CN110630728A - 密封装置和轮毂驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封装置(11)和轮毂驱动装置，所述密封装置(11)具有由弹性材料构成的、环形的密封体(3)，其中，密封体(3)具有压紧在密封面上的密封唇(7)，并所述密封唇(7)与密封面形成动态密封，其中，密封装置(11)还具有与密封唇(7)集成设置的加强环(6)，其中，加强环(6)的刚度大于密封唇(7)的刚度，所述轮毂驱动装置具有上述密封装置。

Description

密封装置和轮毂驱动装置

技术领域

本发明涉及一种密封装置，该密封装置用于动态密封密封面。本发明还涉及一种用于车辆的轮毂驱动装置，该轮毂驱动装置具有上述密封装置。

背景技术

传统的密封装置主要由防尘盖和通过橡胶构成的密封体组成，在密封体中常设有骨架，并且密封体具有与密封面形成动态密封的密封唇，用于密封润滑油。此外，密封体还具有与防尘盖形成动态密封的防尘唇，用于防止污染物进入油液区域。

然而，当密封装置例如应用在轮毂驱动装置中时，由于密封装置设置在壳体和法兰轴之间，法兰轴相对密封装置具有较大的径向跳动。针对这种情况，通常，将连接密封体的主体和密封唇的腰部设计成细长形，径向跳动对密封体造成的变形能够由这种细长的腰部吸收，以保证密封唇的良好形状。但是，密封唇、防尘唇、防尘盖以及密封面形成内腔，当润滑油温度升高时，内腔中会产生高压，这种细长的腰部不能承受很大的压力。如果想要承受高压，则需要加宽或者说增厚腰部。此外，为了保证密封唇与例如轴的密封面紧密贴合，还经常在密封唇上设置用于向密封唇施加压力的弹簧。弹簧的弹力不能够太大，否则会使得密封唇过度变形，影响动态密封效果。但是在轴跳动较大的情况下，轴对密封唇的瞬间冲击很大，很可能会克服弹簧的弹力，使得密封唇与轴分离，从而密封失效。因此，需要针对恶劣的工况，特别针对密封面相对密封装置跳动较大，温度较高的工况，提供一种适用的密封装置。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，克服上述技术难点，提供一种密封装置，该密封装置能够适用于密封面相对密封装置径向跳动较大，并且温度较高的工况，特别用于轮毂驱动装置。

上述技术问题由一种密封装置解决，该密封装置具有由弹性材料构成的、环形的密封体，其中，密封体具有压紧在密封面上的密封唇，并且该密封唇与密封面形成动态密封。根据本发明，密封装置还具有与所述密封唇集成设置的加强环，其中，加强环的刚度大于密封唇的刚度。

在本发明中，密封面能够是待密封的回转的表面。回转的表面例如是回转体的外周表面，如果回转体是空心的回转体，那么密封面则还能是回转体的内周表面。回转体例如是圆柱体、圆台或空心圆柱等。回转体能够是转动的，也能够是静止的，只要密封面或者说回转的表面相对密封装置具有沿周向的运动即可。例如在轮毂驱动装置的应用中，待密封的是法兰轴的轴部段，因此密封面即轴部段的外表面。在本发明中，构成密封体的弹性材料例如是橡胶。

根据本发明的设计方案，通过将腰部设计得较宽或者说较厚，能够在高温和高压的工况下保证密封唇与例如轴的密封面紧密贴合。特别在用于密封面相对密封装置径向跳动较大的情况下，通过在密封唇内和/或密封唇上集成设置刚度更大的加强环(加强环例如由金属或塑料制成)，能够在例如轴的密封面对密封唇的瞬间冲击很大的情况下降低密封唇的径向运动，从而保证使得密封唇始终压紧在密封面上，实现可靠的密封效果。同时，在密封唇内/上设置上述加强环，相当于增大密封唇的局部刚度，从而减小密封唇的变形程度，因此能够有利地保证密封唇的密封效果。需要说明的是，加强环优选不与密封面直接接触，也就是说，加强环不设置在密封唇的与密封面直接接触的位置，例如刃口处。

根据本发明的优选实施方式，加强环与密封唇通过硫化工艺集成。通过硫化工艺能够可靠地紧密连接密封唇和加强环。此外，即使在相对灵活地设置加强环的几何形状和/或在密封唇内的布置位置的情况下，硫化工艺也能够满足可靠连接的同时，不会额外增加过多的成本。

根据本发明的另外的优选实施方式，密封装置还具有用于支承密封体的骨架，其中，骨架也被硫化固定在密封体中。从而加强密封装置，使得密封装置更好地保持其形状。进一步优选的是，在同一硫化工艺步骤中同时固定加强环和骨架。因而能够使得根据本发明的密封装置一步成型，降低了制造成本。

根据本发明的另外的优选实施方式，加强环的环横截面是圆形或四边形。环横截面具有这样轮廓，即由该轮廓围绕和该环横截面共面的一个轴线回转生成加强环。环横截面是圆形或四边形有利于方便地制造，节约成本。

根据本发明的另外的优选实施方式，将加强环设置在密封唇的轴向端部上。从而在将加强环与密封唇集成时，特别是在硫化工艺中，能够方便地定位加强环。

根据本发明的另外的优选实施方式，在密封唇上设置能向密封唇施加作用力的弹簧，即自紧螺旋弹簧。弹簧的收缩力对例如轴的密封面产生一定的径向压紧力。经过密封装置一段时间的运行后，该密封唇对密封面的压力会减小乃至消失，因而，加上弹簧可以随时补偿自紧力，保证密封装置的可靠性。优选地，在密封唇的背离密封面的一侧设置用于容纳弹簧的凹槽。从而可靠地定位弹簧。

根据本发明的另外的优选实施方式，密封装置还具有防尘盖，密封体还具有防尘唇，防尘唇沿轴向朝防尘盖延伸并与防尘盖的径向部段形成密封。有利地将防尘盖以及防尘唇设置在相对上述主要用于防油液泄漏的密封唇的、与油液区域对置的一侧。从而能够将所述的密封装置用于例如轮毂驱动装置的这种外部污染物较多的工况。

此外，上述技术问题还通过一种用于车辆的轮毂驱动装置解决，该轮毂驱动装置具有根据上述的密封装置。例如，能够将密封装置设置在用于驱动轮毂的法兰轴和用于支承轮毂驱动装置的壳体之间。

附图说明

下面结合附图来示意性地阐述本发明的优选实施方式。附图为：

图1是根据本发明的轮毂驱动装置的半剖视图，

图2是根据第一优选实施方式的密封装置的示意性的半剖视图，以及

图3是根据第二优选实施方式的密封装置的示意性的半剖视图。

相同的或功能相同的部件使用相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的轮毂驱动装置的半剖视图。该轮毂驱动装置包括用于支承车辆轮胎的轮毂(未示出)，法兰轴13，支承法兰轴13的轮毂轴承18，减速器15，电机，用于固持的电机壳体12以及密封装置11。在电机壳体12内安装具有转子16的电机，转子16经由减速器15驱动法兰轴13，轮毂轴承18被安置在法兰轴和轮毂驱动装置壳体之间。法兰轴13在端部具有凸缘盘14，在凸缘盘14上设有多个螺杆17，这些螺杆17均匀地分布在凸缘盘14的圆周上，螺杆17与轮毂固定连接，从而使得法兰轴13与轮毂固定连接。当电机的转子16通过由行星齿轮构成的减速器15转动法兰轴13时，由此法兰轴13带动轮毂，从而驱动车轮。

沿径向在法兰轴13和电机壳体12之间，沿轴向在外部壳体和减速器15之间还设置有根据本发明的密封装置11。

在图中示出了装配完成状态下的轮毂驱动装置，在装配过程中，出于整体上轴对称的考虑，轮毂的转动轴线，与电机壳体12的中轴线，减速器15的转动轴线，轮毂轴承18的转动轴线，密封装置11的转动轴线以及法兰轴的中轴线(在图1中通过点画线示出)都重合。在工作状态中，由于法兰轴13与车轮连接，车轮负载整车重量后会导致法兰轴13偏转。在法兰轴13偏转运行的情况下，会导致安置在法兰轴上的密封装置11发生较大的偏心。因此，能够考虑在装配时将法兰轴13的中轴线与电机壳体12的中轴线不重合设置，从而使得在工作时上述两个中轴线能够重合，而不发生偏心。在这种情况下，对安置在法兰轴13与电机壳体12之间的密封装置就会有更高的要求，需要其在较大径向振动的情况下仍能保持良好的密封效果。

图2是根据本发明的第一优选实施方式的密封装置，其中示意性地示出沿密封装置的中心线剖切所得的剖视图。在本实施方式中，密封装置用于如图1所示的轮毂驱动装置。

如图2所示，密封装置具有密封体3、骨架4和防尘盖1，其中，密封体3由橡胶制成。密封体3的主体和防尘盖1均与轮毂驱动装置中的电机壳体(未示出)抵靠。在密封体3中通过硫化工艺设置有金属的骨架4并且密封体3具有密封唇7和防尘唇2。密封唇7与轮毂驱动装置中的法兰轴(未示出)形成动态密封，以防止润滑油进入电机区域。连接密封唇7和骨架4的腰部5较厚。加强环6是圆环形的板件，并且加强环6的刚度大于密封体3的刚度。加强环6通过硫化工艺被安装密封唇7的远离密封体3的主体的轴向端侧，由此降低密封唇7的径向运动，并且由此增大密封唇7的局部刚度，因此在腰部5吸收法兰轴偏心布置引起的变形的同时，密封唇7不会产生较大的变形，从而不影响密封效果。此外，防尘唇2从骨架4处沿轴向朝防尘盖1延伸并与防尘盖1的径向部段形成密封，用于防止污染物进入油液区域。

图3示出了根据本发明的第二优选实施方式的密封装置的示意性的剖视图。在本实施方式中，密封装置同样用于如图1所示的轮毂驱动装置。与第一实施方式不同的是，密封装置设有向密封唇7施加作用力的弹簧8。如图所示，在密封唇7背向法兰轴(未示出)的一侧，即在密封唇7的径向外侧设置环形的凹槽。弹簧8被容纳在该凹槽中，并且通过弹簧8的张力使得密封唇7压紧法兰轴，增强密封效果。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应该理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

附图标记列表

1 防尘盖

2 防尘唇

3 密封体

4 骨架

5 腰部

6 加强环

7 密封唇

8 弹簧

11 密封装置

12 电机壳体

13 法兰轴

14 凸缘盘

15 减速器

16 电机的转子

17 螺杆

18 轮毂轴承

Claims (10)

1.一种密封装置(11)，所述密封装置(11)具有由弹性材料构成的、环形的密封体(3)，其中，所述密封体(3)具有压紧在密封面上的密封唇(7)，并且所述密封唇(7)与所述密封面形成动态密封，其特征在于，所述密封装置(11)还具有与所述密封唇(7)集成设置的加强环(6)，其中，所述加强环(6)的刚度大于所述密封唇(7)的刚度。

2.根据权利要求1所述的密封装置(11)，其特征在于，所述加强环(6)和所述密封唇(7)通过硫化工艺集成。

3.根据权利要求2所述的密封装置(11)，其特征在于，所述密封装置(11)具有用于支承所述密封体(3)的骨架(4)，其中，所述骨架(4)被硫化固定在所述密封体(3)中。

4.根据权利要求3所述的密封装置(11)，其特征在于，在同一硫化工艺步骤中固定所述加强环(6)和所述骨架(4)。

5.根据权利要求1所述的密封装置(11)，其特征在于，所述加强环(6)的环横截面是圆形或四边形。

6.根据权利要求1所述的密封装置(11)，其特征在于，将所述加强环(6)设置在所述密封唇(7)的轴向端部上。

7.根据权利要求1所述的密封装置(11)，其特征在于，在所述密封唇(7)上设置能向所述密封唇(7)施加作用力的弹簧(8)。

8.根据权利要求7所述的密封装置(11)，其特征在于，在所述密封唇(7)的背离所述密封面的一侧设置用于容纳所述弹簧(8)的凹槽。

9.根据权利要求1所述的密封装置(11)，其特征在于，所述密封装置(11)还具有防尘盖(1)，所述密封体(3)还具有防尘唇(2)，所述防尘唇(2)沿轴向朝所述防尘盖(1)延伸并与所述防尘盖(1)的径向部段形成密封。

10.一种用于车辆的轮毂驱动装置，其特征在于，所述轮毂驱动装置具有根据上述权利要求中任一项所述的密封装置(11)。

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