密封装置和包括所述密封装置的密封结构

摘要

本发明涉及一种用于轴(12)和盖部(13)的孔(130)之间密封的密封装置(20)，包括：圆周旋转密封构件(21)，被装配在穿过所述盖部的孔的所述轴周围；以及调整面密封构件(22)，被附接至所述圆周旋转密封构件并且被固定地连接至所述盖部；其中所述调整面密封构件包括以密封方式彼此接合的榫眼(220)和榫头(230)，并且所述榫眼的环形榫眼凹槽部(221)和所述榫头的环形榫头突出部(231)被配置为能够在一个接合平面内相对于彼此滑动，以便允许所述密封装置保持与所述轴同轴对准。本发明还涉及一种具有所述密封装置的密封结构。

权利要求

1.一种用于轴(12)和设置用于所述轴(12)的盖部(13)的孔(130)之间密封的密封装置(20)，包括：一个圆周旋转密封构件(21)，被装配在穿过所述盖部(13)的孔(130)的所述轴(12)周围；以及一个调整面密封构件(22)，被附接至所述圆周旋转密封构件(21)并且被固定地连接至所述盖部(13)；

其中所述调整面密封构件(22)包括以密封方式彼此接合的一个榫眼(220)和一个榫头(230)，并且所述榫眼(220)的环形榫眼凹槽部(221)和所述榫头(230)的环形榫头突出部(231)被配置为能够在一个接合平面内相对于彼此滑动，以便允许所述密封装置(20)保持与所述轴(12)同轴对准；

其中所述榫眼凹槽部是沿着其整个内周边长度朝向内圆周侧打开的狭槽的形式。

2.根据权利要求1所述的密封装置(20)，其特征在于，所述榫眼凹槽部(221)是由具有

60-90的肖氏A硬度计硬度的材料制成的狭槽的形式。

3.根据权利要求1或2所述的密封装置(20)，其特征在于，所述榫头突出部(231)设置有一个环形脊(2310)，所述环形脊的末梢邻接抵靠所述榫眼凹槽的内侧壁。

4.根据权利要求1或2所述的密封装置(20)，其特征在于，所述榫眼(220)包括一个用于支撑所述榫眼凹槽部(221)的支撑件，所述支撑件由一个外板和一个被按压到所述外板的内侧上的内板形成。

5.根据权利要求4所述的密封装置(20)，其特征在于，一个用于接收所述榫眼凹槽部(221)的凹处由所述外板和所述内板形成。

6.根据权利要求5所述的密封装置(20)，其特征在于，所述榫眼凹槽部(221)被设置为，在所述榫眼凹槽部(221)的面对所述外板和所述内板的两侧的每一侧处，具有在两个同心直径处间隔的两个成脊形的环(221a，221b，221c，221d)。

7.根据权利要求5或6所述的密封装置(20)，其特征在于，一种密封剂被施加在所述外板和所述内板之间。

8.根据权利要求1或2所述的密封装置(20)，其特征在于，所述榫眼凹槽部(221)的内侧底部边缘和所述榫头突出部(231)的周边在相应的位置处设置有匹配平面(233)，以便防止所述榫眼凹槽部(221)和所述榫头突出部(231)之间的相对旋转。

9.根据权利要求1或2所述的密封装置(20)，其特征在于，所述榫头(230)是一个装配在所述圆周旋转密封构件(21)周围的环状构件并且所述榫头突出部(231)是在所述榫头的外周边上；所述榫眼(220)是一个固定连接至所述盖部(13)的环状构件并且所述榫眼凹槽部(221)是在所述榫眼(220)的内周边上。

10.根据权利要求9所述的密封装置(20)，其特征在于，所述榫眼(220)通过插入成型工艺与所述盖部(13)成整体或通过胶粘剂而被粘附至所述盖部(13)。

11.根据权利要求1或2所述的密封装置(20)，其特征在于，所述旋转密封构件(21)是氢化丁腈橡胶双唇轴密封件。

12.根据权利要求1或2所述的密封装置(20)，其特征在于，所述榫头突出部(231)由双侧镀锌钢制成。

13.根据权利要求2所述的密封装置(20)，其特征在于，所述材料是含氟弹性体。

14.根据权利要求7所述的密封装置(20)，其特征在于，所述密封剂是RTV硅橡胶液体密封剂。

15.根据权利要求11所述的密封装置(20)，其特征在于，所述旋转密封构件具有金属弹簧激发。

16.一种密封结构，包括：一个盖部(13)，其具有一个孔(130)；一个轴(12)，其被安装在所述孔(130)内；以及一个密封装置，其被装配到所述轴(12)上并且被布置在所述孔(130)的内部；所述密封装置是根据权利要求1-15中的任一项所述的密封装置(20)。

17.根据权利要求16所述的密封结构，其特征在于，所述盖部(13)是发动机壳体盖并且所述轴(12)是发动机曲轴。

18.根据权利要求17所述的密封结构，其特征在于，所述盖部(13)由与所述发动机机体(10)相同或不同的材料制成。

19.根据权利要求18所述的密封结构，其特征在于，所述盖部(13)由塑料制成。

说明书

密封装置和包括所述密封装置的密封结构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种密封装置，且具体地涉及一种用于具有通孔的壳体盖的密封装置，该通孔被设置用于待被密封的旋转轴，该壳体盖例如用于密封一个壳体，例如，车辆发动机或发动机机体的曲轴箱。

背景技术

[0002] 发动机的现有发动机前盖(曲轴箱端帽)通常由与曲轴箱主体或发动机机体的材料相同的材料制成，或由与曲轴箱主体或发动机机体的材料具有相同的热膨胀系数(CET)的材料制成，以便确保用于密封曲轴的动态密封元件的轴线在整个设计操作温度范围内总是与曲轴同轴对准，避免了动态密封元件的轴线与曲轴的轴线之间的未对准的风险，从而使由于热变形造成的赋予在动态密封元件上的侧向载荷最小化，从而防止泄漏和可能的永久性密封损害。例如，由塑料制成的发动机前盖以比由金属(通常铸铁或铝合金)制成的发动机机体大数倍的速率膨胀；塑料和发动机机体材料之间的CET的失配将使得，当在远离曲轴表面的方向上拉动密封装置的直径相对侧时，密封装置的部分更难朝向曲轴表面按压。密封装置上的不平衡的载荷导致本文提及的侧向载荷。由发动机前盖施加到布置在曲轴周围的密封装置上的侧向载荷将使对设置用于曲轴的动态密封元件的密封唇的磨损加速且可能导致加快的磨损和最后的密封失效。在密封装置的直径相对侧上，动态密封元件的密封唇上减小的载荷甚至可能在密封唇物理磨损之前导致油泄漏，这主要是由于不足的密封载荷造成的。事实上，曲轴箱主体或发动机机体常常由金属制成。因此，鉴于密封装置的上述潜在的失效模式，由除金属之外的其他材料或由与曲轴箱主体或发动机机体的金属具有不同CET的材料(诸如，轻质材料，例如，塑料)制造发动机前盖一直被认为是不实际或不可实行的。

[0003] 图6示出了由一家公知的密封制造商——Bruss公司生产的用于解决密封中心线与曲轴中心线之间的未对准问题的模块化密封设计，其中该模块化密封设计是一种螺栓紧固密封模块，包括：基座100，其由硬质工程塑料制成；柔性波状S形弹性体200，其被包覆模制(over-mold)到该基座上并且包括一个动态密封唇，该动态密封唇意在充当曲轴的动态旋转密封件；扁平的弹性垫圈300，其被布置在该基座的面对发动机前盖的匹配面上，该垫圈意在密封相对于发动机前盖的模块化密封件，其中发动机前盖必须配备有夹持金属阴螺纹以接收从外部安装并且穿过该基座的组装螺钉。该阴螺纹必须被设计以防止旋转以允许拧紧来自外部的组装螺钉。为了防止由于来自螺栓的夹紧载荷造成的硬质工程塑料基座100的压缩蠕变变形(由于恒定的压缩载荷而变薄)，在每个螺栓位置处都需要一个金属抗压缩垫片，以确保用于螺栓载荷的全金属的加载路径。相反，如果塑料受到一部分的螺栓载荷，则将发生蠕变变形，导致螺栓接合处的力矩损耗。

[0004] 在该模块化密封设计中‘，S’型波纹内的弹性体材料在密封的操作温度范围(通常在发动机应用中使用从-40℃至150℃的范围)内将受到刚度上的改变。密封中心线与轴中心线之间的未对准将导致施加在该密封件上的侧向载荷。特别是在低温操作时，弹性体材料的刚度变得更高，且侧向载荷也变得更高，导致所述唇处的加速的密封磨损。因此，该模块化密封设计的主要问题是其是对温度改变敏感的。设计者可以想到，在低温期间通过减小波纹弹性体的刚度来减小侧向载荷。具有较低的刚度时，有可能随着时间的过去，弹性体相对于曲轴的扭转摩擦可以引起扭转蠕变。这会导致与钟表弹簧扭转缠绕的方式类似的“卷紧(wind-up)”情况，这导致波纹弹性体的长期蠕变变形。此外，选择的用于波形弹性体的材料必须与用于动态唇密封件的材料相同。因为波形弹性体与动态唇密封件之间的最佳材料性能可能不一样，必须使波形弹性体的满足要求与动态唇密封件的某些性能妥协。另外，该模块化密封设计用螺栓装配至发动机前盖，并且装配过程是相当复杂且工作强度大的。

[0005] 从文献WO2005/003604A1已知一种用于车辆发动机壳体的壳体盖，其中该壳体盖具有一个用于从壳体内部延伸的曲轴的通孔，包括一个轻质金属压铸的加强凸缘和一个聚合物材料的密封凸缘，该加强凸缘通过搭扣锁(snap lock)而被可拆卸地连接至该密封凸缘。动态密封元件在面对曲轴的内圆周侧处固定至该密封凸缘，并且静态密封元件在面对壳体的外圆周侧处固定至该密封凸缘；在该密封凸缘的外轮廓内安排一个凹口，静态密封元件通过该凹口以形配合且不可移动的方式连接至密封凸缘。密封凸缘可以由非金属材料或轻质金属(诸如，聚酯胺、聚苯硫醚和聚邻苯二甲酰胺)制成。因此，为了相应的应用，可以在安装之前选择壳体盖的材料并且可以彼此独立地执行壳体盖的个体部分的制造。然而，在文献WO2005/003604A1中公开的壳体盖中，加强凸缘和密封凸缘是通过力配合和/或形配合和/或材料配合连接的。壳体盖的不同部分的材料的热膨胀系数的不同仍可能导致动态密封元件上的侧向载荷，从而导致降低的密封性能。

[0006] EP1055850A2公开了一种密封组件(1)，其可插入在所谓盒型的相对旋转的两个构件之间，其中衬套(2)可以流体密封的方式与垫圈(3)协作，其中所述衬套以固定且流体密封的方式被装配至所述构件中的第一个构件。垫圈(3)包括一个基本刚性的增强件(10)，例如由金属制成，其可以流体密封的方式被装配至所述构件中的第二个构件；第一密封构件(11)由弹性体材料制成，设有至少一个环形唇部(3)，优选地由环状螺旋弹簧装载并且以滑动方式且略微过盈配合的方式与衬套(2)的套筒型联接部(4)协作，所述套筒型联接部(4)与第一唇部(3)同轴地安装且与增强件(10)的相应套筒型联接部(12)协作；面向衬套(2)的增强件(10)的一面在第一唇部(31)的相对侧上设有底座(22)，一个大体刚性的环(23)以阻塞方式安装在底座中，所述环(23)由抗氧化材料(例如，不锈钢)制成并且大体在衬套(2)的以整体方式承载的凸缘部分(5)的前方延伸；第二密封构件(7)由弹性体材料制成，设有至少一个环形唇部(35)，该环形唇部以滑动且与由抗氧化材料制成的环(23)的密封表面(37)流体密封的方式协作。优选地，第二密封构件(7)设有多个以与抗氧化环(23)在径向和轴向上密封的方式协作的环形唇部(35，42)，所述环形唇部(35,42)中的至少一个由不同且更刚性的材料(例如，聚亚安酯)制成。

[0007] 本发明意在克服阻碍由与曲轴箱主体的或发动机机体的材料具有不同的CTE的材料制造发动机前盖的上述设计弱点中的一个或多个。

发明内容

[0008] 本发明的目标是提供一种用于轴和盖部的孔之间的密封的密封装置，该密封装置能够确保的是，通过消除或减小密封装置的、通过由曲轴主体或发动机机体与盖部之间的不同材料的热膨胀率或冷却收缩率的不同引起的变形而施加到该轴上的侧向负载，使附接至盖部的密封装置总是以同轴方式与该轴对准，维持该盖部和该轴之间的密封性能。借助于本发明的密封装置，不再要求盖部的制造材料与曲轴箱主体或发动机机体具有同样的CTE。

[0009] 本发明的目标是通过一种用于轴和盖部的孔之间密封的密封装置来实现的，该密封装置包括：一个圆周旋转密封构件，被装配在穿过该孔的轴周围；以及一个调整面密封构件，被附接至该圆周旋转密封构件并且被固定地连接至该盖部；其中该调整面密封构件包括以密封方式彼此接合的一个榫眼和一个榫头，并且该榫眼的环形榫眼凹槽部和该榫头的环形榫头突出部能够在一个接合平面内相对于彼此滑动，以便允许该密封装置保持与该轴同轴对准。

[0010] 优选地，榫眼凹槽部是由具有中等硬度的材料(诸如，含氟弹性体(FKM))制成的狭槽形式的。优选地，用于该榫眼凹槽部的材料具有60-90的肖氏A硬度计硬度。由FKM制成的榫眼凹槽部被设计以显著减小由榫眼凹槽部和榫头突出部之间的相对滑动移动生成的摩擦。

[0011] 优选地，榫头突出部设置有一个环形脊，该环形脊的末梢邻接抵靠榫眼凹槽部的一个内侧壁，形成密封凸筋(seal-bead)，以便增加施加在榫头突出部和榫眼凹槽部之间的接触凸筋载荷，并且以确保调整面密封构件的密封性能。

[0012] 优选地，榫眼包括一个支撑件，该支撑件由一个外板和一个按压到该外板的内侧上的内板形成。该支撑件被配置为在压缩时支撑榫眼凹槽部。通过开发测试优化压缩的量，以提供足够的密封凸筋载荷来防止经过榫眼和榫头接合处的油泄漏，同时允许榫头突出部以低摩擦相对于榫眼凹槽部滑动。

[0013] 优选地，通过外板和内板形成用于接收榫眼凹槽部的很好地控制深度的凹坑，例如，当两个板的匹配表面以紧密接触的方式按压在一起时。本发明意在对在内板处的凹坑深度进行制造控制，使得可以实现上文所描述的榫眼和榫头接合处的优化的压缩。

[0014] 在一个优选实施方案中，榫眼凹槽部被设置为，在该榫眼凹槽部的面对外板和内板的两侧的每一侧处，具有在两个同心直径处间隔的两个成脊形的环。当榫头突出部在榫眼凹槽部内滑动时，成脊形的环接收并且传输由榫头突出部的密封凸筋(例如，通过冲压形成的)施加的夹紧力。由于在榫眼凹槽部同一侧处的两个成脊形的环之间一定的环形空间，榫眼凹槽部在该环形空间区域内的部段在此情况下表现的像一个环形“板簧”，其中凸起的同心成脊形的环的充当该板簧的支点，以便避免通过榫头突出部的挤压，使得使榫头突出部和榫眼凹槽部之间的摩擦关系关于榫眼凹槽部上的同心凸起的环的高度和榫头突出部上的密封凸筋的高度的制造公差不敏感。总效果是提供对榫眼凹槽部上的同心环的高度和榫头突出部上的密封凸筋的高度的制造变化具有鲁棒性的更一致的密封凸筋载荷和摩擦载荷。

[0015] 为了确保密封，优选地，在压缩组装期间在内板和外板之间施加室温硫化(RTV)硅橡胶密封剂。该RTV密封剂起顺应胶粘剂的作用，以防止外板在遭受外力时从内板分离并且补偿内板和外板的匹配表面之间的平面度的变化。

[0016] 优选地，榫眼凹槽部的内侧底部边缘和榫头突出部的周边在相应的位置处设置有匹配平面，以便防止榫眼凹槽部和榫头突出部之间的相对旋转。

[0017] 在一个实施方案中，榫头是一个装配在旋转密封构件周围的环状构件并且榫头突出部是在榫头的外周边上；榫眼是一个固定连接至盖部的环状构件并且榫眼凹槽部是在所述榫眼的内周边上。优选地，榫眼通过插入成型工艺与盖部成整体，或不那么优选地通过胶粘剂而被粘附至盖部。

[0018] 优选地，旋转密封构件是氢化丁腈橡胶(HNBR)双唇轴密封件，优选地具有金属弹簧激发。

[0019] 优选地，榫头突出部由双面镀锌钢制成，以为榫头提供腐蚀保护。

[0020] 总之，本发明还提供了一种密封结构，该密封结构包括：具有一个孔的盖部；安装在该孔内的一个轴，其中上述密封装置被布置在该孔内并且被装配到该轴上。

[0021] 该盖部可以是发动机壳体盖并且该轴可以是发动机曲轴。本发明有意地利用由发动机点火频率造成的曲轴的振动来提供垂直于曲轴轴线的微小冲击载荷，以使榫头突出部相对于榫眼凹槽部在减小密封唇上的侧向载荷的方向上以微小步幅点动；从而通过使榫头突出部滑动防止显著侧向载荷的建立，由此维持与曲轴轴线同轴对准。

[0022] 优选地，盖部可以由与发动机机体相同或不同的材料制成。为了减少重量并且节省制造成本，优选地，盖部由塑料材料制成。

[0023] 由于本发明的密封装置，甚至在可以使得该密封装置与轴不对准的外部因素(诸如，热变形)的情况下，发动机壳体盖(例如，发动机前盖)不再被限制于由与发动机机体相同的材料制成，而是可以采用与发动机机体不同的材料。当发生施加到轴上的密封侧向载荷时，例如，由于在维护期间重新安装发动机前盖而没有利用工厂对准固定装置，本发明的密封装置还可以通过榫眼凹槽部和榫头突出部之间相对平移来消除侧向载荷。

附图说明

[0024] 在下面中，将参照绘图更详细地解释根据本发明的密封装置，绘图示意性地示出下面：

[0025] 图1是发动机组件的截面示意性视图，其中壳体盖配备有根据本发明的密封装置；

[0026] 图2是示出了根据本发明的密封装置在发动机曲轴周围并且在壳体盖的孔内的安装状态的纵向截面视图；

[0027] 图3是示出了根据本发明的密封装置的榫眼凹槽部和榫头突出部的接合状态的纵向截面视图；

[0028] 图4是图3中示出的密封装置的榫眼凹槽部和榫头突出部之间的接合区域C的放大视图；

[0029] 图5是沿着如由图4中的箭头Y指示的方向取得的根据本发明的密封装置的榫头突出部的视图；以及

[0030] 图6是现有技术的模块化密封设计的示意性截面视图。

具体实施方式

[0031] 图1示出了一种用于车辆(例如，汽车)的发动机组件1，包括发动机机体10、在发动机机体内的气缸11、以及通过活塞杆链接至气缸内的活塞的曲轴12。在如示出的实施方案中，曲轴12经由通孔130穿过发动机机体10的发动机壳体盖13(例如，发动机前盖)。通孔130起使曲轴12从发动机机体10延伸出来的作用。在通孔130内，密封装置20被安排在壳体盖13和曲轴12之间以确保在曲轴周围的油密封。壳体盖13通过已知拧紧装置(诸如，螺栓)安装到发动机机体上以封闭其中容纳曲轴和发动机气缸的腔。

[0032] 具体地参考图2，密封装置20包括动态密封构件21(圆周旋转密封构件)和调整面密封构件22(准静态面密封装置)，该动态密封构件被装配在曲轴12周围，该调整面密封构件22被同轴地装配在动态密封构件21周围并且被固定地连接至壳体盖13。该动态密封构件可以是任何类型的商业可得的动态密封构件，诸如，具有金属弹簧激发的HNBR双唇轴密封件。根据本发明，调整面密封构件22包括榫眼220和榫头230，榫眼220和榫头230能够以密封的方式彼此接合。榫眼220和榫头230大体上成环形形状并且分别由榫眼凹槽部221和榫头突出部231形成，榫眼凹槽部221和榫头突出部231被配置为在榫眼和榫头保持接合的平面(即，在该实施方案中与曲轴轴线垂直的平面)内相对于彼此可移动。

[0033] 在图2中示出的一个实施方案中，榫眼220包括支撑环部222，该支撑环部被固定地连接至限定通孔130的壳体盖13的内圆周边缘。支撑环部222被配置为支撑榫眼220的榫眼凹槽部221。如图2中示出的，榫眼凹槽部221被安排在该支撑环部的内周边内。榫眼凹槽部221由具有低摩擦和中等硬度的弹性体材料制成。优选地，该榫眼凹槽部由具有60-90的肖氏A硬度计硬度的FKM制成。

[0034] 有利地，支撑环部222通过将内环板B按压到外环板A上而被配置为具有双层结构并且在按压过程期间，通过将内环板B局部按压/冲压朝向外环板A来形成一个用于接收榫眼凹槽部的环形带状凹坑。该凹坑的深度(关键产品特性)通过处理内环板B的轮廓而被控制。在按压之前，一种室温硫化(RTV)硅橡胶密封剂被施加在内环板B和外环板A之间，以防止由于失配的轮廓(例如，平面度或圆度)而在其间形成油泄露路径。另外，该RTV密封剂可以被用做顺应胶粘剂以防止内环板B由于来自发动机的振动而与外环板A分离。因此，RTV密封剂的施加可以最大程度减轻用于内环板B和外环板A的产品控制要求。替换地，一种胶粘剂可以附加地被施加在内环板B和外环板A之间以提高其间的连接强度。优选地，内环板B和外环板A由金属(诸如，钢)制成。

[0035] 本领域技术人员容易想到，支撑环部222不限于图2中由内环板B和外环板A形成的双层结构；比如，该支撑环部可以由金属材料浇铸成单层环构件。在示出的实施方案中，支撑环部222可以通过传统连接方式(诸如，胶粘剂)而被连接至壳体盖。在一个优选的实施方案中，支撑环部222的外周边的边缘通过插入成型工艺而被嵌入至发动机壳体盖13内，以实现支撑环部和发动机壳体盖之间的牢固连接，以使得内环板B和外环板A之间的RTV密封剂或胶粘剂要求是非必要的并且潜在的泄露路径被消除。关于插入成型工艺，可以选择塑料材料(诸如，聚酯胺材料)以制造壳体盖。通常，因为聚酯胺材料具有大约300度的熔点而金属(诸如，钢)具有远大于300度的熔点，所以用于壳体盖的材料的选择不会在支持插入成型工艺的温度方面存在问题。插入成型工艺不会对用于内环板B和外环板A的材料的选择强加太多限制。

[0036] 参考图3和图4，容纳在由内环板B和外环板A形成的凹坑内的榫眼凹槽部221(FKM块)在四个拐角处具有四个凸起。因为榫眼凹槽部221被配置为一个盘形构件，示出的四个凸起实际上代表四个成脊形的环221a、221b、221c、221d，其中两个成脊形的环221a、221b在榫眼凹槽部221的面对内环板B的一侧并且在同心直径处彼此间隔，且另两个成脊形的环221c、221d在榫眼凹槽部221的面对外环板A的另一侧并且同样在同心直径处彼此间隔。所述四个成脊形的环有效地提供四个密封凸筋以防止油从榫眼凹槽部221与内环板B或外环板A之间的间隙泄露出去。如图3中示出的，大体上盘形的榫眼凹槽部221是沿着其整个内周边长度朝向内圆周侧打开的狭槽的形式。该狭槽限定了一个用于与榫头突出部231接合的环形腔。

[0037] 参考图2，榫头230包括套管部232和榫头突出部231，该套管部以紧密配合的方式同轴地装配在动态密封构件21周围，该榫头突出部在径向方向上沿着套管部232的外周边向外延伸。套管部232大体上为套筒形。优选地，套管部232和榫头突出部231是通过浇铸工艺由金属材料(例如，钢)整体成型的。当密封装置20在工作时，榫头230的一侧(图2中的左侧)被暴露于周围环境而相反的一侧(即，图2中的右侧)暴露于油。为了进一步防止榫头230被腐蚀，优选地，该榫头由双侧镀锌钢制成。

[0038] 当密封装置20被很好地组装时，榫头230的榫头突出部231被插入到榫眼凹槽部221(FKM块的狭槽)内，并且在榫头突出部231的外周边和榫眼凹槽部221的狭槽的内侧底部边缘之间存在间隙，以使得榫头突出部231能够在榫眼凹槽部221的狭槽内可移动。在曲轴
12旋转期间，榫眼220随着由热膨胀引起的壳体盖13的变形而移动，并且同时，榫头230随着由热膨胀引起的曲轴12的变形而移动(在发动机被加热或被冷却的情况下，在十五分钟内动态密封构件垂直于曲轴的轴线的总移动为大约0.5mm)。由于壳体盖13的材料和发动机机体或曲轴的材料之间的热膨胀系数的不同，因此其移动是不同的，不可避免地导致榫眼220和榫头230之间的相对移动。当曲轴大体上水平地放置并且发动机壳体盖大体上垂直于曲轴的轴线放置时，因为重力，由热膨胀引起的榫眼220和榫头230之间的相对移动大体上发生在垂直于曲轴轴线的平面内。如果发动机壳体盖由塑料制成而发动机机体或曲轴由钢制成，因为塑料具有比钢更大的热膨胀系数，所以由热膨胀引起的壳体盖的移动(如由图1中的箭头X示出的)将导致向下赋予到曲轴上的侧向载荷。调整面密封构件22(作为位于壳体盖和曲轴之间的功率传输构件)通过在榫头突出部和榫眼凹槽部之间的滑动密封接合执行移位补偿，以消除由壳体盖和曲轴的不同移位引起的动态密封构件21上的侧向载荷。在执行移位补偿的时间段期间，在榫头突出部和榫眼凹槽部之间发生相对移动，使得在榫眼和榫头之间形成相对地可平移的榫眼-榫头接合连接。

[0039] 在一个实施方案中，在榫头突出部231的一侧上设置有环形脊2310，该环形脊是例如通过按压或模压在扁平的榫头突出部上形成的。榫头突出部231的环形脊2310的末梢邻接抵靠榫眼凹槽部221的内壁。设置在榫头突出部231上的环形脊2310被用于局部地增加邻接抵靠榫眼凹槽部的内壁的密封载荷(N/mm)，从而维持榫眼凹槽部221的狭槽为扁平形状。因此，环形脊2310还可以被称作密封凸筋。

[0040] 响应于榫头突出部231的环形脊2310的作用，在榫眼凹槽部221的侧壁的相同侧处的两个成脊形的环之间的部分充当一个“板簧”，以使得榫头突出部231的环形脊2310与榫眼凹槽部221的内侧壁之间的摩擦可以被显著地减小。优选地，榫眼凹槽部由具有低摩擦的弹性体材料(诸如，FKM)制成，以使得榫头突出部相对于榫眼凹槽部的内侧壁的滑动将不会遭受大的摩擦阻力。在上述榫眼-榫头接合连接中，由于榫头突出部231的环形脊2310相对于榫眼凹槽部221的内侧壁滑动，由在榫眼凹槽部的侧壁的相同侧处的成脊形的部分之间的部分(作为板簧)提供的抗弯刚度可以减小相对于环形脊2310的摩擦。在狭槽中滑动的环形脊2310可以被生动地比作一只压制在所述侧的毯子以下奔跑的兔子。

[0041] 因此，榫眼凹槽部的“板簧”设计和榫头突出部的“密封环”设计的组合可以确保榫眼凹槽部221和环形脊2310之间的低摩擦和由榫眼凹槽部施加到环形脊上足够的密封载荷，以使得调整面密封构件22的榫眼-榫头接合连接可以有利地实现自调整(榫眼和榫头之间的小的相对移动被用以补偿由热变形引起的动态密封构件21相对于曲轴轴线的小的移动)和密封性能，并且进一步最小化或消除施加到轴上的侧向载荷。

[0042] 由内环板B和外环板A限定的用于接收榫眼凹槽部221的凹坑的深度确定了施加到榫眼凹槽部上的夹紧力。榫眼凹槽部221的“板簧”设计使通过四个成脊形的环从内环板B和外环板A施加到榫眼凹槽部221上的夹紧力在影响榫眼凹槽部221和榫头突出部231之间的摩擦时不那么直接。这意味着凹坑的深度可以在一个较宽的范围内变化而不直接且显著地影响榫眼凹槽部221和榫头突出部231之间的摩擦和密封载荷。因此，用于内环板B和外环板A的设计控制参数对于制造过程中的制造公差不那么敏感。

[0043] 在安装有根据本发明的密封装置的发动机的运行期间中，合意地，期望密封装置20的榫眼220、榫头230和动态密封构件21中没有一个相对于气缸体旋转。然而，在实践中，榫头突出部231和榫眼凹槽部221之间的相对旋转可能发生。在一个优选的实施方案中，可以从榫头突出部231的外周边切除一部分以允许该外周边具有至少一个平面233；因此，在榫眼凹槽部221的狭槽的内底部边缘的相应位置处也存在一个相应的平面设计；因为榫头突出部231的外周边和榫眼凹槽部221的内底部边缘具有非旋转对称的匹配形状，所以可以避免榫头突出部231和榫眼凹槽部221之间的相对旋转。所述平面可以被设置在榫头突出部的或榫眼凹槽部的周边的一个或多个角位置(例如，3-6-9-12面的角位置)之上。本领域技术人员可以想到分别在榫头突出部分和榫眼凹槽部上安排任何其他抗旋转的装置用于防止其间的相对旋转，诸如，键槽接合结构，或，榫头突出部的外周边和榫眼凹槽部的内底部边缘被设计为非旋转对称形状，诸如，矩形、三角形等。

[0044] 尽管在图1-图3中示出的密封装置的调整面密封构件中，榫眼在榫头的外周边上，但是基于所描述的实施方案，本领域技术人员可以容易地想到另一种变体，其中榫头被装配在榫眼周围，并且榫头的榫头突出部在径向方向向内指向，同时榫眼的榫眼凹槽部在径向方向向外打开。

[0045] 根据本发明，虽然发动机机体和发动机壳体盖由具有不同热膨胀系数的不同材料制成，但是通过安装在动态密封构件上的调整面密封构件的自动调整，密封装置的轴线总是保持以同轴方式与发动机曲轴的轴线对准。因此，本发明使得与发动机机体不同的材料制造发动机壳体盖成为可能。例如，发动机壳体盖可以由塑料代替铝制成。通过此代替，发动机壳体盖的重量可以减小至少66％。

[0046] 另外，根据本发明的密封装置20可以是以模块化方式生产的；例如，调整面密封构件可以被设计为一种模块化的部件，该模块化的部件的尺寸被设定以匹配现有商业可得的动态密封构件。因此，研究和开发风险可以被大大减小并且因此生产和工具成本可以被减少。

[0047] 另外，对于具有对意在受益于本发明的发动机壳体盖的低功能需求的发动机的类型，如果使用本发明的密封装置，则前盖向发动机机体前端面的精确定位控制将不再是必需的。删除精确定位控制所必需的特征给出本发明优于现有技术的成本减少的优点。

[0048] 尽管图1中的密封装置20被示出以被安装在在曲轴和发动机壳体盖之间的发动机壳体盖的通孔内，但是本领域技术人员容易想到，密封装置20适用于轴和具有用于轴的孔的盖部之间的任何其他密封接合，并且不限于发动机轴和发动机壳体盖之间的密封。例如，本发明的密封装置可以被应用到需要轴密封的机器或设备(诸如，水泵、油泵等)。本领域技术人员可以根据具体应用环境来选择合适的材料以制造密封装置，以保证在机器或设备运行期间密封装置和轴之间的同轴对准。

[0049] 前述描述仅仅是本发明的优选实施方案，而且不意在限制本发明。对于本领域技术人员，在不偏离本发明的范围的前提下，可以做出多种改型和变体。本领域技术人员基于对本发公开内容的考虑可以获得其他实施方案。本说明书和实施方案仅被认为示例性的，并且本发明的真正的保护范围由附属的权利要求和等同的技术解决方案限定。