[发明专利]轴向轴密封部

说明书

一种用于将轴(11)相对于壳体密封的轴向轴密封部(10)包括加强部(14)和密封元件(15)，所述密封元件(15)连接至所述加强部(14)且具有密封唇(16)，所述密封唇形成为用于密封与运动限制元件(25)之间的相互作用，所述运动限制元件连接至所述轴(11)且沿径向延伸，其中，在装配状态下，仅在所述密封唇(16)的端部(18)与径向的所述运动限制元件(25)之间存在密封接触，其特征在于，多个沟道(34；54)布置在所述密封唇(16)的面向所述运动限制元件(25)的一侧且位于所述密封唇的周边上，或者布置在所述运动限制元件(25)的运动限制面(27)上且位于所述运动限制元件的周边上，当所述轴(11)转动时，在所述沟道内逐步建立压力。

技术领域

本发明涉及一种用于将轴相对于壳体密封的轴向轴密封部。

背景技术

对于更加严格的排放法规，存在对以更小摩擦来密封曲轴的轴密封部的恒定需求。同时，必须确保轴密封部相对于在操作期间出现在发动机中的真空和过压的充分稳定性；例如，在现代的汽油发动机中，在曲轴箱中能够出现显著的真空。在过去，使用在摩擦方面受到优化的径向轴密封部来密封曲轴，其中，通过具有合适的几何形状的密封唇(sealinglip)来实现压力稳定性。然而，利用径向轴密封部所能够实现的摩擦减小受到限制。

DE 102011114349A1公开了一种用于密封曲轴的机械密封部。这种机械密封部通常具有非常小的摩擦，但由相当大量的单独零件构成，需要很大的安装空间且相对昂贵。

DE 10334896A1的图5示出了一种轴向轴密封部。在该轴密封部的情况下，通过三个切向密封元件(特别地，切向防尘密封部、切向缓冲密封部和密封圈)来实现可靠密封，但是以增大摩擦为代价。

根据EP 2749796A1的轴向轴密封部也具有防尘唇，该防尘唇以密封的方式在轴向长度上支撑在夹圈(race)上，且该防尘唇确实实现了不透过灰尘的充分水平，但是又带来增大的摩擦。此外，密封元件仅针对真空具有低稳定性，因为密封唇在发动机侧真空的情况下由于其与加强部的连接附近的脆弱性而从夹圈回折，于是完全失去密封功能。

文献US 4928979公开了根据权利要求1的前序部分的轴密封部。

发明内容

本发明的目的在于提出一种通过简单产品设计能够实现减小的摩擦、充分的压力稳定性和在所有工作状态下对曲轴可靠密封的轴向轴密封部。

本发明首先基于这样的知识：在轴向密封的帮助下，通过利用离心力，能够根本上以较小摩擦实现密封。在轴向轴密封部的情况下，与常规的径向轴密封部相比，因此能够在不影响密封功能的情况下将密封唇的压力调节为较低。此外，已经知晓，在所有工作状态下相对于液体的曲轴密封能够借助于密封唇来实现，即，不需要用于相切地紧靠夹圈或轴上的其它辅助密封部。在装配状态下，仅在密封唇的端部区域与径向的运动限制面之间存在密封接触，这对根据本发明的密封效果而言完全足够。根据本发明，密封接触的减少导致轴密封部的总摩擦的减小。

由于离心力的支持，仅需要小的压力将密封唇压在运动限制元件上。

根据本发明，多个沟道布置在密封唇的面向运动限制元件的一侧且位于密封唇的周边上，或可替代地地布置在运动限制面上，当轴转动时，在沟道内逐步建立压力。沟道的功能在于积累空气，通过切向流(slipstream)，积累的空气由于运动限制元件处的阻曳流而循环流动，且由于离心力而被向外推出，以此方式，在沟道内逐步建立压力。当轴转动时，由于这样的压力累积，唇与运动限制元件的接触力减小，直至形成替代液体摩擦的气体摩擦，由此产生明显减小的摩擦。由此被增压的气体将液体推出接触区域并将它推回到壳体(发动机、齿轮箱等)中。