[发明专利]密封装置

说明书

本发明涉及一种密封装置，包括用聚合材料制成有一固定段和一密封段的密封片，其中，密封段在有弹性预紧力的情况下在圆周侧紧密地围绕着要密封的机器构件并在面朝机器构件的那一侧有第一个成型表面和在背对机器构件的那一侧有第二个成型表面，在密封装置的纵剖面内观察，第一个成型表面由密封唇构成，密封唇配置成互相具有轴向间距地相邻，以及在密封装置的纵剖面内观察，第二个成型表面由肋构成，肋配置成互相具有轴向间距地相邻。

由DE 19836986 C2已知这种密封装置。第一个成型表面由锯齿形槽构成以及第二个成型表面由基本上U形的在背对轴的一侧敞开的槽构成，其中，密封唇的高度与肋高度之比约为0.5，以及密封唇的间距与肋的间距之比约为1。

本发明的目的是进一步发展前言所述类型的密封装置，使密封片至少在其背离固定段的端部基本上没有内应力以及可靠地紧贴着围绕要密封的机器构件。

按本发明此目的通过权利要求1的特征达到。从属 涉及有利的设计。

为达到此目的规定，第一个由密封唇的高度与肋的高度构成之比值和第二个由密封唇的间距与肋的间距构成之比值均大于1。采用密封段的这种设计，有效地避免了制造引起的不希望的内应力，以及密封段背离固定段的那一端在有均匀的弹性预紧力的情况下沿周向紧密地围绕着要密封的机器构件。其结果是按本发明的密封装置有更好的使用特征，由此改善了密封效果。

若与此相对，第一个由密封唇的高度与肋的高度构成之比值如先有技术中那样小于1，则带来的缺点是，当密封片的起始厚度小时，它会被过分地削弱，使密封片沿周向围绕着机器构件的紧度对于密封性而言不够大。

若除此之外或选择第二个由密封唇的间距与肋的间距构成之比值如先有技术那样为1或甚至更小，则带来的缺点是为了降低密封片在密封段中的内应力，肋的数量太少。密封段的端部不能在有均匀预紧力的情况下围绕要密封的机器构件。

业已证明特别有利的是，第一个和第二个比值同样大小，优选地为3。采用这种比值的优点是，由此可达到最长的运行时间、最低的功率损失以及最少的积碳。

若第一个比值远大于3，例如大于35，则缺点是由于肋的高度低因而第二个成型表面不能满足所提出的要求。

若第二个比值远大于3，例如大于6，则缺点是由于肋的表面小因而第二个成型表面失去其作用。

按本发明的密封圈有利的使用特性由于采取下列措施而得到有力的支持，即令第三个在互相相邻的密封唇之间的轴向间距与密封段厚度之比值基本上等于1。在这种情况下带来的优点是，密封唇有一个有利于工作的大的表面，不会不允许地削弱密封片。

若第三个比值明显地偏离1，亦即例如只等于0.5，则缺点是为了在彼此相邻的密封唇之间能有工作效能的轴向间距，密封片必须如此之厚，以致它不再能顺应轴的圆形误差，其结果是导致不密封性。

若第三个比值大于1，例如等于3，则缺点是密封唇的数量对于足够的回输作用而言太少。

这三个按本发明的密封片的比值采用按本发明的有利的协调关系，与前言授引的先有技术的密封圈相比，在密封间隙内的温度和功率损失减小，从而改善了密封能力和延长了使用寿命。

按本发明的这三个比值的协调关系允许采用很薄的密封片，其结果是能特别经济地生产。

密封唇和肋可以有相同或不同的形状。在密封装置的纵剖面内观察，有利的形状例如是基本上三角形、等腰三角形和是锯齿形的结构。U形或正弦形的设计也是可能的。选择时应顾及工作条件和要密封的介质。

按一项有利的设计规定，沿密封圈的周向肋和/或密封唇设计为螺旋线形的。与上述型面相结合，如此设计的第一个成型表面的优点是，当密封装置用作径向的轴密封圈时，要密封的介质极好地从密封唇与要密封的机器构件之间的径向区朝要密封的腔的方向回输。不属于本发明的对象并可由专业人员根据具体的使用情况规定的回输旋转可按这样的方式设计，即与要密封的轴的旋转方向无关地能实现要密封的介质进入要密封的腔的回输作用。在轴未旋转时的静态密封可通过在一个位置终止此旋转来实现。

作为密封唇边界的凹槽与可作为密封唇边界的切口相比凹槽的容积较大，所以这些凹槽能特别好地适用于容纳要密封的介质中的杂质，例如适用于容纳积炭。采用密封唇和肋的这种配置以及采用密封圈的这种有利的设计，使密封片沿径向有很好的柔性，并有能力在即使轴有圆形误差时也能良好地顺应要密封的轴的运动。此外，密封片的密封段有比较大的表面，并因而特别良好地适用于快速地向周围导出密封段产生的摩擦热。