CN1487225A - 轴向轴密封装置 - Google Patents

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Abstract

一种在一个外壳壁或类似物与一个在其内旋转的轴之间的轴向轴密封装置，其中，该轴向轴密封装置(20)由一个可固定且密封地安装在该外壳壁(21)内的外环(3)和一个不可相对旋转且密封地与该轴(6)连接的内环(4)组成，该外环(3)具有一个径向向内定向的密封皮碗(22)，该密封皮碗(22)具有由聚合物材料制成的一种涨缩箱的形式，该密封皮碗(22)在其内边缘(9)有一个或多个轴向对准的密封面(13)，而内环(4)具有一个径向向外定向的、被设计成轴向相对密封面(25)的环突缘(10)。

Description

轴向轴密封装置
技术领域
本发明涉及一种在一个外壳壁或类似物与一个在其内旋转的轴之间的轴向轴密封装置。这种轴向轴密封装置已以多种实施方式被公开。它们不同的结构主要起因于特殊的密封问题。这些问题之一在于，即使旋转的轴在轴向上要进行显著的移动，也要能够实现密封。
背景技术
德国实用新型DE 1 893 773公开了一种轴向轴密封装置，在这种轴向轴密封装置中，当轴在小范围内作轴向移动时，密封装置的轴向密封环随之移动。由此实现一种软的和行程相对长的密封。但是，该轴向密封装置受限于一个装在轴上的密封唇紧贴在其上的轴环或一个轴端上的凸缘，通过该凸缘形成一个密封唇的端面。鉴于密封装置的结构设计，密封件还不能承受较大的轴的轴向移动。
发明内容
本发明的目的在于，设计一种轴向轴密封装置，使得即使在轴的轴向间隙特别大和轴上出现径向偏摆时也能实现可靠的密封。此外，密封装置的结构要尽可能的简单并易于安装。
根据本发明，上述类型的轴向轴密封装置是这样实现该目的的，即，该轴向轴密封装置由一个可固定且密封地安装到外壳壁中的外环和一个不可相对旋转且密封地与轴连接的内环组成，其中，该外环具有一个径向向内定向的密封皮碗，该密封皮碗由形式为涨缩箱膜盒(Federbalg)的一种聚合物材料制成，该密封皮碗在其内边缘有一个或多个轴向对准的密封面，而该内环具有一个径向向外定向的、设计成轴向相对密封面的环突缘。该密封装置允许接受轴很大的径向间隙和大的轴向间隙。此外，还允许大的轴偏斜。它的损耗功率较小，由此几乎没有油结焦，从而提高了使用寿命。该密封装置制造简单、制造成本低廉，除此之外安装和拆卸也都简单。
在优选实施方式中，密封皮碗在内部设有一个基本上是径向定向的圆环。该圆环被设计成密封面。可以在密封面上以一种已知的方式设置回送润滑剂的槽。也可以在密封面上设一层优选由聚四氟乙烯(PTFE)组成的减小摩擦的涂层。
如果将密封皮碗制成气箱(Faltenbalg)的形式，是有利的。这就使得密封皮碗制造简单、使用方便。如果密封皮碗的风箱开口朝向密封装置润滑剂侧的安装是有利的。这将使密封面得到特别好的润滑，并由此减少摩擦和磨损。
为了提高外环的刚性，外环的附着部分可设有一个由韧性的材料制成的加强件。同样也可以在密封皮碗的圆环内嵌入一种加强件。
根据回送润滑剂的另一可行方案，环突缘也可设槽。
所述密封皮碗的内边缘可以有一个前角，其与径向标准设备(Normaleinrichtung)偏离至最大30°。
内环优选由金属制造。也可按要求采用其它材料。因此，在许多情况下也可以使用塑料。
出于安装的目的或为了减少摩擦力，内环可以至少局部包覆有一种聚合物材料。
如果内环设有径向向内定向的突出部，或更佳地设置一个环突缘，且该突出部或环突缘用于贴靠在轴上的作为轴向止挡的凸缘上，则是有利的。
在本发明的其它结构中，内环的环突缘可设有一个径向加长段，该径向加长段在其外套环上形成发生器轮(Geberrad)或多极轮，该发生器轮或多极轮与嵌在外壳壁内的测量转数和/或轴的运动的传感器一起作用。实施测量的其它可行方案是，内环的圆柱形部分形成发生器轮或多极轮，其与一个传感器共同作用，该传感器则由布置在外壳壁中的支承突缘固定。最后，还可以由内环的圆柱形部分形成发生器轮或多极轮，且密封装置的外环固定在辅助环上，该辅助环支承一个最好由无纺材料制成的防污护板。
附图说明
下面参照几个在附图中示出的实施例对本发明作出详细说明。
图1用截面图示出了轴向轴密封装置的基本结构；
图2和3示出了具有一个支承多极轮(Multipolrad)的内环的轴向轴密封装置。
具体实施方式
图1以截面图示出了一个轴向轴密封装置20，该轴向轴密封装置被嵌入外壳壁21内，并且密封住外壳壁21和轴6之间的间隙。该轴向轴密封装置20由两部分组成，即可固定且密封地安装到外壳壁21中的外环3和内环4。外环3具有一个径向向内定向且由一种聚合物材料制成的密封皮碗22，它具有涨缩箱的形式。密封皮碗22的内边缘9被设计成径向的突出部且具有密封面13。为了提高外环3或内边缘9的刚性，可给它们设有由韧性的材料制成的环形加强件8或7。外壳壁21的孔5设有一个形成一个止挡的凸缘23，外环3贴合在该凸缘上。
内环4套装在轴6上。它由一个柱形的中间部分24组成，并具有一个径向向外定向的环突缘10，该环突缘具有一个与密封皮碗22的内边缘9的密封面13相对的密封面25。内环4不可相对旋转地且密封地装在轴6上。它设有紧贴在轴6的凸缘26上的环突缘11，该环突缘由此确定内环4的位置。
密封皮碗20的内边缘9被设计成基本上径向对准的圆环。在本示例中，该圆环设有一个密封面13。该密封面13可设有回送润滑剂的槽12。槽可以直接布置在密封面13上。但也可为密封面13设有一层减小摩擦的最好由PTFE(聚四氟乙烯)制成的涂层。最好这样布置密封皮碗20，即密封皮碗朝向密封装置的润滑剂侧1开放。但也可以反向布置，即，密封皮碗22的气箱朝向环境侧2。为实现这种布置，可以在内边缘9的外侧27上布置一种相应的结构，且同样制成密封面，如与其相对的那侧。
内边缘9在结构上可以从一开始就是径向定向的。但也可这样设计具有内边缘9的密封皮碗22，即内边缘在其安装前相对于密封皮碗22向内环4的环突缘10的方向弯曲，且只是在安装时才压入其径向方向。
在所示的实施方式中，内环是由金属制成的。但它也可以由塑料制成，或至少局部包覆有一种聚合物材料，正如下图所示的情况那样。
图2示出了一种轴向轴密封装置20，其具有与图1可比较的结构，其中内环4在其内面设有一层由聚合物材料制成的覆盖层16。通过该覆盖层16，内环4在轴6上获得一个非常好的密封配合。内环4的环突缘10设有一个径向加长段28，该加长段28在其外套环29上支承有多极轮14。这个多极轮14与嵌在外壳21里的传感器15共同作用，可以测量转数或轴的运动和其它的参数。由于重量的原因和/或使润滑剂易于进入密封面，加长段28可以在其周围设有开口30。
例如在不希望在密封装置的润滑剂区域中有加长段28时，该结构也可以作出不背离本发明思想的变化。在这种情况下，可以把加长段设计在密封装置20的外侧2。
图3示出了安装多极轮14和传感器15的一种良好的可行方案，在该图中，带有密封皮碗22的外环3和带有环突缘10的内环4基本上相应于图1的实施方式。在此，额外地装有一个辅助角环17，该辅助角环在其向内定向的突缘31上支承与多极轮14相对的传感器15，其中多极轮14被布置在内环4上。辅助环17可以配备密封挡板18，它由无纺材料制成且密封地包围住轴6。也可以在内环4上朝外侧安装一个防污的突缘。

Claims (17)

1.一种在一个外壳壁或类似物与一个在其内旋转的轴之间的轴向轴密封装置，其特征在于，所述轴向轴密封装置(20)由一个可固定且密封地安装到所述外壳壁(21)内的外环(3)和一个不可相对旋转且可与所述轴(6)密封连接的内环(4)组成，所述外环(3)具有一个径向向内定向的密封皮碗(22)，所述密封皮碗(22)具有由聚合物材料制成的一种涨缩箱形式，所述密封皮碗(22)在其内边缘(9)有一个或多个轴向的密封面(13)，而内环(4)具有一个径向向外定向的、被设计成轴向对应密封面(25)的环突缘(10)。
2.根据权利要求1的轴向轴密封装置，其特征在于，所述密封皮碗(22)的内边缘(9)被设计成基本上径向的圆环。
3.根据权利要求1的轴向轴密封装置，其特征在于，所述密封皮碗(22)的内边缘(9)有一个前角，其与径向法线方向偏离至最大30°。
4.根据权利要求1至3之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述圆环有一个或多个密封面(13)。
5.根据权利要求1至4之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述密封面(13)设有回送润滑剂的槽(12)。
6.根据权利要求1至5之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述密封面(13)设有一层最好由聚四氟乙烯PTFE制成的减小摩擦的涂层。
7.根据权利要求1至6之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述密封皮碗(22)形成一个气箱。
8.根据权利要求1至7之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述密封皮碗(22)的气箱的开口朝向密封装置(20)的润滑剂侧(1)。
9.根据权利要求1至8之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述外环(3)设有一个由韧性的材料制成的加强件(8)。
10.根据权利要求1至9之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述圆环(9)有一个加强板(7)。
11.根据权利要求1至10之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述内环(4)的环突缘(10)设有回送润滑剂的槽(12)。
12.根据权利要求1至11之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述内环(4)由金属制成的。
13.根据权利要求1至12之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述内环(4)至少局部包覆有一种聚合物材料。
14.根据权利要求1至13之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述内环(4)带有径向向内定向的突出部或一个环突缘(11)，所述突出部或环突缘紧贴在轴(6)上的作为轴向止挡的凸缘(26)上。
15.根据权利要求1至14之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述内环(4)的环突缘(10)设有一个径向加长段(28)，所述径向加长段(28)在其外套环(29)上支承一个发生器轮或多极轮(14)，且与一个嵌在外壳壁(21)内的传感器(15)一起作用以测量转数/或轴的运动。
16.根据权利要求1至15之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述内环(4)的圆柱形部分(24)设有一个发生器轮或多极轮(14)，所述发生器轮或多极轮(14)与一个传感器(15)共同作用，所述传感器(15)被一个布置在外壳壁(21)内的辅助突缘(17)保持。
17.根据权利要求1至14之一的轴向轴密封装置，其特征在于，所述内环(4)的圆柱形部分(24)被设计成发生器轮或多极轮(14)，所述外环(3)被固定在一个辅助环(17)上，所述辅助环支承一个最好由无纺材料制成的防污护板(18)。
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