CN102102762A - 具有收集沟槽的抛甩环 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有收集沟槽的抛甩环。总体而言，本发明涉及一种具有抛甩环的密封系统，抛甩环用于在可转动的轴承部件与静态的轴承部件之间进行密封，其中，该抛甩环具有第一端块，该第一端块不仅形成了抛甩环的外周，而且也形成了布置在盘状的外部面上的裂隙边沿。提出了如下的解决方案，即，该解决方案减少摩擦系数，但不必接受在密封作用方面的损失，而仍可以保持成本经济地制造所述密封系统。为此，所述抛甩环具有第二端块，其中，所述端块共同形成了位于裂隙边沿附近的第一收集沟槽，并且所述第二端块分别与静态的轴承部件形成环形的密封缝。

Description

具有收集沟槽的抛甩环

技术领域

本发明涉及一种用于在滚动轴承的轴向外侧上在可转动的轴承部件与静态的轴承部件之间进行密封的抛甩环(Schleuderring)，其中，该抛甩环具有用于将抛甩环固定在可转动的轴承部件上的固定部件，并且从固定部件出发基本上沿径向远离抛甩环的旋转轴线延伸，其中，抛甩环的盘状的外部面设置用于部分地一并形成滚动轴承的外侧，并且抛甩环的第一端块不仅形成了抛甩环的外周，而且也形成了布置在盘状的外部面上的裂隙边沿(Abrisskante)。此外，本发明涉及一种用于滚动轴承的、尤其是用于车轮轴承的密封系统，该密封系统具有这样的抛甩环。

背景技术

这种抛甩环用在密封系统中，该密封系统用在径向滚动轴承中，例如用于汽车的车轮轴承中。

大量密封唇提高了用于所述滚动轴承的密封系统的密封效果，所述密封唇例如沿径向或轴向构造密封接触部。然而，由此相应地提高了密封系统的摩擦系数，由此，需要更高的力消耗并且由此需要提高的能量消耗。每种密封系统是所要求的密封作用与所希望的能量消耗或者说汽车领域中燃料消耗之间的折衷方案。

由DE 3838824A1公开了一种呈匣式密封件形式的密封系统，该密封系统由静态的密封环和可转动的抛甩环构成。该抛甩环具有片材改型件和弹性部件，其中，该弹性部件由片材改型件承载。此外，所述弹性部件在密封环的盘状的外部面上形成裂隙边沿，其中，同样构造了径向的密封唇，该密封唇与密封环的承载片保持滑行式地密封接触。

通过裂隙边沿，在滚动轴承的轴向外侧上实现了如下的机构，该机构将喷射水径向的运动方向由径向向外指向的运动至少部分地转向为轴向指向的运动。由此能够确保：在水越过可转动的轴承部件与静态的轴承部件之间的密封缝的开口运动时，没有水渗入密封缝中，也没有污物颗粒进入密封系统中及最终也被冲刷到滚动轴承的滚动腔中。

通过呈很长的并且曲折的密封缝形式的预密封迷宫件，也可以无接触地实现密封作用，但其中，明显提高了用于构造密封环和抛甩环的制造花费。

发明内容

因此，本发明的任务是：给出一种用于滚动轴承的、尤其用于车轮轴承的抛甩环及密封系统，其具有较高的密封效果、较低的摩擦系数以及较少的制造成本。

该任务通过开头所述类型的车轮轴承单元以如下方式得到解决，即，所述抛甩环具有第二端块，其中，所述端块共同形成了第一收集沟槽，并且所述端块分别设置用于与静态的轴承部件或者其它静态的轴承部件形成环形的密封缝。此外，所述任务通过如下的密封系统，尤其是通过匣式密封系统得到解决，该密封系统具有这样的抛甩环。

按本发明的用于密封的抛甩环装在可转动的轴承部件与静态的轴承部件之间，其中，所述轴承部件彼此同中心地布置，也就是说，它们具有相同的旋转轴线。在滚动轴承的运行状态下，污物颗粒和湿气位于滚动轴承的必要时至少部分地由可转动的轴承部件和静止的轴承部件形成的轴向外侧上，这是因为在这种情况下是没有密封的或者略微密封的区域，该区域经受环境影响。

所述抛甩环具有用于将抛甩环固定在可转动的轴承部件上的固定部件。从该固定部件出发，所述抛甩环基本上沿径向从抛甩环的旋转轴线延伸出来。在此，是指抛甩环的一个或者多个如下的径向部件，所述径向部件必要时略微在轴向上彼此错开，或者抛甩环在该其中一个或者其他的径向部件上具有用于转速传感器(例如用于防抱死系统)的信号发射器，尤其具有编码器。虽然在轴向上加以拓宽，但是在不计大多实施为空心圆柱形的固定部件的情况下，所述抛甩环基本上是盘状的。

设置所述抛甩环的盘状的外部面用于至少部分地一并形成滚动轴承的外侧。由此，所述抛甩环承担密封功能，该密封功能尤其使喷射水或污物颗粒远离密封系统。对此有利的是，所述抛甩环的盘状的外部面与可转动的轴承部件以及静态的轴承部件的轴向外侧一样布置在相同的径向的平面内。

所述可转动的轴承部件可以是轮毂、内圈或者另一可转动的轴承圈，该轴承圈与轮毂一起实施轮毂的旋转。

所述静态的轴承部件可以是如下的轴承圈，例如静态的外圈，该外圈可以固定在轮架上。作为替代方案，所述静态的轴承部件也可以是密封系统的密封环，设置该密封环用于至少部分地包围抛甩环。特别的实施方式例如是匣式密封件，其突出之处在于特别的密封性。

此外设置为，所述抛甩环的第一端块不仅形成了抛甩环的外周，而且形成了布置在盘状的外部面上的裂隙边沿。优选所述第一端块指向静态的轴承部件的外边沿，并且与该外边沿形成了环形的密封缝。由此，所述第一端块确保：裂隙边沿的内部面和第一端块的外部面围成很小的角度，由此，通过经由该裂隙边沿甩出的水而形成有效的抽吸效应，该抽吸效应在第一端块与静态的轴承部件之间的密封缝的口部前方产生低压，该低压将已经渗入的喷射水从密封系统中吸出来。

此外，所述抛甩环具有第二端块，其中，第一端块和第二端块共同形成了第一收集沟槽。所述收集沟槽有利地布置在裂隙边沿的附近，由此，能够在轮毂的根据运行的旋转中连续地向外吸出所收集的水。决定性的是，所述第一端块不仅形成了裂隙边沿，而且也部分地形成了第一收集沟槽，由此，抽吸效应得到最佳地利用。

两个端块与静态的轴承部件或者多个静态的轴承部件分别形成环形的密封缝。例如可以考虑所述第一端块与固定的外圈形成密封缝，其中，第二端块与密封环的空心圆柱形的固定部件形成了密封缝。完全有利的是，用密封系统的不同的静态的轴承部件或部件形成密封缝。决定性的是：由于在所描述的抽吸效应的裂隙边沿的附近，通过密封缝排空所述收集沟槽，由此水和异物颗粒不会通过其它密封缝进入密封系统的内部，而是通过抽吸效应向外输送。为此，第二端块距对置的静态的轴承部件的最小的径向距离应该与第一端块距静态的轴承部件的径向距离等大，或者小于第一端块距静态的轴承部件的径向距离。有利的是，与第二端块的密封缝相比，所述第一端块的密封缝在径向上距旋转轴线更远。

有利的是，所述静态的轴承部件的内部面与第一端块的外部面形成了环形的腔，该环形的腔在相对于旋转轴线的纵剖面具有楔形，该楔形朝向第一端块的密封缝的方向逐渐变细。

有利的实施方式构造了圆锥扇段形状的端块。以这种方式为收集沟槽实现了径向的深度，其中，在端块上必须使用相对较少的材料。

在有利的实施方式中，所述端块在相对于旋转轴线的纵剖面中呈V形地布置。由此可行的是，实现了具有大容积的收集沟槽，该收集沟槽能够在径向上通过静态的轴承部件或者多个静态的轴承部件来遮盖。在这样界定的收集沟槽中收集的喷射水滴不仅在一侧在周向上加速，并且在径向对置的一侧在相反的周向上加速。由此，所述喷射水滴几乎在收集沟槽中滚动，并且基于保持形状的表面张力而由该收集沟槽在周向上引导。由此，有效地形成水环，水仅能很困难地从该水环中出来渗过所述两个密封缝之一。只有借助于抽吸效应吸引的水才能穿过第一端块的密封缝到达，由此，保护密封系统的内部受到有效保护免于水和污物颗粒的进入。

在有利的实施方式中，相对于裂隙边沿在轴向上内置地将环形的轴向敞开的外凹口构造在抛甩环上。所述外凹口允许通过离心力向外甩出的水首先部分地沿轴向转入朝向密封系统的方向，以便随后向外转向轴向上的反方向，其中，水在径向上在抛甩环的盘状的外部面上向外跑。以这种方式可行的是，由于水粘附在抛甩环的外部面上，更多份额的水能够至少部分地转入轴向上，由此，进一步增强抽吸效应。

在有利的实施方式中，所述外凹口和/或第一端块和/或第二端块由弹性部件构成。原则上可行的是，能够由金属，尤其是由片材制成整个抛甩环，连同端块在内。然而有利的是，所述抛甩环的在不同实施例中假定为不同形状的部件由弹性材料，例如由弹性体构成。以这种方式可行的是，由具有载体和有待固定在载体上的弹性部件的固定部件构成所述抛甩环。所述弹性部件能够可选择地构成外凹口、第一端块和/或第二端块。

所述弹性部件有利地至少部分地构成抛甩环的盘状的外部面。由此，能够以如下方式成型所述外部面，即，在离心作用下出现有利的水流，该水流支持第一端块的密封缝处的抽吸效应。

在有利的实施方式中，所述弹性部件在盘状的外部面附近包含磁性的或者可磁化的附加物，并且构成多极编码器。所述附加物是适合于形成磁场或者说保持磁场的材料。在此，可以考虑的是，在喷射时，所添加的颗粒实现机械的预先取向。编码部之后通过磁化从外面置入，该磁化过程交替地在周向上取向，从而在周向上轮流地出现北极和南极。

在有利的实施方式中，所述弹性部件构成密封足，该密封足用于在旋转的轴承部件之间形成静态的密封。所述抛甩环与可转动的轴承部件一起旋转，该抛甩环固定在该可转动的轴承部件上。为了防止抛甩环的固定部件与可转动的轴承部件之间的锈蚀，可以设置如下的密封足，该密封足关于抛甩环和可转动的轴承部件表现为静态的密封件(尽管两个部件转动)。

在有利的实施方式中，所述按本发明的密封系统除了抛甩环之外还具有密封环，其中，密封环同样具有密封唇，而设置所述密封唇用于与抛甩环一起建立滑行式密封接触。所述密封环和抛甩环优选形成了匣式密封件，该匣式密封件具有较高的密封效果，并且同时可以简单地操作。

本发明的其它有利的构造和优选的改进方案从附图说明和/或从属权利要求中获得。

附图说明

下面根据附图中示出的实施例对本发明进行详细描述和解释。

其中：

图1以纵剖图示出具有密封环和抛甩环的密封系统，抛甩环具有径向外置的收集沟槽以及裂隙边沿，

图2以纵剖图示出具有图1中的密封环和弯曲的抛甩环的密封系统，抛甩环具有径向外置的收集沟槽以及裂隙边沿，

图3示出在加载水的情况下图1中的密封系统。

具体实施方式

图1以纵剖图示出具有密封环4和抛甩环的密封系统，抛甩环具有径向外置的收集沟槽18以及裂隙边沿33。

所示出的密封系统例如能够用在两列式斜球轴承中，如其现今通常用在汽车应用中那样。所述密封环4在安装时，在轴向上扣入外圈1的内槽中。随后，所述抛甩环以其呈空心圆柱形的固定部件11压装到内圈3上。

优选的是，所述抛甩环的径向部件10和固定部件11通过连接部件12相互连接，该连接部件12形成圆锥扇段的形状，并且将所述两个环形的部件结合在一起。

弹性部件一体地构成了两个端块15、16，以及密封足14和多极编码器13。以这种方式将不同的功能集中到弹性部件上，该弹性部件例如可以是弹性体，并且可以根据相应的使用情况进行设计，其中，由径向部件10、连接部件12以及固定部件11构成的保持部件不必为每种产品实施进行改变。

弹性部件已在外部面34下方以金属粉末来改善，从而能够构成在周向上交替的磁极。外凹口32相对于多极编码器13在径向上外置，设置所述外凹口32用于支持裂隙边沿33，方法是：在定中心过程中，所有向外输送的水首先朝向密封系统的方向获得轴向的转向，从而随后再次转向到轴向上的相反方向，由此所述喷射水以相对于外圈1或者说内部面17与第一端块15之间的密封缝的取向而言很陡的角度越过所述的密封缝甩出去。由此，在外圈1与第一端块15之间的密封缝的口部处形成低压，该低压将水和异物颗粒从收集沟槽18中进而因此从密封系统中吸出去。

在第一端块15和第二端块16的在纵剖面上呈V形的布置方案中，形成收集沟槽18，其中，旋转的收集沟槽18与静态的轴承部件，也就是外圈1或者说其内部面17相对置。优选内部面17和所述第一端块15的外部面在相对于旋转轴线的纵剖面中形成楔形，该楔形朝向裂隙边沿33的方向逐渐变细。该逐渐变细部对抽吸效应给予支持，该抽吸效应将水和污物从收集沟槽18中向外输送。由已知的密封唇装置引起的是，水和污物在密封接触部的附近或者密封缝的附近始终积累在相对旋转的部件之间的径向间距最小的侧上。同样已知的是，所述面的角度位置能够对此作出贡献，方式为：与外侧相比，在润滑介质侧上设置有更强烈地靠向径向的面。由此进一步支持由收集沟槽18向外的输送效应。

优选的是，所述密封环承载了轴向的第一密封唇5、轴向的第二密封唇6以及径向的密封唇7。如果关注点在于摩擦系数或者密封作用，在需要时可能会省去或者设置所述密封唇。

通过以下方法形成另一优点，即所述第二端块16同样形成与外圈1或者说与内部面17之间的密封缝，并且由此不仅保护密封系统的内腔，而且也径向围起轴向的密封唇5、6的密封接触部，并且由此防止污物进入轴向的密封唇5、6的滑行式密封的密封接触部之中。

完全可行的是，给予固定部件11轴向较小的伸展，从而轴向加宽圆锥扇段状的连接块12，并且由此能够由密封足14遮盖更大的面。由此能够更有效地防止固定部件11与内圈3之间的锈蚀。

图2以纵剖面示出具有图1中的密封环和弯曲的抛甩环的密封系统，该抛甩环具有径向外置的收集沟槽18以及裂隙边沿33。

所示出的密封系统能够沿轴向缩短地实施，因为可选的多极编码器20在其径向的伸展上缩短，并且布置在弯曲的连接部件24上，该连接部件24将外部的径向部件22和内部的径向部件21相互连接。由此，为密封唇提供更多空间。

固定部件23类似于图1的固定部件11呈空心圆柱形地实施，但一直延伸到内圈3的外边沿。由此，可行的是，能够为轴向密封唇6获得更多的自由空间，由此，能够将其构造成更长的或者以其它方式将其优化，由此，能够更长时间地保持其密封作用或者在其它方面得到增强。此外，所述连接部件24保护轴向密封唇6的密封接触部，由此非常有利地防止由异物颗粒引起的增加的材料磨损。

此外，通过第二收集沟槽27保护轴向的密封唇5的密封接触部或者说在轴向的密封唇5磨损之后，通过第三收集沟槽26对轴向的密封唇6的密封接触部还附加地加以保护，以免于磨损。

可以进一步在轴向上缩短所示出的密封系统，方式为：省去轴向的密封唇5，并且将密封环4在轴向上移近抛甩环。

在其余方面参照图1的实施例。

图3示出了在以水加载的情况下，图1中的密封系统。以相对于旋转轴线的纵剖图在两个在直径上对置的剖切部位上示出了密封系统，其中，直径上的距离缩短地示出。

在滚动轴承运行期间，在外部面上在径向上向外甩的水根据所示出的箭头在外凹口32内部部分地在轴向上偏转，由此，在旋转的第一端块15与固定的外圈1之间的密封缝的口部上引起了所介绍的抽吸效应。

在相应的水量的情况下，在收集沟槽18中构成水环31，该水环31通过在周向上相对运行的内部面和外部面形成，并且由于在轴向上的表面张力几乎不能排出水颗粒。因此，水优选沿着抽吸方向S运动，该抽吸方向S通过直接在密封孔前面的粗箭头示出，并且该抽吸方向S足以从水环33中释放水。

如果水滴30仍到达密封系统的内部，那么水滴由收集沟槽27收集，并且在周向上引开，从而水滴能够在直径上对置地、由于重力而(向下)流出。在这种情况下，环形的第二端块16的圆锥扇段形状支持：水30进一步沿径向向下引导，并且通过外圈1的内部面17从密封系统中出来。

在运行中形成的水环31有利地用作动态的密封元件，因为水环31在内侧及在外侧发生碰触，并且通过在水环31内部产生的涡流实现对相对运动的补偿。结果通过水环31，由于水环31滑行式地贴靠在面17上以及贴靠在第一端块15的外部面上，而封闭所述密封系统的内腔。

此外，所述水环31具有如下有利的功能：在收集沟槽18的内部冲洗已经粘附在中间的污物，以及通过所描述的抽吸效应再次从密封系统中输出，并且由此清除污物。

总之，本发明涉及一种具有抛甩环的密封系统，抛甩环用于在可转动的轴承部件与静态的轴承部件之间加以密封，其中，所述抛甩环具有第一端块，该端块不仅形成了抛甩环的外周，而且也形成了布置在盘形的外部面上的裂隙边沿。提出了一种减少摩擦系数，但不必在密封作用方面接受损失的解决方案，而所述密封系统仍能成本经济地制造。为此，所述抛甩环具有第二端块，其中，所述第二端块在裂隙边沿附近共同形成第一收集沟槽，并且所述第二端块分别与静态的轴承部件形成了环形的密封缝。

附图标记列表

1    静态的轴承部件

2    滚动体

3    可转动的轴承部件

4     密封环

5     轴向的第一密封唇

6     轴向的第二密封唇

7     径向的密封唇

10    径向部件

11    固定部件

12    连接部件

13    多极编码器

14    密封足

15    第一端块

16    第二端块

17    内部面

18    第一收集沟槽

20    多极编码器

21    内部的径向部件

22    外部的径向部件

23    固定部件

24    连接部件

26    第三收集沟槽

27    第二收集沟槽

30    液体

31    水环

32    外凹口

33    裂隙边沿

34    外部面

S     抽吸方向

Claims (10)

1.用于在滚动轴承的轴向外侧上在能转动的轴承部件(3)与静态的轴承部件(1)之间进行密封的抛甩环，其中，所述抛甩环具有用于将所述抛甩环固定在所述能转动的轴承部件(3)上的固定部件(11、23)，并且所述抛甩环从所述固定部件(11、23)出发，基本上在径向上从所述抛甩环的旋转轴线延伸离开，其中，所述抛甩环的盘状的外部面(34)设置成用于部分地一并形成所述滚动轴承的外侧，并且所述抛甩环的第一端块(15)不仅形成所述抛甩环的外周，而且也形成布置在所述盘状的外部面(34)上的裂隙边沿(33)，其特征在于，所述抛甩环具有第二端块(16)，其中，所述端块(15、16)共同形成第一收集沟槽(18)，并且所述端块(15、16)分别设置成用于与所述静态的轴承部件(1)或者另外的静态的轴承部件形成环形的密封缝。

2.按权利要求1所述的抛甩环，其中，所述端块(15、16)构成圆锥扇段状的形状。

3.按上述权利要求中任一项所述的抛甩环，其中，所述端块(16、17)在相对于旋转轴线的纵剖面中呈V形地布置。

4.按上述权利要求中任一项所述的抛甩环，其中，相对于所述裂隙边沿(33)径向内置地将环形的、轴向敞开的外口(32)构造在所述抛甩环上。

5.按上述权利要求中任一项所述的抛甩环，其中，与所述第二端块(16)相比，所述第一端块(15)具有较大的外半径。

6.按上述权利要求中任一项所述的抛甩环，其中，所述外凹口(32)和/或所述第一端块(15)和/或所述第二端块(16)由弹性部件构成。

7.按权利要求6所述的抛甩环，其中，所述弹性部件至少部分地构成所述抛甩环的所述盘状的外部面(34)。

8.按权利要求7所述的抛甩环，其中，所述弹性部件在所述盘状的外部面(34)附近包含磁性的或者能磁化的附加物，并且用所述附加物构成多极编码器(13、20)。

9.按权利要求6到8中任一项所述的抛甩环，其中，所述弹性部件具有密封足(14)，所述密封足(14)设置成用于与所述旋转的轴承部件(3)一起形成静态的密封。

10.密封系统，具有按上述权利要求中任一项所述的抛甩环。

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