CN110662914B - 密封圈 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封圈(1)，其具有支承体(2)和至少一个密封体(3)，其中，支承体(2)具有至少一个由塑料构成的壳体元件(4)，其中，壳体元件(4)具有径向凸缘(6)和轴向凸缘(7)并且壳体元件(4)接纳密封体(3)。

Description

密封圈

技术领域

本发明涉及一种密封圈，其具有支承体和至少一个密封体。

背景技术

在电的小型仪器、例如在家用工具中，为了密封经常使用最简单的密封系统。在这里重要的要求是，所述密封系统必须低成本。在此，密封元件经常直接集成到小型仪器的壳体部件上。不设有这样的密封元件的更换可能性。密封元件此外经常有劣等的质量，从而密封系统的密封作用不可以在小型仪器的计划的使用期限中维持。使用如在工业中通常的密封元件在此基于用于密封元件和支承体的高的材料费用被排除。

发明内容

本发明的任务是，提供一种密封圈，其特别低成本并且在此在长的使用时间间隔中能够实现密封作用。

该任务利用本发明的特征解决。

为了解决该任务，密封圈具有支承体和至少一个密封体，其中，支承体具有至少一个由塑料构成的壳体元件，其中，壳体元件具有径向凸缘和轴向凸缘并且壳体元件接纳密封体。

密封体可以材料锁合地连接到壳体元件上。这样的密封圈可简单并且低成本地制造。通过材料锁合，密封体和壳体元件防丢失地相互连接。密封体和壳体元件可以特别简单地成形。材料锁合的连接可以通过粘接剂制造。优选地，材料锁合的连接通过塑料的局部熔化、例如通过焊接产生。这可以例如借助摩擦焊接制造。

密封体可以形锁合地连接到壳体元件上。在形锁合的连接中，取消对于材料锁合的连接需要的方法步骤。此外取消与有问题的材料的接合位置的预处理，如其对于材料锁合的粘接连接经常需要的那样。

密封体可以沿径向凸缘的端侧并且至少局部沿壳体元件的轴向凸缘延伸。在该设计中，密封体作为相对于要密封的旋转的机器元件、例如轴的动态的密封装置并且作为相对于另一个要密封的机器元件、例如壳体的静态的密封装置起作用。在此，密封体可以可压缩地构成并且由此加强密封圈在壳体中的夹紧作用。此外，密封体对壳体元件在两个机器元件之间的间隙的一侧上遮蔽。

支承体可以多部分式地构成并且具有由塑料构成的内体，其中，壳体元件接纳内体和在径向凸缘和内体之间设置的密封体。在该设计中，密封体在内体和壳体元件之间夹紧并且由此固定。

壳体元件可以构成为L形的环。内体优选环形构成并且在装配之后在径向凸缘和轴向凸缘的向内指向的侧上贴靠。在该设计中，内体形成夹紧体。

通过支承体或支承体的构件由塑料构成，支承体可特别低成本地制造。在此特别有利的是，密封体形锁合地保持在内体和壳体元件之间。由此不需要的是，这样构成内体和壳体元件的材料，使得可实现密封体到支承体上的材料锁合的连接。在这里可以在按照本发明的设计中，例如使用由PTFE制成的密封体，其仅通过形锁合保持在内体和壳体元件之间。

支承体可以在此在外周侧或沿配置给壳体的端侧构成静态的密封装置。在此，所述静态的密封装置可以已经直接通过支承体或壳体元件实现。尤其是通过选择适合的塑料可以产生支承体和壳体之间的足够的密封。备选地，可以为壳体元件配置由不同的材料制成的静态的密封装置。在这里尤其是可设想，借助双组分注塑，由热塑性的材料成形静态的密封装置。

作为用于内体和壳体元件的材料优选使用热塑性的塑料，从而在内体和壳体元件能以注塑方法制造。按照使用目的在这里可设想，将壳体元件和内体由聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、聚乳酸(PLA)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚四氟乙烯(PTFE)制造。此外可设想，壳体元件和内体由热固性塑料构成，其中，附加地可以设置纤维增强。

在此尤其是可设想，提供由彼此不同的塑料构成的壳体元件和内体。在此，壳体元件的材料这样选择，使得其可靠地可在壳体孔中固定。用于内体的材料可以这样选择，使得产生壳体元件和内体的特别固定的连接。此外可以对于壳体元件也选择相对软的塑料，其能够实现相对于壳体的特别良好的静态的密封。

内体可以例如由弹性的材料、例如弹性体材料构成，从而内体以弹性的预应力保持在壳体元件中。由此产生内体、密封垫圈和壳体元件的可靠的连接。

内体可以力锁合地保持在壳体元件上。力锁合可以附加于形锁合实现。为此轴向凸缘的内径可以具有尺寸不足和/或内体的外径可以具有尺寸过量。由此，内体只可以以力耗费装配在壳体元件上或壳体元件中。在装配之后，内体力锁合地在壳体元件上固定并且在此将密封体夹紧在内体和壳体元件之间。在这里密封体防丢失地保持在内体和壳体元件之间。为了提高夹紧作用，内体和壳体元件的彼此接触的面可以粗糙化。

内体可以形锁合地保持在壳体元件上。在该设计中，至少轴向凸缘的内周和/或内体的外周具有形锁合元件。按照一种有利的设计，轴向凸缘的内周为此具有槽形式的环形的凹部并且内体在其环周上具有环形的突起，所述突起与凹部一致地构成。突起和凹部可以也只节段形地构成。在装配内体之后，内体的突起嵌接到壳体元件的轴向凸缘的凹部中并且这样形锁合地和防丢失地将内体固定在壳体元件中。所述突起可以梯形并且尤其是锯齿形地构成。

形锁合连接的其他可能性通过螺纹连接产生，其中，内体具有外螺纹并且壳体元件具有内螺纹，并且形锁合连接的其他可能性通过卡口闭锁产生。

内体可以材料锁合地保持在壳体元件上。所述材料锁合可以附加于形锁合和/或力锁合设置。在这里可设想，内体借助粘接连接或焊接连接在壳体元件上材料锁合地保持。通过材料锁合的连接，产生内体和壳体元件的特别固定的连接。为了制造内体和壳体元件的材料锁合的连接，在此尤其是可设想下面的方法：粘接、热堵缝、热元件焊接、高频焊接、激光透射焊接、环形焊接、旋转摩擦焊接、超声波焊接、振动焊接以及热气焊。在焊接方法中尤其是有利的是，内体和壳体元件的该材料锁合的连接能够在不使用填料的情况下实现。

密封体可以构成为密封垫圈。这样的密封体可特别简单并且低成本地制造。例如可设想，将密封体由管状的半成品低成本地制造。尤其是当密封体仅作为防尘密封装置起作用并且应该阻止污染物渗透到要密封的空间中时，大多足够的是，将密封体构成为密封垫圈。在该情况中，密封垫圈可以例如由毡或类似的纺织材料制成。为了简单的密封任务，其中，应该制止油脂，密封垫圈可以由弹性体材料构成。

按照一种有利的设计，密封体由纺织的面材料构成。这样的纺织的面材料例如是幅面产品形式的无纺织物。为了提高密封作用，所述纺织的面材料可以设有由PTFE制成的浸渍。这样的PTFE无纺织物具有针对渗透的污染物和喷射水的显著的密封作用。此外，PTFE无纺织物具有特别小的摩擦，从而在进行运行中在密封圈的区域中产生仅小的热形成。这尤其是与由塑料制成的支承体相关是有利的。也可设想，使用涂敷的无纺织物。在另一种设计中，纺织的面材料可以导电地构成。在支承体的对应具有传导性的配备中，该设计例如在如下情况中是有利的，即，应该导出静电。不仅支承体而且密封体可以由PTFE构成。

此外可设想，将密封体由纤维素、尤其是纸构成。这样的材料例如结合平面密封装置已知。所述密封体也可以由有机的面材料、例如皮革或类似物构成。

不仅支承体而且密封体可以具有再生材料。支承体可以同样由再生的原料、例如纸板制成。密封体可以例如由面状的弹性体材料制造，所述弹性体材料在生产较高价值的密封装置时出现。

备选地，密封体可以具有盘形的紧固区段和弹性体密封唇。在此，不仅盘形的紧固区段而且密封唇可以由相同的弹性体材料制成并且材料一致和一件式地构成。备选地，盘形的紧固区段可以由不同于密封唇的另一种材料制成，其中，紧固区段和密封唇于是材料锁合地相互连接。密封唇可以这样构成，使得其在径向的预应力下密封地贴靠在要密封的机器元件上。为了加强密封作用，可以设置环形弹簧或类似物。在这里密封圈也可以构成为径向轴密封圈。

密封唇可以在配置给轴的区段上设有成型部、例如螺旋槽。

壳体元件的径向区段可以在朝向内体的侧上和/或内体可以在朝向径向区段的侧上设有成型部。所述成型部可以在此由彼此一致构成的突起和凹部组成。通过所述成型部，在内体和壳体区段之间设置的密封体局部变形，从而改善密封体在支承体中的夹紧作用。按照一种有利的设计，产生波浪形的成型部，从而密封体在该区域中同样波浪形地变形并且在壳体元件和内体之间夹紧。

在内体、密封体和壳体元件之间可以设置密封元件。附加的密封元件可以在此例如以O形环的形式构成。在内体和密封体之间或密封体和壳体元件之间设置的密封元件改善密封圈的密封，从而没有要密封的介质可以到达密封圈的构件之间。

密封体可以材料锁合地固定到内体和/或壳体元件上。这可以借助粘接连接或焊接连接并且附加于之前所述措施进行。通过材料锁合的连接，可以减小在密封圈的构件之间的静态泄漏的风险。

可以为轴向凸缘在外周侧配置有单独的静态的密封装置。在此，所述静态的密封装置可以力锁合地保持在壳体元件的外周上。备选地，静态的密封装置也可以材料锁合地与壳体元件连接。静态的密封装置可以由环形的弹性体元件制成，其具有小的壁厚。备选地可设想，静态的密封装置以密封漆的形式构成，所述密封漆以喷射方法涂敷到壳体元件上。

可以为密封圈配置有滑动支承部，在所述滑动支承部上，用于卸载密封体的轴可以支承在所述滑动支承部上。

按照本发明的密封圈尤其是适合用于在小型电器中使用。按照本发明的密封装置布置结构包括小型电器和密封圈，其中，所述小型电器具有壳体，轴从所述壳体中突出并且密封圈设置在壳体和轴之间的间隙中并且固定在壳体中。所述小型电器可以是家用工具、例如水果压榨机、混合器、打蜡棒或厨用机器。此外可设想，所述小型电器是电动工具。

可以为支承体配置有适配环。所述适配环优选力锁合地配置给壳体元件的外周。通过所述适配环，壳体元件可以与壳体的接纳孔的不同的直径适配，密封圈应该装配在所述壳体中。适配环同样由塑料制成。适配环可以形锁合地借助对应的成型部力锁合和/或材料锁合地借助粘接连接或焊接紧固在壳体元件的外周上。

由壳体元件也可以构成一凸缘。所述凸缘可以环形构成并且径向向外从密封圈伸出。借助所述凸缘，密封圈可以固定在壳体上。所述凸缘可以具有用于紧固机构的缺口。

可以为密封圈配置有传感器。在此传感器可以在内体和壳体元件之间设置并且在那里与密封体一起夹紧。备选地，传感器也可以配置给内体和/或壳体元件。也可设想，将传感器设置在内体或壳体元件内。所述传感器可以示例性检测壳体或轴的温度、轴的转速或渗透到密封圈中的介质。

附图说明

接着借助附图进一步解释按照本发明的密封圈的一些设计。所述图分别示意性地示出：

图1包括密封垫圈的密封圈的剖面图；

图2包括密封垫圈的密封圈的剖面图；

图3包括密封唇的密封圈的剖面图；

图4包括密封元件的密封圈；

图5包括静态的密封装置的密封圈；

图6具有在壳体元件和内体之间的材料锁合的密封圈；

图7包括集成的滑动支承部的密封圈；

图8包括适配环的密封圈；

图9包括材料锁合地在支承体上连接的密封体的密封圈；

图10包括形锁合地结合的密封体的密封圈；

图11包括形锁合地结合的密封体的密封圈；

图12包括形锁合地在支承体上设置的密封体的密封圈；

图13密封圈，其支承体具有壳体元件和内体。

具体实施方式

图1示出密封圈1的三种设计，其具有支承体2和密封体3。支承体2多部分式地构成并且具有由塑料构成的壳体元件4和由塑料构成的内体5。在此，壳体元件4具有径向凸缘6和轴向凸缘7并且壳体元件4接纳内体5和在径向凸缘6和内体5之间设置的密封体3。

在这些设计中，内体5不仅力锁合而且形锁合地保持在壳体元件4上。

为此，壳体元件4的轴向凸缘7在朝向内体5的侧上并且内体5在其外周上设有形锁合元件8。在第一设计中，内体5为此具有环形的锯齿形的突起，所述突起嵌接到一致成形的凹部中，所述凹部被引入轴向凸缘7中。在第二设计中，内体5具有矩形的突起，所述突起嵌接到一致成形的凹部中，所述凹部引入轴向凸缘7中。在第三设计中，内体5具有半圆的突起，所述突起嵌接到一致成形的凹部中，所述凹部引入轴向凸缘7中。

壳体元件4的径向凸缘6和内体5在彼此朝向的侧上设有波浪形的成型部11，从而密封体3在该区域中波浪形地变形。

在按照图1的设计中，密封体3构成为密封垫圈。密封垫圈又由以PTFE浸渍的无纺织物构成。在这里，密封体3由纺织的面材料构成。

图2示出按照图1的密封圈1的一种备选的设计，其中，内体5通过螺纹与壳体元件4连接。

图3示出按照图1的密封圈1的一种备选的设计，其中，密封体3具有盘形的紧固区段9和弹性体密封唇10。盘形的区段9和弹性体密封唇10由彼此不同的材料制成并且材料锁合地相互连接。密封唇10设有环形螺旋弹簧14。

图4示出按照图1的密封圈1，其中，在内体5、密封体3和壳体元件4之间设置密封元件12。密封元件12成形为O形环。

图5示出按照图1的密封圈1，其附加地设有静态的密封装置13。在第一设计中，静态的密封装置13以形锁合元件的形式存在。在第二设计中，静态的密封装置13以单独的密封元件的形式存在，在这里以O形环的形式存在。在第三设计中，静态的密封装置13以在壳体元件4的外周上施加的密封漆的形式存在。

图6示出按照图1的密封圈1，其中，内体5材料锁合地保持在壳体元件4上。为此，内体5借助焊接连接15在轴向凸缘7和内体5的外周的区域中连接在壳体元件4上。

图7示出按照图1的密封圈1，其中，由内体5构成滑环形式的滑动支承部16，其径向向内突出。在图7中示出的滑动支承部16可以原则上在所有之前示出的设计中、尤其是在按照图1至5的设计中设置。

图8示出按照图1的密封圈1，其中，在壳体元件4的外周上设置适配环。所述适配环力锁合地保持在壳体元件4上。

图9示出密封圈1，其具有支承体2和密封体3。支承体2具有由塑料构成的壳体元件4。在此，壳体元件4具有径向凸缘6和轴向凸缘7。密封体3在径向凸缘6的朝向轴向凸缘7的端侧上材料锁合地紧固。所述材料锁合的连接构成为焊接连接并且借助摩擦焊接制造。

按照一种备选的设计，密封体3在径向凸缘6的背离轴向凸缘7的端侧上材料锁合地紧固并且局部延伸在轴向凸缘7上延伸，以便在那里形成静态的密封装置。

密封体3构成为密封垫圈。所述密封垫圈再次由以PTFE浸渍的无纺织物构成。在这里密封体3由纺织的面材料构成。支承体2由可注塑的塑料制成。

图10示出在图9中示出的密封圈1的进一步构成。在该设计中，轴向凸缘7在放入密封体3之后塑性变形，从而密封体3在两个端侧上邻接到壳体元件4上。由此，密封体3形锁合地结合到壳体元件4中。壳体元件4的塑性变形可以通过短时加热超过用于壳体元件4的塑料的熔点地进行。

图11示出在图10中示出的密封圈1的一种备选的设计。在该设计中，密封体3在两个端侧上具有突起17，所述突起引起密封体3到壳体元件4中的形锁合结合的改善。

图12示出密封圈1，其具有支承体2和密封体3。支承体2具有由塑料构成的壳体元件4。在此，壳体元件4具有径向凸缘6和轴向凸缘7。密封体3在径向凸缘6的背离轴向凸缘7的端侧上形锁合地紧固。形锁合的连接通过类似按钮的突出部18进行，所述突出部突出穿过引入密封体3中的穿通部19，其中，突出部18锁入闭锁元件20中。

在该设计中，密封体3可以局部在轴向凸缘7上延伸，以便在那里形成静态的密封装置。

图13示出密封圈1的一种设计，其具有支承体2和密封体3。支承体2多部分式地构成并且具有由塑料构成的壳体元件4和由塑料构成的内体5。在此，壳体元件4具有径向凸缘6和轴向凸缘7并且壳体元件4接纳内体5和在径向凸缘6和内体5之间设置的密封体3。

在所述设计中，内体5材料锁合地保持在壳体元件4上。所述材料锁合的连接构成为焊接连接，但也可以是粘接连接。在定位密封体3之后，内体5放入壳体元件4中，例如借助摩擦焊接材料锁合地连接到壳体元件4上。

备选地也可设想，内体5在接合过程期间变形并且由此夹紧密封体3。

密封体3构成为密封垫圈。所述密封垫圈再次由以PTFE浸渍的无纺织物构成。在这里，密封体3由纺织的面材料构成。

在之前所述的图中示出的密封圈1尤其是适合用于在具有塑料壳体的仪器中使用，例如在用于修理工需求和家用工具的手持式仪器中使用。密封圈1在此适合用于密封轴，所述轴从塑料壳体中突出。

一种有利的仪器具有塑料壳体，轴支撑在所述壳体中，其中，在塑料壳体和轴之间的间隙中是按照在图1至13中示出的设计之一的密封圈1。

Claims (14)

1.密封圈(1)，所述密封圈具有支承体(2)和至少一个密封体(3)，其中，支承体(2)具有至少一个由塑料构成的壳体元件(4)，其中，壳体元件(4)具有径向凸缘(6)和轴向凸缘(7)，并且壳体元件(4)接纳密封体(3)，支承体(2)多部分式地构成并且具有由塑料构成的内体(5)，其中，壳体元件(4)接纳内体(5)和在径向凸缘(6)和内体(5)之间设置的密封体(3)，且壳体元件(4)的轴向凸缘(7)在朝向内体(5)的一侧上设有形锁合元件(8)。

2.按照权利要求1所述的密封圈，其特征在于，密封体(3)材料锁合地连接到壳体元件(4)上。

3.按照权利要求1所述的密封圈，其特征在于，密封体(3)形锁合地连接到壳体元件(4)上。

4.按照权利要求1至3之一所述的密封圈，其特征在于，密封体(3)沿壳体元件(4)的径向凸缘(6)的端侧并且至少局部沿壳体元件的轴向凸缘(7)延伸。

5.按照权利要求1所述的密封圈，其特征在于，内体(5)力锁合地保持在壳体元件(4)上。

6.按照权利要求1所述的密封圈，其特征在于，内体(5)形锁合地保持在壳体元件(4)上。

7.按照权利要求6所述的密封圈，其特征在于，内体(5)在其外周上设有形锁合元件(8)。

8.按照权利要求1至3之一所述的密封圈，其特征在于，内体(5)材料锁合地保持在壳体元件(4)上。

9.按照权利要求8所述的密封圈，其特征在于，内体(5)借助焊接连接在壳体元件(4)上。

10.按照权利要求1至3之一所述的密封圈，其特征在于，密封体(3)构成为密封垫圈。

11.按照权利要求1至3之一所述的密封圈，其特征在于，密封体(3)具有盘形的紧固区段(9)和弹性体密封唇(10)。

12.按照权利要求1至3之一所述的密封圈，其特征在于，密封体(3)由纺织的面材料构成。

13.按照权利要求1至3之一所述的密封圈，其特征在于，在内体(5)、密封体(3)和壳体元件(4)之间设置密封元件(12)。

14.按照权利要求1至3之一所述的密封圈，其特征在于，为轴向凸缘(7)在外周侧配置有静态的密封装置(13)。

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