CN111895095A - 密封组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种密封组件,用于能够相对转动的第一构件和第二构件之间的密封,其整体呈环状并包括骨架和密封部,密封部包括从所述骨架的径向内侧端部朝向轴向内侧同时朝向径向内侧延伸的第一主密封唇。密封组件还包括与第一主密封唇径向间隔开地设置的第二主密封唇以及防尘件,防尘件包括大致沿着密封组件的轴向延伸的第一边、第二边和大致沿着轴向延伸的第三边,第一边用于将防尘件固定安装到第一构件,第一主密封唇被构造成与第一构件或第一边形成接触式密封,第二主密封唇被构造成与第三边形成接触式密封,使得防尘件、第一主密封唇、第二主密封唇、以及骨架和/或密封部的位于第一主密封唇和第二主密封唇之间的部分围绕限定了密封腔。
Description
技术领域
本发明涉及密封领域,更具体地涉及一种用在电驱动轮毂(IWD:inner wheeldriver)的能够相对于彼此转动的第一构件和第二构件之间的密封组件。
背景技术
对于用于车辆的电驱动轮毂而言,其通常包括能够彼此相对转动的第一构件(例如,电动马达的轴)和第二构件(例如,齿轮箱),其中电动马达的轴能够实现相对于齿轮箱的转动,在电动马达的轴与齿轮箱之间采用接触式密封组件以使齿轮箱和密封组件形成密封空间,这样能够防止齿轮箱内部的油(例如润滑油)进入电动马达并同时防止外部环境的灰尘等杂质进入齿轮箱内部。
在现有技术中,通常采用如图1所示的密封组件在电驱动轮毂中进行密封,其中附图中左侧是油侧、右侧是环境侧。该密封组件整体呈环状并且如图1的局部剖视图所示,其包括组装在一起的骨架10、密封部20和弹簧30。
具体地,骨架10由例如金属的硬质材料制成并且包括:大致沿着密封组件的轴向A延伸的骨架轴向部分101;大致沿着密封组件的径向R延伸的骨架径向部分103;以及在骨架轴向部分101与骨架径向部分103之间作为过渡的骨架连接部分102。
另一方面,密封部20附接于骨架10,尤其是大部分附接于骨架轴向部分101、骨架连接部分102和骨架径向部分103的端部。特别地,密封部20包括从骨架径向部分103的径向内侧端延伸到例如电动马达的轴40的主密封唇21,由此通过在附图上侧的密封部20、在附图下侧的主密封唇21及骨架10在密封组件的内侧围绕形成了密封空间K。此外。主密封唇21通过位于其径向外侧的在密封空间K中的弹簧30抵接于轴40的表面,通过弹簧30始终对主密封唇21施加朝向径向内侧的弹簧力,使得主密封唇21以其楔形的接触部与轴40实现接触式密封。
具有上述结构的密封组件主要用于汽车中的电驱动轮毂。对于密封***而言,泄漏是特别需要注意的问题。在大多数密封失效的情况中,导致的泄漏会带来很多不利的后果。
发明内容
基于上述现有技术的缺陷提出了本发明。本发明的目的在于提供一种密封组件,通过充分利用内部的密封空间在其中增加额外的密封结构,能够在没有额外增加密封组件的整体尺寸或空间需求的情况下提高密封性能、减小泄漏的可能。
为了实现上述发明目的,本发明可以采用如下技术方案。
本发明提供一种密封组件,其用于能够相对转动的第一构件和第二构件之间的密封,所述密封组件整体呈环状并包括骨架和密封部,所述骨架用于固定安装到所述第二构件,所述密封部包括从所述骨架的径向内侧端部朝向轴向内侧同时朝向径向内侧延伸的第一主密封唇。特别地,密封组件还包括与所述第一主密封唇径向间隔开地设置的第二主密封唇以及防尘件,所述防尘件包括大致沿着所述密封组件的轴向延伸的第一边、第二边和大致沿着所述轴向延伸的第三边,所述第二边连接所述第一边和所述第三边,所述第一边用于将所述防尘件固定安装到所述第一构件,所述第一主密封唇被构造成与所述第一构件或所述第一边形成接触式密封,所述第二主密封唇被构造成与所述第三边形成接触式密封,使得所述防尘件、所述第一主密封唇、所述第二主密封唇、以及所述骨架和/或所述密封部的位于所述第一主密封唇和所述第二主密封唇之间的部分围绕限定了密封腔。
在至少一个实施方式中,第二主密封唇具有与所述第一主密封唇相似的构型和尺寸。
在至少一个实施方式中,在所述第一主密封唇的径向外侧设有第一弹簧,该第一弹簧对所述第一主密封唇施加朝向径向内侧的弹簧力。所述第二主密封唇从所述骨架的骨架径向部分的轴向内侧面朝向径向内侧并同时朝向轴向内侧延伸,其中在所述第二主密封唇的径向外侧设有第二弹簧,该第二弹簧对所述第二主密封唇施加朝向径向内侧的弹簧力。
在至少一个实施方式中,第二主密封唇具有弧形薄板的构型并且弧形地朝向径向内侧并同时朝向轴向内侧延伸。
在至少一个实施方式中,第二主密封唇沿所述径向的厚度小于所述第一主密封唇沿所述密封组件的径向的厚度。
在至少一个实施方式中,第二主密封唇的径向外侧没有弹簧对其施加弹簧力。
在至少一个实施方式中,第二主密封唇以具有一定长度的弧形部与所述第三边接触。
在至少一个实施方式中,第二主密封唇的轴向截面整体具有朝径向内侧凸出的弧形轮廓。
在至少一个实施方式中,第二主密封唇设置在所述骨架的径向中间位置。
在至少一个实施方式中,第一主密封唇与所述第一边接触,所述第二主密封唇与所述第三边的径向外侧面接触。
附图说明
图1是一种现有技术的密封组件的局部剖视示意图。
图2是根据本发明的第一实施方式的密封组件的局部剖视示意图。
图3是根据本发明的第二实施方式的密封组件的局部剖视示意图。
附图标记说明
10骨架 101骨架轴向部分 102骨架连接部分 103骨架径向部分 20密封部 21主密封唇 201第一主密封唇 202第二主密封唇 30弹簧 31第一弹簧 32第二弹簧 40轴 50防尘件 51第一边 52第二边 53第三边 A轴向 R径向 K密封空间。
具体实施方式
以下将参照本发明的说明书附图来详细说明本发明的具体实施方式。本发明的密封组件的整体形状为环形。如无特殊说明,在以下具体实施方式中所说明的“轴向”、“径向”分别是指该密封组件的轴向、径向。另外,在以下具体实施方式中,轴向外侧(环境侧)是各附图中的右侧,轴向内侧(被密封侧/润滑剂侧/油侧)是各附图中的左侧;径向外侧是各附图中的上侧,径向内侧是各附图中的下侧。
以下将对根据本发明的多个示例性的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
在本实施方式中,如图2所示,该密封组件主要包括骨架10和密封部20,其中密封部20附接于骨架10。骨架10优选地采用例如金属等的硬质材料制成,密封部20优选地采用例如橡胶等的弹性材料制成。
本实施方式中的骨架10的结构与图1中示出的现有技术的密封组件的骨架10的结构基本相同。如图2所示,该骨架10包括大致沿着密封组件的轴向A延伸的骨架轴向部分101以及大致沿着密封组件的径向R延伸的骨架径向部分103,其中骨架轴向部分101用于固定安装到第二构件。在此处,“大致沿着密封组件的轴向A”表示并非绝对地与轴向A平行,而是存在可能的微小偏差。“大致沿着密封组件的径向R”也表示类似的涵义。
本实施方式中的密封部20的结构与图1中示出的现有技术的密封组件的密封部20的结构部分相同。如图2所示,密封部20包括从骨架径向部分103的径向内侧端部朝向轴向内侧同时朝向径向内侧延伸的第一主密封唇201。第一主密封唇201可以通过位于其径向外侧的第一弹簧31对第一主密封唇201施加朝向径向内侧的弹簧力。
在本实施方式中,在密封空间K中,优选在骨架径向部分103的径向中间位置(不必为正中央)、与第一主密封唇201径向间隔开地设有第二主密封唇202,该第二主密封唇202具有与第一主密封唇201相似的构型和尺寸,同样从骨架径向部分103的轴向内侧面朝向径向内侧并同时朝向轴向内侧延伸,并且可以通过位于其径向外侧的第二弹簧32对第二主密封唇202施加朝向径向内侧的弹簧力。第二主密封唇202的延伸角度可以与第一主密封唇201的延伸角度相同或者不同、第二主密封唇202的延伸长度可以与第一主密封唇201的延伸长度相同或者不同。通过该第二主密封唇202可以将密封空间K分为容积相近的两个部分。第二主密封唇202沿径向的位置可以根据需要改变。
特别地,在本实施方式中,还设置有例如由金属板制成的防尘件50,其为横截面(轴向截面)为大致U形的环状并且包括第一边51、第二边52和第三边53。如图2所示,防尘件50的横截面为侧置的U形,彼此近似平行的第一边51和第三边53的长度方向与轴向A平行或近似平行、第二边52的长度方向与径向R平行,其中防尘件50以第一边51通过过盈配合的方式装配在轴40上,使得防尘件50由于与轴40之间的较大的接触力而与轴40一同旋转,其中防尘件50与轴40之间实现了密封效果。
通过第一弹簧31施加在第一主密封唇31上的朝向径向内侧的弹簧力,使得在第一主密封唇201的楔形的接触部与防尘件50的第一边51(径向外侧表面)之间形成了接触式密封,增强了密封效果,并且第一边51的朝向第一主密封唇201的表面粗糙度很小,使得两者之间的摩擦力及摩擦扭矩不会很大,从而可以减小第一主密封唇201的磨损。与此同时,防尘件50的第三边50与第二主密封唇202的楔形接触部接触,通过第二弹簧32使得在第二主密封唇32的楔形接触部与防尘件50的第三边53(其径向外侧表面)之间形成了接触式密封。由此,防尘件50、第一主密封唇201、第二主密封唇202、以及骨架10(骨架径向部分103)和/或密封部20的位于第一主密封唇201和第二主密封唇202之间的部分围绕限定了密封腔G。类似地,第三边53的朝向第二主密封唇202的表面粗糙度很小,从而两者之间的摩擦力及摩擦扭矩不会很大,从而可以减小第二主密封唇202的磨损。根据本发明,第二主密封唇202即可实现传统的密封组件的密封效果,将例如润滑油等介质隔离,即使少量润滑油突破了第二主密封唇202的密封,仍有第一主密封唇201进一步进行密封,并且这些到达第二主密封唇202的润滑油可以起到对其的润滑的作用。通过本发明的这种多重密封结构,相对于传统的密封组件明显增强了密封组件整体的密封效果。
(第二实施方式)
如图3所示,根据本实施方式的密封组件的基本结构与根据第一实施方式的密封组件的基本结构相同,它们的不同之处包括第二主密封唇202的构型。
在根据本实施方式的密封组件中,如图3的剖视图所示,第二主密封唇202以弧形薄板的构型弧形地朝向径向内侧并同时朝向轴向内侧延伸,其中第二主密封唇204沿径向R的厚度小于第一主密封唇201沿径向R的厚度,并且第二主密封唇202以具有一定长度的弧形部与防尘件50的第三边53接触,从而形成密封。
由于第二主密封唇202具有弧形薄板的构型,其与第三边53的干涉量可以大于在第一实施方式中楔形接触部与第三边53的干涉量,因此可以不为第二主密封唇202设置弹簧,因而,虽然第二主密封唇202与第三边53的干涉量较大,但是其与第三边53的接触压力仍可受到合理控制,从而不易产生大的磨损。
可以理解,这里提到的第二主密封唇202与第三边53的干涉量可以指,第二主密封唇202的与第三边53接触的部分的、从未装配到一起的自然状态到装配在一起的安装状态的在径向R上的最大变形量/移位量。
优选地,第二主密封唇202的轴向截面整体具有朝径向内侧凸出的弧形轮廓。相对于第一实施方式中第二主密封唇202的楔形的接触部,基于这种细长且具有弧形的构型具有易于变形的特性,即使没有弹簧等对其施加外力也能够实现其例如与配对部件之间较大的干涉、进而产生较大的接触力,从而实现更好的密封作用。
虽然以上具体实施方式对本发明的具体技术方案进行了详细地阐述,但是还需要说明的是:
(1)虽然在上述的具体实施方式中说明了第二主密封唇202具有弧形薄板的构型,但是本发明不限于此,第一主密封唇201也可以具有弧形薄板的构型。
(2)防尘件50的厚度和材质可以根据过盈配合的需求进行选择。
(3)第二主密封唇202可以由与第一主密封唇201相同或不同的材料制成,其包括但不限于氟橡胶(FKM)和丙烯酸酯橡胶(ACM)等。
Claims (10)
1.一种密封组件,其用于能够相对转动的第一构件和第二构件之间的密封,所述密封组件整体呈环状并包括骨架(10)和密封部(20),所述骨架(10)用于固定安装到所述第二构件,所述密封部(20)包括从所述骨架(10)的径向内侧端部朝向轴向内侧同时朝向径向内侧延伸的第一主密封唇(201),其特征在于,
所述密封组件还包括:
与所述第一主密封唇(201)径向间隔开地设置的第二主密封唇(202);以及
防尘件(50),所述防尘件(50)包括大致沿着所述密封组件的轴向(A)延伸的第一边(51)、第二边(52)和大致沿着所述轴向(A)延伸的第三边(53),所述第二边(52)连接所述第一边(51)和所述第三边(53),所述第一边(51)用于将所述防尘件(50)固定安装到所述第一构件,所述第一主密封唇(201)被构造成与所述第一构件或所述第一边(51)形成接触式密封,所述第二主密封唇(202)被构造成与所述第三边(53)形成接触式密封,使得所述防尘件(50)、所述第一主密封唇(201)、所述第二主密封唇(202)、以及所述骨架和/或所述密封部的位于所述第一主密封唇(201)和所述第二主密封唇(202)之间的部分围绕限定了密封腔(G)。
2.根据权利要求1所述的密封组件,其特征在于,所述第二主密封唇(202)具有与所述第一主密封唇(201)相似的构型和尺寸。
3.根据权利要求2所述的密封组件,其特征在于,在所述第一主密封唇(201)的径向外侧设有第一弹簧(31),该第一弹簧(31)对所述第一主密封唇(201)施加朝向径向内侧的弹簧力,
所述第二主密封唇(202)从所述骨架(10)的骨架径向部分(103)的轴向内侧面朝向径向内侧并同时朝向轴向内侧延伸,其中在所述第二主密封唇(202)的径向外侧设有第二弹簧(32),该第二弹簧(32)对所述第二主密封唇(202)施加朝向径向内侧的弹簧力。
4.根据权利要求1所述的密封组件,其特征在于,所述第二主密封唇(202)具有弧形薄板的构型并且弧形地朝向径向内侧并同时朝向轴向内侧延伸。
5.根据权利要求4所述的密封组件,其特征在于,所述第二主密封唇(202)沿所述密封组件的径向(R)的厚度小于所述第一主密封唇(201)沿所述径向(R)的厚度。
6.根据权利要求4所述的密封组件,其特征在于,所述第二主密封唇(202)的径向外侧没有弹簧对其施加弹簧力。
7.根据权利要求5所述的密封组件,其特征在于,所述第二主密封唇(202)以具有一定长度的弧形部与所述第三边(53)接触。
8.根据权利要求7所述的密封组件,其特征在于,所述第二主密封唇(202)的轴向截面整体具有朝径向内侧凸出的弧形轮廓。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的密封组件,其特征在于,所述第二主密封唇(202)设置在所述骨架(10)的径向中间位置。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的密封组件,其特征在于,所述第一主密封唇(201)与所述第一边(501)接触,所述第二主密封唇(202)与所述第三边(503)的径向外侧面接触。
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