Патент на изобретение №2354874
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЭЛАСТОМЕРНОЕ ШАРНИРНОЕ УПЛОТНЕНИЕ
(57) Реферат:
Изобретение относится к гидродинамическим уплотнениям. Гидродинамическое уплотнение, изготовленное из политетрафторэтилена и предназначенное для обеспечения герметичного уплотнения вращающейся детали, включает в свой состав первую часть, опирающуюся на гибкий эластомерный элемент, и вторую часть, выступающую относительно указанного эластомерного элемента вдоль уплотняемой вращающейся детали. Вторая, или задняя, часть уплотнения располагается концентрично относительно указанной вращающейся детали. Первая часть уплотнения, которая крепится к эластомерному элементу, также располагается концентрично относительно указанной вращающейся детали. Кроме того, уплотнение может также включать в свой состав кольцевую подвижную шарнирную часть, располагающуюся между указанными первой и второй частями. При этом указанные первая часть, вторая часть и кольцевая подвижная шарнирная часть могут все вместе определять собой одну сплошную уплотнительную поверхность. Описаны варианты выполнения гидродинамического уплотнения. Изобретение повышает надежность уплотнения. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится, в основном, к гидродинамическим уплотнениям, а более конкретно к гидродинамическому уплотнению, которое при установке охватывает вращающуюся деталь. Гидродинамические уплотнения могут находиться в соприкосновении с вращающимся валом, обеспечивая при этом удерживание масла или смазки в требуемом месте. Общепринятыми случаями применения таких уплотнений являются коленчатые валы двигателей и трансмиссионные валы. Такое уплотнение может опираться на соответствующую эластомерную деталь, которая способна воспринимать упругую деформацию. При этом такая эластомерная деталь может деформироваться в целях увеличения степени вероятности того, что уплотнение будет все время оставаться в плотном соприкосновении с валом, несмотря на отсутствие концентричности между вращающимся валом и конструкцией, служащей для уплотнения в качестве опоры. Такое уплотнение может изготавливаться из политетрафторэтилена и по всей своей длине присоединяться к соответствующей эластомерной детали. Настоящее изобретение направлено на создание такого уплотнения, которое включает в свой состав первую часть, связанную с эластомерным элементом, и вторую часть, выступающую за указанный эластомерный элемент по длине уплотняемого вала. Обе части предлагаемого уплотнения обеспечивают герметизацию мест соприкосновения их с соответствующим валом. При этом указанные первая и вторая части могут изготавливаться из политетрафторэтилена. Кроме того, настоящее изобретение направлено также на создание такого уплотнения, которое имеет кольцевую подвижную шарнирную часть. Указанная шарнирная часть может располагаться между первой частью и второй частью уплотнения, а также может при этом выступать за пределы эластомерного элемента. Помимо этого шарнирная часть может характеризоваться наличием на ней соответствующей, обращенной наружу кольцеобразной выемки. Другие варианты практического осуществления настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники при рассмотрении нижеследующего описания наилучшего способа, предлагаемого для реализации настоящего изобретения, описание которого ведется со ссылками на прилагаемые чертежи. Нижеследующее описание ведется здесь со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые детали, показанные на нескольких представленных здесь видах, обозначаются одними и теми же номерами позиций, и на которых: на фиг.1 представлен вид в частичном поперечном разрезе, на котором изображено предложенное уплотнение, находящееся в герметичном соединении с вращающимся валом и выполненное в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения; на фиг.2 представлен вид в частичном поперечном разрезе, на котором изображено предложенное уплотнение, показанное на фиг.1, но изображенное здесь в отсоединенном его положении по отношению к соответствующему вращающемуся валу; на фиг.3 представлен вид в частичном поперечном разрезе, на котором изображено предложенное уплотнение, выполненное в соответствии с первым альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения; на фиг.4 представлен вид в частичном поперечном разрезе, на котором изображено предложенное уплотнение, выполненное в соответствии со вторым альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения; и на фиг.5 представлен вид в частичном поперечном разрезе, на котором изображено предложенное уплотнение, выполненное в соответствии с третьим альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.1 и 2, настоящее изобретение направлено на создание узла уплотнения 10 в сборе, который включает в свой состав соответствующий кольцевой гибкий поддерживающий элемент 24 и уплотнение 32. При этом кольцевой гибкий поддерживающий элемент 24 содержит соответствующий козырек 28, определяющий собой кольцевую опорную поверхность 30, расположенную между первой кромкой 60 и второй кромкой 62. Кроме того, уплотнение 32 включает в свой состав также первую фланцевую часть 34, соединенную с кольцевой опорной поверхностью 30. При этом первая фланцевая часть 34 представляет собой первую уплотнительную поверхность 40. Уплотнение 32 может выступать за пределы кромки 62 козырька 28 и достигать торца 50, определяющего собой вторую фланцевую часть 38. При этом вторая фланцевая часть 38 может выступать также и за пределы кольцевой опорной поверхности 30, представляя собой вторую уплотнительную поверхность 46. Уплотнение 32 может находиться в соприкосновении с вращающимся валом 12 и обеспечивать его герметичное уплотнение, либо может предусматриваться наличие соответствующей износоустойчивой гильзы 14, которая наглухо закрепляется на этом валу. Износоустойчивая гильза 14 может охватывать вращающийся вал 12, определяя при этом собой наружную кольцеобразную лицевую уплотнительную поверхность 16. Уплотнительные поверхности 40 и 46 могут соприкасаться с поверхностью 16 и герметизировать ее. Поверхности 16, 30, 40 и 46 являются концентричными по отношению друг к другу. Находясь в соприкосновении с валом 12, уплотнение 32 может опираться при этом на соответствующий держатель 18 вместе с кольцевым гибким поддерживающим элементом 24. Держатель 18 может включать в свой состав трубчатую часть 20, находящуюся на некотором расстоянии от износоустойчивой гильзы 14 и, по существу, расположенную концентрично по отношению к ней. Держатель 18 может также включать в свой состав радиальную фланцевую часть 22, выступающую относительно трубчатой части 20. Радиальная фланцевая часть 22 может определять собой отверстие 26. Часть 52 кольцевого гибкого поддерживающего элемента 24 может определять собой канал 54, в который вставляется конец 29 радиальной фланцевой части 22, находящейся у отверстия 26. Часть 52 может неподвижно закрепляться по отношению к отверстию 26. Кольцевой эластомерный элемент 24 может включать в свой состав подвижную шарнирную часть 58, которая расположена между козырьком 28 и частью 52. Подвижный шарнир 58 способствует плавному вхождению уплотнения 32 с износоустойчивой гильзой 14 в случае возникновения смещения между валом 12 и трубчатой частью 20. Кольцевой гибкий поддерживающий элемент 24 может изгибаться и упруго деформироваться вокруг подвижной шарнирной части 58, благодаря чему возрастает вероятность того, что поверхности 40 и 46 будут постоянно находиться в тесном контакте с поверхностью 16. Эластомерный элемент 24 также может включать в свой состав соответствующий грязезащитный козырек 56. Первая фланцевая часть 34 и вторая фланцевая часть 38 могут выполняться таким образом, что представляют собой одну единую деталь друг относительно друга. Обе эти части 34 и 38 могут быть изготовлены из политетрафторэтилена. Одна из частей 34, 38 или же обе могут включать в свой состав также соответствующие гидродинамические вспомогательные устройства 42, направляющие поток масла в заданном направлении. Например, как указывается в описании изобретения к патенту США Как показано на фиг.1 и 2, уплотнение 32 может включать в свой состав также и соответствующую подвижную шарнирную часть 36, расположенную между частями 34 и 38. При этом подвижная шарнирная часть 28 может определять собой кольцеобразную наружную торцевую выемку 64. Благодаря наличию шарнирной части 36 обеспечивается повышенная гибкость уплотнения 32, а также соответственно уменьшается вероятность возможного его повреждения. Например, шарнирная часть 36 может способствовать лучшему изгибанию уплотнения 32. При этом подвижная шарнирная часть 36 может определять собой также и уплотнительную поверхность 44. В данном случае уплотнительные поверхности 40, 44 и 46 могут быть выполнены за одно целое друг с другом, образуя при этом собой, по существу, одну сплошную уплотнительную поверхность. Несмотря на то, что настоящее изобретение рассматривается в вышеприведенном описании на примере наиболее целесообразного и предпочтительного варианта его осуществления, тем не менее, при этом должно быть понятно, что настоящее изобретение отнюдь не ограничивается исключительно только лишь раскрытыми здесь вариантами его осуществления. Совсем наоборот, подразумевается, что настоящая заявка на изобретение предусматривает возможность внесения различных изменений в предложенный здесь вариант осуществления настоящего изобретения и допускает разработку различных равноценных конструкций, не выходящих за пределы объема и существа изобретения, которые определены нижеследующей формулой изобретения. С целью обеспечения возможности осуществления всех таких изменений и разработки равноценных конструкций, разрешенных в соответствии с существующим патентным законодательством, для пунктов приведенной здесь формулы настоящего изобретения допускается самое широкое их толкование. Кроме того, должно быть также понятно, что любой отличительный признак раскрытых здесь вариантов осуществления настоящего изобретения может использоваться в сочетании с любым другим отличительным признаком любого из всех других вариантов осуществления настоящего изобретения.
Формула изобретения
1. Узел уплотнения в сборе, содержащий жесткий держатель, кольцевой поддерживающий элемент, находящийся в зацеплении с жестким держателем и имеющий козырек, определяющий собой кольцевую опорную поверхность, и собственно уплотнение, имеющее первую фланцевую часть, соединенную с кольцевой опорной поверхностью и представляющую собой первую уплотнительную поверхность, а также вторую фланцевую часть, выступающую за пределы кольцевой опорной поверхности и представляющую собой вторую уплотнительную поверхность. 2. Узел по п.1, отличающийся тем, что первая уплотнительная поверхность расположена концентрично по отношению к кольцевой опорной поверхности. 3. Узел по п.1, отличающийся тем, что первая и вторая фланцевые части выполнены таким образом, что они представляют собой одну единую деталь относительно друг друга. 4. Узел по п.1, отличающийся тем, что кольцевой поддерживающий элемент выполнен из резины. 5. Узел по п.1, отличающийся тем, что уплотнение дополнительно содержит гидродинамические средства, проходящие вдоль упомянутых первой и второй уплотнительных поверхностей. 6. Узел по п.1, отличающийся тем, что уплотнение дополнительно содержит выполненные с внутренней его стороны канавки, проходящие вдоль первой и второй уплотнительных поверхностей. 7. Узел по п.1, отличающийся тем, что уплотнение имеет множество обращенных наружу U-образных выемок. 8. Узел по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит кольцевую подвижную шарнирную часть, расположенную между первой фланцевой частью и второй фланцевой частью и выступающую за пределы козырька кольцевого поддерживающего элемента. 9. Узел по п.8, отличающийся тем, что кольцевая подвижная шарнирная часть определяет собой кольцеобразную наружную торцевую выемку. 10. Узел уплотнения в сборе, содержащий износоустойчивую гильзу, окружающую собой вращающийся вал и имеющую наружную лицевую кольцеобразную уплотнительную поверхность, держатель, имеющий трубчатую часть, находящуюся на некотором расстоянии от износоустойчивой гильзы и, по существу, расположенную концентрично по отношению к ней, а также радиальную фланцевую часть, выступающую относительно трубчатой части, кольцевой поддерживающий элемент, соединенный с радиальной фланцевой частью с противоположной ее стороны относительно трубчатой части и имеющий козырек, определяющий собой кольцевую опорную поверхность, находящуюся с противоположной стороны относительно кольцеобразной поверхности износоустойчивой гильзы, и собственно уплотнение, изготовленное из политетрафторэтилена, обеспечивающее герметизацию места соприкосновения его с износоустойчивой гильзой и имеющее первую фланцевую часть, соединенную с кольцевой опорной поверхностью, и вторую фланцевую часть, выступающую относительно первой фланцевой части и выходящую за пределы кольцевой опорной поверхности. 11. Узел по п.10, отличающийся тем, что дополнительно содержит кольцевую подвижную шарнирную часть, расположенную между первой фланцевой частью и второй фланцевой частью и выступающую за пределы козырька кольцевого поддерживающего элемента. 12. Узел уплотнения в сборе, содержащий износоустойчивую гильзу, охватывающую вращающийся вал и имеющую наружную лицевую кольцеобразную уплотнительную поверхность, держатель, имеющий трубчатую часть, находящуюся на некотором расстоянии от износоустойчивой гильзы и, по существу, расположенную концентрично по отношению к ней, а также радиальную фланцевую часть, выступающую относительно трубчатой части, кольцевой поддерживающий элемент, соединенный с торцом радиальной фланцевой частью с противоположной ее стороны относительно трубчатой части и имеющий козырек, определяющий собой кольцевую опорную поверхность, находящуюся с противоположной стороны относительно кольцеобразной уплотнительной поверхности износоустойчивой гильзы, и собственно уплотнение, изготовленное из политетрафторэтилена, обеспечивающее герметизацию места соприкосновения его с износоустойчивой гильзой и имеющее первую фланцевую часть, соединенную с кольцевой опорной поверхностью, и вторую фланцевую часть, а также кольцевую подвижную шарнирную часть, расположенную между первой фланцевой частью и второй фланцевой частью. 13. Узел уплотнения в сборе, содержащий жесткий держатель, кольцевой поддерживающий элемент, изготовленный из резины, формуемой на жестком держателе, и имеющий козырек, определяющий собой кольцевую опорную поверхность, и собственно уплотнение, изготовленное из политетрафторэтиленового материала и имеющее первую фланцевую часть, соединенную с кольцевой опорной поверхностью, а также вторую фланцевую часть, причем предусматривается также наличие кольцевой подвижной шарнирной части, расположенной между первой фланцевой частью и второй фланцевой частью. 14. Узел по п.13, отличающийся тем, что первая фланцевая часть, вторая фланцевая часть и кольцевая подвижная шарнирная часть расположены концентрично относительно друг друга. 15. Узел по п.13, отличающийся тем, что первая фланцевая часть, вторая фланцевая часть и кольцевая подвижная шарнирная часть определяют собой соответствующие уплотнительные поверхности.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
6168164, на уплотнении 32 могут выполняться соответствующие канавки или выемки, при этом вышеуказанный патент включается в данное описание настоящего изобретения посредством ссылки на него. В качестве альтернативы, как это показано на фиг.3, уплотнение 32а может выполняться с канавками 66, обрамляющими второй торец 50, и определять собой, по существу, плоскую уплотнительную поверхность, примыкающую к части 34а. Кроме того, в качестве другой альтернативы, как это показано на фиг.4, уплотнение 32b может также определять собой, по существу, плоскую уплотнительную поверхность, находящуюся между частью 34b и торцом 50b. Помимо этого, в качестве еще одной альтернативы, как это показано на фиг.5, уплотнение 32 с может также выполняться либо с концентрическими, либо с винтовыми канавками 66а, расположенными рядом с торцом 50 с, а также с выступами 68, имеющими U-образную форму и расположенными с наружной стороны уплотнения 32с.
