[发明专利]密封组件及用于形成密封组件的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及在柔性接头上使用的密封组件和用于形成这类密封组件的方法。

背景技术

柔性接头在各种设备例如机械中，以便连接可以彼此相对移动的部件。一类柔性接头是球形接头，其中通过具有安装于其中的轴颈的半球形轴承将两个部件连接用于复合运动。可以在轴颈的两侧设置一对环形密封组件，以便保护接头免受碎片的影响或免受环境损坏。

当在某些应用中、例如在环境可能包括高浓度粉尘和碎屑的非公路机械上使用接头时，密封可能特别有利。例如，矿用载重卡车可以使用四联杆悬架来将后桥连接到车架上。在每个联杆的相对端处可以使用球形接头来连接到车架或桥壳上，而每个球形接头又可以使用两个密封组件来密封轴颈。因此，四联杆悬架可以包括16个密封组件，其中每个密封组件都用来承受在通常大型矿用载车卡车的运行期间所经历的潜在的大的变形，同时保护轴颈免受环境影响。

在运行期间，联杆可以枢转以便允许桥壳相对于车架移动。联杆的枢转可能引起绕每个接头的轴颈销的相对旋转运动和横向于该旋转运动的枢转运动。密封组件在横向枢转运动期间变形，这可能缩短密封组件的使用寿命。常规密封组件通常包括一对内、外挡圈，在它们之间具有沿径向延伸的弹性体密封件。这种密封构型当暴露于机械运行期间所经历的枢转运动之下时未显示出令人满意的使用寿命。

某些常规密封组件试图通过在径向上锻造密封件来减少运行期间所经历的应变量。径向锻造通常包括将密封件的外表面向内压缩以便给密封件预加应变。尽管径向锻造可以在运行期间有效地减少某些密封应变，但这种应变减少可能不足以满足密封件可能经历相当大变形的某些应用，并要求制造期间的至少一个额外步骤，且费用过高。

发明内容

按照本发明的某些方面，提供了一种用于在第一部件和第二部件之间进行密封的密封组件，该密封组件具有连结到第一部件上并限定密封组件轴线的内表面，和连结到第二部件上的外表面，该内表面限定内接触面，该外表面限定外接触面。密封体在内表面和外表面之间延伸，该密封体包括从内表面向外延伸的体部内段、从外表面向内延伸的体部外段和在体部内段与体部外段之间延伸的体部中心段，该密封体限定大致S形的横截面。

在本发明的可以与这些方面的任何方面结合的另一方面，密封体具有初始构型，在该初始构型中内接触面与外接触面间隔开一初始偏移距离I，其中该初始偏移距离I为约3mm至22mm。

在本发明的可以与这些方面的任何方面结合的另一方面，密封体限定一等于内表面和外表面之间的径向距离的高度H以及一等于体部中心段的平均厚度的厚度T，其中该密封体的高度与厚度的比值H/T为约3-9。

在本发明的可以与这些方面的任何方面结合的另一方面，高度与厚度的比值H/T为约5-8。

在本发明的可以与这些方面的任何方面结合的另一方面，密封体的厚度T为约6mm至19mm。

在本发明的可以与这些方面的任何方面结合的另一方面，偏移距离I为约5mm至16mm。

在本发明的可以与这些方面的任何方面结合的另一方面，用于在第一部件和第二部件之间进行密封的密封组件包括连结到第一部件上并限定密封组件轴线的内表面，连结到第二部件上的外表面和在内表面与外表面之间延伸的密封体，该密封体包括从内表面向外延伸的体部内段、从外表面向内延伸的体部外段以及在体部内段和体部外段之间延伸的体部中心段，该密封体限定大致S形的横街面。密封体限定一高度H，该高度等于内表面和外表面之间的径向距离，体部内段包括基准点A，该密封体具有初始构型和安装好的构型，其中体部内段在轴向上相对于体部外段偏移，以使基准点A在初始构型和安装好的构型之间位移一偏移距离O。

在本发明的可以与这些方面的任何方面结合的另一方面，密封体还具有偏移距离与高度的比值O/H，其中偏移距离与高度的比值为约0.05-0.4。

在本发明的可以与这些方面的任何方面结合的另一方面，偏移距离与高度的比值O/H为约0.1-0.3。

在本发明的可以与这些方面的任何方面结合的另一方面，偏移距离与高度的比值O/H为约0.2。