CN105299230B - 环形密封件 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于机器部件的环形密封件。该环形密封件包括主体。主体包括限定内周界的内表面。主体还包括限定外周界的外表面。环形密封件还包括具有高度和宽度的凸出部。凸出部自主体延伸。凸出部被配置为接触机器部件的第一交界面和第二交界面中的至少一个以在其间提供密封。

Description

环形密封件
技术领域
本发明涉及一种环形密封件，更具体地说，涉及一种用于机器部件的用于在其交界面之间提供密封的环形密封件。
背景技术
机器部件，例如齿轮箱，可具有设在其上的一个或多个开口，用于接收从此穿过的一个或多个部件，例如轴、轴承等等。密封件可设在这些开口中来提供有所改进的密封和/或减少流体泄漏，例如，容纳在齿轮箱中的润滑剂。
然而，密封件由于各式各样的原因易于失效，例如密封件提供的不足的密封面积，密封件的不当设计等等。进一步地，在某些情形下，密封件可设在通过紧固件紧固在一起的两个或更多个交界面之间。交界面之间的密封件可在紧固件中产生超额应力和/或应变。
美国专利5,676,221描述了一种齿轮箱组件以及润滑剂保持装置。齿轮箱组件包括齿轮箱，齿轮箱中具有毂和/或轴接收孔。润滑剂保持装置朝向齿轮箱内部延伸以减少润滑剂流过开口。润滑剂保持装置的部分用作分流器以限制流向开口的润滑剂以及随之带来的潜在的损失。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于机器部件的环形密封件。该环形密封件包括主体。主体包括限定内周界的内表面。主体还包括限定外周界的外表面。环形密封件还包括具有高度和宽度的凸出部。凸出部自主体延伸。凸出部被配置为接触机器部件的第一交界面和第二交界面中的至少一个以在其间提供密封。
根据本发明的另一方面，提供一种用于齿轮和轴组件的齿轮箱。齿轮箱包括具有第一交界面的第一部件。齿轮箱还包括具有第二交界面的第二部件。齿轮箱进一步包括设在第一交界面和第二交界面之间的环形密封件。该环形密封件包括主体。主体包括限定内周界的内表面。主体还包括限定外周界的外表面。环形密封件还包括具有高度和宽度的凸出部。凸出部自主体延伸。凸出部被配置为接触齿轮箱的第一交界面和第二交界面中的至少一个以在其间提供密封。
根据接下来的描述和附图，本发明的其他特征和方面是显而易见的。
附图说明
图1是根据本发明实施方式的示例性轮副的透视图；
图2是根据本发明实施方式的齿轮箱的分解图；
图3是根据本发明实施方式的具有轴线A-A'的环形密封件的透视图；和
图4是根据本发明实施方式的沿着轴线A-A'的环形密封件的截面视图。
具体实施方式
只要可能，相同的附图标记用于整个附图来表示相同或者相似部分。参考图1，图示出用于机车(未示出)的示例性轮副组件100，以下称为轮副100，的透视图。轮副100可联接到机车框架上。轮副100被配置为为一组铁轨(未示出)上的机车提供运动性。轮副100可包括轮轴102。轮轴102被围绕在轴壳104内。轮副100还可包括轮对106。轮对106中的每一个都固定地设在轮轴102的相对端部上。轮对106被配置为为一组铁轨上的机车提供支撑和运动性。
轮副100可包括牵引电动机108。牵引电动机108可移除地安装在轴壳104上。牵引电动机108可以是通过交流(AC)电源和/或直流(DC)电源供电的任何一种电动机。牵引电动机108被配置为为轮轴102和/或轮对106提供动力并且稍后进行解释。
进一步地，轮副100包括齿轮和轴组件(未示出)。齿轮和轴组件可包括联接到牵引电动机108的轴(未示出)的小齿轮。小齿轮进一步设置为与齿轮和轴组件的大齿轮啮合。应当注意到，齿轮和轴组件可包括设置为与小齿轮、大齿轮和/或彼此啮合的一个或多个中间齿轮。中间齿轮可根据小齿轮和大齿轮之间的要求传动比进行设置。大齿轮固定地联接到轮轴102和/或轮对106中的任一个上。因此，齿轮和轴组件被配置为将动力从牵引电动机108传递至轮轴102和轮对106。
另外，轮副100可包括齿轮箱110。齿轮箱110被配置为将齿轮和轴组件围绕在其中。齿轮箱110可将润滑油储存在其中。润滑油可提供润滑和/或允许齿轮和轴组件内的热交换。齿轮箱110可包括第一部件202，例如外壳。参考图2，图示出齿轮箱110的分解图。第一部件202可包括第一壳体204和第二壳体206。组装时第一壳体204和第二壳体206彼此固定，从而将齿轮和轴组件围绕在其中。第一壳体204和第二壳体206通过任何一种已知的紧固方法彼此固定，例如螺接、铆接等等。
进一步地，一旦组装，第一壳体204和第二壳体206共同限定出从此穿过的开口208。如图1和2所示，开口208限定第一交界面210。在一个实施方式中，开口208被配置为接收从此穿过的小齿轮的轴(未示出)。在其他实施方式中，开口208可接收大齿轮的轴(未示出)、牵引电动机108的轴(未示出)或者轮轴102等等。另外，齿轮箱110包括限定第二交界面214的第二部件212。第二部件212可包括轴承、挡圈等等。在一个实施方式中，第二部件212被配置为将小齿轮的轴可旋转地支撑在开口208内。进一步地，在组装期间，环形密封件216设在第一部件202和第二部件212之间。参考图3，图示出环形密封件216的透视图。该环形密封件216可包括主体302。主体302具有圆环状结构。主体302具有限定外周界306的外表面304。同时，主体302具有限定内周界310的内表面308。将参考图4更详细地描述环形密封件216。如图1和2所示，环形密封件216以这种方式定位在系统中，使得外表面304可与第一交界面210接触而环形密封件的内表面308可与第二交界面214接触。第二部件212被接收在由环形密封件216的内周界310限定的开口309内，并且出于清楚目的未在图2中图示。
参考图4，图示出沿轴线A-A'(图3中所示)的环形密封件216的截面视图。环形密封件216的主体302可包括具有H形交叉部分404的第一部分402。在组装时，第一部分402被配置为在其任一侧接收第一交界面210和第二交界面214。因此，主体302可包括周向地设置在外表面304上的第一凹部406。第一凹部406被配置为接收第一交界面210。在其他实施方式中，第一凹部406被配置为接收第二交界面214。另外或者可选地，主体302可包括周向地设置在内表面308上的第二凹部408。第二凹部408被配置为接收第二交界面214。在其他实施方式中，第二凹部408可被配置为接收第一交界面210。进一步地，凸出部410被设置为自环形密封件216的主体302延伸。凸出部410被配置为在组装时接触第一交界面210和/或第二交界面214。
如图4所示，环形密封件216具有H形交叉部分404。凸出部410设在H形交叉部分404的中心构件412上。凸出部410限定高度“H”和宽度“W”。凸出部410的高度“H”和宽度“W”是基于线性关系的。在一个实施方式中，线性关系限定为比值1:4。在其他实施方式中，比值可以为1:12。凸出部410可沿外表面304设置。因此，凸出部410被配置为接触第一交界面210并在其间提供密封。在其他实施方式中，凸出部410可沿内表面308设置。因此，凸出部410被配置为接触第二交界面214并在其间提供密封。在其他实施方式中，凸出部410可设置在内表面308和外表面304上。因此，凸出部410被配置为分别接触第一交界面210和第二交界面214并在其间提供密封。
设置在外表面304上的凸出部410的高度“H”沿外周界306变化。凸出部410在环形密封件216的上部502限定第一高度。上部502的至少一部分被配置为接触齿轮箱110的第一壳体204。另外，凸出部410在环形密封件216的下部504限定第二高度。下部504的至少一部分被配置为接触齿轮箱110的第二壳体206。
参考图3，环形密封件216的上部502中的凸出部410的第一高度可小于环形密封件216的下部504中的凸出部410的第二高度。凸出部410的高度“H”可等于沿角“A1”的上部502中的第一高度，角“A1”由外周界306在环形密封件216的中心“O”处限定。在一个实施方式中，角“A1”可近似等于120度。进一步地，凸出部410的高度“H”可等于沿角“A2”的下部504中的第二高度，角“A2”由外周界306在环形密封件216的中心“O”处限定。在一个实施方式中，角“A2”可近似等于240度。应当注意到，凸出部410的第一高度和第二高度可根据系统的设计和结构沿外周界306和环形密封件216的任一部分变化。
凸出部410的第一高度和/或第二高度可在组装后的齿轮箱110的第一部件202和第二部件212的第一壳体204和第二壳体206之间提供最佳密封力。应当注意到，凸出部410的高度“H”可包括除第一高度和第二高度之外的、沿外周界306的不同高度“H”，而未限制本发明的范围。进一步地，在实施方式中，当凸出部410设在内表面308上时，凸出部410的高度“H”可以如参考外周界306进行描述的类似的方式沿内周界310变化。
另外，凸出部410包括过渡部分506，其设在凸出部410的高度“H”从第一高度变为第二高度的区域内，反之亦然。具有介于第一高度和第二高度之间的锥形高度的过渡部分506被配置为提供凸出部410的高度“H”从第一高度到第二高度的逐渐变化，反之亦然。现有技术中已知的各种方法可用来确定环形密封件216的锥形高度。在一个实施方式中，锥形高度可利用与第一高度和第二高度中的至少一个的弧形相切的表面来确定。在另一个实施方式中，部分或者整个椭圆可被用来限定凸出部410，使得凸出部410的高度“H”可沿环形密封件216变化。凸出部410的高度“H”的逐渐变化能够防止密封区域的急剧变化或者密封区域的不一致性。
如图所示，主体302可包括具有唇部416的第二部分414。唇部416可延伸远离并且大体垂直于H形交叉部分404。唇部416可沿主体302的内周界310和/或外周界306延伸。唇部416被配置为在其上接收紧固元件(未示出)，例如挡圈、弹性挡圈、夹紧环等等。环形密封件216可由任何弹性体材料制成，例如橡胶等等。在其他实施方式中，环形密封件216还可由任何金属或者合金制成。
工业实用性
本发明涉及一种具有自主体302延伸的凸出部410的环形密封件216。凸出部410提供有所增加的密封区域，其能够在第一壳体204和第二壳体206紧固期间承受密封力。另外，凸出部410的高度“H”的变化提供沿第一交界面210和第二交界面214的关键位置处的有所增加的密封区域。同时，凸出部410高度“H”的变化可通过减少设在第一交界面210和第二交界面214之间的环形密封件216的有效面积减少紧固构件中应力和/或应变的产生。否则，在第一壳体204和第二壳体206相互紧固期间和/或之后，应力和/或应变将在紧固构件中发展。
例如，较大体积的润滑油存在于齿轮箱110的第二壳体206内。如此，第二壳体206可被设置为齿轮箱110的贮油槽。因此，由于那里存在较大体积的润滑油，沿第二交界面214需要较大的密封区域。因此，相对于环形密封件216的上部502，环形密封件216的凸出部410在下部504的高度“H”较大，以便提供相对较大的密封区域。进一步地，由于那里存在较小体积的润滑油，沿第一交界面210的密封区域可减小。因此，相对于环形密封件216的下部504，凸出部410在上部502的高度“H”较小，以便提供相对较小的密封区域。凸出部410高度“H”的变化可根据其密封要求允许沿第一交界面210和第二交界面214的不同密封区域。同时，过渡部分506可提供凸出部410高度“H”的逐步变化，以便允许凸出部410高度“H”从第一高度到第二高度的逐渐变化以及减少密封区域的不一致性。
本领域普通技术人员应当理解，本发明描述了环形密封件216的示例性应用。环形密封件216可被用于未在此描述的各种应用和环境中而不脱离本发明的范围。同时，环形密封件216的设计和配置可根据系统要求进行修改。
虽然已经参考上述实施方式具体图示和描述了本发明的方面，但本领域普通技术人员应当理解的是，可通过修改所公开的机器、系统和方法预见各种其他实施方式而不脱离所公开的精神和范围。这种实施方式应当理解为落入基于权利要求及其所有等同物确定的本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种用于机器部件的环形密封件，该环形密封件包括：
主体，包括：
内表面，其限定内周界；和
外表面，其限定外周界；以及
设在外表面上的第一凹部，第一凹部能够接收机器部件的第一交界面和第二交界面中的任一个；
设在内表面上的第二凹部，第二凹部能够接收机器部件的第一交界面和第二交界面中的另一个；以及
凸出部，其位于第一凹部和第二凹部中的至少一个内并且具有高度和宽度，其中该凸出部能够接触机器部件的第一交界面和第二交界面中的至少一个以在其间提供密封。
2.根据权利要求1所述的环形密封件，其中，凸出部的高度沿着内周界和外周界中的至少一个变化。
3.根据权利要求1所述的环形密封件，其中，凸出部宽度和高度之间的线性关系限定为比值1:4。
4.根据权利要求1所述的环形密封件，其中，凸出部宽度和高度之间的线性关系限定为比值1:12。
5.根据权利要求1所述的环形密封件，其中，主体包括具有H形交叉部分的第一部分，第一部分能够在其任一侧接收第一交界面和第二交界面。
6.根据权利要求5所述的环形密封件，其中，凸出部设在H形交叉部分的中心构件上。
7.根据权利要求5所述的环形密封件，其中，主体进一步包括具有自H形交叉部分延伸的唇部的第二部分，唇部能够将紧固构件接收于其上。
8.根据权利要求1所述的环形密封件，其中，凸出部沿内表面和外表面中的至少一个设置。
9.根据权利要求1所述的环形密封件，其中，环形密封件由弹性体材料制成。
10.一种用于齿轮和轴组件的齿轮箱，该齿轮箱包括：
第一部件，其具有第一交界面；
第二部件，其具有第二交界面；以及
环形密封件，其设在第一交界面和第二交界面之间，该环形密封件包括：
主体，包括：
内表面，其限定内周界；和
外表面，其限定外周界；以及
设在外表面上的第一凹部，第一凹部能够接收齿轮箱的第一交界面和第二交界面中的任一个；
设在内表面上的第二凹部，第二凹部能够接收齿轮箱的第一交界面和第二交界面中的另一个；以及
凸出部，其位于第一凹部和第二凹部中的至少一个内并且具有高度和宽度，其中该凸出部能够接触齿轮箱的第一交界面和第二交界面中的至少一个以在其间提供密封。
11.根据权利要求10所述的齿轮箱，其中，凸出部的高度沿着内周界和外周界中的至少一个变化。
12.根据权利要求10所述的齿轮箱，其中，凸出部的宽度和高度之间的线性关系限定为比值1:4。
13.根据权利要求10所述的齿轮箱，其中，凸出部的宽度和高度之间的线性关系限定为比值1:12。
14.权利要求10所述的齿轮箱，其中，主体包括具有H形交叉部分的第一部分，第一部分能够在其任一侧接收第一交界面和第二交界面。
15.根据权利要求14所述的齿轮箱，其中，凸出部设在H形交叉部分的中心构件上。
16.根据权利要求14所述的齿轮箱，其中，主体进一步包括具有自H形交叉部分延伸的唇部的第二部分，唇部能够将紧固构件接收于其上。
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