CN101701606B - 汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置，包括轴承外圈和轴承内圈，轴承两侧的密封圈，密封圈的外径端头与轴承外圈上的沟槽过盈配合，至少一个轴承密封圈的外侧有刚性金属密封环，密封环的内径处与轴承内圈密封固定连接，密封圈内径处密封唇口与密封环密封配合，密封环与轴承外圈间隙密封配合。密封环与轴承外圈之间的间隙密封阻止了泥浆进入轴承内，保护了密封圈内径处密封唇口，金属材质的密封环磨损轻微，密封环、密封圈、轴承内圈和外圈之间的密封迷路，增加了密封性能。安装一侧带有密封环的轴承就能很好的防止泥浆侵入，另一侧的密封圈在三个密封唇和两个密封槽的共同作用下密封效果好。

Description

汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置

技术领域

本发明属于轴承密封装置，具体的讲是一种汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置。

背景技术

现有的汽车空调压缩机电磁离合器轴承利用其两侧的密封圈实现密封。密封圈外径嵌装在旋转的轴承外圈上，密封圈内径处密封唇口与固定的轴承内圈密封接触，防止轴承内部润滑材料外漏，阻止外部灰尘和水等侵入。汽车空调压缩机电磁离合器轴承工作环境比较恶劣，特别是小排量汽车大都是横置发动机，空调压缩机安装位置靠近汽车前车轮，当道路泥泞时，车轮甩起的泥浆冲击暴露在外部的空调压缩机电磁离合器，泥浆从电磁离合器密封较差的部位侵入，在轴承内圈上堆积，泥浆与高速旋转的密封圈密封唇口摩擦，加快了密封圈密封唇口的磨损，加速了密封失效。中国实用新型专利授权公告号CN200978889Y《汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封单元》公开了一种密封装置的结构，其密封圈外环带过盈配合于汽车空调压缩机电磁离合器轴承外圈沟道外侧环带，密封圈径向主唇与内圈沟道外侧环带壁轴向接触，该结构在泥浆冲击下，尤其是堆积在轴承内圈的泥浆干涸后，将对密封圈径向主唇造成极大损坏，导致密封快速失效，润滑材料外漏，灰尘和泥水等侵入。

发明内容

本发明要解决现有的汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封抵御泥浆冲击能力差，密封圈内径处密封唇口易被轴承内圈上堆积的泥浆磨损的技术问题，提供一种能克服或减少泥浆进入到密封圈内径处密封唇口位置的汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置。

本发明是采取以下的技术方案来解决上述技术问题的：一种汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置，包括轴承外圈和轴承内圈，轴承两侧的密封圈，密封圈的外径端头与轴承外圈上的沟槽过盈配合，至少一个轴承密封圈的外侧有刚性金属密封环，密封环的内径处与轴承内圈密封固定连接，密封圈内径处密封唇口与密封环密封配合，密封环与轴承外圈间隙密封配合。

密封环与汽车空调压缩机电磁离合器轴承的轴承内圈没有相对位移。密封环与轴承外圈之间的密封阻止了泥浆进入轴承内，保护了密封圈内径处密封唇口，即使金属材质的两者配合处有泥浆堆积，密封环产生的磨损也非常轻微。

只有一个轴承密封圈的外侧有金属密封环，该密封圈是副密封圈；另一个密封圈是主密封圈，其内径处与轴承内圈密封配合。通常汽车空调压缩机电磁离合器的一侧有挡水防护，而电磁离合器密封较差的另一侧是密封薄弱环节，带有密封环的轴承一面安装在没有挡水防护的一侧，这样就可以很好的起到防止泥浆侵入的作用。

密封环的外径与沟槽外侧的沟槽挡边间隙密封配合，径向间隙为0.1-1mm；密封环的外径、沟槽挡边以及密封圈的外径部位构成迷宫密封。

密封环的外径与沟槽挡边的径向间隙为0.2-0.4mm。这是优选的数据。

密封环内径处是向内的折边，折边与轴承内圈上的槽口固定连接。通常采用过盈配合连接。

副密封圈的外侧面与密封环的内侧壁形成长的间隙密封。间隙密封加强了防水性能。

副密封圈的外侧面与密封环的内侧壁的轴向间隙为0.1-0.8mm。

副密封圈的外侧面与密封环的内侧壁的轴向间隙为0.2-0.4mm。这是优选的数据。

副密封圈内径处的副密封圈主唇与密封环内侧壁轴向接触密封；副密封圈内径处的副密封圈副唇与折边内面间隙配合，与槽口的内侧壁间隙配合。副密封圈主唇起主要密封作用，防止水汽侵入和润滑脂泄漏，副密封圈主唇、副密封圈副唇、折边、槽口的内侧壁形成的密封环路可以有效阻止轴承内部润滑材料的流失。

副密封圈主唇与密封环的内侧壁的接触量为0.05-0.4mm。

副密封圈主唇与密封环的内侧壁的接触量为0.1-0.2mm。这是优选的数据。

副密封圈副唇与折边间隙为0.05-0.4mm。

副密封圈副唇与折边间隙为0.15-0.25mm。这是优选的数据。

副密封圈副唇与槽口的内侧壁间隙为0.05-0.6mm。

副密封圈副唇与槽口的内侧壁间隙为0.2-0.4mm。这是优选的数据。

副密封圈的靠近内径部位是副密封变形臂，副密封圈主唇在副密封变形臂外侧，副密封圈副唇在副密封变形臂内侧；过副密封变形臂变形中点的垂线与过副密封圈主唇、副密封圈副唇质心的垂线距离为0.01-0.2mm，质心在变形中点外侧；副密封变形臂向内倾斜，倾斜角度为4-30°。在副密封圈与轴承外圈高速旋转过程中，质心产生向外的离心力，迫使副密封圈主唇紧密接触密封环内侧壁，转速越高接触力越大，有效杜绝了高速时的进水现象，转速越高副密封圈副唇与折边内面间隙越小，有效阻止轴承内部润滑材料的流失。

过变形中点的垂线与过质心的垂线距离为0.02-0.1mm，副密封变形臂的倾斜角度为5-15°。这是优选的数据。

副密封圈的外侧面上带有1-3个高度为0.1-0.5mm的副密封圈环状凸起，密封环的内侧壁上带有1-3个高度为0.1-0.5mm的密封环环状凸起；副密封圈环状凸起与密封环环状凸起交错间隙排布。

副密封圈环状凸起数量视副密封圈的外侧面宽度设置，优选的数量是1-2个；密封环环状凸起数量视密封环的内侧壁宽度设置，优选的数量是1个。副密封圈环状凸起、密封环环状凸起优选的高度为0.2-0.3mm。副密封圈环状凸起与圆环环状凸起部之间迷宫密封加强了防御水汽的侵入。

主密封圈的主密封圈主唇与轴承内圈上密封槽的密封槽内侧壁接触密封，主密封圈第三唇与轴承内圈上辅助密封槽间隙密封，主密封圈副唇与密封槽外侧的密封挡边密封配合；密封槽与其内侧的辅助密封槽连接；主密封圈的靠近内径部位是主密封变形臂，主密封圈主唇在主密封变形臂内侧，主密封圈副唇在主密封变形臂外侧，主密封圈第三唇在主密封变形臂上方。主密封圈主唇承担密封的主要作用。主密封圈第三唇向轴承内部延伸，内侧是润滑材料，其与辅助密封槽构成的密封环路增强润滑材料的引导作用，在轴承高速旋转时降低润滑材料对主唇的压力，防止轴承内部润滑材料的泄漏。当主密封圈主唇与密封槽内侧壁接触，主密封圈主唇向外的弯曲，导致主密封变形臂产生向外的弯曲，附着在主密封变形臂上的主密封圈副唇脱离密封挡边，随着主密封圈主唇与密封槽内侧壁接触处磨损，弯曲力使主密封变形臂向内侧进行补偿，直至主密封圈主唇与密封槽内侧壁脱离接触，主密封圈副唇会与密封挡边接触。润滑材料填充主密封圈第三唇与辅助密封槽之间间隙，形成严密的密封，主密封圈第三唇与主密封圈主唇又构成新的密封环路，即使主密封圈主唇、主密封圈副唇在长期摩擦作用下产生磨损而发生失效，主密封圈第三唇仍具有良好的密封效果。在三个密封唇和两个密封槽的共同作用下，增加了密封环路，防止了润滑材料的泄漏，增强了密封效果。

主密封圈和副密封圈都是由橡胶材料制成的环形体，其内部的中间部分镶嵌有钢板制成的骨架。

本发明的优点是：密封环与轴承外圈之间的间隙密封阻止了泥浆进入轴承内，保护了密封圈内径处密封唇口，金属材质的密封环磨损轻微，密封环、密封圈、轴承内圈和外圈之间的密封迷路，增加了密封性能。针对汽车空调压缩机电磁离合器仅一侧有挡水防护，安装只有一侧带有密封环的轴承就能很好的防止泥浆侵入，另一侧的密封圈在三个密封唇和两个密封槽的共同作用下密封效果好。

附图说明

图1是本发明一个实施例的局部剖视示意图；

图2是图1中副密封变形臂、密封唇部的局部放大图；

图3是本发明另一个实施例的局部剖视示意图。

具体实施方式

结合附图说明。

图示的是一种用于一侧有挡水防护的汽车空调压缩机电磁离合器的轴承密封装置。图中轴承左面装在电磁离合器没有挡水防护的进水侧，右面装在有挡水防护的挡水侧。轴承两面的密封装置不同，左面密封装置由轴承外圈1、轴承内圈2、副密封圈4、密封环3构成，右面由轴承外圈1、轴承内圈2、主密封圈5构成。

主密封圈5和副密封圈4都是由橡胶材料制成的环形体，其内部的中间部分镶嵌有钢板制成的骨架8，骨架8增强了密封圈的强度。主密封圈5和副密封圈4的橡胶密封圈的外径端头10挤压入轴承外圈1上的沟槽6后，在径向和轴向产生变形，与沟槽6紧密配合，主密封圈5和副密封圈4被固定在沟槽6内，主密封圈5和副密封圈4与轴承外圈1不产生相对位移。

密封环的外径24是向轴承内的直角折边，与沟槽6外侧的平面沟槽挡边23间隙密封配合，径向间隙为0.3mm，轴承外圈1和密封环3均为金属材料，即是间隙密封处泥浆堆积对二者所产生的磨损也非常轻微；密封环的外径24、沟槽挡边23以及副密封圈4的外径部位构成迷宫密封。密封环的外径24不限于图示形状，比如可以是凸起的弧状，与沟槽6外侧凹弧形的沟槽挡边23间隙密封配合；图3所示实施例的密封环的外径24是直边，该直边与沟槽6外侧的沟槽挡边23间隙密封配合，图3所示实施例的其它部分与图1、2实施例一样。

不锈钢的密封环3内径是向轴承内的直角折边27，折边27与轴承内圈2端头的直角槽口7过盈配合连接。密封环3内径不限于图示形状。

副密封圈的外侧面22与密封环的内侧壁19形成长的间隙密封，轴向间隙为0.3mm，间隙密封加强了防水性能。

图中向左突出的副密封圈主唇18与其左侧的密封环内侧壁19轴向接触密封，接触量为0.15mm，副密封圈主唇18起主要密封作用，防止水汽侵入和润滑脂泄漏。向右突出的副密封圈副唇26与折边27内面间隙配合，间隙为0.2mm，与槽口7的垂直内侧壁9间隙配合，间隙为0.3mm。副密封圈主唇18、副密封圈副唇26、折边27、槽口7的内侧壁9形成的密封环路可以有效阻止轴承内部润滑材料的流失。

副密封圈主唇18、副密封圈副唇26在副密封圈4的内径处，附着在副密封变形臂25上，分别位于副密封变形臂25的外侧和内侧。副密封变形臂25变形中点29在副密封圈主唇18、副密封圈副唇26质心30的内侧，过变形中点29的垂线与过质心30的垂线距离为0.05mm，副密封变形臂25向内倾斜，倾斜角度为10°。在副密封圈4与轴承外圈1高速旋转过程中，质心30产生向外的离心力，迫使副密封圈主唇18紧密接触密封环内侧壁19，转速越高接触力越大，有效杜绝了高速时的进水现象，转速越高副密封圈副唇26与折边27内面间隙越小，有效阻止轴承内部润滑材料的流失。

副密封圈的外侧面22上带有1个高度为0.25mm的副密封圈环状凸起21，密封环的内侧壁19上带有1个高度为0.25mm的密封环环状凸起20。圆弧形密封环环状凸起20向轴承内部凸起，圆弧形副密封圈环状凸起21向轴承外部凸起，两者交错间隙排布，密封环环状凸起20、副密封圈环状凸起21可以是其它形状，比如三角形。副密封圈环状凸起21与密封环环状凸起部20之间迷宫密封加强了防御水汽的侵入。

主密封圈5的主密封圈主唇11与轴承内圈2上U形密封槽15的密封槽内侧壁14接触密封，主密封圈第三唇13与轴承内圈2上辅助密封槽16间隙密封，主密封圈副唇12与密封槽15外侧的密封挡边28密封配合。U形密封槽15与其内侧的L形辅助密封槽16连接。主密封圈5的靠近内径部位是主密封变形臂17，主密封圈主唇11、主密封圈副唇12附着在主密封变形臂17上，主密封圈主唇11在主密封变形臂17内侧，主密封圈副唇12在主密封变形臂17外侧，主密封圈第三唇13在主密封变形臂17上方。主密封圈主唇11承担密封的主要作用。主密封圈第三唇13向轴承内部延伸，内侧是润滑材料，其与辅助密封槽16构成的密封环路增强润滑材料的引导作用，在轴承高速旋转时降低润滑材料对主唇11的压力，防止轴承内部润滑材料的泄漏。当主密封圈主唇11与密封槽内侧壁14接触，主密封圈主唇11向外的弯曲，导致主密封变形臂17产生向外的弯曲，主密封圈副唇12脱离密封挡边28，随着主密封圈主唇11与密封槽内侧壁14的接触处不断磨损，弯曲力使主密封变形臂17向内侧进行补偿，直至主密封圈主唇11与密封槽内侧壁14脱离接触，主密封圈副唇12会与密封挡边28接触。主密封圈主唇11与主密封圈副唇12之间的随动效应，使主密封圈主唇11与密封槽内侧壁14接触时，主密封圈副唇12与密封挡边28脱离；当主密封圈主唇11与密封槽内侧壁14脱离时，主密封圈副唇12与密封挡边28接触。润滑材料填充主密封圈第三唇13与辅助密封槽16之间间隙，形成严密的密封，主密封圈第三唇13与主密封圈主唇11又构成新的密封环路，即使主密封圈主唇11与主密封圈副唇12在长期摩擦作用下产生磨损而发生密封失效，主密封圈第三唇13仍具有良好的密封效果。在三个密封唇和两个密封槽的共同作用下，增加了密封环路，防止了润滑材料的泄漏，增强了密封效果。

本发明已同时申请实用新型专利。

Claims (9)

1.一种汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置，包括轴承外圈(1)和轴承内圈(2)，轴承两侧的密封圈，密封圈的外径端头(10)与轴承外圈(1)上的沟槽(6)过盈配合，其特征在于只有一个轴承密封圈的外侧有金属密封环(3)，该密封圈是副密封圈(4)；密封环(3)的内径处与轴承内圈(2)密封固定连接，密封环(3)内径处是向内的折边(27)，折边(27)与轴承内圈端头径向外侧的槽口(7)固定连接；副密封圈内径处密封唇口与密封环(3)密封配合，副密封圈内径处的副密封圈主唇(18)与密封环内侧壁(19)轴向接触密封，接触量为0.05-0.4mm；副密封圈内径处的副密封圈副唇(26)与折边(27)内面间隙配合，与槽口(7)的内侧壁(9)间隙配合；另一个密封圈是主密封圈(5)，其内径处与轴承内圈(2)密封配合，密封环(3)与轴承外圈(1)间隙密封配合。

2.根据权利要求1所述的汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置，其特征在于密封环的外径(24)与沟槽(6)外侧的沟槽挡边(23)间隙密封配合，径向间隙为0.1-1mm；密封环的外径(24)、沟槽挡边(23)以及副密封圈的外径部位构成迷宫密封。

3.根据权利要求2所述的汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置，其特征在于密封环的外径(24)与沟槽挡边(23)的径向间隙为0.2-0.4mm。

4.根据权利要求1所述的汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置，其特征在于折边(27)内端接触槽口(7)的内侧壁(9)。

5.根据权利要求1所述的汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置，其特征在于副密封圈的外侧面(22)与密封环的内侧壁(19)形成长的间隙密封。

6.根据权利要求1所述的汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置，其特征在于副密封圈内径处的副密封圈主唇(18)与密封环内侧壁(19)轴向接触密封，接触量为0.1-0.2mm。

7.根据权利要求1所述的汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置，其特征在于副密封圈(4)的靠近内径部位是副密封变形臂(25)，副密封圈主唇(18)在副密封变形臂(25)外侧，副密封圈副唇(26)在副密封变形臂(25)内侧；过副密封变形臂(25)变形中点(29)做的过轴承轴线的纵截面的垂线与过副密封圈主唇(18)和副密封圈副唇(26)质心(30)做的过轴承轴线的纵截面的垂线距离为0.01-0.2mm，质心(30)在变形中点(29)外侧；副密封变形臂(25)向内倾斜，倾斜角度为4-30°。

8.根据权利要求1所述的汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置，其特征在于副密封圈的外侧面(22)上带有1-3个高度为0.1-0.5mm的副密封圈环状凸起(21)，密封环的内侧壁(19)上带有1-3个高度为0.1-0.5mm的密封环环状凸起(20)；副密封圈环状凸起(21)与密封环环状凸起(20)交错间隙排布。

9.根据权利要求1所述的汽车空调压缩机电磁离合器轴承密封装置，其特征在于主密封圈(5)的主密封圈主唇(11)与轴承内圈(2)上密封槽(15)的密封槽内侧壁(14)接触密封，主密封圈第三唇(13)与轴承内圈(2)上辅助密封槽(16)间隙密封，主密封圈副唇(12)与密封槽(15)外侧的密封挡边(28)密封配合；密封槽(15)与其内侧的辅助密封槽(16)连接；主密封圈(5)的靠近内径部位是主密封变形臂(17)，主密封圈主唇(11)在主密封变形臂(17)内侧，主密封圈副唇(12)在主密封变形臂(17)外侧，主密封圈第三唇(13)在主密封变形臂(17)上方。

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