CN107664221A - 用于低摩擦结合活塞密封件的密封唇 - Google Patents

用于低摩擦结合活塞密封件的密封唇 Download PDF

Info

Publication number
CN107664221A
CN107664221A CN201710588669.0A CN201710588669A CN107664221A CN 107664221 A CN107664221 A CN 107664221A CN 201710588669 A CN201710588669 A CN 201710588669A CN 107664221 A CN107664221 A CN 107664221A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lip
radial direction
thickness
reference point
low friction
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.)
Granted
Application number
CN201710588669.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107664221B (zh
Inventor
丹尼尔·J·利维
罗伯特·D·佩凯克
兰斯·A·佩措尔德
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.)
SKF AB
Original Assignee
SKF AB
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 SKF AB filed Critical SKF AB
Publication of CN107664221A publication Critical patent/CN107664221A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107664221B publication Critical patent/CN107664221B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3232—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip having two or more lips
    • 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
    • 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
    • F16J15/164—Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
    • 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
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • 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
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于低摩擦结合活塞密封件的环形密封件。该环形密封件具有中心轴线并且包括环形密封件主体，所述环形密封件主体绕着中心轴线对称地定位。环形密封唇与所述主体一体成型并设置有下部密封唇主体和顶部密封唇。顶部密封唇包括第一径向唇厚度(T1)和第二径向唇厚度(T2)。第二径向唇厚度(T2)与第一径向唇厚度(T1)之间的比率小于1.00。环形密封件包括径向唇高度(H)和径向唇总压力接收厚度(T3)。径向唇高度(H)与第二径向唇厚度(T2)的比率大于或等于0.65。径向唇总压力接收厚度(T3)小于或等于0.8mm。第一径向唇厚度(T1)小于或等于0.7mm。

Description

用于低摩擦结合活塞密封件的密封唇
技术领域
本公开总体涉及结合活塞密封件(bonded piston seals)。更特别地，本公开涉及用于低摩擦结合活塞密封件的密封唇。
背景技术
由于需要压力来冲压(stroke)结合活塞(bonded piston)，因此结合活塞的密封唇将在冲压期间被加压。标准做法是设计一种将对压力高度敏感的密封唇，以确保其将被压力激发(pressure-activated)且因此将不会泄漏。然而，较高程度的压力致动(如向下箭头所示)将导致在压力下较高的法向力，因此导致较高的滑动载荷。
图1示出了现有技术的密封唇的径向截面图。如此，现有技术显示出增大的压力接收面积，这意味着直接传递到密封唇的压力增大。
因此，本发明要解决的问题是降低唇滑动摩擦。本发明通过以下方式来减小结合活塞的滑动载荷：
a.降低密封唇的压力接收面积；和
b.通过消除密封唇背侧的靠近接触点的橡胶材料来减小密封唇的静态载荷。唇完整性和易于组装(安装)不受影响(compromised)。
本发明通过显著地减少由唇在唇作用表面上施加的法向力而起作用。这通过以下两种方式实现：
a.减小密封唇压力接收面积。由于需要压力来冲压结合活塞，因此密封唇将在冲压期间被加压。标准做法是设计一种将对压力高度敏感的密封唇，以确保其将被压力激发且因此将不会泄漏。然而，较高程度的压力致动将导致在压力下较高的法向力，因此导致较高的滑动载荷。
b.消除密封唇背侧的靠近接触点的材料。这允许唇更加容易地折曲到作用表面上(或者拉伸到轴上或者压缩到孔内)，这是因为需要操作的材料要少得多。这大大降低了唇法向力。
图2示出了本发明的密封唇的径向截面图。如此，本发明示出了减小的压力接收面积，这意味着直接传递到密封唇的压力较小。因此，本发明通过提供一种下面这样的密封唇解决了这个问题：该密封唇通过消除密封唇背侧的靠近接触点的橡胶材料，提供了(delivers)减小的密封唇的压力接收面积和减小的密封唇的静态载荷。
发明内容
基本的发明构思提供了一种用于低摩擦结合活塞密封件的环形密封件。该环形密封件具有中心轴线、绕着中心轴线对称定位的环形密封件主体、和与环形密封件主体一体成型的环形密封唇，以及下部密封唇主体(lower seal lip body)和顶部密封唇(top seallip)，所述顶部密封唇具有第一径向唇厚度T1、第二径向唇厚度T2、径向唇高度H和径向唇总压力接收厚度T3。
在本发明的第一方面，第二径向唇厚度T2与第一径向唇厚度T1的比率小于1.00。
在本发明的第二方面，径向唇高度H与第二径向唇厚度T2的比率大于或等于0.65。
在本发明的另一方面，径向唇总压力接收厚度T3小于或等于0.8mm。
在本发明的另一方面，第一径向唇厚度T1小于或等于0.7mm。
在本发明的另一方面，径向唇总压力接收厚度T3由参考点P1与参考点P3之间的水平距离确定。
在本发明的另一方面，第一径向唇厚度T1由参考点P1与参考点P2之间的水平距离确定。
在本发明的另一方面，径向唇高度H由第一水平线X1与第二水平线X2之间的竖直距离以及由参考点P1和参考点P4确定。
在本发明的另一方面，第二径向唇厚度T2由参考点P3与参考点P4之间的水平距离确定。
在本发明的最后方面，P1、P2、P3和P4都位于环形密封唇的外表面上，其中P1位于第一水平线X1与第一径向唇半径R1的也位于该水平线上的端点的交叉点处，并且第一唇半径R1的中心点还位于水平线X1上。
通过参照以下书面说明书、权利要求书和附图，本领域技术人员将进一步理解和领会本发明的这些和其它优点。
附图说明
现将参照附图通过示例来说明本发明，在附图中：
图1是现有技术的密封唇的径向截面图；
图2是根据本发明的优选实施例的密封唇的径向截面图；
图3是根据本发明的优选实施例的密封组件的打开的(broken away)、放大的轴向截面图；
图4是根据图2的密封唇的径向截面的平面图；
图5是示出了图1的现有技术的径向密封唇截面与图2所示的本发明的径向密封唇截面之间的唇摩擦力(N)与作用表面直径(mm)的估计差异(estimated differences)的图；并且
在附图的各个视图中，相同的附图标记表示相同的部件。
具体实施方式
以下具体实施方式本质上仅仅是示例性的，并且不意在限制所描述的实施例或所描述的实施例的应用和用途。如本文所使用的，词语“示例性”或“说明性”表示“用作示例、例子或阐述”。在本文中被描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式不一定被解释为比其它实施方式优选或有利。下述所有实施方式都是为了使本领域技术人员能够进行或使用本公开的实施例而提供的示例性实施方式，且不意在限制本公开的范围，本公开的范围由权利要求限定。
在本文中出于说明的目的，术语“上”、“下”、“左”、“后”、“右”、“前”、“竖直”、“水平”及其派生物应如在图3中定向的那样与本发明相关。此外，不意在被在前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论约束。还应当理解，在附图中所示并且在下面的说明书中描述的具体设备和方法仅仅是在所附权利要求中限定的发明构思的示例性实施例。因此，与本文公开的实施例相关的具体规格(dimensions)和其它物理特性不应被解释为是限制性的，除非权利要求另有明确说明。
如之前在背景技术中公开的，图1示出了现有技术的密封唇的径向截面图，其具有示出压力的向下箭头，而图2示出了本发明的密封唇的径向截面图，其也具有示出压力的向下箭头。这些图示的目的是通过显著地减少由唇在唇作用表面(lip running surface)上施加的法向力来显示发明如何发挥作用。
在图3中示出了绕着中心轴线A对称定位的环形密封件10。如在背景技术中提到的，环形密封件10被用于低摩擦结合活塞密封件(low friction bonded piston seal)100。本发明的结合活塞密封件100被构造成提供密封件主体50，并且可以提供结合于密封件主体50的内径30的至少一个环形内密封件10，并且可以提供结合于密封件主体50的外径40的至少一个环形外密封件20。
在图4中示出了密封件10的径向截面图。现在将按照对于其用作低摩擦密封件10的能力而言是关键的因素来说明密封件10。照此，密封件将被分解成两个组成部件：顶部(的)密封唇12和下部(的)密封唇主体52。这里，顶部密封唇12的几何形状决定了结合活塞密封件100的滑动载荷。
水平线X2在顶部密封唇12的基部14和下部密封唇主体52的上部16处将密封件10一分为二。顶部密封唇12提供第一径向唇厚度T1。第一径向唇厚度T1由参考点P1与参考点P2之间的水平距离确定。P1位于第一水平线X1与第一径向唇半径R1的弧的中间(middle)的位于最左边的竖直切点的交叉点处。第一唇半径R1的中心点还位于水平线X1上。P2位于第二唇半径R2与水平线X1的交叉点处。基于试验和FEA(有限元分析)，已确定具有小于或等于0.7mm的第一径向唇厚度T1的密封件10是最优的。
顶部密封唇12包括第二径向唇厚度T2。第二径向唇厚度T2由沿着水平线X2的参考点P3与参考点P4之间的水平距离确定。相应地，参考点P3和参考点P4位于顶部密封唇12的基部14沿着水平线X2的左端点和右端点处。再次，基于试验和FEA，已确定第二径向唇厚度T2与第一径向唇厚度T1的比率小于1.00的密封件10是最优的。
顶部密封唇12具有径向唇高度H。径向唇高度H由第一水平线X1与第二水平线X2之间的竖直距离(以及由参考点P1和参考点P4)确定。因此，这里再次，大于或等于0.65的径向唇高度H与第二径向唇厚度T2的比率在密封件10的滑动载荷方面提供了最优构造。
最后，顶部密封唇12还包括径向唇总压力接收厚度T3。径向唇总压力接收厚度T3由参考点P1与参考点P3之间的水平距离确定。如果径向唇总压力接收厚度T3小于或等于0.8mm，则密封件设计再次是最优的。
图5显示了示出结合活塞密封件摩擦估计的图。该估计基于FEA和试验。该图显示了现有技术的密封件和本发明的密封件的唇摩擦对于作用表面直径的结果。结果清楚地表明，本发明的唇摩擦力大约是现有技术中的三分之一。

Claims (10)

1.一种用于低摩擦结合活塞密封件(100)的环形密封件，所述环形密封件具有中心轴线并且包括：
环形密封件主体(50)，所述环形密封件主体(50)绕着所述中心轴线对称地定位，和
环形密封唇(10)，所述环形密封唇(10)与所述环形密封件主体(50)一体成型并且具有：
下部密封唇主体(52)，和
顶部密封唇(12)，所述顶部密封唇(12)具有：
第一径向唇厚度(T1)，
第二径向唇厚度(T2)，
径向唇高度(H)，和
径向唇总压力接收厚度(T3)，
其中，所述第二径向唇厚度(T2)与所述第一径向唇厚度(T1)的比率小于1.00，
所述径向唇高度(H)与所述第二径向唇厚度(T2)的比率大于或等于0.65，
所述径向唇总压力接收厚度(T3)小于或等于0.8mm，
所述第一径向唇厚度(T1)小于或等于0.7mm，
所述径向唇总压力接收厚度(T3)由参考点P1与参考点P3之间的水平距离确定，
所述第一径向唇厚度(T1)由参考点P1与参考点P2之间的水平距离确定，
所述径向唇高度(H)由第一水平线(X1)与第二水平线(X2)之间的竖直距离以及由参考点P1和参考点P4确定，
所述第二径向唇厚度(T2)由参考点P3与参考点P4之间的水平距离确定，
P1、P2、P3和P4都位于环形密封唇的外表面上，
P1位于第一水平线(X1)与第一径向唇半径(R1)的弧的中间的位于最左边的竖直切点的交叉点处，并且
所述第一唇半径(R1)的中心点还位于第一水平线(X1)上。
2.一种用于低摩擦结合活塞密封件的环形密封件，所述环形密封件具有中心轴线并且包括：
环形密封件主体，所述环形密封件主体绕着所述中心轴线对称地定位，和
环形密封唇，所述环形密封唇与所述环形密封件主体一体成型并且具有：
下部密封唇主体，和
顶部密封唇，所述顶部密封唇具有：
第一径向唇厚度(T1)，
第二径向唇厚度(T2)，其中
所述第二径向唇厚度(T2)与所述第一径向唇厚度(T1)之间的比率小于1.00。
3.根据权利要求2所述的用于低摩擦结合活塞密封件的环形密封唇，其特征在于，还包括径向唇高度(H)，其中
径向唇高度(H)与第二径向唇厚度(T2)的比率大于或等于0.65。
4.根据权利要求2所述的用于低摩擦结合活塞密封件的环形密封唇，其特征在于，还包括径向唇总压力接收厚度(T3)，所述径向唇总压力接收厚度(T3)小于或等于0.8mm。
5.根据权利要求2所述的用于低摩擦结合活塞密封件的环形密封唇，其特征在于，所述第一径向唇厚度小于或等于0.7mm。
6.根据权利要求4所述的用于低摩擦结合活塞密封件的环形密封唇，其特征在于，所述径向唇总压力接收厚度(T3)由参考点P1与参考点P3之间的水平距离确定。
7.根据权利要求2所述的用于低摩擦结合活塞密封件的环形密封唇，其特征在于，所述第一径向唇厚度(T1)由参考点P1与参考点P2之间的水平距离确定。
8.根据权利要求3所述的用于低摩擦结合活塞密封件的环形密封唇，其特征在于，所述径向唇高度(H)由参考点P1与参考点P4之间的竖直距离确定。
9.根据权利要求2所述的用于低摩擦结合活塞密封件的环形密封唇，其特征在于，所述第二径向唇厚度由参考点P3与参考点P4之间的水平距离确定。
10.根据权利要求2所述的用于低摩擦结合活塞密封件的环形密封唇，其特征在于，P1、P2、P3和P4都位于所述密封唇的外表面上，其中
P1位于水平线(X1)与第一径向唇半径(R1)的弧的中间的位于最左边的竖直切点的交叉点处，并且
所述第一唇半径(R1)的中心点还位于水平线(X1)上。
CN201710588669.0A 2016-07-29 2017-07-19 用于低摩擦结合活塞密封件的密封唇 Active CN107664221B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662368681P 2016-07-29 2016-07-29
US62/368,681 2016-07-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107664221A true CN107664221A (zh) 2018-02-06
CN107664221B CN107664221B (zh) 2021-04-02

Family

ID=61009465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710588669.0A Active CN107664221B (zh) 2016-07-29 2017-07-19 用于低摩擦结合活塞密封件的密封唇

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10100931B2 (zh)
CN (1) CN107664221B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110617329A (zh) * 2018-06-18 2019-12-27 斯凯孚公司 用于自行车或摩托车的叉管的密封单元

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10550941B2 (en) * 2017-07-03 2020-02-04 Aktiebolaget Skf Radial fluid seal
US11592108B2 (en) * 2019-09-19 2023-02-28 Aktiebolaget Skf Seal having a lip optimized for low temperature applications
KR102433892B1 (ko) * 2020-11-13 2022-08-19 한국에스케이에프씰 주식회사 양방향 본디드 피스톤 씰의 접촉단부 구조

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2806725A (en) * 1953-10-12 1957-09-17 Victor Mfg & Gasket Co Fluid seal
US6676132B1 (en) * 1999-09-27 2004-01-13 Kojo Seiko Co., Ltd. Seal and rotary assembly using the seal
CN103742651A (zh) * 2014-01-29 2014-04-23 烟台润蚨祥油封有限公司 一种低摩擦往复运动密封件
CN105370890A (zh) * 2014-08-26 2016-03-02 Skf公司 低摩擦动态密封件

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4613143A (en) * 1984-04-11 1986-09-23 Federal-Mogul Corporation Dual-lip shaft seal with one spring-urged lip
US5013052A (en) * 1989-05-03 1991-05-07 Federal-Mogul Corporation Oil seal having attached thereto two aligned polytetrafluoroethylene pieces forming seal lips

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2806725A (en) * 1953-10-12 1957-09-17 Victor Mfg & Gasket Co Fluid seal
US6676132B1 (en) * 1999-09-27 2004-01-13 Kojo Seiko Co., Ltd. Seal and rotary assembly using the seal
CN103742651A (zh) * 2014-01-29 2014-04-23 烟台润蚨祥油封有限公司 一种低摩擦往复运动密封件
CN105370890A (zh) * 2014-08-26 2016-03-02 Skf公司 低摩擦动态密封件

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110617329A (zh) * 2018-06-18 2019-12-27 斯凯孚公司 用于自行车或摩托车的叉管的密封单元
CN110617329B (zh) * 2018-06-18 2023-08-18 斯凯孚公司 用于自行车或摩托车的叉管的密封单元

Also Published As

Publication number Publication date
US20180031128A1 (en) 2018-02-01
CN107664221B (zh) 2021-04-02
US10100931B2 (en) 2018-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107664221A (zh) 用于低摩擦结合活塞密封件的密封唇
US10557576B2 (en) Full-root-radius-threaded wing nut having increased wall thickness
US20160208969A1 (en) Sealing assembly for hose connector
EP3660378B1 (en) Threaded connection for steel pipe
CN107850218B (zh) 用于车辆的旋转接头
EP3708892A1 (en) Threaded joint for steel pipes
US11492871B2 (en) Buckle prevention ring
CN101718377B (zh) 一种球墨铸铁管的接口结构
US9556734B2 (en) Tunnel segment cross gasket
US20140367082A1 (en) Diverter flow line insert packer seal
CN208123444U (zh) 防尘封
CN105221097B (zh) 用于封隔器的膨胀密封装置及包括其的封隔器
CN105465362A (zh) 防脱密封圈，防脱块以及包括所述密封圈的管道组件
US20120161439A1 (en) Hydraulic flange connection
US20120169013A1 (en) Metal seal
US7401544B2 (en) Plunger with annular exterior seals and method of installing annular seals on an exterior surface of a plunger
US20160084419A1 (en) Mounting apparatus and system thereof
CN106133410A (zh) 活塞密封件
CN100404943C (zh) 塑料伸缩节
CN105452596A (zh) 封隔器及相关方法、密封环和固定环
CN114508319B (zh) 一种组合型密封胶筒和应用其的封隔器装置
JP7065977B2 (ja) 鋼管用ねじ継手
KR102226048B1 (ko) 배관용 관이음구 어셈블리
US1833343A (en) Pump piston
CN105276180A (zh) 自动定心式伺服活塞

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant