用于加压流体和开口式界面间隙的密封件的制作方法

本公开涉及一种用于在压力下密封间隙的密封件。

背景技术：

本部分提供了与本公开相关却不一定是现有技术的背景信息。

在压力下横跨间隙的密封件可趋向于在接头处不稳定。不稳定的密封件可脱离密封表面并且允许空气进入系统。润滑剂的泄漏和/或空气引入至系统中可导致油发泡，这可由于油系统中的空气而造成轴承旋转和升降杆破坏。工业建议密封件的最大间隙距离是0.8mm。因此且希望提供能够可靠地密封超过0.8mm的间隙的密封件使得可适应制造公差和其它偏差且没有密封件失效的风险。

技术实现要素：

本部分提供了对本公开的综合概述，但并非是其全部范围或所有其特征的全面公开。

一种密封系统包括在第一表面中限定凹槽的第一构件，所述凹槽具有垂直于第一表面的方向上的深度以及平行于第一表面的方向上的宽度。第二构件包括与第一表面相对的第二表面，其中第一表面与第二表面之间具有接缝间隙。密封件被设置在环形凹槽中并且包括加强构件和包覆模制在加强构件上的弹性体本体。加强构件具有横截面，该横截面具备垂直于第一表面的方向上的第一高度以及平行于第一表面的方向上的第一宽度，其中在未安装状态中，弹性体本体具有横截面，该横截面具备垂直于第一表面的方向上的第二高度以及平行于第一表面的方向上的第二宽度。弹性体 本体包括第一表面，弹性体本体的第一表面面向第二构件并且延伸超过加强构件的第一表面，弹性体本体的第一表面面向第二构件且相距第一距离。弹性体本体进一步包括第二表面，弹性体本体的第二表面面向凹槽底部并且延伸超过加强构件的第二表面，弹性体本体的第二表面面向凹槽底部且相距第二距离，第二距离大于第一距离。在已安装状态中，第二构件使弹性体本体变形，从而加强构件与第二构件接触。

从本文提供的描述将更清楚其它的应用领域。本发明内容中的描述和具体实例仅仅旨在说明目的而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅仅是用于选定实施例但并非所有可能实施方案的说明目的，且不旨在限制本公开的范围。

图1是根据本公开的原理的密封系统的横截面图；

图2是根据本公开的原理的被示为在未安装状态中的密封构件的横截面图；以及

图3是被示为在未安装状态中的密封系统的横截面图。

在附图的若干视图中，对应的参考数字指示对应部分。

具体实施方式

现在将参考附图更完全地描述示例性实施例。

提供例示性实施例使得本公开将是详尽的，并且向本领域技术人员充分传达范围。阐述了诸如具体部件、装置和方法的实例的许多具体细节以提供对本公开的实施例的详尽理解。本领域技术人员将明白，不一定采用具体细节、可以许多不同形式体现示例性实施例，且不应被解释为限制本公开的范围。在某些示例性实施例中，没有详细地描述众所周知的程序、、众所周知的装置结构和众所周知的技术。

本文所使用的术语仅仅是用于描述特定示例性实施例的目的而不旨 在限制本发明。如本文中所使用，单数形式“一”、“一个”和“该”也可以旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。术语“包括”和“具有”是包括性的并且因此规定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或增加。本文描述的方法步骤、程序和操作不应被理解为必须需要以所讨论或说明的特定次序来执行该方法步骤、程序和操作，除非具体识别为执行次序。还应当理解的是，可以采用另外或替代的步骤。

当元件或层称为“在另一元件或层上”、“接合至”、“连接至”或“耦合至”另一元件或层时，其可以直接在另一元件或层上、接合、连接或耦合至另一元件或层，或可以存在介入元件或层。相反地，当元件称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接耦合至”另一元件或层时，可以不存在介入元件或层。用来描述元件之间的关系的其它词语应当以类似方式解译(例如，“在其间”对“直接在其间”、“邻近于”对“直接邻近于”等)。如本文所使用，术语“和/或”包括一个或多个相关列举项的任何和所有组合。

尽管“第一”、“第二”、“第三”等术语在这里可用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅仅可以被用来将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分分开。术语例如“第一”、“第二”以及其它在这里使用的附图标记术语不暗含顺序或次序，除非上下文中清楚地指出。因而，在不脱离实例性实施例的教导下，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部分也可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。

如图所示，与空间相关的术语，例如类似“内部”、“外部”、“下方”、“下面”、“较低”、“以上”和“上面”在这里为了描述的方便可被用于描述一个元件或特征与另一个元件或特征之间的关系。与空间相关的术语可以意欲包括除了图中描绘的方位之外的使用或操作中的设备的不同方位。例如，倘若图中的装置被翻转时，描述为其它元件或特征的“下面”或“下方”的元件然后将位于其它元件或特征的“上面”。因而，示例性术语“下面”可以同时包括上面和下面的方位。装置还可进行其它的定向(旋转90 度或位于其它方位上)，并可相应地理解这里所使用的与空间相关的描述。

参考图1，示出包括第一构件12的密封系统10，该第一构件在第一表面16上限定凹槽14。凹槽14包括凹槽底部18、凹槽外部侧壁20和凹槽内部侧壁22。凹槽14可以限定完整的或部分完整的环形形状，且凹槽外部侧壁20设置在凹槽14的相对于加压的内部空间24的外部周侧上，在该内部空间24内维持有油。密封系统10包括具有与第一表面16相对的第二表面28的第二构件26。在安装状态下，在第一表面16与第二表面28之间限定间隙30。

密封构件40设置在环形凹槽14内且包括加强构件42和在该加强构件42上包覆模制的弹性体本体44。加强构架42可包括相对于凹槽底部18的下部表面46和上表面48以及与凹槽内部侧壁22相对的内表面50和与凹槽外部侧壁20相对的外表面52，以使得内表面50面向内部空间24且外表面52背向内部空间24。在未安装状态(图3)下，密封构件40的弹性体本体44包括上部54，其在加强构件42的上表面48的上方延伸且从加强构件42朝向内部空间24侧向地偏移。在未安装状态(图3)下，密封构件40的弹性体本体44包括下部56，其在加强构件42的下部表面46的下方延伸。下部56可以与加强构件42的下部表面46重叠。主体部分58在加强构件42的内表面50上介于上部54与下部56之间延伸。加强构件42的上表面48和外表面52可以没有任何包覆模制的弹性体，或可选地可以设置有薄层的弹性体，以便增强加强构件42与弹性体本体44之间的粘合。

在安装的状态(图1)下，第二构件26通过设置在环形凹槽14内的密封构件40固定至第一构件12，以使得弹性体本体44压缩在第二构件26的第二表面28与位于第一构件12的凹槽14内的凹槽底部18之间。被压缩的密封构件40延伸穿过位于第一构件12的第一表面16与第二构件26的第二表面28之间的间隙30。在安装的状态下，弹性体本体44的上部54相对于凹槽底部18向下压缩，以使得加强构件42的上表面48基本上接触第二构件26的第二表面28。短语“基本上接触”意图包括：加强构件42的上表面48是直接地接触第二表面28，或可具有直接地接触第二 表面28的薄的包覆模制的弹性体层。短语“薄的包覆模制的弹性体层”意图包括一层包覆模制弹性体，其具有小于高度距离D2的一半的厚度，且上部54在加强构件42的上表面48之上以该高度距离D2延伸。上部54和下部56的压缩提供预先加载以确保沿着凹槽底部18和第二构件26的第二表面28的紧密密封。加强构件42基本上沿着间隙空间30提供支持弹性体本体的加强，以防止弹性体本体当收到高压加载时被挤压通过间隙30。

以下的尺寸被提供是为了示例性的目的且并不意于限制权利要求的解释或范围，除非在这里明确示出。根据样本实施例，在未安装的状态下，密封构件40可具有10.4mm的高度H和2.8mm的厚度T。弹性体本体44的下部56可以在加强构件42的下部表面46下方延伸4.8mm的距离D1，而且弹性体本体44的上部54可以在加强构件42的上表面48的上方延伸0.6mm的距离D2。弹性体本体44的上部54可具有0.8mm的厚度。弹性体本体44的下部56可具有锥形内表面60，其从主体部分58朝向下部56的远端径向地向外逐渐变细。

加强构件42可具有5mm的高度h2和2mm的厚度t2。凹槽14可具有4mm的宽度W和7.7mm的深度D。加强构件42可由塑料、金属或其它材料制成。倘若由塑料制成，该塑料可利用内嵌纤维被加强。

应当注意的是，具有如上所述的尺寸的密封系统10在第一构件12与第二构件26具有范围从0.8mm到2.5mm变化的间隙30下被测试，且能够承受每分钟几次的在0与5000kPa(且在此保持几秒)之间循环的内部压力而不失效。基于这些测试结果，可以相信的是，以下尺寸关系具体地与公开的密封系统相关。加强构件的高度h2优选地为间隙宽度的至少两倍。因此，针对0.8mm的间隙宽度，加强构件的高度h2优选地为至少1.6mm。针对2.5mm的间隙宽度，加强构件的高度h2优选地为至少5.0mm。应当注意的是，凹槽的深度、凹槽的宽度和加强构件的厚度还可影响间隙宽度与加强构件的高度之间的尺寸关系。优选地，在未安装的状态下，上部54具有在加强构件42的上表面48的之上的高度尺寸D2，该高度尺寸D2为第一构件12与第二构件26之间的间隙30的间隙距离的至少一半。 优选地，上部还具有宽度尺寸t1，其依赖于密封接触宽度设计需求，且高度D2应当是在该特征内部产生密封压力所需的高度，以便满足设计需求。

以上实施例的描述出于阐述和描述的目的被提供。它并不意图穷举或不限制本发明。特定实施例的各个元件或特征通常并不限制该特定的实施例，如果合适的话，而是互换的且可以被用于选择的即使没有明确地被示出或描述的实施例中。同样的发明可以有许多方式的变化。这种变型不能被视为本发明的脱离，而且所有的这种变型意图包含于本发明的范围之内。