用于齿轮箱的密封结构及包括这种密封结构的齿轮箱的制作方法

阅读：评论：0

1.本实用新型涉及一种用于齿轮箱的密封结构并且涉及一种包括这种密封结构的齿轮箱，特别是半直驱齿轮箱。

背景技术：

2.在现有技术中，特别是在风力发电的领域中，齿轮箱被广泛应用。随着半直驱齿轮箱在市场中的兴起，该齿轮箱直接与发电机(尤其是风力发电机)相连。因此，齿轮箱中的用于容纳润滑油的油池的位置相应的移动到齿轮箱的中部。为了齿轮箱的组装，通常需要借助贯穿油池位置的内壁并经由齿圈中的双头螺栓对齿圈进行固定，而位于此处的螺栓连接存在着漏油的风险。
3.一般情况下，在螺栓在油池中的连接处的螺栓端部处进行密封以防止油池中的油经由双头螺栓的端部泄漏至油池外部，具体地，油池中的油经由双头螺栓的螺杆蔓延并且滴落至齿圈与油池的外壁之间的缝隙中并沿该缝隙泄漏至其他不期望位置处。作为示例，在该螺栓端部处，通常采用异异形垫片和两个非标密封圈的组合，其中异形垫片位于螺接至螺栓端部的螺母和油池壁之间以承接螺母，然后利用一个密封圈设置于异形垫片处以密封异形垫片与油池的内壁之间的缝隙并且利用另一密封圈密封螺母与螺栓之间的可能缝隙。然而，由于在不同位置处可能采用不同直径的双头螺栓，从而导致不同位置处的密封圈不能采用一致性的尺寸制造为标准件，因此导致实现密封的密封圈规格多样、增加了成本，延长了货期。
4.因此，期望能够通过标准化密封部件(例如密封圈)在与油池相关联的位置处实现对用于固定齿圈的螺栓或其他固定部件的密封，使得能够通过尺寸稳定的标准密封部件在实现密封的同时，降低对生产多种型号密封部件的依赖，进而降低生产成本且因此缩短由于生产多型号密封部件而需要的货期。

技术实现要素：

5.本实用新型涉及一种用于齿轮箱的密封结构以及包括这种密封结构的齿轮箱，使得能够通过标准化密封部件实现对用于固定齿圈的固定部件的密封，从而降低对生产多种型号密封部件的依赖，进而降低生产成本和货期。
6.根据本实用新型的第一方面，提出了一种用于齿轮箱的密封结构，该齿轮箱包括齿圈以及用于容纳润滑油的油池，该油池包括靠近齿圈一侧的侧壁，该侧壁具有用于接触润滑油的内表面以及相反的外表面，齿圈包括齿圈本体，在齿圈本体中设有沿周向彼此间隔并且沿轴向贯穿齿圈本体的多个安装孔，齿圈本体在轴向方向上的两个侧面分别接合油池的侧壁的外表面以及与该侧壁外表面相对设置的另一相应壁侧面，并且通过穿过油池侧壁并穿过齿圈中的安装孔延伸至另一壁侧面中的紧固件而紧固在齿轮箱内，该密封结构包括分别设置在齿圈本体的两个侧面中的一个侧面与侧壁的外表面之间以及设置在齿圈本体的两个侧面中的另一个侧面与另一相应壁侧面之间的密封圈容纳部，各个密封圈容纳部
均围绕安装孔延伸，以及在各个密封圈容纳部内均容纳有防止油池中的油在紧固件处泄漏的密封圈。
7.进一步地，紧固件是双头螺栓，双头螺栓穿过油池的侧壁并穿过齿圈中的安装孔固定连接至位于另一相应壁侧面的盲螺纹孔中。
8.进一步地，双头螺栓在齿轮箱中的油池的内表面的螺母固定处不设有任何密封件。
9.进一步地，密封圈容纳部各自包括设置于齿圈本体的一个侧面中的环形部以及设置于另一相应壁侧面中的环形部。
10.进一步地，密封圈容纳部均设置在齿圈上
11.进一步地，密封圈容纳部还包括分别设置在油池的侧壁的外表面和另一相应壁侧面上的环形部，环形部的位置与齿圈上的密封圈容纳部对应以与齿圈上的密封圈容纳部协作。
12.进一步地，所有密封圈容纳部的尺寸相同并且所有密封圈的尺寸也相同。
13.进一步地，密封结构对于每个安装孔在齿圈本体两侧分别包括多个密封圈容纳部以及分别容纳在其中的密封圈，在齿圈本体的每一侧上，多个密封圈容纳部相对于彼此沿径向间隔开设置并且各自围绕相应安装孔同心或者偏心设置。
14.进一步地，在各个密封圈容纳部内均容纳有轴向并列设置的多个密封圈。
15.根据本实用新型的另一方面，提出了一种齿轮箱，该齿轮箱包括如上所述的密封结构，该密封结构围绕齿轮箱的齿圈的各个安装孔设置。
16.借助本实用新型所提出的用于齿轮箱的密封结构以及包括这种密封结构的齿轮箱，能够通过标准化密封部件(例如密封圈)在与油池相关联的位置处实现对用于固定齿圈的螺栓或其他固定部件的密封，使得能够通过尺寸稳定的标准密封部件在实现密封的同时，降低对生产多种型号密封部件的依赖，进而降低生产成本且因此缩短了由于生产多型号密封部件而需要的货期。
附图说明
17.本实用新型的其他显著特征和优点从以下参考以下附图出于说明目的而提供的非限制性描述中得出，其中：
18.图1示出了根据本实用新型一个实施例的用于齿轮箱的密封结构的示意性截面图。
具体实施方式
19.首先，为便于描述，对本实用新型中的位置和方向进行如下定义：轴向方向对应于齿轮箱中的齿圈的厚度方向，径向方向与轴向方向垂直且对应于齿圈的直径方向并且周向方向对应于齿圈的周向方向。
20.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的用于齿轮箱的密封结构 100的示意性截面图。进一步地，图1示出了齿轮箱中利用密封结构100 进行密封的位置处的局部示意性截面图。
21.如图1所示，该齿轮箱1包括齿圈102以及用于容纳润滑油的油池103。该油池103包
括靠近齿圈102一侧的侧壁104，该侧壁104具有用于接触润滑油的内表面105以及相反的外表面106。齿圈102包括齿圈本体，在齿圈本体中设有沿周向彼此间隔并且沿轴向方向贯穿齿圈本体的多个安装孔 107。当齿圈102安装至齿轮箱1时，齿圈本体在轴向方向上的两个侧面108、 108’分别接合油池的侧壁的外表面106以及与该外表面106相对设置的另一相应壁侧面109，从而油池103、齿圈102和另一相应壁侧面109依次布置，将齿圈102夹持在油池103的该侧壁104的外表面106和另一相应壁侧面109之间。
22.应该理解，该另一相应壁侧面109实际上是指用于在与油池103的侧壁104的外表面106相对的位置处与该外表面106一起在轴向方向上夹持固定齿圈102的壁侧面。该另一相应壁侧面109可以为齿轮箱1中的其他部件上的壁侧面。如本领域技术人员将理解的，对于不同的齿轮箱结构而言，该另一相应壁侧面109可能属于不同的齿轮箱部件。因此，在本实用新型中，不对该另一相应壁侧面109的具体所属部件进行限定，而只要其能够与油池的侧壁的外表面106配合实现对齿圈本体在轴向方向上的两个侧面的分别夹持即可。进一步地，沿周向彼此间隔的多个安装孔107可以是以均匀间距间隔开，也可以以非规则间距间隔开。进一步地，多个安装孔107的数量可以为任意数量，例如2个、3个、4个，5个、6个、7个甚至更多个。
23.在本实用新型的一个实施例中，该齿圈102通过穿过油池103的侧壁 104并穿过齿圈102中的安装孔107延伸至另一相应壁侧面109中的紧固件 110而紧固在齿轮箱1内。如上所述，在本实用新型的范围中，齿圈102 相对于齿轮箱1的壳体固定设置。在这种情况下，当齿圈102夹持在另一相应壁侧面109和油池103的侧壁104的外表面106之间时，需要对齿圈进行固定以确保其位置稳定。
24.作为示例，该紧固件110是双头螺栓，双头螺栓穿过油池的侧壁的内表面105和外表面106并穿过齿圈102中的安装孔107中的一个固定连接至位于另一相应壁侧面109的盲螺纹孔113中。虽然在本实用新型中将该紧固件110示例性的说明为双头螺栓，但是本领域技术人员应该理解，该紧固件可以是确保将齿圈102固定夹持在另一相应壁侧面109和油池103 的侧壁104的外表面106之间的任何适当的紧固件。
25.此外，应该理解，在本实用新型的上述构造中，由于紧固件(或者如上所述的双头螺栓)穿过油池103的侧壁104，因此，油池103中的润滑油能够通过紧固件110穿过该侧壁104的位置处所存在的缝隙沿着紧固件110 本身流动并渗透。在上述构造中，由于该紧固件110延伸至另一相应壁侧面109中(也即另一相应壁侧面109中存在用于接收紧固件110且并未贯穿该另一相应壁侧面109的盲孔式接收构造，例如在紧固件110为双头螺栓的情况下为位于另一相应壁侧面109中用于固定连接双头螺栓的盲螺纹孔113)，因此可以在该另一相应壁侧面109中构成对于紧固件110的密封端部，使得润滑油不会沿着紧固件110进一步轴向泄漏。在这种情况下，在紧固件110的整个轴向方向长度上，仅在齿圈102本身与另一相应壁侧面109和油池103的侧壁104的外表面106之间存在使得润滑油进一步径向泄漏的缝隙或者间隙。换言之，沿着紧固件110的整个轴向长度，润滑油仅能够在齿圈本体(即齿圈在轴向方向上的侧面)与另一相应壁侧面109 和油池的侧壁的外表面106之间的缝隙进一步径向泄漏。
26.因此，为了防止油池中的润滑油沿着紧固件110经由齿圈本体与另一相应壁侧面109和油池的侧壁的外表面106之间的缝隙而径向泄漏，在如图1所示的实施例中，在齿轮箱
中设置密封结构100：其包括分别设置在齿圈本体的两个侧面108、108’与侧壁的外表面106以及另一相应壁侧面109 之间的密封圈容纳部111以及容纳在密封圈容纳部111内以防止油池中的油在所述紧固件处泄漏的密封圈112，各个密封圈容纳部111均围绕安装孔 107设置。
27.如图1中所示，各个密封圈容纳部111围绕安装孔设置应理解为每个密封圈容纳部111各自围绕一个相应安装孔107同心或者偏心设置。如上所述，本实用新型所述的密封结构100实际上密封阻断了润滑油沿紧固件 110经由齿圈本体与另一相应壁侧面109和油池的侧壁的外表面106之间的缝隙而径向泄漏的可能性，从而使得润滑油只能够沿着紧固件110本身在轴向方向上至多流动至另一相应壁侧面109中，而不会进一步径向泄漏。换言之，本实用新型的密封结构100实际上根据润滑油的可能泄漏路径分别阻断这些可能的中间泄漏路径。
28.由于这些泄漏路径也仅存在于齿圈102的安装孔107处，因此，能够通过各自围绕齿圈102的安装孔107的设置有容纳密封圈112的密封圈容纳部111来实现对该缝隙或者间隙的径向密封，从而密封并阻断润滑油的所有可能中间泄漏路径。实际上，如本领域技术人员所公知的，在齿轮箱中，通常在该紧固件110穿过油池的侧壁104的位置处进行密封(也即密封润滑油的最初泄漏位置，也即端部密封)，从而实现防止润滑油的泄漏，然而这种传统密封设置由于需要适配不同的紧固件型号(例如紧固件直径、缝隙大小等)而无法统一地构造为同一标准件。然而，通过围绕安装孔设置密封圈，则能够将这些密封圈(也即密封圈容纳部)选择为足够大的尺寸使得能够以单一且相同的尺寸构造所有密封圈112为标准件，从而能够大大降低生产成本和货期。
29.如前所述，密封圈容纳部111分别设置在齿圈本体的两个侧面108、108’与油池侧壁的外表面以及另一相应壁侧面之间。作为示例，如图1所示，该密封圈容纳部111可以包括设置于齿圈本体的两个侧面中的一个侧面 108中的环形部(围绕安装孔)以及在齿圈本体的两个侧面中的另一侧面108’附近设置于另一相应壁侧面109中的环形部(也围绕安装孔107，且如前所述尺寸相同)。
30.虽然以上具体示例性的描述了密封圈容纳部111的位置和构造，但这些并不是限制性的。本领域技术人员能够想到，该密封圈容纳部能够设置在任何适当位置处，例如分别仅设置于齿圈本体的两个侧面上(也即全部且仅设置在齿圈上)、一个位于侧壁的外表面而另一个位于另一相应壁侧面上、一个位于侧壁的外表面而另一个位于齿圈本体的两个侧面中的背离该外表面的一个侧面中等各种组合。甚至，可以设想在齿圈本体的两个侧面 108、108’上、侧壁的外表面106以及另一相应壁侧面109上均设置彼此对准的环形部，使得这四个环形部中的彼此直接面对的两个环形部能够适当组合构成密封圈容纳部。也即，齿轮箱中分别面对齿圈本体的两个侧面的油池的侧壁的外表面和另一壁侧面在与齿圈的密封圈容纳部对应的位置处也设置有密封圈容纳部以与齿圈上的密封圈容纳部111构成用于接收密封圈112的环形部。
31.应该理解，无论密封圈容纳部111设置于何种位置处，其均各自围绕安装孔107同心或者偏心设置。如上所述，由于本实用新型的密封结构能够密封并阻断润滑油的所有可能中间泄漏路径，因此，紧固件110(示例性的为双头螺栓)在齿轮箱中的油池103的内表面105的固定位置(在双头螺栓的情况下为螺母固定)处无需施加任何密封件。这使得可以无
需生产尺寸不统一的密封件，而通过本实用新型的密封结构100实现防止润滑油泄漏的目标。在某些情况下，本实用新型中的密封结构100能够与现有技术中的位于紧固件在油池的贯穿位置处设置于油池内的密封件组合使用。
32.如上所述，所有密封圈容纳部的尺寸相同并因此密封圈的尺寸也相同。也即，所有密封圈能够生产为同一标准件。进一步地，密封圈能够由任何适当的弹性体材料制成，使得当齿圈安装至齿轮箱时，密封圈能够通过弹性作用密封齿圈本体的两个侧面和油池的侧壁的外表面以及另一壁侧面之间存在的可能间隙，从而确保密封效果。
33.进一步地，在齿圈本体的两个侧面与侧壁的外表面106以及另一相应壁侧面109之间能够分别设置单个密封圈112，也可以设置两个甚至更多个同心或者偏心设置的密封圈112(相应地在齿圈本体的两个侧面与侧壁的外表面以及另一相应壁侧面之间设置分别容纳这些密封圈的密封圈容纳部，单个密封圈容纳部的结构各自为如上所述的密封圈容纳部结构中的任一者)。换言之，密封结构100对于每个安装孔107在齿圈本体两侧分别包括多个密封圈容纳部以及分别容纳在其中的密封圈112，在齿圈本体的每一侧上，多个密封圈容纳部相对于彼此沿径向间隔开而形成多个同心环形并且各自围绕相应安装孔107同心或者偏心设置。在这种情况下，需要不同尺寸类型的密封圈，但是这些不同尺寸类型的密封圈也均是标准件。此外，可以设想，可以在单个密封圈容纳部中轴向并列设置多个密封圈，以提供更优良的密封效果。
34.进一步地，该密封结构100还包括外密封部120，该外密封部120包括分别设置在齿圈本体的两个侧面与油池的侧壁的外表面以及另一相应壁侧面之间的外密封圈容纳部以及容纳在外密封圈容纳部内的额外密封圈，该外密封圈容纳部围绕该齿齿圈本体的中心圈绕多个安装孔设置为环形形状，也即，该外密封圈容纳部围绕所有安装孔构造为环形形状，以进一步提高对于齿圈的密封作用，尤其进一步密封润滑油的径向泄漏路径。该外密封圈的材料可以与密封圈112的材料相同或者不同。当然，该外密封部 120也可以构造为包括围绕该齿圈的中心同心或者偏心圈绕多个安装孔(也即所有安装孔107)设置的多圈环形形状。
35.根据本实用新型的另一方面，提出了一种齿轮箱1，该齿轮箱1包括如上所述的密封结构100。如本实用新型具体所述的，该齿轮箱1包括齿圈 102以及用于容纳润滑油的油池103，该油池103包括靠近齿圈一侧的侧壁 104，该侧壁104具有用于接触润滑油的内表面105以及相反的外表面106，齿圈102包括齿圈本体，在齿圈本体中设有沿周向彼此间隔并且沿轴向贯穿齿圈本体的多个安装孔107，当齿圈安装至齿轮箱1时，齿圈本体在轴向方向上的两个侧面108、108’分别接合油池的侧壁的外表面106以及与该侧壁的外表面106相对设置的另一相应壁侧面109，并且通过穿过油池103 的侧壁104并穿过齿圈102中的安装孔107延伸至另一壁侧面109中的紧固件110而紧固在齿轮箱1内。密封结构100围绕各个安装孔107设置，以防止油池中的润滑油通过所述紧固件110泄漏。
36.关于本实用新型描述的上述实施例仅是示例性的，而非限制性的。本领域技术人员应该理解，其能够根据本实用新型的公开内容对上述实施例进行各种修改而不脱离本实用新型的范围，这些修改或者等同物也落入本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种用于齿轮箱的密封结构，所述齿轮箱包括齿圈以及用于容纳润滑油的油池，所述油池包括靠近所述齿圈一侧的侧壁，所述侧壁具有用于接触所述润滑油的内表面以及相反的外表面，所述齿圈包括齿圈本体，在所述齿圈本体中设有沿周向彼此间隔并且沿轴向贯穿所述齿圈本体的多个安装孔，所述齿圈本体在轴向方向上的两个侧面分别接合所述油池的所述侧壁的所述外表面以及与所述外表面相对设置的另一相应壁侧面，并且所述齿圈本体通过穿过所述油池的所述侧壁并穿过所述安装孔延伸至所述另一相应壁侧面中的紧固件而紧固在所述齿轮箱内，其特征在于，所述密封结构包括分别设置在所述齿圈本体的所述两个侧面中的一个侧面与所述侧壁的所述外表面之间以及设置在所述齿圈本体的所述两个侧面中的另一个侧面与所述另一相应壁侧面之间的密封圈容纳部，各个所述密封圈容纳部均围绕相应的所述安装孔延伸，在各个所述密封圈容纳部内均容纳有防止油池中的油在所述紧固件处泄漏的密封圈。2.根据权利要求1所述的用于齿轮箱的密封结构，其特征在于，所述紧固件是双头螺栓，所述双头螺栓穿过所述油池的所述侧壁并穿过所述安装孔而固定连接至位于所述另一相应壁侧面的盲螺纹孔中。3.根据权利要求2所述的用于齿轮箱的密封结构，其特征在于，所述双头螺栓在所述油池的所述内表面的螺母固定处不设有任何密封件。4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于齿轮箱的密封结构，其特征在于，所述密封圈容纳部各自包括设置于所述齿圈本体的所述一个侧面中的环形部以及设置于所述另一相应壁侧面中的环形部。5.根据权利要求1-3中任一项所述的用于齿轮箱的密封结构，其特征在于，所述密封圈容纳部均设置在所述齿圈上。6.根据权利要求5所述的用于齿轮箱的密封结构，其特征在于，所述密封圈容纳部还包括分别设置在所述油池的所述侧壁的所述外表面和所述另一相应壁侧面上的环形部，所述环形部的位置与设置在所述齿圈上的所述密封圈容纳部对应以与所述齿圈上的密封圈容纳部协作。7.根据权利要求1-3中任一项所述的用于齿轮箱的密封结构，其特征在于，所有密封圈容纳部的尺寸相同并且所有密封圈的尺寸也相同。8.根据权利要求1-3中任一项所述的用于齿轮箱的密封结构，其特征在于，所述密封结构对于每个安装孔在所述齿圈本体两侧分别包括多个密封圈容纳部以及分别容纳在其中的密封圈，在所述齿圈本体的每一侧上，所述多个密封圈容纳部相对于彼此沿径向间隔开设置并且各自围绕相应安装孔同心或者偏心设置。9.根据权利要求1-3中任一项所述的用于齿轮箱的密封结构，其特征在于，在各个所述密封圈容纳部内均容纳有轴向并列设置的多个密封圈。10.一种齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱包括如权利要求1-9中任一项所述的密封结构，所述密封结构围绕所述齿轮箱的齿圈的各个安装孔设置。

技术总结

本实用新型涉及一种用于齿轮箱的密封结构，齿轮箱包括齿圈以及包括靠近齿圈的侧壁的油池，该侧壁具有内表面以及相反外表面，齿圈包括设有多个安装孔的齿圈本体，齿圈本体在轴向方向上的两个侧面分别接合油池的外表面以及另一相应壁侧面，并且通过穿过油池的侧壁并穿过安装孔延伸至另一壁侧面中的紧固件而紧固在齿轮箱内，密封结构包括分别设置在齿圈本体的两个侧面中的一个与外表面之间以及设置在齿圈本体的两个侧面中的另一个与另一相应壁侧面之间的密封圈容纳部，各个密封圈容纳部均围绕安装孔延伸，及在各个密封圈容纳部内均容纳密封圈。本实用新型还涉及一种包括上述密封结构的齿轮箱。本实用新型能够在实现密封的同时降低生产成本和货期。同时降低生产成本和货期。同时降低生产成本和货期。