CN107327574A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种密封装置，其包括壳体、骨架和接着到所述骨架并用于与轴接触的第一密封唇，在所述壳体和所述骨架之间设置有弹性构件，所述弹性构件对所述骨架施加朝向所述轴的径向向内的力。所述密封装置用于密封所述轴和外壳之间的环形空间，在所述密封装置安装到所述轴的情况下，所述弹性构件能够响应于所述骨架远离或靠近所述壳体的移动而伸缩。在该密封装置中，弹性构件安装在壳体和骨架之间，以为密封唇承受一部分跳动。与现有技术中仅由密封唇承受跳动的方案相比，本发明的密封装置可以承受大跳动，同时又能承受高压力，从而具有良好的密封性能。

Description

密封装置

技术领域

本发明涉及用于大跳动应用的油介质密封技术，其是一种动态密封技术。

背景技术

图1示出了根据现有技术的一种密封装置的局部截面示意图。该密封装置包括骨架100、附着到骨架100上的主密封唇200和安装到主密封唇200的弹簧300。例如，主密封唇200可以与未图示的轴接触，骨架100可以安装到包围着轴的未图示的外壳，以将外壳内的油密封住。

对于某些应用，工作条件非常严酷，当温度升高时，将产生大的压力。同时，轴的跳动很大。传统的盒式密封不能同时承受高压力和大跳动，这是因为，如果要承受高压力，就需要缩短和增厚密封唇的腰部；如果希望承受大跳动，就需要使密封唇的腰部长且薄。所以基于传统的油密封技术难以设计理想的密封装置。

发明内容

为了克服上述现有技术中的密封装置不能同时承受高压力和大跳动的问题，而作出本发明。

本发明可以采用、但不限于下述方案。

一种密封装置，其包括壳体、骨架和接着到所述骨架并用于与轴接触的第一密封唇，其中，在所述壳体和所述骨架之间设置有弹性构件，所述弹性构件对所述骨架施加朝向所述轴的径向向内的力。

优选地，所述密封装置用于密封所述轴和外壳之间的环形空间，在所述密封装置安装到所述轴的情况下，所述弹性构件能够响应于所述骨架远离或靠近所述壳体的移动而伸缩。

优选地，所述弹性构件为径向弹簧，所述径向弹簧的一端与所述壳体接触，所述径向弹簧的另一端与所述骨架的径向外端接触，所述第一密封唇接着于所述骨架的径向内端。特别地，所述第一密封唇为主密封唇。

优选地，所述密封装置还包括第二密封唇，所述第二密封唇从所述骨架朝向所述壳体的第一径向壁延伸并与该第一径向壁密封接触，该第一径向壁位于所述密封装置的轴向一侧并沿径向延伸。

优选地，所述壳体的轴向截面呈大致U形，所述骨架的轴向截面呈大致L形。

优选地，所述弹性构件由橡胶或弹性体制成，所述弹性构件包括环状体和从所述环状体向径向内侧和/或径向外侧突出的多个突起和/或突条。

优选地，沿所述轴的轴向观察，所述壳体和所述骨架至少部分地重叠。特别地，所述壳体在径向外侧、轴向两侧大致包住所述骨架。

优选地，在所述壳体的第二径向壁与所述骨架的沿轴向延伸的壁部分之间形成一间隙，该间隙的尺寸小于所述壳体和/或所述骨架的厚度，其中，该第二径向壁位于所述密封装置的轴向另一侧并沿径向延伸。

优选地，所述密封装置还包括接着到所述壳体和所述骨架的、具有弹性的波纹盘，所述波纹盘能够响应于所述骨架远离或靠近所述壳体的移动而伸缩。

优选地，所述波纹盘和所述第一密封唇由相同的材料制成。

优选地，所述弹性构件由多个金属环片制成，多个金属环片的轴向端缘焊接到一起，从而该弹性构件的轴向截面呈Z字形。特别地，该接着可以是硫化接着。

本发明提供了一种密封装置，弹性构件安装在壳体和骨架之间，以为密封唇承受一部分跳动。与现有技术中仅由密封唇承受跳动的方案相比，本发明的密封装置可以承受大跳动，同时又能承受高压力，从而具有良好的密封性能。

附图说明

图1示出了根据现有技术的一种密封装置的局部截面示意图。

图2示出了根据本发明的第一实施方式的密封装置的局部截面示意图。

图3示出了根据本发明的第二实施方式的密封装置的局部截面示意图。

图4示出了根据本发明的第三实施方式的密封装置的局部截面示意图。

图5示出了该第三实施方式中的第一弹簧的示意性立体图。

图6是示出第一弹簧的一个变型的示意图。

图7是示出第一弹簧的另一变型的示意图。

附图标记说明

100 骨架 200 主密封唇 300 弹簧

1 壳体 11 第一径向壁 12 第二径向壁 13 第一底壁 14 凹入部 142 第三径向壁 143 第二底壁 15 鼻部 2 第一弹簧3 骨架 31 径向壁部分 32 轴向壁部分 4 第二密封唇 5 第二弹簧 6 第一密封唇 61 腰部

111 表面 311 表面 7 波纹盘 71 一端部 72 另一端部 73波纹部分

16 主体 17 焊接部位 21 第一金属环片 22 第二金属环片23 焊接部位 29 第N金属环片 321 焊接部位

210 弹性构件 201 环主体 202 第一突条 203 第二突条 204第三突出

220 弹性构件 208 环主体 209 突起

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。

第一实施方式

参照图2，本发明涉及一种密封装置，尤其是用于油介质的具有柔性壳体的大跳动密封装置。该密封装置包括壳体1、第一弹簧2、骨架3、第一密封唇(主密封唇)6、第二密封唇4和第二弹簧5。

应当理解，图2为圆筒状的密封装置的轴向截面的一半。图2中的双箭头R表示密封装置的径向，双箭头A表示密封装置的轴向。图2中的上侧对应于径向外侧，下侧对应于径向内侧，图2中的左侧对应于轴向内侧(存在被密封的油的那侧)，右侧对应于轴向外侧。

壳体1将固定到外壳(未图示)。第一密封唇6接着到骨架3并将与轴(未图示)接触并相对于轴转动。第一弹簧2装在壳体1和骨架3围成的环形空间内。壳体1和骨架3可以由例如金属制成。

应当理解，壳体1呈轴向截面为大致U形的圆环状，骨架3呈轴向截面为L形的圆环状。第一弹簧2的一端连接到壳体1，第一弹簧2的另一端固定到骨架3。第一弹簧2是处于压缩状态的径向弹簧，其对骨架3向径向内侧施压，第一弹簧2因而可以承受大的跳动。该跳动尤其是指与第一密封唇6接触的轴的径向跳动。第一弹簧2可以例如为金属制的卷簧。

更具体地，壳体1包括彼此平行的第一径向壁11和第二径向壁12以及沿周向延伸成圆环形并在图示的轴向截面中沿轴向延伸的第一底壁13。第一径向壁11和第一底壁13的交点不是形成直角，而是形成向壳体1的U形截面的开口侧凹入的凹入部14。更具体地，凹入部14由与第二径向壁12大致平行的第三径向壁142和与第一底壁13大致平行的第二底壁143构成。从而，在第二径向壁12、第一底壁13和第三径向壁142之间限定了容纳第一弹簧2用的鼻部15。由于第一弹簧2被容纳在轴向宽度较小的鼻部15内，所以即使第一弹簧2的宽度较小，也能防止第一弹簧2过度倾斜。

骨架3包括径向壁部分31和轴向壁部分32。可以理解，该轴向壁部分32形成与壳体1的第一底壁13大致同心的圆环状。更具体地，轴向壁部分32在轴向上介于壳体1的第一径向壁11和第二径向壁12之间，换言之，沿轴向观察，轴向壁部分32与第一径向壁11和第二径向壁12至少部分地重叠，从而可以防止骨架3及接着到其上的密封唇与壳体1在轴向上分开。在壳体1的第二径向壁12与骨架3的轴向壁部分32之间形成一间隙，该间隙的尺寸优选小于壳体1和/或骨架3的厚度，即小于形成壳体1和/或骨架3的板材的厚度。通过该小间隙可以防止壳体1和骨架3之间的直接摩擦接触，减小转动阻力。另一方面，通过该小间隙可以防止异物进入密封装置以及密封装置所密封的空间内，提高密封性能。轴向壁部分32位于第二底壁143的径向内侧，并与第二底壁143在径向上间隔开一定的间隔，从而允许第一密封唇6及其接着到的骨架3沿径向移位。沿轴向观察，径向壁部分31的大部分与壳体1的第一径向壁11重叠，从而可以防止骨架1及接着到其上的密封唇过度倾斜。

第一密封唇6通过其基部而接着到骨架3的径向壁部分31。接着到径向壁部分31的靠壳体1的第一径向壁11侧的密封材料形成朝向壳体1的第一径向壁11突出的第二密封唇4。当然，第二密封唇4可以与第一密封唇6分开地接着(例如，硫化接着)到骨架3上。第二弹簧5用于将第一密封唇6压到未图示的轴上。第二弹簧5可以例如为首尾相接而成环状的螺旋弹簧。

第一密封唇6是径向密封唇，其可以将油密封在未图示的外壳内(图2的左侧)。在本申请中，通过向径向内侧偏压骨架3的第一弹簧2，即使第一密封唇6的腰部61较厚和/或较短(以在外壳内有大压力的情况下保持密封)，第一密封唇6也可以呈现出足够的柔性，以良好地顺应(承受)大跳动。

下面简单说明本发明的密封装置应对轴的跳动的机理。在本发明的密封装置安装到轴上时，在轴向第一径向向外方向跳动时，在密封装置的整周(360度)中，在该第一径向向外方向上与轴对应的部分中，第一密封唇和骨架被轴向径向外侧施压，第一密封唇被进一步压缩变形(相比于其正常压缩状态)，第一弹簧压缩，从而防止第一密封唇过度变形。在密封装置的整周(360度)中，在与该第一径向向外方向相反的方向上与轴对应的部分中，轴远离第一密封唇，第一密封唇在其恢复力及第一弹簧的压力(即第一弹簧在该部分中伸长)的作用下向第一径向外向方向移动，从而保持与轴的密封接触。这样，既防止了第一密封唇过度变形，又防止了在轴与第一密封唇之间产生间隙，从而防止了油泄露。

第二密封唇4为轴向密封唇并与壳体1接触，以将油密封在未图示的外壳内，并且第二密封唇4也将承受由于跳动引起的一些往复运动。

可以理解，第二密封唇4也可以形成于壳体1而与骨架3接触。

第二弹簧5将使第一密封唇6的寿命更长，即使第一密封唇6发生一定程度的老化或磨损。

第二实施方式

下面参照图3对本发明的第二实施方式进行说明。对于与第一实施方式中的部分在结构上相同或相似的部分标注相同或相似的附图标记，并省略对这些部分的详细说明。

第二实施方式的用于油介质的具有柔性壳体的大跳动密封装置中的弹簧2、骨架3、第一密封唇6和第二弹簧5的结构与第一实施方式中的对应结构基本相同，将省略对它们的详细说明。

第二实施方式中的骨架1在其轴向截面中呈现出大致U形，从而包括第一径向壁11、第二径向壁12和连接第一径向壁11和第二径向壁12的径向外侧端的第一底壁13。第一弹簧2容纳在该第一径向壁11、第二径向壁12和第一底壁13围成的环形空间内。

在第一实施方式中，如图2所示，第一径向壁11的长度大于第二径向壁12的长度，第二密封唇4与第一径向壁11接触。

如图3所示，第二实施方式中的壳体1的第一径向壁11比第一实施方式中的第一径向壁11短，从而第二实施方式中的壳体1的第一径向壁11终止于骨架3的轴向壁部分32的径向外侧并且在径向上与该轴向壁部分32相隔一定的间隔。优选地，沿轴向观察，第二径向壁12与骨架3的轴向壁部分32至少部分重叠。

第一径向壁11的远离第二径向壁12的表面111与骨架3的径向壁部分31的远离第二径向壁12的表面311大致位于同一平面。波纹盘7的一端部(径向外端部)71接着到第一径向壁11的表面111，波纹盘7的另一端部(径向内端部)72接着到径向壁部分31的表面311。波纹盘7的在该一端部71和另一端部72之间的部分为呈波纹状的波纹部分73。在壳体1和骨架3沿径向彼此远离或接近时，该波纹盘7的波纹部分73伸缩。

波纹盘7可以、但不限于由橡胶制成。在波纹盘7由橡胶制成的情况下，其橡胶材料可以与第一密封唇6的橡胶材料一体地接着到骨架3和壳体1。当然，波纹盘7的另一端部72也可以与第一密封唇6的橡胶材料分开。

在本实施方式中，波纹盘7代替第一实施方式中的第二密封唇4以将油密封在未图示的外壳内。

第三实施方式

下面参照图4和图5对本发明的第三实施方式进行说明。对于与第一实施方式中的部分在结构上相同或相似的部分标注相同或相似的附图标记，并省略对这些部分的详细说明。

第三实施方式的用于油介质的具有柔性壳体的大跳动密封装置中的骨架3、第一密封唇6和第二弹簧5的结构与第一实施方式中的对应结构基本相同，将省略对它们的详细说明。

第三实施方式中的壳体1不具有第一实施方式中的第一径向壁11和第二径向壁12。第三实施方式中的壳体1的主体16呈圆环状，在图示的轴向截面中沿着轴向延伸。

在本实施方式中，第一弹簧2为波纹弹簧，该波纹弹簧的一端连接到壳体1，该波纹弹簧的另一端连接到骨架3的轴向壁部分32。

在该实施方式中，该波纹弹簧例如由多个环形的金属片制成。参照图4和图5，第一金属环片21的轴向一端焊接到壳体1的轴向一端(参见图4中的焊接部位17)，第一金属环片21的轴向另一端和第二金属环片22的轴向一端焊接到一起(参见图4中的焊接部位23)，……，第N金属环片29的轴向另一端焊接到骨架3的轴向壁部分32(参见图4中的焊接部位321)。应当理解，至少部分金属环片的轴向截面不是正好沿轴向延伸的，这样，波纹弹簧的轴向截面呈波纹状或者说Z字形。

该波纹弹簧可以向径向内侧对骨架3进而对第一密封唇6施压，以承受大跳动。而且，该波纹弹簧可以起到第二实施方式中的波纹盘7的作用，用于将油密封在未图示的外壳内。

应当理解，本实施方式的波纹弹簧也可以应用到第一和第二实施方式中。

本发明提供了一种密封装置，尤其是具有柔性壳体的大跳动密封装置，弹簧(弹性构件)连接到壳体和骨架，以为第一(主)密封唇承受一部分跳动。与现有技术中仅由主密封唇承受跳动的方案相比，本发明的密封装置可以承受大跳动，同时又能承受高压力，从而具有良好的密封性能。并且，本发明的密封装置还具有紧凑的结构。

本申请的密封装置可以例如应用在电驱动轮毂上。

应当理解，上述实施方式仅是示例性地，不用于限制本发明的范围。本领域技术人员可以对上述实施方式作出各种变型和改变而不脱离本发明的范围。

例如，第一弹簧2可以为其它形式。并且，第一弹簧2可以由例如橡胶、弹性体等其它材料构成的弹性构件代替。

(1)作为第一弹簧2的一个变型，图6示出了沿着弹性构件210的轴向截取的截面的半部。应当理解，弹性构件210整体上为环状，其包括环主体201和从环主体201向径向内侧突出的第一突条202、第二突条203和第三突条204。多个突条202、203、204可以沿着环主体201的整周延伸，也可以在周向上断续地延伸。当然，突条的数目不限于三个。弹性构件210可以由例如橡胶形成。

以图2的结构为例，在用弹性构件210替换第一弹簧2时，弹性构件210被安置在壳体1和骨架3之间的环形空间中。

(2)作为第一弹簧2的另一变型，图7示出了弹性构件220的垂直于轴向的截面图。弹性构件220包括环主体208和从环主体208向径向内侧突出的多个突起209。突起209可以为块状，从而在轴向(与图7的纸面垂直的方向)上断续地布置。突起209也可以为条状，从而在环主体208的整个或部分轴向长度上延伸。

(3)本发明的密封装置优选地用于密封油。然而，应当理解，本发明的密封装置也可以用于密封脂，本发明不对此进行限制。

Claims (10)

1.一种密封装置，其包括壳体、骨架和接着到所述骨架并用于与轴接触的第一密封唇，其特征在于，

在所述壳体和所述骨架之间设置有弹性构件，所述弹性构件对所述骨架施加朝向所述轴的径向向内的力。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述密封装置用于密封所述轴和外壳之间的环形空间，在所述密封装置安装到所述轴的情况下，所述弹性构件能够响应于所述骨架远离或靠近所述壳体的移动而伸缩。

3.根据权利要求2所述的密封装置，其特征在于，所述弹性构件为径向弹簧，所述径向弹簧的一端与所述壳体接触，所述径向弹簧的另一端与所述骨架的径向外端接触，所述第一密封唇接着于所述骨架的径向内端。

4.根据权利要求3所述的密封装置，其特征在于，所述密封装置还包括第二密封唇，所述第二密封唇从所述骨架朝向所述壳体的第一径向壁延伸并与该第一径向壁密封接触，该第一径向壁位于所述密封装置的轴向一侧并沿径向延伸。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的密封装置，其特征在于，所述壳体的轴向截面呈大致U形，所述骨架的轴向截面呈大致L形。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的密封装置，其特征在于，所述弹性构件由橡胶或弹性体制成，所述弹性构件包括环状体和从所述环状体向径向内侧和/或径向外侧突出的多个突起和/或突条。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的密封装置，其特征在于，沿所述轴的轴向观察，所述壳体和所述骨架至少部分地重叠。

8.根据权利要求7所述的密封装置，其特征在于，在所述壳体的第二径向壁与所述骨架的沿轴向延伸的壁部分之间形成一间隙，该间隙的尺寸小于所述壳体和/或所述骨架的厚度，其中，该第二径向壁位于所述密封装置的轴向另一侧并沿径向延伸。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的密封装置，其特征在于，所述密封装置还包括接着到所述壳体和所述骨架的、具有弹性的波纹盘，所述波纹盘能够响应于所述骨架远离或靠近所述壳体的移动而伸缩。

10.根据权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，所述弹性构件由多个金属环片制成，多个金属环片的轴向端缘焊接到一起，从而该弹性构件的轴向截面呈Z字形。