密封圈和具有这样的密封圈的密封装置布置结构的制作方法

本发明涉及一种密封圈和具有这样的密封圈的密封装置布置结构。

密封圈具有支承体和密封唇。附加于这样的密封圈，密封装置布置结构具有要密封的第一机器元件和要密封的第二机器元件，所述第一机器元件和第二机器元件彼此同中心并且具有径向的距离地配置，其中，密封圈设置在通过所述距离形成的间隙中。

背景技术：

这样的密封圈和这样的密封装置布置结构通常已知。第一机器元件可以在此通过要密封的轴形成，第二机器元件通过包围轴的壳体形成。壳体、轴和密封圈相对于环境限定要密封的空间，其中，要密封的空间至少部分地以要密封的介质、如润滑剂填充。

在先已知的密封圈的密封唇一件式以及材料一致地构成，由聚合物ptfe材料制成并且从支承体出发轴向朝要密封的空间的方向向前拱出。密封唇在径向的预应力下密封地包围轴。

在径向朝向要密封的轴的侧上，密封唇经常设有输送结构，以用于轴向朝要密封的空间的方向输送要密封的介质，其中，输送结构例如通过螺旋线形成。

在此当然要注意的是，这样的密封圈在其规定的使用期间只可以沿要密封的轴的优先旋转方向密封。在要密封的轴相反于优先旋转方向的旋转方向情况下，要密封的介质由输送结构从要密封的空间中不希望地朝环境方向输送。在静止的轴中，要密封的介质从要密封的空间沿输送结构爬行到环境中。在先已知的密封圈在所述情况中不满足其功能。

由于之前所述的使用特性，仅当要密封的轴具有仅一个旋转方向时，这样的密封圈才进入使用。

当需要针对要密封的介质的高的耐磨性、良好的耐热性和非常良好的耐久性时，用于密封唇的ptfe材料是有利的。

技术实现要素：

本发明的任务是，这样进一步改进在先已知的类型的密封圈和密封装置布置结构，使得密封圈较好地与使用情况的相应的给定条件适配，尤其是其可以不只动态地而且也静态地密封要密封的第一机器元件。在动态的和静态的密封时的不紧密性应该由此被排除并且密封圈应该也在如下情况中可以进入使用并且可靠地密封，即，第一机器元件相反于其优先旋转方向旋转。

该任务按照本发明通过具有权利要求1的特征的密封圈和具有权利要求12的特征的密封装置布置结构解决。分别直接或间接回引其的权利要求参考有利的设计。

为了解决所述任务设置密封圈，所述密封圈具有支承体和密封唇，所述密封唇包括由彼此不同的密封材料制成的至少第一密封唇区段和第二密封唇区段，其中，第一密封唇区段一方面与支承体连接并且另一方面具有自由的端部，第二密封唇区段设置在所述自由的端部上，并且其中，第二密封唇区段由弹性体的密封材料制成。

在这里有利的是，由弹性体的密封材料制成第二密封唇区段也在如下情况中用于要密封的空间相对于环境的良好的密封，即，例如通过轴形成的要密封的第一机器元件静止或相反于优先旋转方向旋转，并且不管第一密封唇区段由哪种材料制成。这样的密封圈可以特别良好地与使用情况的相应的给定条件适配。不管第一密封唇区段可以用于静止的第一机器元件的良好的静态的密封和/或用于良好的密封作用，如果要密封的第一机器元件相反于优先旋转方向旋转的话，由弹性体的密封材料制成第二密封唇区段承担该任务，从而这样的密封圈总体上在所有运行条件下用于良好的密封。

第二密封唇区段优选由比第一密封唇区段更软的密封材料制成。通过这样的相对较软的第二密封唇区段可以实现良好的静态的密封。第二密封唇区段的相对较软的密封材料在弹性的预应力下密封地包围要密封的第一机器元件、例如轴，其中，相对较软的密封材料特别良好地施加到要密封的表面上并且对其可靠密封。

第一密封唇区段优选由聚合物材料例如优选ptfe材料制成。这样的材料在密封技术中如弹性体材料同样良好地证实可行，尤其是当需要针对要密封的介质的高的耐磨性、良好的耐久性和在宽的温度范围中的高的耐热性时。

通过第一密封唇区段的聚合物材料与第二密封唇区段的弹性体的密封材料的组合，补偿由聚合物材料制成的密封唇通常存在的缺点，由于所述缺点由聚合物材料制成的密封唇对于在静止的第一机器元件中的静态的密封只不充分地适合。

第一密封唇区段和第二密封唇区段在第一密封唇区段的自由的端部的区域中的连接可以材料锁合和/或形锁合地进行。尤其是当第一密封唇区段由本来不能够这样良好地与弹性体材料连接的ptfe材料制成时，有利的是，在自由的端部的区域中附加于材料锁合的连接设置一种机械的卡紧，以便实现密封唇区段彼此可靠的并且耐久的连接。

按照一种有利的设计可以设置为，支承体具有包括轴向支腿和径向支腿的支承芯，其中，支承芯优选由金属的材料制成。由金属的材料制成的支承芯可简单并且低成本地制造。

支承芯用于密封圈的良好的形状稳定性和密封圈在其安装空间中的足够固定的和持久的安装。支承芯可以至少部分地由弹性体的材料包套，其中，该包套部在弹性的预应力下密封地接触密封圈的安装空间的限定壁。限定壁可以例如限定在壳体中的孔，其中，密封圈压入壳体的孔中。

第一密封唇区段可以在径向朝向要密封的第一机器元件的要密封的表面的侧上具有用于输送要密封的介质的第一输送结构。通过设有第一输送结构的第一密封面，处于第一密封唇区段下的也可以用于润滑第一密封唇区段并且借此用于摩擦和磨损减少的要密封的介质往回输送到要密封的空间中。由此泄漏限定到最小值。

代替第一输送结构或附加于第一输送结构可以设置为，第一密封唇区段在其径向背离要密封的第一机器元件的侧上具有另一个输送结构，所述另一个输送结构间接作用到第一密封唇区段的第一密封面上。这样的另一个输送结构导致第一密封唇区段沿其延伸的厚度差别、不同的压紧力并且由此导致在第一密封唇区段和要密封的表面之间的密封间隙中的压力降，利用所述不同的压紧力，第一密封唇区段沿其延伸贴靠在要密封的表面上。通过压力降，在密封圈的规定的使用期间产生在密封间隙内的泵吸作用。令人意料不到地显示，密封间隙内的压力降并且由此造成的泵吸作用也在如下情况中产生，即，第一密封唇区段在径向朝向要密封的第一机器元件的要密封的表面的侧上在“没有第一输送结构”意义上光滑地构成。

此外有利的是，另一输送结构用于密封唇到要密封的表面上的良好的紧贴特性。如果要求保护的密封圈用作为轴密封圈，则第一输送结构在密封唇的内周侧在朝向要密封的轴的侧上设置，所述另一个输送结构在密封唇的外周侧上在背离要密封的轴的侧上设置。

第二密封唇区段可以在径向朝向要密封的第一机器元件的要密封的表面的侧上并且在轴向背离第一密封唇区段的侧上具有在周向侧环绕的封闭的密封凸起部。在这里有利的是，本身封闭的密封凸起部引起要密封的空间相对于环境的特别可靠的静态的密封。通过第二密封唇区段相对第一密封唇区段较软的弹性体材料，密封凸起部特别良好地在要密封的表面上密封。也在要密封的第一机器元件相反于优先旋转方向的旋转时，封闭的密封凸起部用于，将要密封的介质可靠地抑制在要密封的空间内。

第二密封唇区段可以在径向朝向要密封的第一机器元件的要密封的表面的侧上具有用于输送要密封的介质的第二输送结构。第二输送结构可以依赖于使用情况的相应的给定条件具有如下输送方向，其相对第一密封唇区段的第一输送结构同向或反向。

如果第二输送结构的输送方向在第二密封唇区段的第二密封面的区域中相反于第一输送结构的输送方向指向，通过密封圈也在如下情况中确保可靠的密封，即，要密封的第一机器元件较长时间相反于优先旋转方向旋转。密封的第一要机器元件相反于优先旋转方向的旋转如开头说明的通常用于要密封的介质沿第一输送结构到环境中的输送。

通过第二输送结构的输送方向相反于第一输送结构的输送方向，如果要密封的第一机器元件相反于优先旋转方向旋转的话，要密封的介质通过第二输送结构朝要密封的空间的方向往回输送。

如果两个输送结构的输送方向相同取向，如果要密封的机器元件沿优先旋转方向旋转的话，则第二密封唇区段的第二输送结构相对于第一输送结构密封支承地作用。

包括输送结构的密封唇总体已知，其中，输送结构例如通过螺旋线形成。

第二输送结构可以沿轴向方向看设置在密封凸起部和第一密封唇区段的自由的端部之间。密封凸起部于是在背离支承体的侧上形成密封唇的终止部。密封凸起部在本申请意义上理解为第二密封唇区段的在周向侧环绕的封闭的密封轨迹。

按照另一种设计，第二输送结构可以沿轴向方向看设置在密封凸起部的背离自由的端部的侧上。在这里有利的是，相对敏感的弹性体的密封材料在从静态的第一机器元件至旋转的第一机器元件的过渡期间从一开始已经良好地润滑。在静态的第一机器元件中，要密封的介质处于第二输送结构中，所述介质通过朝环境的方向连接的密封凸起部抑制在要密封的空间内。

如之前已经说明的，可以设置为，第一输送结构和第二输送结构在密封圈的规定的使用期间具有分别一个输送方向，所述输送方向彼此相同或相反。

此外，本发明涉及一种密封装置布置结构，其具有如之前说明的密封圈以及要密封的第一机器元件和要密封的第二机器元件，它们彼此同中心并且成径向的距离地配置，其中，密封圈设置在通过所述距离形成的间隙中。

密封唇区段分别以径向的预应力密封地包围第一机器元件，其中，支承体在径向的预应力下密封地接触第二机器元件。密封圈由此密封地设置在其安装空间内。

在密封装置布置结构中，如之前说明的，第一机器元件可以通过要密封的轴形成，并且第二机器元件通过包围第一机器元件的壳体形成。

第一机器元件、第二机器元件和密封圈限定以要密封的介质至少部分地填充的要密封的空间，其中，密封唇优选轴向朝要密封的空间的方向向前拱出地构成。对于大多使用情况，这样的密封装置布置结构特别良好地适合。

附图说明

在图1和2中示意性示出并且接着进一步说明分别包括按照本发明的密封圈的按照本发明的密封装置布置结构的两个实施例。

具体实施方式

在图1和2中示出包括按照本发明的密封圈的按照本发明的密封装置布置结构的分别一个实施例。

密封装置布置结构除了密封圈之外具有要密封的第一机器元件10，所述第一机器元件通过要密封的轴20形成。此外，密封装置布置结构具有要密封的第二机器元件18，所述第二机器元件通过壳体21形成。壳体21和要密封的轴20彼此同中心并且成径向的距离地配置。通过径向的距离形成间隙19，按照本发明的密封圈设置在所述间隙中。

密封圈具有支承体1，所述支承体通过支承芯6形成，所述支承芯6具有其轴向支腿7和其径向支腿8。支承芯6在示出的实施例中由金属的材料制成并且基本上由弹性体的材料包套。由弹性体的材料制成的该包套部引起密封圈相对于壳体21的静态的密封。

密封圈的密封唇2径向在内侧在径向的预应力下密封地包围轴20的要密封的表面9。

按照本发明设置为，密封唇2具有两个密封唇区段3、4，所述密封唇区段由彼此不同的密封材料制成。第一密封唇区段3由ptfe材料制成，第二密封唇区段4与此相对由弹性体的密封材料制成，所述密封材料相对于第一密封唇区段3较软。

第一密封唇区段3引起沿优先旋转方向旋转的轴20的动态的密封，如果轴20静止或相反于优先旋转方向旋转的话，第二密封唇区段4此外附加地引起静态的密封。在这里有利的是，利用仅一个密封唇2可以密封两个运行状态，即“旋转的要密封的第一机器元件10”和“静态的要密封的第一机器元件10”。密封圈的功能通过其按照本发明的设计也在如下情况下良好，即，要密封的轴20相反于优先旋转方向旋转。

第一密封唇区段3在其径向朝向要密封的表面9的侧11上具有第一输送结构12。当轴20沿其优先旋转方向旋转时，该第一输送结构12在密封圈的规定的使用期间引起要密封的介质13从密封唇2下轴向朝要密封的空间22的方向的输送。

第一输送结构可以通过在第一密封唇区段3的第一密封面中的螺旋线形成。

在示出的实施例中此外设置另一个输送结构24，所述另一个输送结构设置在第一密封唇区段3的径向背离第一输送结构12的侧上。

在示出的实施例中，第二密封唇区段4也具有输送结构16。第二输送结构16也可以构成为螺旋线。

根据第二输送结构16的输送方向如何，即当要密封的轴20沿优先旋转方向旋转时，第二输送结构16可以辅助第一输送结构12的作用。在该情况下，处于要密封的表面9和密封唇2的密封面之间并且用于润滑密封唇2的要密封的介质13轴向朝要密封的空间22的方向往回输送。

如果第二输送结构16的输送方向与此相对相反于第一输送结构12的输送方向指向，则第二输送结构16在要密封的轴20相反于优先旋转方向的旋转方向情况下引起，密封也在这样的“倒向运行”时被给出。在轴20相反于优先旋转方向的旋转方向情况下，处于第二密封面下的要密封的介质13通过第二输送结构16往回输送到要密封的空间22中。

不依赖于第二输送结构16的输送方向，第二密封唇区段4设有在周向侧环绕的封闭的密封凸起部15，所述密封凸起部在静态的轴20情况下形成静态的密封，并且阻止：要密封的介质13从要密封的空间22中沿第一密封唇区段3的第一输送结构12到达环境23中。

在图1中示意性示出第一实施例。第二密封唇区段4附加于材料锁合的连接通过一种机械的卡紧(verkrallung)与第一密封唇区段3的自由的端部5连接。

在图2中示意性示出第二实施例。第一密封唇区段3和第二密封唇区段4相互对接地连接。