CN111577768A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封装置。该密封装置包括环形的骨架、弹性密封体和防尘盖，骨架与防尘盖可相对转动地同轴布置，弹性密封体固定在骨架上并且具有向着防尘盖延伸的密封唇，在防尘盖与骨架之间形成连通外部侧和密封侧的密封通道，其中，该密封装置还包括片状的防污扇叶，防污扇叶的侧表面朝向密封装置的相对转动方向，防污扇叶固定在骨架和防尘盖中的一者上并且向着另一者延伸，防污扇叶位于密封通道的与外部侧连通的出口的外部。本发明的密封装置能够有效地防止污染物的侵入。

Description

密封装置

技术领域

本发明涉及密封技术领域。具体地，本发明涉及一种用于动态密封的密封装置。

背景技术

在许多存在相对转动的部件中需要存储润滑剂来进行润滑，以防止过热和磨损。例如在轴承的内外圈之间通常就需要注入油脂等润滑剂。为了实现长期的润滑效果，需要在存在相对转动的部件之间安装密封装置来隔绝部件内外的空间，以便将润滑剂保留在密封空间内部并防止外部的污染物进入密封空间。

例如在CN 105864299 A和CN 104220768 A等专利文献中可以看到当前用于轮毂的常见密封装置。此类密封装置通常包括由金属材料制成的骨架和防尘盖以及由弹性材料制成的密封体，骨架和防尘盖分别通过过盈配合固定在轴承的外圈和内圈上，弹性密封体通过硫化工艺固定在骨架上，并向着防尘盖延伸形成一个或多个密封唇。由于骨架和防尘盖在横截面中围合成类似方盒的空间，因此这种密封装置又称为盒式密封装置。

对于在传统的轮毂轴承中使用的密封装置，一般需要进行飞溅泥水污染测试。常规的盒式密封装置可以在一定时间内通过飞溅泥水污染测试，但是随着市场对密封性能的要求不断提高，当前的密封装置需要在更高的转速下更长时间地经受飞溅泥水污染测试。传统的轮毂轴承密封装置已然不能满足这种要求。

发明内容

因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种能够有效防止污染物侵入的密封装置。

上述技术问题通过根据本发明的一种密封装置而得到解决。该密封装置包括环形的骨架、弹性密封体和防尘盖，骨架与防尘盖可相对转动地同轴布置，弹性密封体固定在骨架上并且具有向着防尘盖延伸的密封唇，在防尘盖与骨架之间形成连通外部侧和密封侧的密封通道。其中，该密封装置还包括片状的防污扇叶，该防污扇叶的侧表面朝向密封装置的相对转动方向，防污扇叶固定在骨架和防尘盖中的一者上并且向着另一者延伸，防污扇叶位于密封通道的与外部侧连通的出口的外部。

密封装置的骨架例如固定在轴承外圈的内侧，防尘盖例如固定在轴承内圈的外侧，密封装置将其轴向两侧划分为两个分隔的空间，即通向外界空间的外部侧和位于被密封的部件内部的密封侧。外部侧的污染物侵入密封侧或者密封侧的润滑剂泄漏到外部侧的路径即为形成在骨架(包括固定在骨架上的弹性密封体)与防尘盖之间的密封通道。密封通道通过密封唇与防尘盖或者骨架与防尘盖之间的配合来密封。靠近密封侧的密封唇通常与防尘盖形成接触式密封面，以防止密封侧的液体泄漏；而靠近外部侧的密封唇与防尘盖之间、骨架与防尘盖之间通常为间隙配合，以降低磨损。当轴承的内外圈带动骨架和防尘盖相对转动时，位于密封通道的出口外侧的防污扇叶与其对面的部件(即，骨架和防尘盖中未安装防污叶片的部件)之间也将存在相对转动。由于防污扇叶的侧表面朝向密封装置的相对转动方向，因此当密封装置的骨架与防尘盖之间发生相对转动时，防污扇叶能够通过离心力作用来引导密封通道出口附近的外部污染物向远离密封通道的方向运动，从而有效地防止污染物通过密封通道侵入密封侧。

根据本发明的一个优选实施例，防污扇叶可以由柔性或弹性的材料制成，例如毛毡或橡胶等，然后通过胶合或硫化工艺固定在骨架或防尘盖上。

根据本发明的另一优选实施例，固定在骨架和防尘盖中的一者上的防污扇叶可以与骨架和防尘盖中的另一者间隙配合。也就是说，防污扇叶固定在骨架和防尘盖中的一者上而不与另一者直接接触，因此避免了在二者相对转动时发生摩擦，从而降低磨损和温升。在这种情况下，防污扇叶的朝向骨架的侧边缘优选地可以具有与骨架和防尘盖中的另一者至少部分地对应的轮廓形状。

根据本发明的另一优选实施例，防尘盖可以具有朝向骨架延伸的端部部段，防污扇叶固定在端部部段的朝向外部侧的一侧。朝向骨架延伸的端部部段与骨架及骨架上的密封唇一起构成具有弯曲的密封通道的盒式密封结构。在这种情况下，端部部段优选地可以关于轴向方向的垂线倾斜延伸，使得端部部段的朝向骨架的自由端相对于另一端向密封侧偏移，防污扇叶在朝向外部侧的轴向方向上不延伸越过骨架。这既为防污扇叶提供了安装的空间，又可以减小密封通道的出口尺寸，确保密封效果。此时，防污扇叶一般相应地形成大致三角形或扇形的片状结构。

根据本发明的另一优选实施例，防污扇叶可以在自由状态下在平行于轴向方向的平面中延伸。优选地，防污扇叶在自由状态下的延伸平面可以与密封装置的转动轴线共面。

根据本发明的另一优选实施例，该密封装置可以包括沿周向间隔布置的多个防污扇叶。优选地，这些防污扇叶可以沿周向均匀分布。此外，在这种情况下，该密封装置还可以优选地包括环形的扇叶基部圈，扇叶基部圈固定在骨架和防尘盖中的一者上，多个防污扇叶与扇叶基部圈固定连接。这些防污扇叶优选地可以与扇叶基部圈一体形成。

附图说明

以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中：

图1示出根据本发明的实施例的密封装置的平面剖视图；和

图2示出根据本发明的实施例的密封装置的立体剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图描述根据本发明的密封装置的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。

根据本发明的实施例，提供了一种密封装置。图1和图2分别示出了根据本发明的实施例的密封装置的平面剖视图和立体剖视图。该密封装置例如安装在轴承等存在相对转动的部件中，从而将其轴向两侧划分为外部侧O和密封侧I。

如图1和图2所示，该密封装置包括骨架10、弹性密封体20、防尘盖30和扇叶组件40。骨架10、弹性密封体20和防尘盖30都是同轴地布置的环形部件。

骨架10由例如金属等刚性材料制成。骨架10具有第一轴向部段11和径向部段12，轴向延伸的筒状的第一轴向部段11通过过盈配合的方式固定在轴承外圈的径向内侧，而径向部段12从第一轴向部段11的朝向密封侧I的一端向着径向内侧延伸。在第一轴向部段11与径向部段12之间也可以存在过渡部段。

防尘盖30同样由例如金属等刚性材料制成。防尘盖30具有第二轴向部段31、端部部段32和中间部段33。其中，轴向延伸的筒状的第二轴向部段31通过过盈配合的方式固定在轴承内圈的径向外侧，中间部段33从第二轴向部段31的朝向外部侧O的端部沿径向向外延伸，端部部段32从中间部段33的朝向径向外侧的端部继续向骨架10延伸，其延伸方向关于轴向方向的垂线(即径向方向)是倾斜的，使得端部部段32的外侧自由端相对于内侧连接端向密封侧I偏移。

例如由橡胶制成的弹性密封体20具有主体部21和密封唇22。主体部21例如通过硫化工艺固定在骨架10的径向部段12上，一个或多个密封唇22从主体部21向着防尘盖30延伸，并与防尘盖30的第二轴向部段31或中间部段33形成密封配合。在本实施例中，示意性地示出了两个密封唇22。

在骨架10与防尘盖30之间形成了连通外部侧O与密封侧I的密封通道，密封通道构成了来自密封侧I的润滑剂向外部侧O泄漏或者来自外部侧O的污染物向密封侧I侵入所需要经过的路径。固定在骨架10上的弹性密封体20通过自身的密封唇22使得该密封通道变得更加曲折，从而强化了密封效果。其中，密封通道通向密封侧I的出口通过密封唇22与防尘盖30的接触面来进行接触式密封，而通向外部侧O的出口则通过骨架10的第一轴向部段11与防尘盖30的端部部段32的间隙配合来进行非接触式密封。

扇叶组件40具有多个防污扇叶41和扇叶基部圈42。扇叶基部圈42具有环形的结构，其固定在防尘盖30的端部部段32的朝向外部侧O的一侧上。多个防污扇叶41从扇叶基部圈42开始向着骨架10的第一轴向部段11延伸。这些防污扇叶41具有相同的形状和结构，并沿周向均匀地间隔分布。每个防污扇叶41都为片状结构，其侧表面朝向骨架10与防尘盖30之间相对转动的方向。在优选的情况下，防污扇叶41在自由状态下的延伸平面平行于轴向方向，特别是与密封装置的转动轴线共面。这里的“自由状态”指的是防污扇叶41不受外力作用而自然伸展的状态。这使得多个防污扇叶41呈辐射状从防尘盖30向着骨架10延伸。

每个防污扇叶41从防尘盖30的端部部段32开始向着骨架10的第一轴向部段11延伸，并且至少部分地越过密封通道的出口。在本实施例中，防污扇叶41仅部分地延伸越过密封通道的出口，而没有到达对面的骨架10，也就是说，防污扇叶41的侧边缘与骨架10的第一轴向部段11之间为间隙配合。由于扇叶组件40会随着防尘盖30一起相对于骨架10转动，因此这种间隙配合有助于防止防污扇叶41的磨损。在这种情况下，防污扇叶41的侧边缘的轮廓形状至少部分地对应于与其形成间隙配合的骨架10的内表面的轮廓形状。此外，在本实施例中，防污扇叶41优选地在朝向外部侧O的轴向方向上不延伸越过骨架10。

当骨架10与防尘盖30发生相对转动时，由于防污扇叶41的侧表面朝向转动方向，因此防污扇叶41可以通过离心力作用引导密封通道出口附近的污染物向远离密封通道的方向运动，即向外部侧O运动，从而防止污染物在密封通道的出口处积聚或进入密封通道。对于经常处于泥水较多的外部工作环境中的轮毂轴承，这种密封装置能够大大提高轴承的防污能力。

需要注意的是，根据本发明的构思，上述实施例的密封装置还可以进行多种变动和改进。例如，在实际的应用条件下，如果需要加强防污扇叶41的防污效果，可以使防污扇叶41的侧边缘接触骨架10的内表面。此外，防污扇叶41也可以固定在骨架10的第一轴向部段11上并朝向防尘盖30的端部部段32延伸。防污扇叶41可以形成为倾斜的或非平面的片状结构，比如关于轴向方向成一定角度倾斜的片状结构或者弯曲的片状结构等，只要防污扇叶41的侧表面朝向相对转动方向，能够通过相对转动产生的离心力来引导污染物远离密封通道即可。多个防污扇叶41还可以不通过扇叶基部圈42来连接成一体，而是分别固定在防尘盖30上。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

附图标记表

10 骨架

11 第一轴向部段

12 径向部段

20 弹性密封体

21 主体部

22 密封唇

30 防尘盖

31 第二轴向部段

32 端部部段

33 中间部段

40 扇叶组件

41 防污扇叶

42 扇叶基部圈

I 密封侧

O 外部侧

Claims (10)

1.一种密封装置，包括环形的骨架(10)、弹性密封体(20)和防尘盖(30)，所述骨架(10)与所述防尘盖(30)可相对转动地同轴布置，所述弹性密封体(20)固定在所述骨架(10)上并且具有向着所述防尘盖(30)延伸的密封唇(22)，在所述防尘盖(30)与所述骨架(10)之间形成连通外部侧(O)和密封侧(I)的密封通道，

其特征在于，

所述密封装置还包括片状的防污扇叶(41)，所述防污扇叶(41)的侧表面朝向所述密封装置的相对转动方向，所述防污扇叶(41)固定在所述骨架(10)和所述防尘盖(30)中的一者上并且向着另一者延伸，所述防污扇叶(41)位于所述密封通道的与所述外部侧(O)连通的出口的外部。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述防污扇叶(41)由柔性或弹性的材料制成。

3.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，固定在所述骨架(10)和所述防尘盖(30)中的一者上的所述防污扇叶(41)与所述骨架(10)和所述防尘盖(30)中的另一者间隙配合。

4.根据权利要求3所述的密封装置，其特征在于，所述防污扇叶(41)的朝向所述骨架(10)的侧边缘具有与所述骨架(10)和所述防尘盖(30)中的所述另一者至少部分地对应的轮廓形状。

5.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述防尘盖(30)具有朝向所述骨架(10)延伸的端部部段(32)，所述防污扇叶(41)固定在所述端部部段(32)的朝向所述外部侧(O)的一侧。

6.根据权利要求5所述的密封装置，其特征在于，所述端部部段(32)关于轴向方向的垂线倾斜延伸，使得所述端部部段(32)的朝向所述骨架(10)的自由端相对于另一端向所述密封侧(I)偏移，所述防污扇叶(41)在朝向所述外部侧(O)的轴向方向上不延伸越过所述骨架(10)。

7.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述防污扇叶(41)在自由状态下在平行于轴向方向的平面中延伸。

8.根据权利要求7所述的密封装置，其特征在于，所述防污扇叶(41)在自由状态下的延伸平面与所述密封装置的转动轴线共面。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的密封装置，其特征在于，所述密封装置包括沿周向间隔布置的多个所述防污扇叶(41)。

10.根据权利要求9所述的密封装置，其特征在于，所述密封装置还包括环形的扇叶基部圈(42)，所述扇叶基部圈(42)固定在所述骨架(10)和所述防尘盖(30)中的所述一者上，多个所述防污扇叶(41)与所述扇叶基部圈(42)固定连接。

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