CN110005815A - 密封装置、轴组件和轴承 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封装置、轴组件和轴承。密封装置，其用于轴组件或轴承的第一构件和第二构件之间的密封，密封装置包括骨架(10)和密封部(20)，密封部(20)包括通过过渡部(203)彼此连接的第一主密封唇(201)和防尘唇(202)，防尘唇(202)比第一主密封唇(201)靠轴向外侧，密封部(20)还包括第二主密封唇(204)，该第二主密封唇(204)从防尘唇(202)或从过渡部(203)朝向径向内侧并同时朝向轴向内侧延伸并用于与第一构件形成接触密封。根据本发明的密封装置在没有额外增加密封装置的整体尺寸或空间需求的情况下提高了密封性能、减小泄漏的可能。

Description

密封装置、轴组件和轴承

技术领域

本发明涉及密封领域，更具体地涉及一种用于轴组件或轴承的密封装置，以及具有这种密封装置的轴组件和轴承。

背景技术

对于轴组件或轴承而言，其通常包括能够彼此相对转动的第一构件(例如，轴组件中的轴或轴承的内圈)和第二构件(例如，轴组件中的壳体或轴承的外圈)，然而在工作时可能需要在这两个构件之间进行密封，为此，在第一构件和第二构件之间设有密封装置。

在现有技术中，通常采用如下的密封装置对轴组件或轴承进行密封。该密封装置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通常由例如金属的硬质材料制成并且包括：

骨架轴向部分101，其大致沿着密封装置的轴向A延伸并用于固定于未示出的轴组件中的壳体或轴承的外圈；

骨架连接部分102，其径向外侧端(图1中的上侧端)与骨架轴向部分101的轴向外侧端(图1中的左侧端)连接，骨架连接部分102从骨架轴向部分101的轴向外侧端朝向轴向外侧延伸的同时朝向径向内侧延伸，骨架连接部分102的径向内侧端(图1中的下侧端)与下述的骨架径向部分103的径向外侧端连接；以及

骨架径向部分103，其从骨架连接部分102的径向内侧端沿着密封装置的径向R朝向径向内侧延伸。

进一步地，密封部20附接于骨架10，主要附接于骨架连接部分102和骨架径向部分103。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未示出的轴组件中的轴或轴承的内圈的主密封唇211，主密封唇211通过位于其径向外侧的弹簧30抵接于轴或轴承的内圈，弹簧30始终对主密封唇211施加朝向径向内侧的弹簧力。这样，主密封唇211与轴或轴承的内圈实现接触式密封。

另外，密封部20还包括从骨架径向部分103的径向内侧端朝向轴或轴承的内圈延伸的防尘唇202，该防尘唇202位于主密封唇211的轴向外侧并且通过过渡部203与主密封唇211连接，其中防尘唇202的径向内侧端与轴或轴承的内圈之间具有微小间隙。这样，防尘唇202与轴或轴承的内圈实现非接触式密封。

具有上述结构的密封装置主要用于工业和汽车系统。对于密封系统而言，泄漏和磨损是特别需要注意的问题。在大多数密封失效的情况中，泄漏或由严重磨损导致的泄漏是主要的失效原因。

发明内容

基于上述现有技术的缺陷做出了本发明。本发明的目的在于提供一种密封装置，能够在没有额外增加密封装置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。本发明的另一目的在于提供一种包括该密封装置的轴组件和轴承。

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装置，其用于轴组件或轴承的第一构件和第二构件之间的密封，所述第一构件能够相对于所述第二构件转动，所述密封装置整体呈环状并包括骨架和密封部，其中，所述密封部包括通过过渡部彼此连接的第一主密封唇和防尘唇，所述第一主密封唇从所述骨架朝向轴向内侧延伸的同时朝向径向内侧延伸并用于与所述第一构件形成接触密封，所述防尘唇从所述骨架朝向轴向外侧延伸的同时朝向径向内侧延伸，其中，所述防尘唇比所述第一主密封唇靠轴向外侧，其特征在于，

所述密封部还包括第二主密封唇，该第二主密封唇从所述防尘唇或从所述过渡部朝向径向内侧并同时朝向轴向内侧延伸并用于与所述第一构件形成接触密封。

在至少一个实施方式中，所述第二主密封唇从所述防尘唇或从所述过渡部朝向径向内侧并同时朝向轴向内侧弧形地延伸，所述第二主密封唇相对于所述第一主密封唇或相对于所述防尘唇具有细长的构型。

在至少一个实施方式中，所述第二主密封唇沿径向的厚度小于所述第一主密封唇沿径向的厚度，并且所述第二主密封唇的厚度小于所述防尘唇的厚度。

在至少一个实施方式中，所述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，在所述第二主密封唇的内周面设置有朝向径向外侧凹陷的多个泵送通道。

在至少一个实施方式中，所述第二主密封唇的内周面具有多个凸条。

在至少一个实施方式中，所述凸条相对于周向倾斜，从而在所述第二主密封唇的内周面在整体上形成螺纹结构。

在至少一个实施方式中，在所述第一主密封唇的内周面和所述第二主密封唇的外周面之间形成有环形空间，在该环形空间中存储有润滑剂。

本发明还提供一种轴组件，其包括轴、壳体以及安装在所述轴和所述壳体之间的根据本发明的密封装置。

本发明还提供一种轴承，其包括内圈、外圈以及安装在所述内圈和所述外圈之间的根据本发明的密封装置。

通过设置与第一构件(例如，轴或轴承的内圈)形成接触密封的第二主密封唇，能够在不影响第一主密封唇且在没有额外增加密封装置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。

附图说明

图1是一种现有技术的密封装置的局部剖视示意图。

图2是根据本发明的第一实施方式的密封装置的局部剖视示意图。

图3是根据本发明的第二实施方式的密封装置的局部剖视示意图。

图4是根据本发明的第三实施方式的密封装置的局部剖视示意图。

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201 第一主密封唇 202 防尘唇 203 过渡部 204 第二主密封唇 205 泵送通道 206 凸条211 主密封唇 30 弹簧 A 轴向 R 径向 C 周向 G 接触部位 S 环形空间。

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。本发明的密封装置的整体形状为环形。如无特殊说明，在以下具体实施方式中所说明的“轴向”、“径向”和“周向”分别是指该密封装置的轴向、径向和周向。另外，在以下具体实施方式中，轴向外侧(环境侧)是各附图中的左侧，轴向内侧(被密封侧/润滑剂侧/油侧)是各附图中的右侧；径向外侧是各附图中的上侧，径向内侧是各附图中的下侧。

以下将说明根据本发明的多个示例性的实施方式。

(第一实施方式)

在本实施方式中，如图2所示，该密封装置包括骨架10和密封部20，优选还具有弹簧30，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装置的骨架10的结构相同。如图2所示，该骨架10包括大致沿着轴向A延伸的骨架轴向部分101、从骨架轴向部分101的轴向外侧端延伸的骨架连接部分102以及从骨架连接部分102的径向内侧端沿着径向R朝向径向内侧延伸的骨架径向部分103。

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装置的密封部20的结构部分相同。如图2所示，在本实施方式中，密封部20主要附接于骨架连接部分102和骨架径向部分103。密封部20包括从骨架10朝向轴向内侧延伸的同时朝向径向内侧延伸并用于与轴组件中的轴或轴承的内圈接触的第一主密封唇201和从骨架10朝向轴向外侧延伸的同时朝向径向内侧延伸的防尘唇202。第一主密封唇201可以通过弹簧30从轴组件中的轴或轴承的内圈的径向外侧抵接于轴或轴承的内圈，弹簧30始终对第一主密封唇201施加朝向径向内侧的弹簧力。防尘唇202比第一主密封唇201靠轴向外侧并且通过过渡部203与第一主密封唇201连接。

然而，在本实施方式中，密封部20除了第一主密封唇201之外，还额外具有第二主密封唇204，该第二主密封唇204从防尘唇202弧形地朝向径向内侧并同时朝向轴向内侧延伸。代替地，虽然未示出，第二主密封唇204也可以从过渡部203弧形地朝向径向内侧并同时朝向轴向内侧延伸。如图2的剖视图所示，第二主密封唇204相对于第一主密封唇201具有细长的构型，亦即，第二主密封唇204沿径向R的厚度远小于第一主密封唇201沿径向R的厚度，并且第二主密封唇204沿轴向A的长度远大于其自身沿径向R的厚度。优选地，第二主密封唇204相对于防尘唇202也具有细长的构型，亦即，第二主密封唇204的厚度小于防尘唇202的厚度，并且第二主密封唇204的长度大于防尘唇202的长度。应当理解，本申请中的第二主密封唇204的细长的构型是指其轴向截面具有细长的构型。第二主密封唇204、第一主密封唇201和防尘唇202的厚度和长度也是在密封装置的轴向截面中测量的厚度和长度。

由于第二主密封唇204具有细长的构型，其与轴或轴承的内圈的干涉量优选大于第一主密封唇201与轴或轴承的内圈的干涉量。由于不为第二主密封唇204设置弹簧，因而，虽然第二主密封唇204与轴或轴承的内圈的干涉量较大，但是其与轴或轴承的内圈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204与轴或轴承的内圈的干涉量可以指，第二主密封唇204的与轴或轴承的内圈接触的部分的、从未安装到轴组件或轴承的自然状态到安装到轴组件或轴承的安装状态的在径向R上的最大变形量/移位量。这里提到的第一主密封唇201与轴或轴承的内圈的干涉量可以指，第一主密封唇204的与轴或轴承的内圈接触的部分的、从未安装到轴组件或轴承且未受弹簧30的弹簧力的自然状态到安装到轴组件或轴承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204的轴向截面整体具有朝径向内侧凸出的弧形轮廓。相对于第一主密封唇201的径向内侧面与例如轴或轴承的内圈所接触的尖角状的接触部位G，第二主密封唇204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轴或轴承的内圈之间较大的干涉、进而产生较大的接触力，从而实现更好的密封作用。通过在防尘唇202或过渡部203额外地设置第二主密封唇204，能够在不会影响第一主密封唇201且在没有额外增加密封装置的整体尺寸或空间需求的情况下提高密封性能、大幅减小泄漏的可能。

(第二实施方式)

如图3所示，根据本实施方式的密封装置的基本结构与根据第一实施方式的密封装置的基本结构相同，它们的不同之处包括：在根据本实施方式的密封装置中，额外在第二主密封唇204上设置有多个泵送通道205，泵送通道205可以构造成长条形、三角形、矩形或梯形的凹部。特别地，泵送通道205设置在第二主密封唇204的内周面上。

通过设有泵送通道205能够对例如油脂和空气等的流体产生泵吸效果，从而通过这些流体使得第二主密封唇204快速散热。这样，本发明的密封装置提高了第二主密封唇204的散热效率，降低了第二主密封唇204的温度，改善了第二主密封唇204的接触部位的润滑状态，进而提高了整个密封装置的寿命。

在一个可选的实施方式中，泵送通道205能够将从第一主密封唇201和第二主密封唇204泄漏或即将泄漏的润滑剂泵送回密封装置的轴向内侧(润滑剂侧/油侧)，这可以提高防止润滑剂泄漏的效果。

如图3所示，在第一主密封唇201和第二主密封唇204之间，更具体地，在第一主密封唇201的内周面和第二主密封唇204的外周面之间形成有环形空间S。在该密封装置安装于轴组件或轴承的情况下，该环形空间S被封闭。可以在该环形空间S中放置油脂等润滑剂，该润滑剂可以对特别是第一主密封唇201和第二主密封唇204起到润滑作用。

应当理解，在该密封装置安装于轴组件或轴承的情况下，虽然第二主密封唇204向径向外侧变形/移位，但是，该第二主密封唇204不会与第一主密封唇201接触，因而，第二主密封唇204的远端部和第一主密封唇201之间的间隙允许该环形空间S中的润滑剂润滑第一主密封唇201和第二主密封唇204。

如图3所示，泵送通道205设置于第二主密封唇204的远端部的内周面并可以相对于轴向A倾斜地延伸。特别地，泵送通道205延伸到第二主密封唇204的远端部的末端，从而更容易实现对从第一主密封唇201泄漏或存储在第一主密封唇201和第二主密封唇204之间的环形空间S内的润滑剂的泵送效果。

应当理解，在第一实施方式和后述的第三实施方式中也存在对应的环形空间，在这些环形空间中也可以存储润滑剂。

(第三实施方式)

如图4所示，根据本实施方式的密封装置的基本结构与第一和第二实施方式的密封装置的基本结构相同，它们的不同之处包括：在根据本实施方式的密封装置中，第二主密封唇204的内周面具有多个凸条206。

在本实施方式中，如图4所示，第二主密封唇204在其内周面上构造有多个凸条206，这些凸条相对于周向C(在图4中用虚线表示)倾斜，从而在第二主密封唇204的内周面在整体上形成螺纹结构，该螺纹结构可以实现与上述泵送通道205相同的效果，并且能够实现与轴或轴承的内圈更好的密封作用。

此外，本发明还提供了包括上述密封装置的轴组件或轴承。该密封装置的骨架10固定于轴组件中的壳体或轴承的外圈，该壳体或轴承的外圈可以不转动。

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)虽然在上述具体实施方式中没有明确说明，但是应当理解根据本发明的密封装置还可以包括防尘环，该防尘环用于固定于轴或轴承的内圈且与骨架形成密封空间，从而使得根据本发明的密封装置成为盒式密封装置。

(2)虽然在上述的具体实施方式中说明了第二主密封唇204与例如轴或轴承的内圈接触，但是本发明不限于此。该第二主密封唇204还可以例如与上述防尘环接触。

(3)在上述的具体实施方式中说明了泵送通道205的开口形状为三角形、矩形或梯形等形状，这些形状的边可以不是直线。

(4)第二主密封唇204可以由与第一主密封唇201和/或防尘唇202相同或不同的材料制成。例如，第二主密封唇204可以由橡胶、诸如PTFE(聚四氟乙烯)的塑料或其它自润滑材料中的一种或多种材料制成。

Claims (10)

1.一种密封装置，其用于轴组件或轴承的第一构件和第二构件之间的密封，所述第一构件能够相对于所述第二构件转动，所述密封装置整体呈环状并包括骨架(10)和密封部(20)，其中，所述密封部(20)包括通过过渡部(203)彼此连接的第一主密封唇(201)和防尘唇(202)，所述第一主密封唇(201)从所述骨架(10)朝向轴向内侧延伸的同时朝向径向内侧延伸并用于与所述第一构件形成接触密封，所述防尘唇(202)从所述骨架(10)朝向轴向外侧延伸的同时朝向径向内侧延伸，其中，所述防尘唇(202)比所述第一主密封唇(201)靠轴向外侧，其特征在于，

所述密封部(20)还包括第二主密封唇(204)，该第二主密封唇(204)从所述防尘唇(202)或从所述过渡部(203)朝向径向内侧并同时朝向轴向内侧延伸并用于与所述第一构件形成接触密封。

2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述第二主密封唇(204)从所述防尘唇(202)或从所述过渡部(203)朝向径向内侧并同时朝向轴向内侧弧形地延伸，所述第二主密封唇(204)相对于所述第一主密封唇(201)或相对于所述防尘唇(202)具有细长的构型。

3.根据权利要求2所述的密封装置，其特征在于，所述第二主密封唇(204)沿径向(R)的厚度小于所述第一主密封唇(201)沿径向(R)的厚度，并且所述第二主密封唇(204)的厚度小于所述防尘唇(202)的厚度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的密封装置，其特征在于，所述第二主密封唇(204)的轴向截面整体具有朝径向内侧凸出的弧形轮廓。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的密封装置，其特征在于，在所述第二主密封唇(204)的内周面设置有朝向径向外侧凹陷的多个泵送通道(205)。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的密封装置，其特征在于，所述第二主密封唇(204)的内周面具有多个凸条(206)。

7.根据权利要求6所述的密封装置，其特征在于，所述凸条(206)相对于周向(C)倾斜，从而在所述第二主密封唇(204)的内周面在整体上形成螺纹结构。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的密封装置，其特征在于，在所述第一主密封唇(201)的内周面和所述第二主密封唇(204)的外周面之间形成有环形空间(S)，在该环形空间(S)中存储有润滑剂。

9.一种轴组件，其特征在于，所述轴组件包括轴、壳体以及安装在所述轴和所述壳体之间的根据权利要求1至8中任一项所述的密封装置。

10.一种轴承，其特征在于，所述轴承包括内圈、外圈以及安装在所述内圈和所述外圈之间的根据权利要求1至8中任一项所述的密封装置。