CN102216657A - 具有无源激活部件的密封部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封部件，其位置固定地设置在壳体(1)上，所述密封部件包括密封唇口(5)，该密封唇口通过加固件、尤其是螺旋形弹簧(7)被压到一可动的部件、尤其是转动的轴(2)上，其中在密封唇口(5)的背离流体侧(4)的一侧上设置有由亲脂的材料组成的激活部件(9，10)。

Description

具有无源激活部件的密封部件

技术领域

本发明涉及一种密封部件。

背景技术

由DE 101 10 397 A1已知一种密封环，其由多个密封唇口的组合组成。通常仅一个密封唇口是活性的/有效的。如果通过传感器检测出泄漏，那么通过一机构使另一个密封唇口“开始”变成活性的并向外封闭泄漏处。

发明内容

本发明的目的在于，以经济的方式改进密封部件。

根据本发明，所述目的通过按权利要求1所述特征的密封部件、按权利要求12所述特征的壳体、按权利要求13所述特征的减速器/传动装置(Getriebe)或者按权利要求14所述特征的方法来实现。

在本发明中，根据权利要求1所述的密封部件的重要特征为：用于轴密封的密封部件——尤其是轴密封环——包括一贴靠在轴密封面上的密封唇口，其中，所述密封唇口把内部空间和外部空间分隔开，在外部空间中在密封部件上设置有一激活部件，从而在密封唇口不密封时，流出物和激活部件共同作用，由此一另外的密封件可无源地/被动地贴靠在轴密封面上。这样的优点在于，在密封唇口泄漏后，另外的密封在没有另外的传感器的情况下纯无源且完全自动地进行。在此，“流出物”理解为存在于内部空间中的润滑剂的一部分，其例如在密封唇口泄漏的情况下从密封部件和轴之间溢出。

在密封部件的另一种实施形式中，激活部件是亲脂疏水的吸收体，该吸收体在轴密封面和轴密封环之间布置在轴密封环上，吸收体由于接收流出物而导致体积增加，由于吸收体的体积的增加，使得一另外的密封件能以密封的方式贴靠在轴密封面上。这样的优点在于，一直到轴被再次密封且因此没有流出物或润滑剂到达位于密封部件的另一侧上的外部空间中或环境中为止，流出物都被接收。

在另一种实施形式中，所述另外的密封件是吸收体本身。这样的优点在于，不需要另外的部件。

在另一种实施形式中，吸收体布置在密封唇口和防尘唇口之间的区域中，在所述体积增加时，吸收体将防尘唇口从轴密封面抬起。这样的优点在于，可以从密封部件处的壳体的外部看出密封唇口的失效。

在另一种实施形式中，一另外的密封唇口与轴密封面间隔开，在所述体积增加时该另外的密封唇口可由激活部件密封地压紧在轴密封面上。这样的优点在于，用于密封的所述另外的密封唇口被优化。

在另一种实施形式中，激活部件布置在密封唇口和一另外的密封唇口之间，且激活部件使该另外的密封唇口从轴密封面抬起，其中激活部件是轴密封环上的油溶性的涂层。这样的优点在于，一旦涂层由于流出物而溶解，该另外的密封唇口就自动地由于材料中存在的预应力而被密封地压在轴上。

在一壳体中，使用了上述密封部件。这样的优点在于，可靠地密封了壳体的轴穿过部/轴通过部。

在一具有壳体的减速器/传动装置中，使用了根据本发明的密封部件。

对于用于可靠地密封一穿过壳体的壳体壁的轴的方法来说，重要的特征在于，

在轴和壳体之间相对于壳体抗转动地布置有一密封环，该密封环的密封唇口使所述轴相对于壳体密封，

其中密封环具有内侧和外侧，所述内侧朝着壳体的被润滑剂填充的内部空间，

其中密封唇口与轴的密封面密封地共同作用，

其中在密封环的外侧上设置有激活部件，

其中当密封环、尤其是密封唇口泄漏时，流出物和激活部件共同作用，

其中激活部件使一另外的密封件无源地贴靠在轴密封面上。

这样的优点在于，可以简单且可靠地密封轴穿过部。

在该方法的一种有利的实施形式中，激活部件——优选亲脂、疏水的涂层——由于和流出物接触而溶解或膨涨。

在一壳体中，为了密封一另外的元件、尤其是轴，在壳体件上设置有密封部件，其中在密封部件的第一侧上提供有流体、尤其是润滑剂如润滑油等，

其中从所述第一侧流出并在另一侧处溢出的流体可被密封部件的材料区域接收，且所述接收导致该材料区域的体积增加，这种体积增加引起

-唇口的启用(Zuschalten)，

-唇口的贴靠，

-密封部件和待密封的元件之间的缝隙尤其是密封缝隙的减小，和/或

-唇口向待密封的另一个元件施加的压紧力的增加。

这样的优点在于，在密封变差时，通过密封唇口溢出的润滑剂被涂层接收，从而使涂层膨胀，由此将防尘唇口这样压紧在轴上，使得直至下一次维修日期前都确保密封。此外，有利的是，可以不使用用于确定泄漏的传感器，并进而实现了成本经济的变型。

优点还在于，保护了环境。因为溢出的润滑剂不发生化学变化或形成化合物，而是被吸收并进而引起膨胀，该膨胀反作用于润滑剂的溢出。因此，自动引起密封的开始或形成，且没有润滑剂进入环境。

在一种有利的设计方案中，涂层包含活性炭。这样的优点在于，涂层特别有吸附能力且成本经济。

在一种有利的设计方案中，由微粒组成的涂层利用二甲基二氯硅烷来处理。这样的优点在于，对于待接收的流体来说，在所述涂层的颗粒上存在足够数量的结合位置。

在一种有利的设计方案中，涂层包括多个不同的材料层。这样的优点在于，流体仅被引导穿过第一层，以便然后停留在另一层中，在那里流体起到加固的功能，该功能对使防尘唇口压紧在轴上是必要的。

在一种有利的设计方案中，朝向流体的材料层设计成吸收(流体)的和引导流体的，而朝向密封环的材料层设计为使流体在那里停留。

本发明的关于壳体的重要特征为，设有密封布置结构，其中在壳体上设置有密封部件，该密封部件用于密封另一个元件、尤其是轴，

其中在密封部件的第一侧上提供有流体、尤其是润滑剂如润滑油等，

其中从所述第一侧流出并在密封部件的材料区域的另一侧处溢出的流体可导致溢出的流体与材料区域之间的化学反应，该材料区域引起

-唇口的启用，

-唇口的贴靠，

-密封部件和待密封的元件之间的缝隙尤其是密封缝隙的减小，和/或

-唇口向待密封的另一个元件施加的压力的增加。

这样的优点在于，通过化学反应可实现防尘唇口在可转动的轴上的压紧力的改变，由此可实现密封。在此可如此选择化学反应物，使得化学反应的最终产物可以无污染地被清除或回收。

在一种有利的设计方案中，溢出的流体和涂层之间的反应导致施加于密封唇口上的压紧力增加。这样的优点在于，密封唇口本身可压紧在可转动的轴上，由此可密封可能的泄漏。

在一种有利的设计方案中，存在有指示剂，该指示剂可以使防尘唇口上的增加的压紧力、进而密封唇口上的泄漏从外部可以看见。这样的优点在于，从外部可识别密封环上的泄漏并可以在下次维修日期时更换密封环。

在一种有利的设计方案中，设有传感器，该传感器检测出防尘唇口上的增加的压紧力并进而检测出密封唇口上的泄漏并通知上级的控制装置。这样的优点在于，通过密封环自动地进行对密封的监控。

由从属权利要求给出其它的优点。本发明并不局限于权利要求的特征组合。对本领域技术人员来说，尤其从目的的提出和/或通过与现有技术的比较而提出的目的，得出权利要求的和/或单个权利要求特征的和/或说明书的特征的和/或附图的特征的其它合理的组合可能性。

附图标记列表：

1 壳体

2 轴

3 密封环

4 流体侧

5 密封唇口

6 防尘唇口

7 螺旋形弹簧/阻油圈皮垫弹簧

8 金属环

9 激活部件

10 另外的激活部件

附图说明

下面参照附图借助实施例详细地描述本发明。附图纯示意性地示出：

图1：根据本发明的密封部件的剖视图；以及

图2：根据本发明的密封部件的可选实施形式的剖视图。

具体实施方式

图1是根据本发明的密封部件的剖视图。

图1示出支承在壳体1中的、可转动的轴2。轴2通过壳体1的壳体件的缺口穿过壳体的壳体壁。壳体1的内部空间用一流体、优选润滑剂、尤其是润滑油来填充。该润滑剂用于润滑布置在该内部空间中的、彼此接合的齿部件。利用一密封部件相对于轴2密封所述壳体件，所述密封部件优选为密封环3或轴密封环。

密封环3包括一通过金属环8加固的基体。密封唇口5借助于螺旋形弹簧/阻油圈皮垫弹簧7压在轴上，并进而阻止流体溢出。由螺旋形弹簧7产生的压力应该恰好大到使密封唇口5密封地贴靠在轴2的轴密封面上。但应避免强的摩擦，以便防止快速磨损。因此，防止了流出物也就是说润滑剂、尤其是润滑油从密封部件的流体侧4的内部空间溢出并流入密封部件外侧上的外部空间中。

如果密封唇口5被磨损，那么润滑剂作为流出物从内部空间进入外部空间。润滑剂与激活部件接触。由此引起激活部件和流出物之间的化学和/或物理反应。这种化学和/或物理反应使得所述轴相对于其中一另外的密封件贴靠在轴密封面上的所述壳体重新密封。所述密封部件和所述另外的密封件密封地贴靠在轴密封面上或者能以密封的方式贴靠在轴密封面上。

这纯粹是无源地发生的，也就是说，没有发生对流出物的检测或没有从密封部件的外部输入能量。激活部件的化学和/或物理反应足以使所述轴相对于壳体重新密封。

在不同的实施形式中，提供有激活部件的不同的化学和/或物理反应，例如溶解、膨胀、吸收、粘附、化合。

激活部件优选设计成密封部件的材料区域或密封部件上的材料区域，尤其为密封部件上的涂层9。

在图1和2中示出的密封环3还包括防尘唇口6作为额外的保护结构，该防尘唇口6阻止可能会损坏密封唇口5的颗粒到达密封唇口5。

根据一种优选的实施形式，在密封唇口5和防尘唇口6之间的空间/腔室中设有作为涂层9的激活部件。

在另一种实施形式中，涂层9包括直接施加在密封环3的表面上的活性炭，该活性炭如此构造，即多孔材料的毛细吸附作用使得存在于表面上的流体由于表面张力被吸入活性炭内部的小孔中。

活性炭内部中流体的增加引起涂层9的膨胀。由于膨胀而引起的涂层9的体积的增加导致在防尘唇口6上施加压力。防尘唇口6被压向轴密封面并相对于壳体件密封所述轴2。这样，防止了流体的进一步泄漏并阻挡住了流出物。

因为在装配密封环3时，防尘唇口6获得预应力，该预应力恰好大到防止由转动的轴造成磨损但阻碍粉尘微粒的侵入，所以对于实现为阻止流体的不期望的溢出而进行的密封所需的压紧力来说必要的额外的力是极小的。该小的压紧力可以通过膨胀的活性炭或类似的涂层来实现。

在可选的实施形式中，取代防尘唇口6，将一另外的密封唇口布置在密封环3上。该另外的密封唇口如上述防尘唇口6一样压紧在轴密封面上。但是，该另外的密封唇口更适于密封。

在另一种实施形式中，涂层9形成一油溶性的而不溶于水的层。涂层9导致所述另外的密封唇口或防尘唇口从轴2或轴密封面上抬起。涂层9使得该另外的密封唇口或防尘唇口6从轴2弯离。如果密封唇口不密封，那么润滑剂溢出且溶解涂层9。由于密封环3的材料的内应力，所述另外的密封唇口或防尘唇口6被压在轴2或轴密封面上并重新密封壳体。

在另一种实施形式中，激活部件本身为用于密封的部件。例如，其作为材料区域或涂层9布置在密封唇口5前方的外部空间中。如果出现流出物，那么激活部件吸收流出物并膨胀到使得激活部件本身被压到轴上的程度。

如果激活部件还具有信号色，那么可直接从壳体2的外部看见泄漏的出现。假如密封环3还具有防尘唇口6，那么激活部件膨胀到把防尘唇口6从所述轴压离并进而可见到该激活部件的程度。

在图2示出的实施形式中，还示出一另外的激活部件10，其与涂层9相组合地或单独地布置在密封环3上。当密封唇口5不密封时，该另外的激活部件在与流出物接触时导致防尘唇口6或者可选地导致另一个密封唇口压紧在轴上或轴密封面上。对此，例如所述另外的激活部件10简单地在与润滑剂接触时膨胀。

在另一种实施形式中，所述另外的激活部件10在与流出物接触时改变其可见的颜色、尤其是肉眼可见的颜色。优选地，该颜色从不显眼的颜色变为信号色，从而可容易地观察到密封环3的泄漏。

所述另外的激活部件和涂层9或激活部件也可以组合地(如图2所示)布置在密封环3上。激活部件优选由疏水亲脂的材料组成，因此空气中所含的水分或出现的结露水就不会引起化学和/或物理反应。因为润滑剂大多以矿物的、合成的或生物的油为基，所以仅在泄漏时会发生激活部件的可靠的激活。

疏水亲脂的材料优选可以通过利用硅烷、尤其是烷基硅烷例如二甲基二氯硅烷进行硅烷化、甲硅烷基化或硅化处理来得到。

在优选的实施形式中，激活部件具有硅化或硅烷化的过滤元件，该过滤元件包围膨胀的吸收元件。例如，硅化的膜或滤纸包围吸油的海绵。

Claims (16)

1.一种用于轴密封的密封部件、尤其是轴密封环，所述密封部件包括密封唇口，所述密封唇口在所述密封部件的装配状态中贴靠在轴密封面上，

其中所述密封唇口将内部空间和外部空间分隔开，

其特征在于，

在所述外部空间中在所述密封部件上设置有一激活部件，使得当所述密封唇口不密封时流出物与所述激活部件共同作用，由此使一另外的密封件能无源地贴靠在所述轴密封面上。

2.根据权利要求1所述的密封部件，

其特征在于，

所述激活部件是亲脂疏水的吸收体，所述吸收体在轴密封面和轴密封环之间设置在所述轴密封环上，通过由在所述吸收体中接收所述流出物的一部分所引起的所述吸收体的体积的增加，所述另外的密封件密封地贴靠在所述轴密封面上和/或能以密封的方式贴靠在所述轴密封面上，

特别是其中借助于接收所述流出物的所述部分，所述激活部件改变其可见的颜色。

3.根据权利要求2所述的密封部件，

其特征在于，

所述另外的密封件是所述吸收体本身。

4.根据权利要求3所述的密封部件，

其特征在于，

所述吸收体设置在所述密封部件的位于所述密封唇口和一防尘唇口之间的区域中，所述吸收体优选在体积增加时将所述防尘唇口从所述轴密封面上抬起。

5.根据权利要求2所述的密封部件，

其特征在于，

一另外的密封唇口作为另外的密封件与所述轴密封面间隔开，所述另外的密封唇口在所述体积增加时能被所述激活部件密封地压紧在所述轴密封面上。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的密封部件，

其特征在于，

所述激活部件具有硅化或硅烷化的过滤元件，所述过滤元件包围在吸收所述流出物的至少一部分量时膨胀的材料。

7.根据前述权利要求中的一项所述的密封部件，

其特征在于，

由于所述激活部件的所述体积增加，能造成施加在所述防尘唇口(6)或所述密封唇口(5)上的压紧力的增加或者能造成所述防尘唇口(6)或所述密封唇口(5)的相应地朝向所述轴密封面的偏转。

8.根据权利要求7所述的密封部件，

其特征在于，

所述防尘唇口(6)或所述密封唇口(5)由于所述增加的压紧力而阻止了所述流出物进一步的溢出。

9.根据权利要求1所述的密封部件，

其特征在于，

所述激活部件设置在所述密封唇口和一另外的密封唇口之间，所述激活部件使所述另外的密封唇口从所述轴密封面上抬起，其中所述激活部件是所述轴密封环上的、在所述润滑剂中可溶的、尤其是油溶性的涂层。

10.根据前述权利要求中的一项所述的密封部件，

其特征在于，

所述激活部件包括硅烷化的微粒。

11.根据前述权利要求中的一项所述的密封部件，

其特征在于，

所述材料区域和/或所述涂层包括多个不同的材料层。

12.一种用于利用根据权利要求1至11中的一项所述的密封部件相对于一轴密封一部件的布置结构。

13.一种具有根据前述权利要求中的一项所述的密封部件的壳体、尤其是减速器壳体。

14.一种用于密封一穿过壳体的壳体壁的轴的方法，

其中，在所述轴和所述壳体之间相对于所述壳体抗转动地布置有一密封部件，

所述密封部件具有朝着所述壳体的被润滑剂填充的内部空间的内侧和与所述内侧相对的外侧，

其中，所述密封部件的密封唇口与所述轴的密封面密封地共同作用，

其特征在于，

在所述外侧上在所述密封部件上设置有一激活部件，

其中当所述密封部件、尤其是所述密封唇口泄漏时，流出物的一部分和所述激活部件发生作用接合，

由此所述激活部件使一另外的密封件无源地贴靠在所述轴密封面上。

15.根据权利要求14所述的方法，

其特征在于，

所述激活部件——优选亲脂、疏水的涂层或材料区域——由于与所述流出物的接触而溶解或膨胀。

16.根据权利要求14或15之一所述的方法，所述方法利用根据权利要求1至11中的一项所述的密封部件。

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