CN104595367B - 尤其用于滚动轴承的滴式密封装置 - Google Patents

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Abstract

一种密封装置包括在使用时旋转的第一环形罩和在使用时固定且布置在所述第一罩前面的第二环形罩，用于在之间限定第一环形室，以及至少设有第一和第二环形唇缘的密封圈，在所述环形室内，所述环形唇缘从所述第二罩的法兰部且朝向所述第一罩的法兰部轴向地和径向地突出延伸；所述第一和第二唇缘的至少一个与所述第一罩的法兰部配合而不接触它，用来与其限定第一动态迷宫式密封；所述第一罩整体地支撑第三环形唇缘，其从所述第一罩朝向所述第一和第二唇缘的其中一个突出延伸而不接触它，用于在所述第一和第二罩之间且在环形室内限定第二动态迷宫式密封。

Description

尤其用于滚动轴承的滴式密封装置
技术领域
本发明涉及滴式元件密封装置，尤其是用于滚动轴承的滴式元件密封装置。
背景技术
旨在配备轮毂组件的滚动轴承的密封组件通过包括第一和第二环形罩的所谓的密封形成，被安装在彼此面前，从而限定罩之间的环形室，通过环形开口朝向外部连通，并且在所述室内，被布置在环形室内、在旋转罩的分别的密封表面上大致上以滑动接触的一系列密封唇缘，由一体地固定于其中一个罩的密封圈承载，一般地所述罩在使用中保持静止)。最靠近环形开口布置的所述密封唇缘的其中一个密封唇缘通常被塑形从而在环形室内限定滴式元件，即，环形凹槽，已经进入环形室的在该环形凹槽内的被污染的流体可被收集以便随后处理。
虽然它们令人满意，但是由于滑动唇缘通过弹簧负载或在任何情况下伴随强烈的干涉安装，已知的密封装置具有相对高的摩擦。仅包括迷宫式密封的密封组件，除了尺寸较大及铰接实现之外，具有密封效率减小的低摩擦，对于许多应用、例如汽车领域来说是不足的。DE 102008017409未解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种没有上述缺点的密封装置，成本低廉而且非常容易制造，对滚动体具有高保护效率，具有减小的轴向和径向尺寸并且最重要地，具有减小的摩擦。
因此，根据本发明提供一种密封组件，如权利要求1所限定。
附图说明
接下来将参考附图描述本发明，附图示出本发明的非限制性的实施方式，其中：
图1示意性地示出应用于滚动轴承的根据本发明所述的密封装置的第一实施方式的纵向正面径向截面图，为了简明仅仅示出一部分；
图2概略地示出图1装置的可能的变体实施方式的径向截面图。
具体实施方式
参考图1和2，附图标记300(图1)表示滴式元件密封装置，特别地其设计成安装于轮毂组件的滚动轴承2，轮毂组件是公知的且为了简明没有示出，其相对旋转地插在第一构件3和第二构件4之间，通过轴承2的内圈3和外圈4限定的例子中，用于流体密封地与外部环境隔绝，其通过字母“E”示出，环形腔5被界定在构件3 和4之间，且如例子中所示的，其容纳轴承2的多个滚动体6。
根据第一实施方式实施如图1所示的密封装置300，其通过附图标记300B表示，且在图2中的第二实施方式通过附图标记300C示出。
为了简明，两个密封装置300B和300C其共有的部件接下来将通过相同的附图标记一起进行描述，其具有对称或旋转轴线A，且包括第一环形罩307和第二环形罩308，第一环形罩307在使用时有角度地整体可约束于第一构件或内圈3用以随之旋转，且第二环形罩308在使用时有角度地整体可约束于与第二构件或外圈4，第二环形罩308与第一罩307同轴且相对于罩307固定，并且与其限定环形室309。
环形室309被界定在第一罩307和第二罩308的相反侧在径向方向上从第一罩 307和第二罩308彼此同轴的分别的套部310、311，借此，罩307和308通过已知的方式、例如通过压配合被分别约束于构件3和4；而在轴向方向上，通过彼此相对地面对布置的第一罩307和第二罩308的分别的法兰部312、313。
所述密封组件300B和300C进一步包括密封环314，其由罩308整体地承载且具有至少一个环形唇缘315和第二环形唇缘316，它们轴向地延伸且在所述环形室 309内从法兰部313朝法兰部312径向地突出。
根据本发明的第一个方面，与将要描述的所有实施方式相同，在所示非限制性的实例中，唇缘315和316的至少其中一个与第一罩307的法兰部312配合，而不接触它但具有最小的轴向间隙(毫米级或更小)，其中第一罩在使用时相对于第二罩 308绕其对称轴线A旋转。
因此唇缘315限定带有法兰部312且在环形室309的内部的第一轴向地取向的动态迷宫式密封(dynamic labyrinth seal)317；此处以及接下来的“动态”表示密封317 以相对运动被施加在两个构件之间，而且特别地，运动的构件(在此例中，旋转的罩 307)在使用时面向防止来自外部环境E的污染物试图进入腔5。
结合之前描述，罩307整体地支撑第三环形唇缘318，其从罩307朝向由使用时静止的罩308承载的唇缘315、316的其中一个突出地延伸(在所示非限制性实例中朝向唇缘315)而不接触它，用于限定在罩307和308之间且在环形室309内的第二动态迷宫式密封319。
环形密封唇缘315、316和318，以及整个密封圈314都是弹性可变性的，因为它们由弹性材料制成。反之亦然，罩307、308优选地由金属制成，例如剪切的和弯曲的/深拉板，或者整个地或部分地由合成的模制塑料材料制成，但无论如何由比用于唇缘315、316和318更硬的材料制成。
旋转罩307的法兰部312在使用时被布置从而朝向外部环境E界定环形室309，所述罩307使用时相对于在所述第一和第二构件3和4之间所限定的环形腔5、限定密封组件300B/C的轴向外罩。
根据图1和2所示的实施方式，唇缘315、316被沿径向方向顺次布置在环形室309的内部，第二唇缘316相对于第一唇缘315布置成径向地更接近于第一罩307 的旋转轴线A。而且，两个唇缘315、316与第一罩307的法兰部312紧密配合但不接触它，用来与该法兰部312限定迷宫的顺序，该迷宫在径向方向上逐次地被插入罩307的套部310和罩308的套部311之间，其最外部限定动态迷宫式密封317。
第三环形唇缘318由面向法兰部312的罩308的第一面320，轴向地和径向地从其突出且在环形室309内部延伸从而依照径向方向逐次地插入第一唇缘315和第二唇缘316之间。第三环形唇缘318具有自由的I形端边缘321，其在径向方向上定向且面向与其平行布置的法兰部313，在径向剖面上处在紧随唇缘315之下且与其接近的位置，从而与第一唇缘315的面向罩307外弧部322限定第二动态迷宫式密封319。
另外，唇缘318被塑形和布置成与面向第二罩308的唇缘316的外弧部323限定第三动态迷宫式密封324。
唇缘315，316和318在径向剖面上形状为大写的U形唇缘315，小写的U形唇缘318以及不对称的V形唇缘316，从而在径向方向(且朝向轴线A)限定一系列环形滴式(drip)元件325、326、327，它们逐次地布置在彼此的上部并且从而限定数个在环形室309内的凹槽，所述凹槽构造成滴式元件325、326、327且在径向方向上按顺序逐次地布置，通过至少动态迷宫式密封319和324彼此间隔开。
最后，密封组件300B和300C包括第四环形唇缘328，与密封囤314和相关的唇缘315和316整体地获得。唇缘328在关于唇缘316的相反侧从法兰部313突出延伸，并且在使用时在关于外部环境E的相反侧，而且与套部310的径向外侧表面 329微小干涉配合，从而与其限定滑动的径向密封。唇缘328构造成所谓的“油脂防护”唇缘并且不断地以油脂润滑，在使用时油脂朝向滚动体6布置在腔5的内部并且也可能布置在室309内部、在唇缘316和套部310之间。
在密封组件300B中，旋转罩307的法兰部312(适于安装至轮毂的车辆内侧) 在其面对关于罩308的相反侧的第二面330上支撑由弹性体(如ABS)制成的环形插件331(虚线所示)，其至少部分地被磁化，从而限定用于车辆的ABS或防滑或ESP 系统的已知的传感器的已知的信号生成元件或编码器，为简明起见未示出。插件331 至少部分地盖住表面330直至套部310并且具有第一径向环形突出部332，其从第一罩307的套部310朝向旋转轴线A径向地延伸且在套部310的内侧，并且该环形突出部332被塑形从而在使用时限定轴向止动轴肩，所述轴向止动轴肩用于确定第一罩307至构件3的固定轴向安装位置。
相对于套部310的径向外边缘333，通过由法兰部312整体承载的成块的塑料合成或弹性材料限定并且被塑形，从而在相对于环形室309的相反侧且在使用时朝向外部环境E限定第一轴向环形突部334，其在径向剖面上形状为面向法兰部311 的L形并且轴向地相对于面330突出延伸而且紧邻套部311，用以形成朝向环形室 309外部的迷宫预密封335。
而且，径向外边缘333被塑形，从而朝向环形室309且使用时在关于外部环境 E的相对侧限定第二轴向环形突部336，其关于法兰部312的面320且在环形室309 的内部朝向第二罩308轴向地突出延伸，从而限定所述的边缘的部分333，所述边缘的部分333限定具有唇缘315的第一动态迷宫式密封317。
轴向环形突出部336由横向于轴线A的环形表面337朝向罩308轴向地界定，其关于唇缘315朝向罩308本身轴向地突出布置，从而被轴向地布置在构造成滴式元件325的凹槽的轴向宽度内。表面337相对于滴式元件325的位置作为滴式防护件并且迫使可能已经进入环形室309内的杂质直接落到滴式元件内然后排出而不影响或仅仅在边缘上影响第一动态迷宫式密封317。类似地，第一唇缘315由横向于轴线A的环形表面338朝向罩307轴向地界定，其关于第三环形唇缘318的自由端边缘321朝向罩307本身轴向地突出布置，从而被轴向地布置在构造成滴式元件326 的凹槽的轴向宽度内。第三环形唇缘318的这样的构造和位置，使得在径向剖面上 I形的它的自由端边缘321轴向地布置在构造成滴式元件327的凹槽的轴向宽度内并且进一步地直接布置在构造成滴式元件327的凹槽内。
确切的三个滴式元件325、326和327的存在以及它们与径向上方的唇缘和迷宫式密封的相互作用，允许极大地增加在变体300B和300C所述和所示的滴式元件密封装置的密封性能。每个滴式元件325、326和327设有分别的滴式防护元件，不仅将可能已经进入环形室309中的杂质直接传送至滴式元件325、326和327自身，而且允许所述元件从环形室309排出而不影响或仅在边缘上影响分别的动态迷宫式密封。
根据在附图1中用虚线所示的进一步的变体中，两个唇缘315、316其中之一可被制造成滑动唇缘，但具有减小的干涉，在所示实例中是可被塑形为更加打开的、与法兰312接触的V形的唇缘316。这种可选择方案还可用于图2中的滴式元件密封装置300C的唇缘316。
根据本发明的另一方面，在所有示出和描述的实施方式中，第二罩308的套部 311在与环形室309相反的一例关于第一罩307的法兰部312轴向地突出延伸，从而在使用时与相对于罩308的法兰部313的其环形端边缘342限定圆形凹槽343，该圆形凹槽布置在环形腔5的外部并且通过其整个径向范围径向地围绕法兰部312 的外边缘333；环形边缘342全部埋设在密封圈314范围内，其形成环形静态密封元件344，适于使用时与第二构件4相配合；环形静态密封元件344设有第二径向地外部径向环形突出部345，其形状被塑造从而在使用时限定轴向止动轴肩，用于确定第二罩308对于第二构件4的固定的轴向安装位置。最后，构件或外圈4设有环形座7，使用时突出部345在轴向上与其相邻地容纳在其内部。

Claims (7)

1.用于轮毂组件的滚动轴承的滴式元件密封装置(300B；300C)，配置成被插入到相对旋转的第一构件(3)和第二构件(4)之间，用来与外部环境流体密封地隔离，环形腔(5)被限定在第一和第二构件之间，所述密封装置具有对称轴线(A)，并且包括：
-第一环形罩(307)，通过第一套部(310)在使用时有角度地整体可约束于第一构件(3)，用来与所述第一构件围绕轴线(A)旋转并且相对于所述环形腔(5)限定所述密封装置的轴向外罩；
-第二环形罩(308)，通过第二套部(311)在使用时有角度地整体可约束于第二构件(4)，其与所述第一环形罩(307)同轴，并且相对于所述环形腔(5)限定所述密封装置的轴向内罩；在径向方向上通过所述第一和第二套部(310；311)，而在轴向方向上通过互相面对布置的所述第一和第二环形罩的分别的法兰部(312；313)，所述第二环形罩(308)和所述第一环形罩(307)在它们之间限定环形室(309)，所述环形室被界定在相对侧，所述第一环形罩的法兰部(312)朝向所述外部环境(E)界定所述环形室(309)；以及
-密封圈(314)，在所述环形室(309)内，其由所述第二环形罩(308)整体地被承载并且设有至少第一环形唇缘(315)和第二环形唇缘(316)，所述第一和第二环形唇缘轴向地和径向地从所述第二环形罩的法兰部并且朝向所述第一环形罩的法兰部突出地延伸；其中：
i)-所述第一和第二环形唇缘(315；316)与所述第一环形罩的法兰部(312)配合而不接触它，而且与所述第一环形罩的法兰部(313)且在所述环形室内限定第一动态迷宫式密封(317)；
ii)-所述第一环形罩(307)整体地支撑第三环形唇缘(318)，所述第三环形唇缘从所述第一环形罩朝向第一和第二环形唇缘(315；316)突出地延伸而不接触它们，在所述第一和第二环形唇缘(315；316)的径向上的中间位置，用于在所述第一和第二环形罩之间且在所述环形室内限定第二动态迷宫式密封(319)；
iii)-所述第一(315)，第二(316)和第三(318)环形唇缘在径向方向上限定分别的第一，第二和第三环形滴式元件(325、326、327)，其在径向方向上逐次地接连布置且在所述环形室的内部界定数个分别的腔；所述密封装置(300B；300C)特征在于：
iv)-所述第一环形唇缘(315)在径向剖面上形状为大写的U形，而所述第三环形唇缘(318)在径向剖面上形状为小写的U形，并且所述第二环形唇缘(316)在径向剖面上形状为不对称的V形；
v)-与所述第一套部(310)相对的所述第一环形罩的法兰部的径向外边缘(333)，被塑形从而朝向环形室(309)且在使用时相对于所述外部环境(E)而处在相对侧限定第一轴向环形突出部(336)，所述第一轴向环形突出部由横向于所述轴线(A)的第一环形表面(337)轴向地朝向所述第二环形罩(308)界定，其相对于所述第一环形唇缘(315)朝向所述第二环形罩(308)轴向地突出布置从而轴向地布置在构成所述第一环形滴式元件(325)的凹槽的轴向宽度内；
vi)-所述第一环形唇缘(315)由横向于所述轴线(A)的第二环形表面(338)朝所述第一环形罩(307)轴向地界定并且相对于所述第三环形唇缘(318)的自由端边缘(321)朝向所述第一环形罩(307)轴向地突出布置，从而被轴向地布置在构成所述第二环形滴式元件(326)的凹槽的轴向宽度内；
vii)-所述第三环形唇缘(318)的这样的构造和位置使得在径向剖面上为I形的其自由端边缘(321)轴向地布置在构造成所述第三环形滴式元件(327)的凹槽内。
2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述第一、第二和第三环形滴式元件(325、326、327)在径向方向上顺次布置在所述环形室内部；所述第一和第二环形唇缘(315；316)非常紧密地与所述第一环形罩的法兰部和与第三环形唇缘(318)配合，但不相互接触，用于限定在径向方向上逐次地插入到所述第一环形罩的第一套部(310)和所述第二环形罩的第二套部(311)之间的一系列动态迷宫式密封(317、319)。
3.根据权利要求2所述的密封装置，其特征在于，所述第三环形唇缘(318)朝向所述第二环形罩，并由所述第一环形罩的法兰部的第一面(320)以轴向地和径向地突出的方式承载且在环形腔内部延伸，从而按照径向方向逐次地被插入到所述第一和第二环形唇缘(315；316)之间。
4.根据权利要求3所述的密封装置，其特征在于，所述第一、第二和第三环形唇缘(315；316；318)在径向方向上限定所述第一、第二和第三环形滴式元件(325，326，327)的顺序，它们在径向方向上逐次地布置并且至少通过第二和第三动态迷宫式密封(319；324)彼此间隔开。
5.根据前述权利要求4所述的密封装置，其特征在于，所述密封圈(314)包括第四环形唇缘(328)，其在相对于所述第二环形唇缘(316)的相反侧从所述第二环形罩的法兰部(313)突出延伸，并且在使用时延伸至所述外部环境(E)，至限定在所述第一和第二构件之间的所述环形腔(5)；所述第四环形唇缘与所述第一环形罩的第一套部的径向外侧表面(329)微小干涉配合，从而与其限定滑动径向密封。
6.根据前述权利要求5所述的密封装置，其特征在于，所述第一环形罩的所述法兰部在面对第二环形罩的相反侧的它的第二面(330)上支撑由至少局部磁化的弹性体制成的环形插件(331)，从而限定信号生成元件，其中所述环形插件至少部分地盖住所述第二面(330)直至所述第一环形罩的第一套部(310)并且具有第一径向环形突出部(332)，所述第一径向环形突出部从所述第一环形罩的第一套部朝向所述旋转轴线(A)径向地延伸并且在所述第一环形罩的第一套部(310)的内侧，其中所述第一径向环形突出部被塑形从而在使用时限定轴向止动轴肩，所述轴向止动轴肩用于确定所述第一环形罩至所述第一构件的固定轴向安装位置。
7.根据前述权利要求的任一项所述的密封装置，其特征在于，与所述第一环形罩的第一套部相对的所述第一环形罩的法兰部的所述径向外边缘(333)被塑形，从而在相对于被界定在所述第一环形罩和第二环形罩之间的所述环形室的相反侧且在使用时朝向被界定在所述第一和第二构件之间的环形腔外部的环境(E)限定第二轴向环形突出部(334)，所述第二轴向环形突出部相对于面对所述第二环形罩的相反侧的所述第一环形罩的法兰部的第二面(330)、并且紧靠所述第二环形罩的第二套部轴向地突出延伸，用于与第二环形罩的第二套部朝向环形室的外部形成第一迷宫式预密封(335)。
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