CN103201528A - 密封的滚动轴承 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封的滚动轴承（1），其具有环状密封垫（11、12），该环状密封垫（11、12）在轴向上密封滚动体空间（7），其中，密封垫（11、12）具有用于与滚动轴承（1）的轴承环（2）抗相对转动地连接的紧固部段（14），并且其中，密封垫（11、12）利用其紧固部段（14）锚定在轴承环的环绕的凹槽（22）中。按照本发明设置如下，即，紧固部段（14）具有倒钩（19）形式的第一夹紧元件以及环状凸缘（20）形式的第二夹紧元件，并且倒钩（19）和凸缘（20）与凹槽（22）的对置的面形成力锁合连接。

Description

密封的滚动轴承

技术领域

本发明涉及一种具有环状密封垫的密封的滚动轴承，该密封垫在轴向上密封滚动体空间，其中，密封垫具有用于与滚动轴承的轴承环抗相对转动地连接的紧固部段，并且其中，密封垫利用其紧固部段锚定在轴承环的环绕的凹槽中。这种密封的滚动轴承，比如密封的调心滚子轴承，尤其适用于如下轴承部位，在该轴承部位由于空间原因和/或成本原因不能设置独立于滚动轴承的密封件。

背景技术

一方面，密封的滚动轴承应该能够相对于周围环境保护滚动体空间，也就是在径向轴承中滚动轴承在滚道之间径向布置的区域。在此，应该避免污物、流体或其他的外来物侵入滚动体空间中。另一方面，应该通过密封的滚动轴承防止润滑剂、典型的是润滑脂或润滑油向外溢出，或者至少减少到可以接受的程度。因此，与可比较的未密封的滚动轴承相比，密封的滚动轴承整体上具有更长的寿命。

由JP2007010114A公知了这种类型的密封的滚动轴承，在其外环上各一个环绕的凹槽处于第一端侧和第二端侧上，其中，密封垫借助紧固部段锚定在各个凹槽中。根据JP2007010114A在包括轴承轴线的剖视图中，紧固部段具有矩形的形状，其符合凹槽的形状。根据JP2007010114A的解决方案的缺点是在紧固部段区域中仅不充足的密封，以及密封垫只能很困难的装配或者拆卸的事实。

由US4872770公知了一种密封的调心滚子轴承，其中，密封垫布置在调心滚子轴承的各一个轴向端部上，该密封垫借助紧固部段锚定在凹槽中，该凹槽在轴承外环上引入。US4872770的缺点是，在每个密封垫的紧固部段与轴承外环之间存在仅一个不完善的密封。

发明内容

本发明的任务是，提供一种开始时所描述类型的密封的滚动轴承，其即使在紧固部段区域中也保障了最佳的密封，该滚动轴承使简单地装配和拆卸密封垫成为可能，该滚动轴承具有密封垫的高的轴向保持力，该滚动轴承具有密封垫的的高的沿周向的保持力，该滚动轴承此外还使密封垫的很好的径向定心成为可能，并且该滚动轴承能简单且成本低廉地制造。

本发明的任务通过根据独立权利要求的密封的滚动轴承来解决。因此，该滚动轴承的特征在于，紧固部段具有倒钩形式的第一夹紧元件以及环状凸缘形式的第二夹紧元件，并且倒钩和凸缘与凹槽的对置的面形成力锁合（kraftschlüssig）连接。

在此，本发明以如下认识为依据，即，紧固部段设有双重夹紧功能和密封功能，密封垫利用该紧固部段锚定在轴承环上。因此，密封垫与轴承环的力锁合连接应该由第一和第二夹紧元件来进行，并且这两个夹紧元件应该以同样的方式用于密封垫与轴承环之间的密封。

通过这两个夹紧元件作用到凹槽的对置的面上，也就是说相对该对置的面按压的方式，提供了密封垫的最佳的锚定。通过密封垫与轴承环之间高的可能的张紧力，产生了高的轴向保持力。此外，与公知的密封装置相比，明显更好地防止了密封垫与轴承环一起转动。

通过将紧固区域压紧在凹槽的两个对置的面上的方式，此外也调整了密封垫相对于现有技术明显更好的径向定心。这最终也导致了改进了的密封作用。

按照本发明，第一夹紧元件是倒钩。也就是说是一种可弹性形变的元件，该元件在引入凹槽中后具有高的轴向保持力。第二夹紧元件由环绕的凸缘形成。

无论是倒钩还是凸缘包括优选弹性体，或优选完全由弹性体构成。在密封垫锚定在轴承环上时，倒钩和凸缘因此可以弹性变形，并且由此不仅形成了力锁合连接，而且还提供了在紧固部段区域中的双重密封作用。

按照本发明的密封的滚动轴承尤其适合充当径向轴承。例如，可以是调心滚子轴承、圆柱滚子轴承、锥形滚子轴承或滚珠（滚子）轴承。原则上可以是单列或多列滚动轴承。

对本发明的实施方式在从属权利要求中进行说明。

根据实施方式设置如下，即，倒钩与凹槽的第一面接触，而凸缘与凹槽的第二面接触，并且在密封垫未安装状态下倒钩径向延伸超过凹槽的第一面，而在密封垫未安装状态下凸缘径向延伸超过凹槽的第二面。因此，通过紧固部段相对于凹槽的过盈量，严格来说，通过倒钩和凸缘相对于凹槽的过盈量，实现了紧固部段与轴承环之间的力锁合连接。

尤其当本发明的滚动轴承是径向轴承时，那么按照另一个实施方式可以设置如下，即，凹槽引入轴承环的端侧中，并且倒钩接触凹槽的第一周侧面，尤其是径向向外指向的周侧面，而凸缘接触凹槽的第二周侧面，尤其是径向向内指向的周侧面。

通过倒钩的形状和位置以及凹槽的由倒钩接触的面的设计可以精确地调整紧固部段与轴承环之间的力锁合连接。因此，根据实施方式，倒钩可以轴向参照滚动轴承中心向外指向。由此产生了密封垫的很大的轴向保持力，而与之相反该密封垫可以容易地装配到轴承环上，也就是说引入凹槽中。此外，可以设置如下，即，第一周侧面具有环绕的、基本上径向向外指向的、用于倒钩咬合的保持槽。由此保持力进一步增强了，并且在保持槽中咬合的倒钩提供了非常好的密封作用。

在此，倒钩与凹槽的接触通过倒钩的截锥形末端面和通过在凹槽中同样的截锥形支撑面来进行。只要倒钩嵌入保持槽中，支撑面就可以是保持槽的侧面。根据实施方式设置如下，即，倒钩的末端面和垂直于轴承轴线的平面围成了角α，而用于倒钩的轴承环的支撑面和该平面围成了角β，其中，α小于或等于β。通过选择角α和角β，可以实现保持凸鼻例如借助保持槽的精准地咬合到凹槽中。角α与角β的差可以在0.5度至20度的范围中。只要角α与角β一样大，那么就形成倒钩末端面与轴承环支撑面的面式接触。

为了使装配容易，可以设置如下，即，在紧固部段的轴向末端面与凹槽的槽底之间存在间隙。该间隙允许了密封垫在装配时的过度按压，从而确保倒钩可以最佳地处于凹槽之中。尤其是当凹槽具有环绕的保持槽时，利用该间隙任何时候都保证了倒钩可以完全咬合在保持槽中，也就是说通过装配工将密封垫推入直至紧固部段在槽底处的轴向止挡部的方式（过度按压）。

根据另一实施方式设置如下，即，密封垫具有如下稳定部段，该稳定部段具有至少一个环绕的压筋（Sicke），并且该压筋以如下方式来定位，即，滚动轴承的滚动体在密封垫处的碰触仅在压筋区域中进行。一个或多个压筋原则上已经引起密封垫的加强，因为提高了其坚固性，并且由此密封垫更好地保持了形状和位置。这尤其是在具有大直径的滚动轴承中是优点。但此外，至少一个压筋应该充当用于滚动体的止推件。因此，压筋能够以如下方式来定位和构造，即，例如在其按照规定的摆出角度（Ausschwenkwinkel）被超过的调心滚子轴承中，鼓形滚子以其端侧在压筋处碰触。这样构造的压筋基本上有助于密封的滚动轴承的寿命的提高，因为与常规的带有或不带压筋的密封垫（其中滚动轴承保持架的部件碰触在密封垫上）相比，产生了基本上受控的并且由此低摩擦的接触。尤其是可以设置如下，即，至少一个压筋轴向伸入滚动体空间中。

根据另一实施方式设置如下，即，密封垫具有用于密封接触第二轴承环的密封唇部段，其中，密封唇部段具有轴向向外倾斜的、带有至少两个密封唇的腿。由于轴向向外倾斜的腿，腿的端部区域轴向上指离滚动体空间。这使得在滚动体空间中的润滑剂的受控的溢出成为可能，只要其超过特定的压力（例如，在滚动轴承的再润滑时）。密封唇部段应该原则上仅提供与第二轴承环的密封接触，并且尤其是允许这两元件之间尽可能低摩擦的相对旋转。这通过使用例如两个独立的密封唇来实现。

按照另一实施方式设置如下，即，密封垫具有衬板，其中，衬板在紧固部段区域中完全被弹性体包围，其中，衬板在稳定部段区域中仅在轴向外置的侧上被弹性体包围，并且其中，衬板在密封唇部段区域中完全被弹性体包围。衬板（例如借助由金属构成的衬板垫）通常导致密封垫的坚固性的改进。通过在衬板特定的区域上，有针对性地选用合成材料例如橡胶，不仅可以实现所期望的密封垫的锚定（通过在紧固部段中的由合成材料构成的倒钩的弹性变形，以及由合成材料构成的凸缘的弹性变形），而且还可以实现必要的密封作用（在紧固部段和密封唇部段中）。在稳定部段的轴向朝向轴承中部方向的侧上的光秃的衬板允许滚动体、例如滚子端面对密封垫的衬板处的碰触，由此防止了合成材料由于这种接触的磨损。只要密封唇部段具有（轴向向外倾斜的）腿，那么该密封唇部段可以没有衬板。通过该措施使润滑剂例如在再润滑时从滚动体空间的溢出变得容易。

根据另一实施方式设置如下，即，密封的滚动轴承具有环状的第二密封垫，并且密封垫锚定在轴承环的各一个轴向端部上。因此，滚动轴承被构造为完全密封的单元。显然同样可以设想的是，两个各自仅带有一个密封垫的按照本发明的滚动轴承轴向直接并列布置，其中，密封垫分别布置在轴向外部。

附图说明

下面结合附图详细地说明本发明的实施例。其中：

图1示出按照本发明的、密封的滚动轴承的透视剖视图；

图2示出图1中的滚动轴承的详细剖视图，包括轴承轴线；

图3示出图2中的片段；以及

图4示出按照第二实施例的紧固部段的详细视图。

相同的或作用相同的结构元件在下文中用相同的附图标记标注。

具体实施方式

图1示出按照本发明的、密封的滚动轴承1的透视剖视图。滚动轴承1是一种调心滚子轴承，其具有第一轴承环2（即，外环）、第二轴承环3（即，内环）、以及大量的滚动体4，其在第一与第二轴承环2、3的滚道5、6上滚动。滚动体4由保持架13引导。

在滚道5、6之间形成的滚动体空间7部分地填充有未示出的润滑剂。润滑剂可以经由再润滑孔8再次填充，并且由两个布置在轴向端部9、10上的密封垫11、12阻止其溢出到周围环境中。

密封垫11、12借助紧固部段14分别与第一轴承环2锚定。也就是说，密封垫11、12抗相对转动地与轴承环2连接。

在两个轴向端部9、10处的密封垫11、12是相同的。

图2示出图1中的滚动轴承1的详细剖面图，包括轴承轴线15。滚动轴承1的轴向端部9被示出。

位于轴向端部9处的密封垫11具有三个部段：紧固部段14，密封垫11利用该紧固部段锚定在第一轴承环2处；稳定部段16，其提高了密封垫11的坚固性；以及密封唇部段17，其提供了密封垫11与第二轴承环3之间的密封接触。因此，紧固部段14处在与密封唇部段17不同的轴承环上，并且这两个部段通过稳定部段16彼此隔开。这些部段在图2中通过虚线为了图解说明而框出。

密封垫11具有单独的环状金属板形式的衬板18。衬板18从紧固部段14经由稳定部段16直至密封唇部段17地延伸。

图3a示出图2中的片段，即，紧固部段14，其具有倒钩19形式的第一夹紧元件和凸缘20形式的第二夹紧元件。

紧固部段14嵌入布置在第一轴承环2的端侧21上的凹槽22中。在此，倒钩19咬合在径向向外指向的保持槽33中，该保持槽33在凹槽22的第一周侧面23中。凸缘20接触凹槽22的第二周侧面24。

出于图解说明的目的，在图3a中也示出了倒钩19和凸缘20的原始形式，也就是在密封垫11装入凹槽22中之前。如可以看到的那样，无论是倒钩19还是凸缘20，相对于在安装位置中供使用的构造空间都具有过盈量。过盈量一方面负责密封垫11在第一轴承环2中稳定且自动定心的锚定。另一方面通过过盈量产生了在倒钩19和凸缘20处的有针对性的密封部位。其中，这种受控的密封部位与紧固部段的在其整个延伸上延展的密封件相比提供了明显更安全的密封。虽然被密封的区段整体上是较小的，但是在两个受控且限定的区域上的密封可以基本上更好地来控制，尤其是在不可避免的生产公差方面。

在紧固部段14的轴向末端面25与槽底26之间存在间隙27，该间隙在装配密封垫11时以如下方式确保倒钩19可以完全咬合到保持槽33中，即，当密封垫11到达安装位置时，可以继续向间隙27方向推动密封垫11。

如从图3a还可以看到的那样，衬板18在紧固部段的区域中基本上完全被合成材料28包围。倒钩19和凸缘20由合成材料成型。

在图3b中示出稳定部段16的细节，其中，示出了轴向地指入滚动体空间7的压筋29。在密封垫11的轴向指向轴承中部的侧上，衬板18不具有合成材料覆层。仅稳定部段16的轴向朝外的侧具有衬板18上的由合成材料28构成的覆层。

压筋29以如下方式定位和成型，即，在调心滚子轴承（极端）晃动的情况下，保持架13绝不会与密封垫11触碰：作为滚动体组的第一且唯一的元件，在图3b中未示出的滚动体通过其端侧接触密封垫11的压筋29。

图3c示出具有轴向向外指向的腿30的密封唇部段17的放大图示。完全由合成材料构成的腿30具有两个轴向相间隔的密封唇31、32。

为了图解说明，密封唇31、32在图3c中以未变形的状态示意出，也就是说在未装配的密封垫11的情况下。未变形的密封唇31、32相对于安装位置的过盈量产生了可靠的双重密封作用。

图4示出了根据第二实施例的紧固部段的详细视图。与第一实施例的主要不同在于，角α和角β现在不再一样大，而是具体而言角α小于角β。

此外，紧固部段14具有另一个环绕凸缘36形式的第三夹紧元件。凸缘36在将密封垫压入凹槽22中时弹性变形并且与凹槽22的第一周侧面23接触。凸缘36布置在密封垫的一个面上，该面与包含了凸缘20的面，也就是说第二周侧面24，径向对置。由此，密封垫的保持力在周向上进一步提高。两个凸缘20、36基本上同中心地布置。在图4中，凸缘36的弹性变形量由相对于未变形造型的超出量a表示。

附图标记列表

1     密封的滚动轴承

2     第一轴承环

3     第二轴承环

4     滚动体

5、6  滚道

7     滚动体空间

8     再润滑孔

9、10 滚动轴承的轴向端部

11、12 密封垫

13    保持架

14    紧固部段

15    轴承轴线

16    稳定部段

17    密封唇部段

18    衬板

19    倒钩

20    凸缘

21    端侧

22    凹槽

23    第一周侧面

24    第二周侧面

25    轴向末端面

26    槽底

27    间隙

28    合成材料

29    压筋

30      腿

31、32  密封唇

33      保持槽

34      末端面

35      支撑面

36      凸缘

Claims (12)

1.密封的滚动轴承（1），其具有环状的密封垫（11、12），所述密封垫（11、12）在轴向上密封滚动体空间（7），其中，所述密封垫（11、12）具有用于与所述滚动轴承（1）的轴承环（2）抗相对转动地连接的紧固部段（14），并且其中，所述密封垫（11、12）利用其紧固部段（14）锚定在所述轴承环的环绕的凹槽（22）中，其特征在于，所述紧固部段（14）具有倒钩（19）形式的第一夹紧元件以及环状凸缘（20）形式的第二夹紧元件，并且所述倒钩（19）和所述凸缘（20）与所述凹槽（22）的对置的面形成力锁合连接。

2.按照权利要求1所述的密封的滚动轴承（1），其特征在于，所述倒钩（19）轴向参照滚动轴承中心向外指向。

3.按照权利要求1或2所述的密封的滚动轴承（1），其特征在于，所述倒钩（19）接触所述凹槽（22）的第一面，而所述凸缘（20）接触所述凹槽（22）的第二面，并且所述倒钩（19）在所述密封垫（11、12）未安装状态下径向延伸超过所述凹槽（22）的第一面，而所述凸缘（20）在所述密封垫（11、12）未安装状态下径向延伸超过所述凹槽（22）的第二面。

4.按照上述权利要求之一所述的密封的滚动轴承（1），其特征在于，所述凹槽（22）引入所述轴承环（2）的端侧（21）中，并且所述倒钩（19）接触所述凹槽（22）的第一周侧面（23），尤其是径向向外指向的周侧面，而所述凸缘（20）接触所述凹槽（22）的第二周侧面（24），尤其是径向向内指向的周侧面。

5.按照权利要求4所述的密封的滚动轴承（1），其特征在于，所述第一周侧面（23）具有环绕的、基本上径向向外指向的、用于所述倒钩（19）的咬合的保持槽（33）。

6.按照上述权利要求之一所述的密封的滚动轴承（1），其特征在于，所述倒钩（19）的末端面（34）和垂直于轴承轴线的平面围成了角α，而所述轴承环（2）用于所述倒钩（19）的支撑面（35）和所述平面围成了角β，其中，α小于或等于β。

7.按照上述权利要求之一所述的密封的滚动轴承（1），其特征在于，在所述紧固部段的轴向末端面（25）与所述凹槽（22）的槽底（26）之间存在间隙（27）。

8.按照上述权利要求之一所述的密封的滚动轴承（1），其特征在于，所述密封垫（11、12）具有稳定部段（16），所述稳定部段（16）具有至少一个环绕的压筋（29），并且所述压筋（29）以如下方式来定位，即，所述滚动轴承（1）的滚动体（4）在所述密封垫（11、12）处的碰触仅在所述压筋（29）区域中进行。

9.按照权利要求8所述的密封的滚动轴承（1），其特征在于，所述至少一个压筋（29）轴向伸入所述滚动体空间（7）中。

10.按照上述权利要求之一所述的密封的滚动轴承（1），其特征在于，所述密封垫（11、12）具有用于密封接触第二轴承环（3）的密封唇部段（17），其中，所述密封唇部段（17）具有轴向向外倾斜的腿（28），所述腿具有至少两个密封唇（31、32）。

11.按照上述权利要求之一所述的密封的滚动轴承（1），其特征在于，所述密封垫（11、12）具有衬板（18），其中，所述衬板（18）在所述紧固部段（14）区域中完全被弹性体（28）包围，其中，所述衬板（18）在稳定部段（16）区域中仅在轴向外置的侧上被弹性体（28）包围，并且其中，所述衬板（18）在密封唇部段（17）区域中完全被弹性体（28）包围。

12.按照权利要求11所述的密封的滚动轴承（1），其特征在于，所述密封唇部段（17）的腿（30）不具有衬板（18）。

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