[发明专利]轴向轴密封环和密封组件

说明书

本发明涉及一种轴向轴密封环(20)，具有通过可弹性变形的密封膜片(28)相互连接的保持区段(24)和密封区段(26)。密封膜片(28)在轴密封环(20)的周向方向上具有多个用作密封膜片(28)的周边储备的空间结构区域R。由于与轴密封环(20)绕其中心轴线(22)的旋转运动相关联且作用于密封膜片(28)上的离心力F_R，密封膜片(28)沿径向方向的扩张在空间结构区域中以如下方式实现，即密封膜片(28)将方向与压力F_A相反的、且轴向指向的拉力F_Z作用在密封区段(26)上。本发明还涉及一种具有这种轴向轴密封环(20)的密封组件(10)。

技术领域

本发明涉及一种轴向轴密封环、以及一种包括该轴向轴密封环的密封组件。

背景技术

轴向轴密封环(Axial-Wellendichtringe，AWDR)在实践中常用于次级密封任务。因此，轴向轴密封环常用于防尘或防溅水。与所谓的径向轴密封环(Radial-Wellendichtringen，RWDR)不同的是，轴向轴密封环的动态密封区段不靠置在轴上，而是通常在相对于密封环的中心轴线而言的轴向方向上密封地靠置在壳体部分上。

已知的构造是还执行迷宫功能的所谓的V形环和伽玛环。

现代电动机的驱动轴(例如在机动车或机床中)转速很容易达到高达40000转/分钟，于是轴向轴密封环会承受巨大的机械负荷和热负荷。这会大大缩短了轴密封环的使用寿命。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种即使在上述高转速下仍具有经改善的使用寿命的轴向轴密封环以及具有这种轴向轴密封环的密封组件。

与所提及的轴向轴密封环有关的任务通过具有本发明所述的特征的轴向轴密封环来实现。根据本发明的密封组件在本发明的技术方案中给出。本发明的优选实施方式是从说明书的主题。

根据本发明的轴向轴密封环具有保持区段，该保持区段能以静态密封的方式布置在绕着旋转轴线可旋转的轴上。所述轴向轴密封环的密封区段用于在相对于所述轴向轴密封环的中心轴线而言的轴向方向上以动态密封的方式靠置在密封面上。所述轴向轴密封环以环形将中心轴线包围，从而，当所述轴向轴密封环处于安装在轴上的状态时，该轴向轴密封环的中心轴线与其旋转轴线重合。所述保持区段和所述密封区段通过可弹性变形的密封膜片(Dichtungsmembran)彼此连接，所述密封膜片从保持区段沿径向向外朝着密封区段延伸。当所述轴向轴密封环处于安装在轴上的状态时，所述密封区段可以通过所述密封膜片借助压力F_A抵着所述密封面预紧。因此，当所述轴向轴密封环处于安装状态时，所述密封膜片用作所述密封区段的预紧元件。根据本发明，所述密封膜片在所述轴密封环的周向方向上具有多个空间结构区域(Raumstrukturbereiche)，这些空间结构区域用作所述密封膜片的周边储备(Umfangsreserve)。根据本发明，通过与所述轴密封环绕其中心轴线的旋转运动相关联的且作用于该密封膜片上的离心力，至少在所述密封膜片的空间结构区域中，实现所述密封膜片在径向方向上相对于所述密封区段的扩张，以至于所述密封区段能够通过所述密封膜片加载以轴向指向的拉力F_Z。由此，所述轴向轴密封环的起动态密封作用的密封区段的负荷可以根据所述轴向轴密封环绕着其中心轴线的相应转速来减轻，也即与转速相关地改变。根据所述轴向轴密封环的布局不同，所述密封区段甚至可以从各自配属的密封面脱离，也即在轴向方向上移开。总体上，即使在轴的转速极高的应用场合中，由此也能够可靠地反作用于所述密封区段的机械过载和热过载。根据本发明的轴向轴密封环的密封区段自身无需(或无法)在该轴向轴密封环运行使用期间该轴向轴密封环出现转速(或圆周速度)时变形，从而密封区段的材料能够主要根据相应的密封要求来选择。就此而言，所述轴向轴密封环的密封区段可以简单地由粘弹性材料制成，例如PTFE(聚四氟乙烯)，或者由与密封膜片相比形状稳定或基本上形状稳定的材料制成，例如金属或(工业)陶瓷。所述密封膜片可以由粘弹性材料或橡胶弹性可变形材料制成。原则上，本领域技术人员熟悉的标准材料，例如丙烯腈-丁二烯橡胶或硅树脂、EPDM(乙烯-丙烯-二烯橡胶)、FKM(碳氟橡胶)或HNBR(氢化丙烯腈-丁二烯橡胶)在这里特别适合。