本公開涉及一種用于液壓缸的密封裝置。具體地，本公開涉及一種密封裝置，該密封裝置接合可滑動地支撐以在液壓缸蓋內(nèi)軸向移動的活塞桿。

背景技術(shù)：

1、許多作業(yè)機械，諸如拖拉機、挖掘機、裝載機和其他運土設(shè)備，利用液壓致動器來生成完成其任務(wù)所需的機械的各個部分的力和相對運動。這些包括例如液壓缸和流體馬達的液壓致動器通常包括設(shè)置在可移動元件的相對側(cè)上的兩個流體室。加壓流體被引入到流體室中的一個中，這使得可移動元件相對于液壓致動器殼體移動。

2、可移動元件通常通過桿或軸連接到作業(yè)機具或作業(yè)機械上的其他機械部件。通常，每個液壓致動器包括密封裝置，該密封裝置接合桿或軸以防止加壓流體在使用期間從液壓致動器的流體室泄漏。在美國專利第6,129,358號中描述了一種用于液壓缸的這種密封裝置，該專利描述了一種適于形成密封狀態(tài)的單向桿密封環(huán)。

3、一種用于液壓缸的密封裝置可以包括一系列密封件，這些密封件設(shè)置在缸筒的桿端處的缸蓋或凸緣中，以在活塞桿的出口點附近接合軸或活塞桿。缸筒的桿端處的缸蓋和/或凸緣可以包括一系列環(huán)形凹槽或沉孔，這些環(huán)形凹槽或沉孔沿著缸筒的桿端的徑向內(nèi)圓周表面軸向間隔開，其中環(huán)形凹槽被配置成容納密封件中的每一者。

4、當液壓缸在激進的應(yīng)用中使用時，諸如在諸如挖掘機、履帶式拖拉機或在諸如開采煤、鋁土礦、鐵礦石或其他礦物的應(yīng)用中作業(yè)的大型輪式裝載機等機械上用作動臂、斗桿或鏟斗缸的液壓缸時，缸蓋中適于容納各種密封件的環(huán)形凹槽可能會損壞。重型機械在運土操作中的其他應(yīng)用也可能使重型機械上使用的用于相對于彼此和相對于作業(yè)表面移動機械的各種部件的液壓缸暴露于研磨材料，這些研磨材料可能穿透經(jīng)過定位在液壓缸的活塞桿與缸蓋之間的密封件陣列中的一者或多者。密封件陣列可以被設(shè)計成防止液壓缸內(nèi)的加壓液壓流體在活塞桿與液壓缸的蓋之間向外泄漏，以及防止材料從液壓缸外部污染到在液壓缸的活塞桿從缸中伸出的一側(cè)的活塞桿側(cè)室(也稱為“桿端”室或“蓋端”室)中。在一些應(yīng)用中，污染物可能聚集在密封件的密封表面與適于容納密封件的缸筒的桿端處的缸蓋和/或凸緣中的環(huán)形凹槽的表面之間。這些污染物可能嵌入到密封件的與缸蓋和/或凸緣中的環(huán)形凹槽的面接合的面中，并且在液壓缸的操作期間，具有嵌入的研磨污染物的密封件與環(huán)形凹槽之間隨時間的相對運動可能導致磨掉環(huán)形凹槽的一部分(通常形成在缸筒的桿端處的缸蓋和/或凸緣的金屬材料中)，以在密封件附近產(chǎn)生不希望的臺階或空隙，這可能最終導致密封件的失效和液壓缸的泄漏。

5、用于在液壓缸中提供液壓缸的活塞桿與液壓缸的缸筒的桿端處的缸蓋和/或凸緣之間的密封接合的密封件組件以及密封件和磨損引導件的裝置的各種公開的示例性實施例旨在解決上述問題的全部或一些。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在一個方面，本公開涉及一種用于液壓缸中的密封件和磨損引導件的組合，以在液壓缸的活塞桿與液壓缸的筒的桿端之間提供密封接合，該活塞桿可通過該桿端軸向移動。該組合包括：圓柱形金屬磨損引導件，該圓柱形金屬磨損引導件被配置成安置在圍繞缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面形成的第一環(huán)形凹槽內(nèi)；緩沖密封件組件，該緩沖密封件組件包括環(huán)形緩沖密封件，該環(huán)形緩沖密封件與環(huán)形支承環(huán)協(xié)作配合并被配置成協(xié)作地安置在第二環(huán)形凹槽內(nèi)，第二環(huán)形凹槽與第一環(huán)形凹槽軸向間隔開并圍繞缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面形成；u形杯密封件，該u形杯密封件被配置成安置在第三環(huán)形凹槽內(nèi)，第三環(huán)形凹槽與第二環(huán)形凹槽軸向間隔開并圍繞缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面形成；圓柱形塑料磨損引導件，該圓柱形塑料磨損引導件被配置成安置在第四環(huán)形凹槽內(nèi)，第四環(huán)形凹槽與第三環(huán)形凹槽軸向間隔開并圍繞缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面形成；以及三唇緣防塵圈密封件，該三唇緣防塵圈密封件包括三個環(huán)狀唇緣部分，該三個環(huán)狀唇緣部分被配置成安置在第五環(huán)形凹槽內(nèi)，第五環(huán)形凹槽與第四環(huán)形凹槽軸向間隔開并圍繞缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面形成。

2、在另一方面，本公開涉及一種液壓缸，其包括密封件和磨損引導件的組合，密封件和磨損引導件沿著液壓缸的缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面軸向間隔開并且被配置成在液壓缸的活塞桿與液壓缸的缸筒的桿端之間提供密封接合，該活塞桿可通過該桿端軸向移動。該密封件和磨損引導件的組合包括：圓柱形金屬磨損引導件，該圓柱形金屬磨損引導件被配置成安置在圍繞缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面形成的第一環(huán)形凹槽內(nèi)；緩沖密封件組件，該緩沖密封件組件包括環(huán)形緩沖密封件，該環(huán)形緩沖密封件與環(huán)形支承環(huán)協(xié)作配合并被配置成協(xié)作地安置在第二環(huán)形凹槽內(nèi)，第二環(huán)形凹槽與第一環(huán)形凹槽軸向間隔開并圍繞缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面形成；u形杯密封件，該u形杯密封件被配置成安置在第三環(huán)形凹槽內(nèi)，第三環(huán)形凹槽與第二環(huán)形凹槽軸向間隔開并圍繞缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面形成；圓柱形塑料磨損引導件，該圓柱形塑料磨損引導件被配置成安置在第四環(huán)形凹槽內(nèi)，第四環(huán)形凹槽與第三環(huán)形凹槽軸向間隔開并圍繞缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面形成；以及三唇緣防塵圈密封件，該三唇緣防塵圈密封件包括三個環(huán)狀唇緣部分，該三個環(huán)狀唇緣部分被配置成安置在第五環(huán)形凹槽內(nèi)，第五環(huán)形凹槽與第四環(huán)形凹槽軸向間隔開并圍繞缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面形成。該環(huán)形緩沖密封件包括第一軸向壓力側(cè)和第二軸向密封側(cè)，第一軸向壓力側(cè)被配置成面向液壓缸的桿端室并且鄰近第二環(huán)形凹槽的第一軸向側(cè)表面裝配，第二軸向密封側(cè)與第一軸向壓力側(cè)相對，第二軸向密封側(cè)包括徑向外環(huán)形密封表面和徑向內(nèi)環(huán)形密封表面，其中徑向外環(huán)形密封表面比緩沖密封件的徑向內(nèi)環(huán)形密封表面與環(huán)形緩沖密封件的第一軸向壓力側(cè)間隔開得更遠，使得在環(huán)形緩沖密封件的第二軸向密封側(cè)上圍繞環(huán)形緩沖密封件的內(nèi)徑形成環(huán)形凹口。該環(huán)形支承環(huán)包括徑向延伸的支腿部分和軸向延伸的支腿部分，該徑向延伸的支腿部分被配置成沿著環(huán)形緩沖密封件的徑向外環(huán)形密封表面的基本上整個徑向范圍延伸，該軸向延伸的支腿部分與該徑向延伸的支腿部分鄰接，并且被配置成在環(huán)形緩沖密封件的第二軸向密封側(cè)上軸向延伸到圍繞環(huán)形緩沖密封件的內(nèi)徑形成的環(huán)形凹口中。

3、在又一方面，本公開涉及一種液壓缸，其包括筒、位于筒的桿端處的缸蓋和凸緣、以及延伸穿過缸筒的桿端并且被配置成相對于缸筒軸向移動的活塞桿。缸筒的桿端包括圍繞缸筒的桿端的內(nèi)圓周表面形成的多個軸向間隔開的環(huán)形凹槽，軸向間隔開的環(huán)形凹槽中的每一者被配置用于支撐密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件被配置用于與活塞桿密封接合。多個軸向間隔開的環(huán)形凹槽包括：第一環(huán)形凹槽，第一環(huán)形凹槽被配置成支撐圓柱形金屬磨損引導件；第二環(huán)形凹槽，第二環(huán)形凹槽與第一環(huán)形凹槽軸向間隔開并被配置成支撐緩沖密封件組件，該緩沖密封件組件包括與環(huán)形支承環(huán)協(xié)作配合的環(huán)形緩沖密封件；第三環(huán)形凹槽，第三環(huán)形凹槽與第二環(huán)形凹槽軸向間隔開并被配置成支撐u形杯密封件；第四環(huán)形凹槽，第四環(huán)形凹槽與第三環(huán)形凹槽軸向間隔開并被配置成支撐圓柱形塑料磨損引導件；以及第五環(huán)形凹槽，第五環(huán)形凹槽與第四環(huán)形凹槽軸向間隔開并被配置成支撐包括三個環(huán)狀唇緣部分的三唇緣防塵圈密封件。

技術(shù)特征：

1.一種用于液壓缸(10)中的密封件和磨損引導件(18)的組合，以在所述液壓缸(10)的活塞桿(12)與所述液壓缸(10)的缸筒(14)的桿端之間提供密封接合，所述活塞桿(12)能通過所述桿端軸向移動，所述組合包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封件和磨損引導件(18)的組合，其中所述環(huán)形緩沖密封件(350)包括第一軸向壓力側(cè)和第二軸向密封側(cè)，所述第一軸向壓力側(cè)被配置成面向所述液壓缸(10)的桿端室并且鄰近所述第二環(huán)形凹槽(351)的第一軸向側(cè)表面裝配，所述第二軸向密封側(cè)與所述第一軸向壓力側(cè)相對，所述第二軸向密封側(cè)包括徑向外環(huán)形密封表面(224)和徑向內(nèi)環(huán)形密封表面(225)，其中所述徑向外環(huán)形密封表面(224)比所述緩沖密封件的所述徑向內(nèi)環(huán)形密封表面(225)與所述環(huán)形緩沖密封件的所述第一軸向壓力側(cè)間隔開得更遠，使得在所述環(huán)形緩沖密封件的所述第二軸向密封側(cè)上圍繞所述環(huán)形緩沖密封件的內(nèi)徑形成環(huán)形凹口；并且

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封件和磨損引導件(18)的組合，其中所述支承環(huán)的所述徑向延伸的支腿部分(26)在所述支承環(huán)的背向所述緩沖密封件的一側(cè)的徑向外邊緣處終止于倒角外圓周表面(247)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封件和磨損引導件的組合，其中所述環(huán)形緩沖密封件還包括被配置成接觸所述環(huán)形凹槽(21)的底部的徑向外圓周表面(226)和被配置成接觸所述活塞桿的徑向內(nèi)圓周表面(227)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的密封件和磨損引導件的組合，其中所述環(huán)形緩沖密封件的所述徑向外圓周表面沿著其軸向長度配置有位于鄰近或接觸所述環(huán)形凹槽的所述底部的部分，當施加在所述緩沖密封件的所述第一軸向壓力側(cè)上的壓力低于預定閾值時，在所述徑向外圓周表面的所述部分的一些與所述環(huán)形凹槽的所述底部之間留有小空隙。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封件和磨損引導件的組合，其中所述環(huán)形凹入凹部限定在所述緩沖密封件的徑向外環(huán)形支腿部分與所述緩沖密封件的徑向內(nèi)環(huán)形支腿部分之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的密封件和磨損引導件的組合，其中施加到所述環(huán)形凹入凹部中的壓力導致所述徑向外環(huán)形支腿部分徑向向外撓曲并壓靠在所述環(huán)形凹槽的底部表面上，并且導致所述徑向內(nèi)環(huán)形支腿部分徑向向內(nèi)撓曲并壓靠在所述活塞桿上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封件和磨損引導件的組合，其中所述支承環(huán)的所述徑向延伸的支腿部分與所述支承環(huán)的所述軸向延伸的支腿部分之間的相交處包括倒圓倒角，所述倒圓倒角在所述環(huán)形凹口的入口處與在所述緩沖密封件的所述徑向外環(huán)形密封表面與所述緩沖密封件的所述徑向內(nèi)環(huán)形密封表面的相交處的匹配的倒圓倒角配合。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的密封件和磨損引導件的組合，其中所述支承環(huán)和所述緩沖密封件上的配合倒圓倒角中的每一者的半徑分別等于所述支承環(huán)和所述緩沖密封件的相鄰部分的厚度的一半或更多。

10.一種液壓缸(10)，包括：

技術(shù)總結(jié)
一種用于液壓缸(10)中的密封件和磨損引導件(18)的組合在液壓缸(10)的活塞桿(12)與液壓缸的缸筒(14)的桿端的內(nèi)圓周表面之間提供密封接合，活塞桿(12)可通過該桿端軸向移動。該組合包括：圓柱形金屬磨損引導件(360)，其用于安置在圍繞內(nèi)圓周表面形成的第一環(huán)形凹槽(361)內(nèi)；緩沖密封件組件，其包括與環(huán)形支承環(huán)(352)協(xié)作配合的環(huán)形緩沖密封件(350)，用于安置在第二環(huán)形凹槽(351)內(nèi)；U形杯密封件(340)，其用于安置在第三環(huán)形凹槽(341)內(nèi)；圓柱形塑料磨損引導件(330)，其用于安置在第四環(huán)形凹槽(331)內(nèi)；以及三唇緣防塵圈密封件(320)，其包括三個環(huán)狀唇緣部分(322，324，326)，用于安置在第五環(huán)形凹槽(321)內(nèi)。

技術(shù)研發(fā)人員：A·S·蓬努薩米,R·拉克什米納拉亞南,J·D·斯派金格,C·P·倫肖,J·E·魯伊茲
受保護的技術(shù)使用者：卡特彼勒公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6