具有密封薄膜的密封系统技术方案

本发明专利技术涉及一种密封系统(10)，其具有两个机器部件(12，14)，所述机器部件沿着或者围绕运动轴线(16)可相对运动地设置。两机器部件(12，14)中的一个机器部件构成密封保持结构(32)并且相应另一机器部件(12，14)构成密封面(24)。在密封保持结构(32)上或内设置有密封装置(20)，该密封装置用于对构造在两个机器部件(12，14)之间的密封间隙(18)进行密封，所述密封装置(20)包括密封元件和相对该密封元件独立的预紧元件(22)，密封元件借助该预紧元件沿着径向方向往相应另一机器部件(12，14)的密封面(24)上张紧。根据本发明专利技术，密封元件由可弹性变形的密封薄膜(26)构成。预紧元件(22)在密封薄膜侧构成压制结构(36)，该压制结构这样地压入到密封薄膜(26)中，使得密封薄膜(26)以与预紧元件(22)的压制结构(36)相对应的接触压力延伸曲线(42)贴靠在密封面(24)上。

Sealing system with sealed film

The present invention relates to a sealing system (10) having two machine parts (12, 14) that can be set in relative motion along or around a moving axis (16). One of the two machine parts (12, 14) constitutes a sealing retaining structure (32) and the corresponding other machine parts (12, 14) constitutes a sealing surface (24). A sealing device (20) is provided on or inside a sealing retaining structure (32) for sealing a sealing gap (18) structured between two machine components (12, 14), comprising a sealing element and a pre-tightening element (22) independent of the sealing element, with which the sealing element moves along the radial direction. The direction is tightened on the sealing face (24) of the corresponding machine part (12, 14). According to the invention, the sealing element is composed of an elastically deformed sealing film (26). The pre-tightening element (22) forms a pressing structure (36) on the side of the sealing film, which is so pressed into the sealing film (26) that the sealing film (26) is attached to the sealing surface (24) with a contact pressure extension curve (42) corresponding to the pressing structure (36) of the pre-tightening element (22).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有密封薄膜的密封系统
本专利技术涉及一种具有密封薄膜的密封系统。
技术介绍
在实践当中，带有两个机器部件的密封系统是已知的，所述机器部件沿着或者围绕运动轴线可相对运动地设置，其中，两机器部件中的一个机器部件构成密封保持结构并且相应另一机器部件构成密封面。保持设置在密封保持结构上/内的密封装置用于对构造在两个机器部件之间的密封间隙进行动态密封，该密封装置包括密封元件和相对该密封元件独立的预紧元件，密封元件借助该预紧元件沿着径向方向往相应另一机器部件的密封面上张紧。这种密封系统长期以来例如作为旋转密封系统而设立，其中，例如可转动地支承的旋转轴相对于壳体或者支承件被密封，亦或对于液压缸，还具有在缸筒内部引导的且可平移运动的活塞。对于市场上可用的密封系统，特别是密封元件由于其在相应机器部件的密封面上的摩擦之故而受到磨损。这特别是涉及到密封元件的某些结构，这种结构对于密封装置的密封性能或者流体回送性能是重要的。密封部件或者说密封元件的较为大块的并因而机械负荷耐受能力较强的设计另外隐含了对于功能来说重要的结构过早磨损的风险。此外还存在着密封元件的热过载风险，因为不再能将运行中必然产生的摩擦热充分地导散。由US2105871A已知一种旋转密封系统，其中，密封装置包括由皮革或者其他耐油材料构成的薄膜状密封元件，该密封元件密封地贴靠在一根可旋转地支承的轴的密封面上。在此，密封元件借助一个简单的蜗弹簧被压靠到轴的密封面上。这种结构形式固然能够实现在密封元件区域内改进的散热。但该密封系统却不那么适合于高压应用场合。此外，蜗弹簧的各个沿着轴的周向相继排列设置的螺旋圈(如果深究的话)只能彼此很小地间隔开，以保证密封装置的充分密封性能。由此无法实现密封装置的可靠的回退拖曳能力。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种密封系统，该密封系统可以经济地制造并且其中密封装置在使用寿命得以提高的同时具有改善的回退拖曳能力此目的通过具有在权利要求1中所述特征的密封系统得以实现。在从属权利要求以及说明书中描述了本专利技术的一些优选的发展设计。在按照本专利技术的密封装置中，密封元件由可弹性变形的密封薄膜构成，也就是说，作为一种薄膜密封元件。预紧元件构成压制结构，该压制结构这样地压入到密封薄膜中，使得该密封薄膜以与预紧元件的压制结构相对应的接触(面)压力或者说与此相对应的接触压力延伸曲线贴靠在密封面上。密封装置的对于该密封装置的密封性能或者回送性能来说重要的结构，亦即这里所述预紧元件的压制结构，由此便不再遭受直接的、由摩擦引起的磨损。所述密封薄膜设计得比传统的密封元件薄得多，从而在密封系统运行中能够将产生的摩擦热快速地导散。总体来说，密封装置的使用寿命由此得以显著提高。由于密封薄膜是可弹性变形的，所以甚至在高压应用场合中(在高压应用场合，数百巴的流体压力作用于密封间隙中)也可实现充分的密封性能。密封薄膜优选具有0.1毫米至2毫米的膜厚，特别是在0.2毫米至1毫米。由此甚至可以实现密封薄膜在密封面上的一种精细分级的(梯阶式的/分层次的)接触压力延伸曲线。密封薄膜的厚度优选与可动地支承的机器部件的直径相协调或者说相匹配，并且特别可以是最大至可动地支承的机器部件的直径的百分之一。此外，密封薄膜在压制结构的区域内沿着径向方向优选松动地贴近预紧元件，即不与预紧元件的具有压制结构的周向区域粘合、焊接或者以其他方式直接紧固在该周向区域上。所述密封系统可以设计有沿着径向方向对外侧密封的或者沿着径向方向对内侧密封的密封装置。因此得到了该密封系统的宽泛应用可能性。根据本专利技术的第一实施方式，预紧元件的压制结构设计成螺纹。该螺纹具有螺纹线或者螺纹槽，该螺纹槽以至少一个完整的螺旋圈、优选以多个完整的螺旋圈围绕两个机器部件的运动轴线延伸。由此，密封薄膜以与螺纹相对应的接触压力延伸曲线贴靠在具有密封面的机器部件上。因此密封薄膜具有至少一个螺旋形延伸的第一区域，该区域以高的接触压力贴靠在密封面上。该第一区域沿着径向方向与压制结构的螺纹牙顶相互关联作用或者对齐。密封薄膜的与螺纹槽相互关联作用的或者说与该螺纹槽沿着径向方向对齐的区域则以比较而言(更)小的接触压力贴靠在密封面上。特别是在密封系统构造成旋转密封系统的情况下，通过这种方式便能够沿着轴向方向(向回)输送润滑剂。(尤其是)通过选择预紧元件的螺纹的螺距和轴向长度以及螺纹槽的净开口横截面，可以以简单的方式调节密封装置的回送能力以及密封效果。作为备选方案，预紧元件的压制结构可以包括至少一个环形的隆凸，该隆凸从预紧元件沿着径向方向突起。由此，密封薄膜在环绕的区域内以这样一种接触压力延伸曲线贴靠在另外的机器部件的密封面上，所述接触压力延伸曲线与传统密封边的接触压力延伸曲线相符。在此，根据本专利技术，环凸具有第一和第二(侧)型面，所述(侧)型面设置为相对密封面以不同的型面角倾斜延伸地定向。密封薄膜的接触压力延伸曲线是针对密封装置的两侧(例如密封系统的一个高压侧和该密封系统的一个低压侧)而言非对称地调定的，以便模拟传统密封边的在功能上不同的型面斜度(Flankensteigung)。通过这种方式，可以-与运动方向相关地-在两个机器部件沿着运动轴线平移相对运动时根据需要调节密封装置的回送能力。在前述螺纹(优选在该螺纹的端部处)与环绕的环凸相组合的情况下，环绕的环凸也可以设计有对称的横截面，也就是说，具有相对密封面两侧相同的型面角或者说具有一个半径。根据本专利技术，预紧元件的环凸可以沿着该预紧元件的周向具有成波形的或者锯齿状的延伸曲线。在该实施方式中，对于预紧元件的环凸-压制结构，也可以可靠地调节在两个机器部件相对彼此旋转运动时密封装置的回送能力。总体来说，这对于该密封系统的应用广度是有利的。根据本专利技术的一种优选的发展设计，预紧元件可以具有多个上述的环凸。各环凸在此情况中沿着轴向方向彼此间隔开相继排列地设置。由此，一方面可以实现密封装置的特别大的密封能力。因此该密封系统也可以在高压或者极高压应用场合中使用，并且在易磨损性最小化的同时保证了对于设置在密封间隙内的流体的可靠回送能力。预紧元件可以沿着径向方向构造成特别是抗弯(刚性)的，也就是说，非弹性的。在预紧元件沿着径向方向向内张紧的情况中，该预紧元件因此可以不被扩张或者仅仅稍微扩张。在预紧元件沿着径向方向外侧张紧的情况中，该预紧元件因此沿着径向方向可以不被压缩或者仅仅稍微压缩。因此，所述预紧元件具有不变的外横截面或者内横截面。由此可以将预紧元件的压制结构以高的局部位置细节分辨度转换成贴靠在密封面上的密封薄膜的与此相对应的接触压力。根据本专利技术的另一实施方式，预紧元件(自身)沿着径向方向可柔性地和弹性地变形。因此，比起沿着径向方向为刚性的预紧元件之情形，在旋转的机器部件中对(特别是由不平衡引起的)振动或者在平移运动的机器部件中对偏心度可以更有效地进行阻尼或者补偿。总体来说，通过这种方式在相应运动的机器部件偏心的情况下也同样改善了密封性能。预紧元件在结构最简单的情况下可以设计成螺旋弹簧元件。在市场上可以购得由不同材料经济地预先批量生产的螺旋弹簧元件。这一点具有成本优势和加工制造优势并且能够实现对密封系统特别简单的装配。根据本专利技术，预紧元件可以由塑料(特别是热塑性塑料)、复合材料或者由金属构成。不言而喻，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.密封系统(10)，其具有两个机器部件(12，14)，所述机器部件沿着或者围绕运动轴线(16)可相对运动地设置，其中，两机器部件(12，14)中的一个机器部件构成密封保持结构(32)并且相应另一机器部件(12，14)构成密封面(24)；具有保持在所述密封保持结构(32)上/内的密封装置(20)，该密封装置用于将构造在所述两个机器部件(12，14)之间的密封间隙(18)动态地密封，其中，所述密封装置(20)包括密封元件和相对该密封元件独立的预紧元件(22)，该密封元件借助该预紧元件沿着径向方向往相应另一机器部件(12，14)的密封面(24)上张紧，其中，所述密封元件由可弹性变形的密封薄膜(26)构成，所述预紧元件(22)在密封薄膜侧构成螺纹(37)或者环凸(52)形式的压制结构(36)，其中，所述螺纹(37)具有螺纹槽(40)，该螺纹槽以至少一个完整的螺旋圈(41)围绕所述两个机器部件(12，14)的运动轴线(16)延伸，并且所述环凸(52)具有第一和第二型面(58)，所述第一和第二型面相对密封面(24)以不同的型面角α、β倾斜延伸地设置，并且，所述压制结构(36)这样地压入到密封薄膜(26)中，使得所述密封薄膜(26)以与所述预紧元件(22)的压制结构(36)相对应的接触压力延伸曲线(42)贴靠在所述密封面(24)上。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.23 DE 102015226705.91.密封系统(10)，其具有两个机器部件(12，14)，所述机器部件沿着或者围绕运动轴线(16)可相对运动地设置，其中，两机器部件(12，14)中的一个机器部件构成密封保持结构(32)并且相应另一机器部件(12，14)构成密封面(24)；具有保持在所述密封保持结构(32)上/内的密封装置(20)，该密封装置用于将构造在所述两个机器部件(12，14)之间的密封间隙(18)动态地密封，其中，所述密封装置(20)包括密封元件和相对该密封元件独立的预紧元件(22)，该密封元件借助该预紧元件沿着径向方向往相应另一机器部件(12，14)的密封面(24)上张紧，其中，所述密封元件由可弹性变形的密封薄膜(26)构成，所述预紧元件(22)在密封薄膜侧构成螺纹(37)或者环凸(52)形式的压制结构(36)，其中，所述螺纹(37)具有螺纹槽(40)，该螺纹槽以至少一个完整的螺旋圈(41)围绕所述两个机器部件(12，14)的运动轴线(16)延伸，并且所述环凸(52)具有第一和第二型面(58)，所述第一和第二型面相对密封面(24)以不同的型面角α、β倾斜延伸地设置，并且，所述压制结构(36)这样地压入到密封薄膜(26)中，使得所述密封薄膜(26)以与所述预紧元件(22)的压制结构(36)相对应的接触压力延伸曲线(42)贴靠在所述密封面(24)上。2.如权利要求1所述的密封系统，其特征在于：所述螺纹(27)为多线的。3.如权利要求1所述的密封系统，其特征在于：所述环凸(52)沿着预紧元件(22)的周向具有成波形的或者锯齿状的延伸曲线。4.如前述权利要求之任一项所述的密封系统，其特征在于：所述预紧元件(22)构造成沿着径向方向可弹性变形的或者刚性的、亦即针对其横截面而言基本上不可变形的。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：M·弗朗茨，B·哈恩，M·凯克，
申请(专利权)人：特瑞堡密封系统德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE