CN103906952A - 具有防尘结构及流体动压密封结构的径向轴封 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种径向轴封（10），其容纳于外壳中并围绕轴（12），以使轴封的空侧（A）与轴封的油侧（O）密封地隔离。该轴封包括环形的安装部（14）以及可操作地与安装部连接的密封唇（18）。该密封唇具有在油侧端和自由空侧端之间轴向延伸的环形内密封表面（20）。该内密封表面具有在密封接触处沿着轴（12）延伸的第一凹槽区（26）以及在密封接触处沿着轴（12）延伸的第二凹槽区（28）。该第一凹槽区和第二凹槽区通过中间非凹槽区域（30）彼此轴向隔开。第一凹槽区用于向轴封的空侧（A）引导污染物，第二凹槽区用于向轴封的油侧（O）引导润滑油。

Description

具有防尘结构及流体动压密封结构的径向轴封

技术领域

本发明主要涉及一种在旋转轴和外壳之间建立液密密封的动态油封。

背景技术

动态径向轴油封设计为具有所谓的轴封的“油侧”和“空侧”。这样的命名与安装时轴封的朝向相关，油侧面向外壳的内部且能够实现油交换，而空侧面向外且曝露于空气中。

在使用中，需要将灰尘和其他污染物保持在轴封的空侧，同时将润滑油保持在轴封的油侧。已知的是，配合密封唇中的螺旋槽将润滑油泵送回轴封的油侧，但是，这样的螺旋槽不能将灰尘或者其他污染物挡在外面。事实上，如果灰尘或者污染物进入该螺旋槽，将随着润滑油一起被泵送至轴封的油侧。这将对轴封造成不良影响，并且最终减少轴封以及可能的轴承或者其他轴封所保护部件的使用寿命。

进一步地，已知的是，配合密封唇中的螺旋槽以将灰尘和污染物保持在轴封的空侧，但是，这样的螺旋槽槽不能将润滑油保持在轴封的油侧。事实上，如果润滑油进入该螺旋槽，将向外被泵送至轴封的空侧，从而消耗轴封内的润滑油。这将对轴封造成不良影响，并且最终减少轴封以及可能的轴承或者其他轴封所保护部件的使用寿命。

发明内容

概括来讲，本发明提供了一种径向轴封组件，该组件具有便于进行适当的油侧安装的结构，这样的结构甚至在轴-孔未对准的情形下也能进行适当的油侧安装，并且进一步地，当在安装过程中暴露于轴封组件的油侧的正压或负压下时，为轴封组件的密封唇提供支撑，以抵抗不利的破坏密封的运动。

根据本发明一个当前优选的方面，提供了一种容纳于外壳中并且围绕轴以将轴封的空侧和轴封的油侧密封地隔开的径向轴封。该轴封包括环形的安装部；与该安装部连接的弹性密封本体；以及与该密封本体连接的密封唇。该密封唇具有在油侧端和自由空侧端之间轴向延伸的环形内密封表面。该内密封表面具有在密封接触处沿着轴延伸的第一凹槽区和在密封接触处沿着轴延伸的第二凹槽区。该第一凹槽区和该第二凹槽区通过中间非凹槽区域彼此轴向隔开。该第一凹槽区用于向着轴封的空侧引导污染物，该第二凹槽区用于向着轴封的油侧引导润滑油。

根据本发明的另一个方面，该第一凹槽区具有多个朝向第一方向的第一凹槽，该第二凹槽区具有多个朝向第二方向的第二凹槽，其中，第一方向不同于第二方向。

根据本发明的另一个方面，该第一凹槽沿着轴向方向彼此重叠，该第二凹槽沿着轴向方向彼此重叠。

根据本发明的另一个方面，该第一凹槽沿着轴向方向彼此重叠，该第二凹槽沿着轴向方向是彼此非重叠的。

附图说明

结合以下对当前优选实施例和最佳方式的详细说明、附加权利要求以及附图进行考虑，本发明的上述和其他方面的特点以及优点将更易于理解，其中：

图1是根据本发明一个方面构造的径向轴封的剖面图；

图1A是类似于图1并示出了轴封安装于轴上的示意图；

图2是根据本发明一个方面构造的轴封的密封表面的示意图；

图3是根据本发明另一个方面构造的轴封的密封表面的示意图；以及

图4是根据本发明又另一个方面构造的轴封的密封表面的示意图。

具体实施方式

更详细的参阅附图，图1和图1A示出了根据本发明一个方面构造的径向轴封，以下简称轴封10，其中该轴封适用于曲柄轴箱应用中，通过示例而非限制，该轴封用于在径向轴封组件中围绕旋转轴12密封。该轴封10具有油侧O和轴向相对的空侧A，油侧O和空侧A与轴封10在安装时的方向有关，油侧O面向被密封的应用的内部，而空侧A面向被密封的应用的外部环境。该轴封10包括安装部，比如外壳，也称为轴环14，其提供为带有连接至弹性体密封材料16的金属环或聚合物环或环状结构15。该弹性体材料16形成了密封本体17并且径向向内延伸以提供密封唇18。该密封唇18具有在油侧端22和自由空侧端24之间轴向延伸的环形内密封表面20。该内密封表面20具有在密封接触处沿着轴12延伸的第一凹槽区26和在密封接触处沿轴12延伸的第二凹槽区28。该第一凹槽区26和第二凹槽区28通过环形的中间非凹槽区30彼此轴向隔开。该第一凹槽区26用于向空侧A引导污染物，比如灰尘，该第二凹槽区28用于向油侧O引导润滑油，同时中间非凹槽区30防止第一凹槽区26和第二凹槽区28彼此相互作用。因此，阻止了污染物从空侧A进入油侧O，同时阻止了润滑油从油侧O进入空侧A。

如图所示，金属轴环14可为L型，或者呈任意多种形状，比如C型、S型或环型，这取决于具体应用的要求，是本领域公知的。金属加强环结构15示为至少部分被外表面上的弹性体密封材料16覆盖，该弹性体密封材料16通过波状部32形成波状轮廓，以在曲柄轴箱（图中未示）的孔中提供紧密贴合的和液密的安装。

环形桥31可操作地将密封唇18与密封本体17连接起来。该环形桥31连接到密封唇18的油侧端22以及密封本体17，使得该桥31从密封唇18大致横向地径向向外延伸，然后在密封唇18上方反向延伸并与中心轴34呈一定角度地与该密封唇18重叠，比如该角度在20-40°之间，尽管该角度可从水平方向起在1-89°之间变化。因此，桥31提供了面向密封组件10的空侧A的环形袋33。

当处于自由、未安装状态时，密封唇18呈小角度延伸，比如自轴封10的水平中心轴34起约1-10°的角度。当处于自由状态时，密封表面20在油侧端22处具有最大内径SD，该最大内径SD小于轴12的工作面36的外径OD，因此，可以确定整个内密封表面20在使用时与工作面36密封接触。进一步地，空侧端24可形成为具有非接触的防尘唇（也称为辅助唇38），该辅助唇能够防止污染物从密封组件10的空侧A进入油侧O。该辅助唇38与第一凹槽区26隔开并且具有大于内密封表面20的内径SD的内径AD，从而保持不与轴12接触。

在图2中，示出了根据本发明一个方面构造的内密封表面20。该内密封表面20在油侧端22具有环形的静态密封环带39，以在轴12和轴封10相对彼此静止时防止润滑油漏出。第一凹槽区26具有多个从静态密封环带39延伸至中间非凹槽区30的第一凹槽40。该第一凹槽40朝向第一方向，并且第二凹槽区28具有多个朝向第二方向的第二凹槽42，其中第一方向与第二方向不同。该第一凹槽40示为线性笔直的并且彼此平行或基本平行地延伸、且倾斜于轴运动的圆周方向。倾斜的角度沿着轴旋转的方向从中间非凹槽区30向油侧O轴向地偏离。相邻的第一凹槽40沿着轴向彼此重叠。

第二凹槽42示为非线性的，具有沿着轴旋转的方向周向延伸的线性笔直的第一部分44以及相对于第一部分44倾斜的线性笔直的第二部分46。每个第二部分46沿轴向重叠于相邻第二凹槽42的相邻第一部分44。据此，在相邻的第一部分44和第二部分46之间形成了迷宫结构，从而可以防止污染物（例如灰尘）从空侧A进入油侧O。

在图3中，示出了根据本发明另一个方面构造的内密封表面120，其中采用增加了100的相同附图标记来表示类似的特征。该内表面120包括第一凹槽区126、第二凹槽区128、位于第一凹槽区126和第二凹槽区128之间的中间非凹槽区130、以及静态密封环带139。第一凹槽区126具有与上述第一凹槽40相同的多个第一凹槽140。进一步，第二凹槽区128具有多个第二凹槽142，但是，与上述的第二凹槽42不同的是，该第二凹槽142是线性笔直的。该第二凹槽142示为平行或基本平行于彼此延伸且倾斜于轴运动的圆周方向。倾斜的角度沿着轴旋转的方向从中间非凹槽区130向空侧A轴向地偏离。相邻的第二凹槽142沿着轴向彼此重叠，从而形成迷宫结构以防止污染物进入。

在图4中，示出了根据本发明另一个方面构造的内密封表面220，其中采用增加了200的相同附图标记来表示类似的特征。该内表面220包括第一凹槽区226、第二凹槽区228、位于第一凹槽区226和第二凹槽区228之间的中间非凹槽区230、以及静态密封环带239。第一凹槽区226具有多个与上述第一凹槽40，140相同的第一凹槽240。进一步地，第二凹槽区228具有多个第二凹槽242，但是，该第二凹槽142沿着轴向不是彼此重叠的。该第二凹槽242是线性笔直的并且关于密封唇的圆周对齐。从而，该第二凹槽242被周向延伸的空隙50沿圆周方向彼此间隔开。

显然，根据以上教导，本发明存在很多修改和变化。因此，应该理解，在所附权利要求范围内，本发明可以通过除了具体描述以外的方式实现。

Claims (12)

1.一种径向轴封，其容纳于外壳中并围绕轴，以使轴封的空侧与轴封的油侧密封地隔离，其特征在于，该轴封包括：

环形的安装部；

与所述安装部连接的弹性密封本体；以及

与所述密封本体连接的密封唇，所述密封唇具有在油侧端和自由空侧端之间轴向延伸的环形内密封表面，所述内密封表面具有在密封接触处沿着轴延伸的第一凹槽区以及在密封接触处沿着轴延伸的第二凹槽区，所述第一凹槽区和所述第二凹槽区通过中间非凹槽区域彼此轴向地隔开，所述第一凹槽区向所述空侧引导污染物，所述第二凹槽区向所述油侧引导润滑油。

2.根据权利要求1所述的径向轴封，其特征在于，所述自由空侧端包括与所述第一凹槽区轴向隔开的环形辅助唇。

3.根据权利要求2所述的径向轴封，其特征在于，所述辅助唇具有大于所述内密封表面的内直径以保持不与轴接触。

4.根据权利要求1所述的径向轴封，其特征在于，所述第一凹槽区具有多个朝向第一方向的第一凹槽，所述第二凹槽区具有多个朝向第二方向的第二凹槽，所述第一方向不同于所述第二方向。

5.根据权利要求4所述的径向轴封，其特征在于，所述第一凹槽沿着轴向方向彼此重叠。

6.根据权利要求5所述的径向轴封，其特征在于，所述第二凹槽沿着轴向方向彼此重叠。

7.根据权利要求6所述的径向轴封，其特征在于，所述第一凹槽为线性笔直的，并且第二凹槽为线性笔直的。

8.根据权利要求6所述的径向轴封，其特征在于，所述第一凹槽为线性笔直的，并且第二凹槽为非线性的。

9.根据权利要求8所述的径向轴封，其特征在于，所述第二凹槽具有沿着轴的旋转方向周向延伸的第一部分以及相对于所述第一部分倾斜的第二部分。

10.根据权利要求9所述的径向轴封，其特征在于，每个所述第二部分与相邻的一个所述第一部分沿着轴向方向重叠。

11.根据权利要求5所述的径向轴封，其特征在于，所述第二凹槽沿着轴向方向彼此是非重叠的。

12.根据权利要求11所述的径向轴封，其特征在于，所述第二凹槽关于所述密封唇的圆周彼此线性对齐。

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