唇。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于在链条的第一部分和至少可以相对于第一部分偏转的链条第二部分之间进行密封的密封装置，该密封装置尤其具有较长的使用寿命，以及提供一种相应的链条关节。

该技术问题通过一种用于在链条的两个可相对运动的部分之间进行密封的密封装置和一种带有该密封装置的链条关节解决，其中，密封装置包括一个弹性环和一个密封环，所述弹性环具有一个用于固定地并且密封地贴靠在所述链条的第一部分上的径向环形密封唇，并且所述密封环具有一个用于密封地贴靠在所述链条的第二部分的滑动面上的密封棱边，其中，在所述弹性环和所述密封环之间置入一个与该弹性环固定相连的支承环。

在用于链条关节的密封装置的已知实施方式中，当链条运动时，首先会在弹性环和支承环之间出现不确定的相对运动。因此而产生的弹性环磨损对密封装置的使用寿命造成负面影响，从而可能会导致提前失效。通过弹性环和支承环之间的固定连接有效地抑制了这种相对运动，从而不会在弹性环上出现磨损增大的情况。因此与已知的解决方案相比提高了使用寿命。

在本发明的一种优选实施方式中，支承环至少部分嵌入弹性环之中。而在已知的解决方案中，则是将支承环部分嵌入密封环之中，从而形成与其连贯的表面。这样做的目的是遮盖支承环的边缘，从而将弹性环的磨损减到最小。为此密封环具有一个可在其中安置支承环的凹处。但是会因此影响支承环的稳定性，这在负荷下会导致密封装置提前失效或者疲劳。通过将支承环嵌入弹性环之中，其中支承环优选被部分地包围，就可以形成没有凹处的密封环，从而与已知的解决方案相比更加稳定，且不会失去支承环的支承作用。

在本发明的一种优选实施方式中，密封环和支承环可相对偏转地布置。当链条部件偏转时，可通过在链条其中一部分的滑动面上运动的密封棱边承接大部分运动。然而因为密封部件可偏转的布置，也会将一部分运动传递给这些部件。在已知的实施方式中，或者使得弹性环可以相对于支承环和与其相连的密封环偏转，从而增大弹性环的磨损，或者使得弹性环、支承环和密封环可以相互偏转，从而造成不确定的运动并且增大磨损。在将密封环和支承环设置为可偏转时(其中后者与弹性环固定相连，从而不能相对该弹性环偏转)，可以使得密封棱边避开链条部件偏转时产生的一部分运动，并且能够通过密封环相对于支承环的偏转承接这部分运动。由此减小了密封棱边的磨损，从而提高了密封装置的使用寿命。因为弹性环大部分所承受的是静态负荷，从而不会有大的磨损，这尤其有助于提高密封装置的使用寿命。

在本发明的一种优选实施方式中，弹性环、支承环和密封环这样设计，使得链条的两个部分的偏转运动不仅能够让密封棱边相对于滑动面作第一偏转运动，而且也能够让密封环相对于支承环作第二偏转运动。在此，密封装置应与链条关节的各结构形式相匹配。在此，在已知的实施方式中出现在承受动态负荷的密封棱边上的磨损由此减小，即，通过密封装置部件的相应构造有针对性地减小密封棱边的运动分量，并且承接全部偏转运动的一部分作为第二偏转运动。总体而言提高了密封装置的使用寿命。

在本发明的一种优选实施方式中，密封环具有一个接触面，支承环贴靠在该接触面上。在此，密封环优选具有一个密封面，设计在弹性环上的中间密封唇贴靠在该密封面上，其中，这样布置密封面，使得支承环和密封环之间的接触面对外密封。这样就能保护支承环和密封环之间的接触面不受侵入的湿气和污染的影响，从而进一步提高使用寿命。

在本发明的一种优选实施方式中，设置有限制构件，该限制构件这样相对于第一偏转运动限制第二偏转运动，使得由第二偏转运动引起的中间密封唇和/或接触面的磨损相比由第一偏转运动引起的密封棱边磨损基本上得以平衡。通过适当地选择限制构件，就能将由部件运动引起的总磨损有针对性地分配到密封部件上，从而使得使用寿命最大化。视所选用的弹性环和密封环的材料而定，以理想的方式这样设置最大偏转角度，使得密封环的密封棱边和中间密封唇具有同样长的使用寿命。弹性环和密封环优选由不同的弹性体制成，例如弹性环用橡胶制成，而密封环则用聚氨酯制成。这样弹性环的刚性就会小于密封环，并且在负荷相同的情况下受到比较大的磨损。在此，应选择使得中间密封唇的运动分量相应小于密封棱边的运动分量，以使这两个部件具有相同的使用寿命。

在本发明的一种优选实施方式中，限制构件由此构成，即，密封环具有至少一个轴向凸起部，并且支承环通过一个径向向内延伸的突缘沿轴向部分围住密封环，其中，所述突缘和轴向凸起部分别仅仅部分地沿径向环绕地延伸，并且突缘构成至少一个用于凸起部的止挡。通过突缘和凸起部间隔的布置，可以确定密封环相对于支承环的最大偏转角度，从而相应地调节运动分量。这样就能以简单的方式将运动和动态负荷分配到密封棱边和中间密封唇上。

在本发明的一种优选实施方式中，多个轴向凸起部和突缘交替地相对于圆周方向间隔地布置。优选在两个突缘之间有一个凸起部，在两个凸起部之间有一个突缘。这样就能特别稳定和有效地限制偏转角度。

在本发明的一种优选实施方式中，支承环布置在弹性环的凹处之中，并且在端侧具有一个部分被弹性环的材料包围的弯曲区段。

在一种有利的设计方案中，弹性环在外表面侧具有一个朝向配合面倾斜向外伸出的呈环形围绕的凸起。这种设计有利地防止了在安装弹性环时在将其相应装入之后该弹性环再次滑脱。

在本发明的一种优选实施方式中，这样设计支承环，使得支承环在径向施压区域内基本上防止了弹性环和密封环的直接接触。这样有效地防止了两个密封部件相互直接接触，从而防止了两个密封部件相互的磨损。

在本发明的一种优选实施方式中，链条的第一部分包括一个销轴和至少一个压装在销轴一端上的外链节，并且链条的第二部分包括一个推套在销轴上且至少可以在销轴上偏转的套筒以及至少一个压装在套筒一端上的内链节。在这种链节实施方式中可以有利地使用密封装置。

在本发明的一种优选实施方式中，密封环的密封棱边和/或弹性环的密封唇设计用于贴靠在套筒端面上。

附图说明

本发明的其它优点和实施方式由以下根据附图所描述的实施例得出。在附图中：

附图1示出本发明一种实施例的示意图，

附图2示出图1中实施例的三维视图，以及

附图3示出本发明的另一种实施例。

具体实施方式

附图1以剖面示意图示出作为本发明的一种实施例的密封装置1。密封装置1包括一个用一种弹性体制成的弹性环3。弹性环3具有一个密封唇5，该密封唇设计用于贴靠在密封面或者对接面上。弹性环3沿径向环绕地延伸，并且在其沿径向向内指向的一侧与一个支承环7固定相连。支承环7优选用一种金属或塑料制成，并且具有一个指向径向外侧的弯曲区段9。区段9被弹性环3的材料部分包围，由此强化支承环7和弹性环3之间的连接，并且改善支承环7的支承作用。支承环7和弹性环3例如可以通过硫化胶合过程或者通过一种增附剂相互连接。由此防止了这两个部件相互间的径向和轴向运动。

密封装置1还包括一个密封环11。密封环11具有基本上呈L形的轮廓，并且与弹性环3类似地沿径向环绕地延伸。密封环11具有一个密封棱边13，该密封棱边在轴向基本上与弹性环3的密封唇5相对置。密封棱边13设计用于密封地贴靠在密封面上，如附图3所示。密封环11在径向的更内侧具有一个接触面15，并且利用该接触面沿轴向重叠地贴靠在支承环7上。然而支承环7并未与密封环11固定相连，因此可以实现相对偏转运动。为了保护接触面15不受侵入的污染和湿气的影响，弹性环3具有一个贴靠在密封环11密封面19上的中间密封唇17。

弹性环3具有一个轴向凸起部21，该凸起部在与密封棱边13相同的方向上延伸，并且相对于径向方向布置在密封棱边13外侧。按照规定安装密封装置1时，凸起部21密封地贴靠在与密封棱边13相同的密封面上。因此凸起部21起到附加的密封作用，尤其保护密封棱边13。此外弹性环3还在外表面侧具有一个朝向右侧倾斜向外伸出的呈环状围绕的凸起23。该凸起防止在安装密封装置1时在将其相应装入之后该密封装置1再次滑脱。

支承环7在端侧具有径向向内延伸的、部分抓握密封环11的突缘25。突缘25沿着支承环7的圆周分布。密封环11的轴向凸起部在每两个突缘25之间的区域中延伸(参见附图2)。这样设计突缘25和密封环11的轴向凸起部的尺寸，从而在它们之间留有一定的间隙。因此密封环11可以相对于支承环7偏转。在偏转过程中，这些突缘25形成轴向凸起部的止挡，反之亦然，从而可限制偏转运动。

以下将根据附图2解释突缘25与密封环11的轴向凸起部之间的相互作用。附图2所示为密封装置1的三维示意图。弹性环3包围支承环7和密封环11。支承环7的突缘25区段性地沿着圆周方向分布。在每两个突缘25之间有一个密封环11的轴向凸起部26。但这些轴向凸起部26并未完全填满突缘25之间的空间，从而使得密封环11能够相对于支承环7和与支承环7相连的弹性环3作受限的偏转运动。但突缘25构成凸起部26的止挡，从而限制了两个部件的偏转角度。以下将根据附图3解释受限偏转运动的优点。

可选地，也可以利用两个凸起部26之间的突缘25或者利用两个突缘25之间的凸起部26来限制偏转运动。原则上可以设置任意数量的不同元件使其相互作用。关键仅在于在偏转角度方面限制密封环11和支承环7之间的可能的偏转运动。

附图3所示为链条关节51的局部剖面图。将密封装置1放入链条第一部分和至少可以相对于第一部分偏转的链条第二部分之间。

在此，链条第一部分包括一个在图中仅局部示出的销轴53和一个外链节55，该外链节55利用其圆柱形钻孔压装在销轴53上。链条第二部分包括一个以径向间隙推套在销轴53上并且至少可以相对销轴53偏转的套筒57，可以将图中未示出的内链节压装到该套筒上。此外利用在外链节55和套筒57之间的轴向间隙布置有一个以径向间隙推套在销轴53上的定距环59。

将按附图1和2的密封装置1推套在定距环59上。密封装置1的密封棱边13用来密封基本上在销轴53外表面与套筒57内表面之间延伸的油腔。密封棱边按规定密封地贴靠在构成滑动面58的套筒57端面上。此外，密封装置1的密封环11以其内表面大面积地贴靠在定距环59的外表面上。

弹性环3的密封唇5沿朝向外链节55的方向贴靠在链节55的相应密封面上。

附图3中所示的链条第一部分和第二部分以及定距环59按规定均处在已装配状态，而弹性环3以及密封环11则处于在链条的两个部分相互移动到一起之前的尚未变形的调节状态。若如附图3所示按规定地装配链条的两个部分，就会使得弹性环3大幅度变形，从而使得密封唇5密封地贴靠在外链节55上，同时通过支承环7将密封环11内表面压紧在定距环59外表面上，并且将密封棱边13压向套筒57的滑动面58。由此还将弹性环3的凸起部21压向套筒57的端面，并且将弹性环3的中间密封唇17压向密封环11。

在运行过程中，链条的两个部分以一定的角度、例如以不超过30°的角度相互偏转。偏转运动发生在销轴53以及压装在销轴上的外链节55和套筒57以及固定在套筒上的内链节之间。这些部件的相对运动会使得密封装置1的密封元件局部地承受动态负荷。弹性环3的密封唇5静态地贴靠在链节55上，因此弹性环3和与其固定连接的支承环7不会相对于链节55运动。而密封环11的密封棱边13则承受动态负荷，因此会相对于套筒57运动。密封棱边13在偏转过程中密封地在套筒57的滑动面58上滑动。因此密封棱边13上的磨损大于弹性环3的密封唇5上的磨损。

为了减小密封棱边13的磨损从而提高密封装置1的使用寿命，这样设计支承环7和密封环11，使其相互间可以进行受限的偏转运动。这样密封棱边13就不再承受两个链条部分的全部偏转运动，而是有一部分被截留在支承环7和密封环11之间。因此密封棱边13的磨损要比刚性连接支承环7和密封环11的时候小一些。

由于支承环7和与其相连的弹性环3可以相对于密封环11运动，因此中间密封唇17承受动态负荷，这又增大了中间密封唇的磨损。支承环7和密封环11之间的接触面同样如此。因此，由链节偏转运动引起的密封装置1的全部磨损被分摊给密封棱边13和中间密封唇17，从而使得密封装置1的使用寿命比其中一个密封元件单独承受负荷时有所提高。

可根据密封装置1的设计与材料选择情况来确定支承环7相对于密封环11的允许偏转角度。在设计各个密封装置1时通过适当地设计突缘25和密封环11的轴向凸起部之间的间隔尺寸来确定偏转角度。在理想情况下，可通过适当确定最大偏转角度这样将磨损分配给密封棱边13和中间密封唇17，使得这两个部件具有相同的使用寿命。密封装置1的使用寿命在这种情况下最大。

如果现在两个链节进行偏转运动，则首先是支承环7和密封环11进行偏转运动，因为弹性环3以及固定连接的支承环7摩擦地贴靠在链节55上，并且密封环11摩擦地贴靠在套筒57上。而一旦达到支承环7和密封环11的最大偏转角度并且突缘25挡住密封环11的轴向凸起部，则其余的链节偏转运动就会使得密封棱边13在套筒57上运动。两个链节往回偏转时的过程相似。

密封环11优选由一种弹性体材料，尤其是聚氨酯制成，并且可以用纤维增强。弹性环3同样也包括一种弹性体材料，尤其是橡胶，并且其刚度小于密封环11。支承环7由金属或者塑料制成，并且刚度明显大于密封环11和弹性环3。

Claims (9)

1.一种用于在链条的两个可相对运动的部分之间进行密封的密封装置，包括一个弹性环和一个密封环，所述弹性环具有一个用于固定地并且密封地贴靠在所述链条的第一部分上的径向环形密封唇，并且所述密封环具有一个用于密封地贴靠在所述链条的第二部分的滑动面上的密封棱边，其特征在于，在所述弹性环和所述密封环之间置入一个与该弹性环固定相连的支承环，这样设计所述弹性环、支承环和密封环，使得所述链条的两个部分的偏转运动不仅能够使所述密封棱边相对于所述滑动面进行第一偏转运动，而且也能够使所述密封环相对于所述支承环进行第二偏转运动。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其中，所述密封环和所述支承环可相对偏转地布置。

3.根据权利要求1或2所述的密封装置，其中，所述支承环具有一个接触面，所述密封环贴靠在该接触面上。

4.根据权利要求3所述的密封装置，其中，所述密封环具有一个密封面，且设计在所述弹性环上的中间密封唇贴靠在该密封面上，其中，这样布置所述密封面，使得所述支承环和密封环之间的接触面对外密封。

5.根据权利要求4所述的密封装置，其中，设置有限制构件，该限制构件这样相对于所述第一偏转运动限制所述第二偏转运动，使得由所述第二偏转运动引起的所述中间密封唇和/或接触面的磨损相比由所述第一偏转运动引起的所述密封棱边的磨损得以平衡。

6.根据权利要求5所述的密封装置，其中，所述限制构件由此构成，即，所述密封环具有至少一个轴向凸起部，并且所述支承环通过一个径向向内延伸的突缘沿轴向部分地包围所述密封环，其中，所述突缘和轴向凸起部分别仅仅部分地径向环绕，并且所述突缘构成所述凸起部的止挡，和/或所述凸起部构成所述突缘的止挡。

7.根据权利要求6所述的密封装置，其中，多个轴向凸起部和突缘沿圆周方向交替地并相互间隔地布置。

8.根据权利要求1所述的密封装置，其中，所述支承环布置在所述弹性环的凹处之中，并且在端侧具有一个部分被所述弹性环的材料包围的弯曲区段。

9.一种链条关节，带有按权利要求1至8中任一项所述的密封装置。