CN107956874A - 密封组件 - Google Patents

Abstract

一种密封组件，用于密封被设置用于沿主方向转动的轴，包括以下特征：加强部件和连接到所述加强部件的弹性体部件；弹性体部件包括密封区域，密封区域包括被构造用于密封待密封的空间的密封部分；密封部分包括螺纹型式的第一卷板结构，使用该第一卷板结构，泄漏流体能够被向回抽吸到待密封的空间内；密封部分包括第二卷板结构，第二卷板结构在周向上延伸并且封闭，第二卷板结构被设置用于至少在非转动轴的情况下密封地抵靠在轴上；密封部分包括第三卷板结构，第三卷板结构在周向上延伸并且封闭，第三卷板结构被设置用于至少在非转动轴的情况下密封地抵靠在轴上；以及第二卷板结构与第三卷板结构在轴向上间隔开。

Description

密封组件

技术领域

本发明涉及用于密封可转动的轴的密封组件。

背景技术

特别是在机动车行业(automotive sector)的内燃机和变速器(transmissions)中，对于所使用的密封圈在使用寿命、低摩擦和安装安全性方面有特定要求。在这些应用中通常存在主转动方向，即，待被密封的轴主要在该主转动方向上转动。于是(沿)反向转动(所谓的“倒车(reverse travel)”)只在非常短的时间段内发生。在这方面，对于迄今为止为这些应用开发的密封元件而言，重点已放在在主转动方向转动的情况下和在静止的轴的情况下实现高的可靠的(密封)紧密性，而在倒车的情况下紧密性通常是次要的。

例如，径向轴密封环被已知包括聚四氟乙烯(PTFE)和螺旋抽吸结构，例如用于内燃机的合成油。通过添加剂(诸如石墨或硫化钼)，能够改善PTFE系的轴密封件的滑动性能。然而，这里的PTFE相对缺乏弹性，结果，在相应的轴密封件的静态紧密性方面产生缺点。因而已知利用蜡或油脂封闭现有的密封间隙以用于这种轴密封件的压力和/或真空试验。这些(蜡或油脂)在密封件运行时挥发(volatilize)。

已经提出了减少这些的问题的改进的密封组件。因而由DE 10 2007 036625A1提出了一种用于密封意在在轴用的座的通道开口中转动的轴的密封元件，该密封元件包括加强部件和与其连接的弹性体元件。弹性体部件包括：第一密封区域，其用于静态密封地抵靠在座部件上；和第二密封区域，其包括密封部分，密封部分被构造成和设置用于密封地抵靠在轴上。密封部分包括螺纹型式的返回抽吸结构和位于轴向自由端处的闭合线形式的环形区域。由于使用了弹性体，因此密封组件的弹性增大，结果，能够在不在密封部分上施加附加材料的情况下进行压力和/或真空试验。在轴沿主方向转动的情况下，逸出的(escaping)泄漏流体通过返回抽吸结构被朝向待密封的空间抽吸。与之相比，在静止的轴的情况下，环形区域起到静态密封(件)的作用。

许多提出的密封组件具有以下这样的问题：在轴转动方向反转的情况下产生泄漏。也已经为这个问题提出了解决方案。因而在DE 10 2004 020 966A1中公开了一种径向轴密封件，其由弹性体材料形成并且包括表面部分，该表面部分设置有用于泄漏液体的流体动力学作用的返回抽吸槽。这些返回抽吸槽在密封圈(seal bead)的表面部分的轴向自由端上延伸。返回抽吸槽由朝向内侧的切削尖端形成。为了充分的密封，密封圈与轴的最小接触宽度为0.1mm。在所提出的密封组件的情况下，接触宽度应为至多0.8mm，这是因为否则无法确保足够的润滑。由于该相对大的接触宽度，因此磨耗增大。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的密封组件，其具有优化的动态和静态密封性能，并且还可用于广泛的应用，其具有低磨耗并且只需很小的努力就可以制造。

本发明的目的通过具有技术方案1的特征的密封组件实现。有利的设计为从属技术方案的主题。

根据本发明的一个有利的实施方式，一种密封组件，被设置用于密封被设置用于转动的轴，包括以下特征：

-加强部件和连接到所述加强部件的至少一个弹性体部件，

-弹性体部件包括密封区域，密封区域包括被构造用于密封待密封的空间的密封部分，

-密封部分包括螺纹型式的第一卷板结构，使用该第一卷板结构，泄漏流体能够被向回抽吸到待密封的空间内，

-密封部分包括第二卷板结构，第二卷板结构在周向上延伸并且封闭/自身封闭(closed/self-enclosed)，第二卷板结构被设置用于至少在非转动轴的情况下密封地抵靠在轴上，

-密封部分包括第三卷板结构，第三卷板结构在周向上延伸并且封闭/自身封闭，第三卷板结构被设置用于至少在非转动轴的情况下密封地抵靠在轴上，以及

-第二卷板结构在轴向上设置在第一卷板结构与第三卷板结构之间，并与第三卷板结构在轴向上间隔开。

在转动轴的情况下，逸出的泄漏流体能够通过螺纹型式的第一卷板结构被向回抽吸到待密封的空间内。这特别对于在存在有主转动方向的应用中的密封件的动态载荷是有利的，这是因为在这种情况下，泄漏流体被(甚至在第二卷板结构和第三卷板结构下方通过建立的抽吸压力)可靠地向回抽吸。

由于在周向上延伸并且封闭的第二卷板结构和第三卷板结构，并且特别是其(有)轴向间隔，因此与静止的轴的静态密封和在轴临时逆着主转动方向转动的情况下的充分的动态密封这两者是可能的。如此级联地设置的分别封闭的卷板结构与转动方向无关地充分地向回保持逸出的泄漏流体。在静态的情况下，即在静止的轴的情况下，这两个卷板结构密封地抵靠在轴上，结果，在这种情况下，泄漏流体无法逸出。由于设置了两个具有轴向间隔的卷板结构，因此即使在其中的一个卷板结构发生泄漏的情况下，也能够通过另一个环绕的卷板结构确保临时可靠的密封。由于第二卷板结构与第三卷板结构的轴向间隔，因此可以在它们之间形成储存器，少量的泄漏流体可以收集在该存储器中。

在已知的密封件中，单个密封圈被已知为(返回抽吸结构连接到的)静止的轴的静态密封件，通常被实施为单一转动方向的单头或多头螺旋(single-or multi-startspiral)。在轴逆着主方向转动的动态的情况下，这种组件无法确保可靠的密封。这种返回抽吸结构仅在轴沿主方向转动的情况下才具有期望的朝向待密封的空间的抽吸效果。然而，在逆着主方向转动(所谓的“倒车”)的情况下，这种结构不可避免地具有不期望的朝向环境的抽吸效果。因而逸出的泄漏液体被朝向环境抽吸。在转动轴的动态情况下，必要的是密封圈被薄油膜润滑。否则由于摩擦增大而将会导致密封件的严重磨损。于是连接到密封圈的抽吸结构具有以下效果：主动地(actively)抽吸位于密封圈下方的油，主动朝向环境抽吸远离密封圈。由此，泄漏甚至主动地增大。本发明通过提供与螺纹型式的第一卷板结构直接操作连接(in direct operative connection with)的在轴向上间隔开的第三卷板结构来避免该缺点。与之相比，第二卷板结构直接轴向抵靠在第一卷板结构上。因而第二卷板结构与第一卷板结构操作连接。

在轴逆着主方向转动的情况下，由于逸出的泄漏流体最初收集在储存器中，因此级联地设置的第二卷板结构和第三卷板结构充分地延迟了泄漏。储存器的尺寸可以根据应用确定，使得在返回行程和假定泄漏的典型持续时间的情况下，存储器不被完全充满，结果是，泄漏流体不能在第二卷板结构下方通过并进而进入环境。在倒车之后不可避免的沿主方向转动的情况下，逸出的泄漏流体通过第一卷板结构被主动地向回(经由第二卷板结构的下方)抽吸到储存器并且与这里收集的泄漏流体一起(经由第三卷板结构的下方)向回抽吸到待密封的空间。因而可靠地防止了泄漏。

在本发明的一个有利的实施方式中，密封部分形成在轴向自由端的区域，使得在密封组件的安装状态下，第三卷板结构以第一径向力(所谓的“接触压力”)压在轴上，第二卷板结构以第二径向力压在轴上，其中第一径向力小于第二径向力。优选的是，第一径向力比第二径向力小40％至70％之间。由于所选择的弹性材料，因此使卷板结构压在轴上的径向力通常受到因作用在第一卷板结构上的径向力的分布而产生的波动。因而由材料的弹性在所有卷板结构上总共施加的总径向力在沿着轴的相应轴向延伸(部)中沿着圆周在不同角度位置处在不同的卷板结构上分布稍微不同，这是因为螺纹型式的第一卷板结构与轴在不同轴向位置处在每个角度位置接触。相关的是，第一径向力沿着整个圆周比第二径向力小。这具有以下积极效果：与能通过第二卷板结构朝向环境(抽吸)相比，泄漏流体能够更容易地在第三卷板结构的下方向回抽吸到待密封的空间。

在本发明的一个有利的设计中，第一卷板结构的区域中的密封部分被构造成使得第一卷板结构以变化的径向力分布沿其延伸(部)被压在轴上，其中径向力的最大值发生在第一卷板结构的与第二卷板结构轴向间隔开的位置处。径向力优选在初始朝向第二卷板结构增大，结果是，卷板结构的各绕圈(winding)以比前一个高的径向力压在轴上。在超过与第二卷板结构的轴向间隔的最大径向力之后，径向力再次减小。这导致第一卷板结构的优化的抽吸效果。

在本发明的一个有利的设计中，在密封部分中沿周向延伸的槽型式的凹部位于第二卷板与第三卷板之间。该凹部用作在静态或动态的情况下(特别是在轴向回转动的情况下)通过第三卷板结构的泄漏流体用的限定的存储器。凹部的尺寸可以根据预期的应用以简单的方式进行适配。

在本发明的一个有利的设计中，在密封组件的未安装状态下，第一卷板结构的内径朝向一个轴向自由端连续减小，第二卷板结构的内径小于最小的第一卷板结构的内径，第三卷板结构的内径小于第二卷板结构的内径。内径朝向轴向自由端的减小优选是线性的。内径的减小优选以0.5至1.0的倍数(factor)范围发生，特别优选为0.8。也就是说，例如，在两个内径的轴向观察距离为1mm的情况下，内径相差0.8mm，即轴向偏移每(一个)毫米则(内径)减小0.8mm。这相对于密封组件的主轴线而言对应于大致45°或22.5°的锥体的开度角(opening angle)。在这种减少的情况下，在安装状态下，优选的压力分布出现在抵靠在轴上的卷板结构上，这导致低磨耗同时具有高的紧密性。

在本发明的一个有利的设计中，在密封组件的安装状态下，卷板结构的内径朝向密封部分的一个轴向自由端线性地减小。卷板结构的表面位于朝向轴向自由端渐缩的锥体上。由此在密封组件处于安装状态的情况下，可以实现径向力的限定曲线(course)，进而实现优化的密封效果。

在本发明的一个有利的设计中，第二卷板结构与第三卷板结构的轴向间隔在第一卷板结构的螺纹的螺距的40％至60％之间。该间距优选为50％。例如，在螺纹螺距为0.7mm的情况下，该轴向间隔为0.35mm。这导致与第一卷板结构的返回抽吸效果的相结合的如此形成的泄漏流体用的储存器的最优尺寸。

在本发明的一个有利的设计中，第三卷板结构与密封部分的轴向自由端相关联。该轴向自由端是密封部分的位于朝向待密封的空间的端部。弹性体部件的连接点与加强部件在轴向上相对。第一卷板结构的螺纹深度优选在朝向第二卷板结构的延伸(部)减小，并且被构造成并入(merging into)第二卷板结构。由于该组件，特别是在轴沿主方向转动的动态情况下，能够优化泄漏流体的流体动力学的返回抽吸。减小的螺纹深度和向第二卷板结构的过渡在朝向第二卷板结构的螺纹中产生增大的压力，该压力足够大以将泄漏液体在第二卷板结构的下方向回抽吸到存储器。如果第二卷板结构与第三卷板结构之间的储存器充满了泄漏流体，并且如果另外的泄漏流体被第一卷板结构向回抽吸，则泄漏流体还在第三卷板结构的下方被向回抽吸到待密封的空间。

在本发明的一个有利的设计中，所述卷板结构由设置在所述密封部分上的卷板形成在密封部分上，其中卷板具有相似的截面。这种密封组件特别成本有效并且能够以较高的精度制造，这在下面进一步说明。因而优选的是，硫化工具的相关表面结构可以使用单个切削板以单个操作制造，结果，能够产生尽可能准确的结构。无需设置(setting down)或者甚至更换切削板。因此，还可以非常准确地制造使用该切削工具制造的密封组件，结果，排除了由于制造中的不准确而导致的增大的泄漏。

在本发明的一个有利的设计中，卷板的截面被构造成三角形，其中三角形轮廓具有在与轴的密封接触中存在非对称压力分布的形状，使得即使在轴逆着主方向转动的情况下也能够实现抽吸效果。由于卷板的截面的非对称设计，即使在轴逆着主方向转动的情况下(其中螺纹型式的第一卷板结构未实现抽吸效果或实现了如上述的不期望的抽吸效果)，第二卷板结构和第三卷板结构也已实现了返回抽吸效果，结果，泄漏液体被返回抽吸到待密封的空间。由于反向转动的轴的持续时间通常明显较小，因此第二卷板结构和第三卷板结构的这个抽吸效果通常可以显著小于在轴沿主转动方向转动的情况下第一卷板结构的抽吸效果。

在本发明的一个有利的设计中，三角形截面的位于密封部分的轴向自由端(所在)侧的第一腿被构造成相对于轴(的)主轴线的倾斜度比轴向相对的第二腿(的情况)小。这种(非)对称构造的三角形形状可靠地确保了在与轴接触的密封中的充分非对称的压力分布，结果，以简单的方式实现了刚刚说明的抽吸效果。

优选的是，第一腿与轴的主轴线或轴的表面围成角度α，角度α在40°至90°之间。第二腿与轴的主轴线或轴的表面围成角度β，角度β在5°至35°之间。这里，α优选在55°至80°之间，还更优选为75°。与之相比，β最优在15°至20°之间，还更优选为15°。在这种角度的实施方式的情况下，非对称压力分布在其抽吸效果方面最大。

在本发明的一个有利的设计中，三角形截面在尖端处具有圆形形状，由此卷板密封地抵靠在轴上。这优选地具有在0.03至0.1mm之间的半径，特别优选地为0.05mm。由此在卷板结构上的典型局部径向力在0.4至3N的范围的情况下，在以非常低的接触面积接触在轴上的卷板上出现最优的接触压力。因此，在这种密封组件的情况下，与已知的密封组件相比，摩擦可以显著减小，其中由于三个对应的卷板结构的构造，密封性能也被总径向力的分布而优化。

附图说明

以下参照附图说明源自本发明的示例性实施方式的本发明的其它优点、特征和细节。

图1示出了本发明的(一个)实施方式的上半部的纵截面，

图2示出了处于安装状态的根据图1的实施方式的密封部分的截面(sectional)放大图，

图3示出了密封部分的轴向端的截面放大图，

图4示出了处于未安装状态的根据图1的实施方式的密封部分的截面放大图，

图5示出了用于制造本发明的实施方式的成型部件的一部分(section)，以及

图6示意性地示出了本发明的实施方式用的硫化工具的制造过程的一部分。

附图标记说明

1 密封元件

3 加强部件(stiffening part)

5 弹性体部件

9、11 密封区域

13 密封部分

15 部分

17 密封唇

21 区域

101 线

103 返回抽吸结构

104 槽

105、107 卷板

131 凹部

133、135 腿

137 尖端

106、106’ 开口

301、303 线

401 注射成型

403、405、407 槽

406 隆起部

408 线

501 切削板

511、515、517、519、521 箭头

513 点

具体实施方式

图1作为本发明的示例性实施方式示出了第一实施方式的密封元件1的上半部的纵截面。该图示出了处于安装状态的密封元件1，在图中为了更清楚起见而并未示出座(housing)和轴。环形的密封元件1包括通常由金属板制成的第一加强部件3。密封元件1还包括与该加强部件3相连接的弹性体部件5。弹性体部件5由弹性体材料(特别是含氟弹性体(fluoroelastomer))形成，并通过硫化而与所述加强部件3相连接。

这里，弹性体部件5包括密封区域9，密封区域9的外表面被构造用于在待密封的、未示出的轴用的通道开口的区域静态密封地抵靠在未示出的座部件(housing part)上。例如，这里为内燃机的座，其中马达的待密封的油空间M设置在图1的左侧，(例如与周围空气(surrounding atmosphere)相关联的)气侧(air side)U位于图1的右侧。

弹性体部件5还包括(意在用于安装密封元件1的)第二密封区域11，如图1所示，第二密封区域11包括抵靠在轴上的大致中空圆柱形的密封部分13。然后密封部分13朝向右侧并入以喇叭状的方式伸展的部分15。因而在所示的实施方式中，喇叭状部分15以(其)截面(随着)进入油空间M内而减小的方式突出到油空间M内。最后，弹性体部件5包括朝向气侧U的第二密封唇17。第二密封唇17不与轴接触，并使粗大的污染物保持远离密封区域11。

这里，中空圆柱形的密封部分13的至少内表面形成有螺纹型式的返回抽吸结构(screw thread-type return-pumping structure)，在轴以预期的主转动方向转动的情况下，所述螺纹型式的返回抽吸结构对在轴与密封部分13之间渗透的油施加反向抽吸效应。

在图1的绘图中的密封部分13的左端(部)，即，在轴向自由端，所述返回抽吸结构的螺纹在密封部分13的圆环型式的、径向环绕的闭合区域21(该闭合区域21包括圆柱套型式(circular-cylinder-casing-type)的内壁)终止，将参照图2和图3详细解释其设计。

图2示出了来自图1的本发明的实施方式的密封区域13的截面(sectional)放大图。这里，为了说明本发明的重要方面，密封区域与轴(未示出)的接触由线101表示，而没有覆盖密封区域13的基本结构。密封区域13包括(被实施为螺纹型式的返回抽吸结构103的)第一卷板结构(web structure)。密封区域13还包括各自以在周向上延伸的闭合卷板105和107实施的第二卷板结构和第三卷板结构。卷板105和107被设置成在轴向上间隔开，其中卷板107与密封区域13的轴向端(部)相关联，而卷板105设置在返回抽吸结构的端部。因此，卷板105位于返回抽吸结构103与卷板107之间。

至少在非转动轴的情况下，卷板105和107被设置用于密封地抵靠在轴上。这里与弹性体的材料特性相结合，它们形成了以下先决条件：即使在非转动轴的情况下，密封元件也能够以气体和流体紧密(/密封)(tight)的方式抵靠在轴上，结果，例如，为了在组装过程的背景下监测密封元件的正确安装和内燃机的密封效果，可以在无需在密封部分13与轴之间施加其它材料的情况下进行压力和/或真空试验。

返回抽吸结构103的螺纹并入/汇入于(merges into)卷板105，使得由返回抽吸结构103限定的槽104的宽度和深度随着等比例保持的轮廓而减小。这具有以下积极效果：在具有相对简单的可制造性的情况下，返回抽吸效应对于在转动轴的情况下在待向回抽吸的泄漏流体中产生的压力增大的效果有积极的影响，结果，泄漏流体被在卷板105下方可靠地向回抽吸。参照图3详细解释卷板105和107的详细设计和相互作用。

图3以放大的方式示出了图2的密封组件的实施方式的区域A。这里特别的是，可以详细看到两个自闭合(self-enclosed)的卷板105和107。在这两个在轴向上间隔开的卷板105与107之间形成有凹部131，凹部131形成了逸出或向回抽吸的泄漏液体用的储存器(reservoir)。卷板105和107具有间隔a，该间隔a的尺寸在返回抽吸结构103的螺纹螺距(pitch)的40％至60％之间。这里，存储器的最优体积(被)关于返回抽吸结构103的选定的抽吸能力而产生。

卷板105和107以及返回抽吸结构103具有类似的截面几何形状，其被构造成三角形并且分别包括两个腿133和135以及位于这两个腿之间的圆形尖端(rounded tip)，其参照卷板107以示例性的方式示出。在圆形尖端137的情况下，密封件分别(respectively)抵靠在轴的表面(这里进而由线101表示)上。尖端137的半径优选在0.03至0.10mm之间，由此在轴的表面上产生非常小的接触面，进而在密封件与轴之间产生最低可能的摩擦。理想的是，圆形尖端的半径为0.05mm。这里，密封件与轴的接触宽度与主要摩擦或密封效果之间存在最优比率。由于弹性体部件5的柔韧性或刚性，因此导致在密封件的一个示例性设计中，沿着位于轴上的轴向线(例如线101)，主要的总径向力为大致5N。该总径向力在卷板105和107的表面尖端上分布，该表面尖端沿着与轴接触的线以及返回抽吸结构103，其通常导致作用于圆形尖端的在0.4至3N的范围的局部径向力。这些局部径向力仅导致非常轻微的(由于在轴上的压力而产生的)密封件截面的平坦化，结果是，在运行时接触宽度被优化并且相对(较)小。

在卷板105和107以及返回抽吸结构103的情况下，指向环境的腿135与轴的表面或主转动轴线围成角度β。角度β优选在5°至35°之间。特别优选的是，β在15°至20°之间。在机动车(automotive)领域的典型应用的情况下，β最优为15°。这里，最优角度β当然可以(canby all means)在不同的应用之间变化。三角形截面结构的相对的腿133与轴的表面或转动轴线围成角度α，α优选在40°至90°之间。特别优选的是，角度α在55°至80°之间。在具有卷板105和107的典型应用中，α最优为75°，如此对所有(情况)都是相同的。作为一种选择，如在图3所示的本发明的示例性实施方式中，在仅有卷板107的情况下，α可以为45°；然而，在(具有)卷板105和返回抽吸结构103的情况下，仅为(at barely)80°。通过选择不同尺寸的角度α和β，在将卷板抵靠在轴上的情况下，在接触表面上产生非对称的压力分布，这导致泄漏流体的主动返回抽吸。尤其是在轴逆着主转动方向转动的情况下，在流体中产生在卷板107下方通过的趋势，就会发生这种相关(情况)。在轴逆着主转动方向转动的情况下，返回抽吸结构103没有返回抽吸效果。相反地(Rather)，在这种情况下，返回抽吸结构103甚至主动将流体朝向环境U抽吸。因此，必须单独通过卷板105和107来确保泄漏流体无法到达环境U。这里，泄漏流体的大多数已经通过卷板107的优化而被保持或主动向回抽吸到油空间M。尽管在轴逆着主转动方向转动的情况下，整个密封部分13的抽吸能力(与另一种轴沿主转动方向转动的情况相比)显著降低，(甚至减小至)消除了返回抽吸结构103的作用，但是泄漏流体的量(也)显著减小(这特别是由于显著较短的转动持续时间和较低的转速而导致)，因此在这种情况下(也仍然是)足够的。

然而，在某些情况下泄漏流体因卷板107与轴的非常小的并从而导致的摩擦优化的接触宽度而逸出，并收集在卷板105与107之间的凹部131内。在凹部131处，泄漏流体进而通过优化几何形状的卷板105而被朝向卷板107并进而朝向油空间M向回抽吸。因而以这种方式级联地(cascadingly)设置的卷板105和107以改进的方式确保了：即使在轴临时逆着主方向转动的情况下，泄漏流体也无法到达环境U。这里同时给出了卷板105和107与轴的小的接触宽度以及进而摩擦优化的密封。为此目的，仅包括一个卷板的已知的密封件是刚刚不足够的或者由于增大的摩擦(例如作为在该位置有较大接触面的结果)而是足够的。

图4以截面方式示出了与图1至图3中的实施方式类似的实施方式；然而，在(图4)这里处于未安装的状态。与图1至图3中的安装状态的描绘相比，这里特别能够在密封区域11的区域中看到弹性体部件5的几何形状。其以锥形的方式朝向轴向自由端渐缩(由线301示出)。相应地，卷板105和107以及返回抽吸结构103的(各)表面位于相应的锥体的表面上。因此，返回抽吸结构103的内径在轴向上线性地减小。相应地，卷板105的内径甚至更小，而卷板107的内径最小。

线303表示卷板105和107以及部分的返回抽吸结构103在安装状态时抵靠在的(未示出的)轴的表面。很清楚的是，弹性体部件5沿着密封区域11的轴向延伸的加宽(increasing widening)是由密封组件的安装而造成的。由于弹性体部件5的弹性，这导致了总径向力，卷板105和107以及返回抽吸结构103通过该总径向力而被压在轴上。局部径向力(“接触压力”)分别作用在卷板105和107以及返回抽吸结构103上；尺寸根据卷板105和107以及返回抽吸结构的几何形状而变化。卷板105和107沿着各假想的轴向延伸线(例如线303)在轴向上位于轴上的相同位置。与之相比，由于螺纹型式的结构，因此抽吸结构103的卷板的轴向位置随着线沿着轴的圆周的各角度位置而不同。因此，对于不同的角度位置，在不同的卷板上产生不同的总径向力的分布。局部径向力在轴向延伸(部)具有最大值，对于各角度位置，位于返回抽吸结构的区域。因此，作用在卷板105上的局部径向力低于该最大值。进而作用在卷板107上的局部径向力低于该最大值并且低于作用在卷板105上的局部径向力。在直接比较中，卷板107比卷板105更少地(less)压在轴上，而这进而比以最大的力压在轴上的返回抽吸结构103的尖端(的情况)小。局部径向力的这种组合被在以下方面优化：轴沿主方向转动的抽吸特性、轴逆着主方向转动的抽吸特性、和磨耗。

所描述的密封组件还具有能够以特别简单的方式制造的优点。通常，所使用的弹性体部件5通过使用具有像待被制造的密封组件的容腔的形状的工具进行注射成型而制成。以已知的方式将弹性体引入容腔内并硫化。该工具的制造非常复杂并且与高昂的成本相关联。这里，例如，金属部件被机加工并且被形成所希望的形状，其被组装形成容腔。为此目的，使用多个切削工具来制造金属部件中的一者中所需的卷板或凹部的结构。切削板具有不同的几何形状，以便能够制造经常不同几何形状的卷板。随后将切削板在转动的同时前进(advance)到金属部分，使得进行机加工。由于卷板的尺寸较小，因此在切削工具每次变化的情况下，对切削工具的新位置的精确度要求(较)高。通常这将导致偏离所期望的几何形状。由此导致的不准确性转移到制成的密封组件上，这可能损害其运行可靠性。

在本发明的优选实施方式中，螺旋状的返回抽吸结构103以及两个环绕的卷板105和107的截面几何形状被设计成使得仅使用单个切削板以单个连续制造工序就能够制造工具的相应的成形部件(shaped part)。不需要设置(set down)用于改变其的切削工具。由此，由于与已知的硫化工具的制造相比无需改变切削板，由此制造工序不中断，因此确保了返回抽吸结构103和两个卷板105和107相对于彼此的精确形状和位置这两者。此外，由于大致相同的几何形状，因此可以使用相同的切削板来制造所有的卷板。因而，特别是由于圆形尖端的非常小的半径，还确保了最优的压力分布，甚至排除了制造硫化工具以及进而制造弹性体(期间)的最小误差。

在图5中，示意性示出了成形部件(shaped part)401的一部分。可以使用该成形部件401利用已知的方法制造根据本发明的密封组件。例如，这种密封件以注射成型方法通过硫化而制成。在外部并且径向环绕地，成形部件401具有与根据图1至图4的密封组件1的弹性体部件5的密封区域11相反的结构。该结构相应地包括朝向轴向左侧渐缩的螺旋槽403，螺旋槽403具有通过在硫化工序期间填充弹性体而形成返回抽吸结构103的限定的轮廓。在这方面，槽403的几何形状恰好(exactly)对应于返回抽吸结构103的卷板的几何形状。槽403在沿周向延伸的槽405中的区域404中终止，其几何形状进而对应于卷板105的几何形状。在轴向上间隔开的是沿周向延伸的另外的槽407，其几何形状进而对应于卷板107的几何形状。位于其间的隆起部406具有凹部131的几何形状。

成形部件401在轴向上以锥体形状的方式渐缩，其由线408示出。特别地，槽403、405和407的最深点位于相应的锥体的外表面上。因此槽403、405和407在周向上具有不同的内径，其中由于螺旋线(spiral course)(的缘故)，因此槽403的内径连续降低并且槽407的直径最小。由此在未安装状态下，所制造的密封组件也以锥体形状的方式朝着轴向自由端渐缩。以类似的方式，卷板105的内径以及返回抽吸结构103的半径减小。与之相比，在密封组件的安装状态下，由槽而产生的卷板105和107以及返回抽吸结构103被轴扩宽，这由于弹性体的弹性而导致径向力。卷板105和107由此被密封地压在轴上。在典型的应用中，返回抽吸结构103仅部分地抵靠在轴上，例如从卷板105开始的前三个绕圈(windings)(抵靠在轴上)。

在图6中，示意性示出了成形部件401的制造过程。为此目的，切削板501用于以基本已知的方式切削材料的烧蚀(ablation)，以便产生槽403、405和407。为了说明该过程，示出了在现实中在时间上(temporally)是彼此跟随的多个工序阶段的切削板501被叠置。在制造过程中，仅使用一个例如在CNC控制下操作的切削板501，而尚未完成的成形部件401绕着其中心轴线转动。此外，为了更好地说明，切削板501被示出为与成形部件401略微间隔开。在实际过程中，这两个部件(处于)可操作接触(的状态)。

为了制造螺旋槽403，切削板501最初朝向自由端连续地轴向移动，并且在较小程度上朝向径向内侧(因而在图5的绘图中平行于线408朝向左下方)移动，这由箭头511示出。这里，成形部件转动，结果是，槽403连续地产生。在点513处，切削板501被保持一定的时间，即，转一圈(one revolution)所需的时间，以便产生环绕槽405。随后切削板501朝向径向外侧移动，这由箭头515表示。之后，切削板501沿着箭头517朝向轴向左侧移动，并在建立起与密封组件中的卷板105与107的间隔相对应的距离之后，沿着箭头519朝向径向内侧移动。随后，沿着箭头521朝向轴向左侧和径向外侧移动。从而产生槽407。

以这种方式，可以使用CNC控制的铣床(milling machine)以单个操作生产具有极其精确的几何形状的成形部件401，然后使用该成形部件401，可以进而制造也具有极其精确的几何形状和进而高(密封)紧密性和可靠性的密封组件。

Claims (10)

1.一种密封组件，用于密封被设置用于沿主方向转动的轴，包括以下特征：

-加强部件和连接到所述加强部件的至少一个弹性体部件，

-所述弹性体部件包括密封区域，所述密封区域包括被构造用于密封待密封的空间的密封部分，

-所述密封部分包括螺纹型式的第一卷板结构，使用该第一卷板结构，泄漏流体能够被向回抽吸到所述待密封的空间内，

-所述密封部分包括第二卷板结构，所述第二卷板结构在周向上延伸并且自身封闭，所述第二卷板结构被设置用于至少在非转动轴的情况下密封地抵靠在所述轴上，

-所述密封部分包括第三卷板结构，所述第三卷板结构在周向上延伸并且自身封闭，所述第三卷板结构被设置用于至少在非转动轴的情况下密封地抵靠在所述轴上，以及

-所述第二卷板结构与所述第三卷板结构在轴向上间隔开。

2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，在所述第二卷板结构与所述第三卷板结构之间形成有在所述密封部分中沿周向延伸的槽型式的凹部。

3.根据权利要求1或2所述的密封组件，其特征在于，在所述密封组件的未安装状态下，所述卷板结构的内径朝向所述密封部分的轴向自由端线性地减小。

4.根据权利要求1、2或3所述的密封组件，其特征在于，还具有以下特征：

-所述第三卷板结构与所述密封部分的轴向自由端相关联，以及

-所述第一卷板结构被构造成并入于所述第二卷板结构。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的密封组件，其特征在于，所述第二卷板结构设置在所述第一卷板结构与所述第三卷板结构之间。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的密封组件，其特征在于，所述第二卷板结构与所述第三卷板结构的轴向间隔为所述第一卷板结构的螺纹的螺距的40-60％。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的密封组件，其特征在于，所述卷板结构由设置在所述密封部分上的卷板形成，并且所述卷板具有大致类似的截面，这些截面被构造为三角形，所述三角形轮廓具有以下这样的用于实现非对称压力分布的非对称形状：使得即使在轴逆着主转动方向转动的情况下也能够实现抽吸效果。

8.根据权利要求7所述的密封组件，其特征在于，所述三角形截面的位于所述密封部分的轴向自由端所在侧的第一腿被构造成所述第一腿相对于所述轴的主轴线的倾斜度小于相对的第二腿相对于所述轴的主轴线的倾斜度。

9.根据权利要求8所述的密封组件，其特征在于，所述第一腿与所述轴的主轴线或所述轴的表面围成角度α，所述角度α在40°至90°之间，所述第二腿与所述轴的主轴线或所述轴的表面围成角度β，所述角度β在5°至35°之间。

10.根据权利要求7至9中的任一项所述的密封组件，其特征在于，所述三角形截面的能够使所述卷板密封地抵靠在所述轴上的尖端具有圆形形状。