專利名稱：特別是用于密封主軸的主軸桿的密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封裝置，特別是用于密封主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)地容納在一外殼中的主軸桿，包括一個(gè)靜止的定子元件，后者與一旋轉(zhuǎn)的特別是固定在主軸桿上的轉(zhuǎn)子元件一起形成至少一個(gè)接納密封體的空腔，其中，這個(gè)空腔為通過至少一個(gè)開口及密封裝置的一個(gè)通道構(gòu)成，用于導(dǎo)出在轉(zhuǎn)子元件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)入空腔的液體。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有技術(shù)，已知有箱式密封或迷宮式密封形式的靜態(tài)密封裝置，用于相對(duì)于外殼密封彼此相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，和密封特別是主軸的主軸桿?？纱婊蜃鳛檠a(bǔ)充地使用帶有環(huán)繞的噴嘴環(huán)的空氣阻隔密封裝置。
從WO 99/49246中還已知?jiǎng)討B(tài)密封系統(tǒng)，其中在一空腔中、在密封裝置的轉(zhuǎn)子元件和定子元件之間布置了多個(gè)密封體。此外，這個(gè)空腔通過至少一個(gè)開口與密封體的(入口)通道相連接。以便將可能進(jìn)入空腔的液體又導(dǎo)出來。這種動(dòng)態(tài)密封系統(tǒng)僅在轉(zhuǎn)子元件和定子元件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中發(fā)揮其密封作用。在靜止的轉(zhuǎn)子元件和定子元件中將沒有或僅有不足夠的密封。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種密封裝置，它不論在靜態(tài)的、還是在動(dòng)態(tài)的使用情況中，都提供一種改進(jìn)的密封。
本任務(wù)通過具有權(quán)利要求1特征部分的特征結(jié)合權(quán)利要求1前序部分的特征的密封裝置解決。這個(gè)密封裝置的有利的實(shí)施形式在從屬要求2-7中描述。
在按本發(fā)明的密封裝置中，在對(duì)例如從WO 99/49246中已知的箱式密封或迷宮式密封的密封裝置的補(bǔ)充中，設(shè)有至少一個(gè)另外的密封元件，它在轉(zhuǎn)子元件靜止時(shí)相對(duì)于定子元件密封轉(zhuǎn)子元件。由此在靜止?fàn)顟B(tài)也可實(shí)現(xiàn)密封裝置的密封。
按一個(gè)有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施形式，另外的密封元件位置確定地安裝在密封裝置轉(zhuǎn)子元件的凹槽中。
這個(gè)凹槽有利地具有一個(gè)(間隙)區(qū)域，以便接納特別是由于出現(xiàn)離心力而在徑向上擴(kuò)展的另外的密封元件。其中另外的密封元件在出現(xiàn)離心力時(shí)可減小和停止其密封作用，這時(shí)動(dòng)態(tài)密封作用由布置在密封裝置空腔中的密封體而繼續(xù)得以保證。當(dāng)定子元件有一特別是傾斜分布的接觸面時(shí)，可進(jìn)一步改進(jìn)按本發(fā)明的密封裝置的密封性能，其中，定子元件的接觸面用作另外的密封元件的密封面。接觸面的傾斜分布能夠?qū)崿F(xiàn)大面積地接觸所述貼靠的另外的密封元件及提高的壓緊力。
在另外的密封元件彈性構(gòu)成時(shí)，所述另外的密封元件在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)通過出現(xiàn)的離心力而擴(kuò)展，并特別是從定子元件的接觸面升起，由此使轉(zhuǎn)子元件和定子元件之間的密封停止。這種密封在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)也不再需要或僅僅還在減小了的程度上需要，因?yàn)樵诿芊庋b置的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中，通過在轉(zhuǎn)子元件與定子元件之間的空腔中的密封達(dá)到動(dòng)態(tài)密封。當(dāng)在轉(zhuǎn)子元件與定子元件之間的轉(zhuǎn)速變慢和接著停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)的離心力減小，而另外的密封元件又貼緊在相應(yīng)的接觸面上并在施加它的密封作用，此時(shí)在靜止的轉(zhuǎn)子元件與定子元件之間又實(shí)現(xiàn)密封。
按照本發(fā)明，使用本身已知的O型密封圈作為另外的密封元件，它例如包圍電機(jī)主軸的主軸桿。一種這樣的O型密封圈特別是由橡膠混合物構(gòu)成，例如由氟橡膠(“Viton”，按ISO1629簡(jiǎn)稱“FKM”)或丙烯腈-丁二烯-橡膠(“丁苯橡膠”，按ISO1629簡(jiǎn)稱“NBR”)構(gòu)成。
另外的密封元件除了圓橫截面(例如對(duì)于O型密封圈的情況)外，也可具有其它橫截面(例如近似方形的或(直)角形的)以及例如本身已知的由給定的材料制成的方形圈。


借助于附圖中的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。附圖中圖1帶有按本發(fā)明的密封裝置的主軸的主軸桿的端部區(qū)域剖面圖；圖2按照?qǐng)D1的密封裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)的的詳細(xì)視圖；
圖3按照?qǐng)D1的密封裝置處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的的詳細(xì)視圖；圖4帶有兩個(gè)按照本發(fā)明的密封裝置(雙重密封)的主軸的主軸桿的端部區(qū)域剖面圖；圖5按照?qǐng)D1的密封裝置的密封圈的局部視圖A。
具體實(shí)施例方式
從圖1可看到一根主軸桿(Spindelwelle)1的端部區(qū)域剖面圖，主軸桿1通過特別是脂潤(rùn)滑的軸承元件2安裝在主軸一個(gè)外殼3中。主軸桿1做成空心軸并具有一個(gè)開口4，例如用以安裝刀具或刀具夾緊部件(未詳細(xì)畫出)。圖1還示出一個(gè)環(huán)繞布置的密封裝置的剖面圖，它帶有一個(gè)帶附屬的角形件25的定子元件5以及一個(gè)具有一凹槽8的轉(zhuǎn)子元件6，在該凹槽中裝入另外的密封元件7，用以在主軸桿1靜止時(shí)相對(duì)于轉(zhuǎn)子元件6密封定子元件5。按照?qǐng)D1的密封裝置的其它細(xì)節(jié)可由按圖2和圖3的放大視圖看出。
根據(jù)圖2，在定子元件5和轉(zhuǎn)子元件6之間的空腔1 2中布置有本身已知的密封體14，它特別是由例如在WO 99/49246中描述的密封圈17(見圖5)構(gòu)成?？赡茉诿芊庋b置的空腔12中通過通道9和連接裝置23進(jìn)入的液體，將通過在WO 99/49246中描述的密封體14的功能，經(jīng)由轉(zhuǎn)子元件6的構(gòu)件24的開口10從空腔12又重新導(dǎo)入通道9。由此在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子元件6相對(duì)于靜止的定子元件5旋轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)到動(dòng)態(tài)的密封效果。
密封體14也可以是本身已知的迷宮式或箱式密封裝置(未進(jìn)一步示出)。
在按照?qǐng)D2的圖示中，即在相對(duì)于定子元件5處于靜止的轉(zhuǎn)子元件6中，在定子元件5的接觸面11上設(shè)有另外的密封元件7(例如O型密封圈或方形圈)，由此實(shí)現(xiàn)在定子元件5和轉(zhuǎn)子元件6之間的靜態(tài)密封。定子元件5的接觸面11相對(duì)于主軸桿1的軸線18是斜的。另外的密封元件7為了密封而與定子元件5的接觸面11、凹槽8的壁19和轉(zhuǎn)子元件6的分離元件15相接觸。密封裝置的所有部件—只要沒有別的表示—都是做成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的和環(huán)繞的。
在元件旋轉(zhuǎn)6轉(zhuǎn)子時(shí)，即在主軸的主軸桿1被驅(qū)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)離心力，由此特別是彈性構(gòu)成的另外的密封元件7在徑向16上受到向外的力，移向凹槽8的區(qū)域15，并占據(jù)按照?qǐng)D3示出的外邊—從接觸面11升起—的位置。由此使另外的密封元件7對(duì)定子元件5和轉(zhuǎn)子元件6的密封功能取消，并且在分離元件13和接觸面11之間的開口20開啟?，F(xiàn)在動(dòng)態(tài)密封效果將由空腔8中的密封體14自己保證。在轉(zhuǎn)子6旋轉(zhuǎn)時(shí)通過另外的密封元件7的升高，所述另外的密封元件7將很少磨損地被容納在凹槽8中。
在此，另外的密封元件7用于靜態(tài)密封。為了減少磨損，所述另外的密封元件7通過使用在旋轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的離心力而升高，由此密封功能降低并接著停止。當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)減少時(shí)，離心力也減小，使另外的密封元件7又接近上述起始面，并在靜止?fàn)顟B(tài)下最終將它們靜態(tài)地完全密封。
在這個(gè)按本發(fā)明的密封裝置中，由此使在空腔12中的動(dòng)態(tài)密封體14同在凹槽8中的靜態(tài)地密封的另外的密封元件7相組合。
從圖4可看出一根通過兩個(gè)密封裝置密封的主軸桿1，它特別是能在油潤(rùn)滑的軸承元件2中使用，以便阻止軸承油外溢。第二個(gè)密封裝置的部件與第一個(gè)的相對(duì)應(yīng)，并用帶撇的圖號(hào)表示對(duì)應(yīng)的元件。
圖5表示帶環(huán)繞的刻槽21和凸起22的密封圈17的局部視圖，凸起22用于在空腔12中間隔開地容納多個(gè)密封圈17以形成密封體14。其中密封圈17安裝在轉(zhuǎn)子元件6中，并例如在主軸桿1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)隨同它轉(zhuǎn)動(dòng)。
按本發(fā)明的密封裝置，在特別是帶有自動(dòng)換刀系統(tǒng)的刀具主軸中使用時(shí)，能提供特別的優(yōu)點(diǎn)，因即使在主軸桿1靜止時(shí)(例如在更換刀具時(shí))，也能可靠地阻止外來顆粒和液體從外部侵入，而另外的密封元件7在主軸桿1旋轉(zhuǎn)時(shí)沒有磨損地暴露在外邊。
一般應(yīng)該普遍地理解“主軸”的概念，而在具體實(shí)施形式中會(huì)遇到例如電機(jī)主軸，皮帶主軸或傳動(dòng)主軸等。
附圖標(biāo)記清單1 主軸桿2 軸承元件3 外殼4 開口5 定子元件6 轉(zhuǎn)子元件7 另外的密封元件8 凹槽9 通道10 開口11 接觸面12 空腔13 分離元件14 密封裝置15 區(qū)域16 徑向17 密封圈18 軸線19 壁20 開口21 刻槽22 凸起23 連接裝置24 構(gòu)件25 角形件
權(quán)利要求
1.一種密封裝置，特別是用于密封一主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)地容納在一外殼中的主軸桿，包括一靜止的定子元件，該定子元件與一個(gè)旋轉(zhuǎn)的特別是固定在主軸桿上的轉(zhuǎn)子元件一起形成至少一個(gè)用于容納密封體的空腔，其中，所述空腔通過至少一個(gè)開口以及密封裝置的一個(gè)通道構(gòu)成，用于導(dǎo)出在轉(zhuǎn)子元件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)入空腔的液體，其特征為設(shè)有至少一個(gè)另外的密封元件(7)，它在轉(zhuǎn)子元件(6)靜止時(shí)相對(duì)于定子元件(5)密封轉(zhuǎn)子元件(6)。
2.按權(quán)利要求1的密封裝置，其特征為所述另外的密封元件(7)布置在轉(zhuǎn)子元件(6)的一個(gè)凹槽(8)中。
3.按權(quán)利要求2的密封裝置，其特征為凹槽(8)具有一個(gè)用于容納另外的密封元件(7)的區(qū)域(15)，所述另外的密封元件特別是通過出現(xiàn)的離心力而在徑向(16)上擴(kuò)展。
4.按前述權(quán)利要求之一的密封裝置，其特征為定子元件(5)有一個(gè)特別是傾斜分布的接觸面(11)，用于在轉(zhuǎn)子元件(6)靜止時(shí)與所述另外的密封元件(7)接觸。
5.按前述權(quán)利要求之一的密封裝置，其特征為所述另外的密封元件(7)做成彈性的，以便在離心力增加時(shí)擴(kuò)展而在離心力減小時(shí)收縮。
6.按前述權(quán)利要求之一的密封裝置，其特征為所述另外的密封元件(7)做成為O型密封圈。
7.按權(quán)利要求6的密封裝置，其特征為O型密封圈由一種橡膠混合物構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種密封裝置，特別是用于密封主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)地容納在一外殼中的主軸桿(1)，它包括一靜止的定子元件(5)，該定子元件與一個(gè)旋轉(zhuǎn)的特別是固定在主軸桿(1)上的轉(zhuǎn)子元件(6)一起形成至少一個(gè)用于容納密封體(14)的空腔(12)，其中，所述空腔(12)通過至少一個(gè)開口(10)以及密封裝置的一個(gè)通道(9)構(gòu)成，用于導(dǎo)出在轉(zhuǎn)子元件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)入空腔的液體，設(shè)有至少一個(gè)另外的密封元件(7)，它在轉(zhuǎn)子(6)靜止時(shí)相對(duì)于定子元件(5)密封轉(zhuǎn)子元件(6)。
文檔編號(hào)F16J15/00GK1551958SQ02817302
公開日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2002年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月4日
發(fā)明者赫爾曼·H·F·恩斯特, 赫爾曼 H F 恩斯特 申請(qǐng)人:保羅米勒企業(yè)投資有限及兩合公司