CN103016515A - 滚柱轴承密封件 - Google Patents

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Abstract

提供了一种轴承组件，其具有滚柱轴承，该滚柱轴承带有绕车轴的轴颈部分安装的内滚道。外滚道与内滚道组合以接收滚柱元件。垫环对中定位至轴倒角部上。环形耐磨环位于内滚道和垫环之间。改进的润滑剂密封装置被设置在耐磨环和支撑外滚道之间，且包括转动件、密封件、挡油环，在一些实施例中还包括固定件。

Description

滚柱轴承密封件
技术领域
本发明涉及一种密封的轴颈轴承，尤其涉及一种改进的锥形滚柱轴承组件密封装置。
背景技术
包含有被预先组装成独立式预润滑装置（其用于组装到车轴或轴端部的轴颈上）的两排锥形滚柱的滚柱轴承组件是已知的。这种轴承组件被用作组装到车轴的端部处的轴颈上的轨道车辆轴承。这种类型的轴承典型地采用两排锥形滚柱，所述滚柱通过它们相应的轴承内圈安装到公共轴承外圈的每一端部中，所述轴承内圈的内径的尺寸加工成提供与轴颈和与位于内圈之间的圆柱形套筒或间隔件干涉配合，所述圆柱形套筒或间隔件在轴颈上提供精确的间隔和适当的侧隙。安装在轴承外圈的每一端部内的密封件提供与靠在位于组件每一端部处的各轴承内圈的外端或背面的耐磨环的密封接触。这种密封件在美国专利No.5975533和7607836中示出。
在典型的轨道车辆设备中，轴颈在内侧端机加工有倒角部，具有与倒角部轮廓互补的表面和用于与内耐磨环的内侧端接合的抵靠表面的垫环将轴承组件精确定位在轴颈上。通过螺旋拧入车轴端部上的孔中的螺栓而安装在车轴的端部上的端盖与外侧耐磨环接合且将整个组件夹紧在车轴端部上。耐磨环典型地具有这样的内径，其尺寸加工成与轴颈在其长度的至少一部分上干涉配合，从而整个组件作为一个单元被按压到轴颈的端部上。
发明内容
本发明的轴承组件是包括绕车轴或轴的轴颈部安装的内座圈或内圈的滚柱轴承。内座圈包括向外的滚道。外座圈或外圈具有向内的滚道。滚柱元件位于内、外滚道之间且与之接触。
垫环具有与形成在轴上的倒角部的成形表面互补且接合的成形表面。倒角部从轴颈延伸至轴的肩部。所述成形表面协作以将垫环固定防止其沿着轴的轴向运动。
轴承组件包括密封组件，该密封组件提供屏障以将润滑剂保持在密封组件内和将污染物挡在外面。密封组件可包括邻近密封部分本身的固定件和邻近耐磨环的转动件。还设置有具有邻近耐磨环的部分的挡油环。密封部分、转动件、固定件和挡油环之间的相互关系用于将润滑剂保持在密封组件内且将污染物挡在外面。
附图说明
在附图中：
图1是其上安装有根据本发明实施例的锥形滚柱轴承组件的轴颈的剖面图；
图2是根据本发明第一实施例的锥形滚柱轴承密封组件的详细局部剖面图；
图3是根据本发明第二实施例的锥形滚柱轴承组件的详细局部剖面图；和
图4是根据本发明第三实施例的锥形滚柱轴承组件的详细局部剖面图。
具体实施方式
现在参考附图的图1，图1中整体由附图标记10表示的轴承组件示出为安装在位于轴或车轴14（典型地为轨道车辆车轴）的自由悬臂端上的轴颈12上。轴颈12被机加工成具有非常精密的公差，并且其内端部以延伸至车轴14的圆柱形肩部18的成形倒角部22终止。在车轴的自由端，轴颈部12以略微呈圆锥形或渐缩的引导部24终止，引导部24的尺寸设计成有助于轴承组件安装到轴颈上。多个螺纹孔26被形成在车轴14的端部中，用于接收带帽的螺钉或螺栓28，以将轴承保持盖30安装在轴的端部上，从而将轴承夹紧就位，如下文更充分描述的那样。
轴承组件10在通过盖30和螺栓28安装和夹紧到轴颈12上之前被预先组装。轴承组件包括整体式的轴承外圈或外滚道32，所述轴承外圈或外滚道32具有一对滚道34、36——在其每个端部附近各一个，该一对滚道分别与一对轴承内圈38、40协作，以分别支撑位于两者其间的两排锥形滚柱42、44。中心间隔件46位于内圈38、40之间以保持内圈相对于彼此精确地间隔定位，且允许适当的轴承侧隙。
轴承外圈32在其相对两端、在滚道34、36外侧设有圆柱形沉孔17、19；一对密封部分52、58被分别按压到外圈32的圆柱状沉孔17、19中。每个密封部分52、58包括弹性密封元件，该元件在一对密封耐磨环60、62的表面37、61上摩擦且与所述表面形成密封，该密封耐磨环具有分别与轴承内圈38、40的向外端部接合的向内端部。密封部分58与密封部分52相同，且将不再进行详细描述。耐磨环60的另一端被接收在环形垫环66的轴向向外端中的圆柱形沉孔64中，该环形垫环在其另一端上则具有尺寸加工成以干涉关系被接收在轴14的圆柱形肩部18上的沉孔68。沉孔64和耐磨环60的外径的尺寸也被加工成提供干涉配合，从而耐磨环60被按压到垫环66中，该垫环被精加工以提供与倒角部22的轮廓互补且当轴承被安装在轴上时与倒角部22的轮廓接合的成形内表面70。耐磨环62的向外端抵靠保持盖30中的沉孔31。
现在参考图2，提供了轴承组件10的密封组件部的详细视图。可以看到密封部分52包括大致圆柱形部件，其具有较大直径的第一端部部分48，该第一端部部分48被压入或安装到外圈32上的互补沉孔17中。密封部分52包括与第一端部部分48平行延伸的中间部分53和从中间部分53延伸且与第一端部部分48平行的第二端部部分54。中间部分53的一部分55与中间部分53垂直。
可以看到转动件（rotor）81是具有较大直径的外部部分82的大致圆柱形部件。中间部分83从外部部分82延伸且大致与之垂直。中间部分83包括抵靠着轴承内圈38的互补平坦表面94安装的大致平坦的外部部分93。转动件81的内部部分84从中间部分83延伸且大致与之垂直。转动件81的内部部分84具有外表面95，该外表面被抵靠着耐磨环60的外表面37安装。挡油环（slinger）112是通常由钢或聚合物塑料构成的大致圆柱形结构。挡油环112包括第一端部部分114、与第一端部部分114垂直的中间部分116和与中间部分116垂直的第二端部部分118。第一端部部分114的直径比第二端部部分118的大。第一端部部分114位于密封件52的中间部分53附近且在该中间部分53的径向外侧。中间部分116位于密封部分55附近且在其径向内侧。第二端部部分118包括与耐磨环60的外表面37邻近且与之抵靠的外表面。
转动件内部部分84的外表面95焊接、粘合或干涉配合地安装到耐磨环60的外表面37上。卷边或肋97或其它固定装置可定位于转动件81的内部部分84处，以固定到耐磨环60的外表面37。耐磨环60的外表面37中的倒角部98辅助卷边或肋97与外表面37的关系。密封部分52、挡油环112、转动件81的组合和构造帮助将润滑剂保持在密封组件内。在转动件81、内部部分84和外部部分82绕密封件第二端部部分54旋转时，润滑剂从密封组件内溢出所需的路径是弯曲的。优选地，密封件第二端部部分54最少延伸大约一半到由转动件外部部分82和内部部分84形成的通道中，但是这种延伸可以是从25%到75%或更多。应该理解，密封件52本身通常由与转动件81、固定件（stator）47和挡油环112同样的适当的钢构成。然而密封件52、转动件81、固定件47或挡油环112的一个或更多由例如聚酯的工程塑料聚合物或热塑性塑料或合成材料构成也在本发明的范围内。
现在参考图3，提供了轴承组件110的密封组件部的第二实施例的详细图。可以看出密封部分152包括大致圆柱形部件，具有按压或安装到外圈32中的互补沉孔117中的第一端部部分148。密封部分152包括与第一端部部分148垂直延伸的中间部分153，且第二端部部分155具有比第一端部部分148小的直径且与之平行。
固定件147是具有第一端部部分149的大致圆柱形部件，该第一端部部分具有邻近密封件152的第二端部部分155的内表面157且固定到该内表面157的外表面159。固定件147还包括与第一端部部分149垂直的中间部分161和与中间部分161垂直的第二端部部分151。
可以看到转动件181是具有较大直径的外部部分182的大致圆柱形部件。中间部分183从外部部分182延伸且与之大致垂直。中间部分183包括大致平坦的外部部分193，该外部部分193抵靠着轴承内圈138的互补平坦表面194安装。转动件181的内部部分184从中间部分183延伸且与之大致垂直。转动件181的内部部分184具有抵靠着耐磨环160的外表面137安装的外表面195。
转动件181的外表面195焊接、粘合或干涉配合地安装到耐磨环160的外表面137。卷边或肋197或其它固定装置可定位于转动件181的中间部分183和转动件181的内部部分184的外表面195之间的拐角处，以固定到耐磨环160的外表面137。耐磨环160的外表面137中的倒角部198辅助卷边或肋197定位于外表面137。
挡油环212是大致圆柱形结构，通常由钢或聚合物塑料构成。挡油环212包括第一端部部分214、与第一端部部分214垂直的中间部分216和与中间部分216垂直的第二端部部分218。第一端部部分214的直径比第二端部部分218的直径大，且在密封件152的第二端部部分155附近且在其径向外侧。中间部分216在转动件中间部分161附近且在其径向内侧。第二端部部分218包括位于耐磨环160的外表面137附近且与之抵靠的外表面。
包括固定件部分147、挡油环212和转动件181的密封部分152的组合和构造辅助将润滑剂保持在密封组件内。当转动件181内部部分184和外部部分182绕固定件147的第二端部部分151旋转时，润滑剂从密封组件内溢出所需的路径是弯曲的。优选地，固定件147的第二端部部分151的大约一半延伸到由转动件外部部分182和内部部分184形成的通道中，但是这种延伸可以是从25%到75%或更多。应该理解密封壳体152本身通常由与转动件181、固定件147和挡油环212同样的适当的钢构成。然而，密封部分152、转动件181、固定件147和挡油环212之一或更多由例如聚酯的工程热塑性塑料或合成材料构成也在本发明的范围内。
现在参考图4，提供了轴承组件210的密封组件部的第三实施例的详细图。可以看出密封部分352包括大致圆柱形部件，其具有按压或安装到外圈332中的互补沉孔317中的第一端部部分348。密封部分352包括与第一端部部分348垂直延伸的中间部分335，且第二端部部分353具有比第一端部部分348小的直径并与之平行。
固定件347是大致圆柱形部件，具有第一端部部分349，该第一端部部分具有与密封件352的第二端部部分353的内表面357邻近且固定到该内表面357上的外表面359。固定件347还包括从第一端部部分349延伸的中间部分361和从中间部分361延伸的第二端部部分351。
可以看出转动件381是具有较大直径的外部部分382的大致圆柱形部件。中间部分383从外部部分382延伸且与之大致垂直。中间部分383包括抵靠着轴承内圈338的互补平坦外表面394安装的大致平坦外表面384。转动件381的内部部分384从中间部分383延伸且与之大致垂直。转动件381的内部部分384具有抵靠着耐磨环360的外表面337安装的外表面395。
转动件381的外表面395焊接、粘合或干涉配合地安装到耐磨环360的外表面337。卷边或肋397或其它固定装置可定位于转动件381的中间部分383和转动件381的内部部分384的外表面395之间的拐角处，以固定到耐磨环360的外表面337。耐磨环360的外表面337中的倒角部398辅助卷边或肋397定位于外表面337。
挡油环312是通常由钢或聚合物塑料构成的大致圆柱形结构。挡油环312包括第一端部部分314、与第一端部部分314垂直的中间部分316和与中间部分316垂直的第二端部部分318。第一端部部分314的直径比第二端部部分318的直径大，且位于密封件352的第二端部部分353附近且处于其径向外侧。中间部分316位于固定件中间部分361附近且处于其径向内侧。第二端部部分318包括与耐磨环360的外表面337邻近且与之抵靠的外表面。
包括固定件部分347、挡油环312和转动件381的密封部分352的组合和构造辅助将润滑剂保持在密封组件内。当转动件381、内部部分384和外部部分382绕固定件347的第二端部部分351旋转时，润滑剂从密封组件内溢出所需的路径是弯曲的。优选地，固定件347的第二端部部分331的大约一半延伸进入由转动件外部部分382和内部部分384形成的通道中，但是这种延伸可以是从25%到75%或更多。应该理解密封壳体352本身通常由与转动件381、固定件347和挡油环312同样的适当的钢构成。然而，密封部分352、转动件381、固定件347和挡油环312的一个或更多由例如聚酯的工程热塑性塑料或合成材料构成也在本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种滚柱轴承组件，包括：
内圈，所述内圈上具有向外的滚道；
外圈，所述外圈上具有向内的滚道；
所述内圈具有大致平坦的径向向外的面；
所述外圈具有面向内的圆柱形沉孔；
与所述内圈相邻的耐磨环，所述耐磨环具有圆柱形外表面，
密封件，所述密封件具有大致圆柱形构造，所述密封件包括被接收在所述外圈的所述面向内的圆柱形沉孔中的第一端部部分；
所述密封件具有中间部分和第二端部部分；
大致圆柱形的转动件元件，所述转动件元件包括外部部分、中间部分和内部部分；
所述转动件元件的内部部分具有与所述耐磨环的圆柱形外表面相邻的外表面；以及
大致圆柱形的挡油环元件，所述挡油环元件包括外部部分、中间部分和内部部分，
所述挡油环元件的内部部分具有与所述耐磨环的圆柱形外表面相邻的外表面，
所述挡油环的外部部分在所述密封件的所述中间部分的径向外侧且与之相邻，所述密封件的第二端部部分在所述转动件元件的外部部分和内部部分之间延伸。
2.如权利要求1所述的滚柱轴承组件，
其中，所述转动件元件的中间部分大致垂直于所述转动件的外部部分和所述转动件的内部部分以形成通道形结构，并且
其中，所述密封件的第二端部部分延伸到所述通道形结构中。
3.如权利要求1所述的滚柱轴承组件，
其中，所述挡油环元件的中间部分与所述密封件的中间部分相邻地延伸。
4.一种轴承组件，包括：
轴承内圈，所述轴承内圈包括向外的滚道；
轴承外圈，所述轴承外圈包括渐缩的向内的滚道，所述向内的滚道位于轴承内圈的滚道的径向外侧且与之间隔，且滚动元件位于所述向内的滚道和所述向外的滚道之间；
所述轴承外圈具有面向内的圆柱形沉孔；
耐磨环，所述耐磨环具有圆柱形外表面，
密封件，所述密封件具有第二端部部分和以干涉关系被接收在所述轴承外圈中的所述圆柱形沉孔内的第一端部部分；
大致圆柱形的转动件元件，所述转动件元件包括外部部分、中间部分和内部部分；以及
大致圆柱形的固定件元件，所述固定件元件包括外部部分、中间部分和内部部分，
所述固定件元件的外部部分具有与所述密封件的第二端部部分相邻的外表面，
所述固定件元件的内部部分在所述转动件元件的外部部分和内部部分之间延伸；以及
大致圆柱形的挡油环元件，所述挡油环元件包括外部部分和内部部分，所述挡油环元件的内部部分具有与所述耐磨环的圆柱形外表面相邻的外表面，所述挡油环元件的外部部分在所述密封件的第二端部部分的径向外侧且与之相邻。
5.如权利要求4所述的滚柱轴承组件，
其中，所述转动件元件的中间部分大致垂直于所述转动件的外部部分和所述转动件的内部部分以形成通道形结构，以及
其中，所述固定件元件的第二端部部分延伸到所述通道形结构中。
6.如权利要求4所述的滚柱轴承组件，
其中，所述挡油环的中间部分与所述固定件元件的中间部分相邻地延伸。
7.一种滚柱轴承组件，包括：
内圈，所述内圈上具有向外的滚道；
外圈，所述外圈上具有向内的滚道；
所述外圈具有大致平坦的径向向外的面；
所述外圈具有面向内的圆柱形沉孔；
与所述内圈相邻的耐磨环，所述耐磨环具有圆柱形外表面，
密封件，所述密封件具有大致圆柱形构造，所述密封件包括被接收在所述外圈的所述面向内的圆柱形沉孔中的第一端部部分；
所述密封件具有中间部分和第二端部部分；
大致圆柱形的转动件，所述转动件包括外部部分、中间部分和内部部分；
所述转动件的内部部分具有与所述耐磨环的圆柱形外表面相邻的外表面；以及
大致圆柱形的固定件，
所述固定件具有邻近所述密封件的中间部分的第一端部部分，所述固定件具有在所述转动件的外部部分和内部部分之间延伸的第二端部部分，
并且包括大致圆柱形的挡油环，所述挡油环元件包括内部部分，所述内部部分具有邻近所述耐磨环的所述圆柱形外表面的外表面。
8.如权利要求7所述的滚柱轴承组件，
其中，所述转动件元件的中间部分大致垂直于所述转动件的外部部分和所述转动件的内部部分以形成通道形结构，并且
其中，所述转动件元件的中间部分具有大致平坦的外表面，该外表面与所述内圈的大致平坦的径向向外的面抵靠。
9.如权利要求7所述的滚柱轴承组件，
其中，所述挡油环包括中间部分和第二端部部分，且其中，所述第二端部部分与所述密封件的中间部分相邻。
10.如权利要求7所述的滚柱轴承组件，
还包括大致圆柱形构造的垫环，所述垫环具有大致平坦的横向表面，其中，所述挡油环包括邻近所述垫环的横向表面的中间部分。
11.如权利要求7所述的滚柱轴承组件，
其中，所述转动件由聚合物材料构成。
12.如权利要求7所述的滚柱轴承组件，
其中，所述挡油环由钢材料或聚合物塑料材料构成。
13.如权利要求7所述的滚柱轴承组件，
其中，所述固定件由聚合物塑料材料构成。
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