机壳和轴之间环形间隙的密封装置

摘要

本发明提出一种用于机壳和支承于其中的轴之间环形间隙密封的装置。装置主要由内环(1)、外环(5)和与外环(5)相连的弹性密封体(8)组成。密封体总共有三个密封唇(9,10,11),其中只有第一密封唇(9)受预应力贴靠在内环(1)上,其他两个密封唇(10、11)的外端和内环(1)的相对部分之间有间隙(14,15),它们起到无接触的密封作用。此外,在密封体(8)上的径向延伸的环形圈(18)和与其轴向相对的法兰状部分(17)之间设置有间隙(19),它与间隙(14,15)共同成为三重作用的迷宫式密封装置。

说明书

本发明涉及如权利要求1前序部份所述的一种用于机壳和支承在其中的一个轴之间环形间隙的密封装置。这种装置已在DE3826628C2中公开。它一方面用于防止润滑剂外漏；另方面用于阻止不洁物侵入。在这种已知装置中，第一密封唇是以普通方式径向预压在内环上。第二密封唇同样紧贴在涨圈上；而第三密封唇(轴向凸缘)则压到起附加迷宫密封环作用的活动环的径向部分上。第一和第二密封唇之间的空间充填润滑脂。

这种装置也称为盒式密封装置。如果在端部有径向键槽的轴必须沿轴向穿过已装入机壳的涨圈且没有采用物美价廉的径向密封环(无内环)时，由于装配时存在轴会损坏密封唇的危险性，因而采用了上述密封装置。特别在一端为花键轴的轴上，比较软的密封体会由无内环的装置破坏。

在上述类型的装置上不存在上述危险性。但是它仍然还具有一系列缺点。

由于第二密封唇仅以其弹性紧贴在内环上，因此不能完全避免充填的润滑脂从第一和第二密封唇之间的空间中排出。这种润滑脂被内环加速到轴的转速，然后通过径向法兰件和短圆柱形件外溢，而第三密封唇则无法有效地阻止这种外溢。这种润滑脂楔不仅无可挽回地损失掉，而且也污染周围环境。

最终当润滑脂储量耗尽时，则第二和第三密封唇就无油脂干转，这样迟早导致密封唇损坏，一方面由于摩擦，另方面由于发热使密封唇橡胶材料遭受到不能承受的温度。

如果由于运转中形成的压差而使润滑脂过早地通过第一密封唇内溢时，也会出现相同的结果。在这种情况下，第三密封唇一开始就无油脂干转，而一旦只有少量润滑脂溢出时，第二密封唇也干转。

本发明的任务在于使这种装置制成无上述缺点，而又不失去安装轴时的优点。此外，在采取所寻求的措施时应达到不大量增加成本的目的，因为在这里涉及到大批量生产的部件，而这些部件在市场上是处在激烈的竞争压力下。

为了解决这个任务，本发明建议，在第二及第三密封唇端部和相对的内环部件之间分别设置一个间隙，以使内环和这些密封唇之间能进行无接触的相对运动。

考虑到在已知的设备中作为第一密封唇的附加防尘装置在空气侧设置的第二和第三道密封唇不能长久可靠地工作，因为迟早会出现无油脂干转，然后密封唇因摩擦和过热而提早损坏。而现在建议的无接触作用的在第一密封唇空气侧设置的密封唇，作为防尘装置是足够有效的，尤其是在内环的法兰状部分和与其相对的密封体的径向环形圈之间设置另一个窄的密封间隙的情况下，第三密封唇和密封体的径向延伸的环形圈之间聚集的尘埃只能到达内环并从这里向外甩出。按照这种方式就创造出一种三重作用的迷宫式密封装置，它没有由相互摩擦的部件引起的磨损，因此其功能始终如一，而其工作时间却比已有装置长得多。在这方面虽然也具有这样的意义，即在按规定使用的过程中不间断被密封唇吸引的并朝密封空间方向被推动的气流有助于阻止充填的润滑脂提前用完。

权利要求2至16说明了本发明设想的有利的结构。其他细节根据图1所示实施例加以详细阐述。

图1为以放大很多的比例表示半个本发明装置的纵剖视图。装有一个内环的本发明装置主要由一个内环1、一个外环5和一个密封体8组成。内环1有一个长圆柱形部份2、一个径向外伸的法兰部分3和一个短圆柱形部分4，就这一点而言，与已知装置的内环相同。外环5包括一个圆柱形部分6和一个径向内伸的法兰部分7。密封体8是一个整体，由弹性材料制成，有一个第一密封唇9，它在预应力作用下与内环1的长圆柱形部分2紧贴。在密封体8上还有另外两个密封唇10和11，其中，前者伸向长圆柱形部分2，而后者伸向法兰部分3。密封唇10、11的端部12、13和与其相对的内环1的各部分之间设置有间隙14和15，这样就能够在这个范围内作无接触的相地运动。第三密封唇11插入在内环1的长、短圆柱形部分2、4之间形成的空间16中。短圆柱形部分4的端部向外弯曲，这样就构成一个起溅油环作用的法兰状部分17。密封体8有一个径向延伸的环形圈18，它通过间隙19与内环1的法兰状部分17相间对置。为了使轴的安装容易，内环1在内环长圆柱形部分2的轴向外端(2a)上设置一个锥形扩大段20。在内环轴向内端(2b)上，内环1的长圆柱形部分2设置一个外伸凸缘21，通过它可以保证，内、外环从离开生产线直至装入机壳均不会分离丢失。也可以设置多个在圆周上分布的径向外伸弯曲部以代替一个环绕的凸缘21。

第一密封唇9在截面上呈楔形形状并以楔尖22紧贴在内环1上。轴向外楔面22a与内环1的长圆柱形部分2所形成的平面角小于轴向内楔形面22b与长圆柱部分2所形成的平面角。按照这个方式就能做到，内环1转动时在楔尖22和内环1之间产生一个向机壳内部方向的抽吸作用，从而能够附加地阻止润滑剂排出。

密封体8的径向延伸的环形圈18在其朝向间隙19的一侧设有径向走向的凹槽23。这样也改善了防止尘埃进入的密封性能。

外环5的圆柱形部分6在轴向外端6a上有一个较小直径的台阶区24。在这个区中，密封体8覆盖外环5，同时形成外径大于外环5的圆柱形部分6的区域25。这样，在压缩弹性材料制成的密封体8的压缩作用下就能够将外环压入相应的机壳孔中。

内环1的长圆柱形部分2的内表面26设有一个弹性材料制成的牢固粘附层27。内环与轴的固定同样是由弹性材料的压缩作用而实现的。为了在易于安装且静态密封效果良好的同时改善粘着效果，还可为粘附层27设置一些向内伸的环状凸出物28。

密封体8按照已有的方式通过粘接或硫化与外环5固定连接。密封9对内环1的预应力按照普通方式通过一个弹簧圈29或类似物予以保证。

用本发明的装置提供一种密封系统，该系统用于密封机壳和支承于其中的轴之间的间隙。在该系统中制在密封体上的第二和第三密封唇10、11构成一个按非接触方式起作用的防尘装置，它不同于同类装置，是无磨损的。间隙14和5与间隙19共同构成一个三道作用的迷宫式密封系统，其各道密封通过缓冲区相互隔开。总之，这种迷宫式密封系统至少迟到与已有系统的两个紧贴在内环上的密封唇相同的作用，而这两个密封唇不会因润滑作用而永不磨损。本发明的装置也可以在无润滑脂储备的情况下使用，并且在生产中不比已有装置更昂贵。