CN105465185A - 具有密封盖的滚动轴承，特别是车辆轮毂轴承单元 - Google Patents
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Abstract
一种构成车辆轮毂轴承单元的滚动轴承(1c)，包括：外圈(2)；内圈(3)；多个滚动体(4)，其介于所述内圈和外圈之间；以及盖(5)，其采用轴向和径向干涉驱动在所述外圈的第一端(6)上，其流体密封地封闭该第一端(6)；其中，所述盖(5)由塑料制成的主体(7)和圆柱形金属套筒(8)形成，所述塑料制成的主体(7)由合成塑料材料制成，所述圆柱形金属套筒(8)与塑料制成的主体共同模制；在所述传感器支承元件(5)和外圈(2)之间布置有采用轴向间隙容纳在至少部分地制成在所述外圈的径向内表面(19)上的外圈的座(21)中的环形密封元件(20)；密封剂(25)布置在所述金属套筒(8)和塑料主体(7)之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种设置有以联接到外圈的密封盖的形状的传感器支承元件的类型的滚动轴承，特别是涉及一种车辆轮毂轴承单元。
背景技术
众所周知，例如根据US5814984，构成旨在装备非驱动轮的车辆轮毂轴承单元的滚动轴承包括：内圈，其在使用时旋转，配备在外侧上，即在朝向车辆外侧的一侧上，具有用于安装车辆车轮的凸缘；外圈，其在使用时静止，例如固定到车辆的悬架；多个滚动体，其介于内外圈之间；以及封闭和密封盖，其设置在内侧上，即朝向车辆内侧的一侧，其以流体密封的方式闭合外圈的开口环形端。提供这样的盖代替设置在内外圈之间的该侧上的常规密封组件，以便防止污染物通过外圈的开口端引入，且尤其重要的是，以便以受保护的方式充分支撑传感器，该传感器适于检测与待检测元件协作的车辆车轮的旋转速度，该元件也被称为“音轮”，其由内圈一体地携带在限定于盖与外圈之间的封闭室内。
该盖与外圈一体地安装，轴向邻接并且由外圈开口端中的干涉驱动。为此，盖由用共模制到圆柱形金属套筒上的合成塑料材料制成的杯形主体形成，该套筒与外圈限定盖的至少一个侧径向联接表面。
然而，已经发现，在采用加压空气进行的液压密封性测试中，联接在盖与外圈之间的干涉并不能保证其中布置有待检测元件并且由盖携带的传感器所面对的室的完整密封。特别地，存在可能流体泄漏的两条路径：第一路径沿着金属套筒与外圈之间的径向干涉联接表面和由塑料制成的杯形主体限定的盖的部分与外圈的开口环形端的前表面之间的轴向肩部联接表面发展；第二路径沿着金属套筒与共模制在金属套筒上的塑料制成的主体之间的联接表面发展，因为正常的共模制技术不能保证在金属/塑料交界面没有微裂纹。
这样的第二路径然后在联接于由合成塑料制成的杯形主体限定的盖的部分与外圈的开口环形端的前表面之间的轴向肩部流入第一路径。
为了阻止可能的泄漏，US5814984提出布置一种环形密封元件(实际上是O形环)串联到第一和第二泄漏路径，实际上通过将该O形环布置在截锥形形状座内，该截锥形形状座获得在外圈的开口环形端上，在外圈的内径向侧表面与外圈的开口环形端的前表面之间，使得O形环同时在盖与外圈之间施加径向和轴向的密封作用。
这种解决方案也不是没有缺点。事实上，O形环因其安装位置而用来执行的双密封作用产生不可预测的、不可控制的变形，这使得难以将盖安装在外圈上，但尤其会造成盖相对于外圈然后是传感器相对于待检测元件的定位误差，特别是轴向定位误差，从而产生由传感器在使用中所产生的电信号的质量的有时相当程度的衰减。JP2011174511A未能解决这些问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种设置有以联接到外圈的密封盖的形状的传感器支承元件的类型的滚动轴承，特别是一种车辆轮毂单元，比如US5814984中的那种，但是没有所突出强调的缺点，并且其中流体沿着两个所描述的可能路径的任何可能的泄漏被同时消除，而不需要采取特殊的共模制技术来获得盖或其他技术复杂且成本高昂的解决方案。
根据本发明，因此提供了一种如在所附的权利要求中限定的设置有以联接到轴承外圈的密封盖的形状的传感器支承元件的类型的滚动轴承，特别是一种车辆轮毂轴承单元。
根据本发明，容座被制在外圈上，用于O形环类型的环形密封元件，其允许在轴向方向上自由变形，而不会在环形密封元件与呈盖的形状的传感器支承元件之间存在任何轴向接触，从而同时确保在外圈与盖的金属套筒之间的径向密封作用，以便仅采用O形环“闭合”第一可能泄漏路径。可能泄漏的第二路径通过灌注/设置在圆柱形金属套筒与盖的塑料制成的主体之间的密封剂或粘合剂被替代地闭合，例如已经在制造盖的步骤过程中。
附图说明
下面参照附图对本发明进行说明，附图示出了其中的非限制性实施例，其中：
-图1示意性地示出了沿着构成根据本发明制成的轮毂轴承单元的滚动轴承的径向平面截取的升高视图；
-图2示出了放大比例的图1中滚动轴承的细节；以及
-图3示出了同样放大比例的与图2相同的细节，但是根据图1中滚动轴承的可能变型制成。
具体实施方式
参照图1和2，附图标记1表示整体的滚动轴承，特别是在所示的优选实施例中限定的本身公知的车辆轮毂轴承单元。
滚动轴承1包括：外圈2，其在使用中静止；内圈3，其在使用中围绕内圈3和外圈2的共同对称轴线A旋转；多个滚动体4，其介于内圈3和外圈2之间；以及封闭和密封盖5，其流体密封地封闭外圈2的第一开口环形端6；盖5形成传感器支承元件，如下面所解释。
盖5一体地安装在外圈2上，轴向邻接且径向干涉驱动在第一端6上，并且由塑料制成的主体7和圆柱形金属套筒8形成(图2)，塑料制成的主体7通过模制合成塑料材料制成，圆柱形金属套筒8由钢制成，例如通过挤压与塑料制成的主体7共同模制。
在所示的例子中，滚动轴承1是轮毂轴承单元，其中内圈3在与盖5相对的其一侧上配备有凸缘9，凸缘9用于通过由凸缘9承载的螺钉或销10来安装车轮(其是公知的，但为了简单起见并未示出)。
封闭室11限制在盖5、外圈2和内圈3之间，其中容纳有待检测的元件12或“音轮”，该待检测元件12由内圈3一体承载，处于面对盖或传感器支承元件5的底壁15的适当位置，盖或传感器支承元件5以受保护的方式(在图1中仅采用块示意性地示出)支撑传感器16，该传感器16容纳穿过底壁15，通过在所示例子中的凸缘16c和螺钉16d安装在其上；传感器16(已知)适于检测与待检测元件12协作的车辆车轮的旋转速度。底壁15布置成面对内圈2的开口端6。
为了传感器16的最佳操作，传感器支承元件5必须定位成相对于圈2和3具有极高的精度，特别是在轴线方向即平行于轴线A的方向上。
为此，金属套筒8与外圈2的径向内侧表面19限定传感器支承元件5的至少一个径向联接径向外侧表面18；由O形环限定的可弹性变形的环形密封元件20进一步布置在传感器支承元件5和外圈2之间，容纳在获得在外圈2上的环形容座21中。
在图2和3中，O形环20示出为具有的虚线为非变形配置，实线为变形配置。如下面所解释，图2所示的容座21不同于在根据本发明的滚动轴承1的变体1c中存在的类似座21，如图3所示，下面将对此进行说明。
参照图2，由于本领域中已知的一系列构造原因，在滚动轴承1中，存在可能泄漏流体的第一通道F1(由图2左侧上的箭头所示)和可能泄漏流体的第二通道F2(由图2右侧上的箭头所示)。
特别地，可能泄漏流体的通道F1按照箭头发展：
-沿着由外圈2的径向内表面19和由盖5的径向外表面18限定的盖5与外圈2之间的径向干涉联接侧表面；以及
-沿着由塑料制成的主体7限制的传感器支承盖5的轴向肩部前表面22和由外圈2的前端6的前表面23限定的传感器支承盖5和外圈2之间的相应轴向肩部联接表面。
相反，可能泄漏流体的第二通道F2按照箭头发展，沿着在圆柱形金属套筒8和塑料制成的主体7之间由金属套筒8的径向内侧圆柱形表面24限定的第一接触交界面和沿着在传感器支承盖5的塑料制成的主体7和外圈2之间的轴向肩部联接表面之间由前轴向联接限定的第二接触交界面，如上文关于通道F1所示，依次由塑料制成的主体7限制的传感器支承盖5的轴向肩部前表面22和由外圈2的前端6的前表面23限定。
根据本发明，用于环形密封元件20的容座21b被制成以便允许在环形密封元件20的轴向方向上自由变形，而不会在环形密封元件20与传感器支承盖5之间进行任何轴向接触。
此外，与上述进行组合，用于环形密封元件20的容座21b至少部分地被制成在外圈2的径向内侧表面19，并且具有的径向尺寸使得能够确保外圈2与由环形密封元件20确定的传感器支承盖5的金属套筒8之间的径向密封作用，环形密封元件20通过干涉径向地插在座21b和传感器支承盖5的径向联接径向外侧表面18之间，由套筒8限制，使得环形密封元件20仅切断沿后者串联布置的可能泄漏流体的第一通道F1，如在图2中明显看出。
再次与上述进行组合，密封剂或粘合剂25被替代地布置成关闭沿后者串联布置的可能泄漏流体的第二通道F2。
根据图2中的实施例，圆柱形金属套筒8限制在限定以盖5的形状的传感器支承元件的至少一个径向联接侧元件18的径向外侧圆柱形表面26与限定圆柱形金属套筒8与塑料制成的主体7之间的接触交界面的径向内侧圆柱形表面24之间。
此外，圆柱形金属套筒8设置有离开外圈2的第一端27(其沿径向向外折叠成L形)和邻近外圈2的第二端28(其相对于远端27并且沿径向向内折叠成L形)。
端部27完全嵌入在塑料制成的主体7的第一凸缘形状部分29中；凸缘部分29限制传感器支承盖5的轴向肩部前表面22；反过来，根据本发明的一方面，端部28朝向外圈2限定传感器支承盖5的金属前面端30，并且具有嵌入在塑料制成的主体7的第二套筒形部分32中(且因此由其覆盖)的径向内边缘31；塑料制成的主体7的第二部分32平行地延伸到金属套筒8并且与金属套筒8的径向内侧表面24接触；此外，部分29和32彼此之间以及与作为塑料主体7的组成部分的传感器支承盖5的底壁15一体地制成单件。
金属套筒8以及以盖的形状且作为整体考虑的传感器支承盖5的上述构造在使用中便于通过干涉驱动由金属套筒8限定的传感器支承盖5的径向联接部。
最后，根据本发明的该实施例的一方面，密封剂25用来锁定/关闭可能泄漏的第二通道/路径F2，该密封剂形成的层33介于圆柱形金属套筒8和塑料制成的主体7之间并且其被精确地灌注在圆柱形金属套筒8和塑料制成体7之间，优选的是已经在制造盖形状的传感器支承元件5的步骤过程中。
根据本发明，传感器支承盖5的上述构造与用于密封环形元件20的容座21的构造组合使用，上面已经简要地进行了说明。
特别地，轴承1的座21完全并仅获得在外圈2的径向内侧表面19上，并且由环形槽21b限定，环形槽21b由面向限定传感器支承盖5的至少径向联接侧表面18的金属套筒8的径向外侧圆柱形表面26的环形底壁34和由彼此面对并且平行于外圈2的端部6的前表面23的成对相对的端面35限制，在所示的例子中，面35以宽的曲率半径与底壁34接合。
如图所示的环形密封元件20包括可弹性变形的O形环，根据本实施例，其通过干涉径向地插在环形槽21b的环形底壁34与金属套筒8的径向外侧表面26之间；这样，O形环20仅保持插在两个相对的金属钢表面之间，这允许获得O形环20在使用中所经受的压缩比的最佳控制，确保同样在存在因加工公差或热变形所带来的尺寸变化的情况下的最佳的液压密封。
此外，由槽21b所限定的座被制成使得存在预定的轴向间隙，从而允许密封元件20借助于没有障碍物而以受控可预测的方式变形在环形密封元件20和彼此面对的端面35之间。
图3示出了构成本文所描述的滚动轴承1的变体的滚动轴承1c的图2中的相同细节。为了简单起见，与轴承1中的细节相似或等同的细节将采用相同的附图标记。
轴承1c与如上所述的轴承1大致相同，并且与其不同之处仅在于涉及用于密封元件20的座21的一些结构性细节；事实上，在轴承1c中，可能泄漏的第二路径F2由密封剂25关闭，密封剂灌注在圆柱形金属套筒8与盖5的塑料制成的主体7之间，优选的是已经在制造盖5本身的步骤的过程中，如上所述。
因此，轴承1c的盖5与上述用于轴承1的盖5是相同的，特别地，金属套筒8和塑料制成的主体7的构造是相同的，因此将不再进行说明，参照关于轴承1的描述。
在轴承1c中，同样如在上文所述的轴承1中，密封剂25形成的环形封闭带36(轴承1中的封闭带33)布置在金属套筒8(图2和3)的径向外圆柱形侧表面26的部分37(该部分37紧邻于远端27)与塑料制成的主体7的凸缘形部分29的基部38之间，该基部理想的是采用图2和3中的虚线表示，特别是在表面26的表面部分37与包括在前表面22和远端27之间的凸缘部分29的基部38的拉伸部39之间，其结合在凸缘部分29中。
在滚动轴承1c中，获得的用于环形密封元件20的容座21跨越表面23和19；特别地，获得的座21：部分地在外圈2的端部6的前表面23的环形拉伸部40的长度上，紧邻外圈2的径向内侧表面19；并且部分地在外圈2的径向内侧表面19的拉伸部41的长度上，紧邻端部6。
此外，轴承1c的容座21由成对的环形平坦表面42和43限制，它们相对于旋转轴线A倾斜地布置并且彼此会聚和接合，分别使表面42面对金属套筒8的径向外侧表面26和使表面43面对由塑料制成的主体7限制的传感器支承元件5的轴向肩部前表面22。
如在图1和2所示的轴承1中，环形密封元件20由弹性可变形的O形环构成，其在这里通过干涉径向地插在座21的第一平坦和倾斜的环形表面42和金属套筒8的外径向侧表面26之间，同时在环形密封元件20和由塑料制成的主体7限制的盖5的轴向肩部前表面22之间有预定的轴向间隙。
此外，在这种情况下，O形环20仅保持插在两个相对的金属钢表面之间，在相关的表面42和26的情况下，其允许获得O形环20在使用中所经受的压缩比的最佳控制，确保同样在存在因加工公差或热变形所带来的尺寸变化的情况下的最佳的液压密封。类似地，凭借座21的构造而保持在盖5和O形环20之间的预定的轴向间隙允许密封元件20借助于没有障碍物而以受控可预测的方式变形。
因此实现了本发明的所有目的。
Claims (7)
1.一种滚动轴承(1；1c)，特别是一种车辆轮毂轴承单元，包括：外圈(2)，其在使用中静止；内圈(3)，其在使用中围绕所述内圈和外圈的共同对称轴线(A)旋转；多个滚动体(4)，其介于所述内圈和外圈之间；以及传感器支承元件，优选的是以封闭和密封盖(5)的形状，其流体密封地封闭所述外圈的第一开口环形端(6)；所述传感器支承元件(5)与外圈(2)一体地安装，轴向邻接且径向干涉驱动在所述外圈的第一端(6)上，并且由塑料制成的主体(7)和圆柱形金属套筒(8)形成，所述塑料制成的主体(7)由合成塑料材料制成，所述圆柱形金属套筒(8)与塑料制成的主体(7)共同模制，该金属套筒与外圈(2)的径向内侧表面(19)限定所述传感器支承元件(5)的至少一个径向外径向联接侧表面(18)；在所述传感器支承元件(5)和外圈(2)之间布置有容纳在获得在所述外圈(2)上的座(21)中的环形密封元件(20)，在所述轴承中存在：
-可能泄漏流体的第一通道(F1)，沿着所述外圈(2)的径向内径向联接侧表面(19)和所述传感器支承元件(5)的径向外径向联接侧表面(18)，以及沿着由所述塑料制成的主体(7)限制的传感器支承元件(5)的轴向肩部前表面(22)和所述外圈(2)的第一端(6)的前表面(23)限定的外圈(2)和传感器支承盖(5)之间邻接的相应轴向联接表面；以及
-可能泄漏流体的第二通道(F2)，沿着所述圆柱形金属套筒(8)和塑料制成的主体(7)之间的第一接触交界面(24)和沿着在所述传感器支承元件(5)的塑料制成的主体(7)和外圈(2)之间的轴向肩部联接表面(22、23)之间的第二接触交界面；其中：
-密封剂(25)布置成关闭可能泄漏流体的第二通道(F2)；
其特征在于：
i)-用于所述环形密封元件(20)的容座(21)被制成以便允许在环形密封元件(20)的轴向方向上自由变形，而不会在所述环形密封元件与传感器支承元件(5)之间进行任何轴向接触；
ii)-用于所述环形密封元件(20)的容座(21)至少部分地被制成在所述外圈(2)的径向内侧表面(19)，并且其径向尺寸使得能够确保外圈(2)与传感器支承元件的金属套筒(8)之间的径向密封作用，所述环形密封元件(20)径向干涉装配在所述容座(21)与所述传感器支承元件(5)的径向外径向联接侧表面(18)之间；
iii)-使得所述环形密封元件(20)仅切断可能泄漏流体的第一通道(F1)。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承(1；1c)，其特征在于，可能泄漏的第二路径(F2)由密封剂(25)关闭，该密封剂灌注在所述圆柱形金属套筒(8)和所述传感器支承元件的塑料制成的主体(7)之间，优选的是已经在制造所述传感器支承元件(5)的步骤的过程中。
3.根据权利要求2所述的滚动轴承(1；1c)，其特征在于，组合地：
-所述圆柱形金属套筒(8)限制在限定传感器支承元件(5)的至少一个径向联接侧表面(18)的径向外圆柱形侧表面(26)与限定圆柱形金属套筒(8)与塑料制成的主体(7)之间的第一接触交界面的径向内圆柱形侧表面(24)之间；
-所述圆柱形金属套筒(8)设置有：离开所述外圈沿径向向外折叠成L形的远端(27)，其完全嵌入在塑料制成的主体(7)的第一凸缘形状部分中，所述塑料制成的主体的这样的第一部分(29)限制传感器支承元件的轴向肩部前表面(22)；和相对于所述远端(27)并且沿径向向内折叠成L形的所述外圈的邻近端(28)，其朝向所述外圈(2)限定传感器支承元件的金属前面端(30)并且其具有嵌入在塑料制成的主体(7)的第二套筒形部分(32)中的径向内边缘(31)；所述塑料制成的主体的第二部分(32)平行地延伸到金属套筒(8)并且与金属套筒的径向内侧表面(24)接触；塑料制成的主体(7)的第一和第二部分(29、32)彼此之间以及与布置成面对所述外圈的第一开口端(7)的塑料制成的主体(7)的底壁(15)一体地制成单件；
-所述密封剂(25)形成的环形封闭带(36；33)，其布置在紧邻于金属套筒的所述远端(27)的金属套筒(8)的径向外圆柱形侧表面(26)的部分(37)与塑料制成的主体(7)的第一凸缘形部分(29)的基部(38)之间。
4.根据权利要求2或3所述的滚动轴承(1；1c)，其特征在于：
-用于所述环形密封元件(20)的容座(21)被部分地获得在所述外圈的第一端(6)的前表面(23)的拉伸部(40)的延伸上并且部分地获得在紧邻所述外圈的第一端(6)的外圈(2)的内侧表面(19)的拉伸部(41)的延伸上；
-所述容座(21)由成对的环形平坦表面(42、43)限制，它们倾斜地布置到所述旋转轴线(A)并且彼此会聚和接合，分别地，一个表面(42)面对金属套筒(8)的径向外侧表面(26)，另一个表面(43)面对由塑料制成的主体(7)限制的传感器支承元件(5)的轴向肩部前表面(22)；
-所述环形密封元件包括弹性可变形的O形环(20)，其通过干涉径向地插在所述容座的倾斜第一环形平坦表面(42)和所述金属套筒的径向外侧表面(26)之间；
-在所述环形密封元件(20)和由塑料制成的主体(7)限制的传感器支承元件(5)的轴向肩部前表面(22)之间有预定的轴向间隙。
5.根据权利要求2或3所述的滚动轴承(1；1c)，其特征在于：
-用于所述环形密封元件的容座(21)仅被获得在所述外圈(2)的径向内侧表面(19)上；
-所述容座(21)由环形槽(21b)限定，该环形槽(21b)由面向限定所述传感器支承元件的至少一个径向联接侧表面(18)的金属套筒的径向外圆柱形侧表面(26)的环形底壁(34)和由彼此面对并且平行于所述外圈的第一端(6)的前表面(23)的成对相对的端面(35)限制；
-所述环形密封元件包括可弹性变形的O形环(20)，其通过干涉径向地装配在所述环形槽(21b)的环形底壁(34)与所述金属套筒(8)的径向外侧表面(26)之间；
-预定的轴向间隙存在于所述环形密封元件(20)与彼此面对的环形槽的两端面(35)之间。
6.根据前述权利要求1-5中任一项所述的滚动轴承(1；1c)，其特征在于，所述内圈(3)在其与所述传感器支承元件(5)相对的一侧上配备有用于车辆车轮组件的凸缘(9)。
7.根据权利要求6所述的滚动轴承(1；1c)，其特征在于，封闭室(11)限制在呈盖(5)的形状的传感器支承元件、所述外圈(2)和内圈(3)之间，其中容纳有待检测的元件(12)，该待检测元件(11)由内圈(3)一体承载，处于面对所述传感器支承元件的底壁(15)的适当位置，其以受保护的方式支撑传感器(16)，面对所述封闭室(11)的内侧，适于检测与待检测元件(12)协作的车辆车轮的旋转速度。
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