CN106051160A - 多件式密封组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及多件式密封组件。用在机动车的液力变矩器中的多件式密封件组件包括内环、外环和设置在内环和外环之间的弹性体补偿层。内环和外环都由复合耐磨材料制成。内环上的和外环上的突片与弹性体补偿层上的匹配狭缝互锁。

Description

多件式密封组件

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年4月6日提交的美国临时申请62/143,308的优先权。上述申请公开的内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体涉及用在机动车的变速器中的密封组件，并且尤其涉及阻止液力变矩器中流体排走的多件式密封组件。

背景技术

本部分中的陈述仅提供了与本公开相关的背景信息，并可能构成或可能不构成现有技术。

存在许多应用，其中在旋转部件和静止部件之间需要密封件，比如在液力变矩器、变速器或发动机中。环形密封件被用来将旋转部件密封到静止部件，从而保持该环形密封件任一侧上的流体不逃逸到另一侧。环形密封件通常包括围绕静止部件适配安装的圆形构件和接合旋转部件表面的外表面。上述环形密封件的一个复杂之处在于该环形密封件通常相对于旋转部件保持静止同时仍然要维持对该旋转部件的有效密封。在这方面，典型的环形密封件必须保持在环形密封件和旋转部件之间的摩擦力为最小值，但同时仍然维持足够的径向力以避免流体流过该环形密封件。

本领域中已知的保持这些径向摩擦力为最小值的一个解决方案是迫使环形密封件沿轴向方向移动以压在形成在静止部件上的突片或槽上。通过使用轴向力，可将径向力保持为最小值。轴向力通常来自于在环形密封件的每一侧上的流体的压力差。当从环形密封件一侧到另一侧的压力差改变时，环形密封件能够从密封到静止部件的一个位置移动到密封到静止部件的第二位置。

但是，在某些应用中，比如在液力变矩器中，可能甚至在密封件的被激励侧上存在压力减小时也期望保持该密封件，从而保持该液力变矩器填满液压流体并改善可驾驶性。因此，本领域中需要一种环形密封件组件，该环形密封件组件在液力变矩器中的低压条件期间维持密封，同时该环形密封件组件还考虑到了高速、高温、公差累积、和高压。

发明内容

用在机动车的液力变矩器中的多件式密封件组件包括内环、外环和设置在内环和外环之间的弹性体补偿层。内环和外环都由复合耐磨材料制成。内环上的和外环上的突片与弹性体补偿层中的匹配狭缝互锁。

在一个方面中，内环由与外环相同的材料组成，并且其中内环和外环都由复合耐磨材料组成。

在另一方面，弹性体补偿层基本上是圆柱形的并且包括限定了多个内狭缝的内表面和限定了多个外狭缝的外表面。

在另一方面，内环基本上是圆柱形的并且包括了多个外突片，所述多个外突片被设置在弹性体补偿层的内狭缝中。

在另一方面，外环基本上是圆柱形的并且包括了多个内突片，所述多个内突片被设置在弹性体补偿层的外狭缝中。

在另一方面，弹性体补偿层的内狭缝和外狭缝在径向上不是对准的。

在另一方面，内狭缝和外狭缝沿着轴向从弹性体补偿层的第一侧延伸到弹性体补偿层的第二侧。

在另一方面，内突片沿轴向从外环的第一侧延伸到外环的第二侧。

在另一方面，外突片沿轴向从内环的第一侧延伸到内环的第二侧。

在另一方面，弹性体补偿层包括第二多个外狭缝，并且外环包括第二多个内突片，所述第二多个内突片被设置在所述第二多个外狭缝中，并且所述第二多个内突片中的每一个都被设置成紧邻所述多个内突片中的每一个并且与之间隔开。

在另一方面，所述内环的所述多个外突片在角度方面与所述多个内突片和所述第二多个内突片错开，使得所述外突片中的每一个都在角度方面等距地位于一对紧邻的、间隔开的内突片之间。

在另一方面，弹性体补偿层由橡胶或聚丙烯酸酯组成。

在另一方面，外环具有光滑的外表面。

其它方面、示例和优点将通过参照下面的描述和附图而变得易于理解，其中相同的参考数字指示相同的部件、元件或特征。

本申请还提出了如下方案：

方案1. 一种用在机动车的液力变矩器中的密封件组件，所述密封件组件包括：

内环；

外环；

设置在所述内环和所述外环之间的弹性体补偿层。

方案2. 根据方案1的密封件组件，其中所述内环由与所述外环相同的材料组成，并且其中所述内环和所述外环都由复合耐磨材料组成。

方案3. 根据方案1的密封件组件，其中所述弹性体补偿层基本上是圆柱形并且包括限定了多个内狭缝的内表面和限定了多个外狭缝的外表面。

方案4. 根据方案3的密封件组件，其中所述内环基本上是圆柱形的并且包括了多个外突片，所述多个外突片被设置在所述弹性体补偿层的所述内狭缝中。

方案5. 根据方案4的密封件组件，其中所述外环基本上是圆柱形的并且包括了多个内突片，所述多个内突片被设置在所述弹性体补偿层的所述外狭缝中。

方案6. 根据方案5的密封件组件，其中所述弹性体补偿层的所述内狭缝和所述外狭缝在径向上是不对准的。

方案7. 根据方案5的密封件组件，其中所述内狭缝和所述外狭缝沿着轴向从所述弹性体补偿层的第一侧延伸到所述弹性体补偿层的第二侧。

方案8. 根据方案5的密封件组件，其中所述内突片沿轴向从所述外环的第一侧延伸到所述外环的第二侧。

方案9. 根据方案8的密封件组件，其中所述外突片沿轴向从所述内环的第一侧延伸到所述内环的第二侧。

方案10. 根据方案5的密封件组件，其中所述弹性体补偿层包括第二多个外狭缝，并且所述外环包括第二多个内突片，所述第二多个内突片被设置在所述第二多个外狭缝中，并且所述第二多个内突片中的每一个都被设置成紧邻所述多个内突片中的每一个并且与之间隔开。

方案11. 根据方案10的密封件组件，其中所述内环的所述多个外突片在角度方面与所述多个内突片和所述第二多个内突片错开，使得所述外突片中的每一个都在角度方面位于一对紧邻的且间隔开的内突片之间并且到这一对内突片的距离相等。

方案12. 根据方案1的密封件组件，其中所述弹性体补偿层由橡胶或聚丙烯酸酯组成。

方案13. 根据方案1的密封件组件，其中所述外环具有光滑的外表面。

方案14. 一种用在机动车的液力变矩器中的密封件组件，所述密封件组件包括：

弹性体补偿环，所述弹性体补偿环具有限定了多个内狭缝的内表面和限定了多个外狭缝的外表面；

内环，所述内环设置在所述弹性体补偿环中并且具有形成在所述内环的外表面上的多个外突片，其中所述外突片中的每一个都被设置在所述弹性体补偿环的内狭缝中；以及

外环，所述外环围绕所述弹性体补偿环设置并且具有形成在所述外环的内表面上的多个内突片，其中所述内突片中的每一个都被设置在所述弹性体补偿环的外狭缝中。

方案15. 根据方案14的密封件组件，其中所述内环由与所述外环相同的材料组成，所述弹性体补偿环由与所述内环和所述外环不同的材料组成，并且其中所述内环和所述外环由复合耐磨材料组成。

方案16. 根据方案14的密封件组件，其中所述弹性体补偿层的所述内狭缝和所述外狭缝在径向上是不对准的。

方案17. 根据方案14的密封件组件，其中所述内狭缝和所述外狭缝沿着轴向从所述弹性体补偿层的第一侧延伸到所述弹性体补偿层的第二侧。

方案18. 根据方案14的密封件组件，其中所述内突片沿轴向从所述外环的第一侧延伸到所述外环的第二侧。

方案19. 根据方案14的密封件组件，其中所述外突片沿轴向从所述内环的第一侧延伸到所述内环的第二侧。

方案20. 一种机动车的变速器中的组件，所述机动车具有发动机，所述组件包括：

被连接到所述发动机的变速器泵；

被连接到所述变速器泵的变矩器毂；

由所述变矩器毂液压驱动的涡轮；

被连接到所述涡轮的涡轮输出轴；

与所述变矩器毂同心的定子轴，所述定子轴具有端口并且具有沿着所述定子轴的圆周形成的槽，其中所述槽沿轴向被设置在所述端口和所述涡轮之间；以及

设置在所述定子轴的所述槽中的密封件组件，所述密封件组件具有弹性体补偿环，所述弹性体补偿环具有限定了多个内狭缝的内表面和限定了多个外狭缝的外表面；设置在所述弹性体补偿环内的内环，所述内环具有形成在所述内环的外表面上的多个外突片，其中所述外突片中的每一个被设置在所述弹性体补偿环的内狭缝中；以及围绕着所述弹性体补偿环设置的外环，所述外环具有形成在所述外环的内表面上的多个内突片，其中所述内突片中的每一个被设置在所述弹性体补偿环的外狭缝中；以及

其中所述外环与所述变矩器毂接触并且所述内环与所述定子轴接触，并且所述弹性体补偿层被变形并因此接触所述槽的两个侧壁。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明目的，并且决不是意在限制本发明的范围。

图1是具有多件式密封件组件的示范性液力变矩器的一部分的横截面视图；

图2是图1中的箭头2-2所指示的液力变矩器的一部分和多件式密封件组件的放大图；

图3是多件式密封件组件的等距、正视图；

图4是多件式密封件组件的等距、分解正视图；

图5是第二多件式密封件组件的等距、正视图；以及

图6是第二多件式密封件组件的等距、分解正视图。

具体实施方式

下面的描述本质上仅仅是示例性的，并非用于限定本发明、应用或使用。

参照图1，附图标记10标示了多件式密封件组件，同时示出的还有变速器中的示范性液力变矩器12。变速器通常包括被包含在液力变矩器壳体20中的液力变矩器12、变速器泵14、涡轮16和定子18。液力变矩器壳体20被联接到变速器壳体22。变速器泵14由（未示出的）发动机驱动并且被连接到变矩器毂24。变矩器毂24可被连接到（未示出的）液压泵并且驱动该液压泵。涡轮16被连接到涡轮输出轴26。涡轮输出轴26可被连接到变速器（未示出）的变速器输入轴28并且驱动该变速器输入轴28。定子18例如通过单向离合器32被互连到变速器壳体22的定子轴30。能量从由发动机驱动的变速器泵14通过液压流体传输到涡轮16。液压流体通过设置在变速器壳体22的定子轴30中的端口34被供给到液力变矩器12。

转向图2并且继续参照图1，多件式密封件组件10将变矩器毂24密封到变速器壳体22的定子轴30。变矩器毂24与定子轴30是同心的并且可相对于定子轴30旋转。多件式密封件组件10被设置在形成在定子轴30中的槽36中。槽36围绕着定子轴30的整个外围或圆周延伸并且由第一壁36A、在第一壁36A对面的第二壁36B、以及在第一壁36A和第二壁36B之间延伸的基底36C限定。槽38的宽度大于多件式密封件组件10的宽度。

参照图 3和4，并且继续参照图2，多件式密封件组件10包括内环40、外环42、和设置在内环40和外环42之间的弹性体中心环或弹性体补偿层44。内环40基本上是圆柱形的并且包括内表面40A和外表面40B。内环40包括形成在外表面40B上的并且围绕内环40的圆周对称地设置的多个外突片46。外突片46沿着内环40的整个轴向长度延伸。内环40由复合耐磨材料制成，比如ETFE等。复合耐磨材料可包括填料，例如玻璃填充，以增加强度。

外环42基本上是圆柱形的并且包括内表面42A和外表面42B。外环42包括形成在内表面42A上的并且围绕外环42的内圆周对称地设置的多个内突片48。内突片48沿着外环42的整个轴向长度延伸。外环42的外表面42B优选地是光滑的，以有利于变矩器毂24相对于多件式密封件组件10旋转。外环42由复合耐磨材料制成，例如乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）等。热塑性聚合物可包括填料，例如玻璃填充，以增加强度。

中心环44基本上是圆柱形的并且包括内表面44A和外表面44B。中心环44包括形成在内表面44A上的并且围绕中心环44的内圆周对称地设置的多个内狭缝50。内狭缝50沿轴向从中心环44的第一侧44C延伸到中心环44的第二侧44D。内狭缝50的位置和大小被设置为在其内接收内环40的外突片46。中心环44还包括形成在外表面44B上的并且围绕中心环44的外圆周对称地设置的多个外狭缝52。外狭缝52相对于内狭缝50并且相对于多件式密封件组件10的中心点54在角度方面错开或者具有角位移。外狭缝52沿轴向从中心环44的第一侧44C延伸到中心环44的第二侧44D。外狭缝52的位置和大小被设置为在其内接收外环42的内突片48。中心环44由弹性体补偿层制成，比如橡胶、聚丙烯酸酯等。

多件式密封件组件10可由传递模塑或者嵌件模塑/压缩组合制成。模塑工艺将多个单独构件，也就是内环40，外环42和中心环44，组合成一个单个组件，该组件此后将被安装到变速器壳体22上。突片46、48与狭缝50、52的互锁在旋转方面将内环40，外环42和中心环44结合在一起。而且，表面44A、44B可被结合到内环40和外环42的相应的表面40A、40B、42A、42B，从而进一步加强多件式密封件组件10。

当被安装后，多件式密封件组件10受到来自变矩器毂24和定子轴30的压缩力。弹性体补偿层44因此压缩并且侧壁44C、44D沿轴向移动并且密封到槽36的壁36A、367B上，如图2中虚线所示。因此，即使多件式密封件组件10的被激励侧上的压力减小，多件式密封件组件也维持变矩器毂24和变速器壳体22的定子轴30之间的密封。

转向图 5和6，另一个多件式密封件组件整体上由附图标记10'指示。多件式密封件组件10'具有某些与图3－4所示的多件式密封件组件10共有的特征， 因此相同的部件用相同的附图标记指示。但是，多件式密封件组件10'的外环42包括形成在内表面42A上的第二多个内突片48'。第二多个内突片48'中的每一个都被设置成邻近多个内突片48中每一个并且与之间隔开。中心环44因此具有形成在外表面44B中的第二多个狭缝52'，这些狭缝52'匹配所述第二多个内突片48'。所述第二多个狭缝52'每一个都被设置成邻近多个狭缝52并且与之间隔开。内环46的外突片46相对于第一内突片48和第二内突片48'以及相对于中心点54在角度方面错开或具有角位移，使得外突片46中的每一个在角度方面位于一对紧邻的且间隔开的第一内突片48和第二内突片48'之间并且与该内突片48和内突片48'的距离是相等的。

本发明的描述本质上仅仅是示例性的并且不脱离本发明精神的改变也认为在本发明的范围内。这种改变不应被认为是脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用在机动车的液力变矩器中的密封件组件，所述密封件组件包括：

内环；

外环；

设置在所述内环和所述外环之间的弹性体补偿层。

2.根据权利要求1的密封件组件，其中所述内环由与所述外环相同的材料组成，并且其中所述内环和所述外环都由复合耐磨材料组成。

3.根据权利要求1的密封件组件，其中所述弹性体补偿层基本上是圆柱形并且包括限定了多个内狭缝的内表面和限定了多个外狭缝的外表面。

4.根据权利要求3的密封件组件，其中所述内环基本上是圆柱形的并且包括了多个外突片，所述多个外突片被设置在所述弹性体补偿层的所述内狭缝中。

5.根据权利要求4的密封件组件，其中所述外环基本上是圆柱形的并且包括了多个内突片，所述多个内突片被设置在所述弹性体补偿层的所述外狭缝中。

6.根据权利要求5的密封件组件，其中所述弹性体补偿层的所述内狭缝和所述外狭缝在径向上是不对准的。

7.根据权利要求5的密封件组件，其中所述内狭缝和所述外狭缝沿着轴向从所述弹性体补偿层的第一侧延伸到所述弹性体补偿层的第二侧。

8.根据权利要求5的密封件组件，其中所述内突片沿轴向从所述外环的第一侧延伸到所述外环的第二侧。

9.一种用在机动车的液力变矩器中的密封件组件，所述密封件组件包括：

弹性体补偿环，所述弹性体补偿环具有限定了多个内狭缝的内表面和限定了多个外狭缝的外表面；

内环，所述内环设置在所述弹性体补偿环中并且具有形成在所述内环的外表面上的多个外突片，其中所述外突片中的每一个都被设置在所述弹性体补偿环的内狭缝中；以及

外环，所述外环围绕所述弹性体补偿环设置并且具有形成在所述外环的内表面上的多个内突片，其中所述内突片中的每一个都被设置在所述弹性体补偿环的外狭缝中。

10.一种机动车的变速器中的组件，所述机动车具有发动机，所述组件包括：

被连接到所述发动机的变速器泵；

被连接到所述变速器泵的变矩器毂；

由所述变矩器毂液压驱动的涡轮；

被连接到所述涡轮的涡轮输出轴；

与所述变矩器毂同心的定子轴，所述定子轴具有端口并且具有沿着所述定子轴的圆周形成的槽，其中所述槽沿轴向被设置在所述端口和所述涡轮之间；以及

设置在所述定子轴的所述槽中的密封件组件，所述密封件组件具有弹性体补偿环，所述弹性体补偿环具有限定了多个内狭缝的内表面和限定了多个外狭缝的外表面；设置在所述弹性体补偿环内的内环，所述内环具有形成在所述内环的外表面上的多个外突片，其中所述外突片中的每一个被设置在所述弹性体补偿环的内狭缝中；以及围绕着所述弹性体补偿环设置的外环，所述外环具有形成在所述外环的内表面上的多个内突片，其中所述内突片中的每一个被设置在所述弹性体补偿环的外狭缝中；以及

其中所述外环与所述变矩器毂接触并且所述内环与所述定子轴接触，并且所述弹性体补偿层被变形并因此接触所述槽的两个侧壁。