旋转和往复运动密封装置制造方法及图纸

在轴穿过孔并同时有旋转和轴向两种运动情况下，为轴和转轴孔间提供可靠的密封装置．密封组件包括：在轴套和被密封面间有相对旋转运动时用的密封、一个轴套、一个在该轴套和被密封面间有相对轴向位移时用的密封．轴套用于隔离轴的旋转和轴向运动，使每个密封只感受一种运动．为完成这一任务，抑制轴套相对于轴孔的轴向运动而与轴有同步旋转运动．在转向传动总成中，所使用的简单万向节会使驱动轴往复运动，此时这种密封装置特别有用．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及到轴的密封，更准确地说，它涉及带孔壳体的密封，而轴穿过该孔并承受旋转运动和轴向移动。齿轮组、泵类和其机械传动装置通常都安置在不受大气污染、适合滑润的壳体中，而大气污染是指污物，湿气和腐蚀物质等。向那些装置传送动力的轴普遍地得穿过壳体上的孔，为了保持不受污染并能使润滑剂进入，在孔处于外壳和轴之间装设有密封。密封泄漏都会引起润滑液的损失或污物进入壳体，上述两种情况均会导致输出能力降低或传动装置产生机械故障。轴经过旋转运动，轴向运动或两者将功率输送到壳体内。对单一的旋转运动或轴向运动来说，防止轴、壳之间渗漏的可采用的多种密封是众所周知的。但是，那些密封仅特别适应于轴的一种运动型式，例如轴相对于壳体本来说只有旋转运动，则壳体可以用有薄而柔唇边的密封圈密封，这允许密封圈弥补轴的偏移一即轴偏心旋转一而不产生过量的热。允许轴偏转这一灵活性会降低密封的侧向硬度，因此，在轴向杆产生轴向移动事故中，密封圈容易扭曲。此外，若密封的横断面减薄则当轴相对密封面轴向移动时会使轴上的液体或颗粒较容易滑过油封。反之，一个为轴相对于壳体或密封有轴向运动而设计的密封，则具有较大的断面和硬的唇边，以便刮掉轴移过密封面时其上的颗粒或润滑油。和旋转密封相比，轴向密封具有较大的硬度是必要的，以便可以抵抗轴在轴各运动时所产生的扭曲力。为了保持轴周围与密封完全接触，以取得所希望的刮净效果，加在在国内外向密封的径向硬度也是必要的。然而，在轴偏移情况下硬度的加大会限制密封的位移，如果是轴和轴向密封间增大的摩擦产生高热，同时，在旋转条件下，能引起密封提前损坏。所以，现阶段还没有单个密封部件，能在轴经爱轴向和旋转运动的情况下，提供在壳体孔处的充分的持续的密封。轴穿过壳体并承受轴向和旋转运动的一个恰当的例子。便是轴向传动轴总成。这种装置的典型例子如颁发给艾恩斯活思(Ainswonth)的美国的专利3，605，930中所示的车辆变位传动轴。在他的专利中，主动轴向方向节壳体中的从动轴传输动力，后者可转动地与安放主动轴的叉形架相连。他的专利采用卡丹型(cardan)万向节将动力从主动轴赂安装在万向节中的中心轴(sun shaft)传递，由于万向节总成相对叉架可以摆动，万向节便产生了偏角。在有偏角情况下，轴的转动会引起整个万向节轴向长度发生变化。于是，当主动轴通过有倾角的万向节向中心轴(sun shaft)传递旋转动力时，会招致一根轴或两根轴产生往复运动。这些轴通过万向节(转向节)和叉形架进入由密封使与大气隔离了的润滑环境中，而密封则安装在万向节壳体和叉形架的孔中。因此，至少必须在一个孔中装一个密封，其能经受穿过那里的轴的相对轴向位移和旋转运动。解决轴向传动轴问题的一个方法是用一个轴向抑制型万赂节，它可在万向节偏转时，消除轴的往复运动。这类型式的万向节的例子在美国颁发给阿兹波(Rzeppa)的2，046，584号专利中可见到。而一种使用轴向抑制型万向节的转向传动轴示于美国4，482，025号专利中。但是，这些万向节价格比卡丹型高昂，且要求有大型罩，来密封万向节内部的部件，除增加费用外，当车子在不平坦地带行走时，罩的破坏的可能性会使转向传动轴产生另外的事故。所以，希望得到一种允许将卡丹型万向节用于转向传动总成的密封。所以，本专利技术的目的在于提供一种有轴穿过的孔的密封装置，其能经受轴的旋转和轴向位移。本专利技术的另一目的是改进轴有轴向和旋转运动时，轴孔周围密封的可靠性。本专利技术的另一个目的是为采用卡丹型万向节的轴向传动总成的传动轴提供密封装置。因此，已经发现，将旋转运动部件与轴向运动部件分开，并提供两种单独的密封，使每一种密封仅径受一种运动型式的办法，有可能得到较为可靠的轴密封。因此，在一个实例里，本专利技术包括一个将两端间的空间隔开的密封装置，该空间由带孔的隔板所隔开，轴穿过上述孔与两个空间联通。轴上有一个解脱两种轴运动形式的轴套，并设有使轴套和一种型式的轴运动同步运动、而让轴的另一种运动型式仍存在于轴与轴套间的装置，同时还设有防止轴的非同步运动型式在轴和隔板间产生的装置。上述两个空间的联通是沿轴和轴套间缝隙实现的，这条缝隙由一个特殊设计的且能经受轴的轴套间的轴向运动的密封所堵塞。同样，沿隔板和轴套间的缝隙造成的上述环境间的联通由一个特殊设计的且能经受隔板和轴套间的旋转运动的密封所堵塞。这样，轴套作为一个分隔不同运动型式的共用密封元件而容许在轴和隔板间的使用承受单一运动的密封。在一具体的保护范围较窄的实施例中，本专利技术是指采用万向节的转向传动总成的油密封装置，该万向节能使旋转轴产生轴向运动。本专利技术的密封装置可使穿有轴的壳体中的孔对旋转运动和轴向运动都能被密封。本专利技术的附加说明和具体装置阐述为下。图1为采用本专利技术密封装置的轴向传动总成的纵向剖面图图2和3是和图1相似的视图，但改变了布置。本专利技术说明一种变位传动轴时，在有关转向传动总成的上文中已为完整地描述过。图1的转向传动总成有叉架10，其由上部和下部主销组合件14和16可转动地连接到万向节架12上，空心短轴18位于叉架10内，并穿过孔11，轴18通过驱动轴20与动力源(图中未表示)连接，另一空心短轴22们于万向节架12内，并穿过孔12，轴22驱动中心轴24，中心轴24则将动力传给行星齿轮系统26并最后传给转动轮壳28。轴18和22为双卡丹型万向节34的一部分，从图1的方位来看，万向节具有左、右端架32和30，短轴18和22从万向节的右端架32和左端架30开始分别向外延伸。如对轴的布置仔细地观察则可知，驱动轴20用花键或键连接着轴18并受轴18导向。轴承46使轴18保持在叉架10的孔的中心位置。在变位传动轴的万向节中，轴22和24通过轴22内部和轴24外部的花键48和50啮合，轴22和24间的花键连接，允许两轴间有相对的轴向位移。能满足功率要求时，花键48和50可以用简单的键代替。在与轴18相对一侧的轴24的端部有中心齿轮52，它与行星齿轮54啮合，齿轮54随轴24旋转并将旋转传到固定在万向节架12上的内齿轮56上。行星齿轮54旋转时通过过渡轴58将动力传给轮毂28并使之在一组圆锥轴承60上转动。圆锥轴承驱允许轮毂28旋转但能阻止其产生相对于万向节架12的轴向位移。为经受旋转运动而设计的油封86位于轮毂28和万向节架12之间。轴24的中心线位置由与其左端的行星齿轮54的相位作用与其右端的轴22内的啮合确定。轴22相对于万向节架的导赂由一对环状轴承来70和72来保证，该环状轴承分另地和轴及万向节架12的孔接触。一环形套筒66与环状轴承72和70的内外表面接触，它能自由地在环状轴承之间转动，并成为下面将叙述的密封装置的一部分。轴24相对于万向节架的轴向位移受该轴左端的止推垫圈53和趋向轴中心的台肩51的抑制，台肩右边紧靠套筒66上的一组花键74。叉架10的一端是轴20的驱动轴壳体36，而万向节架12和轮毂28的一端是轴22和24的行星齿轮壳体38，上述两壳体中盛有为轴、轴承和相关齿轮体系用的润滑剂，壳体36和38亦起着分隔壳内润滑环境和尘埃飞扬的壳外环境的作用。为防止经叉架11产生上述环境中的物质相互掺合或润滑剂的渗漏及尘埃渗入驱动轴壳体，则在轴18的外围设有油封40，而在其中空的内部隋端设有堵板本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于分隔承受旋转和轴向运动的轴的第一、第二两端间的周围环境的密封装置，其特征是它包括：划分两个环境的隔板；该隔板上的孔；径向至少包围该轴一部分的轴套；使该轴套和轴的一种运动形式同步运动的装置；在上述轴套和隔板间阻止其它形式的轴的运动的装 置；阻止上述环境与该轴套外部连通并与上述轴套和隔板接触的第一密封，与上述轴套和轴接触，并阻挡上述环境经该轴套内部连通的第二密封。

【技术特征摘要】
US 1985-9-24 779,5541.用于分隔承受旋转和轴向运动的轴的第一、第二两端间的周围环境的密封装置，其特征是它包括划分两个环境的隔板；该隔板上的孔；径向至少包围该轴一部分的轴套；使该轴套和轴的一种运动形式同步运动的装置；在上述轴套和隔板间阻止其它形式的轴的运动的装置；阻止上述环境与该轴套外部连通并与上述轴套和隔板接触的第一密封，与上述轴套和轴接触，并阻挡上述环境经该轴套内部连通的第二密封。2.用于分隔承受旋转和轴向运动的轴的第一、第二端间环境的密封装置，其特征是它包括划分两个环境的隔板;该隔板上的孔，径向至少包围该轴一部分的轴套;使该轴套与该同步旋转的装置;防止该轴套相对于该孔轴向位移的装置;与该轴套和隔板接触、用于阻挡上述环境与上述轴套外部连通的旋转密封，该密封适合在有相对旋转运动的表面间提供密封作用;与该轴套和该轴接触、用于阻挡上述环境间经由上述轴套内部连通的轴向密封，该密封适于在有相对轴向运动的表面间提供作用。3.如在权利要求2所述的密封装置，其特征是，上述轴的断面为圆形，置于上述轴套内，而上述轴向密封是安装在该轴和轴套之间的圆形断面外。4.如权利要求2所述的密封装置，其特征是，上述轴套外表面的横断面为一圆形，其与上述轴的旋转中心线同心并被上述隔板环绕，同时，上述旋转密封设置在上述轴套的圆形部分、并处于该圆形部分和该隔板之间。5.如权利要求2所述的密封装置其特征是，上述使该轴套与该轴同步旋转的装置包括在该轴套上、将该套与该轴偶合并与其同步旋转的装置，该偶合装置允许该轴套和该轴间的相对轴向运动。6.如权利要求2所述的密封装置，其特征是，有一个键止动垫圈与上述套筒和隔板啮合，以防止轴套和上述孔之间的相对轴向位移。7.如权利要求2所述的密封装置，其特征是，上述轴套被偶合到第二轴，该第二轴和上述第一轴同步旋转。8.在一个带轴孔的壳休憩和伸入上述轴孔作相对于壳体的轴向和旋转活动的轴的组合体中，在该轴和该壳体间设有密封装置，其特征是它包括位于于上述轴上且处于该轴和壳体之间的轴套，该轴套以花键和该轴连接以便与其同时旋转并且相对其轴向滑移;防止轴套相对于壳体轴向位移而加于该轴套筒壳体间的装置;设在上述轴套和壳体之间并与轴套、壳体密封性接的第一道密封;设于该轴套和轴之间并与该轴套和轴密封性接触的第二道密封。9.当轴穿过壳体的孔作轴向运动和旋转运动时，为防止通过壳体轴孔泄漏而设置的密封装置，其特征是它包括至少径向包围上述轴的一部分的轴套;接受上述轴的旋转运动并使该轴和轴套同步旋转的装置;防止上述轴套相对于上述轴孔轴向位移的装置;阻止上述轴和轴套间泄漏的第一装置，该第一装置适于防止有相对轴向位移的表面与表面间的泄漏;防止上述轴套和壳体之间泄漏的第二装置，该第二装置适于防止有相对旋转运动的表面间产生的泄漏。10.如权利要求9所述的密封装置，其特征是，该第一密封装置包括一个相对于上述轴套固定的密封，该密封对上述轴施加高的密封作用力。11.如权利要求9所述的密封装置，其特征是，该轴套至少应有一部分位于上述轴孔内，并且该轴套外表面的横断面为圆形并与该轴的旋转轴线同心。12.如权利要求11所述的密封装置，其特征是，该第二装置包括一个相对于上述壳体固定的密封。13.如权利要求12所述的密封装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯坦利马丁格雷格逊，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]