CN102472325B - 滚动轴承、尤其汽车中双质量飞轮所用的单列式深沟球轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种构造为单列式深沟球轴承的滚动轴承(5)，该滚动轴承(5)主要由内轴承圈(6)、以及同轴于该内轴承圈(6)地布置的外轴承圈(7)、以及布置于该轴承圈(6、7)之间的多个轴承球(8)构成，所述轴承球(8)在内轴承圈(6)的外表面(11)中以及外轴承圈(7)的内表面(12)中的沟槽状滚道(9、10)中滚动，并且由轴承保持架(13)在周向上以相对彼此均匀的间距加以保持，其中，滚动轴承(5)的内腔(14)通过两个轴向地彼此对置的环形密封件(15、16)来密封，并且具有滚动轴承润滑物质的终身填充。依据本发明，两个密封件(15、16)中的至少一个构造为成角型材状的唇式密封件(17)，该唇式密封件(17)的形状稳定的径向密封边(18)固定在外轴承圈(7)上，以及以与内轴承圈(6)的轴向侧(19)形成缝隙密封部(20)的方式来布置，并且该唇式密封件(17)的弹性轴向密封唇(21)以在下方搭接内轴承圈(6)、以及刮擦式地贴合在内轴承圈(6)的内表面(22)上的方式来布置，并且同时被构造为过压阀门。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的构成前序部分的特征的、构造为单列式深沟球轴承的滚动轴承，该滚动轴承能尤其有利地用于将次级质量支承在汽车中的双质量飞轮的初级质量上。
背景技术
公知的是，双质量飞轮布置在汽车的内燃机与变速器之间，并且设置用于提高驾乘舒适性。这样的双质量飞轮基本上由直接与内燃机的曲轴连接的片状初级质量以及同轴于该初级质量地布置的片状次级质量构成，所述次级质量通过离合器与变速器的输入轴相连接。在此，两个质量通过多个布置于这两个质量之间的、呈通常为两个彼此对置的、弯曲的螺旋压力弹簧形式的缓冲机构来彼此联接，并且逆着该缓冲机构的作用地，两个质量借助布置在初级质量处的支承法兰上的减少摩擦的支承件而能相对彼此扭转。当汽车运行时，通过内燃机的转动中的曲轴来主动驱动初级质量，而与此同时，通过缓冲元件，一并带动在其那方面对变速器输入轴进行驱动的次级质量。在此，通过缓冲元件，一方面使由传动系内运动的质量的不平衡性造成的不平稳状况得到缓冲，并且另一方面，由于活塞运动造成的内燃机转动不平稳状况得到缓冲。
因为双质量飞轮的次级质量与初级质量之间的支承件首要地通过来自离合器的温度影响而经受尤其高的磨损，所以该支承件通常通过特殊的、呈所谓的DFC-轴承形式的深沟球轴承来形成，如其由例如DE 4214655A1和DE 19631725A1所公知的那样。公知的是，此深沟球轴承由内轴承圈和由外轴承圈以及由多个布置于这些轴承圈之间的轴承球构成，该轴承球在内轴承圈的外表面中以及在外轴承圈的内表面中的沟槽状滚道中滚动，并且在周向上以相对彼此均匀的间距由轴承保持架加以保持。因为未为双质量飞轮中的深沟球轴承设置补充润滑可行性方案，由此，该深沟球轴承的寿命依赖于现有的润滑物质存量的多少。因此，为了以对于深沟球轴承的整个寿命来说足够的润滑物质量来填满此深沟球轴承的内腔，该深沟球轴承具有单侧专用的塑料密封帽，该塑料密封帽在上方或在下方搭接外轴承圈和内轴承圈，并且构造有附加的轴向空腔，通过所述轴向空腔使得轴承内腔的容积提升了多倍。
但是，这样的在双质量飞轮的深沟球轴承上的密封帽在其生产中相对地花费高，而且在轴承装配中是易损的，并且此外，在实践中已经如下方式地明确被证明为不利的是：塑料密封帽的刮擦式(schleifend)贴合在内轴承圈的内表面上的密封圈具有较高的预紧度和相对较小的弹性，由于所述较高的预紧度和较小的弹性，此密封圈与内轴承圈之间产生很高的摩擦转矩。在此，此密封圈的几乎彻底提早的磨损的原因在于高摩擦转矩，从而接下来由于此密封区域缺少遮盖，而通过相邻的、在塑料密封帽与内轴承圈之间的密封缝隙而发生润滑物质泄漏，以及发生深沟球轴承的寿命缩短。
因此，为了避免此缺点，通过截至本专利申请的申请时刻还未公开的、官方案卷号为102008048517.9的德国专利申请，提出一种用于双质量飞轮的滚动轴承，该滚动轴承与前面介绍的深沟球轴承具有基本相同的构造，但是构造有不同于标准规格的、大得多的轴向宽度，从而在轴承圈之间获得对于润滑物质终身填充来说足够大的内腔容积。在此，滚动轴承的内腔通过两个彼此轴向相对置的而且被构造为经金属加强的唇密封圈的环状密封件来加以密封，该环状密封件一方面扣入外轴承圈的内表面中的相应保持槽中，并且另一方面，分别具有两个刮擦式贴合在内轴承圈的外表面上的密封唇。附加地，在该环状密封件中，在轴承分圈(Lagerteilkreis)的高度，还加工多个较小的通气孔，当在高温下由填入的润滑物质释放的气体产生的、滚动轴承的内腔中的容许气压被超过时，通过该通气孔滚动轴承能得到强制通气。
但在该双质量飞轮的深沟球轴承所用的密封件中，不利之处在于：通气孔只能通过花费高的激光打孔进行，进而由此，以购置相应的成本极高密的激光打孔装置以及相匹配的接纳工具为前提。同样地，激光打孔需要其他的附加的工作步骤，如在通气孔的激光加工之后清洁密封环以及可视监控，从而使得这种密封件的生产成本徘徊于不经济的范围内。此外，在实践中已经证明：这样的通气孔容易被污物或由于润滑物质发生树脂化而被阻塞，从而该通气孔不再能实现所希望的功能，并且当轴承的内腔中的容许气压被超过时，润滑物质利用密封环的弹性的密封唇而被挤出，以及同样地深沟球轴承的寿命缩短。
发明内容
因此，由于所阐释的现有技术的公知的缺点，本发明基于如下任务，即：设计一种滚动轴承，特别是双质量飞轮所用的单列式深沟球轴承，该滚动轴承设置有耐磨的而且能低成本地制造的密封件，同时，当滚动轴承的内腔中的容许气压被超过时，该密封件确保滚动轴承得到可靠通气。
依据本发明，所述任务在根据权利要求1的前序部分的滚动轴承中以如下方式得以解决，即：两个密封件中的至少一个构造为成角型材状的唇式密封件，该唇式密封件的形状稳定的径向密封边固定在外轴承圈上，以及以与内轴承圈的轴向侧形成缝隙密封部的方式来布置，并且该唇式密封件的弹性的轴向密封唇以在下方搭接内轴承圈、并且刮擦式地地贴合在该内轴承圈的内表面上的方式来布置，并且同时，构造为过压阀门。当滚动轴承的内腔内的容许气压被超过时，通过该过压阀门、通过缝隙密封部以及通过在此至少在局部从内轴承圈内表面抬起的密封唇，来使滚动轴承能强制通气。
在从属权利要求中介绍了依据本发明构造的滚动轴承的优选构造方案和有利的改进方案。
于是，依据权利要求2，在依据本发明所述构造的滚动轴承中，设置为：优选只有次级质量侧的密封件构造为成角型材状的唇式密封件，而初级质量侧的密封件通过公知的唇密封环来形成，唇密封环一方面扣合到外轴承圈的内表面中的保持环中，另一方面具有两个在内轴承圈的外表面处刮擦式贴合的密封唇。这样的密封副已经证明为特别低成本的并且在功能方面是足够的，这是因为公知的唇式密封件提供了理想的、防止润滑物质从轴承流出的密封，同时避免来自置于附近的离合器壳的污物进入轴承。但也可以考虑的是：将滚动轴承的两个密封件构造为成角型材状的唇式密封件。
根据权利要求3，依据本发明构造的滚动轴承的另一特征是，成角型材状的唇式密封件的径向密封边被金属加强部加固，并且能借助所述径向密封边的自由边缘部分扣合到外轴承圈内表面中另外的环绕式的接纳槽中。在此，金属加强部保证了在其他情况下由硫化弹性体制成的唇式密封件的径向刚性，并且确保：对着内轴承圈的轴向侧形成的缝隙密封部具有均匀的缝隙尺寸。
依据权利要求4，依据本发明构造的滚动轴承此外还见长于：内轴承圈具有如下的轴向宽度，该轴向宽度比外轴承圈减去了唇式密封件的径向密封边的厚度以及缝隙密封部的缝隙尺寸。由此确保：滚动轴承在装入的唇式密封件的情况下具有连续一致的轴向宽度。此外，内轴承圈在其内表面处以大致减去了唇式密封件的轴向密封唇长度的支承座宽度来构造，以便满足轴向密封唇的、必需的结构空间需求。在此，要么是内轴承圈内表面的与轴向密封唇刮擦式接触的部分可以具有与支承座相同的直径，从而使得初级质量上的支承法兰带有与此密封唇厚度相应的退刀槽地构造；要么是内轴承圈的内表面配备有这样的阶梯式的退刀槽，从而使得：在装入唇式密封件的情况下，轴向密封唇的底侧大致具有与轴承座相同的水平高度。
此外，根据权利要求5，依据本发明构造的滚动轴承的适当的改进方案为：内轴承圈内表面的与唇式密封件的轴向密封唇刮擦式接触的部分附加地构造有环绕式的槽和朝向内轴承圈的轴向侧分布的倒角，以便由此减小轴向密封唇在内轴承圈上的摩擦面。由此，在环绕式的槽与倒角之间，在内轴承圈的内表面上形成大致为楔形的环形轮廓，唇式密封件的轴向密封唇仅还通过与内轴承圈的、低摩擦的线型接触贴合到所述内轴承圈上。此外，轴向密封唇的弹性以及不可避免的、通过缝隙密封部流出的润滑物质泄漏负责使轴向密封唇在滚动轴承的寿命之内几乎不受磨损。
最后，通过权利要求6和7，作为依据本发明的有利方案还提出：唇式密封件在其径向密封边的内侧上具有附加的预密封唇，并且在稍前于唇式密封件的预密封唇之时，将附加的离心槽(Schlaudernut)加工到内轴承圈的外表面中。在此，该附加的预密封唇具有大致为单坡屋顶形的型廓，并且应该避免的是：在轴承静止状态下，液态的或低粘性的润滑物质能直接地滴到该单坡屋顶形的型廓与内轴承圈的轴向侧之间的缝隙密封部中。与此相对地，该内轴承圈的外表面中的离心槽优选地具有半圆形型廓截面，并且在轴承运行中构成撕裂边，该撕裂边应该避免润滑物质由于离心力而蠕行进入缝隙密封部中。附加地，另一方面也可以在稍前于初级质量侧的唇密封换之时，将这样的离心槽加工到内轴承圈的外表面中，以便在轴承的这侧上也形成撕裂边，该撕裂边防止润滑物质由于离心力而在密封唇下方蠕行穿过该密封唇。
总之，由此依据本发明构造的、双质量飞轮所用的深沟球轴承相对于由现有技术公知的深沟球轴承具有如下优点，即：该深沟球轴承具有同时构造为过压阀门的唇式密封件，该唇式密封件尽管刮擦式地接触内轴承圈，但仍由于其径向密封唇的弹性几乎是无摩擦的，并且由于局部从内轴承圈的内表面抬起而确保：当滚动轴承内腔中容许的气压被超过时，滚动轴承的可靠通气。由此，同时能取消高花费地加工出各受到阻塞威胁的单个排风孔，从而使得唇式密封件总体上能特别低成本地制造。此外，存在如下可能性，即：通过唇式密封件的密封唇的不同的尺寸设定，滚动轴承内腔容许的气压在其高度方面被相应地界定。唇式密封件也能够简单而且可靠地在无密封唇翻开的风险下装配在滚动轴承上，并且同时由于其从外部的可见性而实现了：滚动轴承在双质量飞轮中可靠的而位置准确的装配。
附图说明
下面，参考附图进一步阐释根据本发明构造的滚动轴承的优选实施例。在此：
图1示出具有依据本发明构造的滚动轴承的双质量飞轮的截面图；
图2示出依据本发明构造的滚动轴承的放大的整体图示；
图3示出依据图2的、依据本发明构造的滚动轴承的细部X的放大的图示；
图4示出具有依据本发明构造的滚动轴承的方案的、依据图2的细部X的放大图示。
具体实施方式
由图1示出汽车用双质量飞轮1的示意图示，所述双质量飞轮1主要由直接与内燃机的曲轴连接的片状初级质量2和由同轴于初级质量2布置的片状次级质量3构成，所述次级质量3通过与变速器的输入轴的联接件进行连接。在此，两个质量2、3通过多个布置于这两个质量2、3之间的、但未详细示出的缓冲机构彼此联接，并且与这些缓冲机构的作用相反地，通过布置在次级质量2上的支承法兰4上的滚动轴承5而能相对彼此扭转。
另外，通过图2显见的是，布置于双质量飞轮1中的滚动轴承5主要由内轴承圈6构成，以及由同轴于该内轴承圈地布置的外轴承圈7构成，以及由多个布置于轴承圈6、7之间的轴承球8构成，所述轴承球8在内轴承圈6的外表面11中及外轴承圈7的内表面12中的沟槽状滚道9、10中滚动，并且由轴承保持架13在周向上、相对彼此以均匀的间距得以保持。在此，滚动轴承5的内腔14由两个彼此轴向地对置的环形密封件15、16加以密封，并且完全地以未详细示出的滚动轴承润滑物质填充，所述润滑物质的量被设计用于整个的轴承寿命。
此外，由图3清晰可见的，次级质量侧的密封件16根据本发明所述构造为成角型材状的唇式密封件17，所述唇式密封件17的形状稳定的径向密封边18固定在外轴承圈7上，并且所述径向密封边18与内轴承圈6的轴向侧19构成缝隙密封部20，并且所述唇式密封件17的弹性的轴向密封唇21在下方搭接内轴承圈6，并且刮擦式地贴合在所述内轴承圈6的内表面22上。在此，轴向的密封唇21同时构造为过压阀门，当所述滚动轴承5的内腔14中的、通过填入的润滑物质释放的气体产生的容许的气压被超过时，通过所述过压阀门使滚动轴承5通过缝隙密封部20以如下方式得到强制通气，方式为：密封唇21在此至少局部地从内轴承圈6的内表面22抬起。与之相对照地，初级质量侧的密封件15显而易见地构造为公知的唇式密封件，该唇式密封件被保持在外轴承圈7的内表面12中的环绕式的接纳槽23中。
此外，由图3得出，成角型材状的唇式密封件17的径向密封边18被金属加强部24加固，并且借助其自由的边缘部分25扣合到外轴承圈7的内表面12中的另一环绕式的接纳槽26中。在此，金属加强部24保证了在其他情况下由硫化弹性体组成的唇式密封件17的径向刚性，并且确保：相对于内轴承圈6的轴向侧19形成的缝隙密封部20具有均匀的缝隙尺寸。
同样在图3中可见的是，内轴承圈6相对于外轴承圈7具有大致减去了唇式密封件17的径向密封边18的厚度的轴向宽度，以及在其内表面22上具有大致减去了轴向密封唇21的长度的支承座宽度。在此，内轴承圈6的内表面22的与轴向密封唇21保持刮擦式接触的部分具有与内轴承圈的未详细标注的支承座相同的直径，从而如在图1中所示的那样，初级质量2上的支承法兰4被构造有与此密封唇21的厚度相应的退刀槽。
最后，在图3中还可见的是，内轴承圈6的内表面22的与唇式密封件17的轴向密封唇21保持刮擦式接触的部分被附加地构造有环绕式的槽27和向内轴承圈6的轴向侧19分布的倒角28，以便由此减小轴向密封唇21在内轴承圈6上的摩擦面。由此，在环绕式的槽27与倒角28之间，在内轴承圈6的内表面22上形成大致为楔形的环形轮廓，唇式密封件17的轴向密封唇21仅还通过与内轴承圈6低摩擦的线型接触贴合在所述内轴承圈6上。
此外，在图4中还示出依据本发明构造的滚动轴承5的有利的方案，在该方案中，唇式密封件17在其径向密封边18的内侧上具有附加的、具有单坡屋顶形型廓的预密封唇29，借助该预密封唇29，在轴承静止状态下，能避免液态的润滑物质直接地滴到该径向密封边18与内轴承圈6的轴向侧19之间的缝隙密封部20中。另外，在此方案中，稍前于唇式密封件17的预密封唇29，还将附加的、具有半圆形型廓的离心槽30加工到内轴承圈6的外表面11中，在轴承运行中，该离心槽形成撕裂边，以防止润滑物质由于离心力而蠕行进入缝隙密封部20中。
附图标记
1双质量飞轮
2初级质量
3次级质量
4初级质量2上的支承法兰
5滚动轴承
6内轴承圈
7外轴承圈
8轴承球
9内轴承圈6中的滚道
10外轴承圈7中的滚道
11内轴承圈6的外表面
12外轴承圈7的内表面
13轴承保持架
14滚动轴承5的内腔
15密封件
16密封件
17唇式密封件
18唇式密封件17的径向密封边
19内轴承圈6的轴向侧
20缝隙密封部
21唇式密封件17的轴向密封唇
22内轴承圈6的内表面
23内表面12中的接纳槽
24径向密封边18的金属加强部
25径向密封边18的边缘部分
26内表面12中的接纳槽
27内表面22中的槽
28内表面22上的倒角
29径向密封边18上的预密封唇
30外表面11中的离心槽
Claims (8)
1.滚动轴承，用于汽车双质量飞轮（1）中，所述滚动轴承（5）主要由内轴承圈（6）、同轴于所述内轴承圈地布置的外轴承圈（7）、以及布置于所述轴承圈（6、7）之间的多个轴承球（8）构成，所述轴承球（8）在所述内轴承圈（6）的外表面（11）中的以及所述外轴承圈（7）的内表面（12）中的沟槽状滚道（9、10）中滚动，并且由轴承保持架（13）在周向上以相对彼此均匀的间距加以保持，其中，所述滚动轴承（5）的内腔（14）通过两个轴向地彼此对置的环形密封件（15、16）来密封，并且具有滚动轴承润滑物质的终身填充，其特征在于，所述两个密封件（15、16）中的至少一个构造为成角型材状的唇式密封件（17），所述唇式密封件（17）的形状稳定的径向密封边（18）固定在外轴承圈（7）上，并且所述径向密封边（18）以与所述内轴承圈（6）的轴向侧（19）形成缝隙密封部（20）的方式来布置，并且所述唇式密封件（17）的弹性轴向密封唇（21）以在下方搭接所述内轴承圈（6）、刮擦式地贴合在所述内轴承圈的内表面（22）上的方式来布置，并且同时构造为过压阀门，当所述滚动轴承（5）的内腔（14）中容许的气压被超过时，所述滚动轴承（5）能通过所述过压阀门经由所述缝隙密封部（20）、以及经由因此至少局部地从所述内轴承圈（6）的内表面（22）抬起的所述密封唇（21）来强制通气。
2.根据权利要求1所述滚动轴承，其特征在于，仅所述汽车双质量飞轮（1）的次级质量侧的密封件（16）构造为成角型材状的唇式密封件（17），而所述汽车双质量飞轮（1）的初级质量侧的密封件（15）通过保持在所述外轴承圈（7）的内表面（12）中的环绕式接纳槽（23）中的唇式密封件来形成。
3.根据权利要求2所述滚动轴承，其特征在于，所述成角型材状的唇式密封件（17）的所述径向密封边（18）通过金属加强部（24）来加固，并且能以所述径向密封边（18）的自由边缘部分（25）扣合到所述外轴承圈（7）的内表面（12）中另外的环绕式接纳槽（26）中。
4.根据权利要求2所述滚动轴承，其特征在于，所述内轴承圈（6）相对于所述外轴承圈（7）具有大致减去了所述唇式密封件（17）的所述径向密封边（18）的厚度的轴向宽度，以及在所述内轴承圈（6）的内表面（22）上具有大致减去了所述轴向密封唇（21）的长度的支承座宽度。
5.根据权利要求4所述滚动轴承，其特征在于，所述内轴承圈（6）的内表面（22）的与所述唇式密封件（17）的所述轴向密封唇（21）处于刮擦式接触的部分通过环绕式的槽（27）以及通过朝向所述内轴承圈（6）的轴向侧（19）分布的倒角（28）而在所述部分的宽度上以减小摩擦的方式来构造。
6.根据权利要求5所述滚动轴承，其特征在于，所述唇式密封件（17）在所述唇式密封件（17）的所述径向密封边（18）的内侧上具有附加的预密封唇（29），借助所述预密封唇（29），在轴承静止状态下，能避免液态的润滑物质直接地滴到所述径向密封边（18）与所述内轴承圈（6）的轴向侧（19）之间的所述缝隙密封部（20）中。
7.根据权利要求6所述滚动轴承，其特征在于，附加的离心槽（30）稍前于所述唇式密封件（17）的所述预密封唇（29）地加工到所述内轴承圈（6）的外表面（11）中，所述离心槽（30）在轴承运行中形成撕裂边，以防止润滑物质由于离心力而蠕行进入所述缝隙密封部（20）中。
8.根据权利要求1所述滚动轴承，其特征在于，所述滚动轴承是单列式深沟球轴承。
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