CN104903587A - 齿轮箱输出密封件 - Google Patents

Abstract

一种用于在齿轮箱中使用的密封组件，其具有旋转环，该旋转的环要被固定到轴并且具有接触面。该接触面抵接静止密封件。该静止密封件具有带有延伸到底部的通道的保持器。在保持器内布置有浮动密封件部分，从浮动密封件部分的内端部向内布置有弹簧，并且所述弹簧向外偏置浮动密封件部分。保持器的内部孔眼与浮动密封件部分的外周部间隔开。内部孔眼和外周部中的一者设置有多个径向定位的销。内部孔眼和外周部中的另一者形成有多个凹部。所述销被接收在所述凹部中，以便阻止浮动密封件部分在保持器内旋转。

Description

齿轮箱输出密封件

相关申请的交叉参照

本申请是2013年1月24日提交的申请号13/748717的申请的部分延续申请。

技术领域

本申请涉及对用于在齿轮箱中使用的输出密封件进行的改进。

背景技术

齿轮箱是已知的，并且典型地包括输入轴，该输入轴通过多个齿轮驱动输出轴。该齿轮可以提供从输入轴到输出轴的速度变化，或者提供多种其它功能，诸如由单个输入驱动多个部件。在一种已知的齿轮箱中，齿轮箱的两个外壳彼此抵接，并且容纳用于润滑齿轮的油。位于外壳的底部处的密封件典型地包括了旋转环，该旋转环与延伸通过所述外壳中的孔眼的轴一起旋转。静止密封件位于该外壳内并且具有与旋转环抵接接合的面，以提供密封，从而阻止润滑剂泄漏通过齿轮箱的孔眼。

现有技术具有多种不同的密封件设计，然而，提供一种机械稳固、能够充分地阻止泄漏并且提供可靠的并且可预测的寿命预期的简易的密封系统是有些具有挑战性的。

发明内容

用于在齿轮箱中使用的密封组件具有旋转环，该旋转环要被固定到轴并且具有接触面。该接触面抵接静止密封件。该静止密封件具有保持器，该保持器具有延伸到底部的通道。浮动密封件部分被布置在保持器内，并且弹簧被布置在上述的通道内并且从浮动密封件部分的内端部向内布置，并且所述弹簧向外偏置浮动密封件部分。保持器具有内部孔眼，该内部孔眼与浮动密封件部分的外周部间隔开。内部孔眼和外周部中的一者具有多个径向定位的销。内部孔眼和外周部中的另一者形成有多个凹部。所述销被接收在所述凹部中，以便阻止浮动密封件部分在保持器内旋转。

根据下文的附图和说明可以最佳地理解本发明的这些特征和其它特征。

附图说明

图1示出了齿轮箱。

图2示出了齿轮箱的外壳和密封件。

图3是密封件的截面视图。

图4是密封件的俯视图。

图5示出了结合到密封件中的弹簧。

图6示出了旋转环。

图7是可替代的密封件的实施例的俯视图。

图8示出了可替代的浮动密封件的顶部。

图9示出了可替代的浮动密封件的底部。

图10示出了可替代浮动密封件的截面视图。

图11示出了具有可替代的浮动密封件的密封件的截面视图。

具体实施方式

如图1中所示，齿轮箱20结合有上部外壳24和下部外壳22。油位23典型地设置在下部外壳22内。

图2是示出齿轮箱的下部外壳22的分解视图。如示出的，孔眼21从该外壳向外延伸。密封组件19被接收在孔眼21中，该密封组件结合有O型环40、旋转环28、以及静止密封件部分26。旋转环28与轴30一起旋转，该轴延伸到齿轮的外壳22中并且连接至示意性地示出的齿轮31。

组合的密封件19的目的是在允许轴30旋转的同时阻止润滑剂通过孔眼21泄漏。

图3是穿过组合的密封件19的截面的视图。如图所示，保持器32结合有多个销42(也见图4)，该多个销延伸到在浮动密封件部分36中的凹部44中。O型环40被捕获在位于保持器32上的孔眼301与位于浮动密封件部分36上的沉孔300之间。在保持器32内的通道38接收有弹簧50，该弹簧在该图中被示意性地示出。

图4示出了延伸到凹部44中的销42。销42阻止浮动密封件部分36在保持器32内旋转。该销42被公开为与保持器32独立的元件，但也可以整体地形成。然而，在销42和凹部44之间存在空隙，该空隙将允许浮动密封件部分36沿竖直方向自由移动，并且以有限的角度围绕轴向中心线X活动连接。这允许浮动密封件部分36能够移动，并且适合于所匹配的旋转环的接触表面，如将在下文解释的。图4显示为使用了两个销42。可替代地，图7显示为使用了三个销42。当然，可以使用更多或更少的销42。

图5示出，单个弹簧50由多个板条52形成。现有技术通常包括多个弹簧，该多个弹簧将浮动密封件部分向着旋转环偏置。单个弹簧的使用简化了该组件，并且给浮动密封件提供了均匀的机械载荷分布。从伊利诺伊州的Lake Zurich的Smalley Steel Ring Co.公司可获得一种示例性的弹簧。当然，也可以使用其它弹簧。

图3示出了表面或密封突出部59，该表面或密封突出部形成在相对于外部密封件部分58的内周表面101的固定距离处。将密封突出部59定位在特定的位置改善了密封件的操作，并且在液压载荷区域和密封交界面区域之间提供了最佳的压力平衡比。

图3示出了凹部61，该凹部从密封突出部59向内以及向外径向地形成。密封突出部59接触旋转环28的接触面80。

浮动密封件部分36和旋转环28通常可以由碳化硅材料形成。当然，这些部件中的各部件可以将其他材料包括在内。仅仅作为一个示例，旋转环28的接触表面80形成有硬化材料，如图6中所示。

图8至图10示出了一个示例性的浮动密封件36，其具有限定在其内的多个冷却孔60。示例性的孔60从外部密封件部分58限定并且相对于中心轴线A以非平行的角度延伸到下部环形区62，该下部环形区将流体供给至所述孔60。示例性的孔60的角度形成为使得外部密封件部分58处的开口比下部环形区62处的开口更靠近中心轴线。压力差存在于每一个孔60的入口和出口之间，该压力差促使流质和附随的热量从基体移除。图11示出具有浮动密封件36的示例性的静止密封件26，该浮动密封件具有多个冷却孔60。

图6示出了旋转环28的细节。接触表面80设置有金刚石材料，该金刚石材料将减小摩擦系数，并且增加与密封突出部59接触的表面的表面硬度。在一个实施例中，多晶结构的金刚石材料被应用于该面。一种可接受的材料可以从伊利诺伊州的Romeoville的AdvancedDiamond Technologies公司获得。

Claims (31)

1.一种用于在齿轮箱中使用的密封组件，所述密封组件包括：

要被固定至轴的旋转环，并且所述旋转环具有接触面，所述接触面面向静止密封件；并且

所述静止密封件包括具有延伸到底部的通道的保持器，以及布置在所述保持器中的浮动密封件部分，并且在所述通道内布置有弹簧，并且所述弹簧从所述浮动密封件部分的内端部向内布置，并且所述弹簧向外偏置所述浮动密封件部分；并且

所述保持器在所述通道处的内部孔眼与所述浮动密封件部分的外周部间隔开，并且所述内部孔眼和所述外周部中的一者形成有多个径向定位的销，而所述内部孔眼和所述外周部中的另一者形成有多个凹部，并且所述销被接收在所述凹部中以阻止所述浮动密封件部分在所述保持器内旋转。

2.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述销在所述保持器的内周部中，并且所述凹部形成在所述浮动密封件部分的所述外周部上。

3.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述浮动密封件部分由碳化硅材料形成。

4.根据权利要求1所述的密封组件，其中，在所述保持器的孔眼和位于所述浮动密封件部分上的沉孔之间捕获有O型环。

5.根据权利要求1所述的密封组件，其中，在所述通道中从所述浮动密封件部分向内地容纳有单个弹簧。

6.根据权利要求5所述的密封组件，其中，所述单个弹簧具有多个板条。

7.根据权利要求1所述的密封组件，其中，在所述浮动密封件部分上形成有密封突出部，并且所述密封突出部位于距离轴向中心线的固定距离处。

8.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述旋转环由碳化硅材料形成。

9.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述旋转环的接触表面设置有表面硬化用金刚石材料。

10.根据权利要求9所述的密封组件，其中，所述金刚石材料是多晶结构的金刚石材料。

11.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述销在所述保持器的内周部中，并且所述凹部形成在所述浮动密封件部分的所述外周部上，所述浮动密封件部分由碳化硅材料制成，并且在所述保持器的孔眼和所述浮动密封件部分中的沉孔之间捕获有O型环，在所述通道中从所述浮动密封件部分向内容纳有单个弹簧，所述单个弹簧具有多个板条，在所述浮动密封件部分上形成有密封突出部，并且所述密封突出部位于距离轴向中心线的固定距离处，并且所述旋转环由碳化硅材料制成，并且所述接触表面设置有表面硬化用金刚石材料，并且所述金刚石材料是多晶结构的金刚石材料。

12.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述浮动密封件部分在其内形成有多个孔。

13.一种静止密封件，所述静止密封件包括：

静止密封件部分，所述静止密封件部分包括具有延伸到底部的通道的保持器，以及布置在所述保持器中的浮动密封件部分，并且在所述通道内布置有弹簧，所述弹簧布置在所述浮动密封件部分的内端部之间并且向外偏置所述浮动密封件部分；并且

所述保持器的在所述通道处的内部孔眼与所述浮动密封件部分的外周部间隔开，所述内部孔眼形成有多个径向定位的销，而所述外周部具有多个凹部，并且所述销被接收在所述凹部中以阻止所述浮动密封件部分在所述保持器内旋转。

14.根据权利要求13所述的静止密封件，其中，所述弹簧具有多个板条。

15.根据权利要求13所述的静止密封件，其中，在所述浮动的密封件部分上形成有密封突出部，并且所述密封突出部位于距离轴向中心线的固定距离处。

16.根据权利要求13所述的静止密封件，其中，在所述保持器的孔眼和浮动密封件的沉孔之间捕获有O型环，在所述通道中从所述浮动密封件部分向内容纳有单个弹簧，所述单个弹簧具有多个板条，并且在所述浮动密封件部分上形成有密封突出部，并且所述密封突出部位于距离轴向中心线的固定距离处。

17.根据权利要求13所述的静止密封件，其中，所述浮动密封件部分由碳化硅材料形成。

18.根据权利要求13所述的静止密封件，其中，所述浮动密封件部分在其内形成有多个孔。

19.一种用于在密封组件中使用的旋转环，所述旋转环包括：

由碳化硅材料制成的具有接触表面的旋转环，所述接触表面设置有多晶结构的金刚石材料的处理表面。

20.一种齿轮箱，所述齿轮箱包括：

多个齿轮以及连接到所述齿轮中的至少一者的轴，所述齿轮和所述轴被接收在齿轮箱外壳中，所述齿轮箱外壳包括上部齿轮箱外壳和下部齿轮箱外壳，所述下部齿轮箱外壳包括孔眼以及延伸穿过所述孔眼的所述轴，以及在所述孔眼处密封所述轴的密封组件；并且

所述密封组件具有旋转环，所述旋转环被固定到所述轴，并且所述旋转环具有接触面，所述接触面抵接静止密封件部分，所述静止密封件部分包括具有延伸到底部的通道的保持器，以及布置在所述保持器中的浮动密封件部分，并且在所述通道内布置有弹簧，所述弹簧从所述浮动密封件部分的内端部向内布置，并且所述弹簧向外偏置所述浮动密封件部分，所述保持器的在所述通道处的内部孔眼与所述浮动密封件部分的外周部间隔开，并且所述内部孔眼和所述外周部中的一者具有多个径向定位的销，而所述内部孔眼和所述外周部中的另一者形成有多个凹部，并且所述销被接收在所述凹部中以阻止所述浮动密封件部分在所述保持器内旋转。

21.根据权利要求20所述的齿轮箱，其中，所述销在所述保持器的内周部上，而所述凹部形成在所述浮动密封件部分的所述外周部上。

22.根据权利要求20所述的齿轮箱，其中，所述浮动密封件部分由碳化硅材料形成。

23.根据权利要求20所述的齿轮箱，其中，在所述保持器的孔眼和浮动密封件部分的沉孔之间捕获有O型环。

24.根据权利要求20所述的齿轮箱，其中，所述弹簧是从所述浮动密封件部分向内地容纳的单个弹簧。

25.根据权利要求24所述的齿轮箱，其中，所述单个弹簧具有多个板条。

26.根据权利要求20所述的齿轮箱，其中，在所述浮动密封件部分上形成有密封突出部，并且所述密封突出部位于距离轴向中心线的固定距离处，并且所述密封突出部与所述旋转环的接触表面接触。

27.根据权利要求20所述的齿轮箱，其中，所述旋转环由碳化硅材料形成。

28.根据权利要求20所述的齿轮箱，其中，所述旋转环的接触表面设置有表面硬化用金刚石材料。

29.根据权利要求28所述的齿轮箱，其中，所述金刚石材料是多晶结构的金刚石材料。

30.根据权利要求20所述的齿轮箱，其中，所述销在所述保持器的内周部上，而所述凹部形成在所述浮动密封件部分的所述外周部上，所述浮动密封件部分由碳化硅材料制成，在所述保持器的孔眼和所述浮动密封件部分中的沉孔之间捕获有O型环，在所述通道中从所述浮动密封件部分向内容纳有单个弹簧，所述单个弹簧具有多个板条，在所述浮动密封件部分上形成有密封突出部，并且所述密封突出部位于距离轴向中心线的固定距离处，所述旋转环由碳化硅材料制成，并且所述接触表面设置有表面硬用化金刚石材料，并且所述金刚石材料是多晶结构的金刚石材料。

31.根据权利要求20所述的齿轮箱，其中，所述浮动密封件部分在其内形成有多个孔。