[发明专利]具有弹簧垫圈的滑环密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种滑环密封装置，该滑环密封装置包括旋转的滑环和静止的滑环以及弹簧垫圈，所述弹簧垫圈用作至少一个滑环的预紧装置。

背景技术

现有技术中已知有不同设计形式的滑环密封装置。在现有技术的滑环密封装置中，滑环的弹性用于提供滑动面所需的关闭力，而滑环密封件不会在缺少压力载荷时打开。由文献DE 20 2008 011 032 U1公开了这种预紧装置的一个例子，其中多个在圆周上分布的圆柱形螺旋弹簧向压力传递环施加预紧力，压力传递环与滑环接触。由此施加必要的轴向预紧力。然而为了容纳螺旋弹簧需要多个凹部或容纳部，由此增加了滑环密封装置的制造成本。此外，预紧装置设置在旋转的滑环上，由于旋转的滑环与将旋转传递到滑环的扭矩销之间相对移动，在预紧装置中还存在磨损的可能性。

发明内容

因此本发明的任务在于，提出一种滑环密封装置，该装置在结构简单和制造简便且成本低的情况下改善滑环的弹性。

该任务通过具有权利要求1所述特征的滑环密封装置完成，各从属权利要求示出了本发明的优选的改进。

根据本发明，具有权利要求1所述特征的滑环密封装置包括用作预紧装置的弹簧垫圈，该弹簧垫圈具有至少一个弹簧板和设置在弹簧板的自由端部的啮合区域。弹簧板沿弹簧垫圈的圆周方向延伸。弹簧板与弹簧垫圈的基体连接并且沿滑环密封装置的轴向方向提供弹力。弹簧垫圈的啮合区域与滑环上设置的凹口啮合，以便将沿轴向方向作用的预紧力施加到滑环上。根据本发明，因此仅需要单件构件作为预紧装置，这样成本就非常低并且制造简便。此外，尤其还可以通过根据本发明的弹簧垫圈显著缩短滑环密封装置的轴向结构长度，因为根据本发明的弹簧垫圈沿轴向方向仅具有相对小的厚度。

特别优选地，弹簧垫圈是单件构件，特别是优选由弹簧钢制成的冲压弯曲构件。由此能够以非常低的成本制造弹簧垫圈，并且弹簧垫圈的装配也可以是非常简单的。优选地，弹簧板与弹簧垫圈所在的平面有微小的夹角。

进一步优选地，在滑环的外圆周上构造滑环上的凹口。由此，滑环的主体不依赖于孔或者凹口或者此类机构，并且弹簧垫圈的啮合区域啮合到在外圆周上形成的凹口中。在滑环外圆周上的凹口优选是沿滑环轴向方向延伸的槽，优选为贯通的槽。

根据本发明的另一优选设计方案，弹簧垫圈包括具有啮合区域的多个弹簧板，特别优选为三个或四个弹簧板。由此在滑环中实现预紧力在滑环圆周上的均匀分布。

进一步优选地，弹簧板具有分级的弹簧作用。分级的弹簧作用可以例如仅仅在预定的温度下被提供。为此弹簧板例如由记忆金属制造，该金属在达到预定温度时会改变弹性特征。

为了尽可能低成本地提供具有不同弹性特征的弹簧垫圈，优选弹簧板具有涂层，其中涂层可以是部分涂层(即部分地涂层)或者全部涂层，和/或设有具有不同宽度和/或不同圆周长度的弹簧板。通过前述特征可以提供所期望的预紧装置预紧力的个别调节，其中在多个弹簧板的情况下各个弹簧板也可以构造不同。此外还可以通过选择不同的弹簧板材料来达到不同的预紧力。

进一步优选地，弹簧板上的啮合区域与滑环上的凹口之间形状锁合地连接。由此防止在啮合区域与凹口之间有空隙，从而在运行期间不会在形状锁合连接处出现磨损。此外当旋转的滑环上使用预紧装置时，除了预紧功能之外还能够可靠且无损耗地实现扭矩从旋转的构件经由预紧装置到旋转的滑环的传递。在此另一优点在于，形状锁合的连接允许在旋转的滑环上沿两个方向旋转，而不需要额外的费用。由此特别显著地延长了弹簧垫圈的寿命。

优选地，弹簧板沿弹簧垫圈的径向方向具有固定的宽度。由此，尤其防止了在弹簧板上的过度负荷。

根据本发明的预紧装置在此既可以应用在静止的滑环上也可以应用在旋转的滑环上。如果必要，也可以同时在两类滑环上应用预紧装置。

进一步优选地，预紧装置与滑环直接接触。由此可以省去中间设置的压力传递环或此类机构。

根据本发明的弹簧垫圈优选构造成封闭的环。弹簧板优选设置在弹簧垫圈的内圆周上。

对于与滑环的特别可靠的啮合，优选弹簧板的啮合区域是弯折的，优选弯折大约90°的角度。因此，啮合区域基本上沿轴向方向延伸。由此还可以可靠并且简单地防止通过旋转的滑环的旋转意外带动静止的滑环。

进一步优选地，弹簧板的啮合区域在啮合区域的最末端具有附加弯曲部。由此可以实现啮合区域的自由端部的额外加固。进一步优选地，啮合区域以附加弯曲部贴靠在凹口的壁部区域上。由此尤其可以实现弹簧板进而是弹簧垫圈相对于滑环的固定，该滑环具有凹口。