動態徑向密封件制造技術

本發明專利技術涉及一種用于密封內部部件(3)與圍繞內部部件同軸安裝的外部部件(4)之間的徑向間隙的密封裝置(1)，其中，內部部件圍繞軸線(a)旋轉。所述裝置包括安裝成與內部部件連接的徑向密封件，其中，徑向密封件具有密封唇(6)，密封唇抵靠著由外部部件的或安裝到所述外部部件上的套筒元件(7)的徑向內表面形成的配合面(10)。當密封裝置靜止時，密封唇以初始唇部力抵靠著配合面。根據本發明專利技術，密封唇(6)圍繞樞轉點(8)以徑向橫截面可樞轉地布置，并且與配重連接。所述密封唇和配重布置在與所述樞轉點不同的軸向區域中，并且適于使得在徑向密封條件的旋轉期間，作用在配重(9)上的離心力大于作用在密封唇(6)上的離心力。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于密封旋轉部件和非旋轉部件之間的徑向間隙的動態密封件，其中該密封件特別適用于高速應用。
技術介紹
動態密封件的一種常見應用是密封通過軸承旋轉地支撐在殼體內的軸之間的徑向間隙。密封件的目的是防止污染物進入殼體并防止泄漏，例如潤滑軸承的潤滑脂。在許多實例中，密封件包括與彈性體結合的殼元件。殼可以安裝到殼體上，并且彈性體包括接觸唇，該接觸唇抵靠著軸上的配合面或者抵靠在安裝到軸的磨損套筒上。接觸唇確保靜態密封。然而，在動態條件下，特別是在高轉速下，在接觸唇和對應面之間產生的摩擦可能是不可接受的高。用于在高速下減小摩擦的一種解決方案是采用非接觸迷宮式密封件，比如在US8356941中公開的。描述了一種用于鐵路車軸軸承的密封件，其包括安裝到車軸的旋轉部件和安裝到軸承外圈的固定部件。旋轉部件包括多個徑向間隔開的軸向延伸部，其布置在固定部件的徑向間隔開的軸向延伸部之間，以形成迷宮。為了提供有效的迷宮式密封，在密封件的旋轉部件和固定部件的相對表面之間需要小的間隙，意味著密封件可以僅容納部件之間的小的徑向和軸向位移。用于在包括接觸唇的密封件中在高速下減小摩擦的另一解決方案是將接觸唇安裝成與例如旋轉軸連接，并且將密封件設計成使得唇在離心力的作用下偏離軸。這種解決方案的示例在US6474653中公開。仍有改進的余地。
技術實現思路
本專利技術涉及一種用于密封內部部件與圍繞所述內部部件同軸安裝的外部部件之間的徑向間隙的密封裝置，其中，所述內部部件圍繞軸線旋轉。所述裝置包括安裝成與所述內部部件連接的徑向密封件，其中，所述徑向密封件具有密封唇，所述密封唇抵靠著由外部部件的或安裝到所述外部部件上的套筒元件的徑向內表面形成的配合面。當密封裝置靜止時，密封唇以初始唇部力抵靠著配合面。根據本專利技術，所述密封唇圍繞樞轉點以徑向橫截面可樞轉地布置，并且與配重連接。所述密封唇和配重布置在與所述樞轉點不同的軸向區域中，并且適于使得在徑向密封件的旋轉期間，作用在配重上的離心力大于作用在密封唇上的離心力。因此，在一定轉速下，所產生的離心力差異將足以導致密封唇和配重圍繞樞轉點旋轉，從而使密封唇沿徑向向內的方向遠離配合面偏轉。這減小了唇部力，意味著所產生的摩擦相對較低。密封唇和配重優選地由可以由彈性體材料制成的密封體的一部分形成。適當地，密封體被結合或模制到安裝到旋轉內部部件上的載體元件。載體元件可以具有c形輪廓，包括安裝到內部部件的內圓柱形部分和通過載體元件的凸緣部分接合到內圓柱形部分的外圓柱形部分。因此，密封件包括在載體元件的內圓柱形部分和外圓柱形部分之間的腔室，其有利地產生用于容納潤滑劑的附加空間。密封體在外圓柱形部分的徑向外表面處連接到載體元件。密封體因此在與載體元件的外圓柱形部分的界面處包括連接部分。在優選示例中，樞轉點由密封體中的細長區域建立，該細長區域將密封唇和配重連接到連接部分。適當地，密封唇直到樞轉點的質量(即慣性)小于配重直到樞轉點的質量。密封唇從樞轉點的軸向延伸優選地在配重從樞轉點的軸向延伸的50％和200％之間。在一些示例中，密封裝置包括安裝到外部部件的套筒元件。適當地，套筒元件具有形成用于密封唇的配合面的圓柱形內表面，并且可以由金屬制成。在進一步的改進中，密封體包括相對于密封唇在軸向外部位置處的非接觸唇。非接觸唇沿徑向向外的方向延伸，并且朝向配合面建立小的徑向間隙，該間隙用作迷宮式密封件。此外，非接觸唇的徑向延伸在動態條件期間用作拋油環，其有效地排斥濕氣和污染物。非接觸唇因此保護密封唇，從而增強了裝置整體的密封效果。根據本專利技術的密封裝置特別適用于鐵路軸承單元。外部部件可以是軸承的外圈或外圈安裝到其上的殼體。內部部件可以是軸承的內圈或內圈安裝到其上的車軸。軸承可以以超過200km/hr的速度運行，這對密封裝置提出了很高的要求。如上所述，配重、密封唇和樞轉點的設計意味著由密封唇施加在配合面上的接觸力隨著速度的增加而減小。結果，摩擦不會變得過高。在一個示例中，配重、密封唇和樞轉點被設計成使得密封唇以例如150km/hr的預定旋轉速度從表面升起。然后，密封唇實際上形成迷宮式密封件的一部分，這將在如此高的轉速下提供有效的密封，當然不會產生摩擦。在低于“升起”速度的速度下，由于密封唇與配合面之間的滑動接觸，摩擦和熱量產生是不可避免的。根據本專利技術的密封裝置的另一個優點是改進的散熱。在傳統的徑向唇形密封件中，其中密封唇與連接到旋轉內部部件或形成旋轉內部部件的一部分的配合面滑動接觸，所產生的熱量被傳遞到內部部件。特別是在錐形滾子軸承的情況下，這是不期望的。錐形滾子軸承的內圈具有凸緣，該凸緣具有用于錐形滾子的軸向外端面的軸向接觸表面。結果，在滾子與內圈之間產生的摩擦比在滾子與外圈之間更大。因此，來自密封摩擦的額外熱量是不期望的。在根據本專利技術的密封裝置中，滑動接觸發生在彈性密封唇與外部部件(例如軸承外圈)或金屬套筒上的配合面之間。因此，產生的熱傳導到金屬配合面和相對較冷的外部部件，從這里可以更容易地散熱。根據下面的詳細描述和附圖，密封裝置的其它優點將變得顯而易見。附圖說明附圖示出了本專利技術的實施例。單個圖示出了穿過根據本專利技術的密封裝置的徑向橫截面，其安裝在鐵路軸承單元中。具體實施方式密封裝置1安裝在鐵路軸承單元中并且密封抵抗環境E的軸承裝置2(未詳細示出)。軸承裝置2將旋轉軸3支撐在固定殼體4中(殼體也可以是外部軸承圈)。軸3圍繞軸線a旋轉。密封裝置包括安裝到固定殼體4上的套筒元件7。套筒元件由金屬制成并且具有圓柱形內表面10。密封裝置還包括具有連接到載體元件11的彈性密封體5的徑向密封件，該載體元件安裝到軸3。徑向密封件因此隨著軸旋轉。在所示的實施例中，載體元件具有C形輪廓，并且包括安裝到軸3上的內圓柱形部分11'。在密封裝置的環境側E，載體元件還包括徑向凸緣部分11”，載體元件的外圓柱形部分11”'從其朝向密封裝置1的軸承側延伸。彈性密封體5在外圓柱形部分11”'的徑向外表面處連接到載體元件11。彈性體5包括密封唇6，其在軸的旋轉期間與套筒元件的內圓柱表面10滑動接觸，該表面將被稱為配合面10。當密封裝置靜止時，即在靜態密封條件下，密封唇在配合面10上施加一定的接觸力。在動態密封條件下，作用在徑向密封件上的離心力將傾向于增加接觸力，這顯然在增加在滑動接觸處產生的摩擦方面是有害的。為了避免這個缺點，提出了以下結構：密封唇6圍繞樞轉點8(在圖中，樞轉軸線因此垂直于圖面)以徑向橫截面可樞轉地布置。此外，彈性密封體5包括與密封唇6連接的配重9。從圖中可以看出，密封唇6和配重9分別布置在與樞轉點8不同的軸向區域a1和a2中。彈性密封體5還包括連接部分12，其接合到載體元件的外圓柱形部分11”'。彈性密封體5可以通過硫化、粘合劑粘結或任何其它合適的接合方法接合到載體元件11。樞轉點8由密封體5的相對細長區域形成，其將配重9和密封唇6接合到連接部分12。密封唇6與連接部分12一起圍繞樞轉軸線的彎曲剛度比密封唇連通配重9的彎曲剛度更高(至少兩倍高)。因此，配重9和密封唇6可以圍繞樞轉點8樞轉。這種樞轉動作在軸3和徑向密封件的旋轉期間實現，因為配重和密封唇被設計成使得作用在配重9上的離心力高于作用在密封唇6上的離心力。適當地，配重的質量大于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于密封內部部件(3)與外部部件(4)之間的徑向間隙的密封裝置，其中，所述內部部件圍繞軸線(a)旋轉，并且所述外部部件是不旋轉的且圍繞所述內部部件同軸安裝，所述裝置(1)包括安裝到所述內部部件(3)的徑向密封件，其中，所述徑向密封件包括密封唇(6)，所述密封唇在靜態密封條件下抵靠著由外部部件(4)的或安裝到所述外部部件上的套筒元件(7)的徑向內表面形成的配合面(10)；其特征在于：●所述密封唇(6)圍繞樞轉點(8)以徑向橫截面可樞轉地布置，該樞轉點位于所述配合面(10)的徑向內側；●所述徑向密封件還包括與所述密封唇(6)連接的配重(9)；以及●所述密封唇(6)和所述配重(9)布置在與所述樞轉點(8)不同的軸向區域(a1、a2)中，并且適于使得在動態密封條件下，作用在所述配重(9)上的離心力大于作用在所述密封唇(6)上的離心力。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.08.26 GB 1415049.41.一種用于密封內部部件(3)與外部部件(4)之間的徑向間隙的密封裝置，其中，所述內部部件圍繞軸線(a)旋轉，并且所述外部部件是不旋轉的且圍繞所述內部部件同軸安裝，所述裝置(1)包括安裝到所述內部部件(3)的徑向密封件，其中，所述徑向密封件包括密封唇(6)，所述密封唇在靜態密封條件下抵靠著由外部部件(4)的或安裝到所述外部部件上的套筒元件(7)的徑向內表面形成的配合面(10)；其特征在于：●所述密封唇(6)圍繞樞轉點(8)以徑向橫截面可樞轉地布置，該樞轉點位于所述配合面(10)的徑向內側；●所述徑向密封件還包括與所述密封唇(6)連接的配重(9)；以及●所述密封唇(6)和所述配重(9)布置在與所述樞轉點(8)不同的軸向區域(a1、a2)中，并且適于使得在動態密封條件下，作用在所述配重(9)上的離心力大于作用在所述密封唇(6)上的離心力。2.根據權利要求1所述的密封裝置，其特征在于，所述密封唇(6)直到所述樞轉點(8)的質量小于所述配重(9)直到所述樞轉點(8)的質量。3.根據權利要求1或2所述的密封裝置，其特征在于，所述密封唇(6)和所述配重(9)形成所述徑向密封件的彈性密封體(5)的一部分。4.根據權利要求3所述的密封裝置，其特征在于，所述徑向密封件包括安裝到所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M奧加尼斯查克，C福蒂，P巴特，
申請(專利權)人：斯凱孚公司，
類型：發明
國別省市：瑞典;SE