帶有塑料內(nèi)杯的密封件的制作方法
【專利摘要】一種重負(fù)荷復(fù)合油密封件，具有外杯和塑料內(nèi)杯。該外杯包括終止于卷曲部的大直徑安裝凸緣部、小直徑抗磨套筒部、把大直徑凸緣部及小直徑抗磨套筒部連接起來的過渡部。還具有彈性體密封主體和埋置加強(qiáng)件，彈性體密封主體具有與小直徑抗磨套筒部的軸向內(nèi)表面相接觸的密封唇部。塑料內(nèi)杯部件具有軸向凸緣，該軸向凸緣基本上與大直徑安裝凸緣部齊平并沿著大直徑安裝凸緣部卡在外杯的卷曲部與過渡部之間。該塑料內(nèi)杯部件還具有與彈性體密封主體的徑向部相接合的徑向延伸凸緣。該塑料內(nèi)杯部件具有連續(xù)的曲線形內(nèi)表面。
【專利說明】帶有塑料內(nèi)杯的密封件
[0001]本申請是部分繼續(xù)申請，要求享有共同待審的申請日為2004年7月12日、名稱為“帶有塑料內(nèi)杯的密封件”的美國專利申請10/889505的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，通過引用將該美國專利申請的公開內(nèi)容合并在此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明大體上涉及用于大型卡車、半掛車等的油脂密封件，尤其是涉及具有復(fù)合殼體的組合式密封件，也就是這樣一種密封件，其中，殼體包括金屬外部和塑料內(nèi)杯，特別是在把輪轂安裝在車軸軸頸上的過程中用作把密封件相對于外杯保持的保持件的塑料內(nèi)杯，其具有加強(qiáng)異形部，從而提高了剛度和強(qiáng)度且消除了潤滑液的攪動或曝氣，彈性體主體粘合于塑料內(nèi)杯上。該彈性體主體通常(但并非總是)包括主唇部、防塵唇部以及擠出唇部。
【背景技術(shù)】
[0003]此種密封件一般是用于重負(fù)荷應(yīng)用的組合式密封件，例如應(yīng)用于卡車、牽引車、半掛車等等的車輪上。通常類型的密封件具有包括了外杯的殼體，該外杯的末端可以或可以不接合擠出唇部，但幾乎總是在其直徑上具有一個或多個臺階。此外殼或外杯隨后還包圍著所謂的內(nèi)杯，該內(nèi)杯在外杯之內(nèi)卷邊或滾邊而定位。
[0004]外杯的一個直徑上通常形成用于主密封唇部以及一個或多個輔助唇部的抗磨面，所有的唇部均形成為單獨件且粘合在加強(qiáng)件上。所有這些部件在軸向上均由內(nèi)杯保持定位。因此，常規(guī)的組件包含外杯、內(nèi)杯以及卡在它們之間的密封件，該密封件至少包含主唇部以及密封件自己的外殼或加強(qiáng)件。
[0005]在這種形式的密封件中，任一部件都能轉(zhuǎn)動。一個部件被牢牢地緊固在轉(zhuǎn)動的部件上，而且另一部件被附連在不轉(zhuǎn)動部件上。主唇部和第二唇部或者主唇部和防塵唇部的密封件由金屬部件或加強(qiáng)件支承，而外殼則兼作安裝凸緣以及抗磨套。
[0006]以往已經(jīng)提出許多設(shè)計方案，在這些方案中，抗磨套與內(nèi)杯這兩個部件均由金屬制造。也有少數(shù)有限的嘗試來用塑料材料制造外杯。然而，這種嘗試總是不成功，這主要是因為塑料杯或抗磨套缺乏必要的剛度，尤其是因為其不適宜安放或用所需力推入到密封件接納開口中。當(dāng)此種部件的尺寸適宜推入到密封件接納開口中時，它往往會折疊或者以其它方式變形，因而使得它不適宜此種用途。假如它的尺寸設(shè)計成過盈量很小或沒有過盈量，那么它就不能適當(dāng)?shù)孛芊狻４送?，即使塑料外杯的尺寸合適，來自于應(yīng)用中的熱量影響以及安裝時所帶來的徑向力影響也會導(dǎo)致該部件蠕變且變得起不到功能作用。由于這些費心情況，制造塑料外杯的嘗試均遭到了失敗。
[0007]另一方面，此種密封件還包含內(nèi)杯，該內(nèi)杯具有不同于外杯的要求，但是還未曾嘗試用塑料制造內(nèi)杯。本發(fā)明涉及用塑料材料制造內(nèi)杯，尤其是在其整個周邊上具有加強(qiáng)異形部或結(jié)構(gòu)的塑料材料。結(jié)果，塑料內(nèi)杯可具有能夠提供增大的強(qiáng)度并防止油被攪拌或曝氣的結(jié)構(gòu)。[0008]在某些情況下，內(nèi)杯的異形部可具有用于防止對車輪輪轂機(jī)構(gòu)的各軸承或其他部件造成干涉的區(qū)域。
[0009]因此，采用塑料材料制造的此種產(chǎn)品具有一些顯著的優(yōu)點。例如，可以用幾乎任何類型的色彩來制造該部件或內(nèi)杯，因為塑料可用的色彩相對而言是無限的。此種密封件上可以容易地形成有生產(chǎn)標(biāo)識，例如生產(chǎn)日期、廠商標(biāo)識等等。這些標(biāo)識可以用便于更換的嵌件而形成在模塑的內(nèi)杯上。無庸贅言，相對于用金屬制造而言，可以用降低的成本制造這樣的部件。例如，此種部件上也不會有如現(xiàn)有技術(shù)的金屬內(nèi)杯所特有的會造成麻煩的銳利邊緣或切割邊緣。無庸贅言，采用塑料會使設(shè)計更加靈活，因為塑料內(nèi)杯便于包含一些部件，例如磁體、色環(huán)、熱傳感器等等，它們都可以模塑在適當(dāng)位置上成為內(nèi)杯的一體部分，或者可以隨后添加。因此，可以為將來的這些部件預(yù)留下適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> [0010]采用塑料內(nèi)杯會使復(fù)雜的生產(chǎn)方法簡化，還會降低噪音，并能明顯減輕重量。此種內(nèi)杯會避免與匹配部件形成磨損接觸，并因此減少了由于多個金屬部件及橡膠部件在一起摩擦而產(chǎn)生的熱量。在此種內(nèi)杯中可以形成一些復(fù)雜形狀和異形部，而不會有在金屬內(nèi)杯中設(shè)置復(fù)雜匹配形狀時所遇到的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011 ] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種密封件，尤其是一種組合式密封件，它具有與塑料內(nèi)杯組合的金屬外杯。
[0012]本發(fā)明的另一個目的是提供一種塑料內(nèi)杯，它既堅固但也可以制造成復(fù)雜形狀，并可用于驅(qū)替空間，這是沖壓無法實現(xiàn)的，因為它的厚度是一致的。
[0013]本發(fā)明的又一個目的是提供一種用于重負(fù)荷密封件的塑料內(nèi)杯，其中，塑料內(nèi)杯包括加強(qiáng)異形部或類似物。
[0014]本發(fā)明的又一個目的是提供一種用于復(fù)合密封件的塑料內(nèi)杯，它包含異形部或類似物，以便避開可能造成干涉的各部件。
[0015]本發(fā)明的又一個目的是提供一種塑料內(nèi)杯，從而減少此種密封件在使用中可能會產(chǎn)生的噪音。
[0016]本發(fā)明的又一個目的是減輕此種密封件的重量，由于塑料的密度比金屬低數(shù)倍。
[0017]還有一個目的是降低生產(chǎn)成本。
[0018]本發(fā)明的這些目的和其他目的是由這樣一種密封件實現(xiàn)的，該密封件是由以下構(gòu)成的:外杯，具有復(fù)雜異形部并用作抗磨套筒；內(nèi)密封構(gòu)件，包括由充當(dāng)主密封件的橡膠構(gòu)件所包圍的鋼制加強(qiáng)件或殼、以及第三構(gòu)件，即內(nèi)杯，由塑料材料制造并固定就位在外杯之內(nèi)，優(yōu)選地具有不會使?jié)櫥浩貧獾募訌?qiáng)異形部或結(jié)構(gòu)。
[0019]參照舉例闡明的并在附圖顯示的下述詳細(xì)說明，將會更加清楚地了解這些目的和其他目的得以實現(xiàn)的方式，在附圖中同樣的附圖標(biāo)記代表對應(yīng)的各個部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是依照本發(fā)明一種形式的組合式油密封件的透視圖，一些部分剖開顯示；
[0021]圖2是依照本發(fā)明另一種形式的組合式油密封件的透視圖，一些部分剖開顯示；
[0022]圖3是圖1所示密封件的顯著放大局部縱剖圖，顯示了插入密封件中的軸和本發(fā)明橡膠密封唇部的細(xì)節(jié)；
[0023]圖4是圖2所示密封件的顯著放大局部縱剖圖，顯示了插入密封件中的軸和本發(fā)明橡膠密封唇部的細(xì)節(jié)；
[0024]圖5是與圖1和圖3所示略微不同的一個實施例中塑料內(nèi)杯部件的一部分的透視圖；以及
[0025]圖6是圖1和圖3所示塑料內(nèi)杯又一變例的透視圖。
【具體實施方式】
[0026]盡管本發(fā)明能夠以多種不同形式實施，但將針對多個不同的本發(fā)明現(xiàn)優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，所有這些實施例均采用了本發(fā)明所提供的新穎特征。
[0027]現(xiàn)在更具體地參見附圖，圖1和圖3顯示了體現(xiàn)本發(fā)明的大體上標(biāo)記為10的重負(fù)荷組合式油密封件。該密封件10包括鋼制或其它金屬所制的大體上標(biāo)記為12的外杯、大體上標(biāo)記為14的塑料內(nèi)杯，以及大體上標(biāo)記為16的彈性體密封組件。
[0028]如圖3中最佳顯示的，鋼制外杯包括多個特征，包括:徑向延伸的內(nèi)凸緣18 ;小直徑的軸向延伸凸緣20，其具有在一端與過渡凸緣22相連的表面部；以及大直徑的軸向延伸的安裝凸緣24。大直徑安裝凸緣部24終止于厚度減薄部26處，該厚度減薄部26形成為徑向朝內(nèi)延伸的卷曲部28，下文將會說明該卷曲部。
[0029]大體上標(biāo)記為16的彈性體與金屬復(fù)合密封組件包括大體上標(biāo)記為30的橡膠或其他彈性體所制密封主體，且所示這個主體30包括埋置加強(qiáng)件32，埋置加強(qiáng)件32由金屬制成并具有位于彈性體主體30內(nèi)的主粘合部34。還具有傾斜的較小直徑部36，其從主粘合部34朝內(nèi)延伸并終止于大體上軸向延伸的末端凸緣38處。該末端凸緣38設(shè)計為用于不透流體地附連到固定軸或轉(zhuǎn)動軸或轉(zhuǎn)向節(jié)40上，從而使密封主體30可以壓靠在該軸上并可隨同該軸轉(zhuǎn)動(或固定)，這要依據(jù)用途而定，而且這種壓配合將是不透流體的。
[0030]密封主體30本身包括大體上標(biāo)記為42的主唇部，其具有大體上截頭圓錐體形的油側(cè)表面44，以及大體上截頭圓錐體形的空氣側(cè)表面46，該兩個表面沿著將要在主體30與鋼制外杯12的小直徑部20之間形成接觸的密封帶48會合。密封件10還包括彈簧槽50，以便容納環(huán)狀螺旋彈簧52，該彈簧把主唇部42徑向朝外推靠在外殼或外杯12的小直徑凸緣20的內(nèi)表面53上。
[0031]此外，密封主體30包括防塵唇部54，以及軸向延伸的輔助唇部或擠出唇部56。這些構(gòu)件都形成于密封主體30上，且僅僅表示在此種密封件中體現(xiàn)的典型實例。唇部的形式及其確切位置可以有大量變例?？梢杂腥鐖D所示的單唇，或者多唇(未顯示)。密封主體30的余下部分可以包括如圖所示的芯撐58，它們之間內(nèi)有間隙60，以便使主體與塑料內(nèi)杯14間隔開并可讓有限量的油從間隙通過。
[0032]大體上標(biāo)記為62的橡膠與鋼的靜密封區(qū)域處于末端凸緣38的兩側(cè)，并包括軸向的內(nèi)接觸部和外接觸部64、66。芯撐58支承在小的偏移凸緣68上，該凸緣相對于塑料內(nèi)杯14的徑向主凸緣70偏移。軸向主凸緣72位于外殼的大直徑部24內(nèi)并與之相接觸，并由于卷曲部28的緣故而在此鎖定就位，塑料軸向部72在卷曲部28與過渡凸緣22之間被夾持就位。
[0033]本發(fā)明一個實施例的另一重要特征在于大體上標(biāo)記為76的斜角撐，其加固了徑向凸緣70與軸向凸緣72之間的連接。該斜角撐的大體上標(biāo)記為78的腹板部包含兩個傾斜側(cè)壁部80、82(見圖3)以及一個中央部或主干部84。這個腹板的側(cè)壁80、82約成40°至50°的角而布置，以增加最大強(qiáng)度。
[0034]此外，此斜角撐的腹板部38具有傾斜的平坦表面84，其終止于徑向的外擴(kuò)表面86處。設(shè)置此表面86是為了給外座圈88和軸承90提供間隔或間隙。
[0035]圖4示出了另一個實施例，其中，肋部92也具有三個表面，S卩一個中央對角線表面94和大體上標(biāo)記為96、98的兩個側(cè)壁部。在此實施例中，加強(qiáng)肋部92具有相對徑向的側(cè)壁96、98，但肋部92比其他實施例中更寬。頂部100基本上與軸向主凸緣102齊平或同延。
[0036]圖5示出了一個實施例，其中，大體上標(biāo)記為104的肋部使軸向壁106與徑向壁108相連接，該肋部具有外擴(kuò)更大的側(cè)壁110、112。這些肋部104延伸到軸向壁106的頂部并具有平坦表面部110，但肋部并未被切開而提供用于座圈或軸承的間隙。
[0037]以上對各種形式的加強(qiáng)肋部的說明是優(yōu)選的，但這些形式并非可以使用的加強(qiáng)肋部的唯一形式。當(dāng)然，需要一些肋部以防止塑料杯的外徑塌陷。所用塑料的類型也需要考慮；有些形式的加強(qiáng)件需要較小或較少的肋部。例如，希望使用玻璃強(qiáng)化尼龍或者高溫強(qiáng)化尼龍制造內(nèi)杯。然而，可以使用其他塑料，例如高溫工程塑料。肋部的數(shù)量也應(yīng)當(dāng)考慮；所示的形式采用了 18個肋部，即在圓周上每隔20°有一個肋部。然而，也可以采用在圓周上每隔10°至15°有一個肋部。
[0038]現(xiàn)在介紹彈性體唇部構(gòu)造，示出了主唇部以及擠出唇部。然而，主唇部可以是雙唇或三唇，防塵唇部可一起擠出或可以是雙唇或三唇形式的。擠出唇部可以省略，或者也采取不同的形式。加強(qiáng)件也順應(yīng)唇部主體的形式，但也可以采取各種形式。芯撐58是在唇部主體與內(nèi)杯的徑向凸緣之間形成間隙的一種優(yōu)選形式。然而，也可以采用其他構(gòu)造。
[0039]圖2和圖4示出了塑料內(nèi)杯14的另一個實施例，其中，相對剛性的塑料內(nèi)杯部件14具有連續(xù)的曲線形內(nèi)表面100，其在軸向凸緣72和徑向凸緣70之間延伸并連接這兩個凸緣。在這個實施例中的塑料內(nèi)杯14可形成為實心體,或具有中空或基本上中空的芯。優(yōu)選的，曲線形內(nèi)表面100限定了凹部102、凸部104以及限定在凹部102和凸部104之間的過渡點106。在一個實施例中，凹部102可布置為與軸向凸緣72相鄰，或者由范圍在0.001至0.500英寸之間的曲率半徑而限定，該曲率半徑更加優(yōu)選的是0.200至0.300英寸的范圍，以及最優(yōu)選的是0.262至0.282英寸的范圍。在另一個實施例中，凸部104可布置成與環(huán)狀螺旋彈簧52相鄰，或者由范圍在0.001至0.500英寸之間的曲率半徑而限定，該曲率半徑更加優(yōu)選的是0.250至0.350英寸的范圍，以及最優(yōu)選的是0.290至0.310英寸的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以認(rèn)識到，可以選擇其它合適的范圍來執(zhí)行所確定的功能。該實施例克服了其它實施例的缺點，換句話說，消除了空隙和尖銳的過渡點，從而加強(qiáng)了內(nèi)杯；并且，由于這是孔旋轉(zhuǎn)式應(yīng)用，因此消除肋條也就消除了與潤滑液體中的曝氣或氣泡相關(guān)的問題，潤滑液體中的曝氣或氣泡會隨著老化而加速并對密封件的使用壽命產(chǎn)生不利的影響。因此，這個實施例中的內(nèi)杯14具有改善的剛度和強(qiáng)度，從而防止了部件在密封件拆除過程中開裂，并通過消除肋條而消除了對潤滑液體的攪動影響。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以認(rèn)識到，曲線形內(nèi)表面可具有用于特定目的的任何合適的構(gòu)造。例如，凹部102可構(gòu)造成為外座圈88與軸承90提供間隔或間隙。
[0040]因此將明白，本發(fā)明提供一種新穎的具有塑料內(nèi)杯的密封件，其具有許多優(yōu)點和 特征，包括在此已經(jīng)指出的以及本發(fā)明內(nèi)在的優(yōu)點和特征。
【權(quán)利要求】
1.一種重負(fù)荷復(fù)合油密封件，以組合的方式包括:外杯，該外杯包括終止于卷曲部的軸向延伸的大直徑安裝凸緣部、軸向延伸的小直徑抗磨套筒部、把所述軸向延伸的大直徑安裝凸緣部及軸向延伸的小直徑抗磨套筒部連接起來的過渡部；密封元件，該密封元件包括彈性體密封主體和埋置加強(qiáng)件，所述彈性體密封主體具有與所述小直徑抗磨套筒部的軸向內(nèi)表面相接觸的密封唇部；以及相對剛性的塑料內(nèi)杯部件，該塑料內(nèi)杯部件具有軸向凸緣，該軸向凸緣基本上與所述軸向延伸的大直徑安裝凸緣部齊平并沿著所述軸向延伸的大直徑安裝凸緣部卡在所述外杯的所述卷曲部與所述過渡部之間，所述塑料內(nèi)杯部件還具有與所述彈性體密封主體的徑向部相接合的徑向延伸凸緣，所述相對剛性的塑料內(nèi)杯部件具有連續(xù)的曲線形內(nèi)表面，該曲線形內(nèi)表面限定了凹部和凸部。
2.如權(quán)利要求1所述的重負(fù)荷復(fù)合油密封件，其中，所述凹部布置成與所述軸向凸緣相鄰。
3.如權(quán)利要求1所述的重負(fù)荷復(fù)合油密封件，其中，所述凹部由范圍為0.262至0.282英寸的曲率半徑限定。
4.如權(quán)利要求1所述的重負(fù)荷復(fù)合油密封件，其中，所述凸部布置成與所述環(huán)狀螺旋彈黃相鄰。
5.如權(quán)利要求1所述的重負(fù)荷復(fù)合油密封件，其中，所述凸部由范圍為0.290至0.310英寸的曲率半徑限定。
6.如權(quán)利要求1所述的重負(fù)荷復(fù)合油密封件，還包括限定在所述凹部和所述凸部之間的過渡點，該過渡點布置成與所述過渡部相鄰。
7.如權(quán)利要求1所述的重負(fù)荷復(fù)合油密封件，其中，所述卷曲部由構(gòu)成所述外杯的材料的厚度減薄部形成。
8.如權(quán)利要求1所述的重負(fù)荷復(fù)合油密封件，其中，所述彈性體密封主體部具有擠出唇部，并且所述軸向延伸的小直徑抗磨套筒部具有徑向朝內(nèi)延伸的第二凸緣，所述密封唇部延伸超出所述徑向朝內(nèi)延伸的第二凸緣并緊鄰該第二凸緣布置。
9.如權(quán)利要求1所述的重負(fù)荷復(fù)合油密封件，其中，所述埋置加強(qiáng)件使得所述彈性體密封主體的至少一部分徑向朝內(nèi)地延伸剛好超出所述埋置加強(qiáng)件，從而使所述彈性體密封主體與匹配部件形成不透流體的配合。
10.如權(quán)利要求4所述的重負(fù)荷復(fù)合油密封件，其中，所述彈性體密封主體的所述至少一部分包括所述彈性體密封主體的兩個部分。
11.如權(quán)利要求1所述的重負(fù)荷復(fù)合油密封件，其中，所述內(nèi)杯上的所述徑向延伸凸緣包括在徑向上最內(nèi)側(cè)的偏移部，該偏移部與所述彈性體密封主體的所述徑向部接合。
12.—種軸、軸承組件和如權(quán)利要求1所述重負(fù)荷復(fù)合油密封件的組合件，其中，所述凹部為與所述彈性體密封主體相鄰的所述軸承組件提供間隙。
13.如權(quán)要求I所述的重負(fù)荷復(fù)合油密封件，其中，所述埋置加強(qiáng)件具有在其內(nèi)徑部處的基本上軸向的部分。
14.一種重負(fù)荷復(fù)合油密封件，以組合的方式包括:金屬外杯，該外杯包括軸向延伸的大直徑安裝凸緣部、軸向延伸的小直徑抗磨套筒部、把所述大直徑安裝凸緣部及小直徑抗磨套筒部連接起來的過渡部、以及從所述抗磨套筒部朝內(nèi)延伸的徑向凸緣，所述大直徑安裝凸緣部具有減薄厚度部，該減薄厚度部終止于卷曲部；密封元件，該密封元件包括彈性體密封主體和埋置加強(qiáng)件，所述彈性體密封主體具有與所述抗磨套筒部的軸向內(nèi)表面相接觸的密封唇部，所述加強(qiáng)件通過工作間隙而與相關(guān)的機(jī)械部件分隔開，所述彈性體密封主體具有剛好在所述加強(qiáng)件徑向朝內(nèi)方向布置的一個部分，從而所述彈性體密封主體的所述部分及所述加強(qiáng)件與所述相關(guān)機(jī)械部件形成不透流體的配合；以及相對剛性的塑料內(nèi)杯部件，該內(nèi)杯部件具有軸向凸緣，該軸向凸緣基本上與所述大直徑安裝凸緣部齊平并沿著所述大直徑安裝凸緣部卡在所述外杯的所述卷曲部與所述過渡部之間，所述內(nèi)杯還具有與所述彈性體密封主體上的徑向延伸表面相接合的徑向延伸凸緣，所述相對剛性的塑料內(nèi)杯部件具有連續(xù)的曲線形內(nèi)表面，該曲線`形表面限定了凹部和凸部。
【文檔編號】F16J15/32GK103486274SQ201310306487
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月11日
【發(fā)明者】D·N·鄧藤, L·L·馬斯卡柳納斯, S·L·斯特魯普 申請人:Skf股份公司