CN103867723A - 密封件和用于制造密封件的方法 - Google Patents

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Abstract

一种根据实施例的用于将第一部件(110)相对可旋转的第二部件(130)进行密封的密封件(110)包括密封唇(170),它被设计用于借助密封区域(180)贴靠在第一部件(110)上,这里密封唇(170)至少在密封区域(180)内具有传送结构(200),它被设计用于在第一部件(110)相对第二部件(130)转动时使液态介质从密封件(100)的第一侧(210)流到密封件(100)的第二侧(220),这里传送结构(200)具有至少一个传送槽(230),它沿着延伸方向延伸,这里传送结构(200)此外具有至少一个阻滞结构(240),它被布置在至少一个传送槽(230)中并且将至少一个传送槽(230)的垂直于延伸方向的截面沿至少一个方向减小到50%至90%之间的一个值。由此可以实现的是,对密封件(100)的静态和动态密封性能之间的折衷进行改善。

Description

密封件和用于制造密封件的方法
技术领域
本实施例涉及一种密封件和用于制造密封件的方法。
背景技术
在机械、装备和汽车制造的许多领域内提出了以下要求,即应该对互相间可转动的部件进行密封。这里不仅是为了防止异物侵入一个相应的装备或者机器中,也为了防止工作液或者其他的介质从相应装备或者机器的内部泄漏出来。燃料喷油泵展示了一个为此的例子,在这种泵上例如通过一根轴提供泵输送燃料需要的能量,这里对一个填满燃料的区域的相应的密封就很有必要。
但是在汽车制造领域内也在其他地方提出了类似的要求,这包括例如一个驱动发动机,同样的例如是驱动链的其他部件。为了仅仅引用一个例子,可以例如在变速器输入轴和输出轴的范围内也提出类似的要求。但是在机器和装备制造的其他领域中也存在以下的要求,例如对一根轴相对一个壳体或者另一种部件进行密封。同样的不仅仅是对轴,如有必要也对位置固定的部件,例如车轴,例如一个外部的部件可以相对其进行转动。
这里对相应的密封件提出的要求部分非常的不同,并且例如取决于相应装备或者机器的工作条件。如果例如两个原则上可以相互转动支承的部件静止不动,则如有必要对密封件提出了静态要求。如果它们与之相反相对转动,则相应的密封件承受动态载荷。密封件的动态和静态的工作状态在这里可以在其要求和其工作方式方面部分地互相具有很大区别。在静态工作状态下例如由于不存在相应部件互相间的相对转动、则磨损不是最重要。与此不同,通过相应的传送结构在动态密封情况下如有必要有针对性地的对密封功能进行支持。在动态和静态工作条件下如此频繁的使密封件部分的服从于相反的边界条件和目标。
因此存在以下要求,即对密封件的静态和动态密封性能之间的折衷进行改善。
发明内容
这种需求根据一种实施例的密封件满足,该密封件用于对第一部件相对绕着一根轴相对第一部件可旋转的第二部件进行密封,其包括密封唇,它被设计用于借助一个密封区域贴靠在第一部件上。密封唇至少在密封区域内具有传送结构,它被设计用于在第一部件沿着至少一个绕着轴线的转动方向相对第二部件转动时使液态介质从密封件的第一侧流到密封件的沿着轴线背离密封件的第一侧的第二侧。传送结构具有至少一个传送槽,它沿着延伸方向延伸,这里传送结构此外具有至少一个阻滞结构,它被布置在至少一个传送槽中并且将至少一个传送槽的垂直于延伸方向的截面沿着至少一个方向减小到传送槽在至少一个阻滞结构之外的截面沿着该相应的方向的延伸量的50%至90%之间的一个值。
一种根据一种实施例用于制造密封件的方法包括提供密封唇,它被设计用于借助密封区域贴靠在第一部件上,以及至少在密封唇的密封区域内引入传送结构,该传送结构被设计用于在第一部件沿着至少一个绕着轴线的转动方向相对第二部件转动时使液体的介质从密封件的第一侧流到密封件的沿着轴背离密封件的第一侧的第二侧,这里传送结构包括至少一个传送槽,它沿着一个延伸方向延伸,这里传送结构此外具有至少一个阻滞结构,它被布置在至少一个传送槽中并且将至少一个传送槽的垂直于延伸方向的截面沿着至少一个方向减小到传送槽在至少一个阻滞结构之外的截面沿着该相应的方向的延伸量的50%至90%之间的一个值。
一种实施例基于的知识在于,可以对密封件的静态和动态密封性能之间的折衷进行改善,这通过在这样一个密封唇的传送结构的至少一个传送槽中设计至少一个阻滞结构实现。通过将阻滞结构设计在传送结构的至少一个传送槽中并且将至少一个传送槽的截面在至少一个垂直于传送槽的延伸方向的方向上减小到50%和90%之间的值,阻滞结构在静态密封情况下起到中断传送槽的作用,从而由于液态介质的粘性尽管仍保留的剩余截面在50%和10%之间沿着对应的垂直于延伸方向的方向不再能实现液态介质直接流过密封件的两个侧之间的传送槽,或者仅仅仍减少的发生。
另一方面通过仅仅部分的减小传送结构的至少一个传送槽的截面仅一定程度地减小动态的传送,即在两个部件互相间相对转动的时候由于通过剩余截面实现的用于一种气态介质的传送作用、也快速而安全的将液态的介质从密封件的第一侧运送到第二侧。换种说法一种密封件和用于制造密封件的方法的实施例基于以下认识,即仅仅通过部分堵塞传送结构的至少一个传送槽虽然可以在静态密封情况下基本阻断液态的介质,但是由于保留的剩余截面可以又能直接实现传送作用。
按照根据一种实施例的密封件的详细结构,传送机构可以可选的也具有多个传送槽,这里在这样一种情况下例如多个传送槽的每个传送槽可以可选的包括一个相应的阻滞结构。传送槽在这里可以被布置成并列的,从而每一个可以具有一个相应的传送作用,它在相同的转动方向上使介质从密封件的第一侧输送到密封件的第二侧。可选的或者补充的传送结构也可以包括多个传送槽,它至少部分的如下布置,即相应的传送作用在两个部件相反转动时也从密封件的第一侧作用到第二侧。根据传送槽和/阻滞结构的详细结构可以不同的实现传送作用,从而实现传送结构从第一侧到第二侧的净传送作用。在这样一种情况下可以阻滞传送结构的单个、多个或者所有传送槽。
可选的在根据一种实施例的密封件中,所述垂直于延伸方向的至少一个方向具有传送槽的高度和/或宽度。传送槽的高度在这里是传送槽沿着垂直于密封件的轴延伸的径向方向。宽度在这里是垂直于延伸方向和径向方向的延伸,它例如基本上可以平行于轴延伸。由此可以借助相对来说设计简单的器件实现减小传送槽在阻滞结构范围内的截面。由此如有必要可能的是,简化这样一种根据发明的实施例的密封件的制造方法,并且减少制造所需的费用。到这
可选的在根据一种实施例的密封件上,传送结构可以完全延伸通过密封区域。换句话说,因此可以实现第一侧到第二侧的流体技术的连接。正是在这样一种情况下在根据一种实施例的密封件的范围内施加阻滞结构可以是非常有利的,从而改善这样根据一种实施例的密封件的静态密封性能。补充的或者可选的由此可能的是,更灵活的使用根据一种实施例的密封件,例如用于不同的部件。
可选的可以在这样一种根据一种实施例的密封件中这样设计密封唇,即密封件的密封区域设置在第一部件的圆柱形的对应密封面上。这里圆柱形的对应密封面相对密封件的轴线具有直径,这里的密封区域在直径的1%至10%的长度上延伸。由此如有必要可能的是,传送结构被限制在一个区域内,在该区域内它在工作的时候起作用,从而如有必要通过设计相应的传送结构可以避免所导致的密封件的材料的退化。补充的或者可选的为此如有必要也可能的是,简化密封件的制造过程并且减少制造所需的费用。
可选的在根据至少一种实施例的密封件上,至少一个传送槽螺旋形的沿着密封区域从第一侧延伸到第二侧。正是在这样一种具有至少一个相应设计的传送槽的传送结构上动态的密封性能如有必要虽然可以特别的有利(没有如前定义的阻滞结构),但是这样一种密封件的静态密封性能可能较差。换句话说在这样一种根据一种实施例的密封件上,实施如前所述的保持装置可以改善密封件的静态密封性能,而不会对根据一种实施例的密封件的动态密封性能造成明显的损害。
可选的在根据一种实施例的密封件上,至少一个传送槽延伸至阻滞结构的两侧。换句话说阻滞结构可以被布置在至少一个的传送槽的内部。由此如有必要可能的是,通过至少一个传送槽的布置在阻滞结构和密封件的第一侧之间的部段改善动态密封性能。
可选的在根据一种实施例的密封件上,阻滞结构可以具有一个沿着延伸方向的在0.2mm和1mm之间的长度。通过阻滞结构的相应长度因此可能的是,虽然一方面可以在静态密封情况下有效的阻塞液态的介质,但是不会由于阻滞结构的太长的设计对动态密封情况下的传送作用造成很大的损害。此外如有必要可能的是,相对简单和低成本的制造一个具有已定义尺寸的阻滞结构。由此如有必要借助结构简单的器件创造一种根据发明的密封件。
可选的在根据一种实施例的密封件上,阻滞结构沿着延伸方向可以具有面向第一侧的第一侧壁和面向第二侧的第二侧壁,这里第一和第二侧壁中的至少一个相对至少一个传送槽的底面具有一个角度,它不超过85°。由此可能的是,改善阻滞结构的流入性,从而在动态密封条件下改善密封件及其传送结构的密封性能以及传送性能。
可选的在根据一种实施例的密封件上,如下设计传送结构,从而使它在液态的介质中当第一部件相对第二部件相对转动时基本上仅仅从密封件的第一侧流到第二侧。阻滞结构可以在这种情况下具有在延伸方向上面对第一侧的第一侧壁和在延伸方向上面对第二侧的第二侧壁,它们被设计成不对称的。可选的它们可以例如具有不同的角度。换句话说有第一侧壁和至少一个的传送槽的一个底面形成的第一角度不等于一个由第二侧壁和至少一个的传送槽的一个底面形成的第二角度。由此如有必要也可能的是,有针对性的影响阻滞结构的传送作用。这样例如第一侧壁可以具有一个比第二侧壁更小的角度,从而从第一侧的侧面更容易流过阻滞结构,这里与之相反在面向第二侧的第二侧壁前形成一个相应的传送边缘。
可选的在根据一种实施例的密封件上,第一侧壁相对至少一个传送槽的底面具有一个2°至40°之间的角度。补充的或者可选的为此第二侧壁可以相对至少一个传送槽的底面具有一个60°和90°之间的角度。在其他的实施例上第一角度例如可以在一个5°和25°之间的范围内,例如是15°,而第二侧壁的角度(第二角度)位于70°和90°之间的范围内,例如是80°。由此如有必要可以继续为动态密封条件改善传送结构的传送作用。
可选的在根据一种实施例的密封件上密封唇可以具有一个弹性体,例如丙烯酸酯橡胶、乙烯/丙烯醛基弹性体和/或氟橡胶。补充的或者可选的密封唇可以同样包括一个聚合物,例如聚四氟乙烯(PTFE)。由此如有必要可能的是,创造一种特别低摩擦的和/或低磨损的密封唇。
可选的根据一种实施例的密封件此外还包括加固结构,它被设计用于直接或者间接的把密封件固定在第二部件上。密封唇在这里可以间接的,例如通过一个弹性体结构,或者直接与加固结构相连。在密封唇包括弹性体的情况下,在制造根据一种实施例的密封件的范围内引入传送结构包括对密封唇与传送结构一起进行硫化处理。在这种情况下如有必要可以同时在一个共同的步骤范围中实现提供密封唇和引入传送结构。如果密封唇包括聚合物,引入传送结构例如通过一个压制实现。在这种情况下可以先后的或者时间上重叠的实现提供密封唇和引入传送结构。根据所使用的技术可以在将密封唇连接在可选的加固结构上时使用一个合适的力连接的、材料连接的和/或形状连接的连接技术。因此相应的部件例如通过硫化处理,粘接或者也可以通过相应的成型互相连接。一个力传递或者摩擦配合的连接通过静摩擦实现,材料闭合连接通过分子或者原子的相互作用或者力实现,形状配合的连接通过相应连接部件的几何结构连接实现。静摩擦因此通常以两个连接部件之间的法向力分量为前提。
一个元件例如可以具有n维的旋转对称,这里n是一个大于或者等于2的自然数。一个n维的旋转对称在以下情况下存在,即当所对应的元件例如可以绕着旋转轴或者对称轴转动(360°/n)并且在此基本上在形状方面过渡至自身形状,即在进行了一个相应的转动时实际上在数学意义上形成了自身。与此不同的是,在元件的一个完全旋转对称的结构上绕着旋转或者对称轴任意旋转每一个任意的角度,元件实际上转换成了自身,即在数学意义上基本形成了自身。不管是一个n维的旋转对称还是一个完全的旋转对称这里都被称为旋转对称。
设计成一体式的元件在这里如下理解,即它是由一个连续的材料块制成的。“一体式”的概念因此可以用同义词“集成的”或者“单构件的”表示。两个元件之间的机械连接不仅包括一个间接的,也包括一个直接的连接。
在一种方法的实施例中,可以以上述的顺序,但是如有必要也可以以不同的顺序实施前述方法步骤。这样如有必要可以同时进行单个的方法步骤,但是至少是时间重合的进行,只要本文阐述或者技术背景没有进行其他的说明。
附图说明
下文将参考所附的图示进一步描述和阐述实施例。
图1展示了根据一种实施例的密封件的截面图;
图2展示了图1中的密封件上的传送结构的传送槽中的阻滞结构的立体图;
图3展示了通过图1和图2展示的具有阻滞结构的传送槽的截面图;
图4展示了用于制造根据一种实施例的密封件的根据一种实施例的方法的流程图。
具体实施方式
在下文的对附图的描述中相同的附图标记表示相同或者类似的部件。此外使用用于部件和物体的概括性的标记,它们在一种实施例或者一个图示中多次出现,但是在一个或者多个特征方面共同的描述。利用相同或者概括性的标记表示的部件或物体可以关于单个、多个或者所有特征,例如其尺寸方面被设计成相同的,但是必要时也可以是不同的,只要本文中没有明确或者暗示的给出其他的说明。
如本文开始所述,在机械、装备和汽车制造的范围内存在以下要求,即在不同的部件之间应该进行密封,这里的部件互相间相对的转动,但是至少互相可转动的支承。这里静态密封和动态密封在要求和技术边界条件上部分差异很大。在一个静态密封上存在以下情况,即两个部件互相间不相对运动,而在相应密封件的一个动态工作状态下存在相应部件之间的相对运动。
在一个相应的基于静态密封进行设计的密封件上注意力例如较少的集中在磨损上,因为由于相互可转动的支承的部件之间不存在或者存在很小的相对运动则密封件可以位于两个部件上,而不产生一个很严重的磨损。在动态密封的情况下注意力相对的主要集中在磨损上,因为这里原则上不能排除密封件或者说单个元件相对一个部件或者也相对密封件的一个元件的相对转动。但是如果造成密封件的磨损,可能对其高效能性产生负面的影响,由此甚至可能造成使用了这样一个密封件的相应机械或者装备的完全失效。
但是另一方面在动态的密封上也可以实现通过特殊设计的结构改善动态密封性能。这包括以下的传送结构,即通过相应部件互相之间的相对运动的或者通过密封件相对一个部件的运动有利于保持介质,例如一种液态的介质。
作为液态的介质这里原则上可以是所有的液体。但是根据为哪种液态介质设计密封件,如有必要适合的是,相应的材料或者元件在其相应的一致性方面相应的进行选择。尽管在下文中主要描述一种用于汽车的喷油泵的密封件,但是密封件的实施例远远不局限于这个使用范围。在汽车制造的其他范围内,例如在发动机范围内,但是也可以在传动链的范围内也可能需要相应的密封件。同样的也适用于机械和装备制造的其他领域。
喷油泵密封件通常在充满的情况也需要一个静态的密封性。传统的在这个区域内使用了以下密封件,在这种密封件上设有包含作为流体动力学的传送通道的螺旋形槽聚四氟乙烯(PTFE)密封盘,密封件绕着一根轴的转动产生了传送作用。但是在这样一种单向的PTFE密封盘上通常会导致,当系统或者说相应的密封件完全充满相应的燃料时会引起相应的槽泄露。这种泄露由下引起,即相应的槽通过密封创造了一个液流的通道,从而在静态密封条件下燃料通过密封件或者说相应的槽挤出。
这里按照传统的方法在回旋状的PTFE板的最大压力范围内布置了所谓的止动器,它使螺旋形的槽完全闭合。尽管由此可以改善静态的密封性,但是这经常导致动态密封效率的明显的降低。
一种密封件或者一种相应的用于制造这样一种密封件的方法的实施例因此如有必要可以实现在密封件的动态和静态密封性能之间的折衷。
图1展示了根据一种实施例的用于使第一部件110相对绕着轴线120可转动的第二部件130进行密封的密封件100的截面示意图。第一部件110可以例如是一根轴140,第二部件130可以是喷油泵的一个壳体150。因此例如喷油泵工作所需的能量可以通过相应的泵的轴140的转动提供。
这里在图1中以非常简化的形式的虚线部件展示了第一部件110和第二部件130。密封件100可以例如被固定在第二部件130中或者上,即借助摩擦连接、材料闭合和/或形状配合的连接固定在壳体150中或者上。这样可以例如将密封件100摩擦连接地保持在壳体150的凹槽中从而防止密封件100的转动。密封件100沿着轴线120,即沿着轴向方向的机械固定在这里可以例如通过一个在图1未展示出的密封件100的形状配合的固定实现。
密封件100具有密封唇170,这里可以是一个由聚四氟乙烯制成的密封唇。在其他的实施例中密封唇170仅仅包含作为组成部件的聚四氟乙烯(PTFE),或者由其他聚合物制成的或者它同样的也作为组成部分被包含在其中。这里根据上位概念聚四氟乙烯也可以被理解成这样一种包含了额外的材料,例如纤维或者矿物材料的材料。同样的一个密封唇170可以在一种实施例中包含弹性体或者由它制成,例如丙烯酸酯橡胶、一个乙烯基/丙烯醛基弹性体和/或氟橡胶。
密封唇170在这里正是如下设计,即它借助密封区域180贴靠在第一部件110上。密封区域180在这里可以例如通过一个对应密封面190形成,它被设计成圆柱形的。对应密封面190在这里相对轴线120具有直径D。根据一个密封件100的具体实现结构密封区域180可以沿着轴120延伸一个长度,它处于对应密封面190的直径D的1%和10%之间的范围内。在本文中需要指出的是,轴120的位置在图1中不是按照正确比例给出的。
密封唇170具有传送结构200,它如下设计,即当第一部件110相对第二部件130至少沿着一个绕着轴线120的旋转方向发生相对转动时将液态介质从密封件的第一侧210输送到密封件的第二侧220,这里第二侧220沿着轴120位于背向第一侧210的一面上。换句话说传送结构200因此具有以下能力,即当沿着绕着轴线120的旋转方向发生至少一个旋转运动时将液态介质从第一侧210输送到第二侧220。
如同上文所述,如图1中所示的密封件100涉及一个喷油泵,从而液态的介质在当前情况下是一种燃料,例如汽油类的燃料(汽油)、柴油燃料(柴油)或者另一种相应的燃料。不言而喻,密封件100的其他实施例也可结合其他的液态介质使用,从而液态介质在这种情况下如有必要也可以是另外一种。这样密封件100可以根据一种实施例例如与油或者其他的润滑材料有关的,同样如同与水或者其他的含水的介质有关的使用,从而仅仅列举出少量的例子。
传送结构200在这里展示的实施例中包括被设计成螺旋形的传送槽230。它完全通过密封区域180延伸。换句话说通过传送槽230以及传送结构200在第一侧210和第二侧220之间形成流体技术的连接。自然在其他的实施例上也可以设计多于一个的传送槽230。它可以例如并排的布置,从而如有必要可以增强传送作用。如有必要但是也可能的是,实现交叉的传送槽230,从而不只在一个旋转方向上实现密封件100的单向的传送作用。
传送槽230在这里沿着一个延伸方向延伸。传送槽230垂直于该延伸方向具有一个截面,它通过沿着垂直于轴120的径向方向的高度和垂直于延伸方向和径向方向的宽度形成。如果如这里的实施例中所示螺旋形的槽230基本垂直于轴120延伸,则传送槽230的宽度基本上对应于平行于轴120的一个宽度。
通过使传送槽230完全穿过密封区域180并且在这里被设计成螺旋形的,可以在相对转动时,即在动态情况下当密封件100相对第一部件110发生相应的转动时产生传送作用。另一方面液态的介质当传送槽230或者说传送结构200的泵作用停止的时候由此例如在静态情况下通过传送槽230从第二侧220到达第一侧210。为了禁止出现这种情况,传送结构200此外具有至少一个阻滞结构240,它布置在至少一个传送槽230中。在图1中所示的仅具有一个传送槽230的实施例中传送结构200同样仅仅具有一个阻滞结构240。但是自然的在其他的实施例中也可以在传送槽230的内部布置多个阻滞结构240。同样在一种根据实施例的具有多于一个的传送槽230的密封件100上在每一个相应的传送槽内,如有必要也仅仅在传送槽230的部分内各自设计一个或者多个阻滞结构240。
阻滞结构240在这里正是如下设计,传送槽230延伸至阻滞结构240的两侧。由此如有必要可以如下文将进一步阐述和讨论的那样改善传送结构200和传送槽230的传送作用。但是可选的或者额外的为此如有必要可能的是,根据一种实施例的密封件100与不同的第一部件,即例如相应轴140的不同的尺寸有关的使用。
如同将例如借助图3进一步的阐述,阻滞结构240正是如下设计,即阻滞结构将传送槽230的截面沿着至少一个垂直于延伸方向的方向减小到传送槽在阻滞结构240之外的截面的相应延伸量的50%至90%之间的一个值。由此至少在垂直于延伸方向的一个方向上保留一个空隙,通过它禁止液态的介质从第二侧220流到第一侧210上。
尽管在位于阻滞结构240和第一部件110(轴140)的表面之间的缝隙内部的液态介质的薄膜(例如油膜或者一个燃料膜)在静态的工作条件下被切断或阻断,但是当轴140或者第一部件110相对密封件110转动时在动态工作条件下可以通过将截面积减小到50%至90%之间的值通过传送槽230侵入或者保持一个空气流或者另一种气态介质的相应气流。这个空气流对应于阻滞结构240。该空气流抑制了在螺旋形的传送槽230的内部在位于油侧(第二侧220)和阻滞结构240(也被称为止动器)之间的区域内产生一个低压或者说真空,并且该空气流表现了用于在密封区域180的区域内的密封唇170下方的液态介质的足够的泵功率。密封区域180在这里表示密封唇170贴靠第一部件110的区域,即轴140上的区域。
阻滞结构240在这里可以例如对应于上述的关于延伸的值减小传送结构的传送槽230的高度,但是也可以是其宽度。自然的如有必要也可以有利的是,不管是传送槽230的高度还是宽度都通过阻滞结构240相应的减小。但是在图1中展示的实施例中阻滞结构240(止动器)利用一个盖板覆盖了螺旋形传送槽230的深度或者说高度的50%至90%。具有传送结构200或者说传送槽230以及在其范围内实现的阻滞结构240的密封唇170借助一个对传统的方法进行优化的止动器产生一个PTFE密封(如图1所示)。
密封件100此外包括一个加固结构250,它可以例如是一个由金属材料,例如一种金属、一种金属合金或者一种钢制成的金属片。同样的加固结构250也可以由一种塑料材料,例如一种可注塑成型的塑料材料制成。加固结构250在这里具有——和密封件100自身同样的——一个基本上是旋转对称的结构并且被设计成——从中心凹口(其相对轴线120旋转对称)观察——盆形的。它在这里具有一个第一部分260,它实际上平行于轴线120延伸。在该部分上连接了一个过渡部分270,在其上又连接了一个第二部分280,它实际上沿着上述的径向方向,即垂直于轴120延伸。通过另一个过渡部分290连接了一个第三部分300,它同样的实际上平行于径向方向延伸并且沿着轴120被布置成平行于第二部分280。第三部分300在这里与第二部分280相比被布置成延伸至第一侧210。
密封件100此外具有一个弹性结构310,它除了一个或者多个凹槽230在过渡部分270的第一部分260和第二部分280的范围内在外部完全包围加固结构250。在这个区域内弹性结构310在图1中所示的实施例上不延伸进被设计成盆形的加固结构250的内部。弹性结构310在所示的实施例上实际上也被设计成旋转对称的。但是密封件100及其元件在另一种实施例上如有必要也可以不同的实现。
在图1中所示的一种密封件100的实施例中,位于由金属材料制成的加固结构250上的弹性结构310经过了硫化处理。凹槽320在这里被用于在硫化的过程中机械固定加固结构250,即由制造条件限制的。
弹性结构310在另一个过渡部分290的径向高度上在一个面向第二侧220的面上具有一个容纳结构330,密封唇170借助一个径向上的固定部分340粘接在它上面。在固定部分340上连接了一个灵活的部分350,在其外侧,即面向第一侧210的一侧上在图1所示的实施例中模制出了具有传送槽230的传送结构200。
换句话说密封件100此外具有加固结构250,它被设计用于可以通过弹性结构310与第二部件130固定。密封唇170在这里间接的,即通过弹性结构310与加固结构250相连。图1所示的密封件100因此是一个被设计成三个部分的密封件,但是由于所使用的连接技术不可以无损伤的分离。在其他的实施例中加固结构250自然也可以直接的与第二部件130相连。同样的密封唇170也直接与加固结构250相连。
如已经简要阐述的那样,阻滞结构240正是如下设计,即传送槽230沿着传送槽230的在图1中未展示出的延伸方向延伸至两侧。为了使传送槽230在柔性的部分上延伸了一个比密封区域180明显要大得多的区域,根据一种实施例的密封件100也可以为不同的第一部件110考虑具有不同直径的对应密封面190。换句话说可以为一根相应的轴140上不同的轴直径考虑根据一种实施例的密封件100,从而仅需要例举出一个例子。密封区域180因此可以例如延伸一个是相应的轴140的轴直径的1%和10%之间的长度。
根据密封件100的具体结构设计阻滞结构240可以例如被布置在密封唇170的最大按压力范围内。由此如有必要可能的是,改善阻滞结构240的静态密封性能。在另一种实施例上阻滞结构240自然也可以布置在其他的位置。如果需要实现多个阻滞结构240,则它不仅可以被布置在上述的最大按压力的范围内,也可以被布置在该范围之外。
图2展示了密封唇170在密封区域180范围内的透视图。图2因此展示了在阻滞结构240的范围内具有螺旋形的传送槽230的传送结构200。在图2中此外展示了一个截面360,图3展示了参照它的一个相应的剖切具有传送槽230和阻滞结构240的传送结构200的截面图。
图3展示了一个沿着在图2中展示的截面360的剖切密封唇170的一个截面图。这里该截面穿过传送结构200的传送槽230。阻滞结构240在这里从传送槽230的一个底面370上突起一个高度t’。螺旋形的传送槽230在这里具有一个深度t。阻滞结构240的深度或高度在这里按照根据一种实施例的密封件100的具体结构对应深度t的50%至90%。换句话说有
t’=f·t
这里的比例系数f位于0.5(=50%)至0.9(=90%)之间的范围内。由此在阻滞结构240的上方保留了一个缝隙380,它典型的位于0.01mm至0.07mm之间,但是这里在其他的实施例上也可能产生更小或者更大的缝隙。
阻滞结构240此外具有一个沿着传送槽230的延伸方向的长度L,它位于0.2mm和1mm之间。由此可能的是,改善对静态密封性能和动态密封性能的中和,一方面在考虑了阻滞结构240的液态介质的粘性的情况下、尽管传送槽230的截面仅仅部分封闭、在槽中通过阻滞结构240来阻滞,但是非常必要地使得空气或者其他气态的介质溢出或者绕流阻滞结构240变得困难了。
阻滞结构240沿着延伸方向具有一个第一侧壁390和一个第二侧壁400,它关于底面370具有一个角度(倾斜角)α1以及α2。
如之前所述,在图1至3中展示的根据一种实施例的密封件100是这样一个密封件100,它在传送结构200在一个旋转方向上的传送作用方面进行设计。相应的传送结构200仅仅具有一个传送槽230。如果现在轴140或者第二部件130相对密封件100发生转动时,则这样产生了液态介质(例如油或者一种燃料)的回流的传送方向410,如在图3中利用标记410表示的箭头表示的那样。换句话说传送结构200正是如此设计,从而液态介质在第一部件110相对第二部件130发生相对转动时基本上仅仅从第一侧210作用到第二侧。为了在这里有利于流动和流入,面向第一侧210的第一侧壁390和面向第二侧220的第二侧壁400相应的具有不对称的结构。准确的说在这里非常不同的形成了相应的角度α1和α2。第一侧壁390的角度α1在这里所示的实施例上被设计的比第二侧壁400的角度α2更平缓。这样第一侧壁390的角度α1可选的位于2°和40°之间,在其他实施例上也可以在5°和25°之间,例如——在图3中所示——是15°。第二侧壁400的角度α2可选的位于60°和90°之间,在其他实施例上也可以在70°和90°之间,例如——在图3中所示——是80°。
第一侧壁390由于更小的角度可以由液态介质或者也可以是一种气态的介质更容易的流上去或者环流,而更陡的第二侧壁400被设计用于作为用于液态介质的传送棱边。
在在图1至3中展示的实施例中不仅是第一侧壁390,而且第二侧壁400都各自具有一个角度α1以及α2,它相对传送槽230的底面370具有一个不超过85°的角度。在其他的实施例中当然也可以仅仅对两个侧壁390、400中的一个进行相应的角度限制。
实施例可以由此必要时改善传统止动器的性能。螺旋形的传送槽230在这里通过也被表示为止动器的阻滞结构240仅仅部分的在其高度和/或其宽度方面以50%至90%之间的一个比例进行封闭。这导致了,一个毛细管形状的缝隙390(在一些实施例中在0.01mm和0.07mm之间)在阻滞结构240和第一部件110的对应密封面190,即例如轴140的表面轮廓之间保持开放。阻滞结构在这里设计有不对称的侧壁390、400。根据回流液(当轴140转动时的传送方向410)阻滞结构240在第一侧壁390上具有一个倒边或者说倒棱或倒角,例如位于5°和25°之间,它支承位于支持结构240下的液态介质的液流。在第一侧壁390上然后连接了一个平坦的长度在0.2mm和1.0mm之间的表面部分,它形成了一个相对轴140的表面的毛细血管形状的缝隙380。在其上然后连接了一个第二倒边或者倒角,这里是以具有一个在阻滞结构240的一个后侧上典型的在70°和90°之间的角度的第二侧壁400的形式,它有助于在共同的缝隙(传送槽230)内部基于液态介质的表面张力保持液态介质薄膜。
图1至3因此展示了作为许多实施例中的一种的密封件,它用于具有一个也被称为止动器的阻滞结构240的喷油泵,阻滞结构被布置在传送结构200的传送槽230的内部。如前所述,在这里也可以在其他的技术领域和其他的技术问题的范围内考虑这些实施例。同样的可以将根据一种实施例的密封件100设计成许多其他的可选的结构,如同上文中作为示例已经阐述的那样。
图4展示了根据一种实施例的用于制造这样一种密封件100的方法的流程图。在第一步S100的范围内首先提供密封唇170,它被设计用于借助一个密封区域180贴靠在第一部件110上。在一个步骤S110的范围内然后将传送结构200至少安装进密封唇170的一个密封区域180内,这里传送结构200被设计用于在第一部件110相对第二部件130沿着至少一个绕着密封件100的一根轴120的转动方向相对转动时将一种液态介质从密封件100的一个第一侧210运输到密封件的一个沿着轴100背离密封件100的第一侧210的第二侧220上。传送结构200在这里具有至少一个传送槽230,它沿着延伸方向延伸。传送结构此外具有至少一个阻滞结构240,它被布置在至少一个传送槽230内,并且将至少一个的传送槽240垂直于沿着至少一个方向的延伸方向的截面减少到至少一个传送槽230在阻滞结构240之外沿着相应方向的截面的延伸的50%至90%。
这里可以使提供密封唇和引入传送结构的两个步骤S100和S110在时间上是先后的,但是也可以使是时间重合的或者同时的进行。当例如密封唇170由一个弹性体,例如由丙烯酸酯橡胶、乙烯基/丙烯醛基弹性体或者氟橡胶制成,则它可以在弹性结构310或者加固结构250上直接进行预热。在这样一种情况下可以在其中同时进行提供密封唇和引入传送结构。
当密封唇相相反的由一种聚合物制成,例如由聚四氟乙烯(PTFE)制成,则密封唇170可以如上所述在之前就例如通过压铸被引入传送结构200。
使用一种实施例可以改善对密封件100的静态和动态密封性能的折衷。
在本文的阐述、下文的权利要求和所附的图示中公开的特征不仅可以单个的,而且也可以以任意的组合对于实现不同结构设计的实施例都是有意义的并且都是可以实现的。
附图标记清单
100    密封件
110    第一部件
120    轴线
130    第二部件
140    轴
150    壳体
160    泵
170    密封唇
180    密封区域
190    对应密封面
200    传送结构
210    第一侧
220    第二侧
230    传送槽
240    阻滞结构
250    加固结构
260    第一部分
270    过渡部分
280    第二部分
290    其他的过渡部分
300    第三部分
310    弹性体
320    槽
330    容纳结构
340    固定部分
350    灵活部分
360    截面平面
370    底面
380    缝隙
390    第一侧壁
400    第二侧壁
410    传送方向
S100   提供密封唇
S110   引入传送结构

Claims (11)

1.一种用于将第一部件(110)相对围绕轴线(120)相对第一部件(110)可旋转的第二部件(130)进行密封的密封件(110),它具有下述特征:
密封唇(170),它被设计用于借助密封区域(180)贴靠在第一部件(110)上,
其中,密封唇(170)至少在密封区域(180)内具有传送结构(200),它被设计用于在第一部件(110)沿着至少一个绕着轴线(120)的转动方向相对第二部件(130)转动时使液态介质从密封件(100)的第一侧(210)流到密封件(100)的沿着轴线(120)背离密封件(100)的第一侧(210)的第二侧(220);
其中,传送结构(200)具有至少一个传送槽(230),它沿着延伸方向延伸;和
其中,传送结构(200)此外具有至少一个阻滞结构(240),它被布置在至少一个传送槽(230)中并且将至少一个传送槽(230)的垂直于所述延伸方向的截面沿着至少一个方向减小到传送槽(230)在至少一个阻滞结构(240)之外的截面沿着该相应的至少一个方向的延伸量的50%至90%之间的一个值。
2.根据权利要求1所述的密封件(100),其中,所述至少一个方向包括所述至少一个传送槽(230)的高度和/或宽度。
3.根据权利要求1或2所述的密封件(100),其中,所述传送结构(240)完全延伸通过密封区域(180)。
4.根据权利要求3所述的密封件(100),其中,密封唇(170)这样设计,即密封唇(170)的密封区域(180)贴靠在第一部件(110)的圆柱形的对应密封面(190)上,在此,圆柱形的对应密封面(190)相对密封件的轴线(120)具有直径,其中,密封区域(180)的延伸长度在该直径的1%至10%之间。
5.根据前述权利要求之一所述的密封件(100),其中,所述至少一个传送槽(230)螺旋形地沿着密封区域(180)从第一侧(210)延伸到第二侧(220)。
6.根据前述权利要求之一所述的密封件(100),其中,所述至少一个传送槽(230)延伸至阻滞结构(240)的两侧。
7.根据前述权利要求之一所述的密封件(100),其中,所述阻滞结构(240)沿所述延伸方向具有在0.2mm和1mm之间的长度。
8.根据前述权利要求之一所述的密封件(100),其中,所述阻滞结构(240)沿着延伸方向具有面向第一侧(210)的第一侧壁(390)和面向第二侧(220)的第二侧壁(400),其中第一和第二侧壁(390,400)中的至少一个相对所述至少一个传送槽(230)的底面(370)具有不超过85°的角度。
9.根据前述权利要求之一所述的密封件(100),其中,所述传送结构(200)被设计成,使液态的介质在第一部件(110)相对第二部件(130)相对运动时基本上仅仅从密封件(100)的第一侧(110)传输至第二侧(130),其中,阻滞结构(240)具有在延伸方向上面对第一侧(210)的第一侧壁(390)和在延伸方向上面对第二侧(220)的第二侧壁(400),所述第一和第二侧壁被设计成不对称的。
10.根据权利要求8或9所述的密封件(100),其中,第一侧壁(390)相对所述至少一个传送槽(230)的底面(370)具有一个在2°至40°之间的角度,和/或,第二侧壁(400)相对所述至少一个传送槽(230)的底面(370)具有60°至90°之间的角度。
11.一种用于制造密封件(100)的方法,包括:
制备(S100)密封唇(170),它被设计用于借助密封区域(180)贴靠在第一部件(110)上;以及
至少在密封唇的密封区域内置入(S110)传送结构(200),其中,传送结构被设计用于在第一部件沿着至少一个绕着密封件的轴线(120)的转动方向相对第二部件(130)转动时使液体的介质从密封件的第一侧(210)传输到密封件的沿着轴线背离密封件的第一侧的第二侧(220),
其中,传送结构(200)包括至少一个沿着延伸方向延伸的传送槽(230),传送结构此外具有至少一个阻滞结构(240),它被布置在所述至少一个传送槽中并且将所述至少一个传送槽的垂直于所述延伸方向的截面沿着至少一个方向减小到传送槽在阻滞结构之外的截面沿着该相应的方向的延伸量的50%至90%之间的一个值。
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