專利名稱：用于裝配密封件的成組部件及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提供轉(zhuǎn)軸和軸承箱之間動(dòng)態(tài)密封的迷宮式密封裝置，以及其裝配方法。
背景技術(shù)：
迷宮式轉(zhuǎn)軸密封件是該領(lǐng)域公知的。典型地，這些裝置包括兩個(gè)包含轉(zhuǎn)子和定子的同心環(huán)結(jié)構(gòu)。該轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸密封地配合，并且該定子與軸承箱密封地配合。使用多種不同類型的密封件，以便密封旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和固定的定子之間的空間。其包括O形環(huán)、唇形橡膠密封件、以及迷宮式密封件。迷宮式密封件是最有效的密封件類型。特殊成型的通道或凹槽形成于密封環(huán)的內(nèi)表面上，以建立在軸承箱的外部和軸承箱的內(nèi)部之間延伸的迷宮。該迷宮通道用作流體阻礙物，以使液體潤滑劑保持在軸承箱內(nèi)，并防止污染物進(jìn)入軸承箱。通道越復(fù)雜，污染物穿過該結(jié)構(gòu)進(jìn)入軸承箱的可能性就越小。
一種使通道變得更復(fù)雜的方法是增加污染物必須穿越的表面面積，即增加通道的長度。為了獲得有效的迷宮式密封件，已經(jīng)創(chuàng)建了許多復(fù)雜的密封結(jié)構(gòu)，包括在轉(zhuǎn)子和定子的兩側(cè)上互鎖形成密封件的隆起部和凹陷部。通過增加隆起部和凹陷部的數(shù)量，增加了通道的總面積/長度，由此達(dá)到上述阻擋污染物的目的。假使給定的空間和公差相對(duì)較小，則這些指狀物(finger)的數(shù)量和尺寸將受到限制。
在轉(zhuǎn)軸密封件的另一方面中，需要盡快排除已經(jīng)移動(dòng)到該系統(tǒng)中的污染物。特殊物質(zhì)的堵塞可以損壞密封件和/或引起轉(zhuǎn)子和定子的磨損。此外，需要取回被排出該系統(tǒng)的任何潤滑劑液體并使其返回到轉(zhuǎn)子的內(nèi)部。潤滑劑液體的流失將導(dǎo)致零件的損壞和增加系統(tǒng)的摩擦熱。
在典型的轉(zhuǎn)子和定子的構(gòu)造中，需要保持某種最小間隙，以便防止轉(zhuǎn)子和定子彼此接觸。在某些應(yīng)用中，例如飛機(jī)著陸齒輪，轉(zhuǎn)子以超過大約5000rpm的速度旋轉(zhuǎn)。如果在此速度下，轉(zhuǎn)子的表面與定子的表面接觸，則將產(chǎn)生摩擦熱，元件會(huì)損壞，并會(huì)降低設(shè)備的整體效率和工作壽命。因此，保持轉(zhuǎn)子和定子分開很重要。
在轉(zhuǎn)子和定子之間經(jīng)常采用橡膠或塑料密封裝置，以便通過在兩個(gè)元件之間提供低摩擦接觸而使其沿徑向分離。在轉(zhuǎn)子受迫朝向定子的情況下，如果同一密封裝置能夠防止軸向接觸是有益處的。
如果轉(zhuǎn)子移動(dòng)離開定子，則可能會(huì)出現(xiàn)相反的問題。隨著轉(zhuǎn)子沿軸向離開定子，元件之間的間隙加大，從而增加了污染物進(jìn)入軸承箱以及潤滑劑泄漏到外面的可能性。這些均是不理想的方案，理想的是一種使定子和轉(zhuǎn)子有效地結(jié)合在一起的、使它們“成組(unitize)”的密封件。
現(xiàn)有的迷宮式密封件不能提供一種持久且抗磨損的有效的密封件，該密封件能夠使定子和轉(zhuǎn)子成組，并能夠防止在軸向運(yùn)動(dòng)過程中定子和轉(zhuǎn)子之間的接觸。
本發(fā)明正是針對(duì)上述意識(shí)到的需求而開發(fā)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于迷宮式密封的成組部件和組件，其在轉(zhuǎn)軸和軸承箱之間提供動(dòng)態(tài)密封。該成組部件防止污染物進(jìn)入軸承箱，同時(shí)還防止軸承潤滑劑的流失。該成組的、非接觸的構(gòu)造還能夠防止在軸向運(yùn)動(dòng)中，轉(zhuǎn)子和定子的磨損。
在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種環(huán)形的成組部件，包括轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件、定子配合構(gòu)件、以及后構(gòu)件。該成組部件的徑向外表面包括兩個(gè)不同直徑的區(qū)域，其中一個(gè)區(qū)域相應(yīng)于該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件，并且另一個(gè)區(qū)域相應(yīng)于該后構(gòu)件，并且該定子配合構(gòu)件從該環(huán)形的成組部件的徑向內(nèi)側(cè)沿徑向向內(nèi)延伸。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種用于密封轉(zhuǎn)軸和軸承箱的密封組件，包括轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括沿軸向延伸的環(huán)形配合凸緣，其徑向側(cè)包含凹槽；定子，該定子包括沿軸向延伸的環(huán)形配合凸緣，其徑向側(cè)包含凹槽；以及環(huán)形的成組部件，該成組部件包括定子配合構(gòu)件、轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件、以及后構(gòu)件。該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件與該轉(zhuǎn)子的凹槽配合，并且該定子配合構(gòu)件從該成組部件沿徑向延伸，以便與該定子的凹槽配合。
在本發(fā)明的再一方面中，提供了一種裝配用于密封轉(zhuǎn)軸和軸承箱的密封組件的方法，包括提供轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括沿軸向延伸的環(huán)形配合凸緣，其徑向側(cè)包含凹槽；提供成組部件，該成組部件包括定子配合構(gòu)件、轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件、包括在該定子配合構(gòu)件和該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件之間的區(qū)域的空隙、以及后構(gòu)件；使該成組部件與該轉(zhuǎn)子配合，從而該成組部件的該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件保持在該轉(zhuǎn)子的環(huán)形配合凸緣的凹槽內(nèi)；進(jìn)一步提供定子，該定子包括沿軸向延伸的環(huán)形配合凸緣，其徑向側(cè)包含凹槽；以及最后使該轉(zhuǎn)子和該成組部件與該定子配合，從而該定子配合構(gòu)件傾斜進(jìn)入該空隙，直到該成組部件處于適當(dāng)位置，然后，該定子配合構(gòu)件延伸進(jìn)入該定子凹槽的區(qū)域。
本發(fā)明的特征是一種特殊形狀的成組部件的新設(shè)計(jì)。該成組部件是環(huán)形的，且截面基本上是矩形的，以裝配在該轉(zhuǎn)子和定子的凹槽的范圍內(nèi)。該成組部件進(jìn)一步包括定子配合構(gòu)件，以鎖固配合該定子上的凹槽，以及后構(gòu)件，該后構(gòu)件延伸以接觸該定子的后壁，以防止軸向運(yùn)動(dòng)。如果軸向運(yùn)動(dòng)使轉(zhuǎn)子朝向定子移動(dòng)，在轉(zhuǎn)子和定子發(fā)生磨損之前，該成組部件產(chǎn)生接觸。環(huán)上的后構(gòu)件被精確地設(shè)計(jì)成在該轉(zhuǎn)子和該定子接觸之前接觸該定子的后壁。該特征會(huì)防止主要元件的任何磨損，并保護(hù)迷宮式通道。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以看出，根據(jù)本發(fā)明，可以有多種迷宮式成組部件和裝配方法的不同實(shí)施例。下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的其他應(yīng)用、目的、優(yōu)點(diǎn)以及新特征，并且基于對(duì)本發(fā)明的如下分析或?qū)嵤?，上述?yīng)用、目的、優(yōu)點(diǎn)以及特征對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得很明顯。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中的密封組件的等角分解視圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的剖視圖，其包括密封組件的剖面，并包括成組部件及周圍區(qū)域的放大視圖。
圖3是本發(fā)明的實(shí)施例中沒有成組部件的定子和轉(zhuǎn)子的構(gòu)造的剖視圖。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施例的成組部件的剖視圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施例的剖視圖，其包括密封組件的剖面，并包括定子、轉(zhuǎn)子和成組部件。
圖6是帶有定子O形環(huán)的放大視圖的本發(fā)明的實(shí)施例的密封組件的剖視圖。
圖7是本發(fā)明的密封組件的實(shí)施例中的密封組件的等角視圖，其顯示了潤滑劑排出口和污染物排除口。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括一新的成組部件，用于轉(zhuǎn)軸和包括定子的軸承箱之間。該成組部件是一環(huán)形的環(huán)，該環(huán)形成為與在轉(zhuǎn)子和定子中形成的凹槽的相配合。該成組部件使轉(zhuǎn)子和定子成組，防止分離并限制運(yùn)動(dòng)。該成組部件還包括后構(gòu)件，在軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，其提供非金屬元件以防止轉(zhuǎn)子和定子的接觸。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了迷宮式密封組件。該迷宮式密封組件包括與軸承箱配合的定子、以及與轉(zhuǎn)軸配合的轉(zhuǎn)子。在此兩元件之間限定了迷宮式通道，以防止?jié)櫥瑒┖?或污染物沿任一方向的移動(dòng)。該定子包括帶有凹槽的、軸向延伸的凸緣。此凹槽與轉(zhuǎn)子上的類似凹槽相匹配。在產(chǎn)生的空腔內(nèi)包含有環(huán)形的成組部件。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供了一種裝配密封組件的方法。在轉(zhuǎn)軸和軸承箱之間采用成組部件，以防止?jié)櫥瑒南渲行孤┏鰜聿⒎乐刮廴疚镞M(jìn)入箱中。此外，該成組部件使密封組件成組，并防止轉(zhuǎn)子與定子接觸。
下面將通過實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，應(yīng)理解所揭示的應(yīng)當(dāng)看作是對(duì)本發(fā)明的原理的說明。本發(fā)明的示例性實(shí)施例顯示于附圖中；在這些附圖中，采用類似的標(biāo)號(hào)表示不同實(shí)施例的類似部分。
參考圖1，圖中顯示了本發(fā)明的成組部件在密封組件中，該密封組件通常包括通過O形環(huán)64密封配合于軸承箱的定子10；通過O形環(huán)60密封配合于軸的轉(zhuǎn)子50；以及位于該轉(zhuǎn)子50和定子10之間的成組部件30。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，該成組部件30通過在兩個(gè)元件之間提供低摩擦緩沖來防止轉(zhuǎn)子與定子接觸，并進(jìn)一步保持內(nèi)部的潤滑劑，及防止污染物進(jìn)入軸承箱。
在圖2和圖4中可以更詳細(xì)地觀看成組部件，其分別顯示了組件的切割視圖、以及成組部件的剖視圖。從剖視圖來看，該成組部件包括轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36、后構(gòu)件34以及定子配合構(gòu)件32。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該成組部件的徑向外表面包括兩個(gè)不同直徑的區(qū)域。該不同直徑包括在后構(gòu)件34區(qū)域的一直徑；以及在轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36區(qū)域的一不同的直徑。由后構(gòu)件34和轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36之間的直徑差異形成一壁38。該壁38是用于在裝配中將成組部件保持在轉(zhuǎn)子50中，以及在裝配之后使轉(zhuǎn)子50和定子10成組。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，壁38位于成組部件的軸向中點(diǎn)附近。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以了解壁38的位置可以根據(jù)成組部件的功能需要及轉(zhuǎn)子和定子組件的構(gòu)造而改變。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，壁38基本上垂直于旋轉(zhuǎn)軸。
定子配合構(gòu)件32從該成組部件30的徑向內(nèi)側(cè)延伸。該定子配合構(gòu)件32從該成組部件的中點(diǎn)附近以一角度延伸。該定子配合構(gòu)件的長度和確切位置取決于轉(zhuǎn)子和定子的特征、以及裝配方面的容易性。該定子配合構(gòu)件必須具有足夠的強(qiáng)度以使密封組件成組，同時(shí)還必須具有足夠的柔性以在裝配時(shí)傾斜。由該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36和該定子配合構(gòu)件32之間的區(qū)域形成一空隙40。當(dāng)轉(zhuǎn)子、定子以及成組部件放在一起成為密封組件時(shí)，該空隙40為定子配合構(gòu)件32的傾斜進(jìn)入提供了空間。
盡管包括壁38、后構(gòu)件34、轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36和定子配合構(gòu)件32的成組部件30的特定形狀對(duì)于其運(yùn)行而言很重要，但是，這些元件以及成組部件本身的確切尺寸可根據(jù)成組部件的使用需要而變化。尺寸的改型對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是明顯的，并應(yīng)落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的成組部件不僅局限于任何特定尺寸的密封應(yīng)用，而同樣適合于較寬范圍的使用。
本發(fā)明的成組部件30包括適用于其特定目的的材料，其取決于特定溫度、壓力、摩擦系數(shù)、以及其他運(yùn)行特征。用于本發(fā)明的成組部件中的普通材料包括氟化的聚合物或樹脂。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，成組部件30包括光滑的塑料材料。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該成組部件包括聚四氟乙烯(PTFE)。
在本發(fā)明的最優(yōu)選實(shí)施例中，該成組部件30包括填充的PTFE。該填充的PTFE包括具有分散于其中的填充物的PTFE。填充物包括但不局限于結(jié)構(gòu)填充物，如玻璃；以及潤滑劑，其包括石墨、二硫化鉬、以及其他固態(tài)潤滑劑。
在本發(fā)明的另一方面中，提供一密封組件，其包括本發(fā)明的成組部件30。最好在圖1和圖2中查看作為本發(fā)明的密封組件的例子。該密封組件包括轉(zhuǎn)子50、定子10以及成組部件30。該轉(zhuǎn)子50密封地配合于貫穿密封組件的中心的軸。該轉(zhuǎn)子50包括軸向延伸的環(huán)形凸緣52，該凸緣52包括位于凸緣52的徑向內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子凹槽54。該定子10密封配合于軸承箱68并包括軸向延伸的環(huán)形凸緣12，該凸緣12包括位于該凸緣12的徑向外側(cè)的凹槽14。成組部件30包括轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36、定子配合構(gòu)件32以及后構(gòu)件34，該成組部件30位于由轉(zhuǎn)子環(huán)形凸緣52和定子環(huán)形凸緣12之間的空間形成的區(qū)域內(nèi)。更確切地，該成組部件30部分地位于每一轉(zhuǎn)子凹槽54和定子凹槽14內(nèi)，且后構(gòu)件34朝向定子后壁20延伸。
圖3顯示了圖2的局部詳細(xì)圖，在其中未放置成組部件。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，密封組件包括轉(zhuǎn)子50，其通過O形環(huán)60與軸密封地配合。該轉(zhuǎn)子包括環(huán)形凸緣52，其包括位于其徑向內(nèi)側(cè)的凹槽54。該凹槽54包括兩個(gè)相對(duì)壁58a和58b。類似地，該定子10包括含有凹槽14的環(huán)形凸緣12。該定子凹槽14還包括兩個(gè)相對(duì)壁18a和18b。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子的凹槽的相對(duì)壁58a、58b以及定子的凹槽的相對(duì)壁18a、18b大致垂直于軸的軸線。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，轉(zhuǎn)子凹槽的每一相對(duì)壁與相應(yīng)的定子凹槽的相對(duì)壁軸向?qū)R，使得相對(duì)壁58a軸向?qū)R于相對(duì)壁18a，并且相對(duì)壁58b軸向?qū)R于相對(duì)壁18b。該構(gòu)造形成了矩形截面區(qū)域，在該區(qū)域中，容納有成組部件30的轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36和內(nèi)配合構(gòu)件32。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，定子凹槽54的至少一個(gè)壁和相應(yīng)的轉(zhuǎn)子凹槽14的壁是偏置的，使得轉(zhuǎn)子凹槽壁58a或58b以及相應(yīng)的定子凹槽壁18a或18b其中的一對(duì)軸向不對(duì)齊。
此偏置的一個(gè)例子顯示于圖5中，其中，該定子凹槽18b的一個(gè)壁包括該定子的后壁20。圖5還顯示了本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中，轉(zhuǎn)子凹槽的一個(gè)壁被消除，從而不存在如圖3所示的轉(zhuǎn)子凹槽壁58b。在此實(shí)施例中，該成組部件擠壓安裝于該轉(zhuǎn)子中。該擠壓裝配實(shí)施例的成組部件具有在整個(gè)成組部件的長度上固定的外直徑。
參考圖7，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，該定子10還包括在密封件的內(nèi)部軸側(cè)的油排出口22，以便于將移動(dòng)到成組部件區(qū)域中的油排出。經(jīng)過一段時(shí)間，潤滑劑可能會(huì)經(jīng)過該定子和成組部件而滲漏出。該油排出口22提供了用于使油返回到密封件的軸承空腔側(cè)的通道，以便潤滑轉(zhuǎn)軸。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，定子10還包括位于該定子的大氣一側(cè)的排除口24。該排除口24允許移動(dòng)到密封區(qū)域的污染物從該組件中被排除。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，密封組件包括轉(zhuǎn)子50和定子10及容納于其內(nèi)的成組部件30。該成組部件30的轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36與該轉(zhuǎn)子凹槽54配合，從而該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36的軸向外側(cè)與該轉(zhuǎn)子凹槽54的相對(duì)壁接觸。在本發(fā)明的最優(yōu)選實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36在轉(zhuǎn)子凹槽54中“浮動(dòng)”，以便最小化運(yùn)行中的接觸和摩擦。當(dāng)轉(zhuǎn)子和定子彼此相對(duì)地軸向移動(dòng)時(shí)，那么該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36將與該轉(zhuǎn)子凹槽54的相應(yīng)壁接觸。
類似地，該定子配合構(gòu)件32接觸該定子凹槽和/或凹槽壁18a。在運(yùn)行中，該成組部件在由轉(zhuǎn)子和定子形成的空腔內(nèi)“浮動(dòng)”。然而，如果在運(yùn)行中組件移動(dòng)，則柔性地連接至該成組部件30上的該定子配合構(gòu)件32能通過接觸該定子凹槽14的壁18a而提供一種使成組部件30保持在適當(dāng)位置的方式。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，該成組部件30還包括后構(gòu)件34。在轉(zhuǎn)子和定子朝向彼此軸向運(yùn)動(dòng)的情況下，該后構(gòu)件34防止該轉(zhuǎn)子和定子彼此直接接觸。如果轉(zhuǎn)子朝向定子移動(dòng)，則在轉(zhuǎn)子和定子直接接觸之前，該成組部件30的后構(gòu)件34將接觸定子的后壁20。該轉(zhuǎn)子50通過轉(zhuǎn)子凹槽54的一個(gè)相對(duì)壁58a接觸并擠壓抵靠該成組部件30。此動(dòng)作將迫使成組部件的后構(gòu)件34抵靠定子后壁20。由于該成組部件優(yōu)選是由光滑的塑料材料構(gòu)成，在成組部件30和轉(zhuǎn)子50之間以及成組部件30和定子10之間的摩擦力將顯著地低于轉(zhuǎn)子50和定子10直接接觸所產(chǎn)生的摩擦力。由此，該成組部件30在該轉(zhuǎn)子和定子元件之間提供了抗磨損的緩沖。這樣就通過最小化兩零件之間的磨損來延長轉(zhuǎn)子和定子的使用壽命。當(dāng)該成組部件30到達(dá)其使用壽命期限時(shí)，可以很容易更換，運(yùn)行的停工期和更換費(fèi)用均低于更換轉(zhuǎn)子和定子的情形。
如圖6所示，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，該定子10通過O形環(huán)64與該軸承箱68密封地配合。該O形環(huán)位于形成于該定子的徑向外側(cè)的凹槽內(nèi)。
該凹槽被特別地形成為使得該凹槽的底部表面傾斜，從而該凹槽的一側(cè)深于該凹槽的相對(duì)側(cè)。在如圖6所示的結(jié)構(gòu)中，在最接近于該軸承箱的本體的一側(cè)淺于遠(yuǎn)離該軸承箱的本體的一側(cè)。其效果是，如果定子開始移動(dòng)離開該軸承箱的本體，則使O形環(huán)壓縮并增加對(duì)軸承箱的壓力。該增加的壓力將阻止該定子的移動(dòng)。
如圖6所示的特定角度和位置僅僅用于舉例。在不同實(shí)施例中，該傾斜表面可以包括凹槽底部的一部分、或整個(gè)凹槽底部。應(yīng)當(dāng)了解此原理和傾斜的O形環(huán)槽可以用于通過在轉(zhuǎn)子的徑向內(nèi)表面上的類似凹槽將轉(zhuǎn)子50固定到轉(zhuǎn)軸。因此，當(dāng)出現(xiàn)不理想的軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以使用多種可能的凹槽形狀來增加O形環(huán)的壓縮。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了用于裝配密封組件的方法。在裝配中，本發(fā)明的實(shí)施例的成組部件30插入到定子10和轉(zhuǎn)子50之間，以形成密封組件。裝配密封組件的優(yōu)選方法包括首先使該成組部件30和轉(zhuǎn)子50配合；然后，使該成組部件和轉(zhuǎn)子與該定子10和軸承箱配合。
該方法進(jìn)一步包括提供成組部件30，其包括轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36、定子配合構(gòu)件32以及后構(gòu)件34；以及，提供轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括沿軸向延伸的轉(zhuǎn)子環(huán)形凸緣52，并且其內(nèi)具有凹槽54；使該成組部件30位于該轉(zhuǎn)子50的內(nèi)部，從而該成組部件的轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36與該轉(zhuǎn)子的環(huán)形凸緣內(nèi)的凹槽54配合。在轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36和該轉(zhuǎn)子凹槽的相對(duì)壁58a、58b之間的接觸確保該成組部件保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 將所裝配的轉(zhuǎn)子50和成組部件30與該定子10配合。該定子10包括朝向轉(zhuǎn)子50延伸的環(huán)形凸緣12以及在其徑向外側(cè)的凹槽14。隨著成組部件30圍繞該環(huán)形凸緣12滑動(dòng)，該定子配合構(gòu)件32傾斜并變形進(jìn)入空隙40，以允許成組部件滑入到圍繞該定子環(huán)形凸緣的位置。一旦定子配合構(gòu)件32被推動(dòng)經(jīng)過該定子唇緣16，則該定子配合構(gòu)件32在定子凹槽14內(nèi)，自由地彎曲回到延伸的位置。該定子配合構(gòu)件32將在經(jīng)過該定子唇緣16的外圓周后會(huì)在凹槽14延伸，處于延伸的位置。在此位置，該定子配合構(gòu)件32將用于通過防止轉(zhuǎn)子離開定子的軸向運(yùn)動(dòng)，來提供一種保持成組部件30和轉(zhuǎn)子50與該定子10的方式。
在此位置，該成組部件30通過填充轉(zhuǎn)子50和定子10其間的空隙、以及接觸該轉(zhuǎn)子凹槽的相對(duì)壁58a、58b，使該轉(zhuǎn)子50和定子10成組。該配合構(gòu)件32位于定子10的該凹槽14內(nèi)，并在正常的運(yùn)行中，不與該相對(duì)壁18a、18b接觸。如果并且當(dāng)施加軸向力使轉(zhuǎn)子50移動(dòng)離開定子10時(shí)，相對(duì)壁58b將在壁38的區(qū)域內(nèi)與轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件36接觸。這將使成組部件30與轉(zhuǎn)子50一起移動(dòng)。通過定子配合構(gòu)件32與定子凹槽14的相對(duì)壁18a的接觸，來阻止該成組部件30的移動(dòng)。通過此動(dòng)作，使用包括轉(zhuǎn)子、成組部件以及定子的密封組件成組。唯一拆卸該密封組件的方法是施加足夠大的軸向力，以不可恢復(fù)地?fù)p壞該成組部件。
除了密封組件的成組效果，該成組部件還在轉(zhuǎn)子和定子之間建立了非接觸關(guān)系。在轉(zhuǎn)子50朝向定子10軸向運(yùn)動(dòng)的情況下，該轉(zhuǎn)子將與該成組部件30接觸，并使后構(gòu)件34與該定子后壁20接觸。該成組部件30被設(shè)計(jì)成使得該后構(gòu)件34朝向定子的延伸大于該轉(zhuǎn)子環(huán)形凸緣52的延伸。因此，防止該轉(zhuǎn)子環(huán)形凸緣與該定子的后壁接觸，由此通過防止元件的過度磨損，提高了轉(zhuǎn)子和定子的使用壽命。
雖然參考特定實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，應(yīng)當(dāng)了解，這些實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明的原理。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解本發(fā)明的成組部件和組件將可以以其他材料、其他方式以及實(shí)施方式來構(gòu)造并實(shí)現(xiàn)。因此，此處的描述不應(yīng)作為本發(fā)明的限制，而作為也落入到本發(fā)明的范圍內(nèi)的其他實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)形的成組部件，包括轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件、定子配合構(gòu)件、以及后構(gòu)件；其中，該成組部件的徑向外表面包括兩個(gè)不同直徑的區(qū)域，其中一個(gè)區(qū)域相應(yīng)于該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件，并且另一個(gè)區(qū)域相應(yīng)于該后構(gòu)件；以及其中，該定子配合構(gòu)件從該環(huán)形的成組部件的徑向內(nèi)側(cè)沿徑向向內(nèi)延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的成組部件，其中，在不同直徑的兩個(gè)區(qū)域之間的交接處基本上垂直于旋轉(zhuǎn)軸。
3.如權(quán)利要求1所述的成組部件，其中，該定子配合構(gòu)件從該成組部件的軸向中點(diǎn)附近延伸。
4.如權(quán)利要求1所述的成組部件，其中，該成組部件包括氟化的聚合物或樹脂。
5.如權(quán)利要求1所述的成組部件，其中，該成組部件包括填充的聚四氟乙烯。
6.一種用于密封轉(zhuǎn)軸和軸承箱的密封組件，包括轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括沿軸向延伸的環(huán)形配合凸緣，其徑向側(cè)包含凹槽；定子，該定子包括沿軸向延伸的環(huán)形配合凸緣，其徑向側(cè)包含凹槽；以及環(huán)形的成組部件，該成組部件包括定子配合構(gòu)件；轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件；以及后構(gòu)件；其中，該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件與該轉(zhuǎn)子的凹槽配合；以及其中，該定子配合構(gòu)件從該成組部件沿徑向延伸，以便與該定子的凹槽配合。
7.如權(quán)利要求6所述的密封組件，其中，該轉(zhuǎn)子的凹槽和該定子的凹槽至少部分地軸向?qū)R，以在其間形成空隙。
8.如權(quán)利要求7所述的密封組件，其中，該成組部件至少部分地保持在該空隙中，該空隙是通過該轉(zhuǎn)子凹槽和定子凹槽至少部分地對(duì)齊而形成的。
9.如權(quán)利要求6所述的密封組件，其中，該成組部件還包括兩個(gè)不同直徑的相鄰區(qū)域，一個(gè)區(qū)域相應(yīng)于該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件，并且另一個(gè)區(qū)域相應(yīng)于該后構(gòu)件。
10.如權(quán)利要求9所述的密封組件，其中，在不同直徑的兩個(gè)區(qū)域的交接處包括壁部。
11.如權(quán)利要求10所述的密封組件，其中，通過使該定子的凹槽的一壁與該定子配合構(gòu)件配合、以及使該轉(zhuǎn)子的凹槽的一壁與連接該成組部件的不同直徑的區(qū)域的該壁部配合，該成組部件防止在軸向運(yùn)動(dòng)的情況下，該轉(zhuǎn)子和該定子分離。
12.如權(quán)利要求11所述的密封組件，其中，該成組部件的該壁部基本上垂直于旋轉(zhuǎn)軸。
13.如權(quán)利要求6所述的密封組件，其中，在該轉(zhuǎn)子朝向該定子軸向運(yùn)動(dòng)的情況下，通過該定子的外壁與該轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁配合，該成組部件防止該轉(zhuǎn)子與該定子之間的接觸。
14.如權(quán)利要求6所述的成組部件，其中，該成組部件包括氟化的聚合物或樹脂。
15.如權(quán)利要求6所述的成組部件，其中，該成組部件包括光滑的塑料材料。
16.如權(quán)利要求6所述的成組部件，其中，該成組部件包括填充的聚四氟乙烯。
17.如權(quán)利要求6所述的成組部件，其中，該定子還包括在該密封件的內(nèi)側(cè)的排出口，其中，允許潤滑劑從該密封件排出回到該軸承箱。
18.如權(quán)利要求6所述的成組部件，其中，該定子還包括在該密封件的大氣側(cè)的排除口，其中，污染物可從該密封件中排除。
19.如權(quán)利要求6所述的成組部件，其中，該定子還包括O形環(huán)，以使該定子密封配合于該軸承箱，所述O形環(huán)保持于在該定子的徑向外圓周形成的凹槽內(nèi)；所述凹槽包括一內(nèi)表面，其中，該內(nèi)表面的一端淺于該內(nèi)表面的相對(duì)端，以提供一鎖固機(jī)構(gòu)，以便防止該定子沿遠(yuǎn)離該軸承箱的方向移動(dòng)。
20.如權(quán)利要求6所述的成組部件，其中，該轉(zhuǎn)子還包括O形環(huán)，以使該轉(zhuǎn)子密封配合于一軸，所述O形環(huán)保持于在該轉(zhuǎn)子的徑向內(nèi)圓周形成的凹槽內(nèi)，所述凹槽包括一內(nèi)表面，其中，該內(nèi)表面的一端淺于該內(nèi)表面的相對(duì)端，以提供一鎖固機(jī)構(gòu)，以便防止該轉(zhuǎn)子沿遠(yuǎn)離該軸承箱的方向移動(dòng)。
21.一種裝配用于密封轉(zhuǎn)軸和軸承箱的密封組件的方法，包括提供轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括沿軸向延伸的環(huán)形配合凸緣，其徑向側(cè)包含凹槽；提供成組部件，該成組部件包括定子配合構(gòu)件、轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件、包括在該定子配合構(gòu)件和該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件之間的區(qū)域的空隙、以及后構(gòu)件；使該成組部件與該轉(zhuǎn)子配合，從而該成組部件的該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件保持在該轉(zhuǎn)子的環(huán)形配合凸緣的凹槽內(nèi)；提供定子，該定子包括沿軸向延伸的環(huán)形配合凸緣，其徑向側(cè)包含凹槽；以及使該轉(zhuǎn)子和該成組部件與該定子配合，從而該定子配合構(gòu)件傾斜進(jìn)入該空隙，直到該成組部件處于適當(dāng)位置，然后，該定子配合構(gòu)件延伸進(jìn)入該定子凹槽的區(qū)域。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，該成組部件還包括填充的聚四氟乙烯。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，該轉(zhuǎn)子的凹槽和該定子的凹槽至少部分地軸向?qū)R，以在其間形成空隙，并且該成組部件保持在所述空隙中。
全文摘要
一種環(huán)形的成組部件(30)，包括轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件(36)、定子配合構(gòu)件(32)、以及后構(gòu)件(34)。該成組部件的徑向外表面包括兩個(gè)不同直徑的區(qū)域，其中一個(gè)區(qū)域相應(yīng)于該轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件，并且另一個(gè)區(qū)域相應(yīng)于該后構(gòu)件。該定子配合構(gòu)件從該環(huán)形的成組部件的徑向內(nèi)側(cè)沿徑向向內(nèi)延伸。一種用于密封轉(zhuǎn)軸和軸承箱(68)的密封組件，包括轉(zhuǎn)子(50)，該轉(zhuǎn)子包括沿軸向延伸的環(huán)形配合凸緣(52)，其徑向側(cè)包含凹槽(54)；定子(10)，該定子包括沿軸向延伸的環(huán)形配合凸緣(12)，其徑向側(cè)包含凹槽(14)；以及環(huán)形的成組部件，該成組部件包括定子配合構(gòu)件、轉(zhuǎn)子配合構(gòu)件、以及后構(gòu)件。
文檔編號(hào)F16J15/447GK1688834SQ03824620
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月30日
發(fā)明者伊麗莎白·吉特林, 克里斯托弗·托內(nèi)斯 申請(qǐng)人:卡羅克密封技術(shù)公司