CN104981637A - 具有摩擦负载表面的密封环 - Google Patents

具有摩擦负载表面的密封环 Download PDF

Info

Publication number
CN104981637A
CN104981637A CN201380071832.6A CN201380071832A CN104981637A CN 104981637 A CN104981637 A CN 104981637A CN 201380071832 A CN201380071832 A CN 201380071832A CN 104981637 A CN104981637 A CN 104981637A
Authority
CN
China
Prior art keywords
seal
seal ring
sealing
slope
elastomeric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380071832.6A
Other languages
English (en)
Inventor
D·B·安托万
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of CN104981637A publication Critical patent/CN104981637A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3436—Pressing means
    • F16J15/344—Pressing means the pressing force being applied by means of an elastic ring supporting the slip-ring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/104—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

公开了一种密封环。密封环可以具有在密封环的第一外轴向端与密封凸缘之间延伸的一个或者多个外部表面。密封凸缘可以邻近密封环的第二外轴向端定位，并且可以径向向外延伸到密封环的外径。密封凸缘的外部表面可以形成环形密封带。密封斜坡可以从接近密封环的第一外轴向端向外延伸至邻近密封凸缘定位的第二端。密封斜坡可以包括第一表面，该第一表面被配置成当弹性体密封件处于负载状态时在第一表面和被压缩成与第一表面接触的弹性体密封件之间形成摩擦密封接触界面。

Description

具有摩擦负载表面的密封环
技术领域
本发明涉及一种密封环，并且更具体而言，涉及一种具有摩擦负载表面的密封环。
背景技术
密封环诸如由金属或其他耐用材料形成的密封环可以与弹性密封构件诸如弹性体O形环或复曲面密封件结合使用，以形成密封组件。此类密封组件在多种不同的应用中提供密封功能，包括但不限于具有相对旋转部件的机器、机器系统、机械系统和/或其部件。本发明的密封组件可以安装和/或定位在机器或机械系统部件之间，所述机械系统部件可相对于彼此旋转以保持润滑并且将杂质从内部轴承表面附近排除。具体地，与O形环或复曲面密封件相结合的密封环可以在特定壳体或组件的内表面内保持在弹性体支撑的位置中，以及与对面的可相对旋转的壳体或部件或定位和支撑在其中的密封组件的表面保持弹性邻接接触。然而，如果引入杂质和/或润滑剂，从而损害每个密封组件的表面之间的邻接密封接触的完整性以及损害可旋转机器或机械系统部件以及在一些应用中损害附加相关联的密封组件的完整性，则可损害每个密封组件的密封能力和因而保持润滑并清除可相对旋转的机器或机械系统部件之间的内部轴承表面附近的杂质的能力。
Kometani的美国专利No.8226088(‘088专利)公开了一种包括可在公共轴线上相对旋转的一对壳体的浮动密封件。每个壳体支撑浮动环，其中弹性环在壳体与浮动环之间。通过弹性环的弹性可以将浮动环滑动地密封在一起。在面向相关联的弹性环的浮动环中的每一个的外圆周接触表面上形成粗糙表面，并且在与每个相关联的弹性环相对的壳体中的每一个的内圆周接触表面上另外形成粗糙表面。在一个实施例中，将薄膜状弹性层固定到在每个浮动环与位于靠近每个浮动环的密封侧的相关联的弹性环之间的接触表面的一部分的接触表面。另外，将薄膜状弹性层固定到在每个壳体与位于靠近每个浮动环的密封侧的相关联的弹性环之间的接触表面的一部分的接触表面。在第二实施例中，将弹性层涂覆在并且固定到每个浮动环和每个壳体相对于弹性环的整个接触表面上，而不在壳体和浮动环上形成粗糙表面。在第三实施例中，在浮动环和位于靠近其密封侧和粗糙表面的壳体两者的部分上都成机加工平滑部分。最后，在第四实施例中，浮动环中的每个包括由柔软性降低的橡胶材料形成的涂层，该涂层覆盖浮动环的整个圆周表面。
本发明旨在减轻或消除以上所述缺点中的一个或多个。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种密封环。密封环可以包括在密封环的第一外轴向端与密封凸缘之间延伸的一个或多个外部表面。密封凸缘可以邻近密封环的第二外轴向端定位，并且可以从一个或多个外部表面径向向外延伸到密封环的外径。密封凸缘的外部表面可以形成环形密封带。环形密封带可以沿密封环的第二外径向端径向延伸，并且可以邻近密封环的外径定位。倾斜密封斜坡可以由密封环的一个或多个外部表面中的一个或多个形成，并且可以从接近密封环的第一外轴向端的密封斜坡的第一端向外延伸至邻近密封凸缘定位的密封斜坡的第二端。密封斜坡也可以包括邻近密封斜坡的第一端定位的第一表面。第一表面可以被配置成当弹性体密封件处于负载状态时在第一表面与被压缩成与第一表面接触的弹性体密封件之间形成摩擦密封接触界面。
本发明的另一个方面涉及一种密封组件。该密封组件可包括环形弹性体密封件。密封组件另外可包括密封环，该密封环具有密封凸缘和可在密封环的第一外轴向端与密封凸缘之间延伸的一个或多个外部表面。密封凸缘可以邻近密封环的第二外轴向端定位，并且可以从一个或多个外部表面径向向外延伸到密封环的外径。密封凸缘的外部表面可形成环形密封带，该环形密封带可以沿密封环的第二外轴向端径向延伸并且可以邻近密封环的外径定位。倾斜密封斜坡可由密封环的一个或多个外部表面中的一个或多个形成，并且可以从接近密封环的第一外轴向端的密封斜坡的第一端向外延伸至邻近密封凸缘定位的密封斜坡的第二端。密封斜坡可以包括可邻近密封斜坡的第一端定位的第一表面。第一表面可以配置成当弹性体密封件处于负载状态时在第一表面和被压缩成与第一表面接触的弹性体密封件之间形成摩擦密封接触界面。弹性体密封件可安装在密封斜坡的外部表面中的一个或多个上。
本发明的又一方面涉及一种密封环。密封环可包括在第一外端和第二外端之间轴向延伸的环形主体。环形主体可以包括可邻近环形主体的第一外端定位的衬圈和可从环形主体的第二外端向外径向延伸至环形主体的外径的密封凸缘。环形主体另外可包括定位在衬圈和密封凸缘之间的倾斜密封斜坡。倾斜密封斜坡可以包括邻近衬圈定位的摩擦外部表面和邻近密封凸缘定位的平滑外部表面。倾斜密封斜坡和衬圈可以具有大体均匀的厚度，该厚度可以在整个环形主体的径向宽度内从环形主体的第一外端延伸至环形主体的第二外端。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施例的密封环的剖视图；
图2是图1所示的根据本发明的示例性实施例的密封环的放大剖视图；
图3是根据本发明的示例性实施例的密封环的侧视图；
图4是根据本发明的示例性实施例的密封环的侧视图；
图5是根据本发明的示例性实施例的密封环的侧视图；
图6是根据本发明的示例性实施例的密封组件的剖视图；以及
图7是根据本发明的示例性实施例的密封旋转组件的图解剖视图。
具体实施方式
本发明涉及一种具有摩擦负载表面的密封环，该密封环可以适用于任何配置、组件、机器和/或可以使用本文中所公开类型的密封环的应用。具体地，至少一个实施例公开了具有摩擦负载表面的密封环，并且本发明的至少一个附加实施例公开了可包括具有摩擦负载表面的密封环和弹性体密封件的密封组件。至少另一个实施例公开了一种密封旋转组件，该密封旋转组件可以部分地形成机器系统或机器的部件并可以包括一个或多个密封组件，一个或多个密封组件可各自包括具有摩擦负载表面的密封环和弹性体密封件。现在将详细参考附图所例示的示例性实施例。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的附图标号来指示相同或类似的部件。
图1示出具有摩擦负载表面12的密封环10的示例性实施例。如图1所示的示例性实施例所示，密封环10可由环形密封环主体14形成，该环形密封环主体14具有贯穿密封环10的径向圆周的基本上均匀的横截面轮廓16，其中密封环主体14的横截面轮廓16围绕中心纵向轴线18以恒定的径向偏移距离延伸，从而将密封环10限定为具有轴向地设置成从其中穿过的中心开口20的圆形、环形密封环主体14。密封环主体14的横截面轮廓16可以在第一外轴向端22和第二外轴向端24之间延伸，以限定密封环10的总体轴向宽度26。另外，密封环主体14的横截面轮廓16可具有在密封环10的中心纵向轴线18最近侧的内径向端30与密封环10的中心纵向轴线18最远侧的外径向端32之间延伸的总体径向长度28。如此，内径向端30可限定密封环10的内径34，并且外径向端32可限定密封环10的外径36。
密封环主体14可被限定为基本上实心的单一主体，其可以包括大体轴向延伸部分38和大体径向延伸部分40。在一个实施例中，大体轴向延伸部分38从密封环主体14的第一外轴向端22延伸到大体径向延伸部分40，大体径向延伸部分40沿密封环主体14的第二外轴向端24和/或邻近所述第二外轴向端24从大体轴向延伸部分38向外延伸，以限定密封凸缘42。大体轴向延伸部分38可包括在密封环10的中心纵向轴线18近侧、面向该中心纵向轴线18和/或朝该中心纵向轴线18大体定向的一个或多个内部轴向表面44。所述一个或多个内部轴向表面44以大体轴向和邻接和/或互连的方式从密封环主体14的第一外轴向端22延伸到在密封环主体14的第二外轴向端24处或在该第二外轴向端24近侧和邻近该第二外轴向端24的第二端。如此，大体轴向延伸部分38的一个或多个内部轴向表面44可基本上限定密封环10和密封环主体14的内圆周轮廓48，并且此外，大体轴向延伸部分38的一个或多个内部轴向表面44中的一个或多个可限定密封环主体14和密封环10的内径34。大体轴向延伸部分38另外可包括一个或多个外部轴向表面50，所述外部轴向表面50大体轴向地定向成以与所述一个或多个内部轴向表面44大体相对、大体径向隔开的关系朝外背离密封环10的中心纵向轴线18，以将密封环主体14的大体轴向延伸部分38的厚度54或径向宽度基本上限定为在内部轴向表面44和外部轴向表面50之间延伸。因此，所述一个或多个外部轴向表面50可部分地限定密封环主体14和密封环10的外圆周轮廓56。
大体轴向延伸部分38的一个或多个外部轴向表面50可以形成轴向延伸的衬圈58以及密封斜坡60。轴向延伸的衬圈58可以定位在密封环主体14的第一外轴向端22和密封斜坡60之间。具体地，在一个实施例中，形成轴向延伸的衬圈58的大体轴向延伸部分38的一个或多个外部轴向表面50可以在第一外端52和密封斜坡60的第一或内径向端(诸如如本文所述的66)之间延伸，第一外端52可以在密封环主体14的第一外轴向端22处、或接近和邻近该第一外轴向端22定位。在一个实施例中，大体轴向延伸部分38的一个或多个外部轴向表面50可以相对于和朝密封环10的中心纵向轴线18以负角度或减小角度或下压外形朝倾斜密封斜坡60的第一或内径向端(诸如如本文所述的66)延伸，以将接近密封环主体14的第一外轴向端22的轴向延伸的衬圈58的一部分包括向上延伸的密封保持唇缘62。另外，如本文中进一步所述，定位在密封环主体14的第一外轴向端22和倾斜密封斜坡60之间的大体轴向延伸部分38的一个或多个外部轴向表面50(包括轴向延伸的衬圈58的那些外部轴向表面)可以表示密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64。
大体轴向延伸部分38的一个或多个外部轴向表面50另外可形成可定位在轴向延伸的衬圈58和密封凸缘42之间的密封斜坡60。具体地，在一个实施例中，当密封斜坡60沿大体轴向延伸的宽度61从邻近轴向延伸的衬圈58(并接近密封环主体14的第一外轴向端22)的第一端66延伸到邻近密封凸缘42的密封斜坡60的第二端68时，密封斜坡60相对于密封环10的中心纵向轴线18以增大角度或正角度倾斜。在一个示例中，密封斜坡60的角度和位置相对于密封环10的中心纵向轴线18被部分地限定为从第一端66延伸到第二端68，其中密封斜坡60的一个或多个外部轴向表面50定位在所述第一端66和第二端68之间，所述第一端66可以是径向地在密封环10的中心纵向轴线18近侧的密封斜坡60的内径向端66，所述第二端68可以是径向地在密封环10的中心纵向轴线18远侧的密封斜坡60的外径向端68。如此，密封斜坡60可以为基本上截头圆锥形，并且相对于密封环10的中心纵向轴线18以预先确定的负载角度倾斜，使得密封斜坡60的第二或外径向端68相对于密封斜坡60的第一或内径向端66并且朝密封环10的外径36径向向外设置。
在一个实施例中，密封凸缘42可以邻近密封环10的第二外轴向端24定位，并且可以包括一个或多个内径向表面70和一个或多个外径向表面72，所述一个或多个内径向表面70和一个或多个外径向表面72以与密封凸缘42的外轴向表面74成间隔、偏移的关系从密封环主体14的大体轴向延伸部分38径向向外突出，以将密封环主体14的大体径向延伸部分40的厚度75限定为在一个或多个内径向表面70与一个或多个外径向表面72之间延伸。具体地地，在一个示例中，密封凸缘42的一个或多个内径向表面70可以在密封斜坡60的第二或外径向端68与密封凸缘42的外轴向表面74之间径向向外延伸，并且密封凸缘42的一个或多个外径向表面72可以沿和/或靠近密封环主体14的第二外轴向端24在大体轴向延伸部分38的第二端46与密封凸缘42的外轴向表面74之间径向延伸。密封凸缘42的外轴向表面74可以相对于密封环10的中心纵向轴线18在远侧定位，以沿密封环主体14的外径向端32在一个或多个内径向表面70的外径向端与一个或多个外径向表面72的外径向端之间延伸，因此限定密封环10的外径36。密封凸缘42的一个或多个外径向表面72可以包括密封面表面76，该密封面表面76相对于密封环10的纵向中心轴线18从密封凸缘42的外轴向表面74径向垂直地延伸，并且因此在一个实施例中，从密封环10的外径36延伸到内径向端78。密封面表面76可以沿密封环主体14的第二外轴向端24至少部分地延伸并且至少部分地限定密封环主体14的第二外轴向端24，以另外并且因此将第二外轴向端24限定为密封环10的密封端24。另外，密封面表面76可以形成环形密封带80，该环形密封带80沿第二外轴向端24或密封环主体14的密封端24的外径向周边周向延伸并可以限定所述外径向周边并且可以邻近密封环10的外径36定位。此外，在一个实施例中，密封凸缘42另外可包括从密封面表面76的内径向端78延伸到密封环主体14的大体轴向延伸部分38的一个或多个内部轴向表面44的第二端46的渐缩表面。如本文中进一步所述，密封凸缘42的一个或多个内径向表面70和外轴向表面74以及密封斜坡60的第二端68(除了接近该第二端68的密封斜坡60的外部轴向表面50的一部分之外)可以表示暴露于外部环境的密封环主体14的外圆周轮廓56的空气侧部分84。
密封环主体14的大体轴向延伸部分38的一个或多个外部轴向表面50另外包括摩擦负载表面12以及平滑表面86。如本文所述，摩擦负载表面12可以形成为具有大体轴向延伸的宽度88的波状外形的和/或纹理密封带，所述大体轴向延伸的宽度88沿密封斜坡60的一部分从第一端90延伸到第二端92，以限定沿密封环10的外圆周径向延伸的增加的接触应力的区域。具体地，摩擦负载表面12包括表面纹理94，该表面纹理94被部分地配置成在弹性体密封件(诸如本文中所述的弹性体密封件124)和摩擦负载表面12之间形成并保持摩擦密封接触界面，使得防止弹性体密封件相对于密封环10旋转或滑动。在一个实施例中，摩擦负载表面12的表面纹理94可以形成在密封斜坡60的外部轴向摩擦负载表面12上或内，以使摩擦负载表面12具有预定的表面粗糙度。在一个示例中，摩擦负载表面12的表面纹理94可具有对应于小于20μm的算数平均高度Ra的表面粗糙度。在另一个示例中，摩擦负载表面12的表面纹理94可具有对应于小于15μm的算数平均高度Ra的表面粗糙度。在另一个示例中，摩擦负载表面12的表面纹理94可具有对应于在3.75-8.74μm之间的算数平均高度Ra的表面粗糙度。尽管如此，前述特定表面粗糙度值是用于说明示例性实施例的，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可考虑摩擦负载表面12的表面纹理94的其他表面粗糙度值。
在一个实施例中，摩擦负载表面12可包括可在摩擦负载表面12上形成纹理图案98的多个沟槽或通道96，其中，纹理图案98可至少部分地限定表面纹理94和摩擦负载表面12的表面粗糙度。多个沟槽或通道96以及由此形成的纹理图案98可在摩擦负载表面12的第一端90和第二端92之间延伸并且/或者可以定位在摩擦负载表面12的第一端90和第二端92之间。在如图3所示的一个示例中，多个沟槽或通道96可各自沿密封环10的外圆周线性地和大体轴向延伸，并且线性地和大体轴向地延伸到密封环10的外圆周中，以将摩擦负载表面12的纹理图案98限定为包括重叠的一系列基本上均匀隔开的、成角度的沟槽或通道96，所述沟槽或通道96从摩擦负载表面12的第一端90延伸到第二端92，以形成具有交叉沟槽或通道96的网状结构的纵横交织的图案100。在另一个实施例中，纹理图案98可被限定为包括一系列沟槽或通道96，所述一系列的沟槽或通道96各自具有曲线、重复正弦轮廓，所述曲线、重复正弦轮廓形成在密封环10的外圆周中并且沿该密封环10的外圆周在摩擦负载表面12的第一端90和第二端92之间大体线性地径向延伸，以形成大体正弦或正弦波的图案102，如图4例示的示例性实施例所示。在如图5例示的示例性实施例中所示的另一实施例中，纹理图案98可被限定为包括一系列沟槽或通道96，所述沟槽或通道96各自具有轮廓，其特征在于：一系列重复互连、成角度相对的邻近区段形成在密封环10的外圆周中并且沿该密封环10的外圆周在摩擦负载表面12的第一端90和第二端92之间大体线性地径向延伸，以形成“锯齿”图案104。前述图案是用于说明示例性实施例的，因为在不脱离本发明的范围的情况下，可考虑在摩擦负载表面12内形成其他纹理图案98的沟槽或通道96的其他形状和布置(和/或其组合)。
摩擦负载表面12的沟槽或通道96可被机械地压印、成形或以其他方式设置成延伸到密封斜坡60的摩擦负载表面12中。在一个实施例中，如图2例示的摩擦负载表面12的放大剖视图所示，多个沟槽或通道96中的每个可形成为包括从腔体108的一侧或两侧朝外突出的凸起的脊106，所述腔体108压印、成形或以其他方式设置到限定每个沟槽或通道96的密封环主体14的外轴向摩擦负载表面12中。具体地，在一个示例中并且如图2例示的示例性实施例中所示，每个凸起的脊106可以是密封环主体14的变形材料或以其他方式发生位移的材料的锋利的突出部或毛刺，其形成为每个沟槽或通道96的腔体108的一个或两个内部边缘110的凸起延伸部，所述凸起延伸部从内部边缘110向外突出，以沿多个沟槽或通道96中的每个的基本上所有部分或一部分在密封斜坡60的外部轴向表面50上方延伸。
如上所提供的，大体轴向延伸部分38的一个或多个外部轴向表面50另外包括平滑表面86。如本文中所提供的，平滑表面86可沿密封斜坡60的一部分定位在摩擦负载表面12和密封凸缘42中间，以限定沿密封环10的外圆周径向延伸的减小的或最小表面纹理的区域。在一个实施例中，平滑表面86可机加工、抛光或以其他方式形成为低摩擦和/或表面积小的表面，其表面粗糙度低于摩擦负载表面12的表面粗糙度，使得平滑表面86基本上没有纹理，灰尘、污垢、碎屑、泥、水分或任何其他杂质(诸如如本文所讨论的杂质164)可附接和/或积聚在所述纹理上。在一个示例中，平滑表面86可以具有对应于小于4.00μm的算术平均高度Ra的表面粗糙度。在另一个示例中，平滑表面86可以具有对应于在0.10-3.74μm之间的算术平均高度Ra的表面粗糙度。尽管如此，前述特定表面粗糙度值是说明示例性实施例的，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可考虑平滑表面86的其他表面粗糙度值。
在一个实施例中，摩擦负载表面12可定位成沿密封斜坡60的一部分延伸，以沿密封环10的外圆周限定增加的接触应力的区域，所述区域在密封环主体14的第一外轴向端22近侧，并且邻近密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64定位。另外，平滑表面86可定位成沿密封斜坡60的一部分延伸，以沿密封环10的外圆周限定减小的或最小表面纹理的区域，该区域直接邻近摩擦负载表面12并且接近密封凸缘42。具体地，在一个实施例中，摩擦负载表面12的第一端90可定位在密封斜坡60的第一或内径向端66处或邻近该第一或内径向端66定位并且另外可以在密封环主体14的第一外轴向端22近侧。因此，摩擦负载表面12的第一端90可以接近、直接邻近密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64，并且在一个示例中可部分地暴露于所述油侧部分64和/或与所述油侧部分64连通。摩擦负载表面12的第二端92可沿密封斜坡60轴向定位在摩擦负载表面12的第一端90和密封斜坡60的第二端68之间，其中平滑表面86可限定从摩擦负载表面12的第二端92延伸到密封斜坡60的第二或外径向端68的密封斜坡60的剩余的外部轴向表面50。在一个实施例中，密封斜坡60可另外包括形成为向上延伸的突出部的凸起的环形脊112，该突出部在摩擦负载表面12以及密封斜坡60的平滑表面86上方延伸并定位在摩擦负载表面12和密封斜坡60的平滑表面86之间。在一个示例中，凸起的环形脊112可将摩擦负载表面12的第二端92限定为沿密封环10的外圆周径向延伸的突出部，并且因此可直接邻近平滑表面86定位，使得凸起的环形脊112在摩擦负载表面12和密封斜坡60的平滑表面86之间的界面处形成径向向上延伸的屏障。
在一个实施例中，摩擦负载表面12的大体轴向延伸的宽度88可沿密封环主体14的横截面轮廓16从摩擦负载表面12的第一端90向摩擦负载表面12的第二端92延伸一段距离，所述第一端90可以在密封斜坡60的第一或内径向端66处或者邻近密封斜坡60的第一或内径向端66(与前述讨论一致)，其中摩擦负载表面12的大体轴向延伸的宽度88可为密封斜坡60的总体大体径向延伸的宽度61的35％至75％之间。在另选或者另外的实施例中，摩擦负载表面12的大体轴向延伸的宽度88可沿密封环主体14的横截面轮廓16从摩擦负载表面12的第一端90向摩擦负载表面12的第二端92延伸一段距离，摩擦负载表面12的第一端90可在密封斜坡60的第一或内径向端66处或者邻近密封斜坡60的第一或内径向端66(与前述讨论一致)，摩擦负载表面12的第二端92可在密封斜坡60的中间点114处或者邻近密封斜坡60的中间点114定位。此外，平滑表面86可具有从摩擦负载表面12的第二端92延伸到密封斜坡60的第二或外径向端68的大体轴向延伸的宽度116。
在除以上和本文中所讨论的实施例中的一个或多个之外和/或包括以上和本文中所讨论的实施例中的一个或多个的一个示例性实施例中，摩擦负载表面12及其第一端90不仅在密封斜坡60的第一或内径向端66处或邻近该第一或内径向端66定位、在密封环主体14的第一外径向端22近侧定位并且直接邻近油侧部分64定位，而且沿密封斜坡60的一部分延伸出预定的大体轴向延伸宽度88，使得摩擦负载表面12的所有部分或主要部分以及直接邻近摩擦负载表面12的第二端92的密封斜坡60的平滑表面86的一部分118形成弹性体密封件界面表面120。具体地并且如图7和图8所例示的密封组件128的示例性实施例中进一步所例示，摩擦负载表面12的大体轴向延伸的宽度88可以沿密封斜坡60的外圆周轮廓56以预先确定的大体轴向延伸的距离从摩擦负载表面12的第一端90延伸到摩擦负载表面12的第二端92，该距离在弹性体密封件124沿弹性体密封件界面表面120压缩成与密封斜坡60的外部轴向表面50接触时作为弹性体密封件124与密封斜坡60的外部轴向表面50之间的接触宽度122的比率或百分比。如此，接触宽度122可被限定为弹性体密封件界面表面120的大体轴向延伸宽度，并且在一个实施例中除了直接邻近摩擦负载表面12的第二端92的密封斜坡60的平滑表面86的部分118(邻近密封环主体14的外圆周轮廓56的空气侧部分84定位，并且因此邻近弹性体密封件界面表面120定位)的大体轴向延伸宽度之外，还包括摩擦负载表面12的大体延伸宽度88的所有部分或主要部分(邻近密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64定位并且因此邻近弹性体密封件界面表面120定位)，其一起形成弹性体密封件界面表面120。当弹性体密封件124的表面沿弹性体密封件界面表面120被弹性体地和/或弹性地压缩成配合接触时，摩擦负载表面12的大体轴向延伸宽度88相对于弹性体密封件124的表面之间的接触宽度122的百分比可被限定为摩擦负载表面12的大体轴向延伸宽度88与处于非压缩状态下的弹性体密封件124的直径126之间的比率或百分比。具体地，摩擦负载表面12的大体轴向延伸宽度88可经设定尺寸(以及设定位置)作为处于非压缩状态下的弹性体密封件124的直径的比率或百分比，使得弹性体密封件124的表面在沿弹性体密封件界面表面120被压缩成与密封斜坡60接触时与摩擦负载表面12的轴向延伸宽度88的所有部分或主要部分以及平滑表面86的邻近部分118配合接触，如上所述，其中在一个示例中，摩擦负载表面12的大体轴向延伸宽度88可以在弹性体密封件124的直径126的35％到75％之间。如上所提供的，延伸超出弹性体密封件界面表面120到达密封斜坡60的第二端68的平滑表面86的剩余部分以及密封凸缘42的一个或多个内径向表面70和外轴向表面74因此可表示暴露于外部环境的密封环主体14的外圆周轮廓56的空气侧部分84。
可整体地和/或部分地利用许多不同的工艺和方法，以制造目前所公开的密封环10。在一个实施例中，目前所公开的密封环10可以是模压成形的密封环10，其由金属板或其他适于成形的耐用材料制成。在一个示例中，目前所讨论的模压成形的密封环10由400系列可硬化的不锈钢板制成，该可硬化的不锈钢经由引入到一个或多个压力机可经受一个或多个成形操作，以生产出目前所公开的模压成形的密封环10。在另一个实施例中，目前所公开的密封环10可以是由SAE1074钢板制成的模压成形的密封环10，或另选地可由适于成形的任何其他钢或其他金属材料或合金制成。在一个特定的示例中，金属板是卷材形式的连续金属板，其可被进给到文中所讨论的第一多个模具工位中，或者另外或另选地，金属板作为连续板从卷材被进给到渐进式冲压模具的一个或多个模具工位中。如此，如文中所讨论的，术语“金属板”可被限定为单个的金属板，或同样可被限定为从如上所提供的卷材进给的“板或卷材形式”。
多个模具工位可用于将金属板形成为已完成的、模压成形密封环10，密封环10包括如上和本文中所公开的特征中的一个或多个。多个模具工位可被并为单个渐进式冲压模具并且安装在往复冲压机内，使得金属板经受一系列的渐进式操作，包括但不限于冲裁、冲压、压印、拉拔、弯曲和由被包括在渐进式冲压模具中的多个工位所提供的其他成形操作，以形成目前所公开的密封环10。另选地，多个模制工位和前述成形操作中的一个或多个可通过安装在一个或多个单独压力机内的一个或多个单独模具提供和执行。尽管如此，在其中目前所公开的密封环10是模压成形的密封环10的任何实施例中，密封环主体14的横截面轮廓16可形成为基本上实心的、单一的模压成形主体，其中模压成形主体的大体轴向延伸部分38可具有基本上一致和均匀的厚度54，所述厚度54在密封环主体14的横截面轮廓16的第一外轴向端22和第二外轴向端24之间的整个轴向宽度26内延伸。另外，在一个实施例中，模压成形的密封环主体14的大体径向延伸部分40也可具有在大体轴向延伸部分40的整个径向长度上的基本上一致和均匀的厚度75，所述厚度75沿密封环主体14的第二外轴向端24和/或邻近所述第二外轴向端24从大体轴向延伸部分38向外延伸到密封环主体14的外径向端32和密封环10的外径36。此外，在一个示例中，大体轴向延伸部分38的厚度54可与大体径向延伸部分40的厚度75基本一致，使得密封环主体14的横截面轮廓16形成为基本上实心的、单一的模压成形主体，还主体具有沿其横截面轮廓16和在整个横截面轮廓16内延伸的基本上一致均匀的厚度。
在附加实施例中，模具工位中的一个或多个可以被配置成将摩擦负载表面12的特征中一个或多个施加到密封环10的密封环主体14中，所述特征包括但不限于摩擦负载表面12的表面纹理94、其表面粗糙度、沟槽或通道96(其可包括腔体108及其凸起的脊106)的纹理图案98和/或凸起的环形脊112，并且模具工位中的一个或多个另外可以被配置成使密封环主体14形成为包括与以上和本文中所公开的实施例中的任何一个或多个一致的平滑表面86。这些表面成形模具工位可以作为一个或多个单独的模具工位包括在内，或可以被与冲裁、冲压、压印、拉拔、挤拉、弯曲和/或可形成目前所公开的密封环10的其他成形模具和/或操作中的一个或多个一起使用或组合。具体地，一个或多个模具或模具工位可以具有模具表面，该模具表面经设定尺寸、形状、纹理和/或位置与本文所公开的实施例中的任何一个或多个一致的已完成的、模压成形密封环10上的摩擦负载表面12的尺寸、形状和位置基本上一致，并且所述一个或多个模具或模具工位可经喷砂处理、喷丸处理或磷酸盐涂覆，并且另外地或者另选地具有纹理图案以及任何附加的对应结构和/或表面，以将表面粗糙度、表面纹理94、沟槽或通道96(其可以包括腔体108及其凸起的脊106)的纹理图案98和/或摩擦负载表面12的凸起的环形脊112中的一个或多个施加到密封环10的密封环主体14的表面上。另外，在一个实施例中，施加了前述表面纹理的所有部分或一部分的一个或多个模具或模具工位的模具表面可以提供作为在一个或多个模具工位的一个或多个模具内的可移除和/或可更换嵌入件。
在一个示例中，一个或多个冲压或压印模具可包括如上所公开的一个模具表面或多个模具表面，所述模具表面可经设定尺寸、形状、纹理和/或位置在制造工艺期间将摩擦负载表面12的前述特征中的任何一个或多个以及另外地或另选地将平滑表面的那些特征成形、冲压或以其他方式印到密封环材料的平板中，所述制造工艺可以在冲裁操作之后或与冲裁操作结合，并且在一个实施例中可以在成形或拉拔操作之前。在一个实施例中，其中在成形或拉拔操作之前前述特征中的一个或多个成形到密封环材料的平板上，施加了表面纹理的一个模具表面或多个模具表面可经设定尺寸、形状、位置和/或以其他方式配置成解决随后的冲压、成形和/或拉拔步骤以及由此引起的任何材料变形，使得根据本文中所公开的实施例中的任何一个或多个，成形、冲压或以其他方式印到材料中的特征经适当地设定位置并且施加到已完成的、模压成形的密封环10。
另选地，可执行施加了表面纹理的模具表面或操作并将所述模具表面或操作合并到成形和/或拉拔操作中，所述模具表面或操作包括形成与本发明一致的表面粗糙度、表面纹理94、和/或沟槽或通道96(其可包括腔体108和及其凸起的脊106)的纹理图案98、和/或摩擦负载表面12的凸起的环形脊112和/或平滑表面86中的任何一个或多个。在一个实施例中，当密封环材料通过模具表面、铸模或冲头从密封环材料的相对侧被拉拔、成形、拉伸或以其他方式被压缩或变形为预定形状时，表面成形模具表面中的一个或多个或组合可压缩到密封环材料板的表面中。在另一个实施例中，前述表面中的任何一个或多个、和/或摩擦负载表面12的特征和/或平滑表面86的特征可合并为在成形和/或拉拔操作之后的单独的目标压制、成形和/或挤拉操作。在另一个替换方案中，表面粗糙度、表面纹理94、和/或沟槽或通道96的纹理图案98可经由轧制操作成形到基本已完成的模压成形的密封环10的密封环主体14中。在另一个实施例中，前述表面中的任何一个或多个、和/或摩擦负载表面12的特征和/或平滑表面86的特征可经由一个或多个随后的加工或任何其他已知的工艺或操作成形到基本已完成的模压成形的密封环10的密封环主体14中。
在另一个实施例中，目前所公开的密封环10可以是由钢或其他金属材料或其合金制成的浇铸密封环10，所述材料适于经由任何一个或多个合适的浇铸操作或工艺制造本发明的密封环10。在一个示例中，摩擦负载表面12以及平滑表面84的前述特征可作为施加到铸模的对应结构和/或表面包括在内，以形成具有与本文中所公开的实施例中的任何一个或多个一致的特征的已完成的浇铸密封环10。具体地，摩擦负载表面12的所期望特征的相应地定位的底片可在模具内形成，所期望的特征包括但不限于：表面纹理94、和/或沟槽或通道96(其包括腔体108及其凸起的脊106)的纹理图案98和/或摩擦负载表面12的凸起的环形脊112，以将对应特征施加到与本文中所公开的实施例中的任何一个或多个一致的模制的已完成的浇铸密封环10中。另外或另选地，铸模的一个或多个表面(包括但不限于形成摩擦负载表面12和平滑表面86的表面)可包括被配置成施加摩擦负载表面12和平滑表面86的对应表面粗糙度和/或纹理的模内表面纹理，其中可通过选择或调节铸模材料来形成该模内表面纹理，其一个示例可以是经由选择、放置和/或调节制成该铸模的沙或颗粒材料的不同粗度。在另一个替代方案中，表面粗糙度、表面纹理94和/或沟槽或通道96的纹理图案98可经由轧制操作成形到基本已完成的浇铸密封环10的密封环主体14中。在另一个实施例中，前述表面中的任何一个或多个、和/或摩擦负载表面12的特征和/或平滑表面86的特征可经由一个或多个随后的加工或任何其他已知的工艺或操作成形到基本已完成的浇铸密封环10的密封环主体14中。另选地，表面粗糙度、表面纹理94和/或沟槽或通道96的纹理图案98可经由轧制操作成形到基本已完成的浇铸密封环10的密封环主体14中。
在另一个实施例中，目前所公开的密封环10可通过一个或多个锻造操作整体地或部分地形成，并且如此可由适于锻造的任何金属诸如钢或其合金组成。另外，在一个实施例中，其中本发明的密封环10制造成锻造的密封环10，一个或多个锻造操作及相关联的工具诸如一个或多个模具可包括一个或多个表面，所述表面经设定尺寸、形状、纹理和/或位置将摩擦负载表面12的特征中的一个或多个成形、冲压、印到或以其他方式施加到密封环10的密封环主体14中，所述特征包括但不限于摩擦负载表面12的表面纹理94、其表面粗糙度、沟槽或通道96(其可包括腔体108及其凸起的脊106)的纹理图案98和/或凸起的环形脊112，并且所述锻造操作及相关联的工具可被配置成将密封环主体14形成为包括与如上和本文中所公开实施例中的任何一个或多个一致的平滑表面86。被配置成施加前述相关联的特征、表面和/或摩擦负载表面12和平滑表面96(译者注，联系上下文，此处应为平滑表面86，原文疑有误)的表面纹理的一个或多个锻造操作及相关联的工具可被执行和/或被合并到一个或多个单独的或组合的锻造操作及相关联的工具中，并且另外地或另选地可与被配置成施加目前所公开的密封环10的附加特征的一个或多个锻造操作及相关联的工具分开或结合。在本实施例的一个示例中，一完成一个或多个锻造操作，包括但不局限于被配置成施加前述表面中的任何一个或多个、和/或摩擦负载表面12的特征和/或平滑表面86的特征中的全部或一部分，锻造密封环10就可经受随后的加工和/或最后操作，所述随后加工和/或最后操作被配置成将经由先前的一个或多个锻造操作未施加到密封环10的一个或多个特征、大小、形状和/或表面施加到锻造的密封环10。
另选地，具有如本文中所公开的摩擦负载表面12的密封环10可由金属或任何合适的坚固、耐用材料制成并且可通过任何其他合适的已知制造工艺形成。
图6中示出了密封组件128的示例性实施例。具体地，所示的密封组件128包括具有摩擦负载表面12的密封环10并且另外包括弹性体密封件124，密封环10与如以上所提供的以及如本文中进一步所公开的实施例中的任何一个基本上相同并且包括如以上所提供的以及如本文中进一步所公开的实施例中的任何一个一致的特征。弹性体密封件124可以是具有基本一致的圆形横截面轮廓的环形、环状构件，其围绕密封组件128的中心纵向轴线130以恒定的径向偏移距离径向和周向延伸，所述中心纵向轴线130与密封环10的中心纵向轴线18同轴地对准，以将弹性体密封件124限定为O形环或圆环。弹性体密封件124可由任何合适的可压缩的、弹性的弹性体材料形成，包括但不局限于腈、氢化腈、硅氧烷或含氟弹性体，并且弹性体密封件124在未压缩状态下在其整个径向圆周内具有基本一致的圆形横截面直径126。为了形成密封组件128，在一个实施例中，弹性体密封件124可旋转地安装、滚动、滑动或以其他方式插入到密封环主体14的第一外轴向端22上，经过密封保持唇缘62并且到轴向延伸衬圈58的一个或多个外部轴向表面50上，并且定位在最终组装的位置处，从而接触密封斜坡60的外部轴向表面50中的一个或多个。具体地，在一个实施例中，在最终组装位置中，密封组件128的弹性体密封件124被定位成弹性体地和/或弹性地偏置并且至少部分地接触密封斜坡60的外轴向摩擦负载表面12，使得在如图7所示的负载或以其他方式变形的状态下，弹性体密封件124被定位成沿弹性体密封件界面表面120部分地接触密封斜坡60的外部轴向表面50，该弹性体密封件界面表面120可包括基本上所有的摩擦负载表面12和直接邻近摩擦负载表面12的第二端92的密封斜坡60的平滑表面86的部分118，所述摩擦负载表面12在密封斜坡60的第一或内径向端66处、邻近和/或靠近所述第一或内径向端66定位。
图7中示出了可部分地形成机器、机器系统、机械系统和/或其部件的密封旋转组件132的示例性实施例。密封旋转组件132可包括一个或多个密封组件128，所述一个或多个密封组件128可各自包括具有摩擦负载表面12的密封环10以及弹性体密封件124。通过本发明所构想的密封旋转组件132可以是可利用密封环10和至少一个密封环组件128的任何组件，用于使用在具有相对旋转的部件的任何机器、机器系统、机械系统和/或其部件中，包括但不局限于履带式机器、主减速器、铰链接头等的机器传动组件、履带支重轮和/或惰轮组件；转刀组件和/或地钻旋转钻头，诸如用在隧道掘进机中的地钻旋转钻头；用于机器诸如轮式装载机、反铲挖土机、挖掘机、材料处理机等的连杆的可旋转和/或枢轴接头组件。
为了本发明的目的，以举例的方式而非以限制的方式，密封旋转组件132可包括一组基本上相同的第一密封组件134和第二密封组件136，第一密封组件134和第二密封组件136各自包括与如上所提供的以及如本文中进一步所公开的实施例中的任何一个一致的具有摩擦负载表面12的密封环10以及弹性体密封件120，其中第一密封组件134和第二密封组件136中的每个另外各自与密封组件128基本上相同。第一密封组件134可至少部分地设置在密封旋转组件132的第一壳体140的第一密封腔体138内，并且第二密封组件136可至少部分地设置在密封旋转组件132的第二壳体144的第二密封腔体142内。此外，第一密封腔体138与第二密封腔体142基本上相同，并且因此，应当理解，对一个密封组件的描述同样适用于另一个密封组件，并且类似地，对一个密封腔体的描述同样适用于另一个密封腔体。另外，为了例示的目的，将讨论各自分别设置在第一密封腔体138和第二密封腔体142内的第一密封组件134和第二密封组件136。然而，本发明的范围并非旨在局限于此，因为在其他实施例中，诸如在其中采用密封旋转组件132的具体配置、应用和/或环境可准许的实施例中，密封旋转组件132可包括各自至少部分地设置在第一壳体140的单个或第一密封腔体138内的一个或多个单个或第一密封组件134，使得每个单个或第一密封组件134密封地接合垫圈并且充当垫圈，以在第一壳体140的单一或第一密封腔体138和第二壳体144的邻近表面之间部分地提供不透流体的密封。
在如图7所示的本发明的一个示例性实施例中，密封旋转组件132包括第一壳体140和第二壳体144以及具有中心纵向轴线148的内部轴或销146。第一壳体140和第二壳体144可各自关于内部轴或销146的中心纵向轴线148同轴，并且可被布置成处于邻近、轴向偏移的关系，从而各自同心地包围内部轴或销146的外部圆周表面。在一个实施例中，第一壳体140可以是静止的壳体并且可固定地附接到机器或机器系统的部件的框架。另外，第一壳体140与内部轴或销146的外部圆周表面由适于填充有润滑流体152诸如油和/或与润滑流体152诸如油连通的内部轴向延伸的环形间隙或空隙150隔开。第二壳体144可相对于第一壳体140以及内部轴或销146围绕中心纵向轴线148枢转或旋转。具体地，第二壳体144由密封旋转组件132的内部轴承表面(未示出)可枢转地和/或可旋转地支撑，并且第二壳体144与内部轴或销146的外部圆周表面由填充有润滑流体152诸如油的内部轴向延伸的环形间隙或空隙150同心地隔开，用于润滑内部可枢转和/或可旋转的界面表面和密封旋转组件132的轴承表面。在另选或另外的实施例中，第一壳体140和第二壳体144可各自由内部轴承表面可枢转地和/或可旋转地支撑，使得第一壳体140和第二壳体144中的每个均可相对于内部轴或销146围绕中心纵向轴线148相互地并且独立地枢转和/或旋转。
在一个实施例中，第一壳体140可具有至少一个径向端壁154，该径向端壁154具有围绕内部轴或销146周向延伸的一个或多个外径向延伸表面158，并且类似地，第二壳体144可具有至少一个径向端壁156，该径向端壁156具有围绕内部轴或销146周向延伸的一个或多个外径向延伸表面160。径向延伸的间隙162可将第一壳体140和第二壳体144分开，并且可被限定为第二壳体144的径向端壁156和邻近的、轴向偏移的和面向的第一壳体140的径向端壁154之间的空隙。径向延伸的间隙162与内部轴向延伸的环形间隙或空隙150以及内部轴承表面相结合可便于第二壳体144和/或第一壳体140相对于内部轴或销146之间的独立的枢转和/或旋转相对移动。
为了容纳第一密封组件134和第二密封组件136，第一密封腔体138可形成在第一壳体140的径向端壁154中，并且第二密封腔体142可形成在邻近的、轴向偏移的和面向的第二壳体144的径向端壁156中，其中在径向延伸的间隙162的每侧上，第一壳体140的第一密封腔体138与第二壳体144的第二密封腔体142以轴向地、对称地和周向地偏移关系对准。具体地，在一个实施例中，第一密封腔体138是形成为轴向延伸到第一壳体140的内部中的环形凹槽，其中第一密封腔体138可径向地定位在第一壳体140的径向端壁154的外径向延伸表面158和在内部轴或销146的外部圆周表面近侧的轴向延伸的环形间隙或空隙150之间。径向延伸的间隙162以及第一壳体140的径向端壁154的外径向延伸表面158(以及类似地第二壳体144的径向端壁156的外径向延伸表面160)可暴露于密封旋转组件132的外部环境以及灰尘、污垢、碎屑、泥、水分或来自外部环境的任何其他杂质164和/或与密封旋转组件132的外部环境以及灰尘、污垢、碎屑、泥、水分或来自外部环境的任何其他杂质164连通。另外，与前述内容一致，围绕内部轴或销146的外部圆周表面的轴向延伸的环形间隙或空隙150可至少部分地限定密封旋转组件132的填充有润滑流体152的内部环境。类似地，第二密封腔体142可以是形成为轴向延伸到第二壳体144的内部中的环形凹槽，并且可径向地定位在第二壳体144的径向端壁156的外径向延伸表面160和轴向延伸的环形间隙或空隙150之间，第二壳体144的径向端壁156的外径向延伸表面160可暴露于密封旋转组件132的外部环境和/或与该外部环境连通，该轴向延伸的环形间隙或空隙150包括密封旋转组件132的填充有润滑流体152的内部环境。
在一个实施例中，第一密封腔体138可部分地被限定为包括一个或多个内部轴向表面166，所述内部轴向表面166面向内部轴或销146的中心纵向轴线148和/或朝向该中心纵向轴线148大体定向，并且从第一壳体140的径向端壁154的外径向延伸面158的内径向端168大体轴向地并且以互连的方式延伸到第一密封腔体138的内轴向端172。第一密封腔体138的一个或多个内部轴向表面166可包括弹性体密封件接触表面176，并且在一个实施例中也可包括限定壳体唇缘180的一个或多个表面166。当弹性体密封件接触表面176从第一密封腔体138的内轴向端172延伸到弹性体密封件接触表面176的外径向端184时，弹性体密封件接触表面176可相对于内部轴或销146的中心纵向轴线148并且向外和远离内部轴或销146的中心纵向轴线148以增大角度或正角度倾斜。如此，在一个示例中，第一密封腔体138的内轴向端172可表示弹性体密封件接触表面176的内端，该弹性体密封件接触表面176的内端径向地在内部轴或销146的中心纵向轴线148近侧并且可以与密封旋转组件132的填充有润滑剂的内部环境的润滑流体152诸如油连通。另外，弹性体密封件接触表面176的外径向端184可以表示弹性体密封件接触表面176的端部，弹性体密封件接触表面176的端部径向地在内部轴或销146的中心纵向轴线148远侧并且轴向地在第一壳体140的径向端壁154的外径向延伸表面158以及径向延伸间隙162近侧。壳体唇缘180可定位成在弹性体密封件接触表面176的外径向端184与第一壳体140的径向端壁154的内径向端168之间延伸。在一个实施例中，壳体唇缘180可包括一个或多个波状外形的和/或成角度的表面166，当壳体唇缘180从弹性体密封件接触表面176的外径向端184延伸到第一壳体140的径向端壁154的外径向延伸表面158的内径向端168时，所述波状外形的和/或成角度的表面166朝向内部轴或销146的中心纵向轴线148径向突出或延伸。
以类似方式并且与如上所讨论的第一壳体140的第一密封腔体138基本一致，第二密封腔体142类似地可部分地被限定为包括一个或多个内部轴向表面167，所述内部轴向表面167面向内部轴或销146的中心纵向轴线148和/或朝向该中心纵向轴线148大体定向，并且从第二壳体144的径向端壁156的外径向延伸表面160的内径向端170大体轴向地以互连的方式延伸到第二密封腔体142的内轴向端174。第二密封腔体142的一个或多个内部轴向表面167可类似地包括弹性体密封件接触表面178和壳体唇缘182。当弹性体密封件接触表面178从第二密封腔体142的内轴向端174延伸到弹性体密封件接触表面178的外径向端186时，所述第二密封腔体142的内轴向端174径向地可在中心纵向轴线148近侧并且与润滑流体152连通，所述弹性体密封件接触表面178的外径向端186径向地可在内部轴或销146的中心纵向轴线148远侧并且轴向地在第二壳体144的外径向延伸表面160以及径向延伸间隙162近侧，弹性体密封件接触表面178相对于内部轴或销146的中心纵向轴线148并且向外和远离该中心纵向轴线148以增大角度或正角度倾斜。壳体唇缘182可包括一个或多个波状外形的和/或成角度的表面167，当壳体唇缘182从弹性体密封件接触表面178的外径向端186延伸到第二壳体144的径向端壁156的外径向延伸表面160的内径向端170时，所述波状外形的和/或成角度的表面167朝向内部轴或销146的中心纵向轴线148径向向内突出或延伸。
第一密封组件134的至少一部分可设置在第一密封腔体138内，并且第二密封组件136的至少一部分可设置在第二密封腔体142内，从而以与内部轴或销146的外部圆周表面成同轴、径向隔开的关系各自周向围绕内部轴或销146的外部圆周表面，其中第一密封组件134和第二密封组件136的中心纵向轴线(诸如如上所提供的130)与内部轴或销146的中心纵向轴线148同轴对准。另外，第一密封组件134和第二密封组件136中的每个的密封环主体14的大体径向延伸部分40的至少一部分可定位成以对称、同轴和接触对准的方式延伸出每个相应的密封腔体138、142并延伸到径向延伸的间隙162中。具体地，第一密封环组件134的密封环主体14的大体轴向延伸部分38可设置在第一密封腔体138内，其中密封环主体14的外部轴向表面50定向成面向第一密封腔体138的内部轴向表面166。类似地，第二密封组件136的密封环主体14的大体轴向延伸部分38可设置在第二密封腔体142内，其中密封环主体14的外部轴向表面50定向成面向第二密封腔体142的内部轴向表面167。第一密封组件134的密封环主体14的大体径向延伸部分40可从第一密封腔体138向外延伸，使得密封凸缘42在径向延伸时定位在径向延伸的间隙162内，其中密封环10的第二外轴向端或密封端24以及其密封面表面76定向在第二壳体144近侧并且面向第二壳体144。类似地，第二密封组件136的密封环主体14的大体径向延伸部分40可从第二密封腔体142向外延伸，使得密封凸缘42在径向延伸时定位在径向延伸的间隙162内，其中密封环10的第二外轴向端或密封端24以及其密封面表面76不仅定向在第一壳体140近侧并且面向第一壳体140，而且以邻接、面对面、密封接触的方式与第一密封环组件134的密封环主体14的密封面表面76对准。
在一个实施例中，其上定位弹性体密封件124的第一密封组件134的密封环主体14的密封斜坡60的倾斜外部轴向表面50以面向第一密封腔体138的倾斜内部弹性体密封件接触表面176的方式并且以与该倾斜内部弹性体密封件接触表面176邻近、基本上偏移对准的方式定位，使得弹性体密封件124弹性地和/或弹性体地被压缩在密封环主体14的密封斜坡60的倾斜外部轴向表面50和第一密封腔体138的倾斜内部弹性体密封件接触表面176之间。在可表示第一密封组件134在第一密封腔体138内的最终组装位置的这种位置中，弹性体密封件124可弹性地和/或弹性体地被压缩成与第一密封组件134的密封环主体14的弹性体密封件界面表面120密封接触，所述弹性体密封件界面表面120可包括基本上所有的摩擦负载表面12以及直接邻近摩擦负载表面12的第二端92的密封斜坡60的平滑表面86的部分118，所述摩擦负载表面12在或邻近密封斜坡60的第一或内径向端66定位并且定位在密封环主体14的第一外轴向端22近侧。另外，弹性体密封件124可弹性地和/或弹性体地被压缩成与第一密封腔体138的内部圆周弹性体密封件接触表面176的基本对应的相对部分密封接触，所述基本对应的相对部分定位在第一密封腔体138的内轴向端172和弹性体密封件接触表面176的外径向端184之间，所述内轴向端172可与密封旋转组件132的填充有润滑剂的内部环境中的润滑流体152诸如油连通，所述外径向端184可暴露于密封旋转组件132的外部环境以及灰尘、污垢、碎屑、泥、水分或来自外部环境的任何其他杂质164中和/或与密封旋转组件132的外部环境以及灰尘、污垢、碎屑、泥、水分或来自外部环境的任何其他杂质164连通。因此，定位在摩擦负载表面12(以及弹性体密封件界面表面120)的第一端90和密封环主体14的第一外轴向端22之间的密封环主体14的外部轴向表面50可被限定为第一密封组件134的密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64，所述油侧部分64暴露于密封旋转组件132的填充有润滑剂的内部环境中的润滑流体152中或与所述润滑流体152连通。此外，延伸超出弹性体密封件界面表面120的平滑表面86的部分116并且到达密封斜坡60的第二或外径向端68的平滑表面86的剩余部分以及密封凸缘42的一个或多个内径向表面70和外径向表面74因此可表示第一密封组件134的密封环主体14的外圆周轮廓56的空气侧部分84，所述空气侧部分84暴露于密封旋转组件132的外部环境以及灰尘、污垢、碎屑、泥、水分或来自外部环境的任何其他杂质164中。
以类似的方式，其上定位弹性体密封件124的第二密封组件136的密封环主体14的密封斜坡60的倾斜外部轴向表面50以面向第二密封腔体142的倾斜内部弹性体密封件接触表面178的方式并且以与该倾斜内部弹性体密封件接触表面178邻近、基本上偏移对准的方式定位，使得弹性体密封件124弹性地和/或弹性体地被压缩在密封环主体14的密封斜坡60的倾斜外部轴向表面50和第二密封腔体142的倾斜内部弹性体密封接触表面178之间。在可表示第二密封组件136在第二密封腔体142内的最终组装位置的这种位置中，弹性体密封件124可弹性地和/或弹性体地被压缩成与第二密封组件136的密封环主体14的弹性体密封件界面表面120密封接触，所述弹性体密封件界面表面120可包括基本上所有的摩擦负载表面12以及直接邻近摩擦负载表面12的第二端92的密封斜坡60的平滑表面86的部分118，所述摩擦负载表面12在或邻近密封斜坡60的第一或内径向端66定位并且定位在密封环主体14的第一外轴向端22近侧。另外，弹性体密封件124可弹性地和/或弹性体地被压缩成与第二密封腔体142的内部圆周弹性体密封接触表面178的基本对应的相对部分密封接触，所述基本对应的相对部分定位在第二密封腔体142的内轴向端174和内部圆周弹性体密封接触表面178的外径向端186之间，所述内轴向端174可与密封旋转组件132的填充有润滑剂的内部环境中的润滑流体152诸如油连通，所述外径向端186可暴露于密封旋转组件132的外部环境以及灰尘、污垢、碎屑、泥、水分或来自外部环境的任何其他杂质164中和/或与密封旋转组件132的外部环境以及灰尘、污垢、碎屑、泥、水分或来自外部环境的任何其他杂质164连通。因此，定位在摩擦负载表面12(以及弹性体密封件界面表面120)的第一端90和密封环主体14的第一外轴向端22之间的密封环主体14的外部轴向表面50可被限定为第二密封组件136的密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64，所述油侧部分64暴露于密封旋转组件132的填充有润滑剂的内部环境中的润滑流体152中或与所述润滑流体152连通。此外，延伸超出弹性体密封件界面表面120的平滑表面86的部分116并且到达密封斜坡60的第二或外径向端68的平滑表面86的剩余部分以及密封凸缘42的一个或多个内径向表面70和外径向表面74因此可表示第二密封组件136的密封环主体14的外圆周轮廓56的空气侧部分84，所述空气侧部分84暴露于密封旋转组件132的外部环境以及灰尘、污垢、碎屑、泥、水分或来自外部环境的任何其他杂质164中。
另外，在一个实施例中，第一密封组件134的弹性体密封件124在第一密封腔体138的内部圆周弹性体密封件接触表面176与第一密封组件134的密封环主体14的密封斜坡60的弹性体密封件界面表面120的相对的、基本对准和面向的倾斜表面之间的弹性的和/或弹性体的压缩可相对于内部轴或销146的中心纵向轴线148在图7所示的箭头所指示的方向上施加向外的径向负载，所述向外的径向负载用附图标号188表示。以类似方式，第二密封组件136的弹性体密封件124在第二密封腔体142的倾斜内部圆周弹性体密封件接触表面178与第二密封组件136的密封环主体14的密封斜坡60的弹性体密封件界面表面120的倾斜外部轴向表面50之间的弹性的和/或弹性体的压缩可相对于内部轴或销146的中心纵向轴线148在图7所示的箭头所指示的方向上施加向外的径向负载，所述向外的径向负载用附图标号190表示。在所示方向上的向外的径向负载188、190可相对于每个密封腔体138、142的内部轴向表面166、167和每个相应的壳体140、144将每个密封组件134、136保持处于弹性地支撑、固定状态，并且将每个密封组件134、136部分地保持在每个密封腔体138、142的内部轴向表面166、167和每个相应的壳体140、144内。具体地，在一个实施例中，由弹性体密封件124在第二密封组件136和第二壳体144的第二密封腔体142之间施加向外的径向负载190可将第二壳体144的旋转和/或枢转移动传递给第二密封组件136，以使第二密封组件136与第二壳体144相对于第一密封组件134和第一壳体140围绕内部轴或销146的中心纵向轴线148一致地旋转和/或枢转。类似地，由弹性体密封件124在第一密封组件134和第一壳体140的第一密封腔体138之间施加向外的径向负载188可保持第一密封组件134相对于第一壳体140以固定的、非旋转/非枢转或静止的关系被支撑，或者在某些实施例中，所述向外的径向负载188可另选地将第一壳体140的旋转和/或枢转移动传递给第一密封组件134，以使第一密封组件134与第一壳体140相对于第二密封组件136和第二壳体144围绕内部轴或销146的中心纵向轴线148一致地旋转和/或枢转。同时，在所示方向上的向外的径向负载188、190另外可保持每个弹性体密封件124与每个弹性体密封件界面表面120紧密接触，并且因此与每个弹性体密封件接触表面176、178紧密接触，以在暴露于外部环境的每个密封组件134、136和密封腔体138、142的空气侧部分84与每个密封组件134、136和密封腔体138、142的油侧部分64之间提供不透流体的密封，所述油侧部分64暴露于密封旋转组件132的填充有润滑剂的内部环境中的润滑流体152中或与所述润滑流体152连通。
每个弹性体密封件124在相应的第一密封腔体138和第二密封腔体142的内部圆周弹性体密封件接触表面176、178的相对的、基本上对准和面向的倾斜表面与相应的第一密封组件134和第二密封组件136的环形密封环主体14的密封斜坡60的弹性体密封件界面表面120的倾斜外部轴线表面50之间的弹性的和/或弹性体的压缩可沿第一密封组件134和第二密封组件136的同轴对准的中心纵向轴线(诸如如上提供的130)和内部轴或销146的中心纵向轴线148在图7所示的箭头所指示的方向上另外各自施加施加基本相等、相对的轴向负载，所述基本相等、相对的轴向负载用附图标号192和194表示。具体地，轴向负载192可弹性地偏置或推动第一密封组件134的密封凸缘42及其外径向延伸密封面表面76轴向地朝向第二密封组件136的密封环主体14的外径向延伸密封面表面76并且将其偏置或推动成与第二密封组件136的密封环主体14的外径向延伸密封面表面76邻接、面对面、密封接触。以对应的方式，轴向负载194可弹性地偏置或推动第二密封组件136的密封凸缘42及其外径向延伸密封面表面76轴向地朝向第一密封组件134的密封环主体14的外径向延伸密封面表面76并且将其偏置或推动成与第一密封组件134的密封环主体14的外径向延伸密封面表面76邻接、面对面、密封接触，从而沿由可相对旋转的第一密封组件134和第二密封组件136的环形密封带80的对准的接触圆周表面形成的径向圆周旋转界面表面196保持相互弹性偏置的正面密封。
工业实用性
本发明的具有摩擦负载表面12的密封环10可适用于并且并入任何密封组件，并且另外可用在可利用与如上所提供的并且如本文中所进一步公开的实施例中的任何一个一致的密封环10和/或至少一个密封环组件128的任何密封旋转组件中。除了另外的优点以外，本发明的具有摩擦负载表面12的密封环10可提供更牢固、更坚韧的不透流体的密封，并且提供增加的阻力抵抗在目前所公开的密封环、弹性体密封件以及相关联的相互作用的机器或机械系统部件之间的旋转滑动。另外，目前所公开的具有摩擦负载表面12的密封环10可减少、最小化或基本消除密封环的外部表面上积聚的灰尘、污垢、碎屑、泥、水分或任何其他杂质。此外，本发明的具有摩擦负载表面12的密封环10可降低制造和组装的复杂性和成本。
传统已知的密封环可易受许多故障模式影响，包括但不限于与碎片填充和弹性体密封件滑动相关的故障模式。由于多种因素的缘故，这些因素中的任何一个或多个可以存在，每个密封组件的表面与可旋转的机器或机械系统部件的表面之间的邻接、密封接触的完整性可受到损害。作为一个示例，灰尘、污垢、碎屑、泥、水分或任何其他杂质可积聚在暴露于外部环境的密封组件的表面上，这可去除、位移或以其他方式干扰弹性体密封件和密封环之间的密封接触。另外或另选地，无论是由设计因素、碎片积聚还是由其他因素引起的弹性体密封件和密封环之间的不充分的接触程度可允许润滑剂诸如油泄露过弹性体密封件并破坏弹性体密封件和密封环之间的密封接触。在任何情况下，弹性体密封件和密封环之间的密封接触的丧失最终可导致弹性体密封件和密封环之间的滑动，这可导致密封面密封负载损耗、润滑剂污染、密封面腐蚀或任何其他故障模式。此外，已知的密封环和/或密封组件的特征在于制造的复杂性和花费，并且另外可呈现组装和安装的困难、复杂性和/或增加的成本，包括但不限于可设计成需要具体的、附加的和/或互补特征或与其接触的配置，或结合到相关联的系统或其壳体中的设计，特定的密封环安装到该相关联的系统或其壳体中。除了其他优点以外，本发明的具有摩擦负载表面12的密封环10可克服缺点和/或减少或基本消除与传统已知的密封组件和与该密封组件结合使用的密封环相关联的故障模式，包括但不限于碎片填充和弹性体密封件滑动，并且另外可降低制造和组装的复杂性和成本。
在操作中，如上所讨论，在最终组装位置的一个示例中，每个相关联的密封组件134、136的每个弹性体密封件124可保持在负载状态下，并且弹性地和/或弹性体地被部分地压缩成与每个相关联的密封斜坡60的摩擦负载表面12的表面纹理94接触，所述表面纹理94形成为包括预定的表面粗糙度。因此，形成为包括预定的表面粗糙度的表面纹理94可定位成在密封环10的整个外圆周轮廓56内接合弹性体密封件124，并且在摩擦负载表面12和弹性体密封件124的配合表面之间提供增加的接触应力和摩擦力。在一个实施例中，摩擦负载表面12的表面纹理94(及其表面粗糙度)可至少部分地由多个沟槽或通道96形成，所述沟槽或通道96形成压印的或凸起的压痕的纹理图案98，所述压印的或凸起的压痕进一步增加摩擦力以及使弹性体密封件124相对于摩擦负载表面12旋转或位移所需的负载。在一个特定的实施例中，其中弹性体密封件124保持在负载状态下并且弹性地和/或弹性体地被部分地压缩成与摩擦负载表面12的纹理图案98的沟槽或通道96接触，经过一段时间，由于弹性体材料在应变下呈现出与弹性体材料成对的表面的表面纹理的趋势，其被称为微尺度压缩形变，因而弹性体密封件124的可压缩的、弹性的弹性体材料可流到多个沟槽或通道96的表面或腔体108中。因此，摩擦负载表面12的纹理图案98可在弹性体密封件120和摩擦负载表面12的纹理图案98之间形成更大程度的静态阻力，并且因此可为弹性体密封件120提供增加的附着摩擦力，从而由于与摩擦负载表面12的纹理图案98配合接触的弹性体密封件124的弹性的弹性体材料之间的微尺度压缩形变，因而随着时间的推移增加了使弹性体密封件120相对于摩擦负载表面12旋转或位移所需的负载。另外，在一个实施例中，其中多个沟槽或通道96中的每个可形成为包括凸起的脊106诸如锋利的突出部或毛刺，凸起的脊106可从压印或以其他方式形成于限定每个沟槽或通道96的摩擦负载表面12中的腔体108的一侧或两侧向外突出，该凸起的脊106可摩擦接合弹性体密封件120，以在压缩成与摩擦负载表面12接触的弹性体密封件124的可压缩的、弹性的弹性体材料之间提供初始和附加程度的摩擦密封接触。
在一个实施例中，摩擦负载表面12另外可定位成沿密封斜坡60的一部分延伸，使得弹性体密封件124在被压缩成与密封斜坡60接触时接合摩擦负载表面12的沟槽或通道96的纹理图案98作为直接邻近密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64定位的弹性体密封件界面表面120的一部分。除了为如上所提供的弹性体密封件124提供增加的附着摩擦力以外，将摩擦负载表面12的沟槽或通道96的纹理图案98定位成邻近密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64可减小、最小化或基本消除潜在的润滑剂152泄露通路以及碎屑填充的可能性，并且另外可提供附加程度的阻力来抵抗密封环10和弹性体密封件124之间的滑动以及这两者之间的密封接触的丧失。具体地，如上面所提供的，摩擦负载表面12及其纹理图案98可定位成接近密封环14的第一外轴向端22，并且可沿密封斜坡60的一部分从第一端90延伸到第二端92，所述第一端90可直接邻近密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64，并且在一个示例中，所述第一端90可部分地暴露于密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64和/或与所述油侧部分64连通。在该位置中，多个沟槽或通道96的纹理图案98可在摩擦负载表面12的第一端90和第二端92之间延伸或可定位在所述第一端90和第二端92之间，以形成静态流体屏障网和/或一系列静态流体屏障，所述静态流体屏障网和/或一系列静态流体屏障防止润滑流体152从摩擦负载表面12的第一端90和密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64流体地传输、传送或泄露到摩擦负载表面12的第二端92，并且随后流体地传输、传送或泄露到密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分84，从而损害弹性体密封件120和摩擦负载表面12的纹理图案94之间的不透流体的密封。
另外，在如上所提供的一个实施例中，摩擦负载表面12的大体轴向延伸的宽度88可以沿密封斜坡60的外圆周轮廓56以预先确定的大体轴向延伸的距离从摩擦负载表面12的第一端90延伸到第二端92，该距离作为弹性体密封件界面表面120的接触宽度122的比率或百分比，使得弹性体密封件124在被压缩成沿弹性体密封件界面表面120的接触宽度122与密封斜坡60接触时与摩擦负载表面12的轴向延伸的宽度88的所有部分或主要部分以及平滑表面86的邻近部分118配合接触。此外，在一个实施例中，摩擦负载表面12的大体轴向延伸的宽度88可以在密封斜坡60的总体大体轴向延伸的宽度61的35％至75％之间。在另选实施例或其他实施例中，摩擦负载表面12的大体轴向延伸的宽度88经设定尺寸(和经设定位置)作为处于未压缩状态下的弹性体密封件124的直径126的比率或百分比，其中摩擦负载表面12的大体轴向延伸的宽度88可以在弹性体密封件124的直径126的35％至75％之间。尽管如此，在一个实施例中，摩擦负载表面12的大体轴向延伸的宽度88可以相对于密封斜坡60的宽度61和/或弹性密封件124的直径126和/或弹性体密封件界面表面120的接触宽度122来限定，使得摩擦负载表面12的大体轴向延伸的宽度88形成弹性体密封件接触表面120的接触宽度122的至少一半并且沿弹性体密封件接触表面120的接触宽度122的至少一半延伸，并且在一个示例中，摩擦负载表面12的大体轴向延伸的宽度88形成为沿弹性体密封件界面表面120的接触宽度122的一半以上延伸并且因此沿比包括在其中的平滑表面86的部分118的大体轴向延伸的宽度要大的弹性体密封件界面表面120的接触宽度122的一部分或百分比延伸。另外，在一个示例中，除了摩擦负载表面12的通道或沟槽96的纹理图案98以外，摩擦负载表面12的大体轴向延伸的宽度88以及表面纹理94也沿弹性体密封件界面表面120的接触宽度122的一半延伸并且形成弹性体密封件界面表面120的接触宽度122的一半或一半以上，使得弹性体密封件界面表面120的接触宽度122的一半或更多被配置成摩擦地和/或配合地接触被压缩成与所述接触宽度122的一半或更多接触的弹性体密封件124的表面并且/或者包括静态屏障网，所述静态屏障网可防止润滑流体152从摩擦负载表面12的第一端90和密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64被体地传输、传送或泄漏。
此外，除了提供更多的由弹性体密封件120填充的表面作为可靠的油封以外，所述可靠的油封是由于与摩擦负载表面12的纹理图案98配合接触的弹性体密封件124的弹性的弹性体材料之间的微尺度压缩形变的结果，由多个沟槽或通道96的纹理图案98形成的静态流体屏障网和/或一系列静态流体屏障可解决和最小化润滑流体152泄漏的可能性，所述泄漏是由于润滑流体内的污染物诸如包括污垢、碎屑、碎片等的杂质164以及纹理图案98的一些部分的制造缺陷。另外，在某些实施例中，凸起的环形脊112可将摩擦负载表面12的第二端92限定为沿密封环10的外圆周径向延伸的突出部，并且因此可在摩擦负载表面12和密封斜坡60的平滑表面86之间的界面处形成屏障，以进一步防止润滑流体152流体地传送到或泄露到密封环主体14的外圆周轮廓56的空气侧部分84，从而损害弹性体密封件120和摩擦负载表面12的表面纹理94之间的不透流体的密封。
如上所讨论，在一个实施例中，摩擦负载表面12可定位成沿预先确定的、大体轴向延伸的宽度88延伸，该宽度88沿密封斜坡60的一部分作为弹性体密封件124和弹性体密封件界面表面120之间的接触宽度122的比率或百分比，使得弹性体密封件124在压缩成与密封斜坡60接触时与直接邻近密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64定位的摩擦负载表面12的沟槽或通道96的纹理图案98接合，并且另外压缩成与作为弹性体密封件接触表面120的一部分的平滑表面86的一部分118接合，弹性体密封件接触表面120的一部分直接邻近摩擦负载表面120定位，并且另外直接邻近暴露于外部环境的密封环主体14的外圆周轮廓56的空气侧部分84定位。利用该配置，并且在弹性体密封件124弹性地压缩成与平滑表面86的部分118接触的情况下，该平滑表面86的部分118作为在摩擦负载表面12和空气侧部分84之间的并且将摩擦负载表面12与空气侧部分84分开的弹性体密封件界面表面120的区域，平滑表面86的部分118可因此最小化碎片填充，并且另外提供进一步程度的密封作为弹性体密封件124与弹性体密封件界面表面120之间的可靠油封屏障，从而防止由于纹理图案98的可能的磨损、劣化和/或缺陷而引起的可流体传送到摩擦负载表面12的第二端92的任何润滑流体152逸出到空气侧部分84。此外，在弹性体密封件124和平滑表面86的部分118之间的弹性压缩接触可提供阻止或防止碎屑填充故障。具体地，考虑到由于组件132和机器运动而导致的弹性体密封件124与平滑表面86的部分118之间的弹性压缩偏转和接合之间的相互作用，在弹性体密封件124和平滑表面86的部分118之间的压缩界面可便于可引入其间的任何杂质164变松并去除。此外，如上所提供的弹性体密封件界面表面120的位置和布置可将平滑表面86的剩余部分定位成沿密封环主体14的外圆周轮廓56的空气侧部分84以及因此外部环境延伸超出弹性体密封件界面表面120到达密封斜坡68的第二端68。因此，在平滑表面86机器加工、精加工或以其他方式形成为低摩擦的和/或低表面区域以限定沿密封环主体14的外圆周轮廓56的空气侧部分84定位并且暴露于该空气侧部分84的减小的或最小化的表面纹理的区域的情况下，可进一步防止、减少或显著地消除污垢、碎屑、泥、湿气或者任何其他杂志在暴露于密封旋转组件132的外部环境的密封环10的外部轴向表面50上附着或积聚。此外，除其他特征、特性和功能之外，根据如本文中所公开的实施例中的任何一个或多个，目前所公开的密封环10可提供更坚韧的不透流体的密封以及增加的阻力旋转滑动，并且另外可减少、最小化化或者显著地消除灰尘、污垢、碎屑、泥、湿气或任何其他杂质在密封环的外部表面上积聚，而无需附加的互补壳体特征。
对于本领域的技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下可以对本发明的系统作出不同的修改和变化。通过考虑本文中所公开的系统的说明和实践，其他实施例对于本领域的技术人员将是显而易见的。意图是说明书和示例仅仅是示例性的，本发明的真正范围由所附权利要求书及其等效物指出。

Claims (10)

1.一种密封环(10)，其包括：
一个或多个外部表面(50)，所述一个或多个外部表面(50)在所述密封环(10)的第一外轴向端(22)与密封凸缘(42)之间延伸，所述密封凸缘(42)邻近所述密封环(10)的第二外轴向端(24)定位并且从所述一个或多个外部表面(50)径向向外延伸至所述密封环(10)的外径(36)；
所述密封凸缘(42)的外表面，所述密封凸缘(42)的外表面形成环形密封带(80)，所述环形密封带(80)沿所述密封环(10)的第二外轴向端(24)径向延伸并且邻近所述密封环(10)的所述外径(36)定位；
倾斜密封斜坡(60)，所述倾斜密封斜坡(60)由所述密封环(10)的所述一个或多个外部表面(50)中的一个或多个形成，所述密封斜坡(60)从接近所述密封环(10)的所述第一外轴向端(22)的所述密封斜坡(60)的第一端(66)向外延伸至邻近所述密封凸缘(42)定位的所述密封斜坡(60)的第二端(68)；以及
所述密封斜坡(60)包括邻近所述密封斜坡(60)的所述第一端(66)定位的第一表面(12)，所述第一表面(12)被配置成当所述弹性体密封件(124)处于负载状态时在所述第一表面(12)和被压缩成与所述倾斜密封斜坡(60)接触的弹性体密封件(124)之间形成摩擦密封接触界面。
2.根据权利要求1所述的密封环(10)，其中所述密封斜坡(60)包括定位在所述密封斜坡(60)的第一表面(12)和所述密封凸缘(42)之间的第二表面(86)，其中所述第二表面(86)是表面粗糙度小于所述第一表面(12)的表面粗糙度的平滑表面。
3.根据权利要求2所述的密封环(10)，其中所述第一表面(12)包括在所述第一表面(12)的第一端(90)和第二端(92)之间延伸的纹理图案(98)。
4.根据权利要求3所述的密封环(10)，其中所述第一表面(12)包括定位成沿所述密封斜坡(60)的一部分从所述第一表面(12)的所述第一端(90)延伸到所述第一表面(12)的所述第二端(92)的宽度(88)，使得当所述弹性体密封件(124)处于负载状态时，所述弹性体密封件(124)被压缩成与所述第一表面(12)和邻近所述第一表面(12)的所述第二端(92)的所述平滑表面(86)的一部分(118)接触。
5.根据权利要求4所述的密封环(10)，其中所述第一表面(12)的所述第二端(92)包括凸起的环形脊(112)。
6.根据权利要求5所述的密封环(10)，其中所述纹理图案(98)由多个沟槽(96)形成并被配置成形成静态流体屏障网，所述静态流体屏障网被配置防止润滑流体从所述第一表面(12)的所述第一端(90)流体传送至所述第一表面(12)的所述第二端(92)。
7.一种密封组件(128)，其包括：
环形弹性体密封件(124)；
密封环(10)，所述密封环(10)具有密封凸缘(42)和在所述密封环(10)的第一外轴向端(22)与所述密封凸缘(42)之间延伸的一个或多个外部表面(50)，所述密封凸缘(42)邻近所述密封环(10)的第二外轴向端(24)定位并从所述一个或多个外部表面(50)径向向外延伸至所述密封环(10)的外径(36)；
所述密封凸缘(42)的外表面，所述密封凸缘(42)的外表面形成环形密封带(80)，所述环形密封带(80)沿所述密封环(10)的所述第二外轴向端(24)径向延伸并且邻近所述密封环(10)的所述外径(36)定位；
倾斜密封斜坡(60)，所述倾斜密封斜坡(60)由所述密封环(10)的所述一个或多个外部表面(50)中的一个或多个形成，所述密封斜坡(60)从接近所述密封环(10)的所述第一外轴向端(22)的所述密封斜坡(60)的第一端(66)向外延伸至邻近所述密封凸缘(42)定位的所述密封斜坡(60)的第二端(68)；
所述密封斜坡(60)包括邻近所述密封斜坡(60)的所述第一端(66)定位的第一表面(12)，所述第一表面(12)被配置成当所述弹性体密封件(124)处于负载状态时在所述第一表面(12)和被压缩成与所述第一表面(12)接触的弹体性密封件(124)之间形成摩擦密封接触界面；以及
所述弹性体密封件(124)安装在所述密封斜坡(60)的所述外部表面(50)的一个或多个。
8.根据权利要求7所述的密封组件(128)，其中所述密封斜坡(60)包括定位在所述密封斜坡(60)的所述第一表面(12)和所述密封凸缘(42)之间的第二表面(86)，其中所述第二表面(86)是表面粗糙度小于所述第一表面(12)的表面粗糙度的平滑表面。
9.根据权利要求8所述的密封组件(128)，其中所述第一表面(12)包括沿所述密封斜坡(60)的一部分从所述第一表面(12)的第一端(90)延伸至所述第一表面(12)的第二端(92)的宽度(88)，其中所述第一表面(12)的所述第一端(90)邻近所述密封斜坡(60)的所述第一端(66)，并且所述第一表面(12)的所述宽度(88)沿所述密封斜坡(60)的一部分定位，使得当所述弹性体密封件(124)在负载状态下被压缩成与所述密封斜坡(60)接触时所述弹性体密封件(124)接触所述第一表面(12)和所述第二表面(86)的邻近部分(118)。
10.根据权利要求9所述的密封组件(128)，其中所述第一表面(12)的所述宽度(88)在所述弹性体密封件(124)的直径(126)的35％和75％之间，使得当所述弹性密封(124)在负载状态下被压缩成与所述密封斜坡(60)接触时所述弹性体密封件(124)接触所述第一表面(12)和所述第二表面(86)的邻近部分(118)。
CN201380071832.6A 2012-12-20 2013-12-19 具有摩擦负载表面的密封环 Pending CN104981637A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/721,871 US9714713B2 (en) 2012-12-20 2012-12-20 Seal ring with frictional load surface
US13/721871 2012-12-20
PCT/US2013/076536 WO2014100404A1 (en) 2012-12-20 2013-12-19 Seal ring with frictional load surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104981637A true CN104981637A (zh) 2015-10-14

Family

ID=50973773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380071832.6A Pending CN104981637A (zh) 2012-12-20 2013-12-19 具有摩擦负载表面的密封环

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9714713B2 (zh)
EP (1) EP2935950A4 (zh)
CN (1) CN104981637A (zh)
BR (1) BR112015013938A2 (zh)
WO (1) WO2014100404A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111015521A (zh) * 2018-10-09 2020-04-17 山东莱阳市昌誉密封产品有限公司 一种降低盒式油封摩擦扭矩的加工方法及其专用喷砂装置
CN111971496A (zh) * 2018-04-18 2020-11-20 卡特彼勒公司 具有锥度的面密封件
CN114096769A (zh) * 2019-06-25 2022-02-25 卡特彼勒公司 抗扭矩密封件

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9279500B2 (en) * 2012-04-30 2016-03-08 Caterpillar Inc. Rotary face seal assembly
GB201403898D0 (en) * 2014-03-05 2014-04-16 Eriks Ind Services Ltd Seal assembly
US9528171B2 (en) 2014-09-16 2016-12-27 Caterpillar Inc. Alloy for seal ring, seal ring, and method of making seal ring for seal assembly of machine
US20170335969A1 (en) * 2016-05-20 2017-11-23 Caterpillar Inc. Isotropically Finished Seal Ring, Seal Ring Assembly, and Method of Making Seal Ring for Seal Assembly of Machine
US10330558B2 (en) * 2017-05-03 2019-06-25 General Electric Company Leakage testing tool for component and related method
US10393271B2 (en) 2017-06-28 2019-08-27 Caterpillar Inc. Method for manufacturing seals
US10746304B2 (en) * 2018-10-12 2020-08-18 Caterpillar Inc. Face seal assembly for machine system having metallic sealing ring with stiffness relief groove to compensate for out-of-plane sealing face
US10927959B2 (en) 2019-02-27 2021-02-23 Caterpillar Inc. Method and appliance for making isotropically finished seal ring of seal assembly for machine
CN115614314A (zh) * 2021-07-13 2023-01-17 艾志（南京）环保管接技术股份有限公司 液体用机械密封装置
DE202022101203U1 (de) * 2022-03-04 2023-06-07 Procudi Gmbh Hartdichtring mit Gleitlauffläche und Gleitlauf-Dichtvorrichtung

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3086782A (en) * 1959-12-21 1963-04-23 Federal Mogul Bower Bearings Face seal
US3940154A (en) * 1974-07-03 1976-02-24 Chicago Rawhide Manufacturing Company End face seal assemblies
US4256315A (en) * 1979-10-22 1981-03-17 Cr Industries Mechanical end face seal with dirt excluder lip
US4747604A (en) * 1986-06-13 1988-05-31 Tsukamoto Seiki Co., Ltd. Rotary shaft seal for drill bit cutters
DE19638321A1 (de) * 1996-09-19 1998-04-02 Ae Goetze Gmbh Gleitringdichtung mit Stützring
EP1489341A1 (en) * 2003-06-17 2004-12-22 EAGLE INDUSTRY Co., Ltd. Seal device
CN1619195A (zh) * 2003-11-20 2005-05-25 伊格尔工业股份有限公司 密封装置
CN1661125A (zh) * 2004-02-24 2005-08-31 伊格尔工业股份有限公司 铸铁材料、密封材料及其制造方法
CN101010533A (zh) * 2004-07-21 2007-08-01 伊格尔工业股份有限公司 密封装置
US20090212500A1 (en) * 2006-06-16 2009-08-27 Komatsu Ltd. Floating seal

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1067270B (zh) 1956-09-18
US3272519A (en) * 1962-12-12 1966-09-13 Continental Illinois Nat Bank Pivot seal construction
US3322431A (en) * 1963-11-29 1967-05-30 Crane Packing Co Sealing element for rotary mechanical seal
US3524654A (en) * 1968-02-26 1970-08-18 Caterpillar Tractor Co Face seal assembly
US3542377A (en) * 1968-03-18 1970-11-24 Rex Chainbelt Inc Secondary seal with sprags
US3767214A (en) * 1971-06-17 1973-10-23 Komatsu Mfg Co Ltd Freeze-resisting seal ring
US4083569A (en) * 1974-01-21 1978-04-11 Giorgio Negro Frontal seal, in particular for tracked vehicles
US4105214A (en) * 1974-11-15 1978-08-08 Caterpillar Tractor Co. Sealing arrangement for brake housing
JPS5351965Y2 (zh) * 1975-03-27 1978-12-12
JPS589870B2 (ja) * 1975-08-30 1983-02-23 エヌオーケー株式会社 メカニカルシ−ル
US3985366A (en) 1975-10-06 1976-10-12 Caterpillar Tractor Co. Duo-cone seal flexible mounting
US4168072A (en) * 1976-06-23 1979-09-18 Teijin Seiki Company, Limited Sealing mechanism
US4183542A (en) * 1977-10-21 1980-01-15 Fonderia R. Bertoldo & C. S.a.s. Rotating face sealing gasket, particularly for use on tracked vehicles
JPS6035583B2 (ja) * 1980-02-29 1985-08-15 イ−グル工業株式会社 メカニカルシ−ルの製造方法
US4419086A (en) * 1981-09-11 1983-12-06 Twin Disc, Incorporated Trunnion seal and cross venting system for a cardan-type universal joint
JPS5939364U (ja) * 1982-09-07 1984-03-13 日本ピストンリング株式会社 フロ−テイングシ−ル
US4753304A (en) * 1987-03-09 1988-06-28 Hughes Tool Company Volume and pressure balanced rigid face seal for rock bits
WO1989000246A1 (en) 1987-06-29 1989-01-12 Warman International Limited Mechanical seal
JPH0198368U (zh) * 1987-12-23 1989-06-30
US4824123A (en) 1988-03-31 1989-04-25 Smith International, Inc. Mechanical face seal for rock bits
USH1180H (en) * 1991-12-23 1993-05-04 Caterpillar Inc. Face seal with increased torque transfer capacity
DE4443448C2 (de) * 1994-12-07 1998-10-29 Ae Goetze Gmbh Gleitringdichtung
DE19511708C2 (de) * 1995-03-30 1999-02-11 Ae Goetze Gmbh Gleitringdichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
US5673921A (en) 1996-03-12 1997-10-07 Ae Goetze Gmbh Slide ring and/or counterring made of two materials
US6086069A (en) * 1997-08-27 2000-07-11 Caterpillar Inc. Metal ring seal
US6047969A (en) 1997-10-17 2000-04-11 Caterpillar Inc. Face seal assembly with static seal ring
US6450502B1 (en) * 1998-11-14 2002-09-17 Ti Specialty Polymer Products, Inc. Rotary seal with relief angle for controlled tipping
US6186511B1 (en) * 1998-11-17 2001-02-13 Caterpillar Inc. Seal assembly with an interlocking load ring
US6213471B1 (en) * 1998-11-19 2001-04-10 Caterpillar Inc. Seal assembly with stabilized seal rings
US6736404B1 (en) 1999-11-04 2004-05-18 Dana Corporation Shaft for use with annular seal assembly and method of manufacturing same
DE10104788C2 (de) * 2001-02-02 2003-06-26 Federal Mogul Friedberg Gmbh Gleitringdichtung mit radialer Verdrehsicherung
US20040026870A1 (en) * 2002-08-06 2004-02-12 Maguire Roy L. Face seal assembly with integral support
US6749202B1 (en) 2002-11-26 2004-06-15 Caterpillar Inc Face seal cartridge
US7887061B2 (en) 2007-09-14 2011-02-15 Caterpillar Inc Metal face seal assembly and machine using same
JP5371994B2 (ja) 2007-09-25 2013-12-18 キャタピラー インコーポレイテッド トンネルボーリングマシン用の回転カッター
US7798248B2 (en) 2008-08-18 2010-09-21 Baker Hughes Incorporated Roller bearing seal companion ring having textured surface for holding lubricant and small particles
DE102009058315A1 (de) 2009-12-15 2011-06-16 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Gleitringdichtung
CN101922555A (zh) * 2010-09-07 2010-12-22 沈阳斯特机械制造有限公司 油封组结构
US20120161510A1 (en) 2010-12-23 2012-06-28 Caterpillar Inc. Seal assembly

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3086782A (en) * 1959-12-21 1963-04-23 Federal Mogul Bower Bearings Face seal
US3940154A (en) * 1974-07-03 1976-02-24 Chicago Rawhide Manufacturing Company End face seal assemblies
US4256315A (en) * 1979-10-22 1981-03-17 Cr Industries Mechanical end face seal with dirt excluder lip
US4747604A (en) * 1986-06-13 1988-05-31 Tsukamoto Seiki Co., Ltd. Rotary shaft seal for drill bit cutters
DE19638321A1 (de) * 1996-09-19 1998-04-02 Ae Goetze Gmbh Gleitringdichtung mit Stützring
EP1489341A1 (en) * 2003-06-17 2004-12-22 EAGLE INDUSTRY Co., Ltd. Seal device
CN1619195A (zh) * 2003-11-20 2005-05-25 伊格尔工业股份有限公司 密封装置
CN1661125A (zh) * 2004-02-24 2005-08-31 伊格尔工业股份有限公司 铸铁材料、密封材料及其制造方法
CN101010533A (zh) * 2004-07-21 2007-08-01 伊格尔工业股份有限公司 密封装置
US20090212500A1 (en) * 2006-06-16 2009-08-27 Komatsu Ltd. Floating seal

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111971496A (zh) * 2018-04-18 2020-11-20 卡特彼勒公司 具有锥度的面密封件
CN111971496B (zh) * 2018-04-18 2023-08-29 卡特彼勒公司 具有锥度的面密封件
CN111015521A (zh) * 2018-10-09 2020-04-17 山东莱阳市昌誉密封产品有限公司 一种降低盒式油封摩擦扭矩的加工方法及其专用喷砂装置
CN114096769A (zh) * 2019-06-25 2022-02-25 卡特彼勒公司 抗扭矩密封件

Also Published As

Publication number Publication date
EP2935950A4 (en) 2016-08-03
US20140175753A1 (en) 2014-06-26
US9714713B2 (en) 2017-07-25
BR112015013938A2 (pt) 2017-07-11
WO2014100404A1 (en) 2014-06-26
EP2935950A1 (en) 2015-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104981637A (zh) 具有摩擦负载表面的密封环
CN101208549B (zh) 用于双向旋转密封件的低扭矩液力动态唇口几何结构
CN102235462B (zh) 密封链条
US8226088B2 (en) Floating seal
EP1431633B1 (en) Lip seal having increased contact force at interface and apparatus incorporating the same
CN100513813C (zh) 密封轴承
CN101765734B (zh) 动态性能改善的滚动轴承和密封垫
CN105745477B (zh) 密封装置的制造方法
CN101932859A (zh) 油封件
WO2004097234A1 (ja) 軸受シール及び回動装置
JP2001500596A (ja) 防食ウェアインエクスクルーダ付き端面シール
KR101939600B1 (ko) 향상된 유연성을 가지는 밀봉 요소를 가진 하이드로다이나믹 시일
CN105318009A (zh) 密封装置以及其制造方法
JP4823191B2 (ja) チェン
EP2655173B1 (en) Seal assembly
WO2017118278A1 (zh) 防止流体从外圈密封槽口渗漏的防尘密封组件和轴承
JP6735673B2 (ja) 密閉組立体、及びアクチュエータ
CN205001482U (zh) 密封装置
CN206582329U (zh) 密封装置
JP2017072240A (ja) 密封装置
JP7121135B2 (ja) 密封装置
CN205350095U (zh) 防止流体从外圈密封槽口渗漏的防尘密封组件和轴承
JP4396820B2 (ja) オイルシール
CN105026767A (zh) 大型压缩机套件组装
JP2008128377A (ja) 密封装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20151014

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication