密封环的制作方法
【专利说明】密封环
[0001 ]实施例涉及一种密封环和尤其涉及一种径向轴密封环。
[0002]在具有可运动的或旋转的部件的机器中产生一个问题，即可运动或可旋转的部件必须被支承或者被引导通过开口。在此常常需要将在穿口的一侧的区域相对在穿口的另一侧的区域密封，因为一侧例如包含液体而该液体不能通过该穿口流出，或者另一侧具有污染的或有灰尘的环境并且污物或者灰尘不应该通过所述穿口进入机器。为了将这种穿口相对可移动或可转动的部件密封，例如使用密封环，该密封环固定在穿口孔中并且与可移动或可转动的部件相接触并且由此密封穿口的两侧。
[0003]为了在容纳孔和密封环之间建立静态密封，密封环的外径大多略微大于容纳孔的直径。例如按照DIN3760的径向轴密封环的橡胶式外套用于静态地密封容纳孔和用于密封装置和孔的公差补偿。在50至120mm的区域中按百分比的覆盖例如在约9.5%至22%之间。在静态密封中、例如O形环、技术上可实现的压缩极限在(耳环的厚度)15%至40%之间。低于15%密封装置可能会不密封，超过40%则可能损坏密封环。该对比已经显示出，在此压缩极限的下限是临界的。上限大多是不能实现的，因为径向轴密封环必须被插入孔中。由于弹性体的粘性弹性行为，压缩力也可是时间的函数。对于在实践中可实现的压紧速度，因此不存在很高的压紧力。因此在已安装状态中在粘性的力分量衰退后所述压缩趋于降低。
[0004]在实践中，上述问题一方面由于径向轴密封环在安装之后的倾斜形态(由很高的压紧力导致)所产生，并且在壳体涂漆时密封环会脱落。在此铝制壳体被加热。所述孔变大并且所述覆盖减小，例如降低4%，而受热的空气的压力会将径向轴密封环从孔中推出。有时例如在工业领域中容纳孔配备锋利的槽，其阻止脱落。在汽车领域中仅通过自动的装配才产生较少的问题。
[0005]但是还存在一种需要，即提供一种密封环，其允许装配被简化并且密封环的密封功能的可靠性被提尚。
[0006]所述技术问题通过按照权利要求1的密封环解决。
[0007]按照一种实施例的密封环、尤其是径向轴密封环具有环形的弹性体和至少部分地嵌入弹性体中的金属加固件。该金属加固件包括主要在径向上定向的部分和主要在轴向上定向的部分。所述主要在轴向上定向的部分这样构成，使得主要在轴向上定向的部分在远离主要在径向上定向的部分的端部上、能够沿径向以大于间距的2%的程度弹性变形，所述间距是在主要在径向上定向的部分和主要在轴向上定向的部分的远离主要在径向上定向的部分的端部之间的间距。
[0008]实施例基于的知识在于，通过金属加固件的主要在轴向上定向的部分的弹性变形的构造可以明显简化密封环的装配并且提高密封功能的可靠性。这可以被保证，因为与使用刚性的金属加固件(〈0.1%的可弹性变形性)相比必须施加的用于将密封环安入容纳孔中的力明显更小。补偿公差的功能以及在孔中的保持力不仅仅由弹性体(尤其是在金属加固件和容纳孔之间的部分)提供，而是还可以通过在径向上可弹性变形的金属加固件提供。通过使用所述的金属加固件可以实现基本上平滑的并且与弹性体的粘弹性属性无关的弹性特征曲线。总体上所述密封环在最小保持力显著更大的情况下可以更简单地装入孔中。通过简单的装配还可以提高密封环在容纳孔中的定位的可靠性并且可以更简单地避免倾斜形态。
[0009]在一些实施例中，主要在轴向上定向的部分在远离主要在径向上定向的部分的端部上设计为波浪形。由此可以保证，主要在轴向上定向的部分在远离主要在径向上定向的部分的端部上、能够沿径向以大于间距的2%的程度弹性变形，所述间距是在主要在径向上定向的部分和主要在轴向上定向的部分的远离主要在径向上定向的部分的端部之间的间距。
[0010]在另一些实施例中，主要在轴向上定向的部分沿着密封环的圆周具有切槽。所述切槽可以从主要在轴向上定向的部分的远离主要在径向上定向的部分的端部朝向主要在径向上定向的部分延伸。通过这种构造又保证了主要在轴向上定向的部分沿径向上的弹性可变形性。
[0011]—些实施例包含设计为一体式的金属加固件。金属加固件可选的是冲压得金属板。
[0012]以下参照附图进一步阐述本发明的实施例。在附图中:
[0013]图1示出剖切密封环的示意横截面。
[0014]图2示出密封环的金属加固件的视图；和
[0015]图3示出密封环的部分的示意三维图。
[0016]以下在不同的说明的实施例中，对于具有相同或相似功能属性的对象和功能单元适用相同的附图标记。此外不同的实施例的可选的特征可以相互组合或相互交换。
[0017]图1示出作为一个实施例的密封环100的示意横截面。密封环100具有环形弹性体110和至少部分嵌入弹性体110中的环形金属加固件120。该金属加固件120包含主要在径向上定向的部分122和主要在轴向上定向的部分124。主要在轴向上定向的部分124被这样构成，使得主要在轴向上定向的部分124在远离主要在径向上定向的部分122的端部126上、沿径向128能够以大于(沿主要在轴向上定向的部分延伸)间距的2%的程度弹性变形，所述间距是在主要在径向上定向的部分122和主要在轴向上定向的部分124的远离主要在径向上定向的部分122的端部126之间的间距。所述密封环100在此能够尤其是径向轴密封环或者其他的用于密封可移动或转动的机器部件的穿口或支承结构的密封环。
[0018]通过金属加固件120的可弹性变形性，密封环100在容纳孔中的安装被显著简化、并且因此保证了用于将密封环100保持在容纳孔中的自身位置上的最小的保持力。这可以被保证是因为对比使用刚性的金属加固件(〈0.1%的可弹性变形性)明显需要更小的力用于将密封环插入容纳孔中。补偿公差的功能以及在孔中的保持力也通过在径向上可弹性变形的金属加固件实现。通过简单的装配还可以提高密封环在容纳孔中定位的可靠性，并且可以更简单地避免倾斜形态。
[0019]金属加固件120至少部分地嵌入弹性体110中并且主要用于稳定密封环的形状。
[0020]金属加固件120具有主要在径向上定向的部分122和主要在轴向上定向的部分124。密封环100优选具有圆形的几何形状，但是例如也可以是正方形或矩形的。能够与密封环100的基础形状无关地定义密封环100的几何中点。从而径向从该中点指向密封环的点上或者从密封环上的点指向所述中点。轴向垂直于所述径向并且从密封环100的一个侧面指向密封环100的另一个侧面。例如在旋转轴(其穿过圆形的密封环100)中的旋转轴线平行于轴向延伸。与所述轴向和径向的定义相应地、当一个部分在剖切密封环100的径向横截面中在径向上的延伸大于在轴向上的延伸，则该部分主要在径向上定向。反之当一个部分在剖切密封环100的径向横截面中在轴向上的延伸大于在径向上的延伸，则该部分主要在轴向上定向。在此径向横截面是沿一平面剖切密封环100所得的横截面，该平面延伸经过中点而且是径向的，并且在其他延伸中平行于轴向。换句话说，金属加固件120的主要在径向上定向的部分在径向横截面中与径向形成小于45°的角度。反之，金属加固件120的主要在轴向上定向的部分124在径向横截面中与轴向形成小于45°的角度。
[0021]主要在径向上定向的部分122和主要在轴向上定向的部分124在连接位置上相互连接。主要在轴向上定向的部分124从该连接位置出发远离主要在径向上定向的部分