[发明专利]滑环密封件以及具有这种滑环密封件的设备

说明书

本发明涉及一种滑环密封件和一种具有所述滑环密封件的设备。所述滑环密封件具有至少一个密封环，所述密封环与能弹性变形的膜片连接。所述膜片在一个端侧覆盖所述密封环。所述膜片在背向密封环的侧面上受到压力加载。所述设备、特别是车辆的冷却剂泵、涡轮增压器、曲轴箱或变速器设有至少一个介质腔，所述介质腔通过所述滑环密封件密封。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的滑环密封件以及一种根据权利要求18所述的设备。

背景技术

在很多应用场合中都使用滑环密封件，用以密封不同的介质，如空气、排气、水、基于乙二醇的混合物、油和类似介质。特别是在水泵中，滑环密封件得到广泛使用。

这种滑环密封件的一个实施形式是气体润滑的滑环密封件。这种滑环密封件借助于空气动力学结构在滑动偶元件之间的密封间隙中建立气垫并由此确保实际上无摩擦的运行。

此外，还存在具有流体动力学有效的结构的滑环密封件，所述结构使得可以向密封间隙中输入和回输流体。在适当地设计的情况下，可以使摩擦和泄漏最小化。

传统的滑环密封件由多个部件组成。所述滑环密封件具有滑环和配合环。滑环通过弹簧沿周向被压向配合环。在滑环和其壳体之间设有副密封件，所述副密封件通常通过O形环、X形环以及类似物构成。也已知的是，作为副密封件使用能弹性变形的波纹管。

传统的滑环密封件的大部件数量导致高成本并导致在生产辅助过程中的高复杂性。副密封元件导致附加的摩擦力，所述摩擦力由于各构件不同的公差而出于很快的容差范围中。在使用O形环、X形环以及类似物时，附加地增大了摩擦力，从而所述摩擦力附加于公差影响在很宽的范围内变化。强烈波动或过高的摩擦力可能导致滑环出现缺陷部位。在极端情况下，滑动偶元件甚至不能相互分离，或者会出现滑环的钩挂，从而不再能使密封间隙闭合。这种效应特别是会发生在气体润滑的滑环密封件中并可能导致整个系统失效。

已知这样的滑环密封件(DE 10 2011 122 477 A1)，在这种滑环密封件中使用波纹管作为副密封件。摩擦状态只与波纹管的内部摩擦状态相关。不存在由于制造公差导致的摩擦影响。但这种滑环密封件较为昂贵和复杂。轴向力施加功能和通过副密封件实现的密封功能是分开的。由于压力影响，波纹管发生变形并且会产生轴向力分量，尤其是拉力。但轴向力的合力是由基本上与运行状态无关的弹簧决定的。这样，在所有运行状态下都确保了，密封件可靠地实现封闭并完成其功能。

此外还已知这样的滑环密封件，其中能弹性变形的波纹管实现了副密封件的弹簧和密封作用(DE 10 2004 035 658 B4)。构件的复杂性和数量降低，并且可以节省产品成本和制造中的成本。由于缺少传统的用于施加轴向力的弹簧，轴向力只由能弹性变形的波纹管施加。轴向力因此基本上取决于波纹管的变形状态。特别是在有压力作用时会发生天性，这种变形对于密封功能有不利的影响。

在另一种已知的滑环密封件中(DE 10 2016 006 106 A1)，一个膜片用作密封元件和弹簧元件，利用所述膜片沿周向将一个密封环向另一个密封环加载。所述膜片设置成，使得该膜片由于介质压力弯曲离开密封环。

在这些已知的滑环密封件中不利的是在压力下的性能。所出现的压力会导致在波纹管上出现拉力载荷。由此能出现波纹管的弹簧特性硬化，并导致在波纹管和滑环之间的连接部位处出现过强的载荷。波纹管中的拉力载荷也可能产生很大的轴向力分量，从而使密封件打开并且其功能失效。

发明内容

本发明的目的是，这样构成所述类型的滑环密封件和所述设备，使得至少减小膜片(波纹管)中大的拉力载荷并且减小或完全避免作用在膜片和密封环之间的连接部位上的高载荷。此外，应以简单的方式打开间隙和关闭间隙的力的力平衡或压力平衡，并且应合理地设计密封间隙中的压力分布。

根据本发明，所述目的在所述类型的滑环密封件中利用权利要求1特征部分的特征来实现，而在所述设备中根据权利要求18的特征来实现。