CN114151545A - 在极端环境中使用的盒式密封件 - Google Patents

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马可·埃米尼奥·潘切蒂
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托马斯·施瓦茨
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Abstract

一种密封总成，包含环形外壳，所述外壳被设置在可旋转的外部构件内，并且与所述外部构件联接，用以围绕轴线进行角移位。环形柔性密封件被设置在外壳内，并且与外壳联接，以能够在外部构件围绕轴线旋转时围绕轴线进行角移位。所述柔性密封性具有能与转轴或者围绕转轴设置的套筒的外圆周表面接合的弹性体密封唇。环形的内侧刚性密封件被设置在外壳内，具有与转轴或套筒联接的内侧径向端，所述柔性密封件能够在径向上相对于内侧刚性密封件移位。环形的外侧刚性密封件围绕内侧刚性密封件设置，具有能够与内侧刚性密封件密封的内侧端。偏置构件迫使外侧刚性密封件向内侧刚性密封件施以偏压。

Description

在极端环境中使用的盒式密封件
技术领域
本发明涉及密封总成，尤其涉及在严酷或极端环境中使用的径向唇密封总成(/径向唇密封组件)(radial lip seal assembly)。
背景技术
径向唇密封总成是已知的，在典型情况下包括至少一个弹性体构件，所述弹性体构件具有向内能够与转轴接合(engageable)或者向外能够与外壳(/壳体/座)(housing)、轮毂或者围绕转轴装配的其他构件接合的一个或者一个以上的密封唇。当被用于比较严酷或者极端的环境(例如，金属铸造机的辊系中)时，密封件可能会被要求阻止诸如蒸汽、金属垢(metal scale)之类的潜在有害物质接触其他机械部件(例如，轴承)。在这类应用中，这些径向唇密封件可与热塑性塑料铲刮器(scraper)之类的刚性密封件组合使用，用以提供针对此类有害物质的初始防卫或屏障。
发明内容
一方面，本发明是一种用于在中心转轴和围绕转轴设置的外部构件之间起密封作用的密封总成(/密封组件)(seal assembly)，所述外部构件能够围绕穿过转轴的轴线旋转。所述密封总成包含环形外壳，位于外部构件内，并且与后者相连，以便能够围绕轴线进行角移位。环形柔性密封件被设置在外壳内，并且与后者相连，以便能够在外部构件围绕轴线旋转时围绕轴线进行角移位。所述柔性密封件拥有能够与转轴或者围绕转轴设置的套筒的外圆周表面接合的至少一个弹性体密封唇。环形的内侧刚性密封件至少局部位于所述外壳内，具有内侧径向端，所述内侧径向端在轴向上与密封唇形成有间距，并且与转轴或围绕转轴设置的套筒相连。内侧刚性密封件的外侧径向端滑动抵靠柔性密封件，以便在外部构件相对于转轴发生轴向移位时，柔性密封件能够在径向上相对于刚性密封件进行移位。此外，环形的外侧刚性密封件围绕内侧刚性密封件设置，与所述外壳相连，从而能够围绕中心轴线进行角移位，并且具有能够与内侧刚性密封件密封接合的内侧端。偏置构件(/偏压构件/施力构件)(biasing member)被构造为能够迫使外侧刚性密封件向内侧刚性密封件施以偏压(bias)，用以使外侧刚性密封件与内侧刚性密封件密封地接合。
在另一方面，本发明还涉及一种如上段所述的密封总成，其中，所述外壳具有：圆筒部，拥有第一和第二轴向端；第一径向凸缘，从所述圆筒部的第一轴向端向内延伸；和第二径向凸缘，从所述圆筒部的第二轴向端向内延伸。此外，所述柔性密封件为第一柔性密封件，所述密封总成还包括第二柔性密封件。所述第二柔性密封件位于外壳内，并且与外壳相连，以便能够在外部构件围绕轴线旋转时围绕中心轴线进行角移位。所述第二柔性密封件在轴向上与所述第一柔性密封件形成有间隔，并且具有能够与转轴或者围绕转轴设置的套筒的外圆周表面接合的至少一个弹性体密封唇。此外，所述偏置构件要么在轴向上被设置在外壳的第一径向凸缘与外侧刚性密封件之间，要么围绕外侧刚性密封件的圆筒部设置。
附图说明
通过结合附图进行阅读，本发明的上述概要以及优选实施方式的详细描述将能更好地被理解。为了说明本发明，附图中显示的是目前看来较为可取的示意性实施方式。然而，应当理解，本发明并不局限于图中所示的具体结构和手段。在以下附图中：
图1为本发明密封总成的轴向剖视截面图，显示中心转轴与外部构件之间具有密封件和在优选情况下使用的套筒；
图2为图1所述密封总成的局部剖面透视图；
图3为图1中一部分的局部放大截面图；
图4为图1中另外一部分的局部放大截面图；
图5为所述密封总成的局部放大截面图，显示外侧刚性密封件的另外一种候选结构；
图6为所述密封总成的外壳的轴向截面图；
图7为所述密封总成的套筒的轴向截面图；
图8为内侧刚性密封件的轴向截面图；
图9为外侧刚性密封件的轴向截面图；
图10为图8上方部分的放大截面图；
图11为图9上方部分的放大截面图；
图12为第一柔性密封件的轴向截面图；
图13为第二柔性密封件的轴向截面图；
图14为图12上方部分的放大截面图；
图15为图13上方部分的放大截面图；以及
图16为所述密封总成的另外一种轴向截面图，显示不采用套筒而是直接在转轴上实施密封的技术方案。
具体实施方式
在以下描述中，某些术语的使用仅系出于便捷而非限制之目的。用语“内”、“向内”和“外”、“向外”分别指代指向或者远离被描述部件的指定中心线或几何中心的方向，其特定含义从上下文的描述中显而易见。此外，如文中所述，词语“相连”和“连接”的各自含义既包含两个部件之间再无任何其它部件介入其中的直接连接，也包含两个部件之间有一个或者一个以上其他部件介入其间的间接连接。所述术语包含上述具体词语、它们的衍生词以及具有相似含义的词汇。
现在详见附图，其中相似的附图标记自始至终被用于表示相似的部件。图1～16中显示用于密封中心转轴(/中心轴)(central shaft)1和围绕转轴(/轴)(shaft)1设置的外部构件(/外构件)2之间的环形空间的密封总成10。密封总成10的功能是防止诸如热水、蒸汽等流体和/或金属垢颗粒之类的固体物从密封总成10的外侧ES(exterior side)进入到密封总成10的内侧IS(interior side)，用以保护联接外部构件2与转轴1的轴承4(图1)之类的内侧部件3。在一种优选应用中，外部构件2为金属铸造辊线中的辊(未显示)，能够围绕穿过转轴1的轴线Ac转动，但也可以是能够以可转动方式围绕转轴1装配的任何其他适宜部件。密封总成10基本上包含外部壳体(outer case)(以下简称“外壳”)12、与外壳12联接的至少一个环形柔性密封件14、与转轴1或与围绕转轴1设置的套筒18联接的环形内侧“铲刮器(scraper)”或者刚性密封件16、围绕内侧刚性密封件16设置的外侧刚性密封件/铲刮器28、以及被构造用于迫使外侧刚性密封件28向内侧刚性密封件16施以偏压(/施压)(bias)的偏置构件(/偏压构件/施力构件)(biasing member)48。密封总成10在优选情况下也包含所述的套筒18。
具体而言，外壳12被设置在外部构件2内，并且与外部构件2相连，以便能够围绕中心轴线Ac进行角移位(即旋转)。柔性密封件14被设置在外壳12内，并且与外壳12相连，以便在外部构件2围绕轴线Ac旋转时，能够围绕中心轴线Ac进行角移位。柔性密封件14具有至少一个弹性体密封唇15，能够与转轴1的外圆周表面1a接合(engageable)，如图16所示，抑或在优选情况下，能够与围绕转轴1设置的套筒18的外圆周表面19A接合。此外，内侧刚性密封件16至少局部被设置在外壳12内，并且具有内侧径向端16a和外侧径向端16b。
具体而言，内侧钢性密封件16的内侧径向端16a与密封唇15在轴向上间隔开，并且与转轴1联接(图16)，抑或在优选情况下与套筒18联接，用于以固定的方式将密封件16与转轴1联接或连接起来。密封件的外侧径向端16b能够以滑动的方式抵靠柔性密封件(flexible seal)14，使得在外部构件2相对于转轴1发生径向移位时，柔性密封件14能够相对于刚性构件16进行径向移位，而且在密封件14围绕轴线AC进行角移位时，在刚性密封件16上滑动(slide against)。柔性密封件14相对于刚性密封件16的这种移位典型发生在外部构件2围绕转轴1偏心安装的情况下，即在外部构件的轴线AC偏离于转轴中心线LC的情况下(该结构未显示)。
此外，外侧刚性密封件28与外壳12联接，使得能够围绕中心线Ac进行角移位，并且具有优选通过密封唇40(如下所述)与内侧刚性密封件16密封地接合的内侧端(inner end)28a。当外部构件2围绕中心轴线Ac旋转时，外侧刚性密封件28的内侧端28a/唇40在内侧刚性密封件16上滑动，同时保持密封接合(sealing engagement)。此外，外侧刚性密封件28还从径向外侧与内侧刚性密封件16间隔开，使得限定出间隙空间Sc，如后文描述，以便在外部构件2围绕中心轴线Ac偏心旋转时，允许外侧刚性密封件28相对于内侧刚性密封件16产生径向移位。不仅如此，偏置构件48要么在轴向上位于外壳12的第一径向凸缘22与外侧刚性密封件28之间，要么围绕外侧刚性密封件28的圆筒部34设置，如后文详细描述。偏置构件48的功能是维持外侧刚性密封件的内侧端28a(优选为密封唇40)与内侧钢性密封件16之间的密封接合，尤其在外部构件2围绕中心轴线Ac发生角移位的过程中。
参见图1、2和6，外壳12优选分别包括圆筒部20和第一、二径向凸缘22、24，其中所述圆筒部分别具有内、外圆周表面21A、21B和彼此反向的第一和第二轴向端20a、20b。各径向凸缘22、24分别从圆筒部20的一个独立轴向端20a、20b向内延伸。外圆周表面21B与外部构件(/外构件)2的内圆周表面2a摩擦接合(frictionally engaged)，用以将密封总成10与外部构件2连接起来。第一凸缘22优选为外壳12的一个单独连续部分，而第二凸缘24则优选由多个(例如，六个)凸缘部24a形成。所述凸缘部24a最初形成为扁平形，从圆筒部20的第二轴向端20b沿轴向延伸，如图6所示。采用这样的第二凸缘结构，密封总成10的各种构件可以通过外壳圆筒部20在第二轴向端20b位置处定义出的开孔Oc(图6)被装入外壳12中，然后将第二凸缘24向内弯折，从而将所述构件保持在外壳12中，如后文讨论。
如图1和4所示，外壳12优选包含至少一个、最好多个与自身形成为一体的间隔部(spacer portions)25。所述间隔部25各自从外壳圆筒部20的第二轴向端20b沿轴向延伸，具有能与轴承4之类的与密封总成10在轴向上间隔开的构件3接触的外侧端25a。间隔部25的功能是在构件3与密封总成10的外壳12之间传递轴向负荷，尤其是由于构件3的热膨胀。在优选情况下，间隔部25大致为弧曲形状，形成为至少与凸缘部24a大致相似，只是不向内弯折，但也可以形成为在尺寸或形状上与凸缘部24a不同。此外，外壳12优选还在其圆筒部20靠近第一轴向端20a的内陷部(inwardly offset portion)20c上包含有模压成型的环形弹性体部13，用于在外壳12和外部构件2之间起密封作用。
参见图1、2和7，如上所述，密封总成10优选包含管状的套筒18。套筒18围绕转轴1设置，包含外圆周表面19A和与外圆周表面19A反向的内圆周表面19B。所述内圆周表面19B限定出容纳一部分转轴1的中孔BS(图7)。在采用套筒18的优选情况下，柔性密封件14的密封唇15密封配合外圆周表面19A，位于刚性密封件16径向内端16a的密封唇17通过摩擦连接套筒18。此外，套筒18还优选具有至少一个、最好多个从内圆周表面19B沿径向向外延伸的环形槽23以及相应数量的各自位于一个独立槽23中的环形密封件(优选O型圈)25。采用这样的方式，密封件25阻止流体在套筒18与转轴1之间流动。
现在参见图1～3、5、8和10，内侧刚性密封件16优选包含圆筒部30和径向凸缘部32，并且优选由刚性聚合物材料(polymeric material)(最好是聚醚醚酮(PEEK))形成，但也可以由其他适宜的刚性聚合物、金属等材料形成。圆筒部30至少局部环绕柔性密封件14的密封唇15，并且具有抵靠柔性密封件14的第一轴向端30a、与第一轴向端30a方向相反的第二轴向端30b、以及彼此反向的内、外圆周表面31A、31B。在优选情况下，圆筒部30在其第一轴向端30a附近形成有向外延伸的环形肩30c，用以增加接触柔性密封件14的表面面积。径向凸缘部32分别具有与圆筒部30的第二轴向端30b形成为一体的外侧径向端32a和彼此反向的内、外径向表面33A、33B。
此外，凸缘部32内侧径向端32b的尺寸被设置为能够与转轴1或者围绕转轴1设置的套筒18摩擦联接。即是说，径向凸缘部32具有内径尺寸IDR(图8)小于转轴1的外径(未显示)或者套筒18的外径尺寸ODS(图7)的中孔(central opening)ORI(图8)，使得刚性密封件16通过干涉配合与转轴1或者，在优选情况下，与套筒18联接。通过这种方式，内侧刚性密封件16在外部构件2旋转以及由此导致柔性密封件14、外侧刚性密封件28等部件一同旋转的过程中通常处于静止或者非旋转状态，但允许柔性密封件14(例如，由于热膨胀)在发生轴向移位时，沿转轴1或者套筒18进行一定程度的轴向滑动位移。此外，径向凸缘部32还优选具有大致向密封总成10的外侧ES延伸的并且提供密封唇17的内侧倾斜部(/内侧成角度部)(inner angled section)35，所述倾斜部35的朝向使得作用在刚性密封件16上的流体压力在径向上向内压迫(biases)密封唇17，用以促进密封。
参见图1～3、5、9和11，环形的外侧钢性密封件28优选由与内侧刚性密封件16相同的材料(最好是上述PEEK材料)制成。在优选情况下，外侧刚性密封件28包含圆筒部34、用以提供密封唇40的向内延伸的径向凸缘部36、以及向外延伸的径向凸缘部或肩部38。具体而言，外侧刚性密封件28的圆筒部34优选至少局部围绕内侧刚性密封件16的圆筒部30，并且分别包含彼此反向的第一、第二轴向端34a、34b和彼此反向的内、外圆周表面35A、35B。此外，外侧刚性密封件28的圆筒部34还从径向外侧与内侧刚性密封件16的圆筒部30间隔开，使得在内侧刚性密封件16和外侧刚性密封件28之间限定出环形间隙空间SC(图3和5)。所述间隙空间SC允许外侧刚性密封件28相对于内侧刚性密封件16在径向上进行移位，抑或情形相反。
此外，径向凸缘部36还从圆筒部34向内延伸，与内侧刚性密封件16的径向凸缘部32密封接合。更具体而言，凸缘部36具有与圆筒部34的第二轴向端34b形成为一体的外侧径向端36a、提供所述密封唇40的内侧径向端36b、以及彼此反向的内、外径向表面37A、37B。凸缘的内侧径向端36b限定出中孔ORO(图9)，尺寸显著大于内侧刚性密封件16的中孔ORI(图8)，使得内侧径向端36b抵靠刚性密封件16外侧径向表面33B的中部位置布置。在优选情况下，外侧刚性密封件28的径向凸缘部36还在其内侧径向端36b附近形成锥形部43(图9)，所述锥形部43在轴向上向内侧刚性密封件16延伸，提供所述的密封唇40。
现在参见图1～3，在某些结构中，外侧刚性密封件28的圆筒部34的尺寸被设定为使得外侧刚性密封件28的第一轴向端34a抵靠柔性密封件14布置，并且环形偏置构件48布置在外壳12的第一径向凸缘22与外侧刚性密封件28之间。在优选情况下，偏置构件48形成为带有槽口的碟形弹簧(slotted disk spring)50，具有多个在径向上向内延伸的指状部52，如图2最为清楚地显示。碟形弹簧偏置构件50被设置为能够迫使外侧刚性密封件28的径向凸缘36抵靠内侧刚性密封件16的径向凸缘32，使得维持刚性密封件16与28之间的密封接合，同时通过摩擦将外侧刚性密封件28与外壳12和柔性密封件14联接在一起。
在其他结构中，尤其参照图5，外侧刚性密封件28的圆筒部34在轴向上与柔性密封件14间隔开，偏置构件48优选包含围绕外侧刚性密封件28的圆筒部34设置的管状体56。所述管状体56具有抵靠外壳凸缘22的第一轴向端56a和抵靠外侧刚性密封件28向外突伸的径向凸缘/肩部38的第二轴向端56b。管状体偏置弹簧56被构造为能够迫使外侧刚性密封件28的径向凸缘36抵靠(bias against)内侧刚性密封件16的径向凸缘32，并且将外侧刚性密封件28与外壳12联接起来。在优选情况下，管状偏置构件56形成为由可压缩的聚合物材料(最好是天然或合成橡胶)构成的坚实的管状物，但也可以形成为卷簧或者其他起到此中描述之大致功用的任何适宜形式。
现在参见图1～3、5、12、14和16，柔性密封件14优选包含与外壳12相连的径向外侧壳体部60和附着在所述壳体部60上提供至少一个(优选至少两个)密封唇15的径向内侧弹性体密封部62。密封件壳体部60优选由金属和弹性体材料组合形成，大致呈C形，包含外侧轴向部64、从外侧轴向部64向内延伸的中间径向部66、以及内侧轴向部68。外侧轴向部64具有内、外圆周表面65A、65B，所述外圆周表面65B与外壳12的内圆周表面21A摩擦接合，用以将密封件14与外壳12联接起来。中间径向部66分别具有与外侧轴向部64形成为一体的外侧径向端66a、与内侧轴向部68形成为一体的内侧径向端66b、以及第一和第二径向表面67A、67B(图14)。刚性密封件16的外侧径向端16b滑动抵靠(slidably against)在密封件壳体部60位于中间径向部66上的第一径向接触表面67A上，使得在外部构件2旋转的过程中，壳体部表面67A相对于刚性密封件端部16b滑动旋转，并且，在外部构件2相对于转轴1(例如，由于偏心)产生径向移位的过程中，壳体部表面67A还相对于端部16b进行径向滑动。此外，内侧轴向部68还从径向部66的内侧端66b沿轴向延伸，使得与外侧轴向部64大致平行。
弹性体密封部62优选通过模压成型形成在壳体部60上，最好与壳体部60的弹性体部相连，并且被设置为使得能够使一个或者一个以上的密封唇从壳体部的内侧轴向部68沿径向向内延伸。具体而言，优选情况下采用的两个密封唇15在轴向上间隔开，各自呈环形，并且包含与弹性体部的其余部分形成为一体的径向外侧端15a和可与转轴的外表面1a(或者，在优选情况下，与套筒的外表面19A)密封接合的径向内侧自由端15b。此外，各密封唇15优选均大致朝向密封总成10的高压外侧ES(从而大致朝向刚向刚性密封件16一侧)倾斜(angled)。
现在参见图1、2、4、13、15和16，柔性密封件14优选为第一柔性密封件14，密封总成10还包括与第一密封件14大致类似地形成的第二柔性密封件70。所述第二柔性密封件70位于外壳12内，与第一柔性密封件14在轴向上间隔开，使得第一柔性密封件14在轴向上位于刚性密封件16与第二柔性密封件70之间。通过这样的方式，第二柔性密封件70作为第一柔性密封件14的“备份”，用于阻止任何流体(或固体)从中通过。第二柔性密封件70具有能够与转轴1的外圆周表面1a(或者在优选情况下与套筒18的外圆周表面19A)接合的至少一个、优选三个弹性体密封唇72。
具体而言，第二柔性密封件70优选包含与外壳12联接的C形壳体部74和附着在所述壳体部74上的用以提供密封唇72的弹性体密封部76(图13)。密封件壳体部74包含与外壳12摩擦接合的外侧轴向部78、从外侧轴向部78向内延伸的中间径向部80、以及从中间径向部80延伸且平行于外侧轴向部78的内侧轴向部82。弹性体密封部76优选通过模压成型形成在壳体部74上，最好与壳体部74的弹性体部形成为一体，并且被设置为使密封唇72从壳体部的内侧轴向部82沿径向向内延伸。此外，密封唇72在轴向上间隔开，各自大致呈环形，并且包含与弹性体部76的其余部分形成为一体的径向外侧端72a和与转轴外表面1a(或者，在优选情况下，与套筒外表面19A)密封接合的径向内侧自由端72b。就像第一柔性密封件14的密封唇15一样，各密封唇72优选均大致朝密封总成10的高压外侧ES(因而大致朝向刚向第一柔性密封件14一侧)方向倾斜(angled)。
现在仍然参照图1、2、4、13、15和16，在优选具有两个柔性密封件14、70的情况下，密封总成10最好还包含由刚性聚合物或者金属材料之类的刚性材料制成的设置在两个柔性密封件14、70之间的环形间隔物(spacer)(以下简称“间隔环”)84。间隔环84具有抵靠第一柔性密封件14的第一轴向端84a和与所述第一轴向端84a方向相反的抵靠第二柔性密封件70的第二轴向端84b。在优选情况下，间隔环84被夹持在密封件壳体部60、74的各自中间径向部66、80之间，被设置为用于在第一和第二柔性密封件14、70之间传递轴向负荷。此外，两个柔性密封件14、70之间、各密封件14、70的独立唇15或72之间、以及第一柔性密封件14与内侧刚性密封件16之间的腔穴(cavities)90(图1)中各自优选被充以粘稠润滑剂(诸如脂)。
在密封总成10优选包含第二柔性密封件70和间隔环84的情况下，外壳12的第二径向凸缘24抵靠第二柔性密封件70布置，具体而言，是抵靠密封件壳体部中间部80的径向表面81。通过这样的方式，外侧刚性密封件28、第一柔性密封件14、环形间隔环84和第二柔性密封件70在轴向上被保持在外壳12的第一和第二凸缘22、24之间，借此与外壳12和外部构件2联接在一起。作为结果，整个密封总成10作为一个整体，尤其是因为热膨胀，能够承受相对较高的轴向负荷，并且通过在转轴外表面1a或者套筒的外表面19A直接滑动，能够相对于转轴1在进行轴向移位。
本发明的密封总成10具有优于之前已知用于相对严酷或极端应用(例如，前文讨论的用于金属铸造辊线)的密封总成的诸多优点。内、外刚性密封件或“铲刮器”16、28的结构既允许外部构件2与转轴1之间在径向上相对移位从而允许偏心，又防止密封件16、18在轴向上相对移位的过程中彼此分离。通过形成由PEEK之类的刚性聚合体材料制成的刚性密封件16、28，密封件16、28提供了能够阻止诸如蒸汽、热水、金属垢颗粒之类的高温物质的耐高温屏障。此外，柔性密封件14、70还受到刚性密封件16、28的保护，免受可能会损害密封唇15、17弹性体材料的物质的伤害，同时，由于弹性材料相比于更为刚性的聚合物材料、石墨、金属材料等具有更好的延展性和柔韧性，故而提供更为有效的密封防护。此外，两个柔性密封件14、70的多个密封唇15、72还提供能够阻止任何流体渗漏进入密封总成10内侧IS的显著屏障。不仅如此，如上所述，偏置构件48、外侧刚性密封件28、第一柔性密封件14、间隔环84和第二柔性密封件70在两个外壳凸缘部22、24之间的“叠置重错(stacking)”提供了一种能够作为整体进行轴向移位(例如，由于热膨胀)而且在不损害上述构件或者不引发密封总成故障的情况下能够吸收较高轴向负荷的密封总成10。
以上结合附图详细描述了本发明具有代表性的非限制性实施例。这种详细描述仅意图教导本领域的技术人员实施当下教导的优选层面的进一步细节，并非旨在限制本发明的保护范围。
不仅如此，以上详尽描述中披露的特征和步骤的组合并非是广义上实施本发明所必需的，其教导仅被用于特别描述本发明具有代表性的实施例。此外，上述具有代表性的实施例的各种特征以及之后的各种独立和从属权利要求可以以未被具体言明和明确列举的方式加以组合，用于提供当前教导之外的额外的有用实施方式。
说明书和/或权利要求中公开的全部特征均系出于原始书面公开之目的和限制要求保护的主题之目的而被单独和彼此独立地公开的，不依赖于实施例和/或权利要求中的特征组成。此外，实体组的全部数值范围或者表征均系出于原始书面公开之目的和限制要求保护的主题之目的而披露每个可能的中间值或中间实体。本发明不受以上描述的具体实施方式的限制，可以在以下权利要求的范围内发生改变。

Claims (20)

1.一种用于在中心转轴和围绕转轴设置的外部构件之间起密封作用的密封总成，所述外部构件能够围绕延伸穿过转轴的轴线旋转，所述密封总成包括：
环形外壳，被设置在外部构件内并且与外部构件联接，使得能够围绕中心轴线进行角移位；
环形柔性密封件，被设置在外壳内并且与外壳联接，使得能够在外部构件围绕轴线旋转时围绕中心轴线进行角移位，所述柔性密封件具有能够与转轴或者围绕转轴设置的套筒的外圆周表面接合的至少一个弹性体密封唇；
环形的内侧刚性密封件，至少局部位于外壳内，具有内侧径向端和外侧径向端，所述内侧径向端在轴向上与密封唇间隔开，并且与转轴或与套筒联接，所述外侧径向端能滑动地布置抵靠柔性密封件，使得在外部构件相对于转轴发生径向移位时，柔性密封件能够在径向上相对于刚性密封件进行移位；
环形的外侧刚性密封件，围绕内侧刚性密封件设置，与外壳联接，使得能够围绕中心轴线进行角移位，并且具有能与内侧刚性密封件密封地接合的内侧端；以及
偏置构件，被构造为能够迫使外侧刚性密封件向内侧刚性密封件施以偏压，使得外侧刚性密封件密封地接合内侧刚性密封件。
2.如权利要求1所述的密封总成，其特征在于，
所述外壳具有向内延伸的径向凸缘；
所述内侧刚性密封件包括圆筒部和径向凸缘，其所述圆筒部具有抵靠柔性密封件布置的第一轴向端和与所述第一轴向端方向相反的第二轴向端，其所述径向凸缘与其圆筒部的第二轴向端形成为一体，并且提供内侧刚性密封件的内侧端；
所述外侧刚性密封件包括圆筒部和径向凸缘，其所述圆筒部具有抵靠柔性密封件布置的第一轴向端和与所述第一轴向端方向相反的第二轴向端，其所述径向凸缘与其圆筒部的第二轴向端形成为一体，并且提供外侧刚性密封件的内侧端；并且
所述偏置构件布置在外壳的径向凸缘与外侧刚性密封件之间，并且被构造为能够迫使外侧刚性密封件的径向凸缘向内侧刚性密封件的径向凸缘施以偏压。
3.如权利要求2所述的密封总成，其特征在于，所述偏置构件为具有多个径向延伸指状部的带有槽口的碟形弹簧。
4.如权利要求1所述的密封总成，其特征在于，
所述外壳具有向内延伸的径向凸缘；
所述外侧刚性密封件包括圆筒部和径向凸缘，其所述圆筒部具有抵靠柔性密封件布置的第一轴向端和与所述第一轴向端方向相反的第二轴向端，其所述径向凸缘与其圆筒部的第二轴向端形成为一体，并且提供外侧刚性密封件的内侧端；并且
所述偏置构件包括围绕外侧刚性密封件的圆筒部设置的管状体，所述管状体具有抵靠外壳径向凸缘布置的第一轴向端和抵靠外侧刚性密封件向外延伸的径向凸缘布置的第二轴向端，所述偏置构件被构造为能够迫使外侧刚性密封件的向内延伸的径向凸缘向内侧刚性密封件的径向凸缘施以偏压。
5.如权利要求4所述的密封总成，其特征在于，所述偏置构件的管状体由可压缩的弹性体材料或者可偏转的金属材料制成。
6.如权利要求1所述的密封总成，其特征在于，
所述内侧刚性密封件包括圆筒部和径向凸缘部，其所述圆筒部至少局部围绕柔性密封件的密封唇设置，具有抵靠柔性密封件布置的第一轴向端和与所述第一轴向端方向相反的第二轴向端，其所述径向凸缘部具有与其圆筒部的第二轴向端形成为一体的外侧径向端和尺寸被设定为与转轴或者围绕转轴设置的套筒摩擦联接的内侧径向端；并且
所述外侧刚性密封件包括圆筒部和从圆筒部向内延伸的径向凸缘部，其所述圆筒部至少局部围绕内侧钢性密封件的圆筒部布置，其所述径向凸缘部与内侧刚性密封件的径向凸缘部密封接合，外侧刚性密封件的圆筒部从径向外侧与内侧刚性密封件的圆筒部间隔开，使得在内侧刚性密封件和外侧刚性密封件之间限定出环形的间隙空间。
7.如权利要求1所述的密封总成，其特征在于，所述柔性密封件包括壳体部和弹性体密封部，所述壳体部与外壳联接，所述弹性体密封部附接于所述壳体部并提供所述至少一个密封唇。
8.如权利要求7所述的密封总成，其特征在于，所述柔性密封件的壳体部大致成C形，包括外侧轴向部、径向部和内侧轴向部，其中，所述外侧轴向部具有与外壳的内圆周表面摩擦接合的外圆周表面，用以将柔性密封件与外壳联接起来，所述径向部从外侧轴向部向内延伸并且提供径向接触表面，所述内侧轴向部从径向部的内侧端沿轴向延伸，所述至少一个密封唇在径向上从内侧轴向部向内延伸。
9.如权利要求7所述的密封总成，其特征在于，所述柔性密封件的弹性体密封部包括至少两个在轴向上间隔开的密封唇，各密封唇均能与转轴或套筒接合。
10.如权利要求1所述的密封总成，其特征在于，所述柔性密封件为第一柔性密封件，所述密封总成还包括第二柔性密封件，所述第二柔性密封件布置在外壳内，在轴向上与所述第一柔性密封件间隔开，使得第一柔性密封件在轴向上布置在内侧刚性密封件与第二柔性密封件之间，所述第二柔性密封件还具有能够与转轴或者套筒的外圆周表面接合的至少一个弹性体密封唇。
11.如权利要求10所述的密封总成，其特征在于，
各第一和第二柔性密封件均包括具有刚性径向部的壳体部；
所述密封总成还包括环形间隔物，所述间隔物具有抵靠第一柔性密封件的刚性径向部布置的第一轴向端和与所述第一轴向端方向相反的抵靠第二柔性密封件的刚性径向部布置的第二轴向端，所述间隔物被构造为在第一和第二柔性密封件之间传递轴向负荷。
12.如权利要求11所述的密封总成，其特征在于，所述外壳具有：圆筒部，拥有彼此反向的第一轴向端和第二轴向端；第一径向凸缘，从圆筒部的第一轴向端向内延伸；偏置构件，被设置在外壳的第一径向凸缘与外侧刚性密封件之间；和第二径向凸缘，从圆筒部的第二轴向端向内延伸，并且被设置为抵靠第二柔性密封件，使得外侧刚性密封件、第一柔性密封件、环形间隔物和第二柔性密封件在轴向上被保持在外壳的第一径向凸缘和第二径向凸缘之间。
13.如权利要求12所述的密封总成，其特征在于，所述外壳包括至少一个与其自身形成为一体的间隔部，所处间隔部在轴向上从外壳的圆筒部延伸，具有能够接触到在轴向上与密封总成间隔开的构件的外侧端。
14.如权利要求10所述的密封总成，其特征在于，各第一和第二柔性密封件均包括至少两个各自都能与转轴或套筒接合的弹性体密封唇。
15.如权利要求1所述的密封总成，其特征在于，所述密封总成还包括围绕转轴设置且具有外圆周表面的管状套筒，柔性密封件的所述至少一个密封唇与套筒的外圆周表面接合，刚性密封件的内侧径向端与套筒摩擦联接。
16.一种用于在中心转轴和围绕转轴设置的外部构件之间起密封作用的密封总成，所述外部构件能够围绕延伸穿过转轴的轴线转动，所述密封总成包括：
环形外壳，所述外壳被设置在外部构件内，并且与外部构件联接，使得能够围绕中心轴线进行角移位，所述外壳具有：圆筒部，拥有第一轴向端和第二轴向端；第一径向凸缘，从所述圆筒部的第一轴向端向内延伸；和第二径向凸缘，从所述圆筒部的第二轴向端向内延伸；
环形的第一柔性密封件，所述第一柔性密封件被设置在外壳内并且与外壳联接，使得在外部构件围绕轴线旋转时围绕中心轴线进行角移位，所述第一柔性密封性具有能够与转轴或者围绕转轴设置的套筒的外圆周表面接合的至少一个弹性体密封唇；
环形的第二柔性密封件，所述第二柔性密封件被设置在外壳内并且与外壳联接，使得在外部构件围绕轴线旋转时围绕中心轴线进行角移位，所述第二柔性密封性在轴向上与第一柔性密封件间隔开，具有能够与转轴或者围绕转轴设置的套筒的外圆周表面接合的至少一个弹性体密封唇；
环形的内侧刚性密封件，所述内侧刚性密封件至少局部位于外壳内，并且具有内侧径向端和外侧径向端，所述内侧径向端在轴向上与密封唇间隔开，并且与转轴或与套筒联接，所述外侧径向端可滑动地抵靠柔性密封件布置，使得柔性密封件在外部构件相对于转轴发生径向移位时，能够在径向上相对于所述内侧刚性密封件进行移位；
环形的外侧刚性密封件，所述外侧刚性密封件围绕内侧刚性密封件设置，与外壳联接，使得能够围绕中心轴线进行角移位，并且具有能够与内侧刚性密封件密封地接合的内侧端；以及
偏置构件，所述偏置构件被构造为能够迫使外侧刚性密封件向内侧刚性密封件施以偏压，使得外侧刚性密封件与内侧刚性密封件密封地接合，所述偏置构件在轴向上布置在外壳的第一径向凸缘与外侧刚性密封件之间，或者围绕外侧刚性密封件的圆筒部设置。
17.如权利要求16所述的密封总成，其特征在于，
所述内侧刚性密封件包括圆筒部和径向凸缘，其所述圆筒部具有抵靠柔性密封件布置的第一轴向端和与所述第一轴向端方向相反的第二轴向端，其所述径向凸缘与其圆筒部的第二轴向端形成为一体，并且提供内侧刚性密封件的内侧端；
所述外侧刚性密封件包括圆筒部和径向凸缘，其所述圆筒部具有抵靠柔性密封件布置的第一轴向端和与所述第一轴向端方向相反的第二轴向端，其所述径向凸缘与其圆筒部的第二轴向端形成为一体，并且提供外侧刚性密封件的内侧端；并且
所述偏置构件布置在外壳的径向凸缘与外侧刚性密封件之间，并且被构造为能够迫使外侧刚性密封件的径向凸缘向内侧刚性密封件的径向凸缘施以偏压。
18.如权利要求16所述的密封总成，其特征在于，
所述外侧刚性密封件包括圆筒部和径向凸缘，其所述圆筒部具有抵靠柔性密封件布置的第一轴向端和与所述第一轴向端方向相反的第二轴向端，其所述径向凸缘与其圆筒部的第二轴向端形成为一体，并且提供外侧刚性密封件的内侧端；并且
所述偏置构件包括围绕外侧刚性密封件的圆筒部设置的管状体，所述管状体具有抵靠外壳径向凸缘布置的第一轴向端和抵靠外侧刚性密封件的向外延伸的径向凸缘布置的第二轴向端，所述偏置构件被构造为能够迫使外侧刚性密封件的向内延伸的径向凸缘向内侧刚性密封件的径向凸缘施以偏压。
19.如权利要求16所述的密封总成，其特征在于，各所述柔性密封件均包括壳体部和弹性体密封部，所述壳体部与外壳联接，所述弹性体密封部附接于所述壳体部并提供所述至少一个密封唇。
20.如权利要求16所述的密封总成，其特征在于，
各第一和第二柔性密封件均包括具有刚性径向部的壳体部；
所述密封总成还包括环形间隔物，所述间隔物具有抵靠第一柔性密封件的刚性径向部布置的第一轴向端和与所述第一轴向端方向相反的抵靠第二柔性密封件的刚性径向部布置的第二轴向端，所述间隔物被构造为用于在第一和第二柔性密封件之间传递轴向负荷。
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