专利名称：具有内唇的环形密封的制作方法
技术领域：
本发明涉及环形密封，尤其涉及具有内唇的环形密封。
技术背景这一部分的内容仅仅是提供与本公开相关的背景技术，并不构成现 有技术。有许多应用在旋转组件与静止组件之间需要密封，例如变速器和发 动^L。通常，环形密封用于将旋转组件相对于静止组件密封，以防止流 体从环形密封的 一侧溢至另 一侧。环形密封通常包括环绕静止组件的圆 形元件和接触旋转组件表面的外表面。上述环形密封的一个复杂性在 于，环形密封必须相对于旋转组件保持静止，同时还保持对旋转组件的 有效密封。关于这一点，典型的环形密封必须将环形密封与旋转组件之 间的摩擦力保持为最小，同时还足够的径向力，以阻止流体流过环形密 封。本领域内将这些径向摩擦力保持为最小的一个解决方案是，迫使环形密封沿轴向方向移动，靠在形成于静止组件上的突起(tab)或槽上。 通过使用轴向力，可将径向力保持为最小。轴向力通常产生于环形密封 各側上的流体压力差。当压力差从环形密封的一侧变至另一侧时，环形 密封能够从封靠静止组件的一个位置移到封靠静止组件的第二位置。但是，在于位置之间转变期间，密封周围会发生流体泄漏。本领域 内已知的一个解决方案是在环形密封与一个组件之间设置第二环。尽管 有效于预期目的，但是第二环增加了环形密封的径向力，从而增加了环 形密封与旋转元件之间的摩擦。此外，第二环增加了组装成本。因此， 本领域内需要一种在移动期间使穿过密封的流体泄漏最小、同时提供不 增加組装成本的结构的环形密封。发明内容在本发明的一方面，提供了一种用于在第一组件与第二组件之间密 封的装置，所述第一组件具有形成在其中的槽，所述槽具有第一壁和第二壁。在本发明的一方面，所述装置包括环形主体，该环形主体具有构造 成有选择地接触所述槽的第 一壁的第 一侧、与所述第 一側相对的第二 侧、与所述第二组件接触的第一表面、以及与所述第一表面相对的第二 表面，其中所述第二侧且构造成有选择地接触所述槽的第二壁。唇结合 到所述第二表面上，并且至少部分地绕着所述环形主体的所述第二表面 延伸。作用在所述环形主体的所述第一侧和所述唇上的压力迫使所述第 二侧接触所述槽的所述第二壁，作用在所述环形主体的所述第二侧和所 述唇上的压力迫使所述第 一侧接触所述槽的所述第 一壁。在本发明的另 一方面，所述第 一表面为所述环形主体的外表面。在本发明的另一方面，所述第二表面为所述环形主体的内表面。在本发明的另一方面，所述环形主体为塑料的。在本发明的另一方面，所述唇为橡胶的。在本发明的另一方面，所述唇包括沿着所述环形主体的所述内表面 延伸的多个,殳。在本发明的另一方面，所述多个段包括第一段、第二段和第三段。在本发明的另 一方面，所述环形主体包括用于接触所述第二组件的 多个突起，以防止所述装置的旋转，其中一个突起布置在所述第一段与 所迷第三段之间， 一个突起布置在所述第二段与所述第三段之间。在本发明的另一方面，所述环形主体包括位于所述第一段与所述第 二段之间的阶状接头。在本发明的另一方面，所述唇不接触所述槽。在本发明的另 一方面，所述唇的宽度小于所述环形主体的宽度。 在本发明的第二实施例中，所述装置包括环形主体，该环形主体具 有构造成有选择地接触所述槽的第一壁的第一侧、与所述第一侧相对的 第二侧、与所述第二组件接触的外表面、以及内表面，其中所述第二侧 且构造成有选择地接触所述槽的第二壁。唇靠近所述内表面，并且至少 部分地绕着所述环形主体的所迷内表面延伸。作用在所述环形主体的所 述第一側和所述唇上的压力迫使所述第二侧接触所述槽的所迷第二壁， 作用在所述环形主体的所述笫二侧和所述唇上的压力迫使所述第一侧 接触所述槽的所述第一壁。在第二实施例的另 一方面，所述唇结合到所述环形主体的所述内表面上。在第二实施例的另一方面，所述环形主体为塑料的。 在第二实施例的另一方面，所迷唇为橡胶的。在第二实施例的另 一方面，所述唇包括沿着所述环形主体的所述内 表面延伸的多个段。在第二实施例的另一方面，所迷多个段包括第一段、第二段和第三段。在第二实施例的另 一方面，所述环形主体包括用于接触所述第二组 件的多个突起，以防止所述装置的旋转，其中一个突起布置在所述第一 段与所述笫三段之间， 一个突起布置在所述第二段与所述第三段之间。在第二实施例的另 一方面，所迷环形主体包括位于所述第 一段与所 述第二段之间的阶状接头。在第二实施例的另 一方面，所述第 一段与所述第二段长度相等。在第二实施例的另 一方面，所述第三段的长度大于所述第 一段和所 述第二段的长度。从本文提供的描述，可清楚其应用性的其它方面。应当理解，其描 述和具体实例仅仅是示意性目的，而不是限制本公开的范围。
本文所示的附图仅仅是示意性目的，而不是以任何方式限制本公开 的范围。图1为根据本发明原理的环形密封的正视图；图2为图1中根据本发明原理的环形密封的放大截面图；图3 A为本发明的环形密封处于两个组件之间的第 一 位置的截面图；以及图3 B为本发明的环形密封处于两个组件之间的第二位置的截面图。
具体实施方式
实质上，下列优选实施例的描述仅仅是示意性的，而绝不是限制本 发明及其应用或使用。图1示出了根据本发明原理设计的环形密封10 。环形密封10包括环 形主体12。环形主体12通常为圓形形状，包^"内表面14和外表面16。多个突起元件I8从环形主体径向向内地延伸。在提供的特定实例中，在环理解，可在沿着环形主体12的任意位置使用任意数量的突起元件18。突 起元件18大小可接合组件34 (图2和3)上的槽(未示出)，以防止环形 密封10旋转。环形主体12还包括形成在其中的阶状接头20。阶状接头20 允许环形主体12膨胀，以保持其密封特征。环形密封10还包括与环形主体12的内表面14相邻的唇22。在本发明 的优选实施例中，唇22粘在环形主体12上，但是可使用各种其它方法将 唇22联接到环形主体12上。例如，唇22可直接形成在环形主体12上作为 一个整体。唇22沿着环形主体12的内周延伸，通常为圆形形状。唇22包 括三段，包括第一段22a、第二段22b和第三段22c。第一段22a布置在一 个突起元件18与阶状接头20之间。第二段22b布置在另 一 突起元件18与 阶状接头20之间。第三段22c布置在两个突起元件lS之间。宋，第一段 22a和第二段22b跨越了大约等于90度的弧，而第三段22c跨越了大约等 于I80度的弧。但是，应当理解，唇22可不间断地绕着环形主体2的内 周延伸，或者具有不脱离本发明范围的各种其它结构。参考图2，示出了环形密封10沿图l中箭头2-2方向的放大截面图。环 形密封10的环形主体12包括第一侧24和第二側26。第一側24与第二侧26 相对。唇22如上所迷结合到内表面14上，其宽度小于环形主体12的宽度。 唇22优选在第一侧24与第二侧26之间等距间隔开，但是唇22可相对于第 一侧24和第二侧26不对称;也布置。唇22包括第一面28、与第一面相对的第二面30、和在第一面28与第 二面30之间延伸的底部32。在优选实施例中，第一面28与第二面30朝着 彼此倾斜，但是应当理解，笫一面28与第二面30可彼此平行，或者成梯 形或者其它不对称的形状。环形主体12由硬质塑料形成，例如，玻璃填充塑料(glass-filled plastic)。唇22由柔性橡胶制成，如上所述，其优选结合到环形主体12 上。应当理解，只要保留了优选实施例的基本特性，就可使用其它材料 来构造环形主体12和唇22。现在参考图3A,示出了与第 一组件34和第二组件36—起使用的环形 密封IO。第一组件包括形成在其中的槽38。该槽包括第一壁40、与第一 壁40相对的第二壁42、和在第一壁40与第二壁42之间延伸的基底44。槽38的宽度大于环形密封10的宽度。第一组件34和第二组件36定位成彼此最接近。在提供的特定实例 中，第一组件34是静止的，第二组件36可相对于第一组件旋转。但是应 当理解，任一组件34、 36可是静止的，任一组件34、 36可是可移动的不管是相对于彼此的转动或是平移。环形密封10布置在第一组件34与第二组件36之间，使得环形主体12 至少部分地在槽38内延伸。唇22布置在槽38内，但是不接触第一壁40、 第二壁42，也不必接触槽38的基底44。环形主体12的外表面16接触第二 组件36。该外表面16与第二组件36之间的接触用作密封，限制了流体在 外表面16与第二组件之间通过。外表面16优选为光滑的，以允许第二组 件36相对于环形密封10的旋转。环形密封10可在图3A中所示第一位置和图3B中所示第二位置之间 移动。具体地，在环形密封10两側上的压力流体(未具体示出)作用在 环形密封10上。当在环形密封10两侧的流体之间的压力差足够大时，环 形密封10在槽30内移动，接触壁40、 42之一，以限制流体在环形密封10 与第 一组件34之间通过。在图3A所示的第一位置中，流体压力(由箭头所示)作用在环形主 体12的第一侧24上，并作用在唇22的第一面28上。流体压力提供了将环 形密封10在槽38内移动的力，使得环形密封10的第二侧26接触槽38的第 二壁42。该接触用作密封，限制了流体在环形密封10的第二侧26与槽38 的第二壁42之间的通过。通过沿側向方向集中密封力，而不是径向方向， 并未显著地增加环形密封10的外表面16与第二组件36之间的摩擦。在图3B所示的第二位置中，流体压力(由箭头所示)作用在环形主 体12的第二側26上，并作用在唇22的第二面30上。流体压力提供了将环 形密封10在槽38内移动的力，使得环形密封10的第 一侧24接触槽"的第 一壁40。该接触用途密封，限制了流体在环形密封10的第一侧24与槽38 的第一壁40之间的通过。通过沿側向方向保持密封力，而不是径向方向， 也未显著地增加环形密封的外表面16与第二组件36之间的摩擦。如上所述，作用在环形密封10上的压力差的变化引起环形密封10在 第一位置(图3A中所示)和第二位置(图3B中所示)变化。在该转变期 间，流体可在环形密封10与第一组件34之间泄漏。关于这点，唇22作用 就像个堤坝，以通过减小环形主体12与槽38之间的容积来减小在第一位置与第二位置之间的转变期间的泄漏量。此外，通过限制转变期间的流 体泄漏量，唇22有助于保持环形密封10两侧上的较高的压力差。该较高压力差意味着作用在环形密封io上的压力圏套，从而意味着环形密封io 使得在第一位置与第二位置之间的移动快速，因而减小了泄漏。另外，如果唇22接触第一组件34，由于唇22将弯曲或压缩，所以唇22的柔性防 止了摩擦力的大幅升高，从而吸收了大部分径向力。本发明的描述实质上仅仅是示意性的，不脱离本发明要点的变形属 于本发明的范围。这种变形并不认为是脱离本发明的宗旨和范围。
权利要求
1.一种用于在第一组件与第二组件之间密封的装置，所述第一组件具有形成在其中的槽，所述槽具有第一壁和第二壁，所述装置包括环形主体，该环形主体至少部分地布置在所述槽内，所述环形主体具有第一侧，该第一侧构造成有选择地接触所述槽的第一壁；第二侧，该第二侧与所述第一侧相对，其中所述第二侧构造成有选择地接触所述槽的第二壁；第一表面，该第一表面与所述第二组件接触；以及第二表面，该第二表面与所述第一表面相对；唇，该唇结合到所述第二表面上，所述唇至少部分地绕着所述环形主体的所述第二表面延伸；并且由此作用在所述环形主体的所述第一侧和所述唇上的压力迫使所述第二侧接触所述槽的所述第二壁，作用在所述环形主体的所述第二侧和所述唇上的压力迫使所述第一侧接触所述槽的所述第一壁。
2. 如权利要求l所述的装置，其中所述第一表面为所迷环形主体的 外表面。
3. 如权利要求2所述的装置，其中所迷第二表面为所述环形主体的 内表面。
4. 如权利要求3所述的装置，其中所述环形主体为塑料的。
5. 如权利要求4所述的装置，其中所述唇为橡胶的。
6. 如权利要求5所述的装置，其中所述唇包括沿着所述环形主体的 所述内表面延伸的多个段。
7. 如权利要求6所述的装置，其中所述多个段包括第一段、第二段 和第三段。
8. 如权利要求7所述的装置，其中所述环形主体包括用于接合所述 第二组件的多个突起，以防止所述装置的旋转，其中一个突起布置在所 述第 一段与所述第三段之间， 一个突起布置在所述第二段与所述第三段 之间。
9. 如权利要求8所述的装置，其中所述环形主体包括位于所迷第一 段与所述第二段之间的阶状接头。
10. 如权利要求l所述的装置，其中所述唇不接触所述槽。
11. 如权利要求l所述的装置，其中所述唇的宽度小于所述环形主体 的宽度。
12. —种用于在第一组件与第二组件之间密封的装置，所述第一组件具有形成在其中的槽，所述槽具有第一壁和第二壁，所述装置包括环形主体，该环形主体至少部分地布置在所述槽内，所述环形主体 具有第 一侧，该第 一侧构造成有选择地接触所述槽的第 一壁； 第二侧，该第二侧与所迷第一侧相对，其中所述第二侧构造成有选 择地接触所迷槽的第二壁；外表面，该外表面与所述第二组件接触；以及 内表面；唇，该唇与所述内表面相邻，所述唇至少部分地绕着所述环形主体 的所述内表面延伸；并且由 此作用在所述环形主体的所述第一侧和所述唇上的压力迫使所 述第二侧接触所述槽的所述第二壁，作用在所述环形主体的所述第二侧 和所述唇上的压力迫使所述第一侧接触所述槽的所述第一壁。
13. 如权利要求12所述的装置，其中所述唇结合到所述环形主体的 所述内表面上。
14. 如权利要求13所述的装置，其中所述环形主体为塑料的。
15. 如权利要求14所述的装置，其中所述唇为橡胶的。
16. 如权利要求15所述的装置，其中所述唇包括沿着所述环形主体 的所述内表面延伸的多个段。
17. 如权利要求16所述的装置，其中所述多个段包括第一段、第二 段和第三段。
18. 如权利要求17所述的装置，其中所述环形主体包括用于接合所 述第二组件的多个突起，以防止所述装置的旋转，其中一个突起布置在 所述第 一段与所述第三段之间， 一个突起布置在所述第二段与所述第三 段之间。
19. 如权利要求18所迷的装置，其中所述环形主体包括位于所迷第 一段与所述笫二段之间的阶状接头。
20. 如权利要求17所述的装置，其中所述第一段与所述第二段长度 相等。
21.如权利要求20所述的装置，其中所迷第三段的长度大于所述第 —段和所述第二段的长度。
全文摘要
本发明涉及具有内唇的环形密封，并具体公开了一种用于在第一组件与第二组件之间密封的装置。所述第一组件具有形成在其中的槽，所述槽具有第一壁和第二壁。环形主体包括构造成有选择地接触所述槽的第一壁的第一侧、与所述第一侧相对且构造成有选择地接触所述槽的第二壁的第二侧、与所述第二组件接触的第一表面、与所述第一表面相对的第二表面。唇结合到所述第二表面上，并且至少部分地绕着所述环形主体的所述第二表面延伸。作用在所述环形主体的所述第一侧和所述唇上的压力迫使所述第二侧接触所述槽的所述第二壁，作用在所述环形主体的所述第二侧和所述唇上的压力迫使所述第一侧接触所述槽的所述第一壁。
文档编号F16J15/32GK101230923SQ20081000377
公开日2008年7月30日 申请日期2008年1月22日 优先权日2007年1月23日
发明者J·A·斯普林格, P·M·吉布森 申请人:通用汽车环球科技运作公司