多件式密封組件的制作方法
【專利摘要】本申請涉及多件式密封組件。用在機動車的液力變矩器中的多件式密封件組件包括內環、外環和設置在內環和外環之間的彈性體補償層。內環和外環都由復合耐磨材料制成。內環上的和外環上的突片與彈性體補償層上的匹配狹縫互鎖。
【專利說明】多件式密封組件
[0001]相關申請的交叉引用
本申請要求2015年4月6日提交的美國臨時申請62/143，308的優先權。上述申請公開的內容通過引用并入本文。
技術領域
[0002]本發明總體涉及用在機動車的變速器中的密封組件，并且尤其涉及阻止液力變矩器中流體排走的多件式密封組件。
【背景技術】
[0003]本部分中的陳述僅提供了與本公開相關的背景信息，并可能構成或可能不構成現有技術。
[0004]存在許多應用，其中在旋轉部件和靜止部件之間需要密封件，比如在液力變矩器、變速器或發動機中。環形密封件被用來將旋轉部件密封到靜止部件，從而保持該環形密封件任一側上的流體不逃逸到另一側。環形密封件通常包括圍繞靜止部件適配安裝的圓形構件和接合旋轉部件表面的外表面。上述環形密封件的一個復雜之處在于該環形密封件通常相對于旋轉部件保持靜止同時仍然要維持對該旋轉部件的有效密封。在這方面，典型的環形密封件必須保持在環形密封件和旋轉部件之間的摩擦力為最小值，但同時仍然維持足夠的徑向力以避免流體流過該環形密封件。
[0005]本領域中已知的保持這些徑向摩擦力為最小值的一個解決方案是迫使環形密封件沿軸向方向移動以壓在形成在靜止部件上的突片或槽上。通過使用軸向力，可將徑向力保持為最小值。軸向力通常來自于在環形密封件的每一側上的流體的壓力差。當從環形密封件一側到另一側的壓力差改變時，環形密封件能夠從密封到靜止部件的一個位置移動到密封到靜止部件的第二位置。
[0006]但是，在某些應用中，比如在液力變矩器中，可能甚至在密封件的被激勵側上存在壓力減小時也期望保持該密封件，從而保持該液力變矩器填滿液壓流體并改善可駕駛性。因此，本領域中需要一種環形密封件組件，該環形密封件組件在液力變矩器中的低壓條件期間維持密封，同時該環形密封件組件還考慮到了高速、高溫、公差累積、和高壓。
【發明內容】
[0007]用在機動車的液力變矩器中的多件式密封件組件包括內環、外環和設置在內環和外環之間的彈性體補償層。內環和外環都由復合耐磨材料制成。內環上的和外環上的突片與彈性體補償層中的匹配狹縫互鎖。
[0008]在一個方面中，內環由與外環相同的材料組成，并且其中內環和外環都由復合耐磨材料組成。
[0009]在另一方面，彈性體補償層基本上是圓柱形的并且包括限定了多個內狹縫的內表面和限定了多個外狹縫的外表面。
[0010]在另一方面，內環基本上是圓柱形的并且包括了多個外突片，所述多個外突片被設置在彈性體補償層的內狹縫中。
[0011]在另一方面，外環基本上是圓柱形的并且包括了多個內突片，所述多個內突片被設置在彈性體補償層的外狹縫中。
[0012]在另一方面，彈性體補償層的內狹縫和外狹縫在徑向上不是對準的。
[0013]在另一方面，內狹縫和外狹縫沿著軸向從彈性體補償層的第一側延伸到彈性體補償層的第二側。
[0014]在另一方面，內突片沿軸向從外環的第一側延伸到外環的第二側。
[0015]在另一方面，外突片沿軸向從內環的第一側延伸到內環的第二側。
[0016]在另一方面，彈性體補償層包括第二多個外狹縫，并且外環包括第二多個內突片，所述第二多個內突片被設置在所述第二多個外狹縫中，并且所述第二多個內突片中的每一個都被設置成緊鄰所述多個內突片中的每一個并且與之間隔開。
[0017]在另一方面，所述內環的所述多個外突片在角度方面與所述多個內突片和所述第二多個內突片錯開，使得所述外突片中的每一個都在角度方面等距地位于一對緊鄰的、間隔開的內突片之間。
[0018]在另一方面，彈性體補償層由橡膠或聚丙烯酸酯組成。
[0019]在另一方面，外環具有光滑的外表面。
[0020]其它方面、示例和優點將通過參照下面的描述和附圖而變得易于理解，其中相同的參考數字指示相同的部件、元件或特征。
[0021]本申請還提出了如下方案:
方案1.一種用在機動車的液力變矩器中的密封件組件，所述密封件組件包括:
內環；
外環；
設置在所述內環和所述外環之間的彈性體補償層。
[0022]方案2.根據方案I的密封件組件，其中所述內環由與所述外環相同的材料組成，并且其中所述內環和所述外環都由復合耐磨材料組成。
[0023]方案3.根據方案I的密封件組件，其中所述彈性體補償層基本上是圓柱形并且包括限定了多個內狹縫的內表面和限定了多個外狹縫的外表面。
[0024]方案4.根據方案3的密封件組件，其中所述內環基本上是圓柱形的并且包括了多個外突片，所述多個外突片被設置在所述彈性體補償層的所述內狹縫中。
[0025]方案5.根據方案4的密封件組件，其中所述外環基本上是圓柱形的并且包括了多個內突片，所述多個內突片被設置在所述彈性體補償層的所述外狹縫中。
[0026]方案6.根據方案5的密封件組件，其中所述彈性體補償層的所述內狹縫和所述外狹縫在徑向上是不對準的。
[0027]方案7.根據方案5的密封件組件，其中所述內狹縫和所述外狹縫沿著軸向從所述彈性體補償層的第一側延伸到所述彈性體補償層的第二側。
[0028]方案8.根據方案5的密封件組件，其中所述內突片沿軸向從所述外環的第一側延伸到所述外環的第二側。
[0029]方案9.根據方案8的密封件組件，其中所述外突片沿軸向從所述內環的第一側延伸到所述內環的第二側。
[0030]方案10.根據方案5的密封件組件，其中所述彈性體補償層包括第二多個外狹縫，并且所述外環包括第二多個內突片，所述第二多個內突片被設置在所述第二多個外狹縫中，并且所述第二多個內突片中的每一個都被設置成緊鄰所述多個內突片中的每一個并且與之間隔開。
[0031]方案11.根據方案10的密封件組件，其中所述內環的所述多個外突片在角度方面與所述多個內突片和所述第二多個內突片錯開，使得所述外突片中的每一個都在角度方面位于一對緊鄰的且間隔開的內突片之間并且到這一對內突片的距離相等。
[0032]方案12.根據方案I的密封件組件，其中所述彈性體補償層由橡膠或聚丙烯酸酯組成。
[0033]方案13.根據方案I的密封件組件，其中所述外環具有光滑的外表面。
[0034]方案14.一種用在機動車的液力變矩器中的密封件組件，所述密封件組件包括: 彈性體補償環，所述彈性體補償環具有限定了多個內狹縫的內表面和限定了多個外狹縫的外表面；
內環，所述內環設置在所述彈性體補償環中并且具有形成在所述內環的外表面上的多個外突片，其中所述外突片中的每一個都被設置在所述彈性體補償環的內狹縫中；以及外環，所述外環圍繞所述彈性體補償環設置并且具有形成在所述外環的內表面上的多個內突片，其中所述內突片中的每一個都被設置在所述彈性體補償環的外狹縫中。
[0035]方案15.根據方案14的密封件組件，其中所述內環由與所述外環相同的材料組成，所述彈性體補償環由與所述內環和所述外環不同的材料組成，并且其中所述內環和所述外環由復合耐磨材料組成。
[0036]方案16.根據方案14的密封件組件，其中所述彈性體補償層的所述內狹縫和所述外狹縫在徑向上是不對準的。
[0037]方案17.根據方案14的密封件組件，其中所述內狹縫和所述外狹縫沿著軸向從所述彈性體補償層的第一側延伸到所述彈性體補償層的第二側。
[0038]方案18.根據方案14的密封件組件，其中所述內突片沿軸向從所述外環的第一側延伸到所述外環的第二側。
[0039]方案19.根據方案14的密封件組件，其中所述外突片沿軸向從所述內環的第一側延伸到所述內環的第二側。
[0040]方案20.—種機動車的變速器中的組件，所述機動車具有發動機，所述組件包括: 被連接到所述發動機的變速器栗；
被連接到所述變速器栗的變矩器轂；
由所述變矩器轂液壓驅動的渦輪；
被連接到所述渦輪的渦輪輸出軸；
與所述變矩器轂同心的定子軸，所述定子軸具有端口并且具有沿著所述定子軸的圓周形成的槽，其中所述槽沿軸向被設置在所述端口和所述渦輪之間；以及
設置在所述定子軸的所述槽中的密封件組件，所述密封件組件具有彈性體補償環，所述彈性體補償環具有限定了多個內狹縫的內表面和限定了多個外狹縫的外表面;設置在所述彈性體補償環內的內環，所述內環具有形成在所述內環的外表面上的多個外突片，其中所述外突片中的每一個被設置在所述彈性體補償環的內狹縫中；以及圍繞著所述彈性體補償環設置的外環，所述外環具有形成在所述外環的內表面上的多個內突片，其中所述內突片中的每一個被設置在所述彈性體補償環的外狹縫中；以及
其中所述外環與所述變矩器轂接觸并且所述內環與所述定子軸接觸，并且所述彈性體補償層被變形并因此接觸所述槽的兩個側壁。
【附圖說明】
[0041]本文描述的附圖僅用于說明目的，并且決不是意在限制本發明的范圍。
[0042]圖1是具有多件式密封件組件的示范性液力變矩器的一部分的橫截面視圖；
圖2是圖1中的箭頭2-2所指示的液力變矩器的一部分和多件式密封件組件的放大圖； 圖3是多件式密封件組件的等距、正視圖；
圖4是多件式密封件組件的等距、分解正視圖；
圖5是第二多件式密封件組件的等距、正視圖；以及圖6是第二多件式密封件組件的等距、分解正視圖。
【具體實施方式】
[0043]下面的描述本質上僅僅是示例性的，并非用于限定本發明、應用或使用。
[0044]參照圖1，附圖標記10標示了多件式密封件組件，同時示出的還有變速器中的示范性液力變矩器12。變速器通常包括被包含在液力變矩器殼體20中的液力變矩器12、變速器栗14、渦輪16和定子18。液力變矩器殼體20被聯接到變速器殼體22。變速器栗14由(未示出的)發動機驅動并且被連接到變矩器轂24。變矩器轂24可被連接到(未示出的)液壓栗并且驅動該液壓栗。渦輪16被連接到渦輪輸出軸26。渦輪輸出軸26可被連接到變速器(未示出)的變速器輸入軸28并且驅動該變速器輸入軸28。定子18例如通過單向離合器32被互連到變速器殼體22的定子軸30。能量從由發動機驅動的變速器栗14通過液壓流體傳輸到渦輪16。液壓流體通過設置在變速器殼體22的定子軸30中的端口 34被供給到液力變矩器12。
[0045]轉向圖2并且繼續參照圖1，多件式密封件組件10將變矩器轂24密封到變速器殼體22的定子軸30。變矩器轂24與定子軸30是同心的并且可相對于定子軸30旋轉。多件式密封件組件10被設置在形成在定子軸30中的槽36中。槽36圍繞著定子軸30的整個外圍或圓周延伸并且由第一壁36A、在第一壁36A對面的第二壁36B、以及在第一壁36A和第二壁36B之間延伸的基底36C限定。槽38的寬度大于多件式密封件組件10的寬度。
[0046]參照圖3和4，并且繼續參照圖2，多件式密封件組件10包括內環40、外環42、和設置在內環40和外環42之間的彈性體中心環或彈性體補償層44。內環40基本上是圓柱形的并且包括內表面40A和外表面40B ο內環40包括形成在外表面40B上的并且圍繞內環40的圓周對稱地設置的多個外突片46。外突片46沿著內環40的整個軸向長度延伸。內環40由復合耐磨材料制成，比如ETFE等。復合耐磨材料可包括填料，例如玻璃填充，以增加強度。
[0047]外環42基本上是圓柱形的并且包括內表面42A和外表面42B。外環42包括形成在內表面42A上的并且圍繞外環42的內圓周對稱地設置的多個內突片48。內突片48沿著外環42的整個軸向長度延伸。外環42的外表面42B優選地是光滑的，以有利于變矩器轂24相對于多件式密封件組件10旋轉。外環42由復合耐磨材料制成，例如乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等。熱塑性聚合物可包括填料，例如玻璃填充，以增加強度。
[0048]中心環44基本上是圓柱形的并且包括內表面44A和外表面44B。中心環44包括形成在內表面44A上的并且圍繞中心環44的內圓周對稱地設置的多個內狹縫50 ο內狹縫50沿軸向從中心環44的第一側44C延伸到中心環44的第二側44D。內狹縫50的位置和大小被設置為在其內接收內環40的外突片46 ο中心環44還包括形成在外表面44B上的并且圍繞中心環44的外圓周對稱地設置的多個外狹縫52。外狹縫52相對于內狹縫50并且相對于多件式密封件組件10的中心點54在角度方面錯開或者具有角位移。外狹縫52沿軸向從中心環44的第一側44C延伸到中心環44的第二側44D。外狹縫52的位置和大小被設置為在其內接收外環42的內突片48。中心環44由彈性體補償層制成，比如橡膠、聚丙烯酸酯等。
[0049]多件式密封件組件10可由傳遞模塑或者嵌件模塑/壓縮組合制成。模塑工藝將多個單獨構件，也就是內環40，外環42和中心環44，組合成一個單個組件，該組件此后將被安裝到變速器殼體22上。突片46、48與狹縫50、52的互鎖在旋轉方面將內環40，外環42和中心環44結合在一起。而且，表面44A、44B可被結合到內環40和外環42的相應的表面40A、40B、42A、42B，從而進一步加強多件式密封件組件1。
[0050]當被安裝后，多件式密封件組件10受到來自變矩器轂24和定子軸30的壓縮力。彈性體補償層44因此壓縮并且側壁44C、44D沿軸向移動并且密封到槽36的壁36A、367B上，如圖2中虛線所示。因此，即使多件式密封件組件10的被激勵側上的壓力減小，多件式密封件組件也維持變矩器轂24和變速器殼體22的定子軸30之間的密封。
[0051]轉向圖5和6，另一個多件式密封件組件整體上由附圖標記10’指示。多件式密封件組件10’具有某些與圖3 — 4所示的多件式密封件組件10共有的特征，因此相同的部件用相同的附圖標記指示。但是，多件式密封件組件10’的外環42包括形成在內表面42A上的第二多個內突片48 ’。第二多個內突片48 ’中的每一個都被設置成鄰近多個內突片48中每一個并且與之間隔開。中心環44因此具有形成在外表面44B中的第二多個狹縫52’，這些狹縫52’匹配所述第二多個內突片48 ’。所述第二多個狹縫52 ’每一個都被設置成鄰近多個狹縫52并且與之間隔開。內環46的外突片46相對于第一內突片48和第二內突片48’以及相對于中心點54在角度方面錯開或具有角位移，使得外突片46中的每一個在角度方面位于一對緊鄰的且間隔開的第一內突片48和第二內突片48’之間并且與該內突片48和內突片48’的距離是相等的。
[0052]本發明的描述本質上僅僅是示例性的并且不脫離本發明精神的改變也認為在本發明的范圍內。這種改變不應被認為是脫離本發明的精神和范圍。
【主權項】
1.一種用在機動車的液力變矩器中的密封件組件，所述密封件組件包括: 內環； 外環； 設置在所述內環和所述外環之間的彈性體補償層。2.根據權利要求1的密封件組件，其中所述內環由與所述外環相同的材料組成，并且其中所述內環和所述外環都由復合耐磨材料組成。3.根據權利要求1的密封件組件，其中所述彈性體補償層基本上是圓柱形并且包括限定了多個內狹縫的內表面和限定了多個外狹縫的外表面。4.根據權利要求3的密封件組件，其中所述內環基本上是圓柱形的并且包括了多個外突片，所述多個外突片被設置在所述彈性體補償層的所述內狹縫中。5.根據權利要求4的密封件組件，其中所述外環基本上是圓柱形的并且包括了多個內突片，所述多個內突片被設置在所述彈性體補償層的所述外狹縫中。6.根據權利要求5的密封件組件，其中所述彈性體補償層的所述內狹縫和所述外狹縫在徑向上是不對準的。7.根據權利要求5的密封件組件，其中所述內狹縫和所述外狹縫沿著軸向從所述彈性體補償層的第一側延伸到所述彈性體補償層的第二側。8.根據權利要求5的密封件組件，其中所述內突片沿軸向從所述外環的第一側延伸到所述外環的第二側。9.一種用在機動車的液力變矩器中的密封件組件，所述密封件組件包括: 彈性體補償環，所述彈性體補償環具有限定了多個內狹縫的內表面和限定了多個外狹縫的外表面； 內環，所述內環設置在所述彈性體補償環中并且具有形成在所述內環的外表面上的多個外突片，其中所述外突片中的每一個都被設置在所述彈性體補償環的內狹縫中；以及外環，所述外環圍繞所述彈性體補償環設置并且具有形成在所述外環的內表面上的多個內突片，其中所述內突片中的每一個都被設置在所述彈性體補償環的外狹縫中。10.一種機動車的變速器中的組件，所述機動車具有發動機，所述組件包括: 被連接到所述發動機的變速器栗； 被連接到所述變速器栗的變矩器轂； 由所述變矩器轂液壓驅動的渦輪； 被連接到所述渦輪的渦輪輸出軸； 與所述變矩器轂同心的定子軸，所述定子軸具有端口并且具有沿著所述定子軸的圓周形成的槽，其中所述槽沿軸向被設置在所述端口和所述渦輪之間；以及 設置在所述定子軸的所述槽中的密封件組件，所述密封件組件具有彈性體補償環，所述彈性體補償環具有限定了多個內狹縫的內表面和限定了多個外狹縫的外表面;設置在所述彈性體補償環內的內環，所述內環具有形成在所述內環的外表面上的多個外突片，其中所述外突片中的每一個被設置在所述彈性體補償環的內狹縫中；以及圍繞著所述彈性體補償環設置的外環，所述外環具有形成在所述外環的內表面上的多個內突片，其中所述內突片中的每一個被設置在所述彈性體補償環的外狹縫中；以及 其中所述外環與所述變矩器轂接觸并且所述內環與所述定子軸接觸，并且所述彈性體補償層被變形并因此接觸所述槽的兩個側壁。
【文檔編號】F16J15/16GK106051160SQ201610208594
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月6日 公開號201610208594.4, CN 106051160 A, CN 106051160A, CN 201610208594, CN-A-106051160, CN106051160 A, CN106051160A, CN201610208594, CN201610208594.4
【發明人】E.J.比林斯, J.G.多拉夫, C.E.豐維爾
【申請人】通用汽車環球科技運作有限責任公司