[发明专利]用于机器系统的套式密封件及方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及在机器系统中的枢转部件之间的密封，并且更具体地涉及在机器部件之间的轴向压缩的套式密封件，以在其中形成储存轴向压缩能量的径向向外隆起。

背景技术

在机器系统中使用各种不同类型的密封件。在相对于彼此可移动的机器系统部件的情况中，提供有效的防液体或防碎屑的密封件可带来特殊的挑战。一方面，可能存在的固有困难在于，在部件接触密封件相对于彼此移动处排除或阻止液体或碎屑的漏出。此外，相对运动可导致密封件和/或所关注的机器部件的磨损。将理解的是，在被试图密封的部件具有多个运动自由度的机器系统的情况中，开发能在三维空间中兼容主题部件的全部或甚至多个不同构造并且仍能实现合理的使用寿命的密封系统可能是非常困难的，时常需要对很多不同的设计重复进行现场测试或模拟测试。

对于Hassan的第3,322,445号美国专利提出一种球形接头密封，其旨在限制灰尘、水或其他杂质进入到接头内部，同时将润滑剂保持在密封件内。虽然Hassan可足够起作用，但是在其预期的使用环境之外，可能存在关于该密封件适应性范围的限制。

发明内容

在一个方面中，一种机器系统包括第一机器部件、第二机器部件和接头组件，第二机器部件在有限的角枢转范围内相对于第一机器部件可枢转，接头组件连接第一和第二部件并包括在它们之间密封的套式密封件。套式密封件限定在第一和第二轴向端部之间延伸的中心轴线，并且第一和第二密封圈分别放置在第一和第二轴向端部处。第一密封圈与第一机器部件径向接触，并且第二密封圈与第二机器部件轴向接触。套式密封件在第一和第二机器部件之间保持轴向压缩，并且包括储存轴向压缩能量的径向向外隆起，使得第二密封圈被偏压使其抵靠第二机器部件。

在另一个方面，提供一种用于接头组件的套式密封件，接头组件连接在有限的角枢转范围内相对于彼此可枢转的第一与第二机器部件。套式密封件包括弹性密封件主体，其限定中心轴线并包括主体壁，该主体壁在第一轴向主体端和第二轴向主体端之间延伸，并在周向上围绕中心轴线。第一轴向主体端限定较大直径的圆形开口，而第二轴向主体端限定较小直径的圆形开口。第一密封圈位于第一轴向主体端处，并且包括可放置为与第一机器部件径向接触的暴露的外径向表面。第二密封圈位于第二轴向主体端处，并且包括可放置为与第二机器部件轴向接触而的暴露的外轴向表面。弹性密封件主体进一步限定轴向主体长度，并且处于静止构造中，在静止构造中，主体壁形成从第一到第二轴向主体端延伸轴向主体端长度的大部分的曲线形锥部。响应于在第一和第二机器部件之间的轴向压缩，弹性密封件主体可变形到挤压构造，在挤压构造中主体壁形成储存轴向压缩能量的径向向外隆起，以偏压第二密封圈使其抵靠第二机器部件。

在又一方面，一种用于组装机器系统的方法，其包括使放置在套式密封件的第一端处的第一密封圈的外径向表面与机器系统中的第一部件接触，并且使放置在套式密封件的第二端的第二密封圈的外轴向表面与机器系统中的第二部件接触。所述方法还包括，在第一及第二部件之间压缩套式密封件，使得所述套式密封件从具有延伸于第一和第二端之间的曲线形锥部的静止构造变为形成隆起以储存压缩能量的挤压构造。所述方法还包括，经由所储存的压缩能量，偏压第二密封圈使其抵靠第二部件，以及在有限的角枢转范围内可枢转地将第一部件与第二部件连接，使得所述套式密封件被保持在其间的挤压构造中。

附图说明

图1是根据一个实施例的具有机器系统的机器的示意性侧视图；

图2是根据一个实施例的机器系统的示意图；

图3是图2的机器系统的一部分的剖视图；

图4是根据一个实施例的套式密封件的立体图；

图5是图4的套式密封件的侧剖视示意图；

图6是图2的机器系统一部分的局部侧剖视图；

图7是与图6类似的侧剖视图，其中机器系统的部件相对于彼此倾斜；以及

图8是根据一个实施例的在套式密封件安装期间的力与位移对比的曲线图。

具体实施方式