专利名称：密封结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种密封结构，包括一装在外壳内孔中轴的径向密封圈，它用一密封唇在径向预过盈下紧密地围绕一需密封的轴，这里密封唇位于一由韧性材料做的支承环的径向向内指向的第一边旁，轴向伸展的第二边在径向外侧有弹性材料覆层，它在径向预过盈下紧靠在构成外壳内孔边界的壁上，这里在径向方向上在第二边和轴之间安装有滚动轴承，并且密封唇位于轴向方向滚动轴承和第一边朝向需密封空间的那一侧上。
这样的密封结构由DE-GM9400766已知，滚动轴承做成滚珠轴承，并包括一外座圈和内座圈。它们通过做成滚动体的滚珠互相支承。外座圈由两个轴向相接地布置的环体组成，它们借助于一产生轴承预压力的弹簧件压向滚动体。一密封件相对于轴承周围密封一由座圈形成的环形间隙。密封件早期硫化在外座圈环体上，它做成与滚动轴承互相过渡成一体。其中当然应注意，与密封件组合的滚动轴承由形状比较复杂的零件构成，这从制造技术的和经济的观点，是不大令人满意的。在先已知的密封结构中单独更换轴承和(或)密封圈是不可能的。另外，没有径向和轴向消振。
本发明的任务是，进一步发展在开始提到的那种密封结构，以便可靠地阻止振动由需密封的轴、通过滚动轴承和轴的径向密封圈、向轴承外壳传递。
按本发明这一任务用权利要求1的特征解决，从属的权利要求涉及有优点的构造。
为了解决这一任务，在本发明框架内规定第二边在背向需密封空间的端面上，至少部分地由覆层围绕，并且用覆层可消振地紧靠在壁的纵向止挡上。通过支承环仅与滚动轴承外环接触，因而不在任何地方接触外壳，所以排除了振动由旋转的轴、通过旋转的内环和旋转的滚动体、相对于它们静止的外环和支承环，向外壳传递的可能性。此外，通过消振促使降低运转产生的噪音。
支承环最好具有一基本上是Z-形的横截面。由于支承环简单的几何形状，它可以简单而便宜地制造。支承环最好由一无切屑可变形金属材料制成，例如由深冲来制造。
端面最好有一径向凸起，它由壁隔一径向距离围绕，这里由这一距离形成的间隙用覆层填充。径向凸起起覆层衬板的功能。此外，通过径向凸起平行于外壳的纵向止挡伸展，使密封结构相对于外壳成为无倾斜地、更好的空间布置。
第一边最好做成在一径向内侧第一局部区背着滚动轴承的方向、在需密封空间的方向上弯曲，并与滚动轴承的内环隔一轴向距离、不相接触地相邻布置。第一局部区与一径向平面最好构成一2°到15°的锐角。在这样的结构中的优点是，滚动轴承的装配空间不构成需密封空间的组成部分，因此，装进去的轴承不经受压差。在需密封空间外，有与在长期润滑的轴承内一样的压力。通过消除压力，将避免从轴承中损失润滑剂，滚动轴承的耐久性明显提高。通过第一局部区在需密封空间的方向上弯曲，将保证滚动轴承内环相对于滚动轴承外环自由地相对运动。不同于滚动轴承外环，滚动轴承内环不以其端面接触支承环相对应的局部区。
覆层和密封唇最好做成材料一致的和一体的。形成密封唇和覆层的弹性材料，既用于旋转轴的动态密封、也用于相对于外壳的静力密封。
通过材料一致的和一体的构造，密封结构的制造，在制造技术和经济方面，简单和便宜。
第一边和第二边最好各仅在背向滚动轴承的面上装有覆层的弹性材料，例如由轴的不平衡引起的振动，将通过第二边径向外侧装的覆层而减振。滚动轴承的外环在第一边径向内侧，与优先由一金属材料制成的支承环直接紧密接触。滚动轴承是这样压入支承环的，即朝向需密封空间的端面紧密接触在径向方向伸展的第一边上。因此，滚动轴承在支承环内的定位特别简单。此外，由轴的径向密封圈和滚动轴承组成的可预装单元，在轴向仅有很小的尺寸。
承载的密封结构可作为轴承衬套用于安装内燃机的曲轴轴承。通过使用承载的密封结构作为轴承衬套，就没有必要用切削加工来制造内燃机曲轴箱中的轴承座。在承载的密封结构中，一方面减振地装进了滚动轴承，另一方面密封了穿过外壳的轴的通道。第二边的、支承环的和(或)外壳内孔的直径偏差，将由弹性的覆层无问题地补偿。
下面借助于附图
进一步说明按本发明的密封结构的结构实例。
图中表示了一个承载的密封结构，它用作轴承衬套，用于安装做成曲轴轴承的滚动轴承10。轴的径向密封圈2压入外壳内孔1中，外壳内孔1构成内燃机曲轴箱的组成部分。轴的径向密封圈2以一承受动态载荷的密封唇4围绕着需密封的轴3。密封唇4同支承环6的径向向内指向的边5连接。第二边7在轴向方向上伸展，并且径向外侧填充了弹性材料的覆层8，后者形成静力密封。覆层8和密封唇4互相过渡成一体并由一一致的弹性材料构成。覆层8径向外侧由构成外壳内孔1边界的壁9、在径向预过盈下密封地围绕。此外，覆层8是在第二边7的端面区域内弹性地预加载的。第二边7在背向需密封空间的端面12上由覆层8包围，并且通过覆层8消振地紧靠在壁9的纵向止挡13上。在径向凸起14的外周界面和壁9之间的间隙15内，也填充了覆层8。
在这个结构实例中，滚动轴承10做成深槽球轴承，并压入第二边7中。滚动轴承10和密封构成一可预装的单元。密封唇4位于轴向方向滚动轴承10和第一边5朝向需密封空间11的那一侧上。为了保证滚动轴承10的内环17和外环21相互间有好的相对运动，第一边5分成两个径向相互相邻的局部区16、20，其中径向靠内的第一局部区16向需密封空间11的方向变形。按规定使用密封结构时，不发生内环17与内局部区16的接触，由此保证滚动轴承10的内环17相对于同支承环6压在一起的外环21的相对转动。第一局部区16与一径向平面18构成一个角19，它在本结构实例中为7°。
为了在一切运转条件下，都能保证密封唇4在需密封的轴3的表面上有足够大的径向压紧，轴的径向密封圈2装有环形螺旋弹簧22。
覆层8径向外侧可有在轴向方向伸展的波浪，以使静力密封和密封结构的位置、以及在外壳内孔1中的装配，进一步改善。
由于支承环6在嵌入状态不在任何位置直接接触外壳内孔1的壁9，而是通过覆层8消振地嵌在其内，这使运转产生的噪音明显降低。
权利要求
1.密封结构，包括一装在外壳内孔中的轴的径向密封圈，它用一密封唇在径向预过盈下紧密地围绕一需密封的轴，这里，密封唇位于由韧性材料做的支承环的径向向内指向的第一边旁，轴向伸展的第二边径向外侧有弹性材料覆层，它在径向预过盈下紧靠在构成外壳内孔边界的壁上，这里在径向方向上在第二边和轴之间安装有滚动轴承，并且密封唇位于轴向方向在滚动轴承和第一边朝向需密封空间的那一侧上，其特征为第二边(7)在背向需密封空间(11)的端面(12)上，至少部分地由一覆层(8)包围，并且以覆层(8)消振地紧靠在壁(9)的纵向止挡(13)上。
2.按照权利要求1的密封结构，其特征为支承环(6)具有一基本上是Z形的横截面。
3.按照权利要求1或2所述的密封结构，其特征为端面(12)具有一径向凸起(14)，它由壁(9)隔一径向距离地围绕。
4.按照权利要求3的密封结构，其特征为由距离形成的间隙(15)用覆层(8)填充。
5.按照权利要求1至4中的任一项的密封结构，其特征为第一边(5)在径向靠内的第一局部区(16)上逆着滚动轴承(10)的方向，向着需密封空间(11)的方向弯曲，并与滚动轴承(10)的内圈(17)隔一轴向距离、不相接触地相邻布置。
6.按照权利要求5的密封结构，其特征为第一局部区(16)与一径向平面(18)构成2°到15°的锐角(19)。
7.按照权利要求1至6中的任一项的密封结构，其特征为覆层(8)和密封唇(4)做成同一材料的和一体的。
8.按照权利要求1至7中的任一项的密封结构，其特征为第一边(5)和第二边(7)各仅在背向滚动轴承(10)的面上填充了弹性材料。
9.按照权利要求1至8中的任一项的密封结构，其特征为第一局部区(16)和基本上在径向方向伸展的第二局部区(20)，在滚动轴承(10)的内环(17)和外环(21)之间做成从一个局部区过渡到另一局部区。
全文摘要
密封结构,包括一安装在外壳内孔(1)中的轴的径向密封圈(2),它用一密封唇(4)在径向预过盈下紧密地围绕一需密封的轴(3),这里,密封唇(4)位于由韧性材料做的支承环(6)的径向向内指向的第一边(5)旁。轴向伸展的第二边(7)径向外侧有弹性材料覆层(8),它在径向预过盈下紧靠在构成外壳内孔(1)边界的壁(9)上,这里在径向方向上在第二边(7)和轴(3)之间安装有滚动轴承(10),并且密封唇(4)位于轴向方向在滚动轴承(10)和第一边(5)朝向需密封空间(11)的那一侧上。第二边(7)在背向轴向(11)的端面(12)上至少部分地由覆层(8)包围,并且以覆层消振地紧靠在壁(9)的纵向止挡(13)上。
文档编号F16C27/06GK1183519SQ9711748
公开日1998年6月3日 申请日期1997年8月20日 优先权日1996年11月23日
发明者罗尔夫·施塔德勒 申请人:卡尔.弗罗伊登伯格公司