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1、(10)申请公布号 CN 102483163 A(43)申请公布日 2012.05.30CN102483163A*CN102483163A*(21)申请号 201080040077.1(22)申请日 2010.07.26102009028131.2 2009.07.30 DEF16J 15/32(2006.01)(71)申请人特瑞堡密封系统德国有限公司地址德国斯图加特(72)发明人 M弗朗茨(74)专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038代理人沈英莹(54) 发明名称密封件和密封装置(57) 摘要本发明建议一种密封件，用于密封在第一机械零件(1)与第二机械零件(3)之间的密。
2、封表面(2)，所述第一机械零件具有密封件容纳结构，该密封件容纳结构优选为凹槽，所述第二机械零件具有所述密封表面(2)且相对于第一机械零件(1)可移动，其中通过该密封件，在各机械零件(1、3)之间能相对于一低压区域密封一高压区域，该密封件包括：保持元件(5)，用于将该密封件位置固定在密封件容纳结构中；和密封唇(6)，该密封唇成形到保持元件(5)上、由弹性体材料构成、具有在该密封唇(6)的自由端上成形的用于贴靠到密封表面(2)上的密封边缘(7)，其中密封唇(6)具有邻接高压区域的高压表面区域(10)和邻接低压区域的低压表面区域(11)。其中，该密封件具有支撑体(15)，其中支撑体(15)构成密封唇。
3、(6)的在低压表面侧的基本上平行于密封边缘(7)延伸的支撑件，并且其中该支撑件设置在密封边缘(7)与保持元件(5)之间。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.03.09(86)PCT申请的申请数据PCT/DE2010/050051 2010.07.26(87)PCT申请的公布数据WO2011/012129 DE 2011.02.03(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书5页 附图7页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 7 页1/1页21.密封件，用于密封在第一机械零件(1)与第二机械零件(3)之间的密封表。
4、面(2)，所述第一机械零件具有密封件容纳结构，该密封件容纳结构优选为凹槽，所述第二机械零件具有所述密封表面(2)且相对于第一机械零件(1)可移动，其中通过该密封件，在各机械零件(1、3)之间能相对于一低压区域密封一高压区域，该密封件包括：保持元件(5)，用于将该密封件位置固定在密封件容纳结构中；和密封唇(6)，该密封唇成形到保持元件(5)上、由弹性体材料构成、具有在该密封唇(6)的自由端上成形的用于贴靠到密封表面(2)上的密封边缘(7)，其中密封唇(6)具有邻接高压区域的高压表面区域(10)和邻接低压区域的低压表面区域(11)，其特征在于，该密封件具有支撑体(15)，其中支撑体(15)构成密封。
5、唇(6)的在低压表面侧的基本上平行于密封边缘(7)延伸的支撑件，并且其中该支撑件设置在密封边缘(7)与保持元件(5)之间。2.按照权利要求1所述的密封件，其特征在于，该密封件环形地构成为径向轴密封圈。3.按照权利要求1至2之一项所述的密封件，其特征在于，在高压表面区域(10)上在密封唇(6)的具有密封边缘(7)的自由端的区域中设置螺旋弹簧(25)。4.按照权利要求1至3之一项所述的密封件，其特征在于，支撑体(15)至少部分地嵌入到密封唇(6)中。5.按照权利要求1至4之一项所述的密封件，其特征在于，密封唇(6)在其邻接支撑件的区域中材料加强地构成。6.按照权利要求1至4之一项所述的密封件，其特。
6、征在于，支撑体(15)具有圆形的横截面，或者支撑体(15)具有基本上T形的横截面，其中T的横梁至少部分地凸出于低压表面区域(11)。7.按照权利要求1至6之一项所述的密封件，其特征在于，保持元件(5)具有优选横截面为L形的加固元件(8)。8.按照权利要求7所述的密封件，其特征在于，支撑体(15)紧接着加固元件(8)或与加固元件(8)一起一件式构成，其中支撑件由加固元件(8)的自由端构成。9.按照权利要求7至8之一项所述的密封件，其特征在于，加固元件(8)至少部分地由密封唇(6)的弹性体材料包围。10.按照权利要求1至9之一项所述的密封件，其特征在于，支撑体(15)和/或加固元件(8)由金属或由。
7、塑料或由陶瓷制造。11.密封装置，包括第一机械零件(1)和第二机械零件(3)以及按照权利要求1至10之一项所述的密封件，所述第一机械零件具有密封件容纳结构，该密封件容纳结构优选为凹槽，所述第二机械零件具有所述密封表面(2)且相对于第一机械零件可移动，其中密封件利用其保持元件(5)位置固定地设置在密封件容纳结构中，并且密封件的密封边缘(7)通过该密封件的密封唇(6)的弹性体材料的弹性偏压地贴靠到密封表面(2)上，由此通过密封件，在机械零件(1、3)之间能相对于一低压区域密封一高压区域。权 利 要 求 书CN 102483163 A1/5页3密封件和密封装置技术领域0001 本发明涉及一种密封件，。
8、用于密封在第一机械零件与第二机械零件之间的密封表面，所述第一机械零件具有密封件容纳结构，该密封件容纳结构优选为凹槽，所述第二机械零件具有所述密封表面且相对于第一机械零件可移动，其中通过该密封件在各机械零件之间能相对于一低压区域密封一高压区域，本发明还涉及一种具有这种密封件的密封装置。背景技术0002 这种密封件具有：保持元件，用于将密封件位置固定在密封件容纳结构中；和密封唇，该密封唇成形到保持元件上、由弹性体材料、亦即橡胶弹性的材料(例如聚氨酯或橡胶)构成、具有在密封唇的自由端上成形的用于贴靠到密封表面上的密封边缘。密封唇具有邻接高压区域的高压表面区域和邻接低压区域的低压表面区域。该密封件通常。
9、构成为密封圈，并且可以不仅用作为旋转密封件(径向轴密封件)而且用作为活塞密封件、亦即平移密封件。在用作为旋转密封件的情况下，两个机械零件中的一个构成为在可旋转地支承在另一机械零件中的贯通部内的轴。在用作为活塞密封件的情况下，两个机械零件相对于彼此轴向往复移动。因此，该密封件可用作为杆密封件或活塞密封件，以在液压应用或气动应用中(例如在气动缸或阀中)进行密封，和/或例如在高压应用中用作为旋转密封件。0003 这种密封件通常装入在两个相互轴向移动和/或旋转运动的机械零件之间、在这两个机械零件之一的一个表面中的凹槽中，其中该表面与由第二机械零件的一个表面构成的密封表面相对置地设置。在所述两个表面之间。
10、存在待密封的密封间隙。在密封圈的情况下，这两个表面相互同心地定向。通常，凹槽在这种情况下设置在外部的机械零件的相应表面中。但凹槽也可以设置在内部的机械零件中。柔性的密封唇如同弹簧一样在密封边缘与保持元件之间起作用，从而密封边缘偏压地贴靠在密封表面上。保持元件的尺寸确定成使其能够将密封件尽可能位置固定地座靠在例如槽底部上。0004 在将这种密封件使用在例如液压缸、气动缸中或用作例如马达的驱动轴的轴密封件时，该密封件在操作过程中在其高压表面区域上被施加处于压力下的介质、亦即流体(例如油和/或空气)，该介质在高压区域内处于缸或马达内。为了获得希望的密封效果，密封件以偏压的方式嵌入在密封件容纳结构中。。
11、由于密封唇是弹性的，因此高压表面区域的压力施加导致密封边缘较强地压到密封表面上。由此在静态的情况下提高密封力。在动态的情况下通过密封力的提高可以使密封边缘变形为，使得密封边缘的密封功能由于不利的压力分布而减弱。此外，密封唇可以变形为使得密封边缘从密封表面上抬起。后者特别是可以通过如下方式引起：密封唇在其低压表面区域的一侧、亦即在其向外朝低压区域的方向定向的通常邻接外界空气的表面区域上弹性和/或塑性变形并因此松弛。密封件在例如气动缸或马达操作时的这种功能缺陷导致高压区域的泄漏，和/或可由于在密封边缘区域内的不希望的变形导致在各密封表面之间的润滑膜的断裂，从而可以增大各密封表面的表面磨损。说 明 。
12、书CN 102483163 A2/5页4发明内容0005 本发明的目的在于提供一种密封件和一种密封装置，其避免现有技术的缺点并改进密封的可靠性。0006 该目的通过独立权利要求的主题实现。各从属权利要求描述本发明的优选的实施形式。0007 按照本发明的密封件适用于密封在第一机械零件与第二机械零件之间的密封表面，所述第一机械零件具有密封件容纳结构，该密封件容纳结构优选为凹槽，所述第二机械零件具有所述密封表面且相对于第一机械零件可移动。在此通过该密封件在各机械零件之间能相对于一低压区域密封一高压区域。具有较高压力的区域称为高压区域，亦即应该相对于彼此地理解高压区域和低压区域的概念。绝对的例如相对于。
13、大气压的高压不必主导在高压区域内。例如相对于大气压的超压也可以主导在低压区域内，此时则大于该超压的压力主导在高压区域内。在具有密封件的密封装置操作时压力比也可以改变，因此可以出现两个压力区域相对于密封唇和密封边缘的位置交换。高压区域应该被理解为具有比在低压区域内的压力高的压力的瞬时区域。该密封件具有：保持元件，用于将密封件位置固定在密封件容纳结构中；和密封唇，该密封唇成形到保持元件上、由弹性体材料构成、具有优选动态的在密封唇的自由端成形的用于贴靠到密封表面上的密封边缘。在此，密封唇的边缘称为密封边缘，为了贴靠到密封表面上，该密封边缘构成为在密封表面与密封件容纳结构之间的密封间隙的密封件。密封唇。
14、具有邻接高压区域的高压表面区域和邻接低压区域的低压表面区域。高压表面区域和低压表面区域至少部分地相对置地设置。低压表面区域邻接一自由空间，密封唇通过其变形可以朝该自由空间的方向压入或压入到该自由空间中。自由空间在此可以例如被空气填充。但该自由空间也可以被弹性可压缩的材料填充。0008 按照本发明，密封件具有支撑体，其中支撑体构成密封唇的在低压表面侧的基本上平行于密封边缘延伸的支撑件，并且该支撑件设置在密封边缘与保持元件之间。0009 通过将支撑体支撑在低压表面侧面上，不仅可以避免密封唇并从而避免密封边缘过度压紧到密封表面上，而且避免在最大压力时密封边缘从密封表面上过早抬起。支撑件将密封唇并从而。
15、也将其高压表面区域分成密封边缘侧的区域和保持元件侧的区域。因此，在对高压表面区域施加压力时，通过该压力可以将一使密封边缘卸载或使密封边缘加载的绕支撑件作用的倾斜力矩施加到密封唇上。该倾斜力矩在密封唇的材料内引起拉应力，该拉应力导致密封边缘的卸载或加载。当按照本发明的密封件用作为一起旋转的旋转密封件时、亦即当第一机械零件(在其密封件容纳结构中嵌入密封件)构成为旋转的机械零件、例如构成为驱动轴时，也可以产生相应的倾斜力矩。在旋转时产生的离心力则可以这样作用到密封唇的设置在支撑件两侧的区域的物体上，使得使密封边缘卸载的倾斜力矩产生。0010 因此，按照本发明的支撑件导致密封唇的妨害密封边缘的密封效果。
16、的变形被避免。借此可以避免密封边缘不希望地过度压紧到密封表面上。0011 优选地，密封件环形地构成为径向轴密封圈。按照本发明的密封件在这种情况下例如可用作旋转密封件。0012 当在高压表面区域上在密封唇的具有密封边缘的自由端的区域内设置螺旋弹簧时，防止密封边缘因过度的倾斜力矩而从密封表面上倾斜出，从而即使在高压区域内出现压力峰值时依然确保可靠的密封效果。说 明 书CN 102483163 A3/5页50013 有利地，支撑体至少部分地嵌入到密封唇中。在此该嵌入结构构成密封唇的限定转动轴线的表面，倾斜力矩可以绕该转动轴线作用。0014 密封唇在其邻接支撑件的区域内可以材料加强地构成，亦即密封唇可。
17、以在该区域加厚，借此可以避免不希望的变形。0015 在一很简单的实施形式中，支撑体具有圆形的横截面。当支撑体具有基本上T形的横截面时，其中T的横梁至少部分地凸出于低压表面区域，实现密封唇在邻接横梁的区域上的加固。可以设想到，支撑体的所有横截面形状，这些横截面形状实现朝支撑体的方向的用于密封唇的支撑作用。0016 优选地，保持元件具有优选横截面为L形的加固元件。在此该加固元件可以例如由金属或刚性的复合材料制造。通过该加固元件在最大程度上防止保持元件在各机械零件操作时变形。还确保配合精确地且更可靠地座靠在密封件容纳结构中。0017 当支撑体紧接着加固元件或与加固元件一件式构成时，其中支撑件由加固元。
18、件的自由端构成，能够很简单地将密封件嵌入到密封件容纳结构中，因为在这种情况下整个密封件可仅作为一个构件在仅一个工作步骤中嵌入。还防止支撑体在密封装置内滑动。0018 有利地，该加固元件至少部分地由密封唇的弹性体材料包围，从而确保将加固元件更可靠地保持在保持元件内，并由此确保相对于密封唇的持久定位。0019 当支撑体和/或加固元件由金属或由塑料例如聚四氟乙烯(PTFE)或由陶瓷制造时，按照本发明的密封件可以简单且有利地制造。因此支撑体构成为刚性的元件。0020 按照本发明的密封装置具有：第一机械零件，具有密封件容纳结构，该密封件容纳结构优选为凹槽；和第二机械零件，具有密封表面且相对于第一机械零件。
19、可移动；以及按照本发明的嵌入到密封件容纳结构中的密封件。该密封件利用其保持元件位置固定地设置在密封件容纳结构中。该密封件的密封边缘通过密封件的密封唇的弹性体材料的弹性而偏压地贴靠到密封表面上。通过该密封件在机械零件之间相对于一低压区域密封一高压区域。按照本发明的密封件的支撑体构成密封唇的在低压表面侧的、亦即位于密封唇的低压表面区域上的基本上平行于密封边缘延伸的支撑件。通过将支撑件设置在密封边缘与保持元件之间，作用到密封唇的高压表面区域上的例如压力可以将使密封边缘卸载的倾斜力矩施加到密封唇上。附图说明0021 以下借助各实施例参照附图更详细地说明本发明。0022 图1至12分别示出按照本发明的密。
20、封装置的横截面，其中通过支撑体避免密封边缘的过度压紧。0023 图13示出按照本发明的密封装置的透视示出的局部，该密封装置包括按照本发明的构成为密封圈的具有图1的横截面的密封件。0024 图14示出按照本发明的密封装置的横截面，其中通过支撑体避免密封边缘的抬起。0025 各附图的图示大大简化地示出按照本发明的主题，并应该被理解为是不按比例的。按照本发明的主题的各个构件被示出为能够良好地显示出其结构。说 明 书CN 102483163 A4/5页6具体实施方式0026 图1至12分别示出按照本发明的作为密封装置的横截面，其中仅示出横截面的关于旋转轴线对称的半部。各密封装置分别具有第一机械零件1和。
21、第二机械零件3，该第二机械零件具有待密封的密封表面2且相对于第一机械零件1可移动。在第一机械零件1上设置密封件容纳结构，该密封件容纳结构具有角形的支承面，用于支承按照本发明的构成为密封圈的密封件的保持元件5，该保持元件用于将密封件位置固定在密封件容纳结构中。具有密封边缘7的密封唇6相应地连接到保持元件5上。各密封件的保持元件5分别具有加固元件8，其中在图1至11的实施形式中加固元件8具有基本上L形的横截面。在图6和7的实施形式中加固元件8完全由密封唇6的弹性体材料包围。因此这些实施形式的保持元件5构成为由弹性体材料包围的加固元件8。通过密封件相应地在机械元件1、3之间相对于一低压区域密封一高压。
22、区域。高压区域(H)在各图中分别设置在视图的左侧，低压区域(N)分别设置在右侧。高压区域例如由马达壳体或压力缸的内腔构成，通常油处于该内腔中。因此，密封件用于避免从这种内腔中漏油。0027 成形到保持元件5上的由弹性体材料构成的密封唇6相应地具有在自由端上成形的用于贴靠到密封表面2上的密封边缘7。在密封唇6上构成邻接高压区域的高压表面区域10和与高压表面区域10部分地对置的邻接低压区域的低压表面区域11。该密封件相应地具有支撑体15，其中支撑体15构成密封唇6的在低压表面侧的基本上平行于密封边缘7延伸的支撑件。该支撑件设置在密封边缘7与保持元件5之间。在对高压表面区域10施加压力时，通过由该压。
23、力产生的作用到高压表面区域10的在支撑件两侧的表面区域上的压紧力将一使密封边缘7卸载的绕支撑件作用的倾斜力矩施加到密封唇6上。亦即由该压紧力在密封唇内引起拉应力。该倾斜力矩在图1中通过弯曲的箭头20象征性地表示。为了使倾斜力矩朝希望的方向(亦即使密封边缘7卸载的方向)作用，支撑件被定位成使得密封唇6的高压表面区域10的在支撑件两侧的局部表面(亦即在高压区域内压紧力所作用的表面)的大小是不同的。在此，保持元件侧的局部表面大于密封边缘侧的局部表面。按照图1的密封件的实施形式的密封唇6在其邻接由支撑体15构成的支撑件的区域中材料加强地构成。密封唇6的材料在该区域内比在密封唇6的邻接保持元件5的区域内。
24、构成得较厚。0028 在图1至7的按照本发明的密封件的实施形式中，支撑体15例如由钢构成为与保持元件5分离的环。除了图5的密封件以外，支撑体15在此具有圆形的横截面。而图5的支撑体15具有基本上T形的横截面。T的横梁在此部分地凸出于密封唇6的低压表面区域11。支撑体15相应地部分地嵌入到密封唇6中。同时在密封唇6与支撑体15之间不必存在固定的亦即材料锁合的连结。在图2和图7的密封件中分别设置环形的螺旋弹簧25，该螺旋弹簧设置在密封唇6的具有密封边缘7的自由端的区域内、在高压表面区域10上。0029 在图8至12的按照本发明的密封件的实施形式中，支撑体15紧接着保持元件5构成。同时低压区域11的。
25、在密封唇6与支撑体15之间的局部区域30被包围。可以用可压缩的材料(例如泡沫材料)填充该局部区域30。局部区域30也可以施压地或排气地构成。0030 在图9和12的实施形式的情况下，支撑体15本身构成保持元件5的L形的加固元件。由支撑体15构成的支撑件在此由构成加固元件的支撑体15的自由端构成。在图11说 明 书CN 102483163 A5/5页7的实施形式中，按照本发明的密封件用作为相对于一孔从内部密封的密封件。因此该密封件座靠在例如驱动轴上并在该驱动轴操作时一同旋转。在图12的实施形式中，按照本发明的密封件轴向地相对于安置在一轴上的或与该轴一件式构成的圆盘35密封。在此密封表面2由圆盘3。
26、5构成。0031 在图13中示出按照本发明的具有图1的横截面的密封装置的透视示出的局部。按照本发明的密封件构成为密封圈。在该图中通过透视图可看出，由支撑体15构成的支撑件平行于密封边缘7延伸。这意味着，在密封圈的情况下密封边缘7和支撑件构成彼此同心地延伸的圆。第二机械零件3构成为空心柱体。该空心柱体可以例如热压配合到马达的驱动轴上。但该空心柱体也可以本身用作为空心轴。第二机械零件3当然也可以构成为实心的金属柱体，亦即例如代表马达的驱动轴。0032 在图14中示出按照本发明的密封装置的横截面，其中通过支撑体15避免密封边缘7抬起。在该密封装置中，用于密封可移动的第二机械零件3的密封表面2的密封件。
27、也利用其保持元件5设置在第一机械零件1的密封件容纳结构中。具有例如圆形的横截面的例如构成为钢环的支撑体15设置在密封唇6的低压表面区域11上。此外设置螺旋弹簧25，用于将密封边缘7更好地位置固定在密封表面2上。这种密封装置可以例如用作为油密封件，其中油处在密封装置的在该图中用N标示的一侧。因而在正常操作中，在用N标示的低压区域中存在相对于用H标示的高压区域的超压。标示的高压区域和低压区域在这种情况下涉及其中在高压侧H上形成相对于低压侧N的超压的例外操作状态。例如当所示的密封装置装入在马达中时，可以出现这种例外操作状态。在没有支撑体15的情况下，在高压区域内出现足够高的超压时，密封唇6以及密封边。
28、缘7易于从密封表面2上抬起。由于由支撑体15将高压表面区域10分为两个表面区域，其中由高压作用在高压表面区域10上的力转变为绕支撑体15的相应的倾斜力矩，因此形成一合成的倾斜力矩，该合成的倾斜力矩如在该图中通过箭头20所示地作用，并由此使密封边缘7压靠密封表面2，借此抵制密封边缘7从密封表面2上抬起。0033 建议一种密封件，用于密封在第一机械零件1与第二机械零件3之间的密封表面2，所述第一机械零件具有密封件容纳结构，该密封件容纳结构优选为凹槽，所述第二机械零件具有所述密封表面2且相对于第一机械零件1可移动，其中通过该密封件，在机械零件1、3之间能相对于一低压区域密封一高压区域，该密封件包括：。
29、0034 保持元件5，用于将该密封件位置固定在密封件容纳结构中；和0035 密封唇6，该密封唇成形到保持元件5上、由弹性体材料构成、具有在该密封唇6的自由端上成形的用于贴靠到密封表面2上的密封边缘7，其中密封唇6具有邻接高压区域的高压表面区域10和邻接低压区域的低压表面区域11。0036 在此，该密封件具有支撑体15，其中支撑体15构成密封唇6的在低压表面侧的基本上平行于密封边缘7延伸的支撑件，并且其中该支撑件设置在密封边缘7与保持元件5之间。0037 本发明并不限于上述各实施例，更确切地说，可设想到多个变型方案，其即使在原则不同的实施形式中依然可利用本发明的各特征。说 明 书CN 102483163 A1/7页8图1图2说 明 书 附 图CN 102483163 A2/7页9图3图4说 明 书 附 图CN 102483163 A3/7页10图5图6说 明 书 附 图CN 102483163 A10。