径向轴封的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一个用于密封从以流体介质加载的空间中引出来的旋转轴的径向轴封，具有密封外壳、至少一设置在密封外壳里面的、利用密封唇密封地顶靠在轴上的环形密封体、和至少一定位密封体在密封外壳里面的环形的金属支撑体，用于相对于外室、最好大气密封以液体充满的内室。
【背景技术】
[0002]这种轴封的使用范围是机器、设备和汽车结构，例如相对于具有少许润滑添加剂的稀液、水基冷却剂密封冷却剂栗的驱动轴。
[0003]由DE 10 2008 010 338 A和DE 10 2008 010 341 A已知用于水栗的径向轴封，具有两个相互间隔设置的密封体，它们分别具有两个密封地线状地顶靠在轴上的密封唇。对于上述两种结构形式的特征是，两个密封体分别相同地构成并因此可以在相同的模具中制成。
[0004]与DE 10 2008 010 338 A相比DE 10 2008 010 341 A具有用于泄漏液体收集室，
防旋转地与要密封的轴连接的离心部件伸到收集室里面。
[0005]对于所有这些上述的结构形式的特征是，线状地顶靠在轴上、或者说设置在轴上的轴回转套上的密封体的密封唇“楔形”地构成，即，这些窄的、在运行状态中顶压在轴或轴回转套上的密封体线表面处于高度磨损，其中与内室相邻的、最强烈地面对污物的密封薄膜体的密封唇首先磨损，由此更外设置的第二密封薄膜体的密封唇必需密封通过磨损的密封唇流出的泄漏。即，在这些结构形式中在“第一”密封磨损以后后置的“第二”密封得承担第一密封的任务。但是因为第二密封薄膜体的密封唇未冷却的在轴或者轴回转套上“回转，迫使它们处于增加的磨损并且在相对短的使用时间以后变硬。由此使它们失去其为了避免泄漏必需的密封应力，并且在一定的使用时间以后(即当它们本身消耗时)不再完全满足其作为密封的任务，由此使这个轴封在运行时间上的泄漏损失明显增加。
[0006]由本申请者提交的DE101 41 138 C2描述了另一径向轴封，具有两个相互间隔设置的相对于压力方向倾斜地、线形密封地顶靠在轴上的密封唇，它们设置在两个相互嵌合设置的密封体上，其中在两个密封体之间设置支撑体，它支撑与内室相邻的密封薄膜在其背离内室的一侧上。在这个结构形式中在两个密封薄膜之间的空间里面已经充满高温油脂。
[0007]由WO002007101429 Al，已知本申请者对于径向轴封的另一解决方案，具有两个相互间隔设置的、相对于压力方向倾斜地、线形密封地顶靠在轴上的密封唇，其中在两个密封薄膜之间的空间同样已经以高温油脂充满。按照在DE 101 41 138 C2、也包括在WO002007101429 Al中介绍的解决方案，在两个密封薄膜之间的空间已经以高温油箱充满的特性与在这两个结构形式中呈现的密封唇几何形状相结合已经导致，约200°C滴点的高温油脂在冷却剂栗启动状态中粘液地“粘接”在壁体上，并且不能起到润滑以微小的顶压力线形顶靠在回转套上的楔形密封唇的作用。
[0008]由于在内室里面没有活跃的内压，也没有其它有效的顶压力，用于使面对“干室“的密封唇顶压在轴上，这些密封唇趋于相对于轴的接触损失，由此当然非常快速地使较稀的润滑剂从两个密封唇之间的空间逸出。
[0009]由于所述的“缺少”润滑剂在面对干室的密封唇上产生非常高的磨损。
[0010]此外由现有技术已知解决方案，其中外部的弹性体唇与位于其下面的由具有高PTFE含量的塑料制成的唇组合，其中在两个唇之间加入少量市场上常见的润滑脂，在此油脂也用于弹性体唇的短时间润滑。
[0011]但是在长达数小时没有冷却剂的干燥持续运行中已经证实，在这些结构形式中宽面积地放置在轴上的塑料唇由于加入摩擦能磨损。在两个唇之间加入的市场上常见的润滑脂无论如何不能显示出所期望的改善运行的效果。
[0012]在具有大面积地顶靠在轴上的密封唇的其它唇几何形状中，如同例如在DE917942 A，DE 977 331 A,US 2 467 210 A,US 2 630 357 A,US 5 303 935 A或也在DE 102010 044 427 Al中那样，在相对短的使用时间以后结合不良润滑的介质(冷却液体)在大面积顶压在轴上的密封唇的棱边部位产生这种增加的磨损，因为通过投入运行立刻产生混合摩擦并由此产生增加的磨损，由此也在具有大面积顶靠在轴或轴回转套上的密封唇的双唇密封系统中出现所有上述的缺陷，它们尤其在于，在干燥回转运行中两个唇并且在具有冷却剂的标准运行中内部的、即背离冷却剂的唇在栗投入运行以后处于非常强烈的磨损。
[0013]这种在栗投入运行以后在冷却循环中产生的初始磨损可能导致特别有损于唇密封并导致其提前失效。
[0014]所有在现有技术中描述的解决方案都不能解决在冷却循环投入运行时增加初始磨损的基本问题。
[0015]与此相关产生的有问题的摩擦在相对短的运行时间以后总是导致面对水栗轴承的密封唇失效，因为密封唇在这个启动状态中无润滑地以干摩擦工作并由此显著提高温度和磨损。
[0016]这种激烈启动磨损的原因只能由此解释，内部密封唇在正常运行条件下一般这样长时间地干运转，直到冷却剂通过外部密封唇挤入到内部密封唇，然后才“润滑/可以润滑“内部密封唇。
[0017]对于在类似结构形式中使用的弹性体密封唇，也包括在那里使用的PTFE基塑料密封唇，这种干回转时间长度在较高转速和没有冷却液时在摩擦上不利的混合摩擦/干摩擦中持续这样长的时间，以至于在相对较短的运行时间以后出现损伤、即由于混合摩擦磨损或干摩擦磨损引起“燃烧“，这种损伤导致完全损坏内部密封唇，由此在继续运行中只外部密封唇还能承担密封功能。
[0018]但是在所有上述的在冷却剂栗中使用的径向轴封结构形式中“生产线终端”发动机测试、即长达数小时的具有冷却剂栗没有冷却剂的发动机测试导致密封唇完全损坏。
[0019]在现有技术中描述的结构形式的其它缺陷还由许多单个零部件引起，由这些单个零部件组成在现有技术中描述的径向轴封，也包括由对于其符合功能的加工和装配引起的加工精度，它们明显增加与加工和装配有关的成本。
[0020]在机动车冷却系统中使用径向轴封时目前存在的另一问题是，这样实现冷却系统的首次充满，利用抽吸栗抽真空冷却系统，检验密封性，并接着在利用产生的负压的条件下无空气地以冷却剂充满。在此在密封唇上的上述磨损现象当然不影响这种首次充满。但是因为已经在许多车间在修复或维护工作范围内以负压无空气地充满，通过不密封的磨损的密封唇空气伴随由此带来的缺陷可能进入到冷却循环。
【发明内容】
[0021]因此本发明的目的是，研制一个新型的径向轴封，用于相对于大气密封由以液体介质充满的空间引出来的旋转轴，该径向轴封也在使用稀液的、水基的具有略微润滑添加剂的冷却剂的冷却剂栗中克服现有技术的上述缺陷，即使通过冷却剂栗没有冷却液的“生产线终端”发动机测试在长达直到数小时的时间上也能够不损伤径向轴封，并且在旋转轴中与目前的现有技术相比明显使双唇的密封系统中的密封唇上的磨损、且尤其是初始磨损最小化，泄漏损失与现有技术相比明显降低，还可靠地避免停机泄漏，同时在加工技术上可以简单地制成和装配，由此明显降低在精加工中的加工和装配成本，并由此除了使用寿命以外也明显提高可靠性，即使在较长使用时间以后也还能够”无空气