CN108603602B - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种密封装置，用于对彼此可相对旋转的内部的第一组件(8)和外部的第二组件(15)之间的径向间隙进行密封，其中，第一组件(8)能围绕旋转轴线旋转地并且第二组件(15)与第一组件(8)同轴地布置，其中，密封装置具有与第一组件(8)连接的动态密封部件(14)，其中，密封装置具有与第二组件(15)连接的静态密封部件(15)，其中，密封装置具有第一迷宫式密封件(1)，其通过在动态密封部件(14)和静态密封部件(15)的彼此相对置的表面的第一部段之间的间隙形成，其中，密封装置具有叠层密封件(2)，其布置在第一迷宫式密封件(1)的径向内部，其特征在于，密封装置具有与第二组件(15)连接的防尘盖(3)，其布置在第一迷宫式密封件(1)的径向外部。

Description

密封装置
技术领域
在诸如传动装置或马达的装置中使用密封件，用于防止灰尘和其它不希望的物质、例如水进入装置的内部。特别是在装置的固定的和移动的部件相互邻接的地方，对密封装置提出了很高的要求。
背景技术
已知在旋转和非旋转构件之间使用作为密封件的、由迷宫式密封件和叠层密封件构成的组合。迷宫式密封件作为防护密封件很受欢迎，因为它们作为非接触式密封件实际上是无磨损地工作的。
在图1中示出了包括迷宫式密封件1和叠层密封件2的这种已知的密封件，其中，该密封件布置在传动装置16中的传动装置-驱动轴8的入口区域中。在此，叠层密封件2置于迷宫式密封件1灰尘进入的方向上的下游。迷宫式密封件1通过在传动装置16的非旋转构件15(此处为轴承盖)和与驱动轴8一起旋转的构件14之间形成的曲折间隙而制成。
旋转构件14借助于螺纹销5抗扭地布置在传动装置16的驱动轴8上。螺纹销5利用粘接剂，例如
Figure GDA0001743054170000011
来固定。另外，旋转构件14通过例如粘接剂
Figure GDA0001743054170000012
固定在传动装置输入轴8上。在旋转构件14的背离传动装置16的一侧上，缩紧盘7通过锥形环部段12装配在传动轴8上，从而形成了传动轴8与马达轴(未示出的)的压力连接。
传动轴8借助于滚动轴承9支承在传动装置壳体11上。借助于螺栓17，非旋转构件15被固定在传动装置壳体11上。非旋转构件15具有润滑通道13，通过润滑通道可以将润滑脂从润滑脂嘴4输送到迷宫式密封件1的间隙中。在非旋转构件15的围绕传动轴8的内周上布置有轴密封环10。轴密封环(WDR)属于接触式密封装置，因为其为了进行密封而具有所谓的唇口或密封唇口，其抵靠在旋转构件上。轴密封环10的密封唇口在传动轴8的外周上滑动。该轴密封环10主要用于防止位于传动装置内部的油从传动装置16沿传动轴8逸出。
在迷宫式间隙1的径向内部的传动侧的端部处，将叠层密封件2插入到旋转构件14中，该叠层密封件通过用作额外的迷宫式密封件来密封迷宫式间隙1。包括迷宫式密封件1和叠层密封件2的图1中所示的这种传统的密封装置旨在保护传动装置的内部免于来自环境100的不期望的颗粒特别是灰尘颗粒的侵入。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的密封件。
本发明涉及一种密封装置，其用于密封可彼此相对地旋转的内部的第一组件和外部的第二组件之间的径向间隙。第一组件可围绕旋转轴线旋转地布置，并且第二组件与第一组件同轴地布置。在此，密封装置具有与第一组件连接的动态密封部件，并且密封装置具有静态密封部件，其与第二组件连接。密封装置具有第一迷宫式密封件，其由在与动态密封部件和静态密封部件的相对置的表面的第一部段之间的间隙形成。密封装置具有叠层密封件，其布置在第一迷宫式密封件的径向内部。密封装置具有与第二组件连接的防尘罩，该防尘罩布置在第一迷宫式密封件的径向外部。
径向间隙是将两个部件彼此径向地分开的间隙。术语“径向”是指可相对于彼此旋转的第一组件和第二组件的旋转轴线。优选地是一种环形间隙，其环形地围绕内部的第一组件并与外部的第二组件间隔开。
动态密封部件可以是能旋转的环，其与内部的第一组件一起围绕旋转轴线旋转并且形成第一迷宫式密封件的旋转的、即动态的壁。静态密封部件形成第一迷宫式密封件的静止的、即静态的壁；静态密封部件可以是第二组件的一部段和/或与第二组件连接的单独构件。可能的是，静态密封部件至少部分地由用于将叠层密封件固定在第二组件上的紧固环形成；在此，紧固环可以通过螺栓装配在第二组件上。
第一迷宫式密封件优选具有润滑脂，即对迷宫式间隙进行密封的油脂，例如锂基润滑脂，其通过润滑脂嘴和与其连接的润滑通道被压入到迷宫式密封件中。通过填充油脂，任何侵入的污垢颗粒都会不断地被传送到外部。
在动态密封部件的和静态密封部件的相对置的表面的第一部段之间的间隙优选地至少部分地在径向方向上延伸。
叠层密封件布置在第一迷宫式密封件的关于旋转轴线的径向内部。术语“叠层密封件”在本说明书中被理解为意指单层或多层环绕的层状环，其可以通过旋入在密封位置处而被安装到凹槽中。叠层密封件用作迷宫式密封件，其将无接触式的或者接触很少的迷宫与很小的间隙宽度组合。层状密封将通常经过非常精确的加工(例如研磨和/或研磨)的金属层状环。叠层密封件例如由德国Koenigsbrunn 86343的Fey Lamellenringe GmbH&Co.KG制造。
密封装置具有与第二组件连接的防尘罩，该防尘罩布置在第一迷宫式密封件关于旋转轴线的径向外侧。
本发明涉及一种三重非接触式密封系统：根据本发明的密封装置包括由迷宫式密封件和置于迷宫式密封件灰尘进入的方向的下游的叠层密封件的组合，其特征在于，密封件还包括覆盖迷宫式密封件的进入间隙的防尘罩。由迷宫式密封件和叠层密封件构成的已知的组合被添加了防尘罩。这具有如下技术效果：即使不再为迷宫式密封件提供润滑脂时，也能防止来自有尘环境的灰尘进入到密封间隙中。因此，例如由于不符合规定的润滑间隔而造成的迷宫式密封件缺乏脂润滑不再导致不希望的灰尘进入到由密封装置密封的装置，例如传动装置或者马达的内部。
该密封装置能有利地用于传动装置，例如行星传动装置，特别是应用在诸如采矿应用等多尘环境中的传动装置。
优选地，密封装置的所有迷宫式密封件被完全地填充有油脂，特别是从防尘罩的径向最内端到叠层密封件的通路。
优选地，在从有尘环境向待密封的径向间隙的穿过密封装置的通路的方向上看，防尘罩、第一迷宫式密封件和叠层密封件以此顺序依次地布置在密封装置中。侵入到密封装置中的灰尘颗粒在其能够到达径向间隙之前必须连续地通过防尘罩、第一迷宫式密封件和叠层密封件。这展示出了本密封装置是如何相对有尘环境进行可靠的密封。
优选地，在从有尘环境向待密封的径向间隙的穿过密封装置的通路的方向上看，在防尘盖和动态密封构件之间形成有径向向外升高的环形间隙。以此方式，侵入到密封装置中的尘粒在进入到在防尘罩和动态密封部件之间形成的环形间隙之后必须穿过环形间隙。该环形间隙用作迷宫式密封件并且优选地被填充有油脂；因此，灰尘很少通过环形间隙并进一步侵入到密封装置中。由于至内部的第一组件、例如轴的负梯度的原因，防尘罩的锥形设计防止了污垢的侵入。
优选地，内部的第一组件是轴，特别是例如传动装置或者马达、优选电动机的传动系的装置的驱动轴或输出轴。
优选地，外部的第二组件是轴承盖，即用于覆盖轴承、例如滚动轴承或滑动轴承的构件，在该轴承中安装有轴。轴承盖可以环形地包围围绕旋转轴线旋转的轴，但其自身以相对于轴固定的方式被固定在传动装置壳体或马达壳体上。因此，第一组件可围绕旋转轴线旋转地且第二组件与第一组件同轴地布置。可以用螺栓将轴承盖安装在传动装置或马达壳体的外侧。轴承盖优选由金属材料制成。
在从有尘环境向待密封的径向间隙的穿过密封装置的通路的方向上看，在叠层密封件之后和待密封的径向间隙之前布置有轴密封环，优选的是径向轴密封环(＝RWDR)，其与第二组件固定地连接并且其密封唇口抵靠在内部的第一组件上。从灰尘进入的方向看，轴密封环优选直接布置在径向间隙之前。轴密封环具有抵靠在内部的第一组件上的密封唇口。轴密封环可用于防止低粘度的润滑剂、诸如来自驱动组件、例如传动装置或者马达的油穿过径向间隙在有尘环境的方向上流出。WDR特别用于防止来自传动装置的传动油沿传动轴泄漏。因此，多重密封系统不仅可以防止灰尘的进入，而且还可以防止低粘度润滑油、例如油的流出。
本发明是一种三重密封系统，用于保护下游的WDR免受损坏。此外，如果WDR可能发生与磨损有关的故障，则应防止灰尘进入驱动部件。
优选地，密封装置在叠层密封件和轴密封环之间具有第二迷宫式密封件。该第二个迷宫式密封件也可以被填充有油脂。
在该密封装置中，防尘罩以不接触的方式覆盖迷宫式密封件的输入间隙，该输入间隙朝向有尘环境地。优选地，在防尘罩和被防尘罩覆盖的构件之间形成另一第三迷宫式密封，其是与第一迷宫式密封或与第一组件和第一组件连接的构件，其同样可以被填充有油脂。
该目的还通过一种装置，例如传动装置或优选的电动机实现，其具有轴、包围轴的轴承盖和根据本发明的密封装置，其中，防尘罩被固定在轴承盖上。
优选地，防尘罩的外周在远离轴承盖的轴向方向看是减小的。由于至内部的第一组件、例如轴的负梯度的原因，防尘罩的锥形实施方案防止了污垢的侵入。
优选地，在轴上布置有缩紧盘，其中，密封装置布置在轴承盖和缩紧盘之间的轴向中间空间中。
优选地，本发明涉及如下的主题：一种传动装置，具有传动装置壳体和从传动装置壳体中伸出的轴，包围该传动轴的、与传动轴同轴地布置的轴承盖和用于密封在能彼此相对旋转的传动轴和轴承盖之间的径向间隙的密封装置，其中，传动轴能够绕旋转轴线旋转，其中，密封装置包括动态密封环，其被固定地安装在传动轴上，其中，密封装置具有被固定地安装在轴承盖上的静态密封环，其中，该密封装置具有填充有润滑脂的第一迷宫式密封件，其由动态密封环和静态密封环的相对置的表面的第一部段之间的间隙形成，其中，密封装置具有叠层密封件，其布置在第一迷宫式密封件的径向内部，其中，密封装置具有固定地安装在轴承盖上的防尘罩，该防尘罩布置在第一迷宫式密封件的径向外部，其中，在从有尘环境向待密封的径向间隙的穿过密封装置的通路的方向中看，防尘罩、第一迷宫式密封件和层状密封以此顺序依次地布置，其中，在防尘罩和动态的密封环之间形成有环形间隙，其在从有尘环境向待密封的径向间隙的穿过密封装置的通路的方向中看是径向向外地增大的，其中，在从有尘环境向待密封的轴向间隙的穿过密封装置的通路的方向中看，在叠层密封件和待密封的径向间隙之间布置有轴密封环，其固定地布置在轴承盖中并且其密封唇口抵靠在传动轴的外圆周上，其中，密封装置在叠层密封件和轴密封环之间具有第二迷宫式密封件，其中，防尘罩无接触地覆盖迷宫式密封装置的朝向有尘环境地安置的入口间隙，并且其中，叠层密封件是单层或多层环绕的层状环布置，其能够通过旋入的方式被安装在密封位置处。
该目的还通过根据本发明的密封装置在传动装置，特别是行星齿轮传动装置中的应用来实现，用于密封传动装置的轴。
附图说明
在下文中，将借助于附图参考几个实施例来解释本发明。其在每种情况下都是示意性的并且不是按比例地示出的。
图1示出了包括迷宫式密封件1和叠层密封件2的这种现有技术中的密封件。
图2示出了未根据本发明的密封装置，其中与第一组件连接的覆盖元件用于覆盖迷宫式密封件，
图3示出了未根据本发明的密封装置，其中与第一组件连接的覆盖元件用于覆盖迷宫式密封件并且使用V形环，
图4示出了根据本发明的密封装置，其中防尘罩被集成到第二组件中，
图5示出了非本发明的密封装置，其中叠层密封件被V形环代替，
图6示出了根据本发明的密封装置，其设计为类似于图5中的密封装置，但是其中代替V形环使用叠层密封件，
图7示出了根据本发明的密封装置，其设计为类似于图4中的密封装置的，并且其中V形环附加地插入到迷宫式密封件中，
图8示出了根据本发明的密封装置，其中防尘罩设计为单独的构件，
图9示出了根据本发明的密封装置，其具有与图8基本相同的结构，但是在静态密封部件上具有略微修改的肩部。
具体实施方式
图2至图9所示的结构在传动装置和收缩连接的区域中类似于图1所示的结构。关于各个组件的详细解释，参考图1。
图8示出了本发明的一个优选设计方案。与图1所示的结构相比，迷宫式密封件1的入口由环形防尘罩3屏蔽于环境。因此，灰尘进入迷宫式密封件1的入口区域的可能性降低。从环境100到达密封装置的灰尘颗粒此外通过防尘罩3的圆锥形状从传动装置16运走。因此，灰尘到达迷宫式密封1的入口区域的可能性进一步降低。防尘罩3利用螺栓被固定在非旋转构件15上，即轴承盖上。即使有灰尘要进入防尘罩3和旋转构件14之间的间隙19中，每个灰尘颗粒在进入迷宫式密封件1之前必须首先沿着较长的间隙19输送。
叠层密封件2的环由旋转构件14中的螺钉20保持。压入到迷宫式密封1中的油脂优选为锂基润滑脂。在非旋转构件15的外周上优选地分布有多个用于将油脂注入迷宫式密封件1中的润滑脂嘴4，例如，四个均匀地分布在圆周上。
图9示出了本发明的一个替代设计方案，其中轴密封环10向着传动装置16抵靠的非旋转构件15的、向着传动装置内部布置的肩部23与在图8中示出的结构相比被径向稍微地拉向驱动轴8。防尘罩3实施为类似于图8那样的。
图2示出了未根据本发明的密封装置，即迷宫式密封件1和置于迷宫式密封件的灰尘入口的方向中下游的叠层密封件2的组合。与图1中所示的构造相比，旋转构件14在其外圆周上具有覆盖元件18，其覆盖迷宫式密封件1的入口区域并用作迷宫式密封件的防尘罩。在此，覆盖元件18的外周被设计为锥形的，使得从环境100到达密封装置的灰尘颗粒通过覆盖元件18的锥形的传动装置16被运走。在覆盖元件18和非旋转构件15之间形成凹槽21。
图3示出了另一未根据本发明的密封装置，即迷宫式密封件、V形环和置于迷宫式密封件的灰尘入口的方向中下游的叠层密封件的组合。与图2中所示的构造相比，V形环6附加地插入在迷宫式密封件1的朝向环境100安置的端部中。如图2中形成的旋转构件14的覆盖元件用作迷宫式密封件的防尘罩。
图4示出了根据本发明的另一种密封装置，即迷宫式密封件和置于迷宫式密封件的灰尘入口的方向中下游的叠层密封件的组合。与图2所示的构造相比，旋转构件14在其外圆周上设计成不形成凹槽的。非旋转构件15的突出的肋部用作迷宫式密封件的防尘罩。
图5示出了未根据本发明的另一种密封装置，即迷宫式密封件和V形环的组合。与图4所示的结构相比，叠层密封件由V形环6代替。轴密封环10由另外的单独的部件被保持在其背离传动装置的一侧。这种结构使得对轴密封环10的更换更简单。非旋转构件15的突出的肋部用作迷宫式密封件的防尘罩。
图6示出了根据本发明的另一种密封装置，即迷宫式密封件和置于迷宫式密封件的灰尘入口的方向中下游的叠层密封件的组合。与图5中所示的构造相比，V形环由叠层密封件2代替。非旋转构件15的突出的肋部用作迷宫式密封件的防尘罩。
图7示出了根据本发明的另一密封装置，即迷宫式密封件1、V形环6和置于迷宫式密封件1的灰尘入口的方向中下游的叠层密封件2的组合。与图6所示的结构相比，在迷宫式密封件1的向着环境100安置的端部中附加地插入有V形环6。非旋转构件15的突出的肋部用作迷宫式密封件的防尘罩。

Claims (22)

1.一种密封装置，用于对彼此能相对旋转的内部的第一组件(8)和外部的第二组件(15)之间的径向间隙进行密封，
其中，所述第一组件(8)能围绕旋转轴线旋转地布置，并且所述第二组件(15)与所述第一组件(8)同轴地布置，
其中，所述密封装置具有与所述第一组件(8)连接的动态密封部件(14)，
其中，所述密封装置具有与所述第二组件(15)连接的静态密封部件，
其中，所述密封装置具有第一迷宫式密封件(1)，所述第一迷宫式密封件由在与所述动态密封部件(14)和所述静态密封部件相对置的表面的第一部段之间的间隙形成，
其中，所述密封装置具有叠层密封件(2)，所述叠层密封件布置在所述第一迷宫式密封件(1)的径向内部，
其中，所述密封装置具有与所述第二组件(15)连接的防尘罩(3)，所述防尘罩布置在所述第一迷宫式密封件(1)的径向外部，
其特征在于，所述防尘罩(3)在一个轴向端侧固定在所述第二组件(15)上并且所述防尘罩(3)只与所述第二组件(15)固定连接。
2.根据权利要求1所述的密封装置，其中，在从有尘环境(100)向待密封的所述径向间隙的穿过所述密封装置的通路的方向上看，所述防尘罩(3)、所述第一迷宫式密封件(1)和所述叠层密封件(2)按该顺序依次布置在所述密封装置中。
3.根据权利要求1或2所述的密封装置，其中，在从有尘环境(100)向待密封的所述径向间隙的穿过所述密封装置的通路的方向上看，在所述防尘罩(3)和所述动态密封部件(14)之间形成有环形间隙(19)，所述环形间隙(19)是径向地向外升高的。
4.根据权利要求1或2所述的密封装置，其中，内部的所述第一组件(8)是轴。
5.根据权利要求3所述的密封装置，其中，内部的所述第一组件(8)是轴。
6.根据权利要求1或2所述的密封装置，其中，外部的所述第二组件(15)是轴承盖。
7.根据权利要求5所述的密封装置，其中，外部的所述第二组件(15)是轴承盖。
8.根据权利要求1或2所述的密封装置，其中，在从有尘环境(100)向待密封的径向间隙的穿过所述密封装置的通路的方向上看，在所述叠层密封件(2)与所述待密封的径向间隙之间布置有轴密封环(10)，所述轴密封环固定地连接到所述第二组件(15)，并且所述轴密封环的密封唇口抵靠在内部的所述第一组件(8)上。
9.根据权利要求7所述的密封装置，其中，在从有尘环境(100)向待密封的径向间隙的穿过所述密封装置的通路的方向上看，在所述叠层密封件(2)与所述待密封的径向间隙之间布置有轴密封环(10)，所述轴密封环固定地连接到所述第二组件(15)，并且所述轴密封环的密封唇口抵靠在内部的所述第一组件(8)上。
10.根据权利要求8所述的密封装置，其中，所述密封装置在所述叠层密封件(2)和所述轴密封环(10)之间具有第二迷宫式密封件。
11.根据权利要求1或2所述的密封装置，其中，所述第一迷宫式密封件(1)被填充有油脂。
12.根据权利要求10所述的密封装置，其中，所述第一迷宫式密封件(1)被填充有油脂。
13.根据权利要求1或2所述的密封装置，其中，所述防尘罩(3)以不接触的方式覆盖所述第一迷宫式密封件(1)的朝向有尘环境(100)安置的入口间隙。
14.根据权利要求12所述的密封装置，其中，所述防尘罩(3)以不接触的方式覆盖所述第一迷宫式密封件(1)的朝向有尘环境(100)安置的入口间隙。
15.根据权利要求1或2所述的密封装置，其中，所述叠层密封件(2)是单层或多层环绕层状环的布置，所述布置能通过旋入的方式安装在密封位置处。
16.根据权利要求14所述的密封装置，其中，所述叠层密封件(2)是单层或多层环绕层状环的布置，所述布置能通过旋入的方式安装在密封位置处。
17.一种具有轴(8)、包围所述轴(8)的轴承盖(15)和根据权利要求1至16中任一项所述的密封装置的设备，其中，所述防尘罩(3)固定到所述轴承盖(15)上。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述设备是传动装置(16)或者马达。
19.根据权利要求17所述的设备，其中，所述防尘罩(3)的外周沿远离所述轴承盖(15)的轴向观察方向减小。
20.根据权利要求17或19所述的设备，其中，在所述轴上布置有缩紧盘(7)，并且在所述轴承盖(15)与所述缩紧盘(7)之间的轴向中间空间中布置有密封件。
21.一种根据权利要求1至16中任一项所述的密封装置在传动装置(16)中的应用，所述密封装置用于对所述传动装置(16)的轴(8)进行密封。
22.根据权利要求21所述的应用，所述传动装置(16)是行星齿轮传动装置。
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