1.本公开涉及一种用于旋转机械的壳体的密封装置，特别是在复杂环境中的应用。
现有技术
2.在被认定为极端环境的环境中使用旋转机械就密封方面提出了重大问题。实际上，本文所考虑的液压机能够用于暴露于化学产品或材料、碎片、泥浆、雪、颗粒的飞溅物中的污染环境中。
3.已经提出了不同的密封结构来确保旋转机械的内部空间(internal volume,内部体积)与外部媒介(medium)之间的良好密封。然而，已知的解决方案在可靠性方面(特别是随着时间的推移)仍然存在问题。
4.液压机包括固定部段和旋转部段、以及确保箱体的液压油密封的密封系统。机械的使用寿命取决于密封件的使用寿命。密封件可以由橡胶制成，也可以是金属。如果密封件不受灰尘污染，机械的使用寿命会提高。特别是，如果油密金属密封件不受磨料颗粒和腐蚀的污染，油密金属密封件就会坚固耐用，使用寿命长。颗粒，例如建筑机械上的沙子和泥浆会导致磨损，这对密封件的使用寿命是有害的，尤其是会磨损和腐蚀金属密封件。
5.已知将密封件隐藏在凹部的底部。然而，后者可以被填充细颗粒，这些细颗粒可以到达密封件，并且会在两个旋转部件之间旋转很长时间而不会出来。此外，在旋转过程中，颗粒会不断地被压入凹部中，有时还会在压力下被推动。
6.因此，本公开旨在至少部分地回应这些问题。
技术实现要素：7.为此，本公开涉及一种用于旋转机械的壳体，包括第一固定壳体部段和第二壳体部段，第二壳体部段可相对于第一部段沿旋转轴线旋转，第一壳体部段和第二壳体部段限定出内部空间并沿接口接触，第一壳体部段和第二壳体部段之间的接口设置有密封元件，所述密封元件位于外壳中，外壳一方面与壳体的内部空间连接，另一方面与周围媒介连接，外壳与周围媒介之间通过管道连接，其特征在于，第一壳体部段或第二壳体部段包括位于所述管道的外端处的平坦部。
8.根据一个示例，密封元件是轴向密封件。
9.根据一个示例，所述轴向密封件包括第一金属环、第二金属环、第一弹性环和第二弹性环，第一金属环和第三金属环沿由旋转轴线限定出的轴向方向彼此抵靠地安装，所述第一弹性环介于所述第一金属环与所述第一壳体部段的壁之间，所述第二弹性环介于第二金属环与第二壳体部段的壁之间。
10.根据一个示例，平坦部形成在第一壳体部段上。
11.根据一个示例，平坦部由第一壳体部段的壁形成，相对于旋转轴线倾斜。
12.根据一个示例，将外壳与周围媒介连接的管道包括第一部分、第二部分和第三部分，该第一部分、第二部分和第三部分相对于旋转轴线沿径向方向从外壳朝向周围媒介连
续(successively，依次)延伸，第一部分、第二部分和第三部分各自相对于旋转轴线径向地延伸，并且被形成为使得两个连续的部分相对于转动轴线未径向地对准。
13.管道的第一部分、第二部分和第三部分通常分别具有截面s1、s2和s3，使得s1》s2》s3。
14.根据一个示例，管道包括形成在第一壳体部段和第二壳体部段中的肋，以便在所述管道中形成挡板，并且其中第一壳体部段与/或第二壳体部分具有形成在所述肋中的钻孔，以便限定出外壳与周围媒介之间的通道。
15.然后，第一壳体部段和第二壳体部段通常具有形成在所述肋中钻孔，分别形成外孔和内孔，以便在所述外孔和内孔对准时限定出外壳与周围媒介之间的通道。
16.根据一个示例，平坦部被构造为在液压机的旋转期间扫描(scan,扫掠)径向地围绕壳体的外孔的柱状部分。
17.根据一个示例，外孔和内孔具有相对于旋转轴线径向地延伸的回旋的柱状截面。
18.根据一个示例，所述壳体包括两组外孔，该两组外孔分别布置在平坦部的两侧上。
19.本发明还涉及一种履带式车辆，包括用于驱动履带的液压机，该液压机设有如上所限定的壳体，其中，平坦部相对于液压机的泥浆压实区域被对称地放置。
20.根据一个示例，外孔的全部或部分被制造成相对于重力方向朝向壳体的下方定向。
附图说明
21.通过阅读以下非限制性示例给出的本发明的各种实施例的详细描述，将更好地理解本发明及其优点。
22.图1是旋转机械壳体的视图。
23.图2是根据本发明的一个方案的密封元件的一剖面图。
24.图3是根据本发明的一个方案的密封元件的另一剖面图。
25.图4是根据本发明的一个方案的密封元件的另一剖面图。
26.图5是根据本发明的一个方案的壳体的轴向剖视图。
27.在所有的附图中，共同的元件由相同的附图标记标识。
具体实施方式
28.下面，参照图1和图2描述了本发明的一个示例性实施例。
29.图1示出旋转机械的壳体或箱体10的视图。壳体包括第一固定部段12和第二部段14，第二部段可以沿旋转轴线x-x相对于第一固定部段12旋转运动。壳体1限定出内部空间。在以下描述中，除非另有说明，否则术语(designation,名称)“径向”和“轴向”是相对于旋转轴线x-x被定义的。
30.壳体10例如是液压机的壳体，液压机例如是液压泵或液压马达，其可以是具有径向活塞的液压机或具有轴向活塞的液压机。壳体10通常安装在车辆、机械系统(machinery)或机械中，例如以确保位移构件、车轮或履带的主液压传动或辅液压传动、或者例如以确保负载、臂、转台、挂接装置的致动。
31.在第一部段12与第二部段14之间限定出接口，该接口对应于壳体1的第一部段12
与第二部段14之间的接触表面。可以理解，为了将壳体1的内部空间与周围媒介隔离，必须确保第一部段12和第二部段14之间的接口处的密封。
32.图2示出了根据本发明的一个方案的密封结构的一个示例的剖面图。
33.该视图示出在壳体1的第一部段12与第二部段14之间的接口处形成的外壳(housing,容置部)30。密封元件40布置在外壳30中。在所提出的示例中，密封元件40是通常被称为浮动密封件的轴向密封件，通常由商品名“duo-cone”命名。密封元件40例如可以是金属浮动密封件或唇环。
34.本文中，密封元件40包括由金属材料制成第一金属环41和第二金属环43，其通常关于相对于旋转轴线x-x径向地延伸的平面对称。密封元件还包括由弹性材料制成的第一弹性环42和第二弹性环44。
35.第一金属环41和第二金属环43沿着由旋转轴线x-x限定的轴向方向彼此抵靠。
36.第一弹性环42安装成一方面抵靠第一金属环41，另一方面抵靠壳体1的第一部段12的分隔部(partition，隔板)13。
37.第二弹性环44安装成一方面抵靠第二金属环43上，另一方面抵靠壳体1的第二部段14的分隔部15。
38.第一弹性环42和第二弹性环44通常相对于第一弹性环42和第二弹性环44的外部被径向定位。第一弹性环42和第二弹性环44将第一弹性环42和第二弹性环44分别压靠在第一部段12和第二部段14的分隔部13和15上，从而确保密封连接。
39.第一金属环41、第二金属环43以及第一部段12和第二部段14的相应的分隔部13和15通常形成为使得第一弹性环42和第二弹性环44趋于使第一金属环41和第二金属环43沿着由旋转轴线x-x限定的轴向方向彼此相向地运动。
40.外壳30经由通常径向地围绕外壳30延伸的管道50与周围媒介连接。
41.所提出的管道50包括三个连续的径向部分；第一部分51、第二部分52和第三部分53在外壳30与周围媒介之间连续延伸。这些径向部分通常通过轴向部分连接。
42.第一部分51、第二部分52和第三部分53形成为使得两个连续的部分未径向地对准。在所示示例中，第一部分51和第三部分53径向地对准，而第二部分52相对于第一部分51和第三部分53偏移，以便在管道50中形成肩部。
43.管道50形成保护挡板，以防止颗粒与密封元件40接触。然而，比管道50的宽度更细小的颗粒可以穿透管道50。颗粒可以是沙子、泥土或非常细小的灰尘、或在引入时可以是液态但可以填充管道50并干燥的泥浆。形成挡板的管道50还用于保护密封元件40免受流体(例如水射流)的直接喷射。在第一部分51与第三部分53之间，管道50通常具有大约1mm的厚度，对于管道的轴向部分，厚度是沿径向方向测量的，并且对于管道的径向部分，厚度是沿轴向方向测量的。
44.此外，第一部分51、第二部分52和第三部分53通常分别具有截面s1、s2和s3。这些截面通常为s1》s2》s3，这允许存在于外壳30中的颗粒朝周围媒介排放，但减少了颗粒从周围媒介向外壳30的渗入。
45.第二部分52和第三部分53由沿轴向方向形成且彼此贯穿的低壁或突起的肋制成。这些低壁或突起具有凹槽，以便形成孔70(将在后面描述)。
46.管道50的外端设有平坦部(planer，平面部)60。“管道50的外端”表示管道50开放
通向周围媒介的端部，与开放通向外壳30的内端相反。外端通常位于第三部分53的延伸部中。
47.因此，所提出的壳体1具有用于密封元件40的外壳30，该外壳通过管道50与周围媒介连接，管道50依次具有挡板和平坦部60。
48.平坦部60例如由相对于径向方向倾斜的平面形成。
49.平坦部60通常形成在壳体1的第一部段12中，即壳体1的固定部段中。然后，具有类似或相同倾斜度的表面16通常形成在另一个壳体部段(此处是第二部段14)中，面向平坦部60。
50.平坦部60和表面16限定出具有截面s4的通道，通常使得s4＜s3。在操作中，平坦部60与表面16的间隙通常是恒定的，例如等于1mm。
51.在壳体1的部段12和14的相对旋转期间，位于平坦部60前部的表面16的相对运动将带走旋转时附着在部段上的泥浆，并沿与管道50中的入口相反的方向排出泥浆。
52.平坦部60因此形成刮刀，这允许清除沉积或积聚在管道50的入口处的杂质。特别地，平坦部60允许清除已经干燥(例如当植入有壳体1的机械系统或设备静止时)的材料的沉积物，沉积物通常是泥浆或沙子。
53.平坦部60通常形成在围绕旋转轴线x-x的1
°
与30
°
之间或例如5
°
与20
°
之间的角扇区中。
54.如果应用于装备有履带的车辆中，平坦部60通常形成在与角履带驱动扇区相对的角扇区中。当壳体安装在机械系统或车辆上时，平坦部60通常形成为相对于竖直方向在30
°
与60
°
之间、或者更具体地40
°
与50
°
之间，或者甚至等于45
°
的角度处倾斜。
55.图3示出了沿不包括平坦部60的截面的剖面图的一个示例。此处示出了管道50限定如前所定义的挡板，壳体1的第一部段12的包括平坦部60的该部分在此处被截断。
56.平坦部60通常与供其形成在其中的壳体部段一起铸造而成。
57.一般地，平坦部60通常相对于地球重力的方向朝向液压机的下方，从而使颗粒远离管道50的入口。平坦部60刮除沉积在半径大于承载孔70的外部低壁的半径的柱状部分上的材料。
58.对于履带式机械，平坦部60通常朝向下方并远离其中使履带与由包括壳体1的液压机承载的链轮接合的区域(通常与该区域相反)，从而履带的运动迫使泥浆不会在平坦部60的附近。平坦部60通常向下定向并位于远离链轮的履带侧，以从履带钻头的倾向于使泥浆远离平坦部60的窗口的运动中获益。
59.平坦部60通常是对称的并且放置在穿过履带的泥浆压实区域的对称轴线的两侧(either side,任一侧)上，以便其在右侧和左侧均能够操作。平坦部60是可长可短的、或者在两个分开部分中的表面，以确保刮削相对于泥浆压实区域的所述对称轴线是对称的。
60.平坦部60通常在第一壳体部段12的区域中被制造，该第一壳体部段在5
°
与15
°
之间(例如等于10
°
)的角扇区上具有额外厚度。平坦部60通常在第一壳体部段12的额外厚度中通过圆形机械加工来制造。
61.平坦部60的尺寸通常被设计为与壳体1相关的固定螺钉、螺栓或螺母不接触。
62.壳体1可以包括两个平坦部60，以形成右机械和左机械，从而允许机械系统或车辆的每一侧配备类似的液压机。
63.如上所述，孔70是在壳体1中、在壳体1的第一部段12和第二部段14的低壁或突出部中形成的钻孔，并且限定出周围媒介与外壳30之间的通道，该外壳相对于管道50具有增大的截面。特别地，孔70缺少形成挡板或障碍物的截面。
64.图4绘示了孔70的一个示例性实施例。从该图中可以看出，壳体1的第一部段12和第二部段14的限定出管道50的部分已被截断。在图中所示的示例中，第一部段12中的截断部分限定出外孔72，第二部段14中的截断部分限定出内孔74。截断部分在图4中以虚线表示。形成外孔72和内孔74的截断部分可以通过铸造或机械加工形成。
65.当内孔74和外孔72对准时，在壳体1的第一部段12和第二部段14的截断部分对准时，内孔和外孔限定了具有大致矩形截面的管道，如图4所示。
66.当内孔74和外孔72未对准时，管道50中有挡板的形式，最小的截面等于s2或s3，这避免污染通过管道50进入。
67.形成于壳体1的第一固定部段12中的外孔72的全部或部分通常被构造为当壳体安装在车辆或机械系统中时通常沿重力方向或沿由车辆上的壳体1的固定法兰所限定的方向对中(centered)的45
°
的角扇区中向下定向。
68.例如，壳体1的第一部段12具有限定出分布在平坦部60两侧上的外孔72的截断部分，例如平坦部60的两侧上的三个截断部分。壳体1的第二部段14例如可以具有限定出围绕旋转轴线x-x均匀分布的内孔74的截断部分。
69.图5示出了壳体1沿垂直于旋转轴线x-x的平面的剖面图，示出了配置的一个示例。
70.该图示意性地表示车辆履带c2的驱动扇区c1。该驱动扇区c1在相对于竖直方向倾斜45
°
的平面pc上对中，此处，竖直方向由轴线z-z表示，与重力限定的方向、或由车辆上的壳体1的固定法兰所限定的方向相对应。在履带式车辆的情况下，驱动扇区c1通常对应于泥浆积聚区域。
71.如图所示，平坦部60在直径上与驱动扇区c1相对，并且通常在平面pc上对中。
72.从该图中可以看出，壳体1包括分布在平坦部60两侧的两组三个外孔72以及围绕旋转轴线x-x均匀分布的8个内孔74。如图5所示，外孔72因此与驱动扇区c1间隔开，这防止可能积聚在驱动扇区c1中的泥浆到达外孔72。
73.内孔74和外孔72通常具有沿相对于旋转轴线x-x的径向方向回旋的柱状截面，并径向向外开放。在图4所示的示例中，外孔72具有形成圆弧、或者椭圆或抛物线的部段的壁。孔70通常具有径向槽的形状，具有朝向周围媒介的溢流部(relief)，以便于材料的排出。
74.孔70具有确保使渗入外壳30中的任何残留物或颗粒排出的功能。每个低壁或突起包括开口。在旋转期间，当第二部分52的开口面对第三部分53的开口时，存在于管道50中的颗粒可以被排出。
75.如果干燥后的泥浆或细颗粒已进入管道50，它们将在液压机重新启动时破裂并通过孔70向下流动，这将清空管道50。此外，这将保护管道50免受水流的影响。
76.为了允许在机械的右侧和左侧使用壳体1，相对于机械框架上的壳体1的固定部分12的固定夹具的对称轴线对称地放置有孔。
77.所提出的壳体特别地旨在包括液压机，该液压机旨在对暴露于污染物、颗粒和磨损等侵蚀性环境中的机械、机械系统或车辆进行旋转驱动。特别地，包括所提到的壳体的液压机可以适用于建筑机械、农业机械、机械系统或车辆的平移驱动，并且更特别地适用于履
带式变速器的驱动。
78.虽然已参照具体示例性实施例了描述了本发明，但显然，在不背离权利要求书所定义的本发明的总体范围的情况下，可以对这些示例进行修改和改变。特别地，可以在附加的实施例中组合不同的图示/所提到的实施例的各个特征。因此，说明书和附图应当被认为是说明性的而非限制性的。
79.同样清楚的是：参照一种方法描述的所有特征可以单独或组合地转用到一个装置，相反，参照一个装置描述的所有特性可以单独或组合地转用到一种方法。
技术特征：1.一种用于旋转机械的壳体(1)，包括固定的第一壳体部段(12)、和第二壳体部段(14)，所述第二壳体部段(14)能够沿旋转轴线(x-x)相对于所述第一部段(12)旋转，所述第一壳体部段(12)和所述第二壳体部段(14)限定内部空间并沿接口接触，所述第一壳体部段(12)与所述第二壳体部段(14)之间的所述接口设置有密封元件(40)，所述密封元件(40)位于外壳(30)中，所述外壳(30)一方面与所述壳体的内部空间连接，另一方面与周围媒介连接，所述外壳(30)与所述周围媒介之间经由管道(50)连接，其特征在于，所述第一壳体部段(12)或所述第二壳体部段(14)包括位于所述管道(50)的外端处的平坦部(60)。2.根据权利要求1所述的壳体(1)，其中，所述密封元件(40)是轴向密封件。3.根据权利要求2所述的壳体(1)，其中，所述轴向密封件包括第一金属环(41)、第二金属环(43)、第一弹性环(42)和第二弹性环(44)，所述第一金属环(41)和所述第二金属环(43)沿由所述旋转轴线(x-x)限定出的轴向方向彼此抵靠地安装，所述第一弹性环(42)介于所述第一金属环(41)和所述第一壳体部段(12)的壁(13)之间，所述第二弹性环(44)介于所述第二金属环(43)和所述第二壳体部段(14)的壁(15)之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的壳体(1)，其中，所述平坦部(60)形成在所述第一壳体部段(12)上。5.根据权利要求4所述的壳体(1)，其中，所述平坦部(60)由所述第一壳体部段(12)的壁形成，相对于所述旋转轴线(x-x)倾斜。6.根据权利要求1至5中任一项所述的壳体(1)，其中，将所述外壳(30)与所述周围媒介连接的所述管道(50)包括第一部分(51)、第二部分(52)和第三部分(53)，所述第一部分(51)、所述第二部分(52)和所述第三部分(53)相对于所述旋转轴线(x-x)沿径向方向从所述外壳(30)朝向所述周围媒介连续延伸，所述第一部分(51)、所述第二部分(52)和所述第三部分(53)各自相对于所述旋转轴线(x-x)径向地延伸，并且被形成为使得两个连续的部分相对于所述旋转轴线(x-x)未径向地对准。7.根据权利要求6所述的壳体(1)，其中，所述管道(50)的第一部分(51)、第二部分(52)和第三部分(53)分别具有截面s1、s2和s3，使得s1＞s2＞s3。8.根据权利要求1至7中任一项所述的壳体(1)，其中，所述管道(50)包括形成在所述第一壳体部段(12)和所述第二壳体部段(14)中的肋，以便在所述管道(50)中形成挡板，并且其中，所述第一壳体部段(12)和/或所述第二壳体部段(14)具有形成在所述肋中的钻孔，以便限定出所述外壳(30)与所述周围媒介之间的通道。9.根据权利要求8所述的壳体(1)，其中，所述第一壳体部段(12)和所述第二壳体部段(14)具有形成在所述肋中的钻孔，其分别形成外孔(72)和内孔(74)，以便在所述外孔(72)和所述内孔(74)对准时限定出所述外壳(30)与所述周围媒介之间的通道。10.根据权利要求9所述的壳体(1)，其中，所述平坦部(60)被构造为在液压机的旋转期间扫描径向地围绕所述壳体(1)的所述外孔(72)的柱状部分。11.根据权利要求9或10中任一项所述的壳体(1)，其中，所述外孔(72)和所述内孔(74)具有相对于所述旋转轴线(x-x)径向地延伸的回旋的柱状截面。12.根据权利要求9至11中任一项所述的壳体(1)，包括两组外孔(72)，分别布置在所述平坦部(60)的两侧上。
13.一种履带式车辆，包括用于驱动履带的设置有根据前述权利要求中任一项所述的壳体(1)的液压机，其中，所述平坦部(60)相对于所述液压机的泥浆压实区域被对称地放置。14.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述液压机设置有根据权利要求9至12中任一项所述的壳体，并且其中，所述外孔(72)的全部或部分被制造成相对于重力方向朝向所述壳体(1)的下方定向。
技术总结用于旋转机械的壳体(1)，包括被固定的第一部段(12)和围绕旋转轴线(X-X)旋转的第二部段(14)，第一部段(12)和第二部段(14)沿设置有密封元件(40)的接口接触，所述密封元件(40)位于外壳(30)中，外壳(30)一方面与壳体的内部空间连接，另一方面与周边环境连接，外壳(30)与周边之间的连接经由管道(50)实现，特征在于，第一壳体部段(12)或第二壳体部段(14)包括位于管道(50)的外端处的平坦部(60)。于管道(50)的外端处的平坦部(60)。于管道(50)的外端处的平坦部(60)。
技术研发人员：G
受保护的技术使用者：波克兰液压工业设备公司
技术研发日：2021.02.22
技术公布日：2022/11/1
