CN206682305U - 盒式密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种盒式密封装置，其包括骨架、抛油环以及位于所述骨架和所述抛油环之间的聚四氟乙烯部件，所述聚四氟乙烯部件固定到所述骨架，所述聚四氟乙烯部件形成用于与所述抛油环形成密封的密封唇。本实用新型的盒式密封装置无需润滑，且耐磨损、耐高温、密封性能高，可以适用于高速转动的场合。

Description

盒式密封装置

技术领域

本实用新型涉及一种盒式密封装置，尤其是涉及用于IWD(电驱动轮毂)和车轮轴承等的高速转动的被密封体的盒式密封装置。

背景技术

图1为现有技术中用于IWD的一种盒式密封装置的结构示意图。参照图1，该盒式密封装置包括骨架1、抛油环2、橡胶件3和磁性编码器4。橡胶件3接着于骨架1，并且具有用于与抛油环2形成密封的多个密封唇。磁性编码器4固定于抛油环2，用于测量抛油环2的转动。

在IWD系统中，盒式密封装置的轴向外侧(图1中的左侧)是泥水和灰尘，内侧是电动机。目前的设计是典型的车轮轴承盒式密封装置的设计，如果没有润滑脂，则这种密封结构不能良好地工作。即使在该盒式密封装置的内部填加润滑脂，由于润滑脂的消耗、泄漏和挥发等，该润滑脂也不能保持长的时间。

图2为现有技术中用于铁路车轮轴承的一种盒式密封装置的结构示意图。参照图2，该盒式密封装置包括骨架1、抛油环2和橡胶件3。橡胶件3接着于骨架1，并且具有用于与抛油环2形成密封的多个密封唇。在骨架1中形成有孔5，橡胶件3的一部分嵌入到孔5中，以增强橡胶件3与骨架1的接着强度。

在典型的铁路车轮轴承的盒式密封装置中，由于用接触橡胶唇来防止异物进入密封装置密封的轴承中，该密封装置不能在非常高的速度下工作(例如，速度为350km/h的高速铁路)。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，特别是目前的盒式密封装置不能在无润滑或润滑不良的情况下高速工作，本实用新型提供一种解决该技术问题的盒式密封装置。

为此，本实用新型可以采用、但不限于如下方案。

一种盒式密封装置，其中，所述盒式密封装置包括骨架、抛油环以及位于所述骨架和所述抛油环之间的聚四氟乙烯部件，所述聚四氟乙烯部件固定到所述骨架，所述聚四氟乙烯部件形成用于与所述抛油环形成密封的密封唇。

优选地，所述聚四氟乙烯部件硫化接着到覆盖所述骨架的橡胶，并从所述橡胶悬伸出以形成用于与所述抛油环形成密封的密封唇。

优选地，所述聚四氟乙烯部件形成有离心唇和主密封唇，同一聚四氟乙烯部件形成两个密封唇，所述盒式密封装置的内部没有润滑脂。

优选地，在所述盒式密封装置的轴向截面中，所述聚四氟乙烯部件具有单C形结构，或者所述聚四氟乙烯部件具有连接在一起的双C形结构或彼此分开的双C形结构。

优选地，所述骨架包括沿着所述盒式密封装置的径向延伸的径向部分，所述聚四氟乙烯部件固定到所述骨架的所述径向部分，在所述盒式密封装置的轴向截面中，所述聚四氟乙烯部件的C形结构朝向所述抛油环开口。

优选地，所述抛油环包括沿着所述盒式密封装置的径向延伸的径向部分和沿着所述盒式密封装置的轴向延伸的轴向部分，所述聚四氟乙烯部件的两端分别形成用于与所述抛油环的所述径向部分和所述轴向部分形成密封的密封唇。

优选地，所述骨架包括沿着所述盒式密封装置的径向延伸的径向部分，所述聚四氟乙烯部件固定到所述骨架的所述径向部分，所述抛油环包括沿着所述盒式密封装置的径向延伸的径向部分和沿着所述盒式密封装置的轴向延伸的轴向部分，所述聚四氟乙烯部件的两端分别形成用于与所述抛油环的所述径向部分和所述轴向部分形成密封的密封唇，在所述盒式密封装置的轴向截面中，所述聚四氟乙烯部件具有S形结构。

优选地，所述S形结构的第一端形成用于与所述抛油环的所述径向部分形成密封的离心唇，所述S形结构的第二端形成用于与所述抛油环的所述轴向部分形成密封的主唇，所述S形结构的靠近所述第一端的凸起固定到所述骨架的径向部分，所述S形结构的靠近所述第二端的凸起朝向所述抛油环的所述径向部分。

优选地，所述抛油环包括沿着所述盒式密封装置的径向延伸的径向部分和沿着所述盒式密封装置的轴向延伸的轴向部分，所述聚四氟乙烯部件包括用于与所述抛油环的所述径向部分形成密封的第一聚四氟乙烯部件和用于与所述抛油环的所述轴向部分形成密封的第二聚四氟乙烯部件，在所述盒式密封装置的轴向截面中，所述第一聚四氟乙烯部件和所述第二聚四氟乙烯部件均具有C形结构。

优选地，所述骨架包括沿着所述盒式密封装置的径向延伸的径向部分，所述抛油环的所述径向部分包括朝向所述骨架的所述径向部分凸出的弯曲部，所述第一聚四氟乙烯部件的第一臂部形成用于在所述弯曲部的一部分处形成密封的离心唇，所述第一聚四氟乙烯部件的第二臂部的顶端形成用于在所述弯曲部的另一部分处形成密封的副密封唇，所述第一聚四氟乙烯部件的位于所述第一臂部和所述第二臂部之间的第三臂部接着到所述骨架的所述径向部分的轴向一侧面，所述第二聚四氟乙烯部件的两端分别形成用于与所述抛油环的所述轴向部分形成密封的主密封唇，所述第二聚四氟乙烯部件的中间部接着到所述骨架的所述径向部分的径向内侧端部。

本实用新型的盒式密封装置采用聚四氟乙烯(PTFE)部件来形成密封唇，由于PTFE具有自润滑性，本实用新型的盒式密封装置即使在无润滑的情况下也可以在高速、高温条件下密封性良好地工作。

在本实用新型的至少一个优选的方案中，PTFE部件包括C形结构，制造容易，并且容易接着到骨架并与抛油环形成密封。可以容易地由一个PTFE部件形成两个密封唇，简化了整个盒式密封装置的制造。

附图说明

图1为现有技术中用于IWD的一种盒式密封装置的结构示意图；

图2为现有技术中用于铁路车轮轴承的一种盒式密封装置的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例1的盒式密封装置的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例2的盒式密封装置的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例3的盒式密封装置的结构示意图。

附图标记说明

1骨架，2抛油环，3橡胶件，4磁性编码器，5孔，

100骨架，101轴向部分，102径向部分，103孔，200抛油环，201轴向部分，202径向部分，203顶端，204弯曲部，205第一部分，206第二部分，600橡胶，700PTFE部件，710第一PTFE部件，720第二PTFE部件，701第一臂部，702第二臂部，703密封唇，704密封唇，705连接部，706连接部，707第三臂部，711第一臂部，712第二臂部，717第三臂部，721第一臂部，722第二臂部，723第三臂部，800环形空间。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的实施例，附图中，相同的特征用相同的附图标记标识。

实施例1

图3给出了实施例1的盒式密封装置的轴向截面图，应当理解，本实用新型的盒式密封装置整体成环状，图3以及下面的图4-5仅示出了该盒式密封装置的轴向截面的一半。

如图3所示，该盒式密封装置包括骨架100、抛油环200、橡胶600和PTFE部件700。骨架100为具有近似L形轴向截面的环形。在骨架100上覆盖有橡胶600。骨架100具有沿盒式密封装置的轴向(下面，有时也简称“轴向”)延伸的轴向部分101以及沿盒式密封装置的径向(下面，有时也简称“径向”)延伸的径向部分102。

抛油环200也为具有近似L形轴向截面的环形。抛油环200具有沿轴向延伸的轴向部分201以及沿径向延伸的径向部分202。

骨架100的轴向部分101和抛油环200的轴向部分201在径向上彼此相对并间隔开，骨架100的径向部分102和抛油环200的径向部分202在轴向上彼此相对并间隔开，从而在骨架100和抛油环200之间限定轴向截面为大致矩形的环形空间800。

在环形空间800中设置PTFE部件700。在该盒式密封装置的轴向截面中，该PTFE部件700具有大致C形结构，该C形朝向抛油环200开口。在该轴向截面中，可以将PTFE部件700虚拟地分成第一臂部701和第二臂部702。PTFE部件700的第一臂部701的顶端形成用于与抛油环200的径向部分202形成密封的密封唇703。密封唇703可以用作离心唇。PTFE部件700的第二臂部702的顶端形成用于与抛油环200的轴向部分201形成密封的密封唇704。该密封唇704可以用作主密封唇。PTFE部件700的第一臂部701和第二臂部702之间的连接部705接着到橡胶600。在PTFE部件700和抛油环200之间形成了实质上封闭的环形空间。

在一个具体、但非限制性的示例中，首先从PTFE原料中切出轴向长度明显大于厚度的环状件，然后对该环状件进行冲压来形成PTFE部件700。PTFE部件700的连接部705硫化接着到覆盖骨架100的径向部分102的橡胶。这样，可以以简单的方式低成本地制造该盒式密封装置。并且在PTFE部件700和骨架100之间实现了高的接着强度。

例如，在该盒式密封装置用于电驱动轮毂的情况下，骨架100的轴向部分101可以安装到包围轴(未图示)的壳体(未图示)，抛油环200的轴向部分201可以安装到轴，这样抛油环200可以相对于骨架100及PTFE部件700转动。在如此使用时，图3的盒式密封装置的左侧对应于盒式密封装置的轴向内侧，即电驱动轮毂的内部(被密封体的内部)。图3的盒式密封装置的右侧对应于盒式密封装置的轴向外侧，即电驱动轮毂的外部(被密封体的外部)。

由于PTFE为自润滑材料，所以无需在盒式密封装置内(环形空间800内)施加润滑脂。当然，这仅表示本实用新型的盒式密封装置可以在没有润滑脂的情况下长时间地良好地工作，而不排除在本实用新型的盒式密封装置内(环形空间800内)施加润滑脂。

密封唇703可以防止外部的异物进入盒式密封装置和电驱动轮毂(被密封体)内，密封唇704进一步防止异物进入电驱动轮毂(被密封体)内。

本实用新型的盒式密封装置可以用在高速转动的情况下，在以径向外侧的密封唇703的线速度表征时，该高速可以为25m/s至40m/s的速度。

实施例2

图4给出了实施例2的盒式密封装置的轴向截面图。对于与实施例1相同或相似的部件标记相同的附图标记，并省略对这些部件的重复说明。

与实施例1中的盒式密封装置类似，本实施例的盒式密封装置也包括骨架100、抛油环200、橡胶600和PTFE部件700。本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中的PTFE部件700的轴向截面具有双C形结构。

如图4所示，在该盒式密封装置的轴向截面图中，PTFE部件700近似为由方向相反的两个C形部件首尾相接而成，换言之，PTFE部件700具有S形结构。S形结构的第一端形成用于与抛油环200的径向部分202形成密封的离心唇，S形结构的第二端形成用于与抛油环200的轴向部分201形成密封的主唇，S形结构的靠近第一端的凸起固定到骨架100的径向部分102，S形结构的靠近第二端的凸起朝向抛油环200的径向部分202。

更具体地，在该盒式密封装置的轴向截面图中，可以将PTFE部件700虚拟地分成第一臂部701、第二臂部702和位于第一臂部701和第二臂部702之间并将两者连接在一起的第三臂部707。第一臂部701和第三臂部707构成第一C形结构，该第一C形朝向抛油环200的径向部分202开口。第三臂部707和第二臂部702构成第二C形结构，该第二C形朝向骨架100的径向部分102和抛油环200的轴向部分201之间的间隙开口。第一臂部701的顶端形成用于与抛油环200的径向部分202形成密封的密封唇703。该密封唇703用作离心唇。第二臂部702的顶端形成用于与抛油环200的轴向部分201形成密封的密封唇704。该密封唇704用作主密封唇。第一臂部701和第三臂部707之间的连接部705接着到橡胶600。第三臂部707和第二臂部702之间的连接部706位于环形空间800中。

在该实施例中，图4的左侧对应于盒式密封装置的轴向内侧(被密封体的内部)，图4的右侧对应于盒式密封装置的轴向外侧(被密封体的外部)。因此，作为主密封唇的密封唇704面向盒式密封装置的轴向内侧(被密封体的内部)。通过这种方式，密封唇704具有良好的密封性能，以将例如被密封体内的脂保持在被密封体内。

实施例3

图5给出了实施例3的盒式密封装置的轴向截面图。对于与实施例1和实施例2相同或相似的部件标记相同的附图标记，并省略对这些部件的重复说明。

参见图5，该盒式密封装置包括骨架100、抛油环200、橡胶600以及第一PTFE部件710和第二PTFE部件720。在骨架100的径向部分102中形成有孔103。橡胶600的一部分嵌入到孔103中，从而增强橡胶600和骨架100之间的接着强度。

在图5所示的盒式密封装置的轴向截面中，抛油环200的轴向部分201的顶端203朝向径向外侧弯折，用于阻止被密封体内(图5中的盒式密封装置的左侧)的脂到达后述的由第一臂部721的顶端形成的密封唇。抛油环200的径向部分202的顶端形成为弯曲部204。该弯曲部204朝向盒式密封装置的内部凸出地弯曲。更具体地，弯曲部204包括与径向部分202的正直地沿着径向延伸的部分连接的第一部分205和与第一部分205连接的第二部分206。弯曲部204弯曲成朝向盒式密封装置的轴向外侧(图5中的右侧)开口的V形或C形。

在图5所示的盒式密封装置的轴向截面中，第一PTFE部件710为大致C形结构，该C形朝向盒式密封装置的轴向外侧(图5中的右侧)开口。更具体地，第一PTFE部件710包括第一臂部711、第二臂部712和连接第一臂部711和第二臂部712的第三臂部717。

第一臂部711与弯曲部204的第二部分206的延伸方向大致相同，即在朝向盒式密封装置的轴向外侧延伸的同时，朝向盒式密封装置的径向外侧延伸。第一臂部711形成用于在弯曲部204的第二部分206处形成密封的离心唇。

第二臂部712与弯曲部204的第一部分205大致垂直地延伸并大致指向第一部分205的中间位置。第二臂部712的顶端形成用于在弯曲部204的第一部分205处形成密封的另一密封唇。该另一密封唇可以用作副密封唇。

第三臂部717与骨架100的径向部分102大致平行地延伸，并接着到橡胶600。换言之，第三臂部717通过橡胶600接着到径向部分102的轴向外侧面。在该实施例中，由于整个第三臂部717都接着到橡胶600，所以可以提高第一PTFE部件710与橡胶600之间的接着强度。

在图5所示的盒式密封装置的轴向截面中，第二PTFE部件720为大致C形结构，该C形朝向盒式密封装置的径向内侧(图5中的下侧)开口。更具体地，第二PTFE部件720包括第一臂部721、第二臂部722和连接第一臂部721和第二臂部722的第三臂部723。第一臂部721在朝向盒式密封装置的轴向内侧延伸的同时，朝向盒式密封装置的径向内侧延伸。第一臂部721形成用于与抛油环200的轴向部分201形成密封的密封唇，该密封唇可以用作主密封唇。第二臂部722在朝向盒式密封装置的轴向外侧延伸的同时，朝向盒式密封装置的径向内侧延伸。第二臂部722形成用于与抛油环200的轴向部分201形成密封的密封唇，该密封唇可以用作主密封唇。第三臂部723大致沿着盒式密封装置的轴向延伸，并且接着到橡胶600。换言之，第三臂部723通过橡胶600接着到骨架100的径向部分102的径向内侧端部。

在本实施例中，离心唇可以将大部分泥水等的异物保持在盒式密封装置的外部，如果一些异物进入到盒式密封装置内，副密封唇可以在短时间内保持该异物，然后离心唇会将该异物泵离盒式密封装置。由第二臂部722的顶端形成的主密封唇可以将异物保持在被密封体的外部，由第一臂部721的顶端形成的主密封唇可以将脂保持在被密封体内。

由于在本实用新型中，由PTFE部件形成密封唇，因此，本实用新型的盒式密封装置在没有润滑的情况下，仍可以在高转速下运行并具有良好的密封性，并且本实用新型的盒式密封装置可以在非常高的温度下工作。

在本实用新型中，通过对PTFE环片进行冲压而形成PTFE部件，PTFE部件接着于覆盖骨架100的橡胶。因此，可以以低成本容易地制造本实用新型的盒式密封装置。

本实用新型的盒式密封装置不仅可以用于电驱动轮毂和车轮轴承，而且还可以用于其它场合，本实用新型的盒式密封装置特别适用于高速转动的场合。

上面说明了本实用新型的几个优选实施例，然而，本实用新型不限于此，还可以进行例如如下变型。

(1)本实用新型中的PTFE部件优选采用硫化方式接着到覆盖骨架100的橡胶600，然而，PTFE部件与骨架100的固定方式不限于此，例如，PTFE部件可以直接胶粘到骨架100。然而，应当理解，与直接胶粘相比，PTFE部件经由橡胶接着到骨架的耐久性更好。并且，可以在整个骨架100或骨架100的仅部分位置覆盖橡胶600。

(2)本实用新型的盒式密封装置不限于骨架形成于抛油环的径向外侧的结构，骨架和抛油环的位置可以互换。也就是，骨架可以位于抛油环的径向内侧，骨架可以安装到轴或轴承内圈等，抛油环可以安装到壳体或轴承外圈等。

(3)虽然上面没有具体说明，但是各密封唇均可以适当地为接触式或非接触式密封唇。

(4)应当理解，本申请中的PTFE部件是指仅由PTFE构成的部件，其不包括将PTFE膜接着到橡胶等上构成的复合构件。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盒式密封装置，其特征在于，所述盒式密封装置包括骨架、抛油环以及位于所述骨架和所述抛油环之间的聚四氟乙烯部件，所述聚四氟乙烯部件固定到所述骨架，所述聚四氟乙烯部件形成用于与所述抛油环形成密封的密封唇。

2.根据权利要求1所述的盒式密封装置，其特征在于，所述聚四氟乙烯部件硫化接着到覆盖所述骨架的橡胶，并从所述橡胶悬伸出以形成用于与所述抛油环形成密封的密封唇。

3.根据权利要求1所述的盒式密封装置，其特征在于，所述聚四氟乙烯部件形成有离心唇和主密封唇，同一聚四氟乙烯部件形成两个密封唇，所述盒式密封装置的内部没有润滑脂。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的盒式密封装置，其特征在于，在所述盒式密封装置的轴向截面中，所述聚四氟乙烯部件具有单C形结构，或者所述聚四氟乙烯部件具有连接在一起的双C形结构或彼此分开的双C形结构。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的盒式密封装置，其特征在于，

所述骨架包括沿着所述盒式密封装置的径向延伸的径向部分，所述聚四氟乙烯部件固定到所述骨架的所述径向部分，

在所述盒式密封装置的轴向截面中，所述聚四氟乙烯部件的C形结构朝向所述抛油环开口。

6.根据权利要求5所述的盒式密封装置，其特征在于，

所述抛油环包括沿着所述盒式密封装置的径向延伸的径向部分和沿着所述盒式密封装置的轴向延伸的轴向部分，所述聚四氟乙烯部件的两端分别形成用于与所述抛油环的所述径向部分和所述轴向部分形成密封的密封唇。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的盒式密封装置，其特征在于，

所述骨架包括沿着所述盒式密封装置的径向延伸的径向部分，所述聚四氟乙烯部件固定到所述骨架的所述径向部分，

所述抛油环包括沿着所述盒式密封装置的径向延伸的径向部分和沿着所述盒式密封装置的轴向延伸的轴向部分，所述聚四氟乙烯部件的两端分别形成用于与所述抛油环的所述径向部分和所述轴向部分形成密封的密封唇，

在所述盒式密封装置的轴向截面中，所述聚四氟乙烯部件具有S形结构。

8.根据权利要求7所述的盒式密封装置，其特征在于，

所述S形结构的第一端形成用于与所述抛油环的所述径向部分形成密封的离心唇，所述S形结构的第二端形成用于与所述抛油环的所述轴向部分形成密封的主唇，所述S形结构的靠近所述第一端的凸起固定到所述骨架的径向部分，所述S形结构的靠近所述第二端的凸起朝向所述抛油环的所述径向部分。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的盒式密封装置，其特征在于，

所述抛油环包括沿着所述盒式密封装置的径向延伸的径向部分和沿着所述盒式密封装置的轴向延伸的轴向部分，

所述聚四氟乙烯部件包括用于与所述抛油环的所述径向部分形成密封的第一聚四氟乙烯部件和用于与所述抛油环的所述轴向部分形成密封的第二聚四氟乙烯部件，

在所述盒式密封装置的轴向截面中，所述第一聚四氟乙烯部件和所述第二聚四氟乙烯部件均具有C形结构。

10.根据权利要求9所述的盒式密封装置，其特征在于，

所述骨架包括沿着所述盒式密封装置的径向延伸的径向部分，

所述抛油环的所述径向部分包括朝向所述骨架的所述径向部分凸出的弯曲部，所述第一聚四氟乙烯部件的第一臂部形成用于在所述弯曲部的一部分处形成密封的离心唇，所述第一聚四氟乙烯部件的第二臂部的顶端形成用于在所述弯曲部的另一部分处形成密封的副密封唇，所述第一聚四氟乙烯部件的位于所述第一臂部和所述第二臂部之间的第三臂部接着到所述骨架的所述径向部分的轴向一侧面，

所述第二聚四氟乙烯部件的两端分别形成用于与所述抛油环的所述轴向部分形成密封的主密封唇，所述第二聚四氟乙烯部件的中间部接着到所述骨架的所述径向部分的径向内侧端部。