CN110762218B - 密封圈 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封圈，所述密封圈具有由弹性材料构成的、环形的密封体(3)和嵌在所述密封体(3)中的、起支撑作用的骨架(5)，其中，所述密封体(3)具有与密封面(2)形成动态密封的密封唇(4)，其中，所述骨架(5)沿所述密封体(3)的形状延伸，且所述骨架(5)通过自身结构具有结构弹性，从而所述骨架(5)能够支撑所述密封体(3)且同时能够将所述密封唇(4)压紧在所述密封面(2)上。

Description

密封圈

技术领域

本发明涉及一种用于动态密封的密封圈，该密封圈具有弹性的密封体和嵌在密封体中的骨架。

背景技术

现有的密封圈主要由密封体构成，密封体由例如橡胶的弹性材料构成。在密封体中常设有加强骨架，使得密封体能够保持其形状和张力。此外，在用于密封轴件的密封圈中，还常常设置有自紧螺旋弹簧，用于提供将密封体的密封唇压紧到轴件的径向力。

然而，在实际情况中，经常因为结构空间的限制无法在密封唇上布置自紧螺旋弹簧。因此，当密封圈被装配到壳体圈和轴件上后，密封唇只能通过自身压力压紧在轴件上。这种密封方式只适用于密封油脂，并不能良好地密封油液。此外，当密封体由压缩回弹性能较差的弹性材料，例如三元乙丙橡胶(EPDM)制成，密封体，特别是密封唇处的压缩形变会使得密封处出现泄漏故障，因此，在无法设置自紧螺旋弹簧的情况下，需要使用性能更好的弹性材料制成密封体，密封圈的成本由此增加。

在中国实用新型专利CN 203686152U中公开了一种内置螺旋弹簧的密封圈，其中，将螺旋弹簧集成在密封唇处。但是，在这种情况下，螺旋弹簧无法良好地支撑密封唇，并且在密封体内还需设置单独的骨架。此外，设置螺旋弹簧无法有利地缩小密封圈的尺寸，从而无法将这种密封圈布置在较小的空间中。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种密封圈，该密封圈密封性能好，能够用于密封油液，并且该密封圈成本低，还特别能够用在布置空间较小情况下。

该技术问题通过一种密封圈解决，该密封圈具有由弹性材料构成的、环形的密封体和嵌在密封体中的、起支撑作用的骨架，其中，密封体具有与密封面形成动态密封的密封唇。根据本发明，该骨架沿密封体的形状延伸，且骨架通过自身结构具有结构弹性，即骨架主要不是通过自身材料性质而是通过自身结构特征使得其整体上具有弹性性质，从而骨架能够支撑密封体且同时能够将密封唇压紧在密封面上。

在本发明中，上述密封面能够是回转体的外周表面，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。密封圈能够被固定在壳体上，例如在用于轴承的情况下，密封圈被固定在轴承外圈上，密封圈的密封唇动态密封与轴承配合的轴。构成密封体的弹性材料例如是橡胶，甚至还能够是成本低但压缩回弹性能较差的三元乙丙橡胶。骨架能够由金属构成。骨架整体的形状与密封体的形状相匹配。若密封体例如具有较长的轴向唇，因此密封体形成具有C形截面的橡胶圈，那么骨架整体呈环绕的C形，若密封体的密封唇基本沿径向延伸，因此密封体形成具有L形截面的橡胶圈，那么骨架整体呈环绕的L形。骨架通过自身结构具有结构弹性，从而集成了传动骨架和传统自旋紧弹簧的功能，因此骨架能够支撑密封体且同时能够将密封唇压紧在密封面上。

在一种优选实施方式中，骨架具有多个相互间隔的且匹配密封体形状的弯曲部段，弯曲部段沿密封体的周向分布，其中，弯曲部段具有两个自由端，两个自由端分别与不同的相邻弯曲部段的自由端相连，形成具有结构弹性的骨架。弯曲部段能够在通过密封圈的旋转轴线的平面内延伸，也能够相对该平面倾斜地延伸。弯曲部段的径向外侧的自由端与一个相邻弯曲部段的径向外侧的自由端相连，该弯曲部段的径向内侧的自由端与另一个相邻弯曲部段径向内侧的自由端相连，使得各个弯曲部段连接形成封闭的整体，也就是说没有剩余的自由端。因此，骨架具有偶数个弯曲部段，骨架至少具有四个弯曲部段。由此形成的具有结构弹性的骨架既能支撑密封体，也能够将密封唇压紧在密封面上。

有利地，弯曲部段的两个自由端分别与不同的相邻弯曲部段的自由端通过沿密封体的周向延伸的周向部段连接。该周向部段能够是直线段也能够是弧线段。备选地，弯曲部段的两个自由端还能分别与不同的相邻弯曲部段的自由端直接相连。另外备选地，能够在径向外侧通过周向部段连接需要连接的相邻的弯曲部段的自由端，且在径向内侧直接连接需要连接的相邻的弯曲部段的自由端，或者，能够在径向外侧直接连接需要连接的相邻的弯曲部段的自由端，且在径向内侧通过周向部段连接需要连接的相邻的弯曲部段的自由端。从而能够保证骨架可靠的弹性力，进一步确保密封唇时刻压紧在密封面上，可靠地密封油液。

在一种特别有利的实施方式中，弯曲部段呈C形，弯曲部段具有两个轴向部段和连接两个轴向部段的径向部段，两个轴向部段的自由端分别与不同的相邻弯曲部段的轴向部段的自由端通过周向部段相连接，使得骨架整体也呈环绕的C形。这种骨架例如适用于这样的密封圈，其密封体具有较长的轴向唇。

在另一种特别有利的实施方式中，弯曲部段呈L形，弯曲部段仅具有一个轴向部段和一个径向部段，且径向部段在径向外侧的端部处与轴向部段相连，轴向部段和径向部段的自由端分别与不同的相邻弯曲部段的轴向部段和径向部段的自由端通过周向部段相连接，使得骨架整体也呈环绕的L形。这种骨架例如适用于这样的密封圈，其密封唇基本沿径向延伸。

在另一种优选实施方式中，相邻的弯曲部段之间的间距相等。从而能够均匀地提供将密封唇压紧到密封面的径向力。

在另一种优选实施方式中，骨架通过硫化工艺嵌在密封体中。通过硫化工艺能够可靠地紧密连接密封体和骨架。此外，骨架具有较为复杂的结构，硫化工艺能够在满足可靠连接的同时，不会额外增加过多的成本。

在另一种优选实施方式中，骨架由弹簧丝制成。从而通过弹簧丝良好的综合性能提高密封圈的密封性能并且延长密封圈的使用寿命。

有利地，弹簧丝的横截面是圆形或方形。从而方便制造。

有利地，骨架由弹簧丝经缠制和冲压制成，或者通过缠制一步制成。在前者中，例如能够将弹簧丝缠制成类似蛇形弹簧的形状，然后将这种蛇形弹簧环绕地弯成环形并且将两个自由端相连，最后冲压弯折成例如C形环或L形环。在后者中，能够在一个工序中快速制造骨架。

从而，根据本发明的密封圈能够有利地节省成本、节省布置空间、提高密封性能，甚至能够在没有额外弹簧的情况下密封油液。

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是根据本发明的第一优选实施方式的密封圈的半剖视图，

图2是根据图1的密封圈的骨架的立体图，

图3是根据本发明的第二优选实施方式的密封圈的骨架的立体图，以及

图4是根据本发明的第三优选实施方式的密封圈的骨架的立体图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的第一优选实施方式的密封圈的半剖视图。该密封圈用于密封轴承。密封圈整体呈环绕的C形，并且具有环形的密封体3和通过硫化工艺嵌在密封体3中的骨架5，其中，密封体由橡胶构成并且具有密封唇4。该密封圈通过其密封体3固定在轴承外圈1上，密封圈的密封唇4动态密封与轴承配合的轴的外周表面2，即密封面。

图2示出了根据图1的密封圈的骨架的立体图。如图所示，骨架5整体呈环绕的C形，并且由具有圆形的横截面的弹簧丝制成。骨架5具有多个沿密封体3的周向分布的弯曲部段，弯曲部段相互间隔开且间距相等。弯曲部段匹配密封体3的形状，因此呈C形。弯曲部段具有外侧轴向部段6、内侧轴向部段8和连接这两个轴向部段6，8的径向部段7。弯曲部段分别在外侧轴向部段6和内侧轴向部段8上具有两个自由端。弯曲部段的外侧轴向部段6的自由端与一个相邻弯曲部段的外侧轴向部段的自由端通过外侧轴向部段9相连，该弯曲部段的内侧轴向部段8的自由端与另一个相邻弯曲部段的内侧轴向部段的自由端通过内侧周向部段10相连。从而骨架5能够支撑密封体3且同时能够将密封唇4压紧在密封面2上。

图3示出根据本发明的第二优选实施方式的密封圈的骨架的立体图。如图所示，骨架5’与第一优选实施方式中的骨架5类似，同样用于整体呈环绕的C形的密封圈，因此骨架5’整体呈环绕的C形。然而，在本实施方式中，骨架5’由具有方形的横截面的弹簧丝制成。该骨架5’同样能够支撑密封体3且同时能够将密封唇4压紧在密封面2上。

图4示出根据本发明的第三优选实施方式的密封圈的骨架的立体图。如图所示，骨架5”整体呈环绕的L形，并且由具有圆形的横截面的弹簧丝制成。在另外的备选方案中，也能够具有其他形状的横截面。这种骨架5”能够用于密封唇基本沿径向延伸的密封圈。骨架5”具有多个沿密封体的周向分布的弯曲部段，弯曲部段相互间隔开且间距相等。弯曲部段具有外侧轴向部段6”和径向部段7”，其中，径向部段7”在其径向外侧的端部处与外侧轴向部段6”相连。弯曲部段分别在外侧轴向部段6”和径向部段7”上具有两个自由端。弯曲部段的外侧轴向部段6”的自由端与一个相邻弯曲部段的外侧轴向部段的自由端通过外侧轴向部段9”相连，该弯曲部段的径向部段7”的自由端与另一个相邻弯曲部段的径向部段的自由端通过内侧周向部段10”相连。从而骨架5”能够支撑密封体且同时能够将密封唇压紧在密封面上。

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 轴承外圈

2 轴

3 密封体

4 密封唇

5；5’；5” 骨架

6；6’；6” 外侧轴向部段

7；7’；7” 径向部段

8；8’ 内侧轴向部段

9；9’；9” 外侧周向部段

10；10’；10” 内侧周向部段

Claims (9)

1.一种密封圈，其特征在于，所述密封圈具有由弹性材料构成的、环形的密封体(3)和嵌入在所述密封体(3)中的、起支撑作用的骨架(5；5’；5”)，其中，所述密封体(3)具有与密封面(2)形成动态密封的密封唇(4)，

所述骨架(5；5’；5”)沿所述密封体(3)的形状延伸，且所述骨架(5；5’；5”)通过自身结构具有结构弹性，从而所述骨架(5；5’；5”)能够支撑所述密封体(3)且同时能够将所述密封唇(4)压紧在所述密封面(2)上；

所述骨架具有多个相互间隔的且匹配所述密封体(3)形状的弯曲部段，所述弯曲部段沿所述密封体(3)的周向分布，其中，所述弯曲部段具有两个自由端，所述两个自由端分别与不同的相邻弯曲部段的自由端相连，形成具有结构弹性的骨架。

2.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于，所述弯曲部段的两个自由端分别与不同的相邻弯曲部段的自由端通过沿所述密封体(3)的周向延伸的周向部段(9，10；9’，10’；9”，10”)连接。

3.根据权利要求2所述的密封圈，其特征在于，所述弯曲部段呈C形，所述弯曲部段具有两个轴向部段(6，8；6’，8’)和连接所述两个轴向部段(6，8；6’，8’)的径向部段(7；7’)，所述两个轴向部段(6，8；6’，8’)的自由端分别与不同的相邻弯曲部段的轴向部段的自由端通过所述周向部段(9，10；9’，10’)相连接，使得所述骨架(5；5’)整体也呈环绕的C形。

4.根据权利要求2所述的密封圈，其特征在于，所述弯曲部段呈L形，所述弯曲部段仅具有一个轴向部段(6”)和一个径向部段(7”)，且所述径向部段(7”)在径向外侧的端部处与所述轴向部段(6”)相连，所述轴向部段(6”)和所述径向部段(7”)的自由端分别与不同的相邻弯曲部段的轴向部段和径向部段的自由端通过所述周向部段(9”，10”)相连接，使得所述骨架(5”)整体也呈环绕的L形。

5.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于，相邻的弯曲部段之间的间距相等。

6.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于，所述骨架(5；5’；5”)通过硫化工艺嵌在所述密封体(3)中。

7.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于，所述骨架(5；5’；5”)由弹簧丝制成。

8.根据权利要求7所述的密封圈，其特征在于，所述弹簧丝的横截面是圆形或方形。

9.根据权利要求7所述的密封圈，其特征在于，所述骨架(5；5’；5”)由弹簧丝通过缠制和冲压制成，或者通过缠制一步制成。