本發(fā)明涉及一種用于液壓缸的密封組件。特別地，本發(fā)明涉及一種密封組件，其包括環(huán)形緩沖密封件和沿緩沖密封件的密封面的徑向范圍延伸的環(huán)形支撐環(huán)。

背景技術(shù)：

1、許多作業(yè)機(jī)械，例如拖拉機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)和其它運(yùn)土設(shè)備，利用液壓致動(dòng)器來(lái)產(chǎn)生完成其任務(wù)所需的機(jī)器的各個(gè)部分的力和相對(duì)移動(dòng)。例如包括液壓缸和流體馬達(dá)的這些液壓致動(dòng)器通常包括設(shè)置在可移動(dòng)元件的相對(duì)側(cè)上的兩個(gè)流體腔室。加壓流體被引入到流體腔室之一中，這使得可移動(dòng)元件相對(duì)于液壓致動(dòng)器殼體移動(dòng)。

2、可移動(dòng)元件通常通過(guò)桿或軸連接到作業(yè)機(jī)器上的作業(yè)工具或其它機(jī)器部件。通常，每個(gè)液壓致動(dòng)器包括與桿或軸接合的密封裝置，以防止加壓流體在使用期間從液壓致動(dòng)器的流體腔泄漏。在美國(guó)專利第6,129,358號(hào)中描述了一種用于液壓缸的這種密封裝置，該專利描述了一種適于形成密封狀態(tài)的單向桿密封環(huán)。

3、一種用于液壓缸的密封裝置可以包括一系列密封件，所述密封件設(shè)置在液壓缸的筒的桿端的缸蓋或凸緣中，以在活塞桿的出口點(diǎn)附近接合軸或活塞桿。在缸筒的桿端的缸蓋和/或凸緣可以包括一系列環(huán)形凹槽或沉孔，其沿著缸筒的桿端的徑向內(nèi)圓周表面軸向地間隔開(kāi)，其中環(huán)形凹槽被配置為接收各密封件。

4、在液壓缸的缸筒的桿端處的缸蓋和/或凸緣中的環(huán)形凹槽(其適于接收各種密封件)在液壓缸正用于侵蝕性應(yīng)用中時(shí)可能被損壞，所述侵蝕性應(yīng)用例如是用作諸如挖掘機(jī)、履帶式拖拉機(jī)的機(jī)器上的吊桿、桿或鏟斗缸的液壓缸，或在諸如采煤、鋁土礦、鐵礦或其它礦物的應(yīng)用中工作的大型輪式裝載機(jī)。重型機(jī)械在運(yùn)土作業(yè)中的其它應(yīng)用也可能使重型機(jī)械上使用的用于使機(jī)械的各種部件相對(duì)于彼此和相對(duì)于工作表面移動(dòng)的液壓缸暴露于可穿過(guò)位于液壓缸的活塞桿和缸蓋之間的密封件陣列中的一個(gè)或多個(gè)密封件的磨料。密封件陣列可設(shè)計(jì)成防止液壓缸內(nèi)的加壓液壓流體在活塞桿和液壓缸的蓋之間向外泄漏，以及防止材料從液壓缸外部污染到液壓缸側(cè)部的活塞桿側(cè)腔室(也稱為“桿端”腔室或“蓋端”腔室)中，其中活塞桿從缸出來(lái)。在一些應(yīng)用中，污染物可能聚集在密封件的密封表面與缸蓋中的環(huán)形凹槽的表面和/或在缸筒的桿端處的適于接納密封件的凸緣之間。這些污染物可能嵌入到密封件的與缸蓋和/或凸緣中的環(huán)形凹槽的表面接合的面中，并且在液壓缸的操作期間，隨著時(shí)間的過(guò)去，具有嵌入的磨蝕污染物的密封件與環(huán)形凹槽之間的相對(duì)移動(dòng)可能導(dǎo)致研磨掉環(huán)形凹槽的一部分(通常形成在缸筒的桿端處的缸蓋和/或凸緣的金屬材料中)，從而在密封件附近產(chǎn)生不希望的臺(tái)階或間隙，這可能最終導(dǎo)致密封件的失效和液壓缸的泄漏。

5、所公開(kāi)的各種密封組件的示例性實(shí)施例，以及用于液壓缸中以在液壓缸的活塞桿和液壓缸的缸筒的桿端處的缸蓋和/或凸緣之間提供密封接合的密封件和磨損引導(dǎo)件的布置旨在解決上述所有或一些問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、一方面，本發(fā)明涉及一種用于液壓缸的液壓缸活塞桿的密封組件。密封組件包括環(huán)形緩沖密封件，其包括第一軸向壓力側(cè)和與第一軸向壓力側(cè)相對(duì)的第二軸向密封側(cè)，所述第一軸向壓力側(cè)被配置為面向所述液壓缸的桿端腔室，并且裝配在所述活塞桿穿過(guò)的所述液壓缸的桿端中限定的環(huán)形凹槽的第一軸向側(cè)表面附近，所述第二軸向密封側(cè)包括徑向外部環(huán)形密封表面和徑向內(nèi)部環(huán)形密封表面，其中所述徑向外部環(huán)形密封表面比所述緩沖密封件的所述徑向內(nèi)部環(huán)形密封表面與所述環(huán)形緩沖密封件的所述第一軸向壓力側(cè)間隔得更遠(yuǎn)，使得在所述環(huán)形緩沖密封件的所述第二軸向密封側(cè)上圍繞所述環(huán)形緩沖密封件的內(nèi)徑形成環(huán)形凹口。該密封組件還包括環(huán)形支撐環(huán)，該環(huán)形支撐環(huán)包括徑向延伸的腿部和軸向延伸的腿部，該徑向延伸的腿部被配置為沿環(huán)形緩沖密封件的徑向外部環(huán)形密封表面的大致整個(gè)徑向范圍延伸，該軸向延伸的腿部與徑向延伸的腿部鄰接，并被配置為在環(huán)形緩沖密封件的第二軸向密封側(cè)上軸向延伸到圍繞環(huán)形緩沖密封件的內(nèi)徑形成的環(huán)形凹口中。

2、在另一方面，本發(fā)明涉及一種液壓缸，該液壓缸包括缸筒、缸蓋和在筒的桿端處的凸緣，延伸穿過(guò)缸筒的桿端并被配置為相對(duì)于缸筒的桿端軸向移動(dòng)的活塞桿，以及設(shè)置在圍繞缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面形成的軸向間隔開(kāi)的環(huán)形凹槽中并被配置為與活塞桿密封接合的多個(gè)密封件。多個(gè)密封件中的一個(gè)是緩沖密封組件，該緩沖密封組件包括環(huán)形緩沖密封件，該環(huán)形緩沖密封件包括第一軸向壓力側(cè)和與第一軸向壓力側(cè)相對(duì)的第二軸向密封側(cè)，該第一軸向壓力側(cè)被配置為面向液壓缸的桿端腔室并且裝配在活塞桿穿過(guò)的缸筒的桿端中限定的環(huán)形凹槽的第一軸向側(cè)表面附近，第二軸向密封側(cè)包括徑向外部環(huán)形密封表面和徑向內(nèi)部環(huán)形密封表面，其中徑向外部環(huán)形密封表面比緩沖密封件的徑向內(nèi)部環(huán)形密封表面與環(huán)形緩沖密封件的第一軸向壓力側(cè)間隔得更遠(yuǎn)，使得在環(huán)形緩沖密封件的第二軸向密封側(cè)上圍繞環(huán)形緩沖密封件的內(nèi)徑形成環(huán)形凹口。該緩沖密封組件還包括環(huán)形支撐環(huán)，該環(huán)形支撐環(huán)包括徑向延伸的腿部和軸向延伸的腿部，該徑向延伸的腿部被配置為沿環(huán)形緩沖密封件的徑向外部環(huán)形密封表面的大致整個(gè)徑向范圍延伸，該軸向延伸的腿部與徑向延伸的腿部鄰接，并被配置為在環(huán)形緩沖密封件的第二軸向密封側(cè)上軸向延伸到圍繞環(huán)形緩沖密封件的內(nèi)徑形成的環(huán)形凹口中。

3、在又一方面，本發(fā)明涉及一種液壓缸，該液壓缸包括筒、缸蓋和在筒的桿端處的凸緣，以及延伸穿過(guò)缸筒的桿端并被配置為相對(duì)于缸筒的桿端軸向移動(dòng)的活塞桿。缸筒的桿端包括圍繞缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面形成的多個(gè)軸向間隔開(kāi)的環(huán)形凹槽，每個(gè)軸向間隔開(kāi)的環(huán)形凹槽被配置為用于支撐被配置為用于與活塞桿密封接合的密封構(gòu)件。多個(gè)密封件中的一個(gè)是緩沖密封組件，該緩沖密封組件包括環(huán)形緩沖密封件，該環(huán)形緩沖密封件包括第一軸向壓力側(cè)和與第一軸向壓力側(cè)相對(duì)的第二軸向密封側(cè)，該第一軸向壓力側(cè)被配置為面向液壓缸的桿端腔室并且裝配在活塞桿穿過(guò)的缸筒的桿端中限定的環(huán)形凹槽的第一軸向側(cè)表面附近，第二軸向密封側(cè)包括徑向外部環(huán)形密封表面和徑向內(nèi)部環(huán)形密封表面，其中徑向外部環(huán)形密封表面比緩沖密封件的徑向內(nèi)部環(huán)形密封表面與環(huán)形緩沖密封件的第一軸向壓力側(cè)間隔得更遠(yuǎn)，使得在環(huán)形緩沖密封件的第二軸向密封側(cè)上圍繞環(huán)形緩沖密封件的內(nèi)徑形成環(huán)形凹口。這些軸向間隔開(kāi)的環(huán)形凹槽中的一個(gè)被配置為用于支撐該緩沖密封組件的環(huán)形支撐環(huán)，其中該環(huán)形支撐環(huán)包括徑向延伸的腿部以及軸向延伸的腿部，該徑向延伸的腿部被配置為沿著該環(huán)形緩沖密封件的徑向外部環(huán)形密封表面的基本上整個(gè)徑向范圍延伸，該軸向延伸的腿部與該徑向延伸的腿部鄰接，并且被配置為軸向地延伸到在該環(huán)形緩沖密封件的第二軸向密封側(cè)上圍繞該環(huán)形緩沖密封件的內(nèi)徑形成的環(huán)形凹口中。

技術(shù)特征：

1.一種用于液壓缸(10)的液壓缸活塞桿(12)的密封組件，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，其中所述環(huán)形緩沖密封件(22)的第一軸向壓力側(cè)包括徑向外部環(huán)形壓力表面(220)，所述徑向外部環(huán)形壓力表面(220)通過(guò)兩個(gè)連續(xù)且會(huì)聚的錐形壓力表面(221、222)接合到徑向內(nèi)部環(huán)形壓力表面(223)，所述兩個(gè)連續(xù)且會(huì)聚的錐形壓力表面(221、222)一起限定所述緩沖密封件(22)的第一軸向壓力側(cè)中的環(huán)形凹入凹部(23)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，其中所述支撐環(huán)(24)的徑向延伸的腿部(26)在所述支撐環(huán)(24)的背離所述緩沖密封件(22)的一側(cè)的徑向外邊緣處終止于倒角外圓周表面(247)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，其中所述環(huán)形緩沖密封件(22)還包括被配置為接觸所述環(huán)形凹槽(21)的底部的徑向外圓周表面(226)和被配置為接觸所述活塞桿(12)的徑向內(nèi)圓周表面(227)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的密封組件，其中所述環(huán)形緩沖密封件(22)的徑向外圓周表面(226)被配置有沿其軸向長(zhǎng)度的部分，所述部分位于所述環(huán)形凹槽(21)的底部附近或與所述環(huán)形凹槽(21)的底部接觸，當(dāng)施加在所述緩沖密封件(22)的第一軸向壓力側(cè)的壓力下降到預(yù)定閾值以下時(shí)，在所述徑向外圓周表面的一些部分與所述環(huán)形凹槽(21)的底部之間留有小間隙。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封組件，其中所述環(huán)形凹入凹部(23)限定在所述緩沖密封件(22)的徑向外部環(huán)形腿部和所述緩沖密封件(22)的徑向內(nèi)部環(huán)形腿部之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的密封組件，其中施加到所述環(huán)形凹入凹部(23)中的壓力使得所述徑向外部環(huán)形腿部徑向向外彎曲并壓靠所述環(huán)形凹槽(21)的底表面，并且使得所述徑向內(nèi)部環(huán)形腿部徑向向內(nèi)彎曲并壓靠所述活塞桿(12)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封組件，其中所述支撐環(huán)(24)的徑向延伸的腿部(26)和所述支撐環(huán)(24)的軸向延伸的腿部(28)之間的相交處包括圓角倒角(242)，所述圓角倒角(242)在進(jìn)入所述環(huán)形凹口的入口處與所述緩沖密封件(22)的徑向外部環(huán)形密封表面(224)和所述緩沖密封件(22)的徑向內(nèi)部環(huán)形密封表面(225)的相交處的匹配圓角倒角配合。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的密封組件，其中所述支撐環(huán)(24)和所述緩沖密封件(22)上的每個(gè)配合圓角倒角的半徑分別等于所述支撐環(huán)和所述緩沖密封件的相鄰部分的厚度的一半或更多。

10.一種液壓缸(10)，包括：

技術(shù)總結(jié)
一種用于液壓缸(10)的液壓缸活塞桿(12)的密封組件(18)包括環(huán)形緩沖密封件(22)和環(huán)形支撐環(huán)(24)。環(huán)形緩沖密封件(22)的第一軸向壓力側(cè)面向液壓缸(10)的桿端腔室，并裝配在活塞桿(12)穿過(guò)的液壓缸(10)的桿端(16)中限定的環(huán)形凹槽(21)的第一軸向側(cè)表面附近，且與第一軸向壓力側(cè)相對(duì)的第二軸向密封側(cè)包括徑向外部環(huán)形密封表面(224)和徑向內(nèi)部環(huán)形密封表面(225)，其中徑向外部環(huán)形密封表面(224)比緩沖密封件(22)的徑向內(nèi)部環(huán)形密封表面(225)與環(huán)形緩沖密封件(22)的第一軸向壓力側(cè)間隔得更遠(yuǎn)，使得在環(huán)形緩沖密封件的第二軸向密封側(cè)上圍繞環(huán)形緩沖密封件的內(nèi)徑形成環(huán)形凹口。環(huán)形支撐環(huán)包括徑向延伸的腿部和軸向延伸的腿部，所述徑向延伸的腿部基本上沿著環(huán)形緩沖密封件的徑向外部環(huán)形密封表面的整個(gè)徑向范圍延伸，所述軸向延伸的腿部在環(huán)形緩沖密封件的第二軸向密封側(cè)上軸向延伸到圍繞環(huán)形緩沖密封件的內(nèi)徑形成的環(huán)形凹口中。

技術(shù)研發(fā)人員：A·S·蓬努薩米
受保護(hù)的技術(shù)使用者：卡特彼勒公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19