具有摩擦负载表面的密封环的制作方法_5

文档序号:9264561阅读:来源:国知局
6的密封环主体14的弹性体密封件界面表面120密封接触,所述弹性体密封件界面表面120可包括基本上所有的摩擦负载表面12以及直接邻近摩擦负载表面12的第二端92的密封斜坡60的平滑表面86的部分118,所述摩擦负载表面12在或邻近密封斜坡60的第一或内径向端66定位并且定位在密封环主体14的第一外轴向端22近侧。另外,弹性体密封件124可弹性地和/或弹性体地被压缩成与第二密封腔体142的内部圆周弹性体密封接触表面178的基本对应的相对部分密封接触,所述基本对应的相对部分定位在第二密封腔体142的内轴向端174和内部圆周弹性体密封接触表面178的外径向端186之间,所述内轴向端174可与密封旋转组件132的填充有润滑剂的内部环境中的润滑流体152诸如油连通,所述外径向端186可暴露于密封旋转组件132的外部环境以及灰尘、污垢、碎肩、泥、水分或来自外部环境的任何其他杂质164中和/或与密封旋转组件132的外部环境以及灰尘、污垢、碎肩、泥、水分或来自外部环境的任何其他杂质164连通。因此,定位在摩擦负载表面12 (以及弹性体密封件界面表面120)的第一端90和密封环主体14的第一外轴向端22之间的密封环主体14的外部轴向表面50可被限定为第二密封组件136的密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64,所述油侧部分64暴露于密封旋转组件132的填充有润滑剂的内部环境中的润滑流体152中或与所述润滑流体152连通。此外,延伸超出弹性体密封件界面表面120的平滑表面86的部分116并且到达密封斜坡60的第二或外径向端68的平滑表面86的剩余部分以及密封凸缘42的一个或多个内径向表面70和外径向表面74因此可表示第二密封组件136的密封环主体14的外圆周轮廓56的空气侧部分84,所述空气侧部分84暴露于密封旋转组件132的外部环境以及灰尘、污垢、碎肩、泥、水分或来自外部环境的任何其他杂质164中。
[0047]另外,在一个实施例中,第一密封组件134的弹性体密封件124在第一密封腔体138的内部圆周弹性体密封件接触表面176与第一密封组件134的密封环主体14的密封斜坡60的弹性体密封件界面表面120的相对的、基本对准和面向的倾斜表面之间的弹性的和/或弹性体的压缩可相对于内部轴或销146的中心纵向轴线148在图7所示的箭头所指示的方向上施加向外的径向负载,所述向外的径向负载用附图标号188表示。以类似方式,第二密封组件136的弹性体密封件124在第二密封腔体142的倾斜内部圆周弹性体密封件接触表面178与第二密封组件136的密封环主体14的密封斜坡60的弹性体密封件界面表面120的倾斜外部轴向表面50之间的弹性的和/或弹性体的压缩可相对于内部轴或销146的中心纵向轴线148在图7所示的箭头所指示的方向上施加向外的径向负载,所述向外的径向负载用附图标号190表示。在所示方向上的向外的径向负载188、190可相对于每个密封腔体138、142的内部轴向表面166、167和每个相应的壳体140、144将每个密封组件134、136保持处于弹性地支撑、固定状态,并且将每个密封组件134、136部分地保持在每个密封腔体138、142的内部轴向表面166、167和每个相应的壳体140、144内。具体地,在一个实施例中,由弹性体密封件124在第二密封组件136和第二壳体144的第二密封腔体142之间施加向外的径向负载190可将第二壳体144的旋转和/或枢转移动传递给第二密封组件136,以使第二密封组件136与第二壳体144相对于第一密封组件134和第一壳体140围绕内部轴或销146的中心纵向轴线148 —致地旋转和/或枢转。类似地,由弹性体密封件124在第一密封组件134和第一壳体140的第一密封腔体138之间施加向外的径向负载188可保持第一密封组件134相对于第一壳体140以固定的、非旋转/非枢转或静止的关系被支撑,或者在某些实施例中,所述向外的径向负载188可另选地将第一壳体140的旋转和/或枢转移动传递给第一密封组件134,以使第一密封组件134与第一壳体140相对于第二密封组件136和第二壳体144围绕内部轴或销146的中心纵向轴线148—致地旋转和/或枢转。同时,在所示方向上的向外的径向负载188、190另外可保持每个弹性体密封件124与每个弹性体密封件界面表面120紧密接触,并且因此与每个弹性体密封件接触表面176、178紧密接触,以在暴露于外部环境的每个密封组件134、136和密封腔体138、142的空气侧部分84与每个密封组件134、136和密封腔体138、142的油侧部分64之间提供不透流体的密封,所述油侧部分64暴露于密封旋转组件132的填充有润滑剂的内部环境中的润滑流体152中或与所述润滑流体152连通。
[0048]每个弹性体密封件124在相应的第一密封腔体138和第二密封腔体142的内部圆周弹性体密封件接触表面176、178的相对的、基本上对准和面向的倾斜表面与相应的第一密封组件134和第二密封组件136的环形密封环主体14的密封斜坡60的弹性体密封件界面表面120的倾斜外部轴线表面50之间的弹性的和/或弹性体的压缩可沿第一密封组件134和第二密封组件136的同轴对准的中心纵向轴线(诸如如上提供的130)和内部轴或销146的中心纵向轴线148在图7所示的箭头所指示的方向上另外各自施加施加基本相等、相对的轴向负载,所述基本相等、相对的轴向负载用附图标号192和194表示。具体地,轴向负载192可弹性地偏置或推动第一密封组件134的密封凸缘42及其外径向延伸密封面表面76轴向地朝向第二密封组件136的密封环主体14的外径向延伸密封面表面76并且将其偏置或推动成与第二密封组件136的密封环主体14的外径向延伸密封面表面76邻接、面对面、密封接触。以对应的方式,轴向负载194可弹性地偏置或推动第二密封组件136的密封凸缘42及其外径向延伸密封面表面76轴向地朝向第一密封组件134的密封环主体14的外径向延伸密封面表面76并且将其偏置或推动成与第一密封组件134的密封环主体14的外径向延伸密封面表面76邻接、面对面、密封接触,从而沿由可相对旋转的第一密封组件134和第二密封组件136的环形密封带80的对准的接触圆周表面形成的径向圆周旋转界面表面196保持相互弹性偏置的正面密封。
[0049]工业实用性
[0050]本发明的具有摩擦负载表面12的密封环10可适用于并且并入任何密封组件,并且另外可用在可利用与如上所提供的并且如本文中所进一步公开的实施例中的任何一个一致的密封环10和/或至少一个密封环组件128的任何密封旋转组件中。除了另外的优点以外,本发明的具有摩擦负载表面12的密封环10可提供更牢固、更坚韧的不透流体的密封,并且提供增加的阻力抵抗在目前所公开的密封环、弹性体密封件以及相关联的相互作用的机器或机械系统部件之间的旋转滑动。另外,目前所公开的具有摩擦负载表面12的密封环10可减少、最小化或基本消除密封环的外部表面上积聚的灰尘、污垢、碎肩、泥、水分或任何其他杂质。此外,本发明的具有摩擦负载表面12的密封环10可降低制造和组装的复杂性和成本。
[0051]传统已知的密封环可易受许多故障模式影响,包括但不限于与碎片填充和弹性体密封件滑动相关的故障模式。由于多种因素的缘故,这些因素中的任何一个或多个可以存在,每个密封组件的表面与可旋转的机器或机械系统部件的表面之间的邻接、密封接触的完整性可受到损害。作为一个示例,灰尘、污垢、碎肩、泥、水分或任何其他杂质可积聚在暴露于外部环境的密封组件的表面上,这可去除、位移或以其他方式干扰弹性体密封件和密封环之间的密封接触。另外或另选地,无论是由设计因素、碎片积聚还是由其他因素引起的弹性体密封件和密封环之间的不充分的接触程度可允许润滑剂诸如油泄露过弹性体密封件并破坏弹性体密封件和密封环之间的密封接触。在任何情况下,弹性体密封件和密封环之间的密封接触的丧失最终可导致弹性体密封件和密封环之间的滑动,这可导致密封面密封负载损耗、润滑剂污染、密封面腐蚀或任何其他故障模式。此外,已知的密封环和/或密封组件的特征在于制造的复杂性和花费,并且另外可呈现组装和安装的困难、复杂性和/或增加的成本,包括但不限于可设计成需要具体的、附加的和/或互补特征或与其接触的配置,或结合到相关联的系统或其壳体中的设计,特定的密封环安装到该相关联的系统或其壳体中。除了其他优点以外,本发明的具有摩擦负载表面12的密封环10可克服缺点和/或减少或基本消除与传统已知的密封组件和与该密封组件结合使用的密封环相关联的故障模式,包括但不限于碎片填充和弹性体密封件滑动,并且另外可降低制造和组装的复杂性和成本。
[0052]在操作中,如上所讨论,在最终组装位置的一个示例中,每个相关联的密封组件134、136的每个弹性体密封件124可保持在负载状态下,并且弹性地和/或弹性体地被部分地压缩成与每个相关联的密封斜坡60的摩擦负载表面12的表面纹理94接触,所述表面纹理94形成为包括预定的表面粗糙度。因此,形成为包括预定的表面粗糙度的表面纹理94可定位成在密封环10的整个外圆周轮廓56内接合弹性体密封件124,并且在摩擦负载表面12和弹性体密封件124的配合表面之间提供增加的接触应力和摩擦力。在一个实施例中,摩擦负载表面12的表面纹理94 (及其表面粗糙度)可至少部分地由多个沟槽或通道96形成,所述沟槽或通道96形成压印的或凸起的压痕的纹理图案98,所述压印的或凸起的压痕进一步增加摩擦力以及使弹性体密封件124相对于摩擦负载表面12旋转或位移所需的负载。在一个特定的实施例中,其中弹性体密封件124保持在负载状态下并且弹性地和/或弹性体地被部分地压缩成与摩擦负载表面12的纹理图案98的沟槽或通道96接触,经过一段时间,由于弹性体材料在应变下呈现出与弹性体材料成对的表面的表面纹理的趋势,其被称为微尺度压缩形变,因而弹性体密封件124的可压缩的、弹性的弹性体材料可流到多个沟槽或通道96的表面或腔体108中。因此,摩擦负载表面12的纹理图案98可在弹性体密封件120和摩擦负载表面12的纹理图案98之间形成更大程度的静态阻力,并且因此可为弹性体密封件120提供增加的附着摩擦力,从而由于与摩擦负载表面12的纹理图案98配合接触的弹性体密封件124的弹性的弹性体材料之间的微尺度压缩形变,因而随着时间的推移增加了使弹性体密封件120相对于摩擦负载表面12旋转或位移所需的负载。另夕卜,在一个实施例中,其中多个沟槽或通道96中的每个可形成为包括凸起的脊106诸如锋利的突出部或毛刺,凸起的脊106可从压印或以其他方式形成于限定每个沟槽或通道96的摩擦负载表面12中的腔体108的一侧或两侧向外突出,该凸起的脊106可摩擦接合弹性体密封件120,以在压缩成与摩擦负载表面12接触的弹性体密封件124的可压缩的、弹性的弹性体材料之间提供初始和附加程度的摩擦密封接触。
[0053]在一个实施例中,摩擦负载表面12另外可定位成沿密封斜坡60的一部分延伸,使得弹性体密封件124在被压缩成与密封斜坡60接触时接合摩擦负载表面12的沟槽或通道96的纹理图案98作为直接邻近密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64定位的弹性体密封件界面表面120的一部分。除了为如上所提供的弹性体密封件124提供增加的附着摩擦力以外,将摩擦负载表面12的沟槽或通道96的纹理图案98定位成邻近密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64可减小、最小化或基本消除潜在的润滑剂152泄露通路以及碎肩填充的可能性,并且另外可提供附加程度的阻力来抵抗密封环10和弹性体密封件124之间的滑动以及这两者之间的密封接触的丧失。具体地,如上面所提供的,摩擦负载表面12及其纹理图案98可定位成接近密封环14的第一外轴向端22,并且可沿密封斜坡60的一部分从第一端90延伸到第二端92,所述第一端90可直接邻近密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64,并且在一个示例中,所述第一端90可部分地暴露于密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64和/或与所述油侧部分64连通。在该位置中,多个沟槽或通道96的纹理图案98可在摩擦负载表面12的第一端90和第二端92之间延伸或可定位在所述第一端90和第二端92之间,以形成静态流体屏障网和/或一系列静态流体屏障,所述静态流体屏障网和/或一系列静态流体屏障防止润滑流体152从摩擦负载表面12的第一端90和密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分64流体地传输、传送或泄露到摩擦负载表面12的第二端92,并且随后流体地传输、传送或泄露到密封环主体14的外圆周轮廓56的油侧部分84,从而损害弹性体密封件120和摩擦负载表面12的纹理图案94之间的不透流体的密封。
[0054]另外,在如上所提供的一个实施例中,摩擦负载表面12的大体轴向延伸的宽度88可以沿密封斜坡60的外圆周轮廓56以预先确定的大体轴向延伸的距离从摩擦负载表面12的第一端90延伸
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