專利名稱：密封皮碗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來密封殼體和穿過殼體的軸之間的縫隙的密封皮碗，它具有一支承體和裝在它上面的靜態(tài)和動態(tài)密封元件，其中密封元件由不同的材料組成，以及其中支承體具有一徑向?qū)瘦S的環(huán)形部分和沿軸的軸向分布的圓柱體部分。
在DE 197 40 822 A1表示一類似密封件的另一種結(jié)構(gòu)。這里也利用大致類似結(jié)構(gòu)系列的支承環(huán)，它上面固定一靜態(tài)的和一動態(tài)的密封元件。這些密封材料可以由同一種材料組成；但是也可以由不同材料制成。
按照本發(fā)明從上述現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)所述目的通過這樣的方法來實現(xiàn)，即動態(tài)密封元件固定在支承體的徑向環(huán)形部分上，并在固定部位兩側(cè)包圍環(huán)形部分，靜態(tài)密封元件離動態(tài)密封元件一定的徑向距離地安裝在支承體的軸向圓柱體部分上。動態(tài)密封元件在固定部位處的厚度可以兩側(cè)相同或不同。這里徑向環(huán)形部分的僅僅一部分，也就是環(huán)形部分的內(nèi)邊緣被動態(tài)密封元件用作連接部位。而靜態(tài)密封元件局限于一種基本上抓住支承體的軸向圓柱體部分的連接。在靜態(tài)和動態(tài)密封元件之間保持一徑向距離，這允許在制造時兩個密封元件可以由非常不同的材料制成，其中對于兩個密封元件可以同時進行彈性體材料在支承體上的硫化。
支承體由韌硬性材料，尤其是金屬，制成。
對于靜態(tài)密封元件與動態(tài)密封元件的徑向距離選擇由制造技術(shù)的原因所需要的空間。它至少約0.5mm，以便能夠在規(guī)定位置上裝上相應(yīng)的間隔板，該間隔板是成形模具中相互面對面的環(huán)形間隔凸起。同時這種方式有這樣的優(yōu)點，即支承體在硫化期間可以保持在一個規(guī)定位置上，這時硫化可以在采用增附/粘劑的情況下進行。分別使用的增附劑使兩種不同材料固定在支承體上。
作為動態(tài)密封元件優(yōu)先采用這樣的結(jié)構(gòu)和材料，使得可以在密封件套在軸上時才出現(xiàn)密封元件的皮碗形狀。在套在軸上之前動態(tài)密封元件是一尤其是等厚的圓環(huán)。如果動態(tài)密封元件至少在包圍軸的皮碗?yún)^(qū)域內(nèi)在其朝向軸的表面上設(shè)置用來回輸待密封介質(zhì)的凹槽是有利的。這時在動態(tài)密封元件的邊緣上設(shè)一阻隔裝置，使得在軸靜止時待密封介質(zhì)不會向外流。
此外動態(tài)密封元件在其背向軸的表面上可以設(shè)置同心的或螺旋形的凹槽，它可以使皮碗在裝配期間輕微地拱起。這些凹槽最好和面對面的內(nèi)側(cè)上的凹槽相匹配。兩側(cè)上的凹槽可以是單頭或多頭的。
為了可以從兩個方向?qū)㈧o態(tài)密封元件裝入殼體孔，密封元件在其外側(cè)上具有一端面和/或底面倒角。靜態(tài)密封元件的外側(cè)最好做成波紋形，以便由此可以很好地附著在殼體孔內(nèi)壁上。通過波紋造型控制壓入殼體孔的壓入力和壓出殼體孔的壓出力。
在本發(fā)明另一種結(jié)構(gòu)中軸可以配備一多極輪(Multipolrad)，它與裝在殼體上的傳感器共同作用，以便傳輸例如轉(zhuǎn)速測量值和其它測量數(shù)據(jù)。
通過本發(fā)明達到質(zhì)量方面的優(yōu)點和成本方面的優(yōu)點。質(zhì)量方面的優(yōu)點在于，兩種材料的每一種可以最適合于它在運行時的要求。成本方面的優(yōu)點通過這樣的方法得到，即只有在必定需要的地方才用較貴的材料(大多在動態(tài)密封部位)。
用于動態(tài)密封元件的材料最適合于旋轉(zhuǎn)的機械零件的密封。對耐高溫性提出特別高的要求，因為摩擦熱通過油池加大了發(fā)熱。這造成非常高的購買價格。在這種材料中也可以加入強烈減小摩擦的材料，例如蠟/石蠟。在靜態(tài)密封元件的材料中不允許有這種材料存在，因為這造成固定配合的喪失和密封圈在其孔內(nèi)移動。例如氟橡膠(FPM)證明是合適的。
靜態(tài)密封元件的材料最適合于靜止不動的機械零件的密封。因為這里不外加摩擦熱，對耐高溫性的要求不太高。因此可以采用比較便宜的材料。針對好的緊密配合和小的加壓變形殘余開發(fā)這種材料?？赡苁褂靡环N用于干燥安裝的表面涂染層。例如丙烯酸酯橡膠(ACM)證明是合適的。密封元件最好由聚合物，例如由彈性體或可交聯(lián)的熱塑性塑料組成。用于密封圈皮碗的另一種可供選擇的材料是熱塑性塑料或熱固性塑料。例如也可以采用PPS(聚苯撐硫)，PA(聚酰胺)、可注塑的共聚物，為FEP(全氟乙烯丙烯共聚物)或PFA(Perfluoralcoxy共聚物)或熱塑性彈性體。最后如果靜態(tài)密封區(qū)的材料和動態(tài)密封區(qū)的材料上不同的顏色是有利的。
附圖表示

圖1帶一做成直角形的支承體以及帶一動態(tài)和一靜態(tài)密封元件的密封皮碗的縱剖視圖；圖2帶一T形支承體的密封皮碗；圖3帶一其圓柱段做成雙層的L形支承體的密封皮碗；圖4帶一Z形支承體的密封皮碗；圖5帶一鉤狀支承體的密封皮碗；圖6至9帶有其軸向圓柱體段由具有不同直徑的兩段組成的支承體的密封皮碗；圖10和11配備多極輪和傳感器的兩個密封皮碗。
本發(fā)明的具體實施方式
圖1中以縱剖視表示一密封皮碗30，它裝在殼體4和軸3之間的空隙內(nèi)。密封皮碗30由支承體5和裝在它上面的密封元件組成，密封元件即靜態(tài)密封元件6和動態(tài)密封元件7。兩個密封元件6和7由不同的材料制成。動態(tài)密封元件7固定在支承體5的徑向?qū)瘦S3的環(huán)形部分31上。在固定部位32密封元件7在兩側(cè)包圍環(huán)形部分31，亦即既從內(nèi)側(cè)也從外側(cè)包圍環(huán)形部分。內(nèi)側(cè)朝向待密封空腔1，而外側(cè)朝向外界2。當然這里也包括環(huán)形部分31的徑向內(nèi)表面。動態(tài)密封元件7朝待密封空腔1方向拱起。朝外界2的方向動態(tài)密封元件7附加地設(shè)有防護唇口13，它主要用來擋住污物。
靜態(tài)密封元件裝在支承體5的軸向圓柱體部分33上。在所示實施形式中它從兩側(cè)包圍整個軸向圓柱部分33。靜態(tài)密封元件6在其外側(cè)34上具有端面倒角14和底面倒角15。兩個倒角14和15使密封皮碗30更容易推入殼體4上存在的孔，該孔本身也設(shè)有一倒角35。
在靜態(tài)密封元件6和動態(tài)密封元件7之間存在徑向間距8，它既存在于朝空腔1的方向，也存在于朝外界2的方向。它在外觀上由兩個在徑向環(huán)形部分31上環(huán)形分布的、相互相對的環(huán)形槽36和37組成。
在圖2中所示的實施例中密封皮碗30保持它在圖1中所示的基本結(jié)構(gòu)。區(qū)別是，動態(tài)密封元件7沒有防護唇口，并在所示情況下向外界2拱起。在剖面內(nèi)看支承體5做成T形。為此用于支承體5的鋼板相應(yīng)地折彎。包圍軸3的皮碗在其朝向軸3的表面40上設(shè)有用來回輸待密封介質(zhì)的凹槽。皮碗邊緣41設(shè)有阻隔裝置，它阻止液體介質(zhì)可能從空腔1向外滲出。
圖3表示一種實施形式，其中支承體5在剖面內(nèi)看做成L形，但具有加強的軸向圓柱體部分33。這通過支承體5在這個部位的雙層折疊達到。動態(tài)密封元件7朝內(nèi)腔1方向拱起，并且在其皮碗?yún)^(qū)域內(nèi)既在朝向軸3的表面40上又在背向軸3的表面42上設(shè)有凹槽。雙面設(shè)置的凹槽對于動態(tài)密封元件7特別是在材料較硬時得到更好的可彎曲性。
圖4表示一個例子，其中支承體5在剖面內(nèi)看做成Z形。這里靜態(tài)密封元件6僅僅設(shè)置在支承體5的朝向殼體4的一側(cè)上。支承體5的位于徑向外側(cè)的法蘭38在密封件30裝入殼體4和軸3之間時用作軸向止擋。這時密封件30從外界2推入殼體4和軸3之間的空隙內(nèi)。在這種情況下動態(tài)密封元件7向外界2方向拱起。靜態(tài)密封元件6和動態(tài)密封元件7的其它結(jié)構(gòu)基本上相當于圖2中的元件。
圖5中所示的實施例牽涉這樣一種密封皮碗，它用于具有較大徑向尺寸的安裝空間。支承體5在剖面內(nèi)看具有鉤形，靜態(tài)密封元件6僅僅裝在向外突起的軸向圓柱體部分33上。在這種實施形式時在靜態(tài)密封元件6和動態(tài)密封元件7之間保持相當大的距離。這時如果動態(tài)密封元件7朝其自由端42方向具有越來越大的厚度是有利的。
在圖6至9中表示密封皮碗的多種結(jié)構(gòu)形式，它們具有不同的支承體5和固定在它上面的不同的靜態(tài)密封元件6和動態(tài)密封元件7。這里支承體5在軸向圓柱體部分33上有不同的兩段44和45。其中一段具有比另一段45小的直徑。如果除了在殼體孔內(nèi)良好的靜態(tài)密封6以外還應(yīng)該達到支承體5在殼體孔內(nèi)的非常緊密的配合，那么這種結(jié)構(gòu)是有利的，這通過支承體5，亦即其段45以外表面直接在殼體孔內(nèi)貼在殼體4上達到。
在圖10和11的實施例中密封皮碗30補充了測量裝置，它們主要由一固定在軸3上的多極輪11或傳送器輪12和一在它對面的傳感器10組成。用它們可以測量和采集轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)精度等等。
權(quán)利要求
1.用來密封殼體和一軸之間的空隙的密封皮碗，具有一支承體和一安裝在它上面的靜態(tài)和動態(tài)密封元件，其中密封元件由不同的材料組成，并且支承體具有一徑向?qū)瘦S的環(huán)形部分和一沿軸軸向分布的圓柱體部分，其特征為動態(tài)密封元件(7)固定在支承體的徑向環(huán)形部分(31)上，并在固定部位(32)在兩側(cè)包圍環(huán)形部分(31)，靜態(tài)密封元件(6)離動態(tài)密封元件(7)一定徑向距離(8)地設(shè)置在支承體(5)的軸向圓柱體部分(33)上。
2.按權(quán)利要求1所述的密封皮碗，其特征為支承體(5)由韌硬性材料尤其是金屬組成。
3.按權(quán)利要求1或2所述的密封皮碗，其特征為靜態(tài)密封元件(6)離動態(tài)密封元件(7)的徑向距離至少為0.5mm。
4.按權(quán)利要求1至3所述的密封皮碗，其特征為密封元件(6、7)在采用增附劑的情況下通過硫化與支承體(5)結(jié)合。
5.按權(quán)利要求1至4所述的密封皮碗，其特征為動態(tài)密封元件(7)在密封件套上軸(3)時得到其皮碗的形狀。
6.按權(quán)利要求1至5所述的密封皮碗，其特片為動態(tài)密封元件(7)至少在包圍軸(3)的皮碗?yún)^(qū)域內(nèi)在其朝向軸(3)的表面(40)上設(shè)有用來回輸待密封介質(zhì)的凹槽。
7.按權(quán)利要求1至6所述的密封皮碗，其特征為動態(tài)密封元件(7)的皮碗邊緣(41)具有一阻隔裝置。
8.按權(quán)利要求1至7所述的密封皮碗，其特征為動態(tài)密封元件(7)在其背向軸(3)的表面(42)上設(shè)有同心的或螺旋形的凹槽。
9.按權(quán)利要求1至8所述的密封皮碗，其特征為凹槽是單頭或多頭的。
10.按權(quán)利要求1至9所述的密封皮碗，其特征為動態(tài)密封元件(7)的皮碗朝外界(2)或朝待密封空腔拱起。
11.按權(quán)利要求1至10所述的密封皮碗，其特征為靜態(tài)密封元件(6)在其外側(cè)(34)上具有一個端面和/或底面倒角(14，15)。
12.按權(quán)利要求1至11所述的密封皮碗，其特征為靜態(tài)密封元件(6)的外側(cè)(34)是波紋形的。
13.按權(quán)利要求1至12所述的密封皮碗，其特征為軸(3)設(shè)有一傳送器輪(12)或一多極輪(11)，它們和一裝在殼體(4)上的傳感器(10)共同作用。
全文摘要
用來密封一殼體和一軸之間的空隙的密封皮碗具有一支承體和裝在它上面的靜態(tài)和動態(tài)密封元件，其中密封元件由不同的材料組成，支承體具有一徑向?qū)瘦S的環(huán)形部分和一沿軸的軸向分布的圓柱體部分，其中動態(tài)密封元件(7)固定在支承體的徑向環(huán)形部分(31)上，并在固定部位從兩側(cè)包圍環(huán)形部分(31)，靜態(tài)密封元件(6)離動態(tài)密封元件(7)一定徑向距離地設(shè)置在支承體(5)的軸向圓柱體部分(33)上。
文檔編號F16J15/32GK1477322SQ0315038
公開日2004年2月25日 申請日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月31日
發(fā)明者O·拉普, E·卡默勒, , O 拉普 申請人:卡爾弗羅伊登柏格兩合公司