密封装置的制作方法

1.本发明涉及密封技术领域。具体地，本发明涉及一种用于对转动部件进行动态密封的密封装置。


背景技术：

2.当前，在轨道车辆的轴箱中通常应用金属密封盖来防止外部污染物侵入轴承和轴承内部的润滑油脂泄漏。这种密封盖例如见于cn 108105255 a等专利文献。
3.在现有技术中，密封盖通常压装到轴承外圈的内侧，并且通过过盈配合与外圈保持相对静止。为了避免产生额外的摩擦扭矩，密封盖与轴承内圈之间应当是间隙配合。由于这种间隙配合，润滑油脂容易发生泄漏，并且在用高压水枪清洁车辆时，飞溅的液滴容易通过间隙侵入轴承内部，而外部污染物也容易通过间隙侵入轴承内部。如果使用具有接触式密封唇的密封装置，则密封唇的接触表面上产生的摩擦力可能过大。


技术实现要素：

4.因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种改进的密封装置。
5.上述技术问题通过根据本发明的一种密封装置而得到解决。该密封装置用于在能够相对转动的第一转动部件与第二转动部件之间进行动态密封，该密封装置包括围绕转动轴线布置的环形的骨架、弹性密封体和防尘盖，骨架用于固定在径向外侧的第一转动部件上，防尘盖用于固定在径向内侧的第二转动部件上，弹性密封体固定在骨架上，在弹性密封体与防尘盖之间形成连通密封侧与外部侧的密封路径。其中，弹性密封体具有朝向防尘盖延伸的多个密封唇，多个密封唇中在密封路径上最靠近密封侧的一者为沿径向延伸的径向密封唇，该径向密封唇平行地接触防尘盖。由于径向密封唇平行地接触防尘盖，因此径向密封唇不发生或者仅发生很小的弹性变形，使得径向密封唇与防尘盖之间的摩擦力较小。由于径向密封唇沿径向延伸，因此占用的轴向空间较小，使得密封装置在轴向上可以更加紧凑。
6.根据本发明的一个优选实施例，径向密封唇可以在接触防尘盖的表面区域中具有围绕转动轴线的环槽。环槽的存在减小了径向密封唇与防尘盖之间的接触面积并且提高了径向密封唇的柔性，从而进一步减小了摩擦力。此外，环槽还可以存储一部分泄漏的润滑油脂，推迟泄漏的发生。优选地，径向密封唇可以具有沿径向间隔布置的多个环槽，这些环槽可以沿径向均匀地布置。
7.根据本发明的另一优选实施例，防尘盖可以具有第一径向部段、第二径向部段和第一轴向部段，第一径向部段从第一轴向部段的靠近密封侧的一端朝向径向内侧延伸，第二径向部段从第一轴向部段的靠近外部侧的一端朝向径向外侧延伸，径向密封唇可以平行地接触第一径向部段的朝向密封侧的表面。该密封装置由此构成盒式密封装置。
8.根据本发明的另一优选实施例，该多个密封唇还可以包括主密封唇、副密封唇和第二密封唇，主密封唇和副密封唇可以分别朝向第二径向部段延伸并且朝向径向外侧倾
斜，第二密封唇可以朝向第一轴向部段延伸并且朝向外部侧倾斜。多个密封唇分别与防尘盖的不同部段配合来形成密封配合，从而提高密封效果。
9.根据本发明的另一优选实施例，主密封唇可以位于副密封唇的径向内侧并且与第二径向部段接触。主密封唇通过接触式密封面来防止外部污染物进入密封侧。
10.根据本发明的另一优选实施例，弹性密封体可以具有腰部，主密封唇和副密封唇可以分别从腰部延伸，当主密封唇处于初始安装状态时，副密封唇与第二径向部段可以不接触，当主密封唇发生磨损时，副密封唇随着主密封唇的磨损而靠近第二径向部段，并且能够在主密封唇磨损到预定程度时与第二径向部段接触。因此，副密封唇可以在不过度增加摩擦力的情况下补偿由于主密封唇磨损而造成的密封效果损失。
11.根据本发明的另一优选实施例，弹性密封体可以具有腰部，主密封唇和第二密封唇可以分别从腰部延伸。由于与第二径向部段配合的主密封唇和与第一轴向部段配合的第二密封唇从共同的腰部延伸，因此密封装置整体占用的轴向空间可以减小。
12.根据本发明的另一优选实施例，弹性密封体可以具有在第二径向部段的径向外侧沿轴向延伸的外部部段。外部部段收窄了密封路径与外部侧连通的开口，从而确保了密封效果。
13.根据本发明的另一优选实施例，防尘盖还可以包括从第一径向部段的径向内缘朝向密封侧延伸的第二轴向部段，第二轴向部段可以用于固定在第二转动部件上。
附图说明
14.以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中：
15.图1示出根据本发明的一个实施例的密封装置在安装在轴承中时的剖视图；
16.图2示出图1所示的密封装置的立体剖视图；和
17.图3示出根据本发明的另一实施例的密封装置在安装在轴承中时的剖视图。
具体实施方式
18.以下将结合附图描述根据本发明的密封装置的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。
19.根据本发明的实施例，提供了一种用于动态密封的密封装置。这种密封装置用于在两个能够相对转动的部件之间进行密封，例如用在轴承的外圈与内圈之间。
20.图1和图2示出了根据本发明的密封装置的一个示例性实施例。在图1中，该密封装置安装在圆柱滚子轴承的外圈1与内圈2之间。外圈1和内圈2是围绕轴承的转动轴线同轴地布置的环形部件，其中，外圈1位于内圈2的径向外侧。外圈1和内圈2能够通过布置在二者之间的滚动体3的滚动来围绕转动轴线进行相对转动。在本实施例中，外圈1作为径向外侧的第一转动部件，而内圈2作为径向内侧的第二转动部件。
21.如图1所示，密封装置安装在轴承的轴向端部，从而将轴承的内部与外部空间分隔开。这里将由密封装置封闭在轴承内部的空间称为密封侧i，而将相对的外部空间称为外部侧o。该密封装置包括骨架4、弹性密封体5和防尘盖6，从而构成盒式密封结构。骨架4是固定
在外圈1的轴向端部处的环形部件。骨架4也围绕轴承的转动轴线布置。骨架4由例如金属等刚性材料制成。骨架4的径向外侧部分例如可以以过盈配合的方式固定在外圈1上，而径向内侧部分沿径向向内延伸越过外圈1。
22.防尘盖6也是由例如金属等刚性材料制成的环形部件。防尘盖6也围绕轴承的转动轴线布置。如图1所示，在经过转动轴线的剖面中观察，防尘盖6可以具有四个部段：第一径向部段61、第二径向部段62、第一轴向部段63和第二轴向部段64。第一径向部段61和第二径向部段62基本沿径向延伸，而第一轴向部段63和第二轴向部段64基本沿轴向延伸。这些部段在立体空间中均为环形结构。第一径向部段61从第一轴向部段63的靠近密封侧i的一端朝向径向内侧延伸，第二径向部段62从第一轴向部段63的靠近外部侧o的一端朝向径向外侧延伸，第二轴向部段64从第一径向部段61的径向内缘朝向密封侧i延伸。在经过转动轴线的剖面中观察，防尘盖6由此具有阶梯状结构。
23.第二轴向部段64位于整个防尘盖6的径向最内侧。第二轴向部段64例如可以以过盈配合的方式固定在内圈2的外侧面上。第一径向部段61与骨架4的径向内侧部分大致在同一径向平面中延伸，并且二者在径向上间隔开一定距离。第二径向部段62比骨架4的径向内侧部分更靠近外部侧o，并且在径向上的延伸范围与骨架4的径向内侧部分部分地重合。第一轴向部段63、第二径向部段62和骨架4的径向内侧部分由此形成了盒式密封结构的盒状空间。
24.弹性密封体5是由例如橡胶等弹性材料制成的环形部件。弹性密封体5例如通过硫化工艺等固定在骨架4上。在弹性密封体5与防尘盖6之间形成了连通密封侧i与外部侧o的密封路径，也就是密封侧i的润滑油脂向外泄漏或者外部侧o的污染物向内侵入时所需要经过的路径。
25.弹性密封体5具有朝向骨架6延伸的多个密封唇。如图2所示，这些密封唇分别形成为环形的片状结构，因此具有良好的弹性。弹性密封体5的多个密封唇中在密封路径上最靠近密封侧i的一者为沿径向延伸的径向密封唇51。径向密封唇51基本平行地接触防尘盖6的第一径向部段61的朝向密封侧i的侧面，从而形成密封配合。由于径向密封唇51与第一径向部段61平行地接触，因此径向密封唇51基本不发生变形或者仅发生轻微的变形。相应地，在径向密封唇51与第一径向部段61的接触表面上基本不产生挤压力或者仅产生很小的挤压力，因此接触表面之间的摩擦力很小。径向密封唇51的厚度优选地小于1mm，从而可以具有较高的柔性。
26.此外，可以在径向密封唇51的接触第一径向部段61的表面区域中形成一个或多个围绕转动轴线的环槽57。多个环槽57可以沿径向间隔分布。环槽57可以减小径向密封唇51与第一径向部段61之间的接触面积，并且提高径向密封唇51的柔性。此外，环槽57还可以暂时存储泄漏的润滑油脂，从而延缓泄漏的发生。
27.弹性密封体5的多个密封唇还包括分别朝向第二径向部段62延伸并且朝向径向外侧倾斜的主密封唇52和副密封唇53。在本实施例中，主密封唇52和副密封唇53连接在弹性密封体5的腰部55，换句话说，主密封唇52和副密封唇53分别从腰部55开始延伸。腰部55相对于轴向方向的夹角可以为约20
°
至60
°
。其中，主密封唇52位于副密封唇53的径向内侧。在安装状态下，主密封唇52是始终与第二径向部段62接触的接触式密封唇。在初始安装状态下，弹性密封体5的各个密封唇结构完整，副密封唇53与第二径向部段62不接触，从而构成
间隙式密封；当密封装置工作一定时间之后，主密封唇52与第二径向部段62接触的区域发生磨损，使得腰部55连同两个密封唇一起发生偏转，使得副密封唇53的延伸方向更接近轴向方向。在这种过程中，副密封唇53将会随着主密封唇52的磨损而越来越靠近第二径向部段62，当主密封唇52磨损到某一预定程度时，副密封唇53将会接触第二径向部段62，从而也形成接触式密封。在初始安装状态下，主密封唇52的密封效果良好，因此保持副密封唇53与第二径向部段62间隙式配合有助于减小摩擦力；当主密封唇52由于发生磨损而密封效果降低时，副密封唇53与第二径向部段62可以转换为接触式配合，从而补偿主密封唇52的密封效果损失。
28.弹性密封体5的多个密封唇还包括位于径向密封唇51与主密封唇52之间的第二密封唇54。第二密封唇54朝向第一轴向部段63延伸并且朝向外部侧o倾斜。第二密封唇54用于加强密封效果，其可以与第一轴向部段63接触或不接触。
29.弹性密封体5还可以包括在第二径向部段62的径向外侧沿轴向延伸的外部部段56。所有密封唇均位于外部部段56的径向内侧。外部部段56进一步限定了盒式密封空间，并且外部部段56与第二径向部段62配合来限定了密封路径通向外部侧o的出口。
30.图3示出了根据本发明的另一实施例的密封装置。与图1所示的实施例相比，图3所示的密封装置的主要差别在于，从腰部55延伸的是主密封唇52和第二密封唇54。也就是说，主密封唇52与第二密封唇54一起而不是与副密封唇53一起连接到腰部55。在这种设计中，密封装置的轴向长度可以进一步缩小。
31.根据本发明的密封装置通过平行地接触防尘盖的径向密封唇来防止密封侧的润滑油脂泄漏，可以在确保密封效果的情况下减小摩擦。同时，径向延伸的密封唇占用的轴向空间更小，使得密封装置更加紧凑。
32.虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。
33.附图标记表
34.1外圈
35.2内圈
36.3滚动体
37.4骨架
38.5弹性密封体
39.51径向密封唇
40.52主密封唇
41.53副密封唇
42.54第二密封唇
43.55腰部
44.56外部部段
45.57环槽
46.6防尘盖
47.61第一径向部段
48.62第二径向部段
49.63第一轴向部段
50.64第二轴向部段
51.i密封侧
52.o外部侧