УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАТЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗИРОВАННОЙ НАКАЧКИ ШИН
ROTARY JOINT SEALING FOR SYSTEM OF CENTRALIZED PUMPING OF TIRES

Область техники
Изобретение относится к системам накачки шин, в частности, содержащим уплотнение вращательного соединения за пределами оси.
Уровень техники
Системы накачки шин становятся неотъемлемым элементом транспортных средств. Такие системы широко используются в различных типах транспортных средств, таких как грузовые автомобили, тракторы и землеройные машины. Основной задачей системы накачки шин является адаптация давления в шинах к различным условиям эксплуатации, которые в основном зависят от грунта, по которому предстоит передвигаться, а также от скорости и нагрузки транспортного средства, использующего систему накачки шин. Площадь контакта шины с грунтом зависит от давления в шине. При низком давлении в шине площадь контакта увеличивается, а при высоком давлении – уменьшается. По этой причине необходимо оптимизировать давление в шинах в зависимости от состояния грунта. Более низкое давление используется для мягких поверхностей, таких как гравий, а более высокое давление выбирается при движении по твердым поверхностям, таким как асфальт или бетон. Кроме того, надлежащее давление в шинах может обеспечить повышенную сохранность шин, уменьшить уплотнение почвы, снизить расход топлива, а также снизить общие эксплуатационные расходы.
На фиг. 1 показана известная система 50 централизованной накачки шин. Понятно, что показанная система 50 является примерной и может быть настроена посредством добавления или удаления компонентов. Указанная система 50 централизованной накачки шин предназначена для увеличения или уменьшения давления в одной или нескольких шинах 52 в зависимости от состояния грунта. Обычно, система 50 централизованной накачки шин содержит несколько компонентов и устройств, как это показано на фиг. 1. На транспортном средстве 56 установлен компрессор 54, обеспечивающий сжатие воздуха. Сжатый воздух проходит через осушитель 58 и накапливается в ресивере 60. От входного сигнала, поступающего от водителя транспортного средства 56, или от внутреннего алгоритма блока 62 электронного управления блок 64 пневматического управления обеспечивает подачу воздуха к шинам 52. Каждая шина 52 оснащена вспомогательным колесным клапаном 66, используемым для накачки или выпуска воздуха. Система 50 централизованной накачки шин обычно включает в себя узел 68, передающий вращение, выполненный с возможностью подачи сжатого воздуха из части системы 50, установленной на транспортном средстве 56, в каждую из вращающихся шин 52. Узел 68 передачи вращения обеспечивает сообщение по текучей среде с каждой шиной 52. Такой узел 68 обычно содержит неподвижную группу элементов, соединенную с транспортным средством 56, и подвижную группу элементов, расположенную на колесе 52.
Поскольку желательно, чтобы шина 52 могла накачиваться и спускаться во время эксплуатации транспортного средства 56, известные системы накачки шин содержат средства уплотнения вращательного соединения, расположенные между валом транспортного средства и ступицей, на которой установлены колесо и шина. Обычно такие средства являются наиболее важными устройствами в системе 50 централизованной накачки шин, так как они необходимы для подачи текучей среды из пневматической линии в колесный клапан 66, вращающийся вместе с шиной 52. Такие уплотнения обычно включают в себя элементы уплотнения, расположенные на валу и/или на ступице колеса и находящиеся в скользящем контакте между собой. Таким образом, элементы уплотнения образуют динамическую кольцевую герметичную камеру, через которую текучая среда может проходить из блока 64 пневматического управления к шине 52 и наоборот.
В некоторых случаях эта задача решалась путем снабжения вращательного соединения отдельным средством уплотнения внутри оси транспортного средства. Вариант такого решения, разработанный компанией DANA ITALIA S.P.A., описан в WO 2013156430 A1. Это решение особенно интересно своей компактностью и объединением с цельной осью. Тем не менее, такое решение требует объединения конструкции вращающейся части с осью и ступицей колеса. В некоторых случаях это требует сложной настройки при изготовлении из-за большой длины отверстий, которые необходимо выполнить в полуоси.
Задачей изобретения является создание уплотнения вращательного соединения для системы централизованной накачки шин, располагающегося снаружи шейки оси, что облегчает его установку.
Раскрытие изобретения
Поставленная задача решается уплотнением вращательного соединения для системы централизованной накачки шин, расположенное снаружи шейки вала, что облегчает его установку.
Согласно первому варианту выполнения изобретение относится к уплотнению вращательного соединения для системы централизованной накачки шин.  Уплотнение вращательного соединения содержит неподвижную часть, вращающуюся часть, первое уплотнительное кольцо, второе уплотнительное кольцо и первую втулку. Неподвижная часть ограничивает проходящий через нее первый воздушный канал. Вращающаяся часть ограничивает проходящий через нее второй воздушный канал. Первое уплотнительное кольцо расположено или на вращающейся, или на неподвижной части. Второе уплотнительное кольцо расположено или на вращающейся, или на неподвижной части. Первая втулка расположена или на вращающейся, или на неподвижной части и контактирует с первым уплотнительным кольцом, образуя динамическое уплотнение. Неподвижная часть, вращающаяся часть, первое и второе уплотнительные кольца образуют герметичную полость, соединяющую по текучей среде первый воздушный канал со вторым.
Согласно другому варианту выполнения уплотнение вращательного соединения содержит неподвижную часть, вращающуюся часть, первое уплотнительное кольцо, второе уплотнительное кольцо, первую и вторую втулки. Неподвижная часть ограничивает проходящий через нее первый воздушный канал. Неподвижная часть включает в себя наружное кольцо, расположенное на ней и соединенное с ней. Вращающаяся часть ограничивает проходящий через нее второй воздушный канал. Первое уплотнительное кольцо расположено на вращающейся части. Второе уплотнительное кольцо расположено на наружном кольце. Первая втулка расположена на неподвижной части и контактирует с первым уплотнительным кольцом, образуя динамическое уплотнение. Вторая втулка расположена на вращающейся части и контактирует со вторым уплотнительным кольцом, образуя динамическое уплотнение. Неподвижная часть, вращающаяся часть, первое и второе уплотнительные кольца выполнены с возможностью образования герметичной полости, соединяющей по текучей среде первый воздушный канал со вторым.
Согласно другому варианту выполнения уплотнения вращательного соединения содержит неподвижный узел, вращающуюся часть, первое и второе уплотнительные кольца, первую и вторую втулки. Неподвижный узел содержит основную часть, радиально проходящую часть и контактную уплотнительную часть. Неподвижный узел ограничивает проходящий через нее первый воздушный канал. Вращающаяся часть ограничивает проходящий через нее второй воздушный канал. Первое и второе уплотнительные кольца расположены на контактной уплотнительной части. Первая втулка расположена на вращающейся части и контактирует с первым уплотнительным кольцом, образуя динамическое уплотнение. Вторая втулка расположена на вращающейся части и контактирует со вторым уплотнительным кольцом, образуя динамическое уплотнение. Неподвижный узел, вращающаяся часть, первое и второе уплотнительные кольца образуют герметичную полость, соединяющую по текучей среде первый воздушный канал со вторым.
Различные особенности изобретения станут более понятны из последующего описания предпочтительного варианта выполнения со ссылкой на приложенные чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показана известная система централизованной накачки шин;
на фиг. 2 – фрагмент системы централизованной накачки шин, содержащей уплотнение вращательного соединения согласно первому варианту осуществления изобретения, вид в разрезе;
на фиг. 3 – фрагмент системы централизованной накачки шин, содержащей уплотнение вращательного соединения согласно другому варианту осуществления изобретения, вид в разрезе;
на фиг. 4 – фрагмент системы централизованной накачки шин, содержащей уплотнение вращательного соединения согласно другому варианту осуществления изобретения, вид в разрезе;
на фиг. 5 – фрагмент системы централизованной накачки шин, содержащей уплотнение вращательного соединения согласно другому варианту осуществления изобретения, вид в разрезе;
на фиг. 6 – фрагмент системы централизованной накачки шин, содержащей уплотнение вращательного соединения согласно другому варианту осуществления изобретения, вид в разрезе.
Осуществление изобретения
Изобретение допускает различные альтернативные ориентации и последовательности этапов, кроме случаев, когда не указано иначе. Конкретные устройства и процессы, показанные на чертежах и описанные далее, представляют собой примеры осуществления изобретения. Конкретные размеры, направления, ориентации или другие физические характеристики, относящиеся к описанным вариантам осуществления изобретения, не должны рассматриваться в качестве ограничения, если не указано иное.
На фиг. 2 показаны  уплотнение 100 вращательного соединения согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Уплотнение 100 вращательного соединения включает в себя вращающуюся часть 102, неподвижную часть 104, первое уплотнительное кольцо 106, первую втулку 108, второе уплотнительное кольцо 110, вторую втулку 112, наружное кольцо 114 и сапун 116. Первая втулка 108 и наружное кольцо 114 расположены на неподвижной части 104. Первое уплотнительное кольцо 106 и вторая втулка 112 расположены на вращающейся части 102. Второе уплотнительное кольцо 110 расположено на наружном кольце 114. Сапун 116 выполнен в неподвижной части 104.
Вращающаяся часть 102 может быть частью ступицы колеса или частью вала. Обычно вращающуюся часть 102 отливают и подвергают механической обработке, однако она может быть изготовлена любым подходящим способом. Вращающаяся часть 102 ограничивает проходящий через нее первый воздушный канал 118. Как показано на фиг. 2, первый воздушный канал 118 образован пересечением трех отверстий, выполненных во вращающейся части 102, однако первый воздушный канал 118 может включать в себя любое количество отверстий, выполненных во вращающейся части 102. Как показано на фиг. 2, по меньшей мере одно отверстие может быть закупорено для обеспечения формирования первого воздушного канала 118.
Неподвижная часть 104 может представлять собой часть кожуха вала или часть поворотного кулака. Обычно неподвижную часть 104 отливают и подвергают механической обработке, однако она может быть изготовлена любым подходящим способом. Неподвижная часть 104 ограничивает проходящий через неё второй воздушный канал 120. Как показано на фиг. 2, второй воздушный канал 120 образован пересечением двух отверстий, выполненных в неподвижной части 104, однако он может включать в себя любое количество отверстий, выполненных в неподвижной части 104.
Первое уплотнительное кольцо 106 обеспечивает динамическое уплотнение контакта вращающейся части 102 и первой втулки 108. Первое уплотнительное кольцо 106 представляет собой уплотнительный узел, предотвращающий проникновение воздуха, масла или пыли между герметичной полостью 122, имеющейся между вращающейся 102 и неподвижной 104 частями, и окружающей средой, в которой эксплуатируется уплотнение 100 вращательного соединения. По меньшей мере часть первого уплотнительного кольца 106 приспособлена для создания герметизирующего усилия, воздействующего в радиальном направлении на первую втулку 108. Кроме того, по меньшей мере часть первого уплотнительного кольца 106 выполнена из полимерного материала. Первое уплотнительное кольцо 106 эффективно отделяет герметичную полость 122, предназначенную для прохождения воздуха, от внутренней рабочей среды между вращающейся частью 102 и неподвижной частью 104, предотвращая утечку воздуха.
Первая втулка 108 представляет собой поясок, расположенный на неподвижной части 104 и соединенный с ней. Первая втулка 108 образует поверхность, которая динамически уплотняет контакт с первым уплотнительным кольцом 106. Первая втулка 108 выполнена из износостойкого материала с низким коэффициентом трения, однако могут использоваться и другие материалы.
Второе уплотнительное кольцо 110 обеспечивает динамическое уплотнение контакта между неподвижной частью 104 и второй втулкой 112. Второе уплотнительное кольцо 110 представляет собой уплотнительный узел, препятствующий проникновению воздуха, масла или пыли между герметичной полостью 122, имеющейся между вращающейся частью 102 и неподвижной частью 104, и окружающей средой, в которой эксплуатируется уплотнение 100 вращательного соединения. По меньшей мере часть второго уплотнительного кольца 110 приспособлена для создания герметизирующего усилия, воздействующего в радиальном направлении на вторую втулку 112. Кроме того, по меньшей мере часть второго уплотнительного кольца 110 выполнена из полимерного материала. Второе уплотнительное кольцо 110 эффективно отделяет герметичную полость 122, предназначенную для прохождения воздуха, от окружающей среды, в которой эксплуатируется уплотнение 100 вращательного соединения, предотвращая утечку воздуха.
Вторая втулка 112 представляет собой поясок, расположенный на вращающейся части 102 и соединенный с ней. Вторая втулка 112 образует поверхность, которая динамически уплотняет контакт со вторым уплотнительным кольцом 110. Вторая втулка 112 выполнена из износостойкого материала с низким коэффициентом трения, однако могут использоваться и другие материалы.
Наружное кольцо 114 представляет собой поясок, расположенный на неподвижной части 104 и соединенный с ней. Наружное кольцо 114 соединено с неподвижной частью 104 любым известным способом. Наружное кольцо 114 имеет поверхность, на которой может быть установлено второе уплотнительное кольцо 110. Наружное кольцо 114 выполнено из металла, однако могут использоваться и другие материалы. Как показано на фиг. 2, сечение внешнего кольца 114 имеет по существу L-образную форму, однако сечение наружного кольца 114 может иметь и другие формы.
Сапун 116 представляет собой канал, ограниченный неподвижной частью 104. Сапун 116 расположен рядом с первой втулкой 108. Сапун 116 содержит выпускной клапан, обеспечивающий сообщение по текучей среде между внутренней рабочей средой между вращающейся частью 102 и неподвижной частью 104, и окружающей средой, в которой эксплуатируется уплотнение 100 вращательного соединения, при протекании текучей среды из внутренней рабочей среды.
На фиг. 3 показано уплотнение 200 вращательного соединения согласно другому варианту осуществления изобретения. Показанный на фиг. 3 вариант выполнения включает в себя компоненты, аналогичные компонентам уплотнения 100 вращательного соединения, показанного на фиг. 2. Аналогичные компоненты варианта выполнения, показанного на фиг. 3, последовательно пронумерованы аналогичным образом, за исключением компонентов, описанных ниже.
На фиг. 3 показано уплотнение 200 вращательного соединения согласно другому варианту осуществления изобретения. Уплотнение 200 вращательного соединения содержит вращающуюся часть 202, неподвижную часть 204, первое уплотнительное кольцо 206, первую втулку 208, второе уплотнительное кольцо 230, вторую втулку 212, наружное кольцо 214 и сапун 216. Первая втулка 208 и наружное кольцо 214 расположены на неподвижной части 204. Первое уплотнительное кольцо 206 и вторая втулка 212 расположены на вращающейся части 202. Второе уплотнительное кольцо 230 расположено на наружном кольце 214. Сапун 216 выполнен в неподвижной части 204.
Второе уплотнительное кольцо 230 обеспечивает динамическое уплотнение контакта неподвижной части 204 и второй втулки 212. Второе уплотнительное кольцо 230 представляет собой уплотнительный узел, препятствующий проникновению воздуха, масла или пыли между герметичной полостью 222, имеющейся между вращающейся частью 202 и неподвижной частью 204, и окружающей средой, в которой эксплуатируется уплотнение 200 вращательного соединения. По меньшей мере часть второго уплотнительного кольца 230 приспособлена для создания герметизирующего усилия, воздействующего в радиальном направлении на вторую втулку 212. Кроме того, по меньшей мере часть второго уплотнительного кольца 230 изготовлена из полимерного материала. Второе уплотнительное кольцо 230 эффективно отделяет герметичную полость 222, предназначенную для прохождения воздуха, от внутренней рабочей среды между вращающейся частью 202 и неподвижной частью 204, предотвращая утечку воздуха.
Сапун 216 представляет собой канал, ограниченный неподвижной частью 204. Сапун 216 расположен рядом с первой втулкой 208. Сапун 216 содержит выпускной клапан, обеспечивающий соединение по текучей среде между вращающейся частью 202 и неподвижной частью 204 и между внутренней рабочей средой и окружающей средой, в которой эксплуатируется уплотнение 200 вращательного соединения, при протекании текучей среды из внутренней рабочей среды.
На фиг. 4 показано уплотнение 300 вращательного соединения согласно другому варианту осуществления изобретения. Вариант выполнения, показанный на фиг. 4, включает в себя компоненты, аналогичные уплотнению 100 вращательного соединения, показанному на фиг. 2. Аналогичные компоненты показанного на фиг. 4 варианта выполнения последовательно пронумерованы аналогичным образом за исключением компонентов, описанных ниже.
На фиг. 4 показано уплотнение 300 вращательного соединения согласно другому варианту осуществления изобретения. Уплотнение 300 вращательного соединения содержит вращающуюся часть 340, неподвижный узел 342, первое уплотнительное кольцо 344, первую втулку 346, второе уплотнительное кольцо 348 и вторую втулку 350. Первая втулка 346 и вторая втулка 350 расположены на вращающейся части 340. Первое уплотнительное кольцо 344 и второе уплотнительное кольцо 348 расположены на неподвижном узле 342.
Вращающаяся часть 340 может быть частью колесной ступицы или частью вала. Обычно вращающуюся часть 340 отливают и подвергают механической обработке, однако она может изготавливаться любым подходящим способом. Вращающаяся часть 340 ограничивает проходящий через неё первый воздушный канал 352. Как показано на фиг. 4, первый воздушный канал 352 образован пересечением четырех отверстий, выполненных во вращающейся части 340, однако он может включать в себя любое количество отверстий, выполненных во вращающейся части 340. Как показано на фиг. 4, по меньшей мере два упомянутых отверстия могут быть закупорены для обеспечения формирования первого воздушного канала 352.
Неподвижный узел 342 может представлять собой часть кожуха вала или часть поворотного кулака. Обычно неподвижный узел 342 формируется из литых и механически обработанных тел, однако он может изготавливаться любым подходящим способом. Неподвижный узел 342 имеет основную часть 354, радиально проходящую часть 356 и контактную уплотнительную часть 358. Радиально проходящая часть 356 соединена и герметично контактирует с основной частью 354 любым подходящим способом после того, как вращающуюся часть 340 размещена вокруг основной части 354. Контактная уплотнительная часть 358 соединена и герметично контактирует с радиально проходящей частью 356 любым подходящим способом. Неподвижный узел 342 ограничивает проходящий через нее второй воздушный канал 360. Как показано на фиг. 4, второй воздушный канал 360 образован пересечением десяти отверстий, выполненных в основной части 354, радиально проходящей части 356 и контактной уплотнительной части 358, однако он может включать в себя любое количество отверстий, выполненных в основной части 354, радиально проходящей части 356 и контактной уплотнительной части 358.
Первое уплотнительное кольцо 344 обеспечивает динамическое уплотнение контакта между контактной уплотнительной частью 358 и первой втулкой 346. Первое уплотнительное кольцо 344 представляет собой уплотнительный узел, предотвращающий проникновение воздуха, масла или пыли между герметичной полостью 362, имеющейся между неподвижным узлом 342 и вращающейся частью 340, и окружающей средой, в которой эксплуатируется уплотнение 300 вращательного соединения. По меньшей мере часть первого уплотнительного кольца 344 приспособлена для создания герметизирующего усилия, воздействующего в радиальном направлении на первую втулку 346. Кроме того, по меньшей мере часть первого уплотнительного кольца 344 выполнена из полимерного материала. Первое уплотнительное кольцо 344 эффективно отделяет герметичную полость 362, приспособленную для прохождения воздуха, от внутренней рабочей среды между вращающимся участком 340 и неподвижным узлом 342, предотвращая утечку воздуха.
Первая втулка 346 представляет собой поясок, расположенный на вращающейся части 340 и соединенный с ней. Первая втулка 346 образует поверхность, которая динамически уплотняет контакт с первым уплотнительным кольцом 344. Первая втулка 346 выполнена из износостойкого материала с низким коэффициентом трения, однако могут использоваться и другие подходящие материалы.
Второе уплотнительное кольцо 348 обеспечивает динамическое уплотнение контакта между контактной уплотнительной частью 358 и второй 350 втулкой. Второе уплотнительное кольцо 348 представляет собой уплотнительный узел, предотвращающий проникновение воздуха, масла или пыли между герметичной полостью 362, имеющейся между неподвижным узлом 342 и вращающейся частью 340, и окружающей средой, в которой эксплуатируется уплотнение 300 вращательного соединения. По меньшей мере часть второго уплотнительного кольца 348 приспособлена для создания герметизирующего усилия, воздействующего в радиальном направлении на вторую втулку 350. Кроме того, по меньшей мере часть второго уплотнительного кольца 348 выполнена из полимерного материала. Второе уплотнительное кольцо 348 эффективно отделяет герметичную полость 362, приспособленную для прохождения воздуха, от внутренней рабочей среды между вращающейся частью 340 и неподвижным узлом 342, предотвращая утечку воздуха.
Вторая втулка 350 представляет собой поясок, расположенный на вращающейся части 340 и соединенный с ней. Вторая втулка 350 образует поверхность, которая динамически уплотняет контакт со вторым уплотнительным кольцом 348. Вторая втулка 350 выполнена из износостойкого материала с низким коэффициентом трения, однако могут использоваться и другие материалы.
На фиг. 5 показано уплотнение 400 вращательного соединения согласно другому варианту осуществления изобретения. Показанный на фиг. 5 вариант выполнения включает в себя компоненты, аналогичные компонентам уплотнения 100 вращательного соединения, показанного на фиг. 2. Аналогичные компоненты варианта выполнения, показанного на фиг. 5, пронумерованы последовательно аналогичным образом, за исключением компонентов, описанных ниже.
На фиг. 5 показано уплотнение 400 вращательного соединения согласно другому варианту осуществления изобретения. Устройство 400 вращательного соединения содержит вращающуюся часть 402, неподвижную часть 404, первое уплотнительное кольцо 406, первую втулку 408, второе уплотнительное кольцо 410, вторую втулку 412 и наружное кольцо 414. Первая втулка 408 и наружное кольцо 414 расположены на неподвижной части 404. Первое уплотнительное кольцо 406 и вторая втулка 412 расположены на вращающейся части 402. Второе уплотнительное кольцо 410 расположено на наружном кольце 414.
Наружное кольцо 414 представляет собой поясок, расположенный на неподвижной части 404 и соединенный с ней. Наружное кольцо 414 соединено с неподвижной частью 404 любым известным способом. Наружное кольцо 414 обеспечивает поверхность, на которой может быть смонтировано второе уплотнительное кольцо 410. Наружное кольцо 414 выполнено из металла, однако могут быть использованы и другие жесткие материалы. Как показано на фиг. 5, сечение наружного кольца 414 имеет по существу L-образную форму и проходит в радиальном направлении внутрь вдоль неподвижной части 404, однако сечение внешнего кольца 414 может иметь и другие формы.
На фиг. 6 показано уплотнение 500 вращательного соединения согласно другому варианту осуществления изобретения. Вариант выполнения, показанный на фиг. 6, включает в себя компоненты, аналогичные компонентам уплотнения 100 вращательного соединения, показанного на фиг. 2. Аналогичные компоненты варианта выполнения, показанного на фиг. 6, пронумерованы последовательно аналогичным образом, за исключением компонентов, описанных ниже.
На фиг. 6 показано уплотнение 500 вращательного соединения согласно другому варианту осуществления изобретения. Уплотнение 500 вращательного соединения содержит вращающуюся часть 502, неподвижную часть 504, первое уплотнительное кольцо 506, первую втулку 508, второе уплотнительное кольцо 510, вторую втулку 512, воздуховод 514 и пылезащитную кромку 515. Первая втулка 508 и второе уплотнительное кольцо 510 расположены на неподвижной части 504. Первое уплотнительное кольцо 506 и вторая втулка 512 расположены на вращающейся части 502. Воздуховод 514 выполнен в неподвижной части 504. Пылезащитная кромка 515 расположена на неподвижной части 504 и герметично контактирует с вращающейся частью 502.
Вращающаяся часть 502 может представлять собой часть ступицы колеса или часть вала. Обычно вращающуюся часть 502 отливают и подвергают механической обработке, однако вращающаяся часть 502 может быть изготовлена любым другим способом. Вращающаяся часть 502 ограничивает основной воздушный канал 516, проходящий через нее. Как показано на фиг. 6, основной воздушный канал 516 образован пересечением двух отверстий, выполненных во вращающейся части 502, однако он может включать в себя любое количество отверстий, выполненных во вращающейся части 502. Одно из образующих основной воздушный канал 516 отверстий пересекает внутреннюю поверхность 517 вращающейся части 502. Внутренняя поверхность 517 ограничивает кольцевую поверхность вращающейся части 502. Как показано на фиг. 6, отверстия, образующие первый воздушный канал 516, выполнены на противоположных сторонах вращающейся части 502. Кроме того, образующие основной воздушный канал 516 отверстия не совпадают и имеют разные диаметры, однако эти отверстия могут иметь другие формы и ориентации.
Неподвижная часть 504 может быть, например, частью кожуха вала или частью поворотного кулака. Кроме того, неподвижная часть 504 может быть выполнена отдельно от кожуха вала или поворотного кулака и соединяться с ним или с другим осевым компонентом любым подходящим способом. Обычно неподвижную часть 504 отливают и подвергают механической обработке, однако она может быть изготовлена любым подходящим способом. Неподвижная часть 504 ограничивает дополнительный воздушный канал 518, проходящий через нее. Как показано на фиг. 6, дополнительный воздушный канал 518 представляет собой выполненное в неподвижной части 504 отверстие, которое пересекает внутреннюю поверхность 520 неподвижной части 504, однако он может включать в себя любое количество отверстий. Внутренняя поверхность 520 ограничивает кольцевую выемку в неподвижной части 504. Когда уплотнение 500 вращательного соединения собрано, внутренняя поверхность 520, внутренняя поверхность 517, уплотнительные кольца 506, 510 и втулки 508, 512 образуют герметичную полость 522 между неподвижной 504 и вращающейся 502 частями.
Первое уплотнительное кольцо 506 обеспечивает динамическое уплотнение контакта между вращающейся частью 502 и первой втулкой 508. Первое уплотнительное кольцо 506 представляет собой уплотняющий узел, препятствующий проникновению воздуха, масла или пыли между герметичной полостью 522, имеющейся между вращающейся частью 502 и неподвижной частью 504, и окружающей средой, в которой эксплуатируется уплотнение 500 вращательного соединения. По меньшей мере часть первого уплотнительного кольца 506 приспособлена для создания герметизирующего усилия, воздействующего в радиальном направлении на первую втулку 508. Кроме того, по меньшей мере часть первого уплотнительного кольца 506 выполнена из полимерного материала. Первое уплотнительное кольцо 506 эффективно отделяет герметичную полость 522, приспособленную для прохождения воздуха, от рабочей среды между вращающимся участком 502 и неподвижной частью 504, предотвращая утечку воздуха.
Первая втулка 508 представляет собой поясок, расположенный на неподвижной части 504 и соединенный с ней. Первая втулка 508 образует поверхность, которая динамически уплотняет контакт с первым уплотнительным кольцом 506. Первая втулка 508 изготовлена из износостойкого материала с низким коэффициентом трения, однако могут использоваться и другие материалы. Первая втулка 508 имеет канал 524 для текучей среды, проходящий через нее и обеспечивающий жидкостную связь между рабочей средой и воздуховодом 514 и между вращающейся частью 502 и неподвижной частью 504. Канал 524 для текучей среды может ограничиваться промежутком между двумя разнесенными поясками или по меньшей мере одним отверстием, выполненным в первой втулке 508.
Второе уплотнительное кольцо 510 обеспечивает динамическое уплотнение контакта первой части 504 и второй втулки 52. Второе уплотнительное кольцо 510 представляет собой уплотнительный узел, препятствующий проникновению воздуха, масла или пыли между герметичной полостью 522, имеющейся между вращающейся частью 502 и неподвижной частью 504, и окружающей средой, в которой эксплуатируется уплотнение 500 вращательного соединения. По меньшей мере часть второго уплотнительного кольца 510 приспособлена для создания герметизирующего усилия, воздействующего в радиальном направлении на вторую втулку 512. Кроме того, по меньшей мере часть второго уплотнительного кольца 510 выполнена из полимерного материала. Второе уплотнительное кольцо 510 эффективно отделяет герметичную полость 522, приспособленную для прохождения воздуха, от окружающей среды, в которой эксплуатируется уплотнение 500 вращательного соединения, предотвращая утечку воздуха.
Вторая втулка 512 представляет собой поясок, расположенный на неподвижной части 504 и соединенный с ней. Вторая втулка 512 образует поверхность, которая динамически уплотняет контакт со вторым уплотнительным кольцом 510. Вторая втулка 512 изготовлена из износостойкого материала с низким коэффициентом трения, однако могут использоваться и другие материалы.
Воздуховод 514 представляет собой канал, ограниченный неподвижной частью 504. Воздуховод 514 расположен рядом с первой втулкой 508 и направлен радиально наружу для обеспечения соединения по текучей среде между вращающимся участком 502 и неподвижной частью 504 и между рабочей средой и окружающей средой, в которой эксплуатируется уплотнение 500 вращательного соединения. Воздуховод 514 может содержать выпускной клапан, обеспечивающий одностороннее сообщение по текучей среде между вращающимся участком 502 и неподвижной частью 504 и между рабочей средой и окружающей средой, в которой эксплуатируется уплотнение 500 вращательного соединения, при протекании текучей среды или передачи текучей среды из внутренней рабочей среды.
Пылезащитная кромка 515 расположена на неподвижной части 504 и герметично контактирует с вращающейся частью 502. Пылезащитная кромка 515 обеспечивает динамическое уплотнение контакта неподвижной части 504 и вращающейся части 502. Пылезащитная кромка 515 представляет собой уплотнение, имеющее по меньшей мере один гибкий участок, препятствующий проникновению воздуха, масла или пыли между вращающимся участком 502 и неподвижной частью 504 и окружающей средой, в которой эксплуатируется уплотнение 500 вращательного соединения. По меньшей мере один гибкий участок пылезащитной кромки 515 выполнен с возможностью создания герметичного усилия, воздействующего в осевом направлении на вращающуюся часть 502. Кроме того, по меньшей мере часть пылезащитной кромки 515 изготовлена из полимерного материала.
В процессе эксплуатации уплотнение 100 100, 200, 300, 400 вращательного соединения имеет множество преимуществ по сравнению со стандартными уплотнениями. Во-первых, уплотнение 100 100, 200, 300, 400 вращательного соединения позволяет создать вращающуюся часть 102, 202, 340, 402 отдельно от остальных частей, таких как устройство с уплотнительными кольцами или неподвижная часть 104, 204, 404 или неподвижный узел 342. Во-вторых, уплотнение 100, 200, 300, 400 вращательного соединения позволяет использовать канал большего диаметра, и, в частности, герметичную полость 122, 222, 362, 422, поскольку решение сдвинуто наружу к неподвижной части 104, 204, 404 или неподвижному узлу 342. Кроме того, уплотнение 100 100, 200, 300, 400 вращательного соединения является компактным по размеру, проще в изготовлении и сборке по сравнению со стандартными уплотнениями. Кроме того, уплотнение 100 100, 200, 300, 400 вращательного соединения использует каналы, которые короче и имеют больший диаметр по сравнению с теми, что в стандартных уплотнениях, поэтому оно снижает потери материала и вероятность наличия металлической стружки, которая может присутствовать на его компонентах после изготовления. Уплотнение 100 100, 200, 300, 400 вращательного соединения также улучшает производительность накачки и выпуска воздуха за счет большего диаметра отверстий 118, 120, 218, 220, 418, 420 и более коротких каналов с большим диаметром, чем в стандартных устройствах, что обеспечивает более высокую скорость потока текучей среды. И, наконец, уплотнение 100 100, 200, 300, 400 вращательного соединения обеспечивает более чистую условия для работы части системы накачки шин, так как оно отделено от подшипников, используемых между вращающейся частью 102 , 202, 340, 402 и неподвижной частью 104, 204, 404 или неподвижным узлом 342, позволяя сбрасывать воздух непосредственно наружу уплотнения 100 100, 200, 300, 400 вращательного соединения.
Воздух поступает в уплотнение 100 100, 200, 300, 400 вращательного соединения через канал 120, 220, 360, 420, выполненный в неподвижной части 104, 204, 404 или в неподвижном узле 342, и выходит через канал 118, 218, 352, 418 во вращающейся части 102, 202, 340, 402. Такая система, встроена в конец вала колеса и основана на герметизирующих свойствах уплотнительных колец 108, 110, 208, 210, 344, 348, 408, 410. Уплотнительные кольца 106, 110, 206, 210, 344, 348, 406, 410 вращаются соответственно вокруг расположенных концентрично с ними втулок 108, 112, 208, 212, 346, 350, 408, 412. Уплотнение 100 100, 200, 300, 400 вращательного соединения позволяет обеспечить большую компактность, а также подходящие диаметры и ограниченную глубину каналов, которые выполнены рядом в неподвижной части 104, 204, 404 и вращающейся части 102, 202, 402. Уплотнение 100 100, 200, 300, 400 вращательного соединения обеспечивает возможность предварительной установки уплотнительного кольца 110, 210, 410 в наружном кольце 114, 214, 414. Кроме того, уплотнение 100, 200 вращательного соединения включает в себя на случай внутренней утечки текучей среды сапун 116, 216, 316, 416, содержащий выпускной клапан. Уплотнение 100, 200 вращательного соединения позволяет создать конструкцию вращающейся части 102, 202, 340, 402 отдельно от остальных частей.
В процессе эксплуатации уплотнение 500 вращательного соединения имеет множество преимуществ по сравнению со стандартными устройствами. Во-первых, устройство 500 позволяет выполнить вращающуюся часть 502 отдельно от остальных частей, таких, например, как уплотнительные кольца 506, 510 или неподвижная часть 504. Во-вторых, устройство 500 позволяет использовать воздушные каналы 516, 518, имеющие увеличенные диаметры, и в частности, герметичную полость 522. Кроме того, устройство 500 имеет компактные размеры, оно проще в изготовлении и сборке по сравнению со стандартными устройствами. Устройство 500 также позволяет использовать воздушные каналы 516, 518, которые короче и имеют больший диаметр по сравнению с теми, что в стандартных устройствах, следовательно, оно снижает потери материала и вероятность наличия металлической стружки, которая может присутствовать в компонентах этого устройства после изготовления. Кроме того, уплотнение 500 вращательного соединения улучшает производительность накачки и выпуска воздуха благодаря большему диаметру воздухопроводов 516, 518 и каналов, которые короче и имеют больший диаметр, чем каналы, используемые в обычных уплотнениях вращательного соединения, что позволяет обеспечить большую скорость потока текучей среды. Уплотнение 500 вращательного соединения обеспечивает более чистые условия для работы части системы накачки шин, поскольку оно отделено от подшипников, находящихся рядом с ним, позволяя выпускать воздух непосредственно наружу. И, наконец, уплотнение 500 позволяет выполнить компоненты отдельно от опорного компонента, вокруг которого располагается это устройство, такие как кожух вала или поворотный кулак.
Воздух поступает в уплотнение 500 через фитинг 526, сообщающийся по текучей среде с воздушным каналом 518 в неподвижной части 504, и выходит через фитинг 528, который сообщается по текучей среде с воздушным каналом 516 во вращающейся части 502. Такая система, расположенная рядом с концом вала колеса, основана на герметизирующих свойствах уплотнительных колец 506, 510. Уплотнительные кольца 506, 510, соответственно, вращаются вокруг втулок 508, 512, которые в устройстве 500 расположены радиально относительно друг от друга. Уплотнение 500 позволяет обеспечить большую компактность, а также позволяет использовать подходящие диаметры и ограниченную глубину каналов, которые выполнены рядом в неподвижной 504 и во вращающейся 502 частях. Уплотнение 500 обеспечивает возможность предварительной установки уплотнительного кольца 510 и втулки 508 на неподвижной части 504 и уплотнительного кольца 506 и втулки 512 на вращающейся части 502. Кроме того, при внутренней утечке текучей среды уплотнение 500 включает в себя воздуховод 514, который может содержать выпускной клапан. Уплотнение 500 позволяет выполнить вращающуюся часть 502 отдельно от остальных частей.
Изобретение описано на основе предпочтительных вариантов выполнения, однако возможны различные изменения в пределах объема формулы изобретения.