CN103282703A - 径向轴密封环 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种径向轴密封环(1)，其具有加固环(3)和与所述加固环(3)相连的弹性体件(5)，该弹性体件具有动态密封唇(9)，该动态密封唇由与弹性体件(5)相连的环形构件(11)构成，环形构件(11)具有由PTFE构成的密封边(21)，该密封边(21)设计为密封地贴靠在被径向轴密封环(1)密封的轴上。

Description

径向轴密封环
本发明涉及一种具有加固环和与加固环相连的弹性体件的径向轴密封环，该弹性体件具有动态密封唇。
DE102007036625A1描述了一种用于在用于轴的壳体部分通孔处密封设置用于按规定旋转的轴的密封元件，其具有加固元件和与加固元件相连的弹性体件，该弹性体件具有用于静态密封地贴靠在壳体件上的第一密封区域，并且该弹性体件具有第二密封区域，该第二密封区域具有设计并且设置用于密封地贴靠在轴上的密封部段，该密封部段具有螺纹形回流结构用于使泄漏流体回流至待密封的空间中，并且按规定地贴靠在轴上的密封部段在其自由的轴向端部设有在圆柱壳上延伸的、沿周向封闭的线，该线至少对于未旋转的轴来说设置用于密封地贴靠在轴上。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有改善的运行属性和/或密封属性的径向轴密封环。
所述技术问题通过一种径向轴密封环解决，其具有加固环和与加固环相连的弹性体件，该弹性体件具有动态密封唇，该密封唇由与弹性体件相连的环形构件构成，该环形构件具有由聚四氟乙烯(PTFE)构成的密封边，该密封边设计为密封地贴靠在被径向轴密封环密封的轴上。该密封边可以设计为线接触地贴靠在待密封的轴上的、尖锐的密封边。作为备选，该密封边可以设计为面状地贴靠在待密封的轴上的密封面，尤其是圆环内面。
所述环形构件也可以称为套筒形结构。该环形构件或套筒形结构在此具有比弹性体件更高的刚性和/或强度。该环形构件可以由空心圆柱部段构成，其具有内部壳壁，在该壳壁上安置由聚四氟乙烯(PTFE)构成的密封边。取代单独的密封边也可以设置多个由聚四氟乙烯(PTFE)构成的密封边。该单独的密封边或多个密封边可以构成用于油的螺纹形的回流结构。
环形构件由非弹性的材料以空心圆柱部段的形式构成，其与弹性体件相连，尤其在弹性体件上硫化胶合而与其相连，并且该空心圆柱部段的内壳壁具有由PTFE构成的密封边。为了环形构件更好地与弹性体件相连，则环形构件具有斜面的、尤其锥形的端面，其具有用于与弹性体件硫化胶合的接触面。
该弹性体件可以具有径向密封唇部段和轴向密封唇部段并且环形构件与轴向密封唇部段相连。
所述环形构件由PTFE构成。环形构件尤其可以完全由PTFE构成。该环形构件和密封边可以由PTFE一体式构成。
弹性体件具有静态密封唇。该静态密封唇以其构造、布置和大小与由PTFE构成的环形构件和密封边相适配，也就是说与由PTFE构成的环形构件和密封边协调。
静态密封唇通过向内突出的环状突起在弹性体件的轴向密封唇部段上构成。静态密封唇、尤其是环状突起具有比动态密封唇的密封边更小的内径。也就是说，静态密封唇超过动态密封唇的密封边向内、也就是径向朝向待密封的轴突出。静态密封唇的横断面可以为半圆形结构。
静态密封唇在轴向密封唇部段上、位于朝向径向密封唇的弧形过渡区域的附近。
在径向轴密封环的所有实施例中，静态密封唇与膜连接结构一体式制造。膜连接结构由轴向和径向密封唇部段之间的过渡部段构成。
概括地说，本发明提供了一种尤其用于摩擦优化的PTFE密封的解决方案。
PTFE材料通常比弹性体材料的柔性小，并且必须为了保证功能性在径向轴密封环的公差极限位置中具有较高的压紧力。这种刚性设计会提高摩擦损失。此外PTFE材料基本不是气密的，因此例如在径向轴密封环装配结束检测时、尤其在气密性检测时导致不期望的泄气，其必须被涂覆附加的密封材料。
PTFE密封结构在具有径向轴密封环的各种发动机中可以被相似设计的弹性体轴密封环替代。弹性体轴密封环但是通常在使用中的压力稳定性较弱。
按照本发明，密封唇由套筒形的PTFE体、也就是环形构件构成，其通过柔性的弹性体膜、也就是径向轴密封环的弹性体件与加固环相连。在弹性体膜中可以设置附加的静态密封条，也就是说静态密封唇仅非常小的遮盖轴，其例如在气密性测验中负责密封。PTFE密封体可以设计有较小的压紧力，因为弹性体膜由于其较高的柔性或弹性能够补偿大部分的制造公差。因此，密封结构的摩擦值被进一步优化。静态密封结构可以集成在径向轴密封环中以用于气密性测验。在材料成本以及PTFE活化的成本方面具有优势。
在示意附图中示范性地显示本发明的两个实施例。在附图中：
图1示出剖切具有按照本发明的环形构件的示范实施例的径向轴密封环的上半部的纵截面，
图2示出剖切具有按照本发明的环形构件的备选实施例的径向轴密封环的上半部的纵截面。
图1示出作为本发明的一个实施例的剖切径向轴密封环1的上半部得到的纵切面。在此，径向轴密封环1具有加固环3以及与加固环3相连的、一体式设计的弹性体件5。在此，加固环3例如由板材制成。弹性体件5通过在加固环3上的硫化胶合而与其相连。
弹性体件5具有静态密封区域7，其外罩设计用于静态密封地贴靠在通道开口区域中的未显示的壳体件上，所述通道开口例如是用于待密封的、同样未显示的轴的壳体开口。
弹性体件5具有动态密封唇9，其在径向轴密封环1按规定地安装时贴靠在未显示的轴上。密封唇9具有环形构件11。密封唇9尤其可以具有这样的环形构件11，其在安装到轴上之前优选具有含5度至30度的角的锥形。该环形构件11具有螺纹状的回流结构13。该螺纹状的回流结构13在图1中强烈夸张地显示。取代图示的三条螺纹线或三头螺纹，回流结构13也可以具有多于三条的螺纹。螺纹线的螺距在实际中明显小于图中所示。螺纹线的螺距例如是0.2或1毫米。
在轴向密封唇部段9a的自由端部17，密封唇9带有或支承环形构件11。
如图1的实施例所示，动态密封唇9具有轴向密封唇部段9a和径向密封唇部段9b。轴向密封唇部段9a具有用于密封地贴靠在轴上的密封边21，其设置在轴向密封唇部段9a的面向轴的内壳壁15上。
在此，轴向指的是轴或轴的轴线的轴向延伸。这也意味着，轴向指的是空心圆柱形的轴向密封唇部段9a的轴向延伸。在此，轴向延伸与轴向密封唇部段9a的空心圆柱形基础形状的旋转轴线一致。关于轴向密封唇部段9a的空心圆柱形基础形状是参照环形构件11的内部的壳壁15而言。
该轴向密封唇部段9a在该实施例中由弹性体制成。在弹性的轴向密封唇部段9a的自由端部17上安置由聚四氟乙烯(PTFE)制成的密封边21。这个由聚四氟乙烯(PTFE)制成的密封边21在此在环形构件11的内壳壁15上构成。环形构件11在本实施例中与密封边21制成一体。环形构件11和密封边21两者共同由聚四氟乙烯(PTFE)制成。环形构件11在弹性体件9的弹性的轴向密封唇部段9a上硫化胶合而与其相连。
弹性体件5、尤其是轴向密封唇部段9a具有静态密封唇19。在所示实施例中通过在弹性体5的密封唇部段9a上的向内突出的环状突起构成静态密封唇19。该静态密封唇19位于轴向密封唇部段9a上、处于膜连接结构9c向径向密封唇部段9b的弧形过渡区域的附近。
静态密封唇19、尤其是环形突起具有比动态密封唇9的密封边21更小的内径。这就是说，静态密封唇19超过动态密封唇9的密封边21、向内、也就是朝向待密封的轴径向凸出。该静态密封唇19可具有半圆形的横截面。
作为备选，如在图2的实施例中所示，静态密封唇19也可以安置在密封边21的端侧。在按照图2的备选实施形式中，静态密封唇19还可以通过一个或多个弹性体接片22、尤其是在轴向横截面中薄的、轴向延伸的、在环形构件11的外围上分布的弹性接片22与径向密封唇部段9b尤其一体式地相连。
附图标记清单
1   径向轴密封环
3   加固环
5   弹性体件
7   静态密封区域
9   密封唇
9a  轴向密封唇部段
9b  径向密封唇部段
9c  膜连接结构
11  环形构件
13  回流结构
15  壳壁
17  自由端
19  静态密封唇
21  密封边
22  弹性体接片

Claims (9)

1.一种径向轴密封环(1)，其具有加固环(3)和与所述加固环(3)相连的弹性体件(5)，该弹性体件具有动态密封唇(9)，该动态密封唇由与弹性体件(5)相连的环形构件(11)构成，该环形构件(11)具有由PTFE构成的密封边(21)，该密封边(21)设计为密封地贴靠在被径向轴密封环(1)密封的轴上。
2.按照权利要求1所述的径向轴密封环，其特征在于，环形构件(11)由非弹性的材料以空心圆柱部段的形式构成，其与弹性体件(5)相连，尤其在弹性体件(5)上硫化胶合而与其相连，并且该空心圆柱部段的内壳壁(15)具有由PTFE构成的密封边(21)。
3.按照权利要求1或2所述的径向轴密封环，其特征在于，所述弹性体件具有径向密封唇部段(9b)和轴向密封唇部段(9a)并且环形构件(11)与轴向密封唇部段(9a)相连。
4.按照权利要求1至3之一所述的径向轴密封环，其特征在于，所述环形构件(11)由PTFE构成。
5.按照权利要求4所述的径向轴密封环，其特征在于，所述环形构件(11)和密封边(21)由PTFE一体式构成。
6.按照权利要求1至5之一所述的径向轴密封环，其特征在于，所述弹性体件(5)具有静态密封唇(19)。
7.按照权利要求6所述的径向轴密封环，其特征在于，所述静态密封唇(19)通过向内突出的环状突起在弹性体件(5)的轴向密封唇部段(9a)上构成。
8.按照权利要求6或7所述的径向轴密封环，其特征在于，所述静态密封唇(19)、尤其是环状突起具有比动态密封唇(9)的密封边(21)更小的内径。
9.按照权利要求6至8之一所述的径向轴密封环，其特征在于，所述静态密封唇(19)与膜连接结构(9c)一体式制成。
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Application publication date: 20130904

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