具有摩擦负载表面的密封环的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种密封环，并且更具体而言，涉及一种具有摩擦负载表面的密封环。
【背景技术】
[0002]密封环诸如由金属或其他耐用材料形成的密封环可以与弹性密封构件诸如弹性体O形环或复曲面密封件结合使用，以形成密封组件。此类密封组件在多种不同的应用中提供密封功能，包括但不限于具有相对旋转部件的机器、机器系统、机械系统和/或其部件。本发明的密封组件可以安装和/或定位在机器或机械系统部件之间，所述机械系统部件可相对于彼此旋转以保持润滑并且将杂质从内部轴承表面附近排除。具体地，与O形环或复曲面密封件相结合的密封环可以在特定壳体或组件的内表面内保持在弹性体支撑的位置中，以及与对面的可相对旋转的壳体或部件或定位和支撑在其中的密封组件的表面保持弹性邻接接触。然而，如果引入杂质和/或润滑剂，从而损害每个密封组件的表面之间的邻接密封接触的完整性以及损害可旋转机器或机械系统部件以及在一些应用中损害附加相关联的密封组件的完整性，则可损害每个密封组件的密封能力和因而保持润滑并清除可相对旋转的机器或机械系统部件之间的内部轴承表面附近的杂质的能力。
[0003]Kometani的美国专利N0.8226088 ( ‘088专利)公开了一种包括可在公共轴线上相对旋转的一对壳体的浮动密封件。每个壳体支撑浮动环，其中弹性环在壳体与浮动环之间。通过弹性环的弹性可以将浮动环滑动地密封在一起。在面向相关联的弹性环的浮动环中的每一个的外圆周接触表面上形成粗糙表面，并且在与每个相关联的弹性环相对的壳体中的每一个的内圆周接触表面上另外形成粗糙表面。在一个实施例中，将薄膜状弹性层固定到在每个浮动环与位于靠近每个浮动环的密封侧的相关联的弹性环之间的接触表面的一部分的接触表面。另外，将薄膜状弹性层固定到在每个壳体与位于靠近每个浮动环的密封侧的相关联的弹性环之间的接触表面的一部分的接触表面。在第二实施例中，将弹性层涂覆在并且固定到每个浮动环和每个壳体相对于弹性环的整个接触表面上，而不在壳体和浮动环上形成粗糙表面。在第三实施例中，在浮动环和位于靠近其密封侧和粗糙表面的壳体两者的部分上都成机加工平滑部分。最后，在第四实施例中，浮动环中的每个包括由柔软性降低的橡胶材料形成的涂层，该涂层覆盖浮动环的整个圆周表面。
[0004]本发明旨在减轻或消除以上所述缺点中的一个或多个。
【发明内容】
[0005]本发明的一个方面涉及一种密封环。密封环可以包括在密封环的第一外轴向端与密封凸缘之间延伸的一个或多个外部表面。密封凸缘可以邻近密封环的第二外轴向端定位，并且可以从一个或多个外部表面径向向外延伸到密封环的外径。密封凸缘的外部表面可以形成环形密封带。环形密封带可以沿密封环的第二外径向端径向延伸，并且可以邻近密封环的外径定位。倾斜密封斜坡可以由密封环的一个或多个外部表面中的一个或多个形成，并且可以从接近密封环的第一外轴向端的密封斜坡的第一端向外延伸至邻近密封凸缘定位的密封斜坡的第二端。密封斜坡也可以包括邻近密封斜坡的第一端定位的第一表面。第一表面可以被配置成当弹性体密封件处于负载状态时在第一表面与被压缩成与第一表面接触的弹性体密封件之间形成摩擦密封接触界面。
[0006]本发明的另一个方面涉及一种密封组件。该密封组件可包括环形弹性体密封件。密封组件另外可包括密封环，该密封环具有密封凸缘和可在密封环的第一外轴向端与密封凸缘之间延伸的一个或多个外部表面。密封凸缘可以邻近密封环的第二外轴向端定位，并且可以从一个或多个外部表面径向向外延伸到密封环的外径。密封凸缘的外部表面可形成环形密封带，该环形密封带可以沿密封环的第二外轴向端径向延伸并且可以邻近密封环的外径定位。倾斜密封斜坡可由密封环的一个或多个外部表面中的一个或多个形成，并且可以从接近密封环的第一外轴向端的密封斜坡的第一端向外延伸至邻近密封凸缘定位的密封斜坡的第二端。密封斜坡可以包括可邻近密封斜坡的第一端定位的第一表面。第一表面可以配置成当弹性体密封件处于负载状态时在第一表面和被压缩成与第一表面接触的弹性体密封件之间形成摩擦密封接触界面。弹性体密封件可安装在密封斜坡的外部表面中的一个或多个上。
[0007]本发明的又一方面涉及一种密封环。密封环可包括在第一外端和第二外端之间轴向延伸的环形主体。环形主体可以包括可邻近环形主体的第一外端定位的衬圈和可从环形主体的第二外端向外径向延伸至环形主体的外径的密封凸缘。环形主体另外可包括定位在衬圈和密封凸缘之间的倾斜密封斜坡。倾斜密封斜坡可以包括邻近衬圈定位的摩擦外部表面和邻近密封凸缘定位的平滑外部表面。倾斜密封斜坡和衬圈可以具有大体均匀的厚度，该厚度可以在整个环形主体的径向宽度内从环形主体的第一外端延伸至环形主体的第二外端。
【附图说明】
[0008]图1是根据本发明的示例性实施例的密封环的剖视图；
[0009]图2是图1所示的根据本发明的示例性实施例的密封环的放大剖视图；
[0010]图3是根据本发明的示例性实施例的密封环的侧视图；
[0011]图4是根据本发明的示例性实施例的密封环的侧视图；
[0012]图5是根据本发明的示例性实施例的密封环的侧视图；
[0013]图6是根据本发明的示例性实施例的密封组件的剖视图；以及
[0014]图7是根据本发明的示例性实施例的密封旋转组件的图解剖视图。
【具体实施方式】
[0015]本发明涉及一种具有摩擦负载表面的密封环，该密封环可以适用于任何配置、组件、机器和/或可以使用本文中所公开类型的密封环的应用。具体地，至少一个实施例公开了具有摩擦负载表面的密封环，并且本发明的至少一个附加实施例公开了可包括具有摩擦负载表面的密封环和弹性体密封件的密封组件。至少另一个实施例公开了一种密封旋转组件，该密封旋转组件可以部分地形成机器系统或机器的部件并可以包括一个或多个密封组件，一个或多个密封组件可各自包括具有摩擦负载表面的密封环和弹性体密封件。现在将详细参考附图所例示的示例性实施例。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的附图标号来指示相同或类似的部件。
[0016]图1示出具有摩擦负载表面12的密封环10的示例性实施例。如图1所示的示例性实施例所示，密封环10可由环形密封环主体14形成，该环形密封环主体14具有贯穿密封环10的径向圆周的基本上均匀的横截面轮廓16，其中密封环主体14的横截面轮廓16围绕中心纵向轴线18以恒定的径向偏移距离延伸，从而将密封环10限定为具有轴向地设置成从其中穿过的中心开口 20的圆形、环形密封环主体14。密封环主体14的横截面轮廓16可以在第一外轴向端22和第二外轴向端24之间延伸，以限定密封环10的总体轴向宽度26。另外，密封环主体14的横截面轮廓16可具有在密封环10的中心纵向轴线18最近侧的内径向端30与密封环10的中心纵向轴线18最远侧的外径向端32之间延伸的总体径向长度28。如此，内径向端30可限定密封环10的内径34，并且外径向端32可限定密封环10的外径36。
[0017]密封环主体14可被限定为基本上实心的单一主体，其可以包括大体轴向延伸部分38和大体径向延伸部分40。在一个实施例中，大体轴向延伸部分38从密封环主体14的第一外轴向端22延伸到大体径向延伸部分40，大体径向延伸部分40沿密封环主体14的第二外轴向端24和/或邻近所述第二外轴向端24从大体轴向延伸部分38向外延伸，以限定密封凸缘42。大体轴向延伸部分38可包括在密封环10的中心纵向轴线18近侧、面向该中心纵向轴线18和/或朝该中心纵向轴线18大体定向的一个或多个内部轴向表面44。所述一个或多个内部轴向表面44以大体轴向和邻接和/或互连的方式从密封环主体14的第一外轴向端22延伸到在密封环主体14的第二外轴向端24处或在该第二外轴向端24近侧和邻近该第二外轴向端24的第二端。如此，大体轴向延伸部分38的一个或多个内部轴向表面44可基本上限定密封环10和密封环主体14的内圆周轮廓48，并且此外，大体轴向延伸部分38的一个或多个内部轴向表面44中的一个或多个可限定密封环主体14和密封环10的内径34。大体轴向延伸部分38另外可包括一个或多个外部轴向表面50，所述外部轴向表面50大体轴向地定向成以与所述一个或多个内部轴向表面44大体相对、大体径向隔开的关系朝外背离密封环10的中心纵向轴线18，以将密封环主体14的大体轴向延伸部分38的厚度54或径向宽度基本上限定为在内部轴向表面44和外部轴向表面50之间延伸。因此，所述一个或多个外部轴向表面50可部分地限定密封环主体14和密封环10的外圆周轮廓56。
[0018]大体轴向延伸部分38的一个或多个外部轴向表面50可以形成轴向延伸的衬圈58以及密封斜坡60。轴向延伸的衬圈58可以定位在密封环主体14的第一外轴向端22和密封斜坡60之间。具体地，在一个实施例中，形成轴向延伸的衬圈58的大体轴向延伸部分38的一个或多个外部轴向表面50可以在第一外端52和密封斜坡60的第一或内径向端(诸如如本文所述的66)之间延伸，第一外端52可以在密封环主体14的第一外轴向端22处、或接近和邻近该第一外轴向端22定位。在一个实施例中，大体轴向延伸部分38的一个或多个外部轴向表面50可以相对于和朝密封环10的中心纵向轴线18以负角度或减小角度或下压外形朝倾斜密封斜坡60的第一或内径向端(诸如如本文所述的66)延伸，以将接近密封环主体14的第一外轴向端22的轴向延伸的衬圈58的一部分包括向上延伸的密封保持唇缘62。另外，如本文中进一步所述，定位在密封环主体14的第一外轴向端22和倾斜密封斜坡60之间的大体轴向延伸部分38的一个或多个外部轴向表面50 (包括轴向延伸的衬圈58的那些外部轴向表面)可以表示密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64。
[0019]大体轴向延伸部分38的一个或多个外部轴向表面50另外可形成可定位在轴向延伸的衬圈58和密封凸缘42之间的密封斜坡60。具体地，在一个实施例中，当密封斜坡60沿大体轴向延伸的宽度61从邻近轴向延伸的衬圈58 (并接近密封环主体14的第一外轴向端22)的第一端66延伸到邻近密封凸缘42的密封斜坡60的第二端68时，密封斜坡60相对于密封环10的中心纵向轴线18以增大角度或正角度倾斜。在一个示例中，密封斜坡60的角度和位置相对于密封环10的中心纵向轴线18被部分地限定为从第一端66延伸到第二端68，其中密封斜坡60的一个或多个外部轴向表面50定位在所述第一端66和第二端68之间，所述第一端66可以是径向地在密封环10的中心纵向轴线18近侧的密封斜坡60的内径向端66，所述第二端68可以是径向地在密封环10的中心纵向轴线18远侧的密封斜坡60的外径向端68。如此，密封斜坡60可以为基本上截头圆锥形，并且相对于密封环10的中心纵向轴线18以预先确定的负载角度倾斜，使得密封斜坡60的第二或外径向端68相对于密封斜坡60的第一或内径向端66并且朝密封环10的外径36径向向外设置。
[0020]在一个实施例中，密封凸缘42可以邻近密封环10的第二外轴向端24定位，并且可以包括一个或多个内径向表面70和一个或多个外径向表面72，所述一个或多个内径向表面70和一个或多个外径向表面72以与密封凸缘42的外轴向表面74成间隔、偏移的关系从密封环主体14的大体轴向延伸部分38径向向外突出，以将密封环主体14的大体径向延伸部分40的厚度75限定为在一个或多个内径向表面70与一个或多个外径向表面72之间延伸。具体地地，在一个不例中，密封凸缘42的一个或多个内径向表面70可以在密封斜坡60的第二或外径向端68与密封凸缘42的外轴向表面74之间径向向外延伸，并且密封凸缘42的一个或多个外径向表面72可以沿和/或靠近密封环主体14的第二外轴向端24在大体轴向延伸部分38的第二端46与密封凸缘42的外轴向表面74之间径向延伸。密封凸缘42的外轴向表面74可以相对于密封环10的中心纵向轴线18在远侧定位，以沿密封环主体14的外径向端32在一个或多个内径向表面70的外径向端与一个或多个外径向表面72的外径向端之间延伸，因此限定密封环10的外径36。密封凸缘42的一个或多个外径向表面72可以包括密封面表面76，该密封面表面76相对于密封环10的纵向中心轴线18从密封凸缘42的外轴向表面74径向垂直地延伸，并且因此在一个实施例中，从密封环10的外径36延伸到内径向端78。密封面表面76可以沿密封环主体14的第二外轴向端24至少部分地延伸并且至少部分地限定密封环主体14的第二外轴向端24，以另外并且因此将第二外轴向端24限定为密封环10的密封端24。另外，密封面表面76可以形成环形密封带80，该环形密封带80沿第二外轴向端24或密封环主体14的密封端24的外径向