CN110088514B - 用于密封物体的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于密封待密封的物体(2)，特别是用于密封旋转轴(2a)的装置(1)，该装置具有密封主体(4)，该密封主体(4)具有面向所述待密封的物体(2)的密封侧(4a)，以及背离所述待密封的物体(2)的后侧(4b)。在后侧(4b)上，密封主体(4)具有改变密封主体(4)的刚度的至少一个元件(6)，该元件改变密封主体(4)和待密封的物体(2)之间的接触压力。

Description

用于密封物体的装置

本发明涉及一种用于密封待密封的物体的装置，特别是用于密封旋转轴的装置，其具有密封主体，该密封主体具有面向待密封的物体的密封侧，以及背离待密封的物体的后侧。

从现有技术中已知这种密封装置的各种不同实施例。以下将更详细地讨论这些已知设备中的一些：

DE 10 2006 058 699 A1分别描述了一种盖元件或密封元件，用于在限定用于轴的通道开口的结构元件和穿过通道开口的轴之间进行密封。用于相对于轴密封的密封元件包括动态密封区域，并且相对于结构元件以静态方式支承的密封元件包括静态密封区域。动态密封区域由弹性体材料构成，并且包括沿轴部分密封的密封部分，所述密封部分的内壳用于将泄漏流体输送回待密封的空间，该内壳包括返回输送结构。

在DE 10 2007 036 625 A1中描述了一种用于密封壳体部分的通道开口上的旋转轴的类似密封元件，所述密封元件具有加强部分和连接到加强部件的弹性体部分，所述密封元件具有用于以静态密封方式支承在壳体部分上的第一密封区域，并且所述密封元件具有第二密封区域，所述第二密封区域具有配置和设置用于以密封方式支承在轴上的密封部分，所述密封部分用于将泄漏流体输送回待密封的空间，该密封部分包括螺纹式返回输送结构。

DE 10 2010 042 555 A1描述了一种径向轴密封环，其具有加强环和连接到加强环的弹性体部分，所述弹性体部分具有密封唇，该密封唇具有第一密封部分和第二密封部分，其中，该第一密封部分用于在旋转轴设置有螺纹式返回输送结构的情况下，输送回泄漏流体，该第二密封部分用于以气密方式支承在固定轴上，并具有圆柱形壳体形状的密封面，所述密封面继而具有微观结构。

DE 10 2010 061 819A1公开了一种径向轴密封环，其具有加强环和与加强环连接的弹性体部件，所述弹性体部件具有动态密封唇，该动态密封唇具有径向密封唇部分和轴向密封唇部分，其中，用于以密封方式支承在轴上的轴向密封唇部分具有密封边缘，该密封边缘布置在轴向密封唇部分的面向轴的内壳壁上。

WO 2012/095227 A1描述了一种径向轴密封环，其具有加强环和连接到加强环的弹性体部分，所述弹性体部分支撑动态密封唇，该密封唇具有由PTFE构成的密封边缘并且支承在由该径向轴密封环密封的轴上。

DE 10 2010 026 157 A1公开了一种通过径向轴密封***密封的轴向柱塞机的驱动轴，所述径向轴密封***具有径向轴密封环和反向运行面，后者的表面具有流体动力返回输送结构，该结构设置有坚硬的类金刚石表面涂层。

在DE 10 2009 049 466 A1中描述了一种配置为膜片弹簧离合器的摩擦离合器的分离轴承。所述分离轴承具有轴承内部空间，所述轴承内部空间填充有轴承润滑脂并且轴向地由密封件封闭，所述密封件刚性地紧固到轴承的外圈并且通过密封唇的密封边缘支撑在轴承的内圈的密封面上。为了增加密封效果，密封的密封唇设置有返回输送结构，该返回输送结构布置成轴向地邻近密封边缘并且可操作地连接到指定的密封面。

EP 0 592 462 B1公开了一种用于密封旋转轴通过壁的通道位置的机械密封件。机械密封件具有返回输送结构，该返回输送结构具有多个位于几何限定位置的返回输送点。

DE 101 09 320 A1描述了一种径向轴密封环，其具有由塑料材料构成的密封元件，特别是由PTFE化合物构成，其具有密封唇，该密封唇通过一部分相对于介质侧以密封方式承载在轴的表面上。在密封唇的介质侧设置有接触压力装置，该接触压力装置通过轴的表面上的径向向内指向的力的接触压力保持密封唇的一部分。

在DE 10 2005 037 568 A1中描述了一种弹性体轴密封环，其中密封区域的后侧设计成不光滑。

DE 102 33 396 A1公开了一种轴密封件，其具有多个唇缘，其中一个唇缘具有凹入的间隙。

因此，已知的径向轴密封环通常设置有所谓的返回输送结构，其应具有这样的效果，即由旋转轴夹带的流体分别在介质侧或待密封部位的方向上轴向偏转，使得流体的返回输送以及因此的动态密封结果。该原理，在由橡胶构成的径向轴密封环的情况下，在某种程度上也在没有明确产生的返回输送结构情况下起作用，因为橡胶材料本身由于摩擦而形成所述结构。

在面向待密封的物体的密封侧上的已知密封环设置有这样的返回输送结构，或者其中返回输送结构以自作用方式配置的密封环，在大多数情况下由基于橡胶的材料构成。然而，在橡胶密封环的情况下，所述橡胶密封环在某种程度上需要高接触压力的情况下由于与旋转轴的摩擦而变得非常热并且可能被损坏的事实是有问题的。

因此，在某种程度上尝试使用由其他材料构成的密封环，特别是更耐热的材料，例如聚四氟乙烯。以上还描述了与其相关的示例。由于由这些材料组成的密封件在热学和化学方面确实更耐受，但是也比橡胶密封环更硬，所以在这些密封环的情况下，所述返回输送结构不是以自作用方式形成的，而是必须结合在所述密封环中，这导致在生产和组装技术方面的非常高的要求。此外，由于该材料具有更大的硬度，它可以使得，即使在与标称状态相对较小的几何偏差的情况下，密封侧或接触面潜在地不再完全支承在待密封的物体上，并且由此不能实现最佳的密封性。

根据现有技术，在这种PTFE密封环的情况下，在某种程度上使用螺旋槽，通过该螺旋槽将流体输送回去。虽然所述螺旋槽在旋转轴的情况下，以及因此的动态密封的情况下具有相当充分的效果，然而在固定轴的情况下，以及因此静态密封的情况下会产生泄漏，由于流体通过螺旋槽可以分别从流体侧或介质侧到达空气侧。

因此，本发明的目的是实现一种用于密封待密封的物体的装置，特别是用于密封旋转轴的装置，其确保在各种不同操作状态下的可靠密封。

根据本发明，该目的通过权利要求1中提到的特征实现。

由于根据本发明的元件改变了密封主体的刚度并且设置在密封主体的后侧，所以在根据本发明的装置的密封主体和待密封的物体之间的密封间隙中实现了表面压力的不均匀分布。密封主体和待密封的物体之间的非常窄且会聚的间隙是由于表面压力的所述不均匀分布以及由于导致密封间隙内的动态状态的压差引起的，在旋转轴的情况下，夹带的流体通过所述间隙在轴向方向上偏转，并且由此能够分别将其输送回流体侧或介质侧。由于所产生的流体的返回泵送效应，该流体分别在流体侧或介质侧的方向上有针对性地偏转，因此产生动态密封效果。

所描述的在密封主体和待密封的物体之间的间隙的产生也可以仅在动态状态下发生，例如在轴旋转的情况下。因此，可以通过相对较小的结构复杂性实现特定动态应用中的非常有效的密封。

由于根据本发明的元件的放置改变了密封主体在密封主体后侧上的刚度，因此在所述密封主体的与密封侧相对的一侧，密封侧的表面本身未被改变，使得所述密封侧的表面，在特定的静态应用中，例如在配备有根据本发明的装置的机器的关闭状态下，完全支承在待密封的物体上，并实现了高密封性。

根据本发明的解决方案，由于其简单的结构设计，可以用于各种不同应用目的，因为所述解决方案可以容易地适应各自的要求。

由于改变密封主体的刚度的至少一个元件倾斜于密封主体的纵向轴线延伸，所以流体流被施加远离圆周边缘的方向。“倾斜于密封主体的纵向轴线”的指示包括改变密封主体的刚度的元件的线性以及弧形或弯曲的轮廓。本文的密封***的平面图限定为使得密封主体的圆周边缘垂直于密封主体的纵向轴线延伸。

在本发明的一个非常有利的改进方案中，可以设置的是，多个改变密封主体刚度的元件布置成围绕密封主体的圆周分布。由此可以实现围绕待密封的物体的整个圆周的均匀密封效果，这在旋转轴的情况下是特别有利的。

当改变密封主体的刚度的至少一个元件与密封主体的圆周边缘间隔开时，导致静态密封方面的改进。在这种情况下，密封主体的圆周边缘保持不变，并确保在所有特定应用中的有效密封。然而，所述间隔不是强制性的，并且改变密封主体刚度的至少一个元件也可以延伸到密封主体的圆周边缘。

在可以以非常简单的方式实施的本发明的一个实施例中，可以设置的是，通过改变密封主体的材料厚度来形成改变密封主体的刚度的至少一个元件。

在本文的实际使用中特别相关的设计实施例可以存在，其中改变密封主体刚度的至少一个元件配置为凹陷。这种类型的凹陷已经可以在密封主体的生产中结合在密封主体中，因此仅代表非常小的制造复杂性。

当在本发明的另一个有利的设计实施例中的至少一个凹陷具有高度轮廓时，后者可以适应于密封方面的不同要求，并且可以实现沿期望的方向输送流体。原则上，可以想到这种类型的轮廓在圆周方向上以及在轴向方向上。

在改变密封主体刚度的元件的效果方面，已证明本文中特别有利的是，凹陷具有密封主体的材料厚度的10％至90％，优选30％至90％的深度。

作为改变密封主体刚度的元件为凹陷的实施例的替代或补充，可以设置的是，改变密封主体刚度的至少一个元件配置为凸起。这种凸起也可以在密封主体的制造中产生，并且对密封主体和待密封的物体之间存在的表面压力具有期望的效果。

为了使凸起能够适应密封方面的不同要求，可以设置的是，至少一个凸起具有高度轮廓。因此，可以进一步实现在期望方向上的输送流体。原则上，可以想到这种类型的轮廓在圆周方向上以及在轴向方向上。

当凸起超过密封主体的材料厚度5％至100％，优选25％至100％时，可以实现本文期望的密封效果。

作为改变密封主体的材料厚度的替代或补充，改变密封主体的刚度的至少一个元件也可以由与密封主体的材料不同的材料形成。对密封主体和待密封的物体之间的表面压力的影响也可以通过这种材料替换来实现。用于形成本文中改变密封主体刚度的元件的不同实施例的组合可以在同一个密封主体上进行。

特别有利地参考指示“倾斜于密封主体的纵向轴线”，特别是当改变密封主体刚度的至少一个元件在平面图中与密封主体的纵向轴线以0.1°和89.9°之间，或-89.9°和-0.1°之间的角度倾斜地延伸时。通过待密封的流体的轴向偏转，可以以这种方式来实现期望的密封效果。

对于特定应用，当改变密封主体刚度的至少一个元件由多个几何基本形状组成时，可能是有利的。所述几何基本形状可以由一个或多个斜面、弧形、圆形或任何可想到的形状组成。

本发明的另一个有利的设计实施例可以是，改变密封主体刚度的至少一个元件在平面图中与密封主体的纵向轴线以正角度倾斜地延伸，并且改变密封主体刚度的至少一个元件在平面图中与前者相反地布置，倾斜于密封主体的纵向轴线。这允许根据本发明的装置适应特定的密封要求。

当改变密封主体刚度的至少一个元件具有两个斜面时，其中一个斜面在平面图中相对于密封主体的纵向轴线具有正角度，而另一个斜面在平面图中具有相对于密封主体的纵向轴线的负角度，因此可以实现在特定应用的情况下有利的密封。

此外，当改变密封主体刚度并布置成围绕密封主体的圆周分布的至少一个元件在平面图中沿与改变密封主体刚度的其他元件相反的方向延伸，倾斜于密封主体的纵向轴线，并因此具有正角度和负角度，该装置可用于旋转轴的两个不同的旋转方向。

当改变密封主体刚度的至少一个元件远离密封主体的圆周边缘变宽时，产生本发明的一个实施例，其在沿所需方向输送流体方面特别有利。原则上，也可以设想改变密封主体刚度的至少一个元件的两个侧面周边的平行轮廓。

此外可以设置的是，密封主体包括聚四氟乙烯。根据本发明的解决方案尤其对于PTFE密封件是令人感兴趣的，因为在这种密封件的情况下，流体的返回输送方面的问题经常出现。原则上，根据本发明的解决方案还可以用于通常用于密封的其他材料中。原则上，根据本发明的解决方案还可以用于通常用于密封的其他材料中。

当密封侧上的密封主体进一步配置成基本上光滑时，这一方面代表了制造技术方面简单的实施例，另一方面保证了待密封位置的正向基本密封。指示“平滑”是指密封主体的密封侧上的面的这种实施例，其没有任何结合或施加的结构。原则上，这是密封侧，其在其原始状态下分别是平面或平坦的，其中未分别考虑由使用或组装产生的密封主体的曲率或弯曲线。

当作为改变密封主体刚度的元件为凹陷或凸起的实施例的替代或补充，改变密封主体刚度的至少一个元件配置为空腔时，也可以产生根据本发明的装置的有利效果。这些空腔或中空构件也可以分别在密封主体的制造中产生，并且对密封主体和待密封的物体之间存在的表面压力具有期望的效果。

当空腔占据密封主体的材料厚度的20％至80％时，可以实现本文期望的密封效果。

作为空腔的补充或替代，空腔也可以填充有附加材料。

以下借助于附图示意性地示出了本发明的示例性实施例。

在附图中：

图1示出了根据本发明的装置的第一实施例；

图2示出了根据图1中的线II-II的放大图；

图3示出了根据本发明的装置的第二实施例的立体图；

图4示出了根据本发明的装置与待密封的物体之间的接触区域的图示；

图5示出了根据本发明的装置的第三实施例；

图6示出了根据图5中的线VI的放大图；

图7示出了根据本发明的装置的第四实施例；

图8示出了根据图7中的线VIII的放大图；

图9示出了根据本发明的装置的第五实施例；

图10示出了根据图9中的线X的放大图；

图11示出了根据本发明的装置的第六实施例；

图12示出了根据图11中的线XII的放大图；

图13示出了图12的实施例的替代方案；

图14示出了根据本发明的装置的进一步图示；以及

图15示出了用于形成改变密封主体刚度的至少一个元件的各种几何基本形状。

图1示出了用于密封待密封的物体2的装置1，在当前情况下是围绕纵向轴线3旋转的轴2a。装置1具有密封主体4，密封主体4具有面向待密封的物体2并与后者部分接触的密封侧4a，以及背离待密封的物体2的后侧4b。密封主体4在其背离物体2的端部上保持在部件5中(仅示意性地示出)。部件5可以是例如安装有旋转轴2a的壳体。当然，也可以分别设想装置1的其他安装可能性或应用类型。

图1、4、6、8和10中所示的装置1的套筒式安装情况应被视为纯粹示例性的，并且装置1在安装方向以及所述装置1的相对于部件5和物体2的放置方面，可以原则上分别以各种不同方式安装或布置，以便实现以下描述的密封。原则上，可以想到密封主体4的所有几何形状，其中通过加宽密封主体4而在物体2上产生周向力。

如图1所示，并且特别如图3的立体图示所示，密封主体4在后侧4b上具有改变密封主体4刚度的至少一个元件6。改变密封主体4刚度的元件6，为了简单起见，在以下仅称为元件6，可以以各种方式配置，其中一些将在以下描述。在本文描述的装置1的所有实施例中提供多个元件6。这些元件也可以称为“后部结构”，因为所述元件位于密封主体4的后侧4b上。原则上，也可以设想其中装置仅具有一个元件6的实施例。

因此，密封主体4的与待密封的物体2接触的区域由元件6赋予刚度突变，所述刚度突变导致密封主体4作用在待密封的物体2上的表面压力受影响，因此导致密封主体4和待密封的物体2之间的间隙形成受影响。因此，所有实施例的共同特征是，元件6配置成使得所述元件6改变密封主体4和待密封的物体2之间的表面压力。因此，通过密封主体4的表面产生变化的表面压力，并且该表面压力与待密封的物体2接触。元件6分别以局部方式影响密封主体4在待密封的物体2上的表面压力，使得在该区域中产生一定的楔形间隙，或者由于轴2a旋转中时轴2a的圆周方向中的夹带流而配置，通过装置1要保持在特定领域中的流体能够通过所述楔形间隙输送回到所述区域中。流体可以是例如油或另一种液体，可选地也可以是气体。附图中的图示分别是装置1左侧的区域。该区域例如分别形成壳体或部件5的内部空间5a。此外，所有实施例的共同因素是密封主体4在密封侧4a上配置成基本上平坦的。这不是强制性的，密封主体4也可以在密封侧4a上具有某些结构。

密封主体4优选地由聚四氟乙烯(PTFE)构成。原则上，改变密封主体4刚度的至少一个元件6也可以用在由其他材料构成(例如弹性体)的密封主体4中。例如，密封主体4也可以由聚氨酯组成。另外的潜在但非排他性的材料或材料组合分别是NBR、FKM、ACM、VQM、PE、PEEK，在每种情况下也组合和涂层，和/或具有填料，例如炭黑、塑料材料、硅酸盐和类似物。

如图3所示，改变密封主体4刚度的多个元件6布置成围绕密封主体4的圆周分布。然而，根据图3的元件6的数量和分布仅认为是纯粹示例性的，根据各自的具体应用，也可以不同地实施。

此外，在附图中所示的所有实施例的情况下，元件6布置成使得所述元件6与密封主体4的面向部件5的内部空间5a的圆周边缘7间隔开。但是，这不是强制性的，并且元件6也可以可选地延伸到密封主体4的圆周边缘7。由于元件6与圆周边缘7的间隔，防止了流体的泄漏，因为密封主体4在圆周边缘7的区域中均匀地支承在待密封的物体2上。

在图1至3以及图4和5中所示的实施例的情况下，元件6通过改变密封主体4的材料厚度来配置。

在图1至3的实施例的情况下，将改变密封主体4刚度的元件6实施为凹陷6a。密封主体4在该区域中的刚度的降低是由于至少一个凹陷6a，或者布置成分别围绕密封主体4的圆周分布的凹陷6a而实现的。由于凹陷6a和由此导致的在所述凹陷6a的区域中的刚度的降低，元件6之间的相应区域具有更大的刚度。至少一个凹陷6a(以未示出的方式)可以具有高度轮廓，并且因此例如在所述凹陷6a的高度或深度方面具有不同的水平。这种轮廓可以设想在圆周方向上以及轴向方向上。

凹陷6a优选地具有密封主体4的材料厚度的10％至90％，特别是30％至90％的深度。例如，当密封主体4因此具有2mm的材料厚度时，凹陷6a的深度为1至1.6mm。保留在密封侧4a的区域中并与待密封的物体2接触的密封主体4的材料，在这种情况下相应地仍为0.4至1mm。这些在本文中当然是纯粹的示例性指示。

形成元件6的这种凹陷6a可以在密封主体4的制造中产生，因此在密封主体4的初级成形中产生。密封主体4的初步成形例如可以通过烧结或注射成型来进行。或者，元件6也可以通过压花、成形、减成加工或激光加工产生。

由于图2中的元件6产生的密封主体4和待密封的物体2之间的表面压力的改变通过等压线，因此相同压力的线，或在这种情况下相同表面压力的线，分别以放大的方式示出。这里的图2示出了由于图1中所示的元件6而产生的等压线。从等压线可以看出，由于密封主体4和待密封的物体2之间的压力分布，泄漏的流体或倾向于泄漏的流体分别在内部空间5a的方向上转向，并可以输送回来。在图2的放大图中还可以看到元件6的轮廓。此外，所述轮廓还可以从图1，以及在图1和3的实施例的情况下，也可以从图3的立体图中得出。可以看出，改变密封主体4刚度的元件6远离密封主体4的圆周边缘7变宽。相反，元件6，或者在图1至3的实施例的情况下的凹陷6a分别在朝向圆周边缘7的方向上逐渐变细。这是元件6的特别有效的实施例，其改变密封主体4的刚度；然而，也可以设想这样的实施例，其中改变密封主体4的刚度的元件6的两个横向周边相互平行地延伸。

此外，凹陷6a在平面图中倾斜于旋转轴2a的纵向轴线3延伸，所述纵向轴线3在当前情况下也表示密封主体4的纵向轴线。由于元件6的这种轮廓，在密封主体4和待密封的物体2之间形成楔形间隙，由此可以将流体输送回去。换句话说，由于元件6的这个实施例，对流体流赋予朝向圆周边缘7的方向。可选地，一些元件6也可以以与其所示的相反的倾斜位置布置，使得装置1可用于旋转轴2a的两个不同的旋转方向。

对于特定应用，有利的是，改变密封主体4刚度的至少一个元件6由多个几何基本形状组成。所述几何基本形状可以由一个或多个斜面、弧形、圆形或任何可想到的形状组成。图15中示出了潜在但非排他性的几何形状。位置a-d示出了涉及如何设计改变密封主体4的刚度的元件6的简单几何形状。位置e-h示出了元件6，其改变密封主体4的刚度并由组装的弧形或组装的直线组成。位置i示出了元件6，其改变密封主体4的刚度并在平面图中布置成通过相对于密封主体4的纵向轴线的正角度或负角度以随机方式分布。这里的位置a-i在平面图中相对于密封主体4的纵向轴线是不对称的。改变密封主体4的刚度，并可以由以示例性方式示出的不对称元件所组装的对称元件6，如位置j-o所示，也是可以想到的但不是排他性的。位置p示出了元件6，其改变密封主体4的刚度并在平面图中布置成通过相对于密封主体4的纵向轴线的正角度和负角度以随机方式分布。对应于位置q和r的组合也是可以想到的但不是排他性的。元件6可以重叠并且是连续的，并由各种不同的几何形状形成。

所得到的密封间隙的高度与后者在纵向轴线3的方向上的长度的比率，后者是相应的元件6在纵向轴线3的方向上的长度的函数，可以是非常低的，例如，在1：100和1：10000之间。因此，元件6在纵向轴线3的方向上的长度可以是几毫米。

图4分别示出了装置1或密封主体4与待密封的物体2或轴2a之间的接触区域。在图4中以等压线A示出的不均匀的压力分布由于密封主体4的后侧4b上的上述后部结构而产生。由于轴2a的旋转而夹带的流体由于不均匀的压力分布而轴向偏转，并且可以在待密封的空间的方向上输送，在这种情况下是密封侧，这由“B”标识的箭头示出。由此，在动态状态下，从而在轴2a的旋转下确保密封效果。

在图5和6所示的实施例的情况下，改变密封主体4的刚度的元件6配置为凸起6b。密封主体4在该区域中的刚度的增加是由于至少一个凸起6b，或者由于布置成分别围绕密封主体4的圆周分布的凸起6b。在刚度增加的情况下，密封主体4在待密封的物体2上的表面压力增加，并且在元件6之间形成返回输送结构。例如，至少一个凸起6b(以未示出的方式)可以具有高度轮廓，因此可以在所述凸起6b的高度或深度方面实现不同的水平。这种轮廓可以设想在圆周方向上以及轴向方向上。

以类似于根据图1至3的实施例的凹陷6a的方式，凸起6b也远离圆周边缘7加宽。此外，凸起6b也倾斜于旋转轴2a的纵向轴线3延伸，所述纵向轴线3也表示密封主体4的纵向轴线。

凸起6b优选地超过密封主体4的材料厚度5％至100％，特别是25％至100％，使得对密封主体4在待密封的物体2上的表面压力的改变方面实现了期望的效果。在密封主体4的材料厚度为2mm的情况下，这意味着凸起6b的高度为0.5至2.0mm。在这种情况下，密封主体4在凸起6b的区域中的材料厚度相应地为2.5mm至4.0mm。当然，这些指示被认为是纯粹示例性的。也可以想到超过密封主体4的实际材料厚度的超高。

图6以类似于图2的方式示出了指示密封主体4和待密封的物体2之间的表面压力的等压线。在该图示中还可以看到形成元件6的凸起6b的轮廓。

如上所述，凸起6b以类似于凹陷6a的方式可以在密封主体4的初级成形中产生。凸起6b也可以通过向密封主体4施加附加材料来产生。

在图7和8所示的装置1的实施例的情况下，改变密封主体4的刚度的至少一个元件6由与密封主体4的材料不同的材料6c形成。在这种情况下，材料6c是具有比密封主体4的材料更高刚度的材料，使得在元件6的区域产生密封主体4的刚度的增加。由此，对密封主体4和待密封的物体2之间的表面压力的影响可以以类似于凸起6b的方式实现。

为了结合材料6c，可以在密封主体4中产生间隙，并且例如可以将材料6c结合到所述间隙中。然而，材料6c也可以在制造所述密封主体4时结合在密封主体4中，例如通过铸造、烧结、硫化或任何其它合适的方法。可选地，纤维材料也可用于材料6c，所述纤维材料同样能够在初级成形中结合到所述材料6c中。材料6c以类似于凸起6b的方式也可以通过在密封主体4中结合附加材料来产生。

可以从其中推导出密封主体4和待密封的物体2之间的表面压力，以及与纵向轴线3倾斜并且远离圆周边缘7变宽的元件6的轮廓的等压线在图8中以类似于图2的方式示出。

一方面的图5和6的实施例与另一方面的图7和8的实施例的组合在图9和10中示出。改变密封主体4刚度的元件6在这里再次由凸起6b形成，其中凸起6b在这种情况下包括材料6c或由材料6c组成。因此，如上所述，对密封主体4和待密封的物体2之间的表面压力产生影响的刚度增加再次在元件6的区域中，或在分别布置成围绕密封主体4的圆周分布的元件6的区域中发生。通过使用具有比密封主体4的基本材料更高的刚度的材料6c，可以潜在地降低凸起6b的高度。

表示密封主体4和待密封的物体2之间的表面压力的等压线同样在图10中示出，可以再次看到元件6的轮廓，其在此也实施为倾斜于纵向轴线3并远离圆周边缘7变宽。

图11至图13中所示的装置1的实施例类似于根据图7和8的实施例，因为改变密封主体4的刚度的元件6再次由与密封主体4的材料不同的材料6c形成。根据所使用的材料，在此可以在相应区域中实现密封主体4的刚度的降低或增加。当使用比密封主体4的材料更低的刚度的材料6c时，导致相应元件6的区域中的刚度降低。相反，当使用具有比密封主体4的材料更高的刚度的材料6c时，导致相应元件6的区域中的刚度增加。

在这里，图12分别借助于以上描述的等压线，示出了刚度增加的情况，并因此示出了密封主体4和待密封的物体2之间的表面压力增加的情况。图13示出了刚度降低的情况，并因此示出了密封主体4和待密封的物体2之间的表面压力降低的情况。同样在图11、12和13的实施例的情况下，元件6远离圆周边缘7变宽并且还倾斜于纵向轴线3布置。

改变密封主体4的刚度的至少一个元件6也可以配置为空腔。这样的空腔可占据例如密封主体4的材料厚度的20％至80％。此外，空腔可以填充有附加材料。

图14以图示显示了图3中的装置，其中再次突出显示了凹陷6a的轮廓(其倾斜于旋转轴2a的纵向轴线3)，所述纵向轴线3也形成密封主体4的纵向轴线。这里的密封***的平面图被限定为使得密封主体4的圆周边缘延伸以与密封主体4的纵向轴线正交。如上所述的，斜面相对于密封主体4的纵向轴线的角度的定义可以进一步从所述附图中推导出。当然，图14的实施例可以容易地转变到其中凸起6b或空腔用作改变密封主体4刚度的元件6的情况。

改变密封主体4刚度的至少一个元件6在这里的平面图中优选地与密封主体4的纵向轴线以0.1°和89.9°之间，或-89.9°和-0.1°之间的角度倾斜地延伸。

改变密封主体4刚度的元件6在平面图中(以未示出的方式)可以以倾斜于密封主体4的纵向轴线的正角度延伸，并且改变密封主体4刚度的元件6在平面图中可以与前者相对地布置，与密封主体的纵向轴线的成负角度倾斜。

此外可以想到的是，改变密封主体4刚度的至少一个元件6具有两个斜面，其中一个斜面在平面图中具有相对于密封主体4的纵向轴线的正角度，另一个斜面在平面图中具有相对于密封主体4的纵向轴线的负角度。

未在附图中示出但是可以容易地想到的装置1的实施例也包括共同旋转的密封环以及外部密封环，以及因此分别相对于部件5或壳体密封的环。另一实施例可以设计成以轴向方式密封。在平移运动的情况下，也可以想到由于间接结构化而改善的密封效果。

密封主体4可以由不同的制造方法制造。在初级成形方法的情况下，烧结、浇铸，例如注射成型、硫化、暴露、蚀刻和聚合，以及所有快速原型法和增材方法都是有利的。在成形方面，密封环可以是压花、冲压、锻造、真空成型、吹塑或压制的。潜在的减材制造方法包括铣削、镗孔、激光加工、切削、粘合剂粘合、冲孔。潜在的接合方法包括粘合剂粘合、层压、电镀、软钎焊/硬钎焊或焊接。

装置1的功能原理尤其可以通过去除材料、添加材料、再分配材料，例如通过压花、改性材料，例如通过增强、软化、使用填料、织物增强、泡沫结构、使用不同材料，例如层压材料、和/或外力的影响，例如弹簧或压缩构件来实现。

本文描述的密封主体4的实施例的细节原则上可以以任意方式彼此组合，达到没有明显的理由对抗特定组合的程度。因此，元件6的一部分也可以实施为凹陷6a，而另一部分也可以实施为在同一个密封主体4上的凸起6b。与不同于密封主体4的材料的材料6c的组合也是可以想到的。元件6的数量、放置和实施例可以适用于相应的特定应用。

Claims (20)

1.一种用于密封待密封的物体(2)的装置(1)，其具有密封主体(4)，所述密封主体(4)具有面向所述待密封的物体(2)的密封侧(4a)，以及背离所述待密封的物体(2)的后侧(4b)，

其特征在于

所述密封主体(4)在所述后侧(4b)上具有至少一个元件(6)，所述元件(6)通过改变所述密封主体(4)的材料厚度来配置，并且所述元件(6)与所述密封主体(4)的圆周边缘(7)间隔开，所述元件(6)改变所述密封主体(4)的刚度并改变所述密封主体(4)与所述待密封的物体(2)之间的表面压力，以及在于，改变所述密封主体(4)的刚度的所述至少一个元件(6)倾斜于所述密封主体(4)的纵向轴线(3)延伸，密封主体(4)在密封侧(4a)上配置成平坦的。

2.根据权利要求1所述的装置，

其特征在于

改变所述密封主体(4)的刚度的多个元件(6)布置成围绕所述密封主体(4)的圆周分布。

3.根据权利要求1所述的装置，

其特征在于

改变所述密封主体(4)的刚度的所述至少一个元件(6)配置为凹陷(6a)。

4.根据权利要求3所述的装置，

其特征在于

至少一个凹陷(6a)具有高度轮廓。

5.根据权利要求3所述的装置，

其特征在于

所述凹陷(6a)的深度为所述密封主体(4)的所述材料厚度的10％至90％。

6.根据权利要求1所述的装置，

其特征在于

改变所述密封主体(4)的刚度的所述至少一个元件(6)配置为凸起(6b)。

7.根据权利要求6所述的装置，

其特征在于

至少一个凸起(6b)具有高度轮廓。

8.根据权利要求6所述的装置，

其特征在于

所述凸起(6b)超过所述密封主体(4)的所述材料厚度5％至100％。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，

其特征在于

改变所述密封主体(4)的刚度的所述至少一个元件(6)由与所述密封主体(4)的材料不同的材料(6c)形成。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，

其特征在于

改变所述密封主体(4)的刚度的所述至少一个元件(6)在平面图中与所述密封主体(4)的所述纵向轴线以0.1°和89.9°之间，或-89.9°和-0.1°之间的角度倾斜地延伸。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，

其特征在于

改变所述密封主体(4)的刚度的所述至少一个元件(6)由多个几何基本形状组成。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，

其特征在于

改变所述密封主体(4)的刚度的至少一个元件(6)在平面图中与所述密封主体(4)的所述纵向轴线以正角度倾斜地延伸，并且改变所述密封主体(4)的刚度的至少一个元件(6)在平面图中与前者相反地布置，以负角度倾斜于所述密封主体(4)的所述纵向轴线。

13.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，

其特征在于

改变所述密封主体(4)的刚度的所述至少一个元件(6)具有两个斜面，其中一个斜面在平面图中具有相对于所述密封主体(4)的所述纵向轴线的正角度，另一个斜面在平面图中具有相对于所述密封主体(4)的所述纵向轴线的负角度。

14.根据权利要求2至8中任一项所述的装置，

其特征在于

改变所述密封主体(4)的刚度并布置成围绕所述密封主体(4)的圆周分布的至少一个元件(6)在平面图中沿与改变所述密封主体(4)的刚度的其他元件(6)相反的方向延伸，在平面图中倾斜于所述密封主体(4)的所述纵向轴线。

15.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，

其特征在于

改变所述密封主体(4)的刚度的所述至少一个元件(6)远离所述密封主体(4)的圆周边缘(7)变宽。

16.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，

其特征在于

所述密封主体(4)包括聚四氟乙烯。

17.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，

其特征在于

所述密封主体(4)所述密封侧(4a)上配置为光滑。

18.根据权利要求1所述的装置，

其特征在于

改变所述密封主体(4)的刚度的所述至少一个元件(6)配置为空腔。

19.根据权利要求18所述的装置，

其特征在于

所述空腔占据所述密封主体(4)的所述材料厚度的20％至80％。

20.根据权利要求18所述的装置，

其特征在于

所述空腔填充有附加材料。

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