CN105370891B - 液力机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液力机械、尤其是液力偶合器，具有：带叶片的被驱动的初级轮(30)和带叶片的被驱动的或固定的次级轮(15)，它们共同构造出至少一个环面形的、以工作介质或能以工作介质充填的工作腔(20)；至少一个驱动轴(18)和/或输出轴(4)，该驱动轴和/或输出轴与初级轮(30)和/或次级轮(15)传动连接或承载初级轮和/或次级轮；至少一个壳体(3)，其包围初级轮(30)和/或次级轮(15)；至少一个轴密封圈(26)，其将驱动轴(18)和/或输出轴(4)相对壳体(3)或相对以相对转速相对轴(4、18)旋转的构件密封；其特征在于，至少一个轴密封圈(26)具有多个沿驱动轴(18)或输出轴(4)的轴向方向依次布置的密封唇(27)。

Description

液力机械

技术领域

本发明涉及一种液力机械，尤其是液力偶合器。

背景技术

因为液力机械利用液体(例如油或水)作为工作介质运行，并且不仅具有旋转的构件而且具有固定的或以不同的转速旋转的构件，所以需要密封液力机械中相应的径向环形缝隙。例如如果液力机械、尤其是液力偶合器以水作为工作介质运行，并且同时具有为了支承旋转的构件而用油脂润滑的轴承，那么用油脂润滑的轴承必须被保护以防渗入水。

图1示出在液力偶合器中常规的轴承密封件，其中，利用两个轴承将液力偶合器的输出轴支承在壳体3中。两个轴承必须被保护以防工作介质、尤其是水渗入。两个轴承用附图标记1和2标注，支承在壳体3中的轴用4标注。仅示出了轴4的一半。

靠左的轴承1以环形的盖5覆盖，该盖具有绕轴4旋转的内圈5.1和固定地拧在壳体3上的外圈5.2。在内圈与外圈之间设置有径向缝隙6，其具有不同的沿轴向方向依次定位的密封元件。从轴承1出发(向左)设置有第一径向轴密封圈7，紧接着是所谓的减负荷部8。减负荷部8是引入外圈5.2中的槽，其具有用于导出可能进入的水的孔。

从轴承1向外看，在减负荷部8之后设置有第二径向轴密封圈9，紧跟着是第三径向轴密封圈10。因此确保即使当第三径向轴密封圈10和第二径向轴密封圈9在液力偶合器的运行时间期间发生磨损，水也不能到达轴承1。

除了提到的径向缝隙6中的密封元件之外，在所示实施方案中，在径向缝隙6的径向外部还设置有另一要密封的径向密封缝隙11，其通过绕轴4旋转的轴向隆起和外圈5.2的外周面来限定，并且在该径向密封缝隙中设置有用于密封的迷宫式密封件12。因此，该迷宫式密封件12前置于水从工作腔朝轴承1的方向的流动。

在第二轴承2中，同样在轴4与壳体3之间设置有密封件，该密封件防止脏污和水从外部朝轴承2的方向渗入壳体3中。该密封件具有毡垫圈13和第四径向轴密封圈14。

因此，尽管通过多个依次定位的密封元件实现了可靠地隔离轴承以防不期望的水进入(水可能将油脂从轴承中冲掉，这导致提早的轴承磨损)，但还是存在如下需求，即，尽可能更安全且成本更低地实施对轴承的密封。

发明内容

因此，本发明的任务在于，说明一种液力机械、尤其是液力偶合器，其中，更好地并且成本更低地实施驱动轴或输出轴相对于壳体或相对于以相对转速相对轴旋转的构件的密封。

根据本发明的任务通过如下液力机械来解决，其具有：

带叶片的被驱动的初级轮和带叶片的被驱动的或者固定的次级轮，所述初级轮和所述次级轮共同构造出至少一个环面形的、以工作介质填充或能以工作介质充填的工作腔；

至少一个驱动轴和/或输出轴，所述驱动轴和/或所述输出轴与所述初级轮和/或所述次级轮处于传动连接，或者承载所述初级轮和/或所述次级轮；

至少一个壳体，所述至少一个壳体包围所述初级轮和/或所述次级轮；

至少一个轴密封圈，所述至少一个轴密封圈将所述驱动轴和/或所述输出轴相对于所述壳体或相对于以相对转速相对轴旋转的构件密封；

其中，

所述至少一个轴密封圈具有多个沿所述驱动轴或输出轴的轴向方向依次布置的密封唇，

其中，在所述轴与所述壳体或所述以相对转速相对轴旋转的构件之间的通过所述轴密封圈密封的径向缝隙中前置或后置有至少一个另外的密封元件，用于密封所述径向缝隙。

本发明具有有利且特别适宜的设计方案。

根据本发明的尤其是实施为液力偶合器的液力机械具有至少一个带叶片的被驱动的初级轮和带叶片的被驱动的或者固定的次级轮。至少一个初级轮和至少一个次级轮共同构造出至少一个环面形的、以工作介质(尤其是油或水)或者能以工作介质(尤其是油或水)充填的工作腔，在该工作腔内，通过驱动初级轮产生工作介质的液力循环流动，通过该工作介质的液力循环流动将驱动功率或转矩从初级轮传递至次级轮。

设置有至少一个驱动轴以驱动至少一个初级轮。此外当次级轮同样实施为旋转的带叶片的齿轮时，还设置有输出轴。驱动轴与初级轮处于传动连接或者承载该初级轮，而输出轴与次级轮处于传动连接或承载该次级轮。

液力机械此外具有包围初级轮和/或次级轮的壳体。在此有利的是，初级轮和次级轮自身可以具有壳体罩，或者与这种壳体罩连接，壳体罩包围相应另一个齿轮，并且因此实施为旋转的壳体罩。该壳体罩可以构造成液力机械的所谓的壳体。然而根据替选的实施方式，附加于旋转的壳体罩还设置有固定的壳体，其包围旋转的壳体罩并且于是被称为液力机械的壳体。

此外，设置有至少一个轴密封圈，或者设置有多个轴密封圈，一个或多个轴密封圈将驱动轴和/或输出轴相对于壳体或相对于以相对转速相对相应轴旋转的其他构件密封，例如相对于提到的旋转的壳体罩密封。

根据本发明，至少一个轴密封圈具有多个沿驱动轴或输出轴的轴向方向依次布置的密封唇。

通过根据本发明的多重的密封唇布置可以实现特别可靠的密封件，其例如代替了之前在现有技术中描述的在一侧上的两个靠外的径向轴密封圈以及在另一侧上的径向轴密封圈和毡垫圈。此外，可以通过根据本发明的轴密封圈减小在密封和磨损区域内的热量输入。

特别有利的是，轴密封圈具有两个或三个或更多个依次布置的密封唇，其中，三个密封唇已经证实是更合适的实施方式。

有利的是，所有密封唇与轴密封圈一体式地制成。

优选的是，密封唇和尤其是所有轴密封圈可以由PTFE(Polytetrafluorethylen聚四氟乙烯)制成。一种实施方式设置的是，仅密封唇由PTFE制成，而其余的轴密封圈由其他材料、尤其是塑料制成。

根据一种实施方式，将轴密封圈置入轴(驱动轴或输出轴)或壳体(或者说以相对转速旋转的构件)的凹部或者槽中，并且特别有利的是，轴密封圈借助连接到壳体或轴上的、尤其是拧紧的卡圈相对于凹部的凸肩卡紧。在此，槽或凹部不必直接引入轴或壳体中，而是其也可以设置到安装在壳体或轴上的构件中，例如在现有技术中提到的覆盖轴承的盖的内圈或外圈中。

根据一种特别有利的实施方式，在轴与壳体之间的或者说在轴与以相对转速相对轴旋转的构件之间的通过根据本发明的轴密封圈密封的径向缝隙中设置有至少一个另外的密封元件，尤其是至少一个另外的密封圈，其前置或后置于用于密封径向缝隙的轴密封圈。该另外的密封圈例如可以实施为带有为了跨接径向缝隙而借助弹簧力加载的密封唇的径向轴密封圈。密封唇尤其可以实施为PTFE密封唇，并且密封圈可以实施为膜轴密封圈。

有利的是，根据本发明的轴密封圈尤其是与该另外的密封元件一起定位在轴承、尤其是滚动轴承旁边，借助该轴承，轴(驱动轴和/或输出轴)支承在壳体或以相对转速相对轴旋转的构件中。

根据本发明的一种实施方式，轴(驱动轴和/或输出轴)具有多个、尤其是两个带多个依次布置的密封唇的轴密封圈，其中，尤其是每一个轴密封圈分别定位在轴的一个轴向端部的区域中，和/或分别定位在轴承旁边。

优选的是，轴密封圈的多重密封唇以如下长度并且有利地能弹性弯曲地实施，即，使其完全跨接轴与壳体之间的或者说轴与以相对转速相对轴旋转的构件之间的径向缝隙，并且尤其是在弹性变形的情况下贴靠在径向缝隙的相对置的面上。

液力机械例如可以实施为液力双偶合器，即，其具有两个优选沿轴向方向并排布置的工作腔。在此，初级轮可以分别构造出两个工作腔的一半，并且次级轮可以构造出两个工作腔的相应另一半。

液力机械、尤其是液力偶合器有利地实施为填充可控的机械或偶合器，即，工作腔可以以工作介质或多或少地充填，以便有针对性地调整从初级轮到次级轮传递的转矩或驱动功率。

根据一种实施方式，跨接径向缝隙的轴向密封件可以前置或后置于轴向密封圈。

附图说明

下面应结合实施例和附图示例性地描述本发明。其中：

图1示出根据现有技术的密封件；

图2示出带根据本发明的轴密封件的液力双偶合器的轴向截面图；

图3示出图2中的轴密封件的细节图。

具体实施方式

在图2中示出液力双偶合器，其具有固定的外壳体3。轴4借助两个轴承1和2支承在壳体3中，其中，在所示实施例中，轴4实施为承载液力偶合器的次级轮15的输出轴。在所示实施例中，两个叶片轮圈16拧在轴4的法兰17上，这两个叶片轮圈以背靠背的布置方式定位并且共同构造出次级轮15。

初级轮30在所示实施例中由驱动轴18承载，并且具有两个叶片轮圈19，这两个叶片轮圈19在轴向方向上在它们之间以如下方式围住两个叶片轮圈16，即，使每个叶片轮圈19沿轴向方向都与叶片轮圈16对置，并且分别构造出工作腔20。工作腔20的充填通过流入部21实现，并且工作介质借助背压泵22从液力偶合器中流出。

第一轴承1在面朝工作腔20的侧上通过第一密封件23密封，而第二轴承2在起背离工作腔20的侧(即朝周围环境取向的侧)上通过第二密封件24密封。两个密封件都应阻止水进入，并且在第二密封件24中也应阻止脏污进入。第一密封件23具有通气部，随后还会详细描述该通气部并且用25标注该通气部。通气部25通过壳体3中的通道形成，该通道通入第一密封件23中并且通到壳体3外部。

图3现在详细地示出两个密封件23和24。第一密封件23(其保护第一轴承1以防水从工作腔渗入)限界出径向缝隙6并且根据开头示出的描述具有带内圈5.1和外圈5.2的盖5。从第一轴承1出发朝向工作腔(未示出)的方向，即与工作介质(尤其是水)的设想的流动方向相反地设置有第一径向轴密封圈7，紧跟着是轴向定位在其旁边的减负荷部8。减负荷部8(外圈5.2中的槽)通过图2所示的通气部25进行通气，即将渗入槽中的水通过通气部25导出。

在减负荷部8旁边，在背离轴承1的侧上设置有根据本发明实施的轴密封圈26，其带有多个依次定位的密封唇27。在所示实施例中，设置有三个沿轴向方向依次定位的密封唇27。

轴密封圈26置入外圈5.2的凹部中，并且借助卡圈28相对外圈5.2中的凹部的凸肩卡紧。密封唇27具有如下长度，即，使其弯曲地贴靠在内圈5.1的外周面上。

卡圈28在端侧拧到外圈5.2上。此外，在外圈5.2的端侧设置有用于抗污的轴向密封件29。

还要说明的是，与根据图1的现有技术的相应的径向轴密封圈相比，第一径向轴密封圈7反向地安装，从而使开口从轴承1指出去。该开口可以用油脂填充。

此外，将迷宫式密封件12前置于第一密封件23，该迷宫式密封件密封外圈5.2的径向外周面与轴4的轴向隆起之间的径向密封缝隙11。

第二密封圈24同样具有拧到壳体3上的盖5，其与轴4在两侧限界出径向缝隙6。从轴承2出发来看，在径向缝隙6中首先设置有相应于图1的第四径向轴密封圈14的径向轴密封圈14，但根据本发明，紧跟着有轴密封圈26，其带有多个密封唇27，在其同样是三个密封唇27。

该轴密封圈26也在盖5的凹部中在两侧在轴向方向上夹在凹部的凸肩与卡圈28之间。

Claims (19)

1.一种液力机械，具有：

1.1带叶片的被驱动的初级轮(30)和带叶片的被驱动的或者固定的次级轮(15)，所述初级轮和所述次级轮共同构造出至少一个环面形的、以工作介质填充或能以工作介质充填的工作腔(20)；

1.2至少一个驱动轴(18)和/或输出轴(4)，所述驱动轴和/或所述输出轴与所述初级轮(30)和/或所述次级轮(15)处于传动连接，或者承载所述初级轮和/或所述次级轮；

1.3至少一个壳体(3)，所述至少一个壳体包围所述初级轮(30)和/或所述次级轮(15)；

1.4至少一个轴密封圈(26)，所述至少一个轴密封圈将所述驱动轴(18)和/或所述输出轴(4)相对于所述壳体(3)或相对于以相对转速相对轴(4、18)旋转的构件密封；

其特征在于，

1.5所述至少一个轴密封圈(26)具有多个沿所述驱动轴(18)或输出轴(4)的轴向方向依次布置的密封唇(27)，

其中，在所述轴(4、18)与所述壳体(3)或所述以相对转速相对轴(4、18)旋转的构件之间的通过所述轴密封圈(26)密封的径向缝隙(6)中前置或后置有至少一个另外的密封元件，用于密封所述径向缝隙(6)。

2.根据权利要求1所述的液力机械，其特征在于，所述液力机械是液力偶合器。

3.根据权利要求1所述的液力机械，其特征在于，所述至少一个另外的密封元件是至少一个另外的密封圈。

4.根据权利要求1所述的液力机械，其特征在于，所述轴密封圈(26)具有两个或三个或更多个依次布置的密封唇(27)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的液力机械，其特征在于，所有密封唇(27)都与所述轴密封圈(26)一体式地制成。

6.根据权利要求5所述的液力机械，其特征在于，所述密封唇(27)由PTFE制成。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的液力机械，其特征在于，将所述轴密封圈(26)置入所述轴(4、18)或所述壳体(3)的凹部或者槽中。

8.根据权利要求7所述的液力机械，其特征在于，所述轴密封圈(26)在所述凹部的凸肩与连接到所述壳体(3)或所述轴(4、18)上的卡圈(28)之间卡紧。

9.根据权利要求8所述的液力机械，其特征在于，所述卡圈(28)在所述壳体(3)或所述轴(4、18)上拧紧。

10.根据权利要求2所述的液力机械，其特征在于，所述另外的密封圈实施为径向轴密封圈(7、14)，所述径向轴密封圈具有为了跨接所述径向缝隙(6)而借助弹簧力加载的密封唇。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的液力机械，其特征在于，所述轴密封圈(26)定位在轴承(1、2)旁边，借助所述轴承，所述轴(4、18)支承在所述壳体(3)或所述以相对转速相对轴(4、18)旋转的构件中。

12.根据权利要求11所述的液力机械，其特征在于，所述轴承(1、2)是滚动轴承。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的液力机械，其特征在于，所述轴密封圈(26)与所述另外的密封元件一起定位在轴承(1、2)旁边，借助所述轴承，所述轴(4、18)支承在所述壳体(3)或所述以相对转速相对轴(4、18)旋转的构件中。

14.根据权利要求13所述的液力机械，其特征在于，所述轴承(1、2)是滚动轴承。

15.根据权利要求1至4中任一项所述的液力机械，其特征在于，所述轴(4、18)具有多个带多个依次布置的密封唇(27)的轴密封圈(26)，其中，每一个轴密封圈(26)分别定位在所述轴(4、18)的一个轴向端部的区域中，和/或分别定位在轴承(1、2)旁边。

16.根据权利要求15所述的液力机械，其特征在于，所述轴(4、18)具有两个轴密封圈(26)。

17.根据权利要求1至4中任一项所述的液力机械，其特征在于，所述密封唇(27)完全跨接所述轴(4、18)与所述壳体(3)或所述以相对转速相对轴(4、18)旋转的构件之间的径向缝隙(6)，并且贴靠在所述径向缝隙(6)的相对置的面上。

18.根据权利要求17所述的液力机械，其特征在于，所述密封唇(27)在弹性变形的情况下贴靠在所述径向缝隙(6)的相对置的面上。

19.根据权利要求1至4中任一项所述的液力机械，其特征在于，所述液力机械构造为液力双偶合器，所述液力双偶合器具有两个沿轴向方向并排布置的工作腔(20)。