CN104214265B - 适于被插入在两个相对可滑动的构件之间的密封组件 - Google Patents
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Abstract
一种密封组件(1)，其可被插入在减震器的杆和导向轴衬之间，以形成用于杆的密封和导向单元(30)，包括：弹性环(7)，其具有第一和第二环状唇(8，9)，该环状唇轴向且径向外伸地延伸；以及加强环(10)，其径向地在第一和第二密封唇(8，9)的侧部上被整体地结合到弹性环上；其中在弹性环的外部上并且在它的面朝唇的横向表面(14)的侧部上，加强环(10)与弹性环(7)被整体地结合成一件式，加强环(10)在使用中以滑动的方式与杆(2)结合，以用作该杆的导向件；在使用中密封环(7)通过过盈与导向轴衬(3)结合，其在加强环(10)的相对侧部上具有以滑动的方式与杆配合的两个唇(8，9)。
Description
技术领域
本发明涉及一种适于被插入在以线性往复方式相对移动的第一和第二机械构件之间的密封组件，特别地，适于被插入在减震器的杆和导向轴衬之间。本发明还涉及一种使用这种密封组件的用于减震器杆的导向和液压密封单元。
背景技术
从DE102011084422A1已知了一种密封单元，其被插入在减震器杆和被结合到减震器体的轴衬之间，并且包括密封环，该密封环设置有在使用中面向外部环境的防尘唇和面向减震器体的内部环境的密封唇，以及加强环，该加强环与密封环结合以改进一个或两个唇的密封作用，该唇在使用中在杆上滑动。
这种类型的密封组件应该与用于减震器杆的导向环和另外的部件结合使用，该另外的部件通常由O形环来限定，意在作为用于导向环的“激发器”，其在轴衬上与在其壳体座中的导向环配合接触，以保持轴衬和杆大致同轴，同时允许在操作振动以及由于加工公差而导致的任何间隙之后的那些小的横向移动。
因此用于减震器杆的导向和密封单元的组件需要在部件(轴衬)上装配，该部件被结合到至少三个不同的部件的减震器体上，该三个不同的部件包括密封组件、导向环和O形环。
这使得装配操作更复杂且更昂贵，增加了导向和密封单元的体积和重量，并且使得难于管理各种部件的后勤。
EP2589842没有解决这些问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种密封组件，其可被插入在以线性往复方式相对移动的第一和第二机械构件之间，特别地可被插入在减震器的杆和导向轴衬之间，而不存在上述的缺点，并且其使得导向和密封单元能够以减小的体积和重量被制造，这简化了部件的后勤管理并且降低了成本，同时确保了密封作用，该密封作用等于或好于从现有技术的解决方案中所获得的密封作用。
基于本发明，获得了一种密封组件，其可被插入在以线性往复方式相对移动的第一和第二机械构件之间，特别地可被插入在减震器的杆和导向轴衬之间，以及用于减震器杆的导向和密封单元，其具有在所附权利要求中所陈述的特征。
根据本发明，现有技术的三个分离部件——密封组件、导向环和O形环的作用都被集合到构成密封组件的一个部件中，例如，其相对于在DE102011084422A1中所描述的那个密封单元被特别地研究且根本性地修改，因此不仅仅导致根本性的简化和所需部件的个数的减少，而且导致协同效应，这改进了密封作用。
附图说明
现在将参考附图描述本发明，其图解了本发明的非限定性示范性实施例，其中，
---图1图解地显示了根据本发明制造的密封组件的径向截面，由于轴对称所以显示了沿直径截短(truncated)的情形；和
---图2图解地显示了根据本发明制造的用于减震器杆的导向和密封单元，其使用了图1中的密封组件，由于轴对称所以也显示了以对称轴线的截短的情形。
具体实施方式
在图1中数字1表示密封组件，其适于被插入(图2)在以线性往复方式相对移动的第一机械构件2和第二机械构件3之间，特别地在减震器杆2和导向轴衬3之间，该减震器杆在所示的非限定性实施例中是静止的，该导向轴衬在所示的非限定性实施例中沿着其对称轴线A是轴向可动的，该对称轴线还与杆2的对称轴线一致，该杆与轴衬3同轴。在所示的实例中，杆2和轴衬3是减震器4的一部分，由于减震器的其他零件是已知的类型，所以为了简化的目的，仅仅显示了杆2的、轴衬3的和减震器体5的一部分，该减震器体的一部分在使用中被整体地流体密封地紧固到轴衬3的侧壁6上。
相对于其轴线B(图1)，该轴线在使用中被布置成与轴线A同轴，轴对称的密封组件1包括密封环7，该密封环与轴衬3整体地结合，如在下面所解释的，并且由弹性材料制成；密封环7包括至少第一弹性变形环状密封唇8和第二弹性变形环状密封唇9；显然地，密封环7可以具有多于两个的密封唇，其根据已知的构造作为整体被不同地布置并且因此为了简化的目的而没有被公开。密封组件1还包括整体地结合到密封环7上的加强环10，并且该加强环由比用于制造环7的材料硬的材料制成，例如由合成塑料材料制成。
唇8，9从密封环7至少部分轴向且径向外伸地延伸，第一唇从密封环7的第一轴向端部11起始，而第二唇从密封环7的与第一端部11相对的第二轴向端部12起始，并且如下面所解释的，加强环10在唇8和9的侧部上径向地与密封环7结合。
根据本发明的第一且最重要的特征，加强环10具有尺寸，在所公开的非限定性情形中的径向最内直径，以致适于与静止构件2(在所示的非限定性实例中图2的减震器4的杆2)以滑动的方式结合，以在使用中直接作为用于在构件2和3之间相对滑动的导向件。实质上，尽管在现有技术中密封组件可能已经包含了更刚硬的环状元件，其仅仅用于机械支撑的作用，但是根据本发明，环10在使用中也作为且特别地作为导向环或轴衬而用于杆2，环10与该杆以直接接触和滑动的方式配合。显然地，在其中杆2表示轴向可动构件而轴衬3表示静止构件的双重情形中，上面和下面的描述也是有效的。
为此，加强环10，至少朝着滑动构件2在径向最内滑动横向表面13处，由低摩擦系数的合成材料制成，例如氟化聚合物，而不论是否是弹性的，其在任何情形下都比制成环7和相关环状唇8和9的弹性材料更刚硬。显然地，具有相关唇8，9的密封环7和加强且导向环10二者每个都可以由两种或多种不同的材料制成，其具有不同的物理机械特征，可被共模加工或以另外的方式被化学地和/或物理地连接在一起。
在任何情形下，根据本发明的又一特征，环10不是简单地与环7并置，如在DE102011084422A1中在密封组件的实施例中所出现的情形，而是相反地整体上与密封环7结合成一件式，术语“整体上一件式”意味着环10与密封环7一起限定一个唯一的、不可分割的且不可分离的部件。在密封环7的硬化步骤期间以已知的方式获得在两个部件7和10之间的合并的不解性(insolubility)，因此通过压模将密封环7直接形成在先前被布置在模具中的环10上。
如所示的，在密封环7的外部上并且径向地在密封环7的内侧上，在密封环7(图1)的面向与唇8和9的外伸径向延伸相同侧部的第一圆柱且径向地最内径向横向表面14的侧部上，环10整体上与密封环7结合成一件式。根据已知的加工工艺，上述的在部件7和10之间的不可解的化学和物理合并的已知加工工艺在现有技术中被表示为“在硬化步骤中的胶合”，用于将弹性密封元件紧固在盒式(cassette)密封的丝网(screen)上。
所以选择用于制造环10的材料，以便适合于支持硬化压力和温度。
根据本发明的又一特征，密封环7具有这样的尺寸，在所公开的情形中，至少对应于加强且导向环10的整体，在使用中外径通过过盈与轴向可动的静止构件3结合；并且在组合中，环状唇8，9适于在使用中均以滑动的方式与静止构件2配合，相对于在杆2和在使用中其所横穿的(crossed)环状轴衬3之间的相关滑动方向，分别总是一个在加强环10的上游而另一个在下游；换句话说，环状唇8和9轴向地在加强环10的相对侧部处与杆2配合。
根据本发明，环10被容纳在环状座15的内侧，该环状座在密封环7的径向横向表面14上获得并且被界定在第一8和第二唇9之间。
加强环10被插入在该环状座中并且整体上被紧固成一件式，加强环10和环状座15以这种方式成形，即考虑到平行于轴线B的轴向方向，加强环10在径向方向上直接在各自的唇8的根部18和唇9的根部19“下面”延伸，该根部18，19在环状座和唇8与9之间被分别布置成紧邻环状座15，以便在轴向方向上与被限制在其中的座15和环10侧面相接。
在所公开的非限定性实施例中，唇8和9在密封环7的内侧上径向外伸地延伸，并且唇8在轴向方向上比唇9长且在使用中整体上面向减震器体5的和减震器4的外部环境，因此形成防尘唇。唇9相反地在使用中面向减震器体5的内侧并且构成密封组件1的真正密封唇，其在使用中防止在体5内存在油和/或空气。唇8和9还被布置成彼此离得很远，以便当它们越靠近轴线B时越相互彼此分离。
显然地，根据需要满足的密封需求，唇8和9可以具有不同的相关尺寸，并且在长度上相等，或者唇8可以是较短的那个。
加强环10，其构成实心环状块，由合成材料制成，具有大致四边形的径向截面，优选地在内侧上径向地在唇8和9之间的空间中设置有环状突起20，其在密封环7的内侧径向外伸地突出，然而是比唇8和9的径向外伸的延伸小的径向延伸，并且其通过在使用中与杆2滑动结合的滑动且结合的圆柱表面13被界定成径向地朝着内侧，因此在第一唇8的和第二唇9的侧部上。
环状突起20和各自的径向最内横向圆柱滑动表面13，在使用中与杆2滑动结合，具有比加强环10的其余部分的轴向延伸小的轴向延伸，在唇8和9的侧部上，该其余部分通过径向最内横向圆柱表面21(图1)被界定，环状突起20从该表面21径向外伸地突出并且被布置成与密封环7的径向横向表面14齐平。
环10进一步地被与表面14平行且相对的径向最外圆柱横向表面22以及一对相对的平坦前部表面23和24界定，对于在径向方向上测量的唇8和9的整个长度，该前部表面被布置成与唇8和9的根部18和19相邻且接触；所以加强环10被整个地嵌入在密封环7中，整体上化学地且机械地被限定在其上，除了它的环状突起20和它的径向内部横向圆柱表面21以外，环状突起20从该表面21突出并且该表面21是环10不与环7的弹性材料接触且连接的唯一表面。
更通常地，环状突起20从密封环7径向地突出并且在第一和第二唇的侧部上被具有轴向延伸的横向圆柱滑动表面13界定，该轴向延伸小于加强环10的其余部分的轴向延伸，该加强环的界定是通过：第一横向圆柱表面21)，环状突起20从该表面径向地外伸并且被布置成与密封环7的第一径向横向表面(14)齐平；与第一横向圆柱表面相对的第二圆柱横向表面22；以及一对相对的前部平坦表面23，24；加强环(10)被整个地嵌入在密封环7中，除了环状突起20和第一圆柱横向表面13以外，环状突起从该表面突出。
可以理解的事实是，在没有图示但是对本领域的技术人员而言是显而易见的实施例中，唇8，9和突起20能够被布置在径向最外横向表面22的侧部上，而不是如在所示的非限定性实施例中那样被布置在径向最内横向表面14的侧部上。
唇8和9的根部18和19具有基本上彼此相同的轴向延伸并且基本上等于密封环7的环状部分25的径向延伸，该环状部分被径向地布置在与径向横向表面14相对的侧部上并且紧邻加强环10；环状部分25径向地通过密封环7的与表面14相对的第二圆柱径向横向表面26被界定在外侧上，该表面26适于在使用中与由环状轴衬3所限定的移动构件流体密封地且过盈地结合。为此，表面26还设置有环状肋或波纹27。
根据本发明的又一方面，密封组件1是用于减震器4的杆2的导向和液压密封单元30(图2)的一部分，其能够通过单一操作被直接限制到减震器体5的横向壁上，包括环状轴衬3，该环状轴衬以已知的且因此为了简化而没有被公开的方式与减震器体5流体密封地结合，上述的密封组件1被流体密封地驱动到环状轴衬3的径向最内且轴向贯通的杯状座31中，该环状轴衬在使用中适于被减震器杆2横穿，以及弹性环32，其卡接在杯状座31的环状凹槽33中，用于在使用中抵着杯状座31的轴向肩34将密封组件1轴向地限定在其中，该轴向肩在环状轴衬3的面向减震器体5的端部6的侧部上获得；如从附图中清晰看到的，密封组件1被夹在弹性环32和杯状座31的轴向肩34之间，该弹性环被布置在座31的入口开放处。
根据本发明并且基于上面的描述，唇8和9以及至少加强环10的一个径向最内部分(在所公开的情形中，突起20)在杯状座31的内侧径向地且外伸地突出，以在使用中与横穿该杯状座的减震器杆2以滑动的方式配合。肩34在径向方向上延伸，从与座31的横向壁直接接触的表面26起始，朝着轴线A至少直到大致与加强且导向环10的表面22齐平的部分，或者正好超过该部分。
因此密封组件1不仅仅作为密封目的而用于减震器体5中的空气/油以及减震器4外部的灰尘和污染物，而且用作具有低摩擦地引导杆2的穿过轴衬3的相关滑动的作用。因此轴衬3的形状被简化了并且特别地它的径向和轴向尺寸二者都减小了。实际上，特别地选择用于唇8，9和环10的位置以及相互尺寸使得唇8，9能够执行用于环10的“激发器”元件的作用，之前通过特定的O形环来执行，该O形环被径向外部地结合到用于杆2的导向环上，其直接由轴衬3来承载，而不是如在本发明中那样直接依次由密封组件1来承载，该密封组件被轴向且径向地限定在轴衬3的座34中。
最后，被直接布置在唇8，9的根部18，19“下面”的表面23，24的存在为唇8，9在机械应力的频繁转换方面提供了很好的支持，由于在杆2和轴衬3之间的往复运动所以唇8，9经受了该机械应力，因此同时使得唇8，9具有弹性变形的最大可能性，其改进了它的密封作用并且降低了它的磨损。
Claims (7)
1.一种密封组件(1)，其可被插入在以线性往复方式相对移动的第一机械构件和第二机械构件之间，其可被插入在作为第一机械构件的减震器(4)的杆(2)和作为第二机械构件的导向轴衬(3)之间，包括：密封环(7)，其由弹性材料制成并且包括至少弹性变形的第一环状密封唇(8)和弹性变形的第二环状密封唇(9)，该第一和第二环状密封唇从密封环至少部分轴向且径向外伸地延伸，该第一环状密封唇(8)从该密封环的第一轴向端部(11)起始，而该第二环状密封唇(9)从该密封环的与第一轴向端部相对的第二轴向端部(12)起始；以及加强环(10)，其径向地在该第一环状密封唇(8)和第二环状密封唇(9)的侧部上整体地被结合到该密封环(7)上；其中，在组合中：
i)---该加强环(10)在该密封环的外部上并且在该密封环的面向与该第一环状密封唇(8)和第二环状密封唇(9)的外伸延伸相同的侧部的第一径向横向表面(14)的侧部上整体地与该密封环(7)结合成一件式；
ii)---该加强环(10)具有这样的尺寸，它在使用中以滑动的方式与该第一机械构件结合，以便引导在该第一机械构件和第二机械构件之间的相对滑动；
iii)---该密封环(7)具有这样的尺寸，至少在加强环(10)处，在使用中通过过盈与该第二机械构件结合；该第一环状密封唇(8)和第二环状密封唇(9)适于在使用中均以滑动的方式与该第一机械构件配合在该加强环(10)的相对侧部上，并且因此相对于在第一机械构件和第二机械构件之间的相关滑动方向总是一个在该加强环(10)的上游而另一个在下游；其特征在于，
iv)---在硬化的步骤期间该加强环(10)已经整体上与密封环(7)固定成一件式，以便与该密封环(7)一起限定单个的、不可分割的、不可分离的部件；
v)---该加强环(10)具有环状突起(20)，其在该密封环(7)的侧部上径向地突出，但是通过比该第一环状密封唇(8)和第二环状密封唇(9)的外伸径向延伸小的径向延伸；在该第一环状密封唇(8)和第二环状密封唇(9)的侧部上，该环状突起(20)由径向最内横向圆柱滑动表面(13)界定，该滑动表面在使用中与该第一机械构件滑动地结合；
vi)---该环状突起(20)和它各自的径向最内横向圆柱滑动表面(13)，在使用中与该第一机械构件滑动地结合，具有比该加强环(10)的其余部分的轴向延伸小的轴向延伸，该加强环的界定是通过：第一横向圆柱表面(21)，环状突起(20)从该第一横向圆柱表面径向地外伸并且该第一横向圆柱表面(21)被布置成与该密封环(7)的该第一径向横向表面(14)齐平；与该第一横向圆柱表面相对的第二圆柱横向表面(22)；以及一对相对的前部平坦表面(23,24)；该加强环(10)被整个地嵌入在该密封环(7)中，除了该环状突起(20)和该径向最内横向圆柱滑动表面(13)以外，该环状突起从该第一横向圆柱表面(21)突出。
2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，该加强环(10)，至少在朝着该第一机械构件的径向最内横向圆柱滑动表面(13)处，由低摩擦系数的材料制成并且被容纳在环状座(15)中，该环状座在该密封环(7)的该第一径向横向表面(14)上获得，该环状座(15)被界定在该第一环状密封唇(8)和第二环状密封唇(9)之间。
3.根据权利要求2所述的密封组件，其特征在于，该加强环(10)被插入在该环状座(15)中，以用于在径向方向上直接在该第一环状密封唇(8)和第二环状密封唇(9)的根据轴向方向紧邻该环状座(15)的各根部(18,19)之间延伸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件，其特征在于，该密封环(7)的该第一径向横向表面(14)是径向最内表面，该第一环状密封唇(8)和第二环状密封唇(9)在该密封环的内侧上径向外伸地延伸，并且该加强环(10)具有它的环状突起(20)，该环状突起被径向地布置在内侧上并且在该密封环(7)中径向地突出；该环状突起(20)的该径向最内横向圆柱滑动表面(13)是在使用中与该第一机械构件滑动地结合的径向最内横向圆柱滑动表面(13)。
5.根据权利要求4所述的密封组件，其特征在于，该加强环(10)通过第一横向圆柱表面(21)、第二圆柱横向表面(22)以及一对相对的前部平坦表面(23,24)界定，该第一横向圆柱表面(21)是径向最内横向表面，该环状突起(20)从该第一横向圆柱表面径向地外伸并且该第一横向圆柱表面(21)被布置成与该密封环(7)的该第一径向横向表面(14)齐平，该第二圆柱横向表面(22)是径向最外横向表面，该一对相对的前部平坦表面(23,24)在径向方向上测量的该第一环状密封唇(8)和第二环状密封唇(9)的整个长度上被布置成与该第一环状密封唇(8)和第二环状密封唇(9)的根部(18、19)相邻且接触。
6.根据前述权利要求5所述的密封组件，其特征在于，在该第一环状密封唇(8)和第二环状密封唇(9)与该加强环(10)之间，布置该第一环状密封唇(8)和第二环状密封唇(9)的各根部(18,19)，该根部(18,19)具有基本上彼此相同的轴向延伸并且基本上等于该密封环(7)的环状部分(25)的径向延伸，该环状部分被径向地布置在与密封环的第一径向横向表面(14)相对的侧部上，其紧邻该加强环(10)并且由该密封环(7)的与第一径向横向表面相对的第二径向横向表面(26)界定并且适于在使用中与该第二机械构件流体密封地且过盈地结合。
7.一种用于减震器(4)的减震器杆的导向和液压密封单元(30)，包括在使用中与减震器体(5)流体密封地结合的环状轴衬，根据前述权利要求中任一项所述的密封组件(1)，该密封组件被流体密封地驱动到环状轴衬的径向最内杯状座(31)中，在使用中该环状轴衬适于被减震器杆横穿，以及弹性环(32)，其被卡接在杯状座的环状凹槽(33)中，以在使用中抵着杯状座的轴向肩(34)将密封组件(1)轴向地锁定在杯状座(31)中，在环状轴衬的面向减震器体的端部(6)的侧部上获得该轴向肩，密封组件(1)被夹在弹性环(32)和杯状座的轴向肩(34)之间；其中该第一环状密封唇(8)和第二环状密封唇(9)以及至少加强环(10)的一个径向最内部分在杯状座(31)的内侧径向地且外伸地突出，以在使用中与减震器杆以滑动的方式配合。
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