專利名稱：機殼和軸之間環形間隙的密封裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及如權利要求1前序部份所述的一種用于機殼和支承在其中的一個軸之間環形間隙的密封裝置。這種裝置已在DE3826628C2中公開。它一方面用于防止潤滑劑外漏；另方面用于阻止不潔物侵入。在這種已知裝置中，第一密封唇是以普通方式徑向預壓在內環上。第二密封唇同樣緊貼在漲圈上；而第三密封唇(軸向凸緣)則壓到起附加迷宮密封環作用的活動環的徑向部分上。第一和第二密封唇之間的空間充填潤滑脂。
這種裝置也稱為盒式密封裝置。如果在端部有徑向鍵槽的軸必須沿軸向穿過已裝入機殼的漲圈且沒有采用物美價廉的徑向密封環(無內環)時，由于裝配時存在軸會損壞密封唇的危險性，因而采用了上述密封裝置。特別在一端為花鍵軸的軸上，比較軟的密封體會由無內環的裝置破壞。
在上述類型的裝置上不存在上述危險性。但是它仍然還具有一系列缺點。
由于第二密封唇僅以其彈性緊貼在內環上，因此不能完全避免充填的潤滑脂從第一和第二密封唇之間的空間中排出。這種潤滑脂被內環加速到軸的轉速，然后通過徑向法蘭件和短圓柱形件外溢，而第三密封唇則無法有效地阻止這種外溢。這種潤滑脂楔不僅無可挽回地損失掉，而且也污染周圍環境。
最終當潤滑脂儲量耗盡時，則第二和第三密封唇就無油脂干轉，這樣遲早導致密封唇損壞，一方面由于摩擦，另方面由于發熱使密封唇橡膠材料遭受到不能承受的溫度。
如果由于運轉中形成的壓差而使潤滑脂過早地通過第一密封唇內溢時，也會出現相同的結果。在這種情況下，第三密封唇一開始就無油脂干轉，而一旦只有少量潤滑脂溢出時，第二密封唇也干轉。
本發明的任務在于使這種裝置制成無上述缺點，而又不失去安裝軸時的優點。此外，在采取所尋求的措施時應達到不大量增加成本的目的，因為在這里涉及到大批量生產的部件，而這些部件在市場上是處在激烈的競爭壓力下。
為了解決這個任務，本發明建議，在第二及第三密封唇端部和相對的內環部件之間分別設置一個間隙，以使內環和這些密封唇之間能進行無接觸的相對運動。
考慮到在已知的設備中作為第一密封唇的附加防塵裝置在空氣側設置的第二和第三道密封唇不能長久可靠地工作，因為遲早會出現無油脂干轉，然后密封唇因摩擦和過熱而提早損壞。而現在建議的無接觸作用的在第一密封唇空氣側設置的密封唇，作為防塵裝置是足夠有效的，尤其是在內環的法蘭狀部分和與其相對的密封體的徑向環形圈之間設置另一個窄的密封間隙的情況下，第三密封唇和密封體的徑向延伸的環形圈之間聚集的塵埃只能到達內環并從這里向外甩出。按照這種方式就創造出一種三重作用的迷宮式密封裝置，它沒有由相互摩擦的部件引起的磨損，因此其功能始終如一，而其工作時間卻比已有裝置長得多。在這方面雖然也具有這樣的意義，即在按規定使用的過程中不間斷被密封唇吸引的并朝密封空間方向被推動的氣流有助于阻止充填的潤滑脂提前用完。
權利要求2至16說明了本發明設想的有利的結構。其他細節根據
圖1所示實施例加以詳細闡述。
圖1為以放大很多的比例表示半個本發明裝置的縱剖視圖。裝有一個內環的本發明裝置主要由一個內環1、一個外環5和一個密封體8組成。內環1有一個長圓柱形部份2、一個徑向外伸的法蘭部分3和一個短圓柱形部分4，就這一點而言，與已知裝置的內環相同。外環5包括一個圓柱形部分6和一個徑向內伸的法蘭部分7。密封體8是一個整體，由彈性材料制成，有一個第一密封唇9，它在預應力作用下與內環1的長圓柱形部分2緊貼。在密封體8上還有另外兩個密封唇10和11，其中，前者伸向長圓柱形部分2，而后者伸向法蘭部分3。密封唇10、11的端部12、13和與其相對的內環1的各部分之間設置有間隙14和15，這樣就能夠在這個范圍內作無接觸的相地運動。第三密封唇11插入在內環1的長、短圓柱形部分2、4之間形成的空間16中。短圓柱形部分4的端部向外彎曲，這樣就構成一個起濺油環作用的法蘭狀部分17。密封體8有一個徑向延伸的環形圈18，它通過間隙19與內環1的法蘭狀部分17相間對置。為了使軸的安裝容易，內環1在內環長圓柱形部分2的軸向外端(2a)上設置一個錐形擴大段20。在內環軸向內端(2b)上，內環1的長圓柱形部分2設置一個外伸凸緣21，通過它可以保證，內、外環從離開生產線直至裝入機殼均不會分離丟失。也可以設置多個在圓周上分布的徑向外伸彎曲部以代替一個環繞的凸緣21。
第一密封唇9在截面上呈楔形形狀并以楔尖22緊貼在內環1上。軸向外楔面22a與內環1的長圓柱形部分2所形成的平面角小于軸向內楔形面22b與長圓柱部分2所形成的平面角。按照這個方式就能做到，內環1轉動時在楔尖22和內環1之間產生一個向機殼內部方向的抽吸作用，從而能夠附加地阻止潤滑劑排出。
密封體8的徑向延伸的環形圈18在其朝向間隙19的一側設有徑向走向的凹槽23。這樣也改善了防止塵埃進入的密封性能。
外環5的圓柱形部分6在軸向外端6a上有一個較小直徑的臺階區24。在這個區中，密封體8覆蓋外環5，同時形成外徑大于外環5的圓柱形部分6的區域25。這樣，在壓縮彈性材料制成的密封體8的壓縮作用下就能夠將外環壓入相應的機殼孔中。
內環1的長圓柱形部分2的內表面26設有一個彈性材料制成的牢固粘附層27。內環與軸的固定同樣是由彈性材料的壓縮作用而實現的。為了在易于安裝且靜態密封效果良好的同時改善粘著效果，還可為粘附層27設置一些向內伸的環狀凸出物28。
密封體8按照已有的方式通過粘接或硫化與外環5固定連接。密封9對內環1的預應力按照普通方式通過一個彈簧圈29或類似物予以保證。
用本發明的裝置提供一種密封系統，該系統用于密封機殼和支承于其中的軸之間的間隙。在該系統中制在密封體上的第二和第三密封唇10、11構成一個按非接觸方式起作用的防塵裝置，它不同于同類裝置，是無磨損的。間隙14和5與間隙19共同構成一個三道作用的迷宮式密封系統，其各道密封通過緩沖區相互隔開。總之，這種迷宮式密封系統至少遲到與已有系統的兩個緊貼在內環上的密封唇相同的作用，而這兩個密封唇不會因潤滑作用而永不磨損。本發明的裝置也可以在無潤滑脂儲備的情況下使用，并且在生產中不比已有裝置更昂貴。
權利要求
1.用于密封機殼和支承于其中的軸之間環形間隙的密封裝置，主要由下列部分組成-一個內環(1)，它整體地由一個與軸同軸布置的長圓柱形部分(2)、一個在長圓柱形部分(2)軸向外端(2a)處與所述長圓柱形部分(2)連接且經向外伸的法蘭部分(3)和一個與所述法蘭部分(3)連接、朝長圓柱形部分(2)軸向內端(2b)伸出且直徑比長圓柱形部分大的短圓柱形部分(4)構成；-一個外環(5)，它整體地由一個插入機殼的圓柱形部分(6)和一個在軸向外端(6a)處與其連接的徑向內伸的法蘭部分(7)構成；-一個與外環(5)相連的彈性密封體8，它有-一個第一密封唇(9)，它在徑向預應力作用下在內環(1)處與其軸向內端(2b)保持一定距離地貼靠在內環(1)上；-一個第二密封唇(10)，它對準內環(1)的長圓柱形部分(2)的方向，-一個第三密封唇(11)，它對準內環(1)的法蘭部分(3)的方向；其特征在于第二、三密封唇(10，11)端部(12，13)和內環(1)的相對部分之間各設置一個間隙(14，15)，從而使內環(1)和所述密封唇(10、11)之間能作無接觸的相對運動。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于第二密封唇(10)朝內環(1)軸向外端(2a)的方向呈縮小的漏斗形。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于第三密封唇(11)朝內環(1)軸向外端(2a)的方向呈擴大的漏斗形。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于第三密封唇(11)朝內環(1)軸向外端(2a)的方向呈喇叭狀擴大。
5.如權利要求1至4中任一項所述的裝置，其特征在于第三密封唇(11)伸入在內環(1)的長、短圓柱形部分(2、4)之間形成的空間(16)中。
6.如權利要求1至5中任一項所述的裝置，其特征在于內環(1)的短圓柱形部分(4)端側徑向向外彎曲，從而形成起濺油環作用的法蘭狀部分(17)。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于密封體(8)有一個徑向延伸的環形圈(18)，它與內環(1)的法蘭狀部分(17)經一個間隙(19)相間對置。
8.如權利要求1至7中任一項所述的裝置，其特征在于內環(1)的長圓柱形部分(2)的軸向外端(2a)上有一個錐形擴大段(20)。
9.如權利要求1至8中任一項所述的裝置，其特征在于內環(1)的長圓柱形部分(2)的軸向內端(2b)上有一個徑向外伸的凸緣(21)或多個在圓周上分布的徑向外伸的彎曲部。
10.如權利要求1至9中任一項所述的裝置，其特征在于第一密封唇(9)的橫截面呈楔形并以楔尖(22)緊貼在內環(1)上。
11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于與軸向內楔面(22b)相同，軸向外楔面(22a)與內環(1)的長圓柱形部分(2)所形成的平面角小于軸向內楔面(22b)與內圓柱部分(2)所形成的平面角。
12.如權利要求1至11中任一項所述的裝置，其特征在于密封體(8)徑向延伸的環形圈(18)在其朝間隙(19)的一側有許多徑向走向的凹槽(23)。
13.如權利要求1至12中任一項所述的裝置，其特征在于外環(5)的圓柱形部分(6)的軸向外端(6a)有一個較小直徑的臺階形部分(24)。
14.如權利要求13所述的裝置，其特征在于密封體(8)覆蓋臺階形部分(24)并在這個部分(25)有一個比外環(5)的圓柱形部分(6)大的外徑。
15.如權利要求1至14中任一項所述的裝置，其特征在于內環(1)的長圓柱形部分(2)的內表面(26)有一個彈性材料制成的牢固粘附層(27)。
16.如權利要求15所述的裝置，其特征在于粘附層(27)設置有向內延伸的環形凸出物(28)。
全文摘要
本發明提出一種用于機殼和支承于其中的軸之間環形間隙密封的裝置。裝置主要由內環(1)、外環(5)和與外環(5)相連的彈性密封體(8)組成。密封體總共有三個密封唇(9,10,11),其中只有第一密封唇(9)受預應力貼靠在內環(1)上,其他兩個密封唇(10、11)的外端和內環(1)的相對部分之間有間隙(14,15),它們起到無接觸的密封作用。此外,在密封體(8)上的徑向延伸的環形圈(18)和與其軸向相對的法蘭狀部分(17)之間設置有間隙(19),它與間隙(14,15)共同成為三重作用的迷宮式密封裝置。
文檔編號F16J15/32GK1177071SQ9711278
公開日1998年3月25日 申請日期1997年6月19日 優先權日1996年6月20日
發明者羅爾夫·德魯克泰亨斯特, 烏韋·亨里希 申請人:卡爾·弗羅伊登伯格公司