液压缸密封装置的制作方法

本公开涉及一种用于液压缸的密封装置。具体地，本公开涉及一种密封装置，该密封装置接合可滑动地支撑以在液压缸盖内轴向移动的活塞杆。

背景技术：

1、许多作业机械，诸如拖拉机、挖掘机、装载机和其他运土设备，利用液压致动器来生成完成其任务所需的机械的各个部分的力和相对运动。这些包括例如液压缸和流体马达的液压致动器通常包括设置在可移动元件的相对侧上的两个流体室。加压流体被引入到流体室中的一个中，这使得可移动元件相对于液压致动器壳体移动。

2、可移动元件通常通过杆或轴连接到作业机具或作业机械上的其他机械部件。通常，每个液压致动器包括密封装置，该密封装置接合杆或轴以防止加压流体在使用期间从液压致动器的流体室泄漏。在美国专利第6,129,358号中描述了一种用于液压缸的这种密封装置，该专利描述了一种适于形成密封状态的单向杆密封环。

3、一种用于液压缸的密封装置可以包括一系列密封件，这些密封件设置在缸筒的杆端处的缸盖或凸缘中，以在活塞杆的出口点附近接合轴或活塞杆。缸筒的杆端处的缸盖和/或凸缘可以包括一系列环形凹槽或沉孔，这些环形凹槽或沉孔沿着缸筒的杆端的径向内圆周表面轴向间隔开，其中环形凹槽被配置成容纳密封件中的每一者。

4、当液压缸在激进的应用中使用时，诸如在诸如挖掘机、履带式拖拉机或在诸如开采煤、铝土矿、铁矿石或其他矿物的应用中作业的大型轮式装载机等机械上用作动臂、斗杆或铲斗缸的液压缸时，缸盖中适于容纳各种密封件的环形凹槽可能会损坏。重型机械在运土操作中的其他应用也可能使重型机械上使用的用于相对于彼此和相对于作业表面移动机械的各种部件的液压缸暴露于研磨材料，这些研磨材料可能穿透经过定位在液压缸的活塞杆与缸盖之间的密封件阵列中的一者或多者。密封件阵列可以被设计成防止液压缸内的加压液压流体在活塞杆与液压缸的盖之间向外泄漏，以及防止材料从液压缸外部污染到在液压缸的活塞杆从缸中伸出的一侧的活塞杆侧室(也称为“杆端”室或“盖端”室)中。在一些应用中，污染物可能聚集在密封件的密封表面与适于容纳密封件的缸筒的杆端处的缸盖和/或凸缘中的环形凹槽的表面之间。这些污染物可能嵌入到密封件的与缸盖和/或凸缘中的环形凹槽的面接合的面中，并且在液压缸的操作期间，具有嵌入的研磨污染物的密封件与环形凹槽之间随时间的相对运动可能导致磨掉环形凹槽的一部分(通常形成在缸筒的杆端处的缸盖和/或凸缘的金属材料中)，以在密封件附近产生不希望的台阶或空隙，这可能最终导致密封件的失效和液压缸的泄漏。

5、用于在液压缸中提供液压缸的活塞杆与液压缸的缸筒的杆端处的缸盖和/或凸缘之间的密封接合的密封件组件以及密封件和磨损引导件的装置的各种公开的示例性实施例旨在解决上述问题的全部或一些。

技术实现思路

1、在一个方面，本公开涉及一种用于液压缸中的密封件和磨损引导件的组合，以在液压缸的活塞杆与液压缸的筒的杆端之间提供密封接合，该活塞杆可通过该杆端轴向移动。该组合包括：圆柱形金属磨损引导件，该圆柱形金属磨损引导件被配置成安置在围绕缸筒的杆端的内圆周表面形成的第一环形凹槽内；缓冲密封件组件，该缓冲密封件组件包括环形缓冲密封件，该环形缓冲密封件与环形支承环协作配合并被配置成协作地安置在第二环形凹槽内，第二环形凹槽与第一环形凹槽轴向间隔开并围绕缸筒的杆端的内圆周表面形成；u形杯密封件，该u形杯密封件被配置成安置在第三环形凹槽内，第三环形凹槽与第二环形凹槽轴向间隔开并围绕缸筒的杆端的内圆周表面形成；圆柱形塑料磨损引导件，该圆柱形塑料磨损引导件被配置成安置在第四环形凹槽内，第四环形凹槽与第三环形凹槽轴向间隔开并围绕缸筒的杆端的内圆周表面形成；以及三唇缘防尘圈密封件，该三唇缘防尘圈密封件包括三个环状唇缘部分，该三个环状唇缘部分被配置成安置在第五环形凹槽内，第五环形凹槽与第四环形凹槽轴向间隔开并围绕缸筒的杆端的内圆周表面形成。

2、在另一方面，本公开涉及一种液压缸，其包括密封件和磨损引导件的组合，密封件和磨损引导件沿着液压缸的缸筒的杆端的内圆周表面轴向间隔开并且被配置成在液压缸的活塞杆与液压缸的缸筒的杆端之间提供密封接合，该活塞杆可通过该杆端轴向移动。该密封件和磨损引导件的组合包括：圆柱形金属磨损引导件，该圆柱形金属磨损引导件被配置成安置在围绕缸筒的杆端的内圆周表面形成的第一环形凹槽内；缓冲密封件组件，该缓冲密封件组件包括环形缓冲密封件，该环形缓冲密封件与环形支承环协作配合并被配置成协作地安置在第二环形凹槽内，第二环形凹槽与第一环形凹槽轴向间隔开并围绕缸筒的杆端的内圆周表面形成；u形杯密封件，该u形杯密封件被配置成安置在第三环形凹槽内，第三环形凹槽与第二环形凹槽轴向间隔开并围绕缸筒的杆端的内圆周表面形成；圆柱形塑料磨损引导件，该圆柱形塑料磨损引导件被配置成安置在第四环形凹槽内，第四环形凹槽与第三环形凹槽轴向间隔开并围绕缸筒的杆端的内圆周表面形成；以及三唇缘防尘圈密封件，该三唇缘防尘圈密封件包括三个环状唇缘部分，该三个环状唇缘部分被配置成安置在第五环形凹槽内，第五环形凹槽与第四环形凹槽轴向间隔开并围绕缸筒的杆端的内圆周表面形成。该环形缓冲密封件包括第一轴向压力侧和第二轴向密封侧，第一轴向压力侧被配置成面向液压缸的杆端室并且邻近第二环形凹槽的第一轴向侧表面装配，第二轴向密封侧与第一轴向压力侧相对，第二轴向密封侧包括径向外环形密封表面和径向内环形密封表面，其中径向外环形密封表面比缓冲密封件的径向内环形密封表面与环形缓冲密封件的第一轴向压力侧间隔开得更远，使得在环形缓冲密封件的第二轴向密封侧上围绕环形缓冲密封件的内径形成环形凹口。该环形支承环包括径向延伸的支腿部分和轴向延伸的支腿部分，该径向延伸的支腿部分被配置成沿着环形缓冲密封件的径向外环形密封表面的基本上整个径向范围延伸，该轴向延伸的支腿部分与该径向延伸的支腿部分邻接，并且被配置成在环形缓冲密封件的第二轴向密封侧上轴向延伸到围绕环形缓冲密封件的内径形成的环形凹口中。

3、在又一方面，本公开涉及一种液压缸，其包括筒、位于筒的杆端处的缸盖和凸缘、以及延伸穿过缸筒的杆端并且被配置成相对于缸筒轴向移动的活塞杆。缸筒的杆端包括围绕缸筒的杆端的内圆周表面形成的多个轴向间隔开的环形凹槽，轴向间隔开的环形凹槽中的每一者被配置用于支撑密封构件，该密封构件被配置用于与活塞杆密封接合。多个轴向间隔开的环形凹槽包括：第一环形凹槽，第一环形凹槽被配置成支撑圆柱形金属磨损引导件；第二环形凹槽，第二环形凹槽与第一环形凹槽轴向间隔开并被配置成支撑缓冲密封件组件，该缓冲密封件组件包括与环形支承环协作配合的环形缓冲密封件；第三环形凹槽，第三环形凹槽与第二环形凹槽轴向间隔开并被配置成支撑u形杯密封件；第四环形凹槽，第四环形凹槽与第三环形凹槽轴向间隔开并被配置成支撑圆柱形塑料磨损引导件；以及第五环形凹槽，第五环形凹槽与第四环形凹槽轴向间隔开并被配置成支撑包括三个环状唇缘部分的三唇缘防尘圈密封件。

技术特征：

1.一种用于液压缸(10)中的密封件和磨损引导件(18)的组合，以在所述液压缸(10)的活塞杆(12)与所述液压缸(10)的缸筒(14)的杆端之间提供密封接合，所述活塞杆(12)能通过所述杆端轴向移动，所述组合包括：

2.根据权利要求1所述的密封件和磨损引导件(18)的组合，其中所述环形缓冲密封件(350)包括第一轴向压力侧和第二轴向密封侧，所述第一轴向压力侧被配置成面向所述液压缸(10)的杆端室并且邻近所述第二环形凹槽(351)的第一轴向侧表面装配，所述第二轴向密封侧与所述第一轴向压力侧相对，所述第二轴向密封侧包括径向外环形密封表面(224)和径向内环形密封表面(225)，其中所述径向外环形密封表面(224)比所述缓冲密封件的所述径向内环形密封表面(225)与所述环形缓冲密封件的所述第一轴向压力侧间隔开得更远，使得在所述环形缓冲密封件的所述第二轴向密封侧上围绕所述环形缓冲密封件的内径形成环形凹口；并且

3.根据权利要求1所述的密封件和磨损引导件(18)的组合，其中所述支承环的所述径向延伸的支腿部分(26)在所述支承环的背向所述缓冲密封件的一侧的径向外边缘处终止于倒角外圆周表面(247)。

4.根据权利要求1所述的密封件和磨损引导件的组合，其中所述环形缓冲密封件还包括被配置成接触所述环形凹槽(21)的底部的径向外圆周表面(226)和被配置成接触所述活塞杆的径向内圆周表面(227)。

5.根据权利要求4所述的密封件和磨损引导件的组合，其中所述环形缓冲密封件的所述径向外圆周表面沿着其轴向长度配置有位于邻近或接触所述环形凹槽的所述底部的部分，当施加在所述缓冲密封件的所述第一轴向压力侧上的压力低于预定阈值时，在所述径向外圆周表面的所述部分的一些与所述环形凹槽的所述底部之间留有小空隙。

6.根据权利要求2所述的密封件和磨损引导件的组合，其中所述环形凹入凹部限定在所述缓冲密封件的径向外环形支腿部分与所述缓冲密封件的径向内环形支腿部分之间。

7.根据权利要求6所述的密封件和磨损引导件的组合，其中施加到所述环形凹入凹部中的压力导致所述径向外环形支腿部分径向向外挠曲并压靠在所述环形凹槽的底部表面上，并且导致所述径向内环形支腿部分径向向内挠曲并压靠在所述活塞杆上。

8.根据权利要求1所述的密封件和磨损引导件的组合，其中所述支承环的所述径向延伸的支腿部分与所述支承环的所述轴向延伸的支腿部分之间的相交处包括倒圆倒角，所述倒圆倒角在所述环形凹口的入口处与在所述缓冲密封件的所述径向外环形密封表面与所述缓冲密封件的所述径向内环形密封表面的相交处的匹配的倒圆倒角配合。

9.根据权利要求8所述的密封件和磨损引导件的组合，其中所述支承环和所述缓冲密封件上的配合倒圆倒角中的每一者的半径分别等于所述支承环和所述缓冲密封件的相邻部分的厚度的一半或更多。

10.一种液压缸(10)，包括：

技术总结一种用于液压缸(10)中的密封件和磨损引导件(18)的组合在液压缸(10)的活塞杆(12)与液压缸的缸筒(14)的杆端的内圆周表面之间提供密封接合，活塞杆(12)可通过该杆端轴向移动。该组合包括：圆柱形金属磨损引导件(360)，其用于安置在围绕内圆周表面形成的第一环形凹槽(361)内；缓冲密封件组件，其包括与环形支承环(352)协作配合的环形缓冲密封件(350)，用于安置在第二环形凹槽(351)内；U形杯密封件(340)，其用于安置在第三环形凹槽(341)内；圆柱形塑料磨损引导件(330)，其用于安置在第四环形凹槽(331)内；以及三唇缘防尘圈密封件(320)，其包括三个环状唇缘部分(322，324，326)，用于安置在第五环形凹槽(321)内。技术研发人员：A·S·蓬努萨米,R·拉克什米纳拉亚南,J·D·斯派金格,C·P·伦肖,J·E·鲁伊兹受保护的技术使用者：卡特彼勒公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6