用于轴向密封两个相对彼此可轴向运动地布置的部件的密封环和具有该密封环的密封系统

摘要

本发明涉及一种用于轴向密封两个相对彼此能轴向运动地布置的部件(102,104)的密封环(106)。所述密封环(106)具有两个绕地布置在所述密封环(106)的轴向第一端侧上的密封唇。在此，密封唇构造成用于能通过第一流体体积的第一流体压力在密封地抵靠于所述第一部件(102)的相互对置的密封面上的情况下相对彼此张开。所述密封环(106)还具有一个密封凸出部，该密封凸出部环绕地布置在所述密封环(106)的轴向背离所述第一端侧的第二端侧上。在此，所述密封凸出部构造成用于在抵靠于所述第二部件(104)的密封面上的状态下将在从所述密封凸出部径向向内布置的区域(132)中的第一流体体积相对于在从所述密封凸出部径向向外布置的区域(134)中的具有第二流体压力的第二流体体积密封。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于轴向密封两个相对彼此可轴向运动地布置的部件的密封环、一种具有两个相对彼此可轴向运动地布置的部件和轴向密封的密封系统、一种用于制造用于轴向密封两个相对彼此可轴向运动地布置的部件的密封环的方法和一种用于运行具有两个相对彼此可轴向运动地布置的部件和轴向密封的密封系统的方法。

背景技术

密封环，例如K环或者说具有K形轮廓的环，针对用于轴向密封可相互移动的部件的应用是已知的。DE 103 27 777 A1涉及一种用于轴向密封两个可相互轴向移动的部件的密封组件，用于径向密封用途。

发明内容

本发明的任务是，实现一种用于轴向密封两个相对彼此可轴向运动地布置的部件的改进的密封环、一种具有两个相对彼此可轴向运动地布置的部件和轴向密封装置的改进的密封系统、一种用于制造用于轴向密封两个相对彼此可轴向运动地布置的部件的密封环的改进的方法和一种用于运行具有两个相对彼此可轴向运动地布置的部件和轴向密封装置的密封系统的改进的方法。

该任务根据独立权利要求通过用于轴向密封两个相对彼此可轴向运动地布置的部件的密封环、具有两个相对彼此可轴向运动地布置的部件和轴向密封的密封系统、用于制造用于轴向密封两个相对彼此可轴向运动地布置的部件的密封环的方法及用于运行具有两个相对彼此可轴向运动地布置的部件和轴向密封装置的密封系统的方法来解决。

根据本发明的实施方式能够实现轴向密封，其中，尤其能够相互密封两个流体体积，其中一个体积能够以过压力加载。因此，密封环的一侧例如能够以压力加载，以便实现能够相对于彼此轴向相对运动的两个部件的面之间的轴向密封。密封环尤其能够成型为轴向K环。

有利地能够根据本发明的实施方式实现可靠的轴向密封，即使两个密封表面彼此具有大公差。作为密封环或密封元件的轴向K环能够提供技术和经济优势，尤其在两个要密封部件之间的间距的公差对于使用O环来说过大的应用情况下也能够提供技术和经济优势。技术优势例如能够包含，根据本发明实施方式的轴向密封在不以压力加载的状态下不施加轴向负荷到两个部件的要密封的对置表面上，而在以压力加载的状态下仅施加较小的轴向负荷到这两个部件的要密封的对置表面上。此外，在反方向上也能够通过该密封装置实现放气。经济优势例如能够包含，现有部件，尤其在用止回阀和螺线管进行应用的情况下能够无需修改地被使用，尤其是螺线管部件。在此，例如也能够放弃：将磁芯放入止回阀中，以便借助径向密封装置密封部件，或约束用于要密封部件的长度公差。一般性地在一些应用中也能够例如使用根据本发明实施方式的轴向密封，在这些应用中，在两个部件相互存在较高的间距公差以及仅在一侧上存在过压力的情况下需要轴向密封。

用于轴向密封两个相对彼此可轴向运动地布置的部件的密封环具有以下特征：

-两个密封唇，这两个密封唇环绕地布置在密封环的轴向第一端侧上，其中，密封唇构造成用于可通过第一流体体积的第一流体压力在密封地抵靠于所述部件中的第一部件的相互对置的密封面上的情况下相对彼此张开；和

-一个密封凸出部，该密封凸出部环绕地布置在密封环的轴向背离第一端侧的第二端侧上，其中，密封凸出部构造成用于在抵靠于所述部件中的第二部件的密封面上的状态下将在从密封凸出部径向向内布置的区域中的第一流体体积相对于在从密封凸出部径向向外布置的区域中的具有第二流体压力的第二流体体积密封。

第一部件例如能够具有阀，尤其是止回阀和例如双回路止回阀。第二部件例如能够是螺线管、磁芯、磁芯组件或诸如此类部件。密封环尤其能够在应用于例如车辆的挂车的电子水平调节装置时结合密封系统来使用。在此，通过密封元件尤其能够在双回路止回阀和磁芯管之间提供轴向密封。在此，密封环尤其能够成型为轴向K环或者说用于轴向密封的K环或者说具有用于轴向密封的K形横截面轮廓的密封环。密封环能够构造成用于将能够布置在第一端侧的区域中以及在第二端侧的从密封凸出部径向向内布置的区域中的第一流体体积与在第二端侧的从密封凸出部径向向外布置的区域中的第二流体体积相互密封。在此，第一部件的两个对置或平行的密封面能够关于第二部件的密封面倾斜或法向地定向。密封凸出部能够通过密封环的第二端侧的两个向密封凸出部倾斜的部分区段来成型。

根据一个实施方式，密封环构造成用于在第一流体体积的第一流体压力和第二流体体积的第二流体压力之间存在流体压力梯度的情况下沿从第一端侧向第二端侧的方向用密封凸出部在密封地抵靠于第二部件的密封面上的情况下能轴向运动，其中，第一流体压力大于第二流体压力。在此，密封唇能够在存在流体压力梯度的情况下构造成用于密封压抵第一部件的对置面。这样的实施方式提供如下优点，即通过压力差能够实现在消除压力梯度或压力梯度反向时的可逆密封。

密封唇也能够构造成用于在密封环的未装配状态下在密封唇之间撑开一静止打开锐角。在此，该静止打开角度例如大于30度，尤其大于40度或更大并且仅示例性地小于70度。该静止打开角度或者也可以是钝角。此外，密封唇能够构造成用于在密封环的已装配状态下撑开张开角度，该张开角度至少在不存在流体压力梯度的情况下小于静止打开角度。这样的实施方式提供如下优点，即能够提高密封唇的密封作用，因为密封唇更容易张开成密封地抵靠于密封面上。

此外，密封环能够由具有在第一表面区段中的第一表面粗糙度和在第一表面区段之外的第二表面区段中的第二表面粗糙度的弹性材料成型，该第一表面区段具有密封凸出部和密封唇的包括密封棱边的端部区段，其中，第一表面粗糙度小于第二表面粗糙度。在此，弹性材料能够是塑料材料。在此，表面粗糙度能够通过平均粗糙值说明或者标明特征。因此，密封凸出部和密封唇的包括密封棱边的端部区段相比密封环的其余表面具有较小的表面粗糙度。这样的实施方式提供如下优点，即能够提高密封环抵靠密封面的密封作用并且还能够使密封作用更可靠。

具有两个相对彼此可轴向运动地布置的部件和轴向密封装置的密封系统具有以下特征：

-第一部件，在该第一部件中成型了具有相互对置的密封面的环形槽；

-具有密封面的第二部件，其中，第一部件和第二部件相对彼此沿共同的轴向轴线可运动地布置；和

-前述密封环的实施方式，其中，至少密封环的密封唇能布置或已被布置在第一部件的槽中并且密封环的密封凸出部能布置或已被布置成邻接第二部件的密封面。

结合该密封系统能够有利地使用前述密封环的实施方式，以便实现部件或者说流体体积之间的轴向密封。

根据一个实施例，能够设置至少一个贯通孔，该贯通孔在第一部件中在所述槽和一室之间成型，该室能以第一流体体积的第一流体压力加载。在此，所述至少一个贯通孔能够代表所述室和所述槽之间的通流连接部。在此，所述至少一个贯通孔能够通入槽的表面区段中，该表面区段与槽的对置密封面分开地或者说间隔地布置。这样的实施方式提供如下优点，即第一流体压力能够被用于使密封环沿轴向方向向第二部件运动，以便使密封凸出部可靠密封地压靠第二部件的密封面。

尤其，第一部件能够是阀，第二部件能够是螺线管。所述阀能够是止回阀，尤其是双回路止回阀。螺线管能够实施成磁芯、磁芯管或诸如此类部件。例如，阀和螺线管能够适合于或者说被用于车辆的挂车的水平调节装置。这样的实施方式提供如下优点，即当使用根据本发明实施方式的密封环时，尤其在使用螺线管的情况下不需要结构上的改变，或者说能够无需改变地使用现有的磁芯组件，因此节省了成本。

用于制造用于轴向密封两个相对彼此可轴向运动地布置的部件的密封环的方法具有以下步骤：

-成型由弹性材料制成的、具有两个密封唇和一个密封凸出部的密封环，这些密封唇环绕地布置在密封环的轴向第一端侧上，其中，密封唇构造成用于能通过第一流体体积的第一流体压力在密封地抵靠于第一部件的相互对置的密封面上的情况下相对彼此张开，该密封凸出部环绕地布置在密封环的轴向背离第一端侧的第二端侧上，其中，密封凸出部构造成用于在抵靠于第二部件的密封面上的状态下将在从密封凸出部径向向内布置的区域中的第一流体体积相对于在从密封凸出部径向向外布置的区域中的第二流体体积密封。

通过实施用于制造密封环的方法能够有利地建立前述密封环的实施方式。成型步骤在此能够是原模成型工艺。

在此，在成型步骤中，密封环能够成型有在第一表面区段中的第一表面粗糙度和在第一表面区段之外的第二表面区段中的第二表面粗糙度，该第一表面区段具有密封凸出部和密封唇的包括密封棱边的端部区段，其中，第一表面粗糙度小于第二表面粗糙度。在此，第一表面区段和可能附加地第二表面区段尤其能够保持在供货状态或者说未加工状态中并且附加地或替代地无需材料切割工艺地被加工。这样的实施方式提供如下优点，即在成型或原模成型密封环时的合适表面粗糙度值已经是可调整的，使得能够省去其他加工步骤，尤其材料切割步骤。

用于运行具有两个相对彼此可轴向运动地布置的部件和轴向密封装置的密封系统的方法具有以下步骤：

-提供前述密封系统的实施方式；和

-在第一部件的区域中施加第一流体压力，以便使密封环的密封唇在密封地抵靠于第一部件的槽的相互对置的密封面上的情况下张开并且使密封环沿从第一端侧向第二端侧的方向用密封凸出部在密封地抵靠于第二部件的密封面上的情况下轴向运动，以便相互密封第一流体体积与第二流体体积。

用于运行密封系统的方法能够在使用前述密封系统的实施方式时被有利地实施，以便关于彼此地密封第一部件和第二部件或者说流体体积。

附图说明

接下来参照附图进一步描述本发明的优选实施例。附图示出：

图1根据本发明实施例的密封系统的截面图；

图2根据本发明实施例的密封环的部分截面图；

图3用于制造根据本发明实施例的密封环的方法的流程图；和

图4用于运行根据本发明实施例的密封系统的方法的流程图。

下面，在描述本发明优选实施例时，相同或相似附图标记被用于在不同附图中示出的元件和相似作用的元件，其中，省略了这些元件的重复描述。

具体实施方式

图1示出根据本发明实施例的密封系统100的截面图。在此，根据本发明在图1中示出的实施例的密封系统100设置成用于结合用于车辆的挂车的、例如用于载重车辆或载货车辆的挂车的电子水平调节装置(ELC＝Electronic Level Control)的应用。密封系统100具有主延伸轴线A。

密封系统100具有相对彼此可轴向运动地布置的第一部件102和第二部件104。根据图1中示出的本发明实施例，第一部件102是阀，更确切地说是双回路止回阀，第二部件104是螺线管，更确切地说是磁芯管。在此，双回路止回阀和磁芯管，也就是说第一部件102和第二部件104，相对于彼此沿主延伸轴线A具有轴向公差。密封系统100还具有用于第一部件102和第二部件104之间的轴向密封的密封环106。在此，密封环106布置在第一部件102和第二部件104之间。密封环106构造成用于提供用于相对彼此可轴向运动地布置的第一部件102和第二部件104的轴向密封。接着并且参照附图2还会进一步描述密封环106。

第一部件102或者说双回路止回阀具有环形槽112或者说凹陷部。在此，槽112在第一部件102的面向第二部件104的一侧中成型。在此，槽112具有相互对置的密封面。密封环106至少被部分接收地布置在槽112中。在此，密封环106的两个密封唇抵靠槽112的密封面地布置。密封环106的密封凸出部从槽112中向第二部件104的方向突出。

根据图1中示出的本发明实施例，在第一部件102中成型至少一个贯通孔114或者说通流连接部和一个室116。所述至少一个贯通孔114在第一部件102中在槽112和室116之间延伸。确切地说，所述至少一个贯通孔114在槽112的基底上的端面和室116之间成型。所述至少一个贯通孔114布置在槽112和室116之间。尤其，所述至少一个贯通孔114具有在制造公差之内平行于主延伸轴线A的纵延伸轴线。

第二部件104或者说磁芯管具有面向第一部件102的密封面。密封环106的密封凸出部抵靠第二部件104的密封面地布置。根据图1中示出的本发明实施例，第二部件104具有沿主延伸轴线A的钻孔122。即使在图1中没有详尽标明，第一部件102也具有沿主延伸轴线A的轴向钻孔。轴向钻孔关于槽112径向向外地布置在第一部件102中。通过轴向钻孔，在第一部件102中，通流连接部设置在室116和面向第二部件104的一侧上的表面之间。

第一部件102的室116能以第一流体体积的第一流体压力加载。因此第一流体压力由于贯通孔114也存在于槽112的布置在贯通孔114和密封环106之间的部分区段中。密封环106的密封唇构造成用于通过第一流体体积的第一流体压力密封抵靠槽112的相互对置的密封面地相对彼此张开。密封环106构造成用于由于槽112中的第一流体压力而向第二部件104的方向运动。更确切地说，密封环106构造成用于通过第一流体压力用密封凸出部在密封地抵靠于第二部件104的密封面上的情况下运动。

由于第一部件102中的轴向钻孔，在关于密封环106的密封凸出部径向向内布置的、在第一部件102和第二部件104之间的内区域132中存在第一流体压力。因此，第一流体体积至少包括室116、所述至少一个贯通孔114、槽112的部分区段、第一部件102中的轴向钻孔和内区域132。如果密封环106的密封凸出部抵靠第二部件104的密封面地布置，那么密封凸出部构造成用于将内区域132中的第一流体体积与具有第二流体压力的、在从密封凸出部径向向外布置的外区域134中的第二流体体积密封。第二流体压力在此小于第一流体压力。

换言之，密封系统100尤其包括环形槽112中的密封环106或者说弹性环。密封环106在一侧具有密封凸出部并且在另一侧具有两个狭窄的柔性密封唇或者说唇。密封唇终止于密封棱边。槽112的在柔性唇和所述至少一个贯通孔114之间的部分区段具有带有密封系统100的以压力加载的侧的通流连接部。在以压力加载、也就是说以第一流体压力加载的状态下，密封唇密封槽112的部分区域，并且密封凸出部压抵第二部件104的密封面，其中，密封系统100的以压力加载的侧与不以压力加载的侧被密封。

如果第一流体体积的压力，也就是说第一流体压力，从室116中排出，那么向室116方向进行放气，但是该放气也能够向外区域123或者说密封环106的不以压力加载的侧的方向从密封环106的密封凸出部旁经过。在不以压力加载的状态下，在两个构件或者说组件102和104之间不存在密封，其中尤其，在密封环106的密封凸出部和第二部件104的密封面之间不存在密封力和接触。

图2示出根据本发明实施例的密封环106的部分截面图。密封环106构造成用于轴向密封两个相对彼此可轴向运动地布置的部件。密封环106是图1中的密封环。密封环106由弹性材料成型，例如塑料材料。在此，密封环106在未装配状态下被示出。

密封环106在附图2中的图示中这样剖切地被示出，使得相应于图1中的主延伸轴线的主延伸轴线A是密封环106的主对称轴线。在此示出密封环106的环体的两个截面轮廓，这两个截面轮廓关于主延伸轴线A相互对称。在此，两个截面轮廓相对于彼此是相同的，因为密封环106的环体相同形状地成型。这两个截面轮廓中的每一个具有一平行于主延伸轴线A延伸的对称轴线B。下面更多参照相同截面轮廓中的一个阐述密封环106的形态。

密封环106关于主延伸轴线A具有第一端侧242和背离第一端侧242的第二端侧244。就图1中的密封环106的图示而言，第一端侧242面向所述至少一个贯通孔，第二端侧244面向第二部件的密封面。

在第一端侧242上成型或者说构造了密封环106的两个密封唇252。密封唇252围绕密封环106环绕地布置在第一端侧242上。根据图1中示出的本发明实施例，密封环106的包括密封唇252的部分区段具有V形横截面轮廓。在此，密封唇252构造成用于由于可在第一端侧242上施加的流体压力在密封地抵靠于仅示例性示出的图1中第一部件的相互对置的密封面上的情况下相对彼此张开。密封唇252中的每一个在关于对称轴线B的外侧上的自由端部区段上具有一个密封棱边256。密封唇252尤其构造成用于至少可用密封棱边256密封抵靠密封唇地张开。

在第二端侧244上成型或者说布置了密封环106的密封凸出部254。在此，密封凸出部254在第二端侧244上围绕密封环106环绕地布置。在此，密封凸出部254布置在第二端侧244的两个面向彼此倾斜的侧面或者说部分区段之间。如果密封环由于可在第一端侧242上施加的流体压力轴向地或者说沿主延伸轴线A从第一端侧242向第二端侧244方向运动，那么密封凸出部254构造成用于可抵靠仅示例性示出的图1中第二部件的密封面地运动。

在密封唇252和第二端侧244的向密封凸出部254倾斜的侧面的支撑点之间，根据在图2中示出的本发明实施例的密封环106具有带有沿对称轴线B定向的侧表面的中间体。

在图2的图示中可见，根据图2中示出的本发明实施例的密封唇252彼此间撑开成锐角的静止打开角度α。在此，在两个密封唇252的面向彼此的侧面之间撑开一内部静止打开角度α，在两个密封唇252的背离彼此的侧面之间撑开一在图2中未详尽标记的外部静止打开角度。在此，内部静止打开角度α大于外部静止打开角度。因此，密封唇252面向其自由端部区段变窄地成型。尤其，内部静止打开角度α和外部静止打开角度能够各具有例如大于30度且例如小于70度的值。在此，内部静止打开角度α根据图2中示出的本发明实施例仅示例性地为54度，并且外部静止打开角度为40度。

根据本发明的一个实施例，密封环106由弹性材料成型。在此，弹性材料在至少具有密封凸出部254和密封唇252的密封棱边256的第一表面区段中具有第一表面粗糙度。弹性材料在第一表面区段之外的第二表面区段或者说在其余表面区段中具有第二表面粗糙度。在此，第一表面粗糙度小于第二表面粗糙度。尤其，第一表面粗糙度能够通过例如平均粗糙值4标明特征，第二表面粗糙度通过例如平均粗糙值10标明特征。在此，密封环106的全部表面或至少第一表面区段例如能够保持在供货状态或者说未加工状态中并且附加或替代地无需材料切割工艺地被加工。

根据一个实施例，密封凸出部254能够从对称轴线B向主延伸轴线A方向已偏移或被偏移。在该情况下，密封力能够已提高或被提高。如果密封凸出部254从主延伸轴线A向对称轴线B已偏移或被偏移，那么密封力能够已减小或被减小。

图3示出根据本发明实施例的方法300的流程图。方法300用于制造用于轴向密封两个相对彼此可轴向运动地布置的部件的密封环。通过实施方法300可制造如图1或图2中那样的密封环。因此，方法300适合用于制造如图1或图2中那样的密封环。

方法300具有用于由弹性材料制成的、具有两个密封唇和一个密封凸出部的密封环的成型步骤310。在此这样实施成型步骤310，使得密封唇环绕地布置和构造在密封环的轴向第一端侧上，以便通过第一流体体积的第一流体压力可在密封地抵靠于第一部件的相互对置的密封面上的情况下相对彼此张开。此外，成型步骤310这样实施，使得密封凸出部环绕地布置和构造在密封环的轴向背离第一端侧的第二端侧上，以便在抵靠于第二部件的密封面上的状态下将在从密封凸出部径向向内布置的区域中的第一流体体积与在从密封凸出部径向向外布置的区域中的具有第二流体压力的第二流体体积密封。

根据一个实施例，在成型步骤310中，具有第一表面粗糙度的密封环在第一表面区段中成型，具有第二表面粗糙度的密封环在第一表面区段之外的第二表面区段中成型，该第一表面区段具有密封凸起部和密封唇的包括密封棱边的端部区段，其中，第一表面粗糙度小于第二表面粗糙度。

图4示出根据本发明实施例的方法400的流程图。该方法400用于运行具有两个相对彼此可轴向运动地布置的部件和轴向密封的密封系统。通过实施方法400可运行如图1中那样的密封系统。因此，该方法400适用于运行如图1中那样的密封系统。

方法400具有提供密封系统的步骤410。密封系统在此是图1中的密封系统。方法400也具有在第一部件的区域中施加第一流体压力的步骤420。如果在施加步骤420中第一流体压力施加在第一部件的区域中，那么引起，密封环的密封唇可在密封地抵靠于第一部件的相互对置的密封面上的情况下相对彼此张开。此外由此引起，密封环从第一端侧向第二端侧方向用密封凸出部密封抵靠第二部件的密封面地轴向运动。以该方式可相互密封第一流体体积和第二流体体积。

所描述的实施例仅示例性地被选择并且能够相互组合。

参考标记列表

100密封系统

102第一部件或者说双回路止回阀

104第二部件或者说磁芯管

106密封环

112环形槽

114贯通孔或者说流动连接部

116室

122钻孔

132内区域或者说以压力加载的区域

134外区域或者说不以压力加载的区域

A主延伸轴线

242第一端侧

244第二端侧

252密封唇

254密封凸出部

256密封棱边

B对称轴线

α静止打开角度

300用于制造密封环的方法

310成型步骤

400用于运行密封系统的方法

410提供步骤

420施加步骤