CN105697540B - 包括密封法兰的滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及滚动轴承，其包括外环(14)和内环(16)，至少一排滚动单元(18)，其径向排列在所述外环和内环之间，至少一个密封法兰(26)，其被安装以便轴向承载抵靠环(16)的前表面(16c)，和用于将所述密封法兰固定到所述环(16)的装置(34)。所述固定装置(34)至少局部覆盖所述内环的前表面(16c)的一区域以及所述密封法兰的一部分，所述区域未被所述密封法兰(26)覆盖，所述密封法兰的一部分临近所述区域，所述固定装置是环状的。

Description

包括密封法兰的滚动轴承
技术领域
本发明涉及滚动轴承领域，特别涉及那些可用于汽车或工业应用的滚动轴承领域。
背景技术
在滚动轴承中，一个或者多个密封件被使用以保持润滑剂，比如油脂，保持于所述轴承的内部并用于限制污染颗粒物的进入。一般来说，这些密封件都是固定在轴承的其中一个环上，并且与其他环相接合从而形成动密封。
专利申请WO-A1-2011/121385(SKF)描述了一个滚动轴承，其包括两个固定到外环的密封件，每个密封件包括一个与内环摩擦接触的内部唇。所述轴承还包括两个固定到内环上的密封法兰，每个密封法兰包括一个与相应密封件摩擦抵靠的外部唇。每个密封法兰包括一个径向部分，即轴向抵靠内环的一个前表面安装，并且通过一个折叠在所述环的孔中所形成的环形凹槽内部的固定部分而得到延伸。
在使用过程中，污染颗粒物能够通过存在于密封法兰的固定部分和内环中的凹槽之间的空间侵入，并然后能够到达与所述内环摩擦接触的密封件的内部唇。特别的，法兰是由金属板材通过弯曲、切割和挤压成型的。此外，法兰的固定部分并非优选的具有较高平面性的直的。狭窄的通道因而可保留在法兰的固定部分的外部表面与内环中凹槽之间。
发明内容
本发明旨在修补上述缺点。
更明确的是，本发明目的是提供包括一个改进的密封法兰的滚动轴承。
本发明同样旨在提供给一个容易制造和装配的滚动轴承。
在一个实施例中，滚动轴承包括外环，内环，至少一组滚动单元，其径向布置在所述各环之间，至少一个的密封法兰，其安装成轴向承载抵靠所述各环其中之一的前表面，和用于将所述密封法兰固定到所述环的装置。
所述固定装置至少局部覆盖所述环的前表面的一区域，所述区域未被所述密封法兰覆盖。所述固定装置覆盖所述法兰的一部分，该部分临近所述区域。所述固定装置是环状的。
固定装置将密封法兰固定到相应环的前表面上，并且确保将所述法兰和所述环之间的密封件固定在固定区域。固定装置的环形使得其可能在法兰和相应环的前表面之间的周向上获得连续的密封。因此，防止了污染颗粒物的侵入密封法兰和该环的前表面之间。进而，当环被制造时，没有必要提供一个额外的机械加工以在孔中或者所述环的前表面中形成凹槽，以便固定该密封法兰。
优选的，所述密封法兰包括径向安装部分，该安装部分被安装成轴向承载抵靠所述环的前表面并且设置有径向地位于孔和所述环的外表面之间的自由末端边缘。
在一个实施例中，固定装置覆盖所述密封法兰的安装部分的自由末端边缘。可替换的，固定装置覆盖所述密封法兰的内部面的一部分，当考虑所述法兰的所述安装部分的时候，所述内部面径向地位于远离自由末端边缘的一侧上。
在一个优选实施例中，固定装置包括材料缝(a bead of material)，比如是粘合剂缝或者焊缝。
在一个优选实施例中，轴承还包括至少一个密封件，所述密封件固定到另一个环上并与所述环接合，所述密封法兰相对于轴承外侧上的所述密封件轴向偏移。所述密封法兰可以轴向地安装为与所述密封件接触。
所述密封法兰可以轴向安装成直接与所述另一环的前表面接触。
附图说明
通过阅读实施例的细节描述，本发明将会更好的被理解。实施例已经通过整个、非限制性的例子给出，并通过所附附图进行图释，其中：
图1是本发明滚动轴承的第一个实施例的半剖轴向视图，
图2是图1的细节视图，和
图3是本发明滚动轴承第二个实施例的细节视图。
具体实施方式
在图1中，一个滚动轴承10，其具有轴线12，并且包括外环14，内环16，多个滚动单元18，在滚动单元18是球形式的情况下，其径向地布置在所述各环之间，和一个保持架20，其用于保持所述滚动单元的规则律的圆周间隔。在其轴向的两侧，轴承10包括环形的密封件22、24，其用于闭合外环14和内环16之间的径向空间；和环形的密封法兰26、28，其用于轴向承载抵靠轴承外侧上的密封件22、24。在图示的例子中，密封件22、24固定到外环14，同时密封法兰26、28是固定到内环16上。
外环14包括圆柱形的轴向外表面14a，圆柱形的孔14b，两个相对的径向前表面14c、14d，其用于轴向限定所述孔和外表面，和一个形成在孔14b上的滚道，所述滚道在横截面上具有凹入的内部轮廓以用于滚动单元18，所述滚道径向向内指向。外环14还包括两个形成在孔14b上的环形凹槽14e、14f，所述环形凹槽径向向外延伸。所述沟槽14e、14f分别设置在外表面14c、14d的附近。每个凹槽14e、14f是轴向设置在滚动单元18和其中一个外表面14c或14d之间。凹槽14e、14f是相对于穿过轴承10的中心的径向中心面对称布置。
内环16包括圆柱形的孔16a，圆柱形的轴向外表面16b，两个相对的径向端前表面16c、16d，其用于轴向限定所述孔和外表面，和形成在所述外表面16b上的滚道，所述滚道在横截面上具有凹入的内部轮廓以用于滚动单元18，所述滚道径向向外指向。前表面16c、16d是平的。前表面16c、16d是光滑的，比如没有波纹、突出、缺口、凹槽等。所述保持架20是径向布置在由内环的外表面16b和外环的孔14b所限定的径向空间内。
内环16还包括两个形成在外表面16b上环形凹槽16e、16f，所述环形凹槽径向向内延伸。所述凹槽16e、16f分别设置外表面16c、16d的附近。凹槽16e、16f相对于轴承10的径向中心面对称布置。所述凹槽16e、16f径向相对于相应的所述凹槽14e、14f。
所述外环14和内环16同心布置。在图示的实施例中，所述环是实心的。一个“实心环”可以被理解为将管材、棒料、锻造的和/或轧制的材料，通过机械加工去除碎屑(通过车削或研磨)得到具有环的形状。
每个密封件22、24是径向布置在外环14和内环16之间，并固定到外环上，相对于滚动单元18横向设置。每个密封件22、24被固定到外环中的凹槽14e、14f其中之一的内部。每个密封件22、24被整体封装在由外环14和内环16所限定的径向空间内。每个密封件22、24在轴承10的内侧上相对于所述外环的相对应的侧表面14c、14d轴向偏移。
在图示的实施例中，密封件22、24彼此之间是相同的，并且相对于轴承10的径向中心面对称。由于密封件22、24在此处是相同的，将仅仅描述它们中的一个。
密封件22包括刚性的环形骨架或嵌入件30和固定到所述嵌入件的柔性环形密封垫32。嵌入件32是由刚性材料制造，比如由金属材料或者热塑性材料，特别是聚酰胺。所述嵌入件30形成用于密封垫32的加强件。所述密封垫32是被模制或者被硫化到嵌入件30上。密封垫32是由柔性材料，比如腈橡胶或者热塑性弹性材料的弹性体制成。
所述密封垫32覆盖嵌入件30的外部表面。所述密封垫32覆盖嵌入件30的外部侧表面。所述密封垫32包括环形外部侧面36，所述环形外部侧面36在轴承10的外侧上沿相关法兰26的方向轴向定向。密封垫的所述侧面36形成密封件22的外部侧面。所述侧面36是平面。所述侧面36沿径向延伸。远离所述侧面36的密封件的内部侧面38在滚动单元18的方向上朝向轴承的内部轴向定向。所述内部侧面38由嵌入件30限定。
所述密封垫32形成两个径向相反的密封部分，它们分别与外环14形成静态密封并且与所述内环16形成动态密封。“静态密封”可以被理解为在两个没有相对运动的部件之间的密封，并且“动态密封”可以被理解为在两个相对运动部件之间的密封。
为将所述密封件22固定到所述环上，所述密封垫32的外部密封部分被压入配合在所述外环14的凹槽14e中。所述密封垫32的内部密封部分包括朝向轴承的内部轴向延伸的第一和第二同心环形内部唇32a、32b。，所述内部唇32b轴向抵靠在内环上的凹槽16e的径向壁。所述内部唇32a的直径比内部唇32b的直径大并在径向上环绕内环的外表面16b，从而与所述外表面一起形成狭窄的迷宫通道。
每个密封法兰26、28相对于在轴侧的外侧上的相应的密封件22、24的轴向偏移。每个密封法兰26、28安装成轴向抵靠内环的前表面16c、16d以及轴向抵靠在轴承10的外侧上的相关联的密封件的密封垫32。所述法兰26、28相对于穿过轴承10的中心的径向横截面对称布置。因为在实施例中法兰26、28是相同的，所以在此只描述其中一个。
所述法兰26被制成一件。所述法兰26由刚性材料制成，比如由金属材料制成，优选地由金属板通过切割和挤压成型。可选的是，所述法兰26也可由一些其他刚性材料，比如由诸如聚酰胺的合成材料制成。
所述法兰26被固定到所述内环16，其位于所述内环和外环14之间存在的径向空间的外部。以下将会描述更多的细节，通过连接到所述环和所述法兰的固定装置34将所述法兰26固定到内环的外表面16c上。所述固定装置34与所述法兰26分开并且与所述内环16分开。所述固定装置34设置在存在于所述内环16和所述外环14之间的径向空间的外侧。所述法兰26在外环14的方向上径向延伸。所述法兰26安装成轴向接触所述内环的外表面16c。
所述法兰26轴向抵靠所述密封件的外侧面36。在所示的实施例中，所述法兰26安装成轴向抵靠所述外侧面36，靠近所述密封垫32的外部密封部分。所述法兰26包括内侧面40，所述内侧面40轴向地定向在所述密封件22的一侧上，并且局部地抵靠所述密封件，所述法兰26还包括外侧面42，所述外侧面42轴向地定向在所述轴承的外侧上。所述法兰26被安装成直接接触所述密封件22。
所述法兰26包括环形安装部分26a，所述安装部分26a安装成轴向抵靠所述内环的所述前表面16c；还包括一个用于抵靠所述密封件22的部分26b，所述部分26b是环状，与所述密封件的所述外部侧面36轴向接触。所述安装部分26a具有径向形状，并形成所述法兰的内部。所述安装部分26a包括自由末端边缘44(图2)，其限定所述法兰26的孔。所述末端边缘44形成所述安装部分26a的较小直径的内边缘，更通常的说是所述法兰26的较小直径的内边缘。所述末端边缘44将所述法兰26径向限定在所述内侧面上。所述法兰26没有延伸到所述末端边缘44的部分。所述末端边缘44径向位于所述孔16a和所述内环的所述外表面16b之间。所述末端边缘44处于径向地沿着所述内环的所述前表面16c。所述末端边缘44轴向地临近所述外表面16c。
所述支撑部分26b形成所述法兰的外部部分或者末端部分。在图示的实施例中，所述支撑部分26b具有曲线形状，在外侧上轴向凹入并且在内侧上轴向凸出。仅有所述法兰的所述支撑部分26b被安装成与所述密封件22接触。
所述法兰26还包括环形连接部分26c，所述环形连接部分26c在所述固定部分26a和支撑部分26b之间延伸。所述连接部分26c径向延伸出所述安装部分26a的较大直径的末端边缘并且通过所述支撑部分26b径向延伸。所述连接部分26c被设计为在轴向上具有柔性和弹性可变形。所述连接部分26c在所述密封件22的方向上向内延伸。在图示的实施例中，所述连接部分26c具有轴向朝向所述轴承10的内部的曲线形状。
一个波浪或者起伏部分46形成在连接部分26c上，从而能够提高在所述连接部分的轴向方向上的柔性和弹性变形的特性。所述起伏部分46在轴承10的外侧上轴向延伸。在图示的实施例中，所述起伏部分46从所述法兰的所述安装部分26a的较大直径的末端边缘延伸。在此，所述法兰26包括一个起伏部分46。可选择的，所述法兰26还可以在径向包括多个连续的起伏部分或者其他能够提高所述连接部分26c弹性变形的形状。
在图2的示例中能够更清晰的看出，所述固定装置34覆盖所述密封法兰的所述自由末端边缘44并局部覆盖所述内环的所述前表面16c的临近区域，即未被所述法兰覆盖的区域。在图示的实施例中，未被所述法兰覆盖的所述临近区域相对于所述法兰的所述末端边缘44径向向内偏移，更通常的说是相对于所述法兰。所述固定装置34是环形的材料缝，比如是粘合剂缝或者焊缝。所述固定装置34形成一种固定缝。所述固定装置34在周向上是连续的。
所述固定装置34具有双重功能，意思就是既将所述密封法兰26固定到所述内环的所述前表面16c，又确保所述法兰26和所述前表面之间的密封。所述固定装置34的环形形状使得它能够在所述法兰的所述末端边缘44和所述环的所述前表满16c之间在圆周方向上实现连续的密封。因此，能够阻止颗粒物杂质侵入所述内环16和所述密封法兰16之间。
另外，所述密封法兰26和所述密封件的所述外侧面36之间的轴向接触能够限制颗粒物杂质侵入所述法兰和所述密封件之间。在图示的实施例中，通过所述支撑部分26b和所述密封件22之间的接触，所述法兰26朝向轴承的外侧变形。所述法兰的所述连接部分26c的变形与其固有的弹性方向相反。通过接触所述密封件22，所述法兰26被轴向预加载。在预加载阶段，所述安装部分26a和所述支撑部分26b在所述法兰的内部表面40一侧上的轴向空间小于所述法兰在自由状态下或者无应力状态下各部分之间的轴向空间。由于弹性，所述法兰的所述连接部分26c倾向于恢复其没有载荷或者无轴向应力状态时的位置。因此，所述法兰的所述支撑部分26b能够对所述密封件22施加持久的轴向预载力。这样所述法兰26和所述密封件22之间能够保持轴向滑动接触。
在图3所示的实施例中，相同的部件具有相同的标记，与第一个实施例不同之处在于所述环形固定装置34的位置。所述固定装置34局部覆盖所述内环的所述前表面16c的一区域，该区域未被所述密封法兰覆盖，相对于所述法兰的所述安装部分26a，所述密封法兰朝向所述轴承的外侧径向偏移。所述固定装置34覆盖所述法兰的内侧面40的一部分，该部分临近并与所述区域轴向相对。考虑到所述法兰的所述安装部分26a，所述法兰的内侧面40的这一部分在径向上位于远离所述末端边缘44的一例。在图示的实施例中，所述固定装置34可以诸如是粘合剂缝。
在图示的实施例中，每个法兰都在轴向可弹性变形，从而可以保持所述法兰和所述相应的密封件之间的轴向接触。作为一种变化，可以提供不具有弹性变形的法兰。作为一种变化，可能设计不同的密封件。每个密封件可以包括摩擦抵靠所述相关法兰的所述内部面的外部唇。
在图示的实施例中，所述密封法兰被固定到所述内环，并且所述相关的密封件被固定到所述外环。可变化的是，可以提供一个相反的设置，即密封件固定到内环而相关的法兰固定到外环。这样，固定装置可以布置成覆盖所述密封法兰的所述安装部分的所述自由末端边缘，其限定所述法兰的外侧直径。该边缘形成所述法兰的较大直径的边缘。所述固定装置局部覆盖所述外环的所述外表面的所述区域，该区域未被密封法兰覆盖，相对于所述法兰的较大直径的自由末端边缘，所述密封法兰朝向外侧径向偏移。可变化的是，当所述法兰固定到所述外环，所述固定装置能够局部覆盖所述外环的所述外表面的所述区域，该区域未被所述法兰覆盖，相对于所述法兰的所述安装部分，所述密封法兰朝向内部径向偏移，并且所述固定装置能够覆盖所述法兰的内侧面的一部分，该部分临近并与所述区域轴向相对。
在其他可变实施例中，可以不提供与每个密封法兰相关的密封件。在这种情况下，每个法兰能够与所述法兰朝向其延伸的所述环一起形成狭窄的密封通路。

Claims (9)

1.一种滚动轴承，其包括外环(14)，内环(16)，至少一组滚动单元(18)，所述至少一组滚动单元(18)径向排列在所述外环和所述内环之间，包括环形安装部分(26a)的至少一个密封法兰(26)，其被安装成轴向抵靠所述内环和所述外环其中之一(16)的前表面(16c)，和用于将所述密封法兰固定到所述环(16)上的固定装置(34)，其特征在于所述固定装置(34)至少局部覆盖所述环的前表面(16c)的一区域以及所述密封法兰的一部分，所述区域未被所述密封法兰(26)覆盖，所述密封法兰的一部分临近所述区域，所述固定装置是环状的，所述滚动轴承还包括至少一个密封件(22)，所述密封件固定到另一个环(14)并与所述环(16)接合，相对于所述滚动轴承外侧上的所述密封件(22)，所述密封法兰(26)被轴向偏移，所述密封法兰(26)还设有环形端部(26b)，所述环形端部(26b)轴向安装成与所述密封件(22)接触，所述密封法兰(26)通过所述环形端部(26b)和所述密封件(22)之间的接触被轴向预加载，从而使得所述环形安装部分(26a)和所述环形端部(26b)之间的轴向间距小于在所述密封法兰的自由状态下的所述环形安装部分(26a)和所述环形端部(26b)之间的轴向间距。
2.如权利要求1所述的滚动轴承，其中所述密封法兰(26)包括径向安装部分(26a)，其安装成轴向抵靠所述环的前表面(16c)并且设置有径向地位于孔和所述环的外表面之间的自由末端边缘(44)。
3.如权利要求2所述的滚动轴承，其中所述固定装置(34)覆盖所述密封法兰的安装部分(26a)的自由末端边缘(44)。
4.如权利要求2所述的滚动轴承，其中所述固定装置(34)覆盖所述密封法兰的内部面的一部分，当考虑到所述密封法兰的所述安装部分(26a)时，所述内部面径向地位于远离自由末端边缘(44)的一侧上。
5.如权利要求2所述的滚动轴承，所述固定装置(34)包括材料缝。
6.如权利要求5所述的滚动轴承，其中所述固定装置(34)包括粘合剂缝。
7.如权利要求5所述的滚动轴承，其中所述固定装置(34)包括焊缝。
8.如权利要求1所述的滚动轴承，其中所述密封法兰(26)轴向安装为与所述密封件(22)接触。
9.如上述任一项权利要求所述的滚动轴承，其中所述密封法兰(26)轴向安装为直接与所述另一环的所述前表面(16c)接触。
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