CN113623323A - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种密封装置。该密封装置包括同轴布置的环形的骨架和弹性密封体，弹性密封体具有主体部和密封唇，主体部固定在骨架上，在过密封装置的中心轴线的剖面中观察，密封唇具有用于进行接触式密封的自由端和与自由端相对的连接端，其特征在于，弹性密封体还具有连接在连接端与主体部之间的褶状连接部段，在过该密封装置的中心轴线的剖面中观察，褶状连接部段呈连续折线状延伸，使得当自由端形成接触式密封时，褶状连接部段能够通过弹性变形来缩短密封唇相对于主体部的距离。本发明的密封装置能够提高密封唇的密封效果。

Description

密封装置
技术领域
本发明涉及密封技术领域。具体地，本发明涉及一种用于动态密封的密封装置。
背景技术
在许多存在相对转动的部件中需要存储润滑剂来进行润滑，以防止过热和磨损。例如在轴承的内外圈之间通常就需要注入油脂等润滑剂。为了实现长期的润滑效果，需要在存在相对转动的部件之间安装密封装置来隔绝部件内外的空间，以便将润滑剂保留在密封空间内部并防止外部的污染物进入密封空间。
例如在CN 105864299A和CN 104220768A等专利文献中可以看到当前用于轮毂的常见密封装置。此类密封装置通常包括由金属材料制成的骨架和防尘盖以及由弹性材料制成的密封体。当将密封装置安装在例如轴承等需要密封的部件上时，防尘盖与轴或轴承内圈固定在一起，而骨架则固定在相应的轴承外圈的孔中。弹性密封体例如通过硫化工艺固定在骨架上，并向防尘盖延伸形成一个或多个片状的密封唇。
密封唇中的主密封唇通常关于轴向方向倾斜延伸。如图1所示，当将密封装置组装在一起时，主密封唇的端部将抵接到防尘盖上，迫使主密封唇的自由端向着径向外侧弯折偏转，从而改变主密封唇关于轴向方向的倾斜角。以ψ表示组装前的倾斜角，以
Figure BDA0002483786140000011
表示组装后的倾斜角，则主密封唇组装后的弯折角可以表示为
Figure BDA0002483786140000012
通常，组装后的倾斜角
Figure BDA0002483786140000013
应当在15°至30°的范围内。如果弯折角ξ太大，则组装后的倾斜角
Figure BDA0002483786140000014
有可能小于15°，主密封唇的密封效果将会降低，这可能在一些情况下引发问题。
发明内容
因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种能够提高密封唇的密封效果的密封装置。
上述技术问题通过根据本发明的一种密封装置而得到解决。该密封装置包括同轴布置的环形的骨架和弹性密封体，弹性密封体具有主体部和密封唇，主体部固定在骨架上，在过密封装置的中心轴线的剖面中观察，密封唇具有用于进行接触式密封的自由端和与自由端相对的连接端，其中，弹性密封体还具有连接在密封唇的连接端与主体部之间的褶状连接部段，在过密封装置的中心轴线的剖面中观察，褶状连接部段呈连续折线状延伸，使得当自由端形成接触式密封时，褶状连接部段能够通过弹性变形来缩短密封唇相对于主体部的距离。
当密封装置组装在例如轴承等转动部件中时，密封唇的自由端将抵接在轴承的内圈、轴或者密封装置的防尘盖上，从而形成接触式密封面。来自内圈或防尘盖的挤压力将会使密封唇相对于骨架发生弯曲变形。而连接在密封唇与主体部之间的褶状连接部段具有类似于手风琴的结构，当作用在密封唇的自由端上的挤压力通过密封唇传递到褶状连接部段时，褶状连接部段也将通过弹性变形而收缩，使得密封唇整体向着靠近主体部、远离接触密封面的方向移动，因此密封唇发生弯曲变形的程度可以大大缩小、甚至可以保持不受挤压时的延伸角度。这使得密封唇的自由端能够提供更加良好的接触式密封效果。
根据本发明的一个优选实施例，褶状连接部段可以比密封唇更易于发生弹性变形，使得当密封唇的自由端受到挤压时，褶状连接部段能够首先发生压缩而拉动密封唇靠近主体部并远离接触面。例如，褶状连接部段的厚度可以小于密封唇的厚度，从而比密封唇更加柔软。或者，褶状连接部段也可以使用比密封唇更柔软的材料来制成。
根据本发明的另一优选实施例，在过密封装置的中心轴线的剖面中观察，褶状连接部段可以具有V形的横截面形状。在这种情况下，在过密封装置的中心轴线的剖面中观察，V形的两个末端分别与主体部及连接端连接。褶状连接部段的横截面形状弯折越多，褶状连接部段整体的变形能力就越高，如果弯折次数过多，有可能使得密封唇与接触面之间的接触力不足，从而影响密封效果。此外，弯折过多也会使弹性密封体的整体尺寸变大。因此，需要根据情况适当选择褶状连接部段的弯折次数。V形的褶状连接部段既可以保证足够的弹性变形能力，又不会过度降低密封唇上的接触力，适用于大多数的应用条件。当然，也可以根据需要选择W形或其他形状的褶状连接部段。
根据本发明的另一优选实施例，弹性密封体的主体部、密封唇和褶状连接部段可以一体形成。例如，可以使用橡胶等材料来制造一体式的环形弹性密封体。
根据本发明的另一优选实施例，该密封装置可以将轴向两侧划分为外部侧和密封侧，弹性密封体可以具有至少一个另外的密封唇，在这种情况下，通过褶状连接部段与主体部连接的密封唇比另外的密封唇更靠近密封侧，即该密封唇是最靠近密封侧的密封唇。这是因为最靠近密封侧的密封唇通常直接与密封空间内部的液体接触，需要具有较高的密封可靠性，因此更适用于采用褶状连接部段来连接到主体部。
附图说明
以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中：
图1示出根据现有技术的密封装置的组装示意图；
图2示出根据本发明的实施例的密封装置的剖视图；和
图3示出根据本发明的实施例的密封装置的组装示意图。
具体实施方式
以下将结合附图描述根据本发明的密封装置的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。
根据本发明的实施例，提供了一种密封装置。该密封装置例如应用于轴承等存在相对转动的部件中，从而将其轴向两侧划分为密封侧I和外部侧O。图2示出了根据本发明的实施例的密封装置的剖视图。如图2所示，该密封装置包括骨架10、弹性密封体20和防尘盖30，三者都是同轴布置的环形部件。
骨架10由例如金属等刚性材料制成。骨架10通过过盈配合的方式固定在轴承外圈的径向内侧。骨架10具有第一轴向部段11和第一径向部段12。第一轴向部段11贴合轴承外圈的内表面延伸，而第一径向部段12从第一轴向部段11的朝向密封侧I的一端向着径向内侧延伸。
防尘盖30同样由例如金属等刚性材料制成。防尘盖30也通过过盈配合的方式固定在轴承内圈的径向外侧。防尘盖30具有第二轴向部段31和第二径向部段32。第二轴向部段31贴合轴承内圈的外表面，而第二径向部段32从第二轴向部段31的朝向外部侧O的一端向着径向外侧延伸。从过密封装置的中心轴线的剖面中观察，骨架10和防尘盖30的这种结构构成了类似盒状的空间。
弹性密封体20由例如橡胶等弹性材料一体形成。弹性密封体20具有主体部21、第一密封唇22、第二密封唇23和褶状连接部段24。主体部21通过硫化工艺固定在骨架10的第一径向部段11上。第一密封唇22和第二密封唇23分别从主体部21开始向着防尘盖30呈环形片状延伸。其中，第一密封唇22的自由端向着防尘盖30的第二轴向部段31延伸，而第二密封唇23的自由端向着骨架30的第二径向部段32延伸。第一密封唇22直接接触密封侧I。第一密封唇22的连接端通过环形的褶状连接部段24与主体部21连接。第二密封唇23的连接端与主体部21直接相连。如图2所示，在过密封装置的中心轴线的剖面中观察，褶状连接部段24呈连续折线状延伸。在本实施例中，褶状连接部段24具有V形的横截面形状。V形的两个末端分别与主体部21及第一密封唇22的连接端连接。褶状连接部段24的厚度比第一密封唇22的厚度小。
图3示出了根据本实施例的密封装置在组装前后的状态变化。如图3中左侧所示，当密封装置的骨架10和防尘盖30未组装在一起时，固定在骨架10上的弹性密封体20的两个密封唇的自由端不受外力作用，因此两个密封唇以及褶状连接部段24都是自由伸展的。如图3中右侧所示，当将骨架10和防尘盖30组装在一起时，第一密封唇22的自由端将抵接在防尘盖30的第二轴向部段31上，而第二密封唇23的自由端将抵接在防尘盖30的第二径向部段32上。防尘盖30会对两个密封唇产生挤压力，在这种挤压力的作用下两个密封唇会发生变形和移动。第二密封唇23将大致以其与主体部21的连接点为中心偏转一定角度。此时，由于第一密封唇22通过褶状连接部段24与主体部21连接，第一密封唇22的自由端所受到的挤压力也将传递到褶状连接部段24，使得褶状连接部段24也发生变形。由于褶状连接部段24的手风琴式的结构，因此在受到挤压力时将易于被压缩而缩短其长度，从而拉动第一密封唇22向着靠近主体部21而远离第二轴向部段31的方向移动。此外，褶状连接部段24更薄的厚度也使得其比第一密封唇22更容易弹性变形。在这种情况下，主体部21与第二轴向部段31之间可供第一密封唇22延伸的空间变大，使得第一密封唇22不会在第二轴向部段31的挤压下发生较大的弯折和偏转，第一密封唇22在组装前后相对于第二轴向部段31所成的角度不会发生较大的改变，即
Figure BDA0002483786140000053
或者甚至是
Figure BDA0002483786140000052
因此确保了接触密封面的密封效果。
需要注意的是，在本实施例中，第一密封唇22是直接接触密封侧I的密封唇而第二密封唇23是靠近外部侧O的密封唇，对第一密封唇22的接触密封面的密封效果要求更高，因此仅在第一密封唇22与主体部21之间设置了褶状连接部段24。但是，根据实际的需要，也可以在第二密封唇23与主体部21之间也设置褶状连接部段24。实际上，本发明旨在通过连接在密封唇与主体部之间的褶状连接部段来提高组装之后的密封效果，因此，具体的密封唇数量和形状以及在哪些密封唇与主体部之间设置褶状连接部段并不构成对本发明的保护范围的限制。这种褶状连接部段也可以应用于非盒式密封装置，也就是说，通过褶状连接部段与主体部连接的密封唇也可以直接抵接在轴或轴承内圈上。此外，在另外的实施例中，褶状连接部段24也可以具有W形或弯折更多次的横截面形状。褶状连接部段24的弯折次数可以根据安装空间的尺寸和接触密封面所需的挤压力来选择。
虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，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。
附图标记表
10 骨架
11 第一轴向部段
12 第一径向部段
20 弹性密封体
21 主体部
22 第一密封唇
23 第二密封唇
24 褶状连接部段
30 防尘盖
31 第二轴向部段
32 第二径向部段
I 密封侧
O 外部侧
ψ 组装前的倾斜角
Figure BDA0002483786140000061
组装后的倾斜角
ξ 弯折角

Claims (7)

1.一种密封装置，包括同轴布置的环形的骨架(10)和弹性密封体(20)，所述弹性密封体(20)具有主体部(21)和密封唇(22)，所述主体部(21)固定在所述骨架(10)上，在过所述密封装置的中心轴线的剖面中观察，所述密封唇(22)具有用于进行接触式密封的自由端和与所述自由端相对的连接端，
其特征在于，
所述弹性密封体(20)还具有连接在所述连接端与所述主体部(21)之间的褶状连接部段(24)，在过所述密封装置的中心轴线的剖面中观察，所述褶状连接部段(24)呈连续折线状延伸，使得当所述自由端形成接触式密封时，所述褶状连接部段(24)能够通过弹性变形来缩短所述密封唇(22)相对于所述主体部(21)的距离。
2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述褶状连接部段(24)比所述密封唇(22)更易于发生弹性变形。
3.根据权利要求2所述的密封装置，其特征在于，所述褶状连接部段(24)的厚度小于所述密封唇(22)的厚度。
4.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，在过所述密封装置的中心轴线的剖面中观察，所述褶状连接部段(24)具有V形的横截面形状。
5.根据权利要求4所述的密封装置，其特征在于，在过所述密封装置的中心轴线的剖面中观察，所述V形的两个末端分别与所述主体部(21)及所述连接端连接。
6.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述弹性密封体(20)的所述主体部(21)、所述密封唇(22)和所述褶状连接部段(24)一体形成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的密封装置，其特征在于，所述密封装置将轴向两侧划分为外部侧(O)和密封侧(I)，所述弹性密封体(20)还具有至少一个另外的密封唇(23)，通过所述褶状连接部段(24)与所述主体部(21)连接的所述密封唇(22)比所述另外的密封唇(23)更靠近所述密封侧(I)。
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