專利名稱：動(dòng)態(tài)軸密封件及其安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及油密封，特別是涉及在外部固定殼體和中心轉(zhuǎn)軸之間建 立密封的油密封。
背景技術(shù)：
眾所周知，軸密封件用于在固定殼體和轉(zhuǎn)軸之間建立流體緊密封。業(yè)界 不斷做著各種嘗試以實(shí)現(xiàn)流體緊密封，同時(shí)將密封件與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦影響 最小化。 一些軸密封件采用環(huán)狀螺旋彈簧以便于保持密封件的密封唇與轉(zhuǎn)軸 之間的密封配合。雖然這些類型的密封件已證明是有幫助的，但由于其會(huì)產(chǎn) 生涉及彈簧的制造及材料的成本，典型地導(dǎo)致整體成本增加。同時(shí)，需要增 加空間來收容彈簧，且典型地增加了密封件的重量。
另一種已知的軸密封結(jié)構(gòu)中，提供了一種反向的密封唇結(jié)構(gòu)，其中，該 密封唇具有用于與軸配合的密封面，組裝狀態(tài)下，反向折疊鉸接部與密封唇 大體上平行地交疊。該密封結(jié)構(gòu)很大程度上依靠鉸接部的反向折疊結(jié)構(gòu)來保 持密封唇密封面與軸之間的密封配合。雖然能夠證實(shí)，使用過程中，該結(jié)構(gòu) 在建立緊密封和相對(duì)最小的摩擦力上是有用的，但其在組裝和使用過程中的 確存在一些潛在的問題。在組裝過程中，如果密封唇的密封面和軸之間產(chǎn)生 太多摩擦，鉸接部將可能會(huì)展開。這種狀況發(fā)生時(shí)，需要將該密封結(jié)構(gòu)拆卸 下來，更換一新密封結(jié)構(gòu)。如果該問題未被發(fā)現(xiàn)，則軸與殼體之間將無法建 立起密封，很快會(huì)導(dǎo)致有關(guān)泄漏的問題。此外，即使適當(dāng)?shù)匕惭b了該密封結(jié) 構(gòu)，在使用過程中，鉸接部仍會(huì)展開，從而導(dǎo)致后續(xù)的泄漏問題。導(dǎo)致鉸接 部在使用時(shí)展開的一個(gè)重要因素是作用于密封結(jié)構(gòu)中與空氣側(cè)相對(duì)的油側(cè)的 壓力增大。如果該作用于油側(cè)的壓力變得太大，則鉸接部會(huì)被推向密封結(jié)構(gòu)的空氣側(cè)，直到其最終展開。同樣地，這類密封結(jié)構(gòu)在組裝和使用過程均存 在潛在的問題。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種沿軸向延伸的環(huán)形工作面形成動(dòng)態(tài)密封 的軸密封件。該軸密封件包括設(shè)置成與固定殼體連接的裝配部以及具有在油 側(cè)端部和空氣側(cè)端部之間延伸的環(huán)形密封面的密封唇。所述環(huán)形密封面設(shè)置 為沿所述工作面軸向延伸。環(huán)形橋部連接所述密封唇和所述裝配部。多個(gè)腹 板在所述橋部和所述裝配部之間大致徑向延伸。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種軸密封件，其包括設(shè)置成與固定殼體 連接的裝配部以及具有背面和相對(duì)的環(huán)形密封面的密封唇，所述環(huán)形密封面 在該密封唇的油側(cè)端部和空氣側(cè)端部之間延伸，且該環(huán)形密封面設(shè)置為沿一 轉(zhuǎn)軸的工作面軸向延伸。環(huán)形鉸接區(qū)從所述密封唇的所述油側(cè)，以反向折疊 方位，徑向向外延伸越過所述密封唇。該環(huán)形鉸接區(qū)在其一側(cè)與所述密封唇 的背面之間形成有環(huán)形槽。鉸接區(qū)面向所述裝配部的相對(duì)側(cè)與所述裝配部之 間形成有環(huán)形凹部。多個(gè)加強(qiáng)腹板在所述鉸接區(qū)和所述裝配部之間延伸穿過 所述凹部。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種將軸密封件圍繞軸安裝進(jìn)殼體的孔中 的方法。所述軸密封件具有安裝部和密封唇，其中該密封唇具有背面和相對(duì) 的環(huán)形密封面，該環(huán)形密封面在所述密封唇的油側(cè)端部和該密封唇的空氣側(cè) 端部之間延伸。
一環(huán)形鉸接區(qū)從所述密封唇的所述油側(cè)，以反向折疊方位， 徑向向外延伸越過在所述密封唇。該鉸接區(qū)與所述密封唇的背面之間形成有 環(huán)形槽，該鉸接區(qū)與所述裝配部之間形成有環(huán)形凹部。所述安裝方法包括 提供具有預(yù)定外徑的環(huán)面并將所述軸密封件與所述孔大致同心對(duì)準(zhǔn)。進(jìn)一步， 將所述環(huán)面相對(duì)所述軸密封件軸向移入所述環(huán)形槽中，使得所述密封唇的油 側(cè)端部徑向向外移動(dòng)。然后，在將所述環(huán)面保持在所述環(huán)形槽中的同時(shí)，將 所述軸密封件的裝配部壓入所述殼體的孔中。接著，在將所述環(huán)面保持在所 述環(huán)形槽中的同時(shí)，將所述軸相對(duì)所述軸密封件軸向移至所述密封面之下。 最后將所述環(huán)面相對(duì)所述軸密封件軸向移出所述環(huán)形槽，使得所述密封唇的 密封面與所述軸的工作面配合。
為了更清楚地說明本發(fā)明的上述和其他方面、特征及優(yōu)點(diǎn)，以下結(jié)合當(dāng) 前較佳實(shí)施例和最佳實(shí)施方式、所附權(quán)利要求以及附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描 述，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例構(gòu)造的密封件的部分立體圖； 圖2是圖1中的密封件在預(yù)安裝狀態(tài)下的剖視圖； 圖3是圖1中的密封件在安裝狀態(tài)下的剖視圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例構(gòu)造的密封件的部分立體圖； 圖5-7是根據(jù)本發(fā)明另外的當(dāng)前較佳實(shí)施例構(gòu)造的密封件在安裝狀態(tài)下 的剖視圖8是根據(jù)本發(fā)明再一當(dāng)前較佳實(shí)施例構(gòu)造的密封件在預(yù)安裝狀態(tài)下的 剖視圖9是圖8中的密封件在安裝狀態(tài)下的剖視圖；以及 圖10-17舉例描繪了根據(jù)本發(fā)明又一方面的將密封件安裝進(jìn)殼體中位于 軸上的方法。
具體實(shí)施例方式
詳細(xì)參照附圖，圖1-3示意了軸密封件10的一個(gè)實(shí)施例。該軸密封件10 包括剛性結(jié)構(gòu)的角形的裝配環(huán)部12，其適于將軸密封件10安裝至固定殼體 14，作為示例而非限制，例如發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱，圍繞該殼體中的開口 16，轉(zhuǎn) 軸18 (例如曲柄軸)延伸穿過該開口 16。主密封唇20通過中間橋部22連接 至裝配環(huán)部12。多個(gè)加強(qiáng)肋或腹板(web) 24在橋部22和裝配環(huán)部12之間 延伸，并周向間隔的圍繞軸密封件10將橋部22連接至裝配環(huán)部12。腹板24 作為加強(qiáng)輪輻，為密封件10提供軸向硬度，同時(shí)為主密封唇20提供良好的 徑向撓性和彈性。軸向硬度有助于在軸密封件10的安裝過程中，最小化或消 除將密封件10安裝于軸18上時(shí)橋部22內(nèi)部向外翻出的可能性。同樣地，如 果需要，無需采用工具，即可將軸密封件10圍繞軸16安裝于殼體14中。此 外，需要的話，也可借助工具機(jī)構(gòu)，采用創(chuàng)新的組裝方法，來安裝該軸密封 件IO，這一點(diǎn)將在后續(xù)做更詳細(xì)地說明。
裝配環(huán)部12包括結(jié)構(gòu)剛性元件26。該剛性元件26的材料較軸密封件10 其他部分具有更高的硬度。剛性元件26有助于將軸密封件10安裝于殼體14中，并提高裝配環(huán)部12的整體結(jié)構(gòu)剛性。剛性元件26可采用適于為裝配環(huán) 部12提供足夠的剛性并使其能夠按預(yù)定方式安裝于殼體14中的多種形狀中 任一形狀。在圖l-3所示實(shí)施例中，剛性元件26采用單一圓環(huán)形式，其軸向 截面為大致矩形。然而，如圖4、 5、 6和7所示舉例說明，各軸密封件110、 210、 310、 410可具有可替換的結(jié)構(gòu)剛性元件，例如可包括雙繞圓環(huán)126，例 如鍵環(huán)(圖4)，單圓環(huán)226 (圖5)、沖壓金屬環(huán)結(jié)構(gòu)326 (圖6)、或者可由 連續(xù)的或開口環(huán)構(gòu)成以及可通過例如從管坯接合而制成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)426 (圖 7)。雖然附圖中展示了多種適用于剛性元件的形狀，但其仍僅僅為示例而已， 在此，可以預(yù)期這些或者適合為密封件IO提供足夠的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛性的任何 其他結(jié)構(gòu)。
剛性元件26可由金屬和/或非金屬剛芯28形成，該剛芯28可由周向連續(xù) 的環(huán)狀片材制成，或由單一線材繞成圓環(huán)制成。這種結(jié)構(gòu)為裝配環(huán)部12提供 軸向和徑向剛性以及良好的環(huán)向強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)剛芯28的部分或全部可由如橡膠 等彈性體材料的環(huán)狀塊或本體30包覆成型。彈性體本體30為裝配環(huán)部12提 供彈性，同時(shí)，剛性芯28為裝配環(huán)部12提供結(jié)構(gòu)剛性。
裝配環(huán)部12設(shè)置成可壓入殼體14的孔32中。剛芯28可暴露于裝配環(huán) 部12的外徑處，因此，可與孔32的壁直接配合；或者，剛芯28由彈性體薄 層覆蓋，以促進(jìn)和增強(qiáng)殼體14與軸密封件10之間形成流體緊密封。為進(jìn)一 步便于形成可靠的流體緊密封，裝配環(huán)部12可進(jìn)一步包括孔保持(retention) 和密封增強(qiáng)特征，例如可由與彈性體材料30的本體相同的彈性體材料制成的 一個(gè)或多個(gè)環(huán)形肋34。這樣，當(dāng)肋34在徑向壓縮下至少部分產(chǎn)生彈性變形時(shí)， 密封件10和殼體14的孔32之間的徑向靜流體密封是最理想的。通過在相鄰 肋34之間形成完全封閉的環(huán)形密封通道36來增強(qiáng)該流體緊密封。如果，由 于某種原因，流體或污染物越過肋34中之一產(chǎn)生泄漏，該流體或污染物將會(huì) 保留在各自的通道36中，從而不會(huì)越過下一個(gè)肋34而完全流過密封件10。
軸密封件10包括通過橋部22與剛性元件26徑向向內(nèi)間隔的主密封唇20。 在安裝狀態(tài)下，如圖3所示，軸密封件10具有流體或油側(cè)O以及軸向相對(duì)的 環(huán)境或空氣側(cè)A。主密封唇20呈軛狀，并具有密封面38以及相對(duì)的背面42。 該密封面38圍繞軸18的外徑工作面40密封。在本實(shí)施例中，橋部22在主 密封唇20的流體側(cè)端部44處連接至主密封唇20。主密封唇20從流體側(cè)端部 44延伸至軸向相對(duì)的空氣側(cè)端部46。除了密封唇20在流體側(cè)端部44與橋部22的連接之外，主密封唇20沿其長度是無支撐的，以使背面42無需任何支 撐、彈簧，或連接至裝配環(huán)部12。最好如圖2所示，軛狀主密封唇20可形成 有小漏斗狀或平截頭狀，以便在松弛的卸載狀態(tài)下，主密封唇20于流體側(cè)端 部44處的直徑大于空氣側(cè)端部46處的直徑。該平截頭狀主密封唇20在松弛 狀態(tài)下具有輕微的錐度，以在開始將軸密封件10圍繞軸18安裝進(jìn)孔32中時(shí)， 在軸18的自由端48呈現(xiàn)一稍寬的口部。
在圖1-3所示的實(shí)施例中，橋部22具有鉸接區(qū)50，該鉸接區(qū)50從流體 側(cè)端部44,向后越過主密封唇20，朝向主密封唇20的空氣側(cè)端部46延伸， 與主密封唇20的背面42保持在其上面但徑向向外間隔的關(guān)系，。橋部22還 具有環(huán)形徑向腿部52，該腿部52從鉸接區(qū)50過渡，并徑向向外延伸以連接 橋部22的鉸接區(qū)50和裝配環(huán)部12。反向延伸或折疊的鉸接區(qū)50作為環(huán)形鉸 鏈，用于支撐主密封唇20。該反向折疊鉸接區(qū)50非常柔軟且徑向上易屈服， 因此，允許主密封唇20徑向浮動(dòng)，以便在安裝過程中與軸18保持初始對(duì)準(zhǔn)， 并在安裝之后的使用過程中，軸18稍軸向偏離孔32的軸心的情況下(舉例 來說，軸徑向跳動(dòng)狀況)，隨軸18徑向移動(dòng)或浮動(dòng)。
鉸接區(qū)50的反向折痕呈現(xiàn)兩個(gè)樞接或鉸接點(diǎn)或區(qū)域，第一鉸接區(qū)54位 于鉸接區(qū)50的導(dǎo)油側(cè)0弧形接合點(diǎn)處，在此其連接至主密封唇20;第二鉸 接區(qū)56與第一鉸接區(qū)54軸向間隔，朝向密封件10的空氣側(cè)A。除了軸向間 隔之外，第一、第二鉸接區(qū)54、 56也彼此徑向間隔。如圖3所示，組裝狀態(tài) 下，鉸接區(qū)50可與主密封唇20形成銳角a，以使鉸鏈區(qū)50與密封唇20在密 封件10的空氣側(cè)A的方向上相分離，從而在密封唇20和鉸接區(qū)50之間形成 凹陷的環(huán)狀槽57。組裝后，角a小于90度，優(yōu)選小于45度，更優(yōu)選為約5-30 度。
反向延伸的鉸接區(qū)50和裝配環(huán)部12的本體30之間形成環(huán)形槽或凹部58。 反向鉸接區(qū)50與裝配環(huán)部12徑向一致，但通過凹部58與該裝配環(huán)部12相 間隔。多個(gè)肋或腹板24延伸越過凹部58并將鉸接區(qū)50連接至裝配環(huán)部12。 腹板24也可連接至橋部22的徑向腿部52。該腹板24沿反向鉸接區(qū)50圓周 長度周向間隔設(shè)置。根據(jù)一當(dāng)前較佳實(shí)施例，各腹板24圍繞密封件10的圓 周彼此等距間隔。根據(jù)另一當(dāng)前較佳實(shí)施例，成對(duì)的相鄰腹板24圍繞密封件 IO的圓周彼此等距間隔。因此，圍繞圓周徑向壓縮密封件10所需的力基本上 保持不變或一致。如所述，在反向鉸接區(qū)50的區(qū)域中，腹板24為密封件10提供軸向硬度，同時(shí)保持良好的主密封唇20徑向撓性和鉸接區(qū)50徑向撓性。
腹板24所提供的軸向硬度最小化或完全避免了密封件10安裝于軸18上時(shí)， 鉸接區(qū)50的內(nèi)部向外翻出的可能性。比較圖2和圖3，當(dāng)先將主密封唇20的 導(dǎo)流體或油側(cè)端部44引導(dǎo)于軸18的倒角端部60之上、接著將其導(dǎo)向外徑軸 工作面40上，在密封件IO空氣側(cè)A的方向上，對(duì)主密封唇20施加軸向力。 這就有朝空氣側(cè)A牽拉主密封唇20的趨勢(shì)。此時(shí)，存在這種可能即，將主 密封唇20和鉸接區(qū)50形成的回旋被軸向拉得太遠(yuǎn)，以使鉸接區(qū)50展開并在 相反的方向被導(dǎo)向或突出，朝向空氣側(cè)A，從而消除反向鉸接區(qū)50和由其形 成的環(huán)形凹部58。然而，當(dāng)在空氣側(cè)方向上對(duì)密封唇20和鉸接區(qū)44施加軸 向安裝力時(shí)，導(dǎo)致腹板24被張緊，從而將密封唇20和鉸接區(qū)50保持于其各 自位置。由此，將主密封唇20保持在與鉸接區(qū)50相對(duì)的反向折疊結(jié)構(gòu)中， 從而，避免安裝過程中或使用期間主密封唇20產(chǎn)生嚴(yán)重的軸向偏移。
優(yōu)選的如圖1所示，腹板24在鉸接區(qū)50的徑向外表面62和裝配環(huán)部12 之間延伸。在此所顯示的腹板24，舉例而非限制為大致Z形和/或S形，以便 將相鄰腹板24構(gòu)造為呈彼此大致鏡像的關(guān)系。腹板24具有內(nèi)部徑向腿部64、 外部徑向腿部66以及橫向延伸的中間腿部68，該中間腿部68在對(duì)應(yīng)內(nèi)部徑 向腿部64和外部徑向腿部66之間延伸并連接至該內(nèi)部徑向腿部64和外部徑 向腿部66。如其名稱所示，徑向腿部64、 66均大致在徑向方向上延伸，而橫 向腿部68則大致周向延伸，以連接徑向腿部64、 66。該徑向腿部64、 66提 供鉸接區(qū)50和裝配環(huán)部12之間預(yù)定量的徑向硬度，而橫向腿部68則很大程 度上負(fù)責(zé)提供鉸接區(qū)50和裝配環(huán)部12之間預(yù)定量的撓性和柔度，以允許安 裝過程中或使用期間鉸接區(qū)50和裝配環(huán)部12之間可存在一些相對(duì)徑向移動(dòng)。 中間腿部68與裝配環(huán)部12以及鉸接區(qū)50相間隔，如圖所示，舉例但不限于， 等間距間隔。因此，鉸接區(qū)50和裝配環(huán)部12能夠適應(yīng)軸18和殼體14之間 存在一定程度的徑向偏離和/或不圓的軸工作面40，同時(shí)還保持密封唇密封面 38與軸工作面40之間的流體緊密封。
裝配環(huán)部12的彈性體本體30、橋部22和主密封唇20可由相同的彈性體 材料全部成型為一體?？蛇x地，主密封唇20可包括位于密封面38上的PTFE 襯墊(圖未示)。
主密封唇20可進(jìn)一步包括設(shè)于密封面38上的各種特征。圖1-3舉例描繪 了一系列成型于密封面38中的流體動(dòng)力特征70，這些特征用于通過將任何在主密封唇20下的油可以朝向密封件IO油側(cè)O排回，來提高主密封唇20的密 封能力。
根據(jù)需要，所述流體動(dòng)力特征70可成形為具有一個(gè)或多個(gè)起始點(diǎn)的螺旋 槽或脊、具有連續(xù)或可變截面的同心槽或脊(同心，意味著彼此軸向間隔的 多個(gè)周向連續(xù)的獨(dú)立槽或脊)、具有斷續(xù)的流體動(dòng)力輔助部的同心槽或脊、或 者斷續(xù)的凹陷或凸起流體動(dòng)力輔助部、以及其他結(jié)構(gòu)。
污染物隔離唇72延伸出主密封唇20的空氣側(cè)端部46，由該隔離唇72與 用于制造主密封唇20的彈性體相同的彈性體制成。隔離唇72可與軸工作面 40抵接或與該軸工作面40稍間隔一間隙。無論如何，隔離唇72可操作地避 免外部污染物進(jìn)入主密封唇20的密封面38和密封件10油側(cè)0上的流體污染 區(qū)域。
圖3展示了完全安裝狀態(tài)下的軸密封件10。操作過程中，相對(duì)空氣側(cè)A 上的大氣壓力，對(duì)密封件10油側(cè)O上的密封油(或其他流體)環(huán)境加壓，以 便對(duì)密封件10橋部22施加軸向向外的力。腹板24令橋部22軸向變硬，從 而為橋部22朝密封件10空氣側(cè)A的軸向偏轉(zhuǎn)提供至少部分阻力。由于油壓 的存在，橋部22會(huì)產(chǎn)生一定程度的軸向位移；由于鉸接區(qū)50的形狀和其相 應(yīng)第一、第二鉸接區(qū)54、 56的設(shè)置，橋部22鉸接區(qū)50的展開動(dòng)作將導(dǎo)致鉸 接區(qū)50軸向向內(nèi)回轉(zhuǎn)。這隨后導(dǎo)致主密封唇20徑向向內(nèi)受壓抵接至軸18， 從而有效增強(qiáng)流體壓力作用下密封唇20相對(duì)軸工作面40的密封力。
在另一當(dāng)前較佳實(shí)施例中，如圖4所示，將相同的參考數(shù)字增加100用 于標(biāo)識(shí)上述類似的特征，軸密封件110具有在鉸接區(qū)150和裝配區(qū)112之間 大致徑向線性延伸的腹板124，該腹板124并非呈大致Z形或S形，而是， 但可與純徑向形成夾角。如同腹板24，相鄰腹板124可在相對(duì)方向上彼此非 平行地延伸，以使其處于彼此大致鏡像的關(guān)系。同樣，交錯(cuò)的腹板或間隔一 個(gè)腹板的腹板124彼此平行地沿同一大致徑向方向延伸。腹板124的角度設(shè) 置有助于減小主密封唇120徑向移動(dòng)的阻力，從而適應(yīng)安裝過程中產(chǎn)生的這 種移動(dòng)以及軸徑向跳動(dòng)和/或偏離，同時(shí)保持腹板124的軸向剛硬度效果以固 定主密封唇120和鉸接區(qū)150，防止其在安裝于軸上的過程中，相對(duì)裝配環(huán)部 112產(chǎn)生嚴(yán)重軸向位移?？刹捎萌魏螖?shù)量或設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的腹板124，且可根據(jù)需 要采用徑向的腹板124。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的軸密封件510的另一實(shí)施例如圖8和圖9所示。將相同的參考數(shù)字增加500來標(biāo)識(shí)上述類似特征。
軸密封件510具有裝配環(huán)部，其中，該裝配環(huán)部典型地為金屬殼512，但 可根據(jù)需要構(gòu)造為任何適合的結(jié)構(gòu)，例如上文所述。橋部522、主密封唇520 和污染物隔離唇572由一片彈性體成型并結(jié)合至金屬殼512，其中，橋部522 在主密封唇520和金屬殼512之間延伸。在該實(shí)施例中，主密封唇520朝油 側(cè)O延伸，但徑向內(nèi)密封面588呈有角度的平截頭或漏斗狀，且松弛狀態(tài)下 其平截頭的開口端面向軸18的自由端48，以便無需采用工具引導(dǎo)密封唇520 即可將密封唇520安裝于自由端48之上。多個(gè)腹板524在橋部522和裝配環(huán) 部512之間延伸，如圖所示，在主密封唇520的背面542和裝配環(huán)部512之 間延伸。 一旦被安裝，如圖9所示，由于密封唇520相對(duì)于橋部522的反向 折疊，油側(cè)O上的任何壓力均會(huì)導(dǎo)致密封唇520對(duì)軸18的壓力相應(yīng)增加。如 上述，在組裝過程中及使用期間，腹板524處于拉緊狀態(tài)，并具有足夠的強(qiáng) 度，以防止主密封唇520展開，從而將主密封唇520保持于相對(duì)軸18的預(yù)期 密封位置。主密封唇520可具有與上述第一實(shí)施例相同的可選流體動(dòng)力輔助 部，且可選擇性地包括PTFE襯墊。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種安裝根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的軸密封件的方 法。如圖10-17所示，該安裝方法包括提供具有預(yù)定直徑的環(huán)面80，該環(huán)面 80的直徑令其可軸向滑動(dòng)收容于各軸密封件10、 110的槽57、 157中。參照 軸密封件IO進(jìn)一步討論，該方法亦可等同地應(yīng)用于軸密封件110。環(huán)面80的 外徑大致圍繞由鉸接區(qū)50的第二鉸接區(qū)56確定的直徑。同樣地，如圖11所 示，將環(huán)面80的軸向插入物開始且連續(xù)至少部分插入到槽57中，導(dǎo)致鉸接 區(qū)50徑向向外展開，從而導(dǎo)致密封唇20徑向展開，使槽57基本上展平 (collapsed),使得腹板24徑向壓縮。將環(huán)面80軸向移入槽57中，直到從 環(huán)面80徑向向外延伸的緣82開始與裝配環(huán)部12的端面嚙合。
如圖12所示，開始與裝配環(huán)部12配合的緣82產(chǎn)生軸向力，該軸向力足 以令密封件10移入殼體14的孔32中。當(dāng)將密封件10軸向引入孔32中時(shí)， 肋34被稍稍壓縮，令密封件10與殼體14干涉配合。如圖13所示，緣82的 尺寸優(yōu)選令其至少部分地收容于孔32中，從而允許密封件10被完全插入， 而無需進(jìn)行第二次操作。在將密封件10完全插在孔32中的基礎(chǔ)上，如上所 述，將肋34部分壓縮，然而，優(yōu)選并不壓縮至通道36完全展平的程度。因 此，通道36保持至少部分位于肋34之間，從而提供改進(jìn)的密封保護(hù)，如上所述。
如圖14所示，隨著密封件10被完全插在孔32中，在軸向上將軸18從 油側(cè)O向空氣側(cè)A移動(dòng)，其中軸18的倒角端部60與主密封唇20的傾斜密 封面38配合。在此階段，環(huán)面80優(yōu)選保持與鉸接區(qū)50配合，使得密封唇20 保持在傾斜方位上，以便于將軸18穿過密封件10進(jìn)行組裝。如圖15所示， 將軸18朝環(huán)面80軸向移動(dòng)直到軸的工作面40完全位于密封件10的密封面 38之下。之后，如圖16所示，將環(huán)面80遠(yuǎn)離密封件IO軸向移動(dòng)，直到其完 全收回，如圖17所示，其中，密封件10位于其被完全組裝的位置，位于殼 體14中并圍繞軸18，于是，槽57和腹板24充分恢復(fù)至未展平狀態(tài)。
可以理解，在任何最終獲得授權(quán)的專利權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以 采用可實(shí)現(xiàn)同樣功能和安裝方法的其他實(shí)施例。例如，可以理解，組裝方法 可以不同，以能夠同時(shí)將密封件10插入孔32中以及軸18上。此外，可先將 密封件10安裝于軸18上，然后再安裝進(jìn)孔32中。因此，上述對(duì)于當(dāng)前較佳 實(shí)施例的描述并非對(duì)本發(fā)明的限制，僅僅是權(quán)利要求范圍內(nèi)一些實(shí)施例的示 范。
權(quán)利要求
1、一種沿軸向延伸的環(huán)形工作面形成動(dòng)態(tài)密封的軸密封件，包括設(shè)置成與固定殼體連接的裝配部；具有在油側(cè)端部和空氣側(cè)端部之間延伸的環(huán)形密封面的密封唇，所述環(huán)形密封面設(shè)置成沿所述工作面軸向延伸；連接所述密封唇和所述裝配部的環(huán)形橋部；以及在所述環(huán)形橋部和所述裝配部之間大致徑向延伸的多個(gè)腹板。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸密封件，其特征在于，所述環(huán)形橋部包括鉸接區(qū)，該鉸接區(qū)從所述密封唇的油側(cè)以反向折疊方向，徑向向外延伸越過所述密封唇。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸密封件，其特征在于，所述鉸接區(qū)和所述密封唇之間形成有環(huán)形槽，所述鉸接區(qū)和所述裝配部之間形成有環(huán)形凹部，所述腹板在所述鉸接區(qū)和所述裝配部之間延伸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸密封件，其特征在于，所述腹板各具有一對(duì)徑向延伸的腿部，該腿部通過中間橫向延伸腿相互連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸密封件，其特征在于，所述腹板在所述鉸接區(qū)和所述裝配部之間線性延伸，該腹板中相鄰的腹板彼此非平行地延伸。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸密封件，其特征在于，間隔一個(gè)腹板的腹板大致彼此平行地延伸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸密封件，其特征在于，所述環(huán)形凹部無支撐。
8、 一種軸密封件，包括-成形為與固定殼體連接的裝配部；具有背面和相對(duì)的環(huán)形密封面的密封唇，所述環(huán)形密封面在油側(cè)端部和空氣側(cè)端部之間延伸，且該環(huán)形密封面成形為沿一轉(zhuǎn)軸的工作面軸向延伸；環(huán)形鉸接區(qū)，從所述密封唇的所述油側(cè)以反向折疊方向徑向向外延伸越過所述密封唇，該環(huán)形鉸接區(qū)在其面向所述密封唇的一側(cè)與所述密封唇的背面之間形成有環(huán)形槽，并在其面向所述裝配部的另一側(cè)與所述裝配部之間形成有環(huán)形凹部；以及在所述環(huán)形鉸接區(qū)和所述裝配部之間延伸貫穿所述凹部的多個(gè)加強(qiáng)腹
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸密封件，其特征在于，所述腹板圍繞所述環(huán)形鉸接區(qū)周向等距間隔。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸密封件，其特征在于，所述裝配部具有令其可與所述固定殼體的孔干涉配合的外徑。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的軸密封件，其特征在于，所述外徑具有多個(gè)周向延伸的肋，該多個(gè)肋通過一環(huán)形通道彼此間隔，且該肋的尺寸適合部分壓縮；在壓配合進(jìn)所述孔的基礎(chǔ)上，所述環(huán)形通道保持在所述多個(gè)肋之間。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸密封件，其特征在于，所述腹板各具有一對(duì)徑向延伸的腿部，該腿部通過橫向延伸的中間腿相互連接，所述中間腿與所述密封唇的背面以及所述裝配部相間隔。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的軸密封件，其特征在于，所述腹板中相鄰腹板彼此成鏡像分布。
14、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸密封件，其特征在于，所述腹板在所述鉸接區(qū)和所述裝配部之間線性延伸，所述腹板中相鄰腹板彼此非平行地延伸。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的軸密封件，其特征在于，所述腹板與相隔一個(gè)的腹板的大致彼此平行地延伸。
16、 一種將軸密封件圍繞軸安裝進(jìn)殼體的孔中的方法，該軸密封件具有安裝部和密封唇，其中該密封唇具有背面和相對(duì)的環(huán)形密封面，該環(huán)形密封面在所述密封唇的油側(cè)端部和該密封唇的空氣側(cè)端部之間延伸； 一環(huán)形鉸接區(qū)從所述密封唇的所述油側(cè)以反向折疊方向徑向向外延伸越過所述密封唇，該環(huán)形鉸接區(qū)與所述密封唇的背面之間形成有環(huán)形槽，該環(huán)形鉸接區(qū)與所述裝配部之間形成有環(huán)形凹部；所述方法包括提供具有預(yù)定外徑的環(huán)面；將所述軸密封件與所述孔大致同心對(duì)準(zhǔn)；將所述環(huán)面相對(duì)所述軸密封件軸向移入所述環(huán)形槽中，使得所述密封唇的油側(cè)端部徑向向外移動(dòng)；在將所述環(huán)面保持在所述環(huán)形槽中的同時(shí)，將所述軸密封件的裝配部壓入所述殼體的孔中；在將所述環(huán)面保持在所述環(huán)形槽中的同時(shí)，將所述軸相對(duì)所述軸密封件軸向移至所述密封面之下；以及將所述環(huán)面相對(duì)所述軸密封件軸向移出所述環(huán)形槽，使得所述密封唇的 密封面與所述軸的工作面配合。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括當(dāng)將所述環(huán) 面移入所述環(huán)形槽中時(shí)，將所述鉸接區(qū)與所述裝配部之間的環(huán)形凹部基本上 壓平。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括當(dāng)所述環(huán)面移出所述環(huán)形槽時(shí)，所述環(huán)形凹部基本上恢復(fù)至未壓平狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種沿軸向延伸的環(huán)形工作面形成動(dòng)態(tài)密封的軸密封件及其安裝方法。該軸密封件包括設(shè)置成與固定殼體連接的裝配部以及具有在油側(cè)端部和空氣側(cè)端部之間延伸的環(huán)形密封面的密封唇。所述環(huán)形密封面設(shè)置為沿所述工作面軸向延伸。環(huán)形橋部連接所述密封唇和所述裝配部。多個(gè)腹板在所述橋部和所述裝配部之間大致徑向延伸，以防止密封唇在安裝過程或使用狀態(tài)時(shí)不被注意的展開。一個(gè)環(huán)面可用于將所述軸密封件安裝于殼體中，并環(huán)繞軸，并且不需要二次的操作。
文檔編號(hào)F16J15/34GK101680550SQ200880015379
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月9日
發(fā)明者大衛(wèi)·邁克爾·托特, 布倫特·瑞安·塞德拉, 羅納德·莫里斯·諾特博姆 申請(qǐng)人:費(fèi)德羅-莫格爾公司