CN105864282A - 具有密封法兰的滚动轴承 - Google Patents

Abstract

一种包括密封法兰的滚动轴承，滚动轴承包括外套圈(14)，内套圈(16)，至少一排径向配置在套圈之间的滚动体(18)，至少一个密封件(22)，其形成固定于套圈(14)之一并结合于另一套圈(16)的第一密封装置，以及至少一个法兰(26)，其形成固定于所述另一套圈(16)并且与在轴承的外侧上的所述密封件(22)轴向偏置的第二密封装置。所述第一和第二密封装置其中至少之一包括至少两个环形肋部(50)，另一个密封装置安装成与其轴向接触，通过所述肋部和所述另一密封装置限定至少一个封闭环形空间(52)，至少一个润滑剂配置在所述空间(52)中。

Description

具有密封法兰的滚动轴承

技术领域

本发明涉及滚动轴承领域，尤其是用于汽车或工业应用的滚动轴承。

背景技术

在滚动轴承中，通常用一个或者多个密封件来保持润滑，例如油脂，在轴承中并且限制污染颗粒的进入。一般将这种密封件固定于轴承套圈之一，并结合于其他套圈以形成动态密封。

专利申请WO-Al-2010/133240(SKF)描述的滚动轴承包括两个密封件，其固定于外套圈，并且每一个套圈包括与内圈摩擦接触的内肋部。轴承还包括两个密封法兰，其固定于内套圈，并且每一个法兰与相关密封件的外肋部摩擦。

用这种轴向地在轴承的每个边上并结合于相关密封外肋部的法兰，使其可能限制污染颗粒到达与内套圈摩擦接触的所述密封的内肋部。然而，每个相关密封的弹性外肋部施加于法兰上的接触压力会随着时间，以及在套圈之一相对轴承的其他后安装发生角位移时，趋向减小。这会影响在运行中的轴承的密封特性。

发明内容

本发明的目的是弥补上述缺陷。

更具体地，本发明意图提供一种具有改进密封的滚动轴承。

本发明还力图提供一种易于制造和装配的滚动轴承。

在一个实施例中，滚动轴承包括外套圈，内套圈，至少一排滚动体，其径向配置于所述套圈之间，至少一个密封件，其形成固定于所述套圈之一并结合于另一套圈的第一密封装置，以及至少一个密封法兰，其形成固定于所述另一套圈并且与在轴承外侧上的所述密封件轴向偏置的第二密封装置。

第一和第二密封装置其中至少之一包括至少两个环形肋部，另一密封装置安装成与其轴向接触。通过所述肋部和所述另一密封装置限定至少一个封闭环形空间。至少一个润滑剂配置于所述空间之内。

在密封装置之一的肋部和另一密封装置之间的轴向接触使得可以限制污染颗粒侵入到这些密封装置之间。此外，在肋部之间径向形成所述环形空间，润滑剂配置在其中，从而使得在两个密封装置的接触区中能随着时间流逝而保持良好的密封性能。到达结合于所述另一套圈以形成动态密封的密封装置的一部分的污染颗粒的数量受到限制。

在一个特定实施例中，所述法兰在轴向方向上至少部分弹性变形，所述法兰通过接触所述密封件轴向变形。

法兰的轴向形变连同它的弹性性质使其可以保持与密封件的轴向接触。响应于与其弹性相反的法兰的形变，法兰在密封件上施加稳定的轴向预紧力。通过肋部和所述另一密封装置限定的空间稳定地保持在封闭状态。这保持良好的密封性能。

优选地，每个肋部的厚度在它的自由端的方向上减小，该自由端轴向接触于所述另一密封装置。因此，在两个密封装置之间的摩擦力矩减小。

在一个实施例中，肋部轴向延伸。肋部可以彼此相同。优选地，肋部与所述密封装置一体成型。在一个实施例中，每个肋部在横截面中具有三角形。

在一个实施例中，肋部形成于所述密封件的外侧面上。可选地或进行结合，肋部形成于所述法兰的内侧面上。所述密封件可以包括至少一个限定外侧面的密封垫片。在一个实施例中，密封件包括增强插件插件，其由所述密封垫片覆盖至少一部分。

优选地，所述密封垫片由柔性材料制成，并且法兰由刚性材料制成。密封法兰可以由金属材料制成。这使得可以促进排出由法兰和相关密封件之间的轴向滑动接触所形成的热量。

优选地，所述密封件的外侧面在轴承的内侧上相对于所述套圈的前表面轴向地偏移。

所述法兰可以包括承载在密封件上的一部分，其具有在所述密封件侧面上的轴向凸起形状。因此，在密封件与相应法兰之间的摩擦力矩减小。另外，防止了法兰的轴承部(bearing portion)的尖锐端边缘和密封件之间的任何接触，从而抑制所述密封件的任何劣化。

优选地，所述法兰包括固定部，其用来将法兰固定至所述另一套圈，以及连接部，其连接所述固定部和与密封件接触的轴承部，至少所述连接部在轴向方向上是可弹性变形的。所述连接部可以在密封件的方向上的向内延伸。在一个实施例中，所述连接部具有曲线形状。

在一个实施例中，所述法兰包括至少一个起伏，其与所述轴承部开并轴向延伸。轴承部可以在轴承的外侧轴向延伸或者可选地在轴承内侧轴向延伸。

优选地，密封件在轴承的内侧相对于所述套圈的前表面轴向偏移。在一个实施例中，所述法兰可以以一种直接抵靠于所述套圈的前表面的方式轴向地安装。

附图说明

本发明从阅读实施例的详细说明将获得更好的理解，其通过完整的无限制的实例的方式提供，并结合附图阐释，其中：

-图1是根据本发明第一示例的滚动轴承的轴向截面的半剖视图，

-图2是图1的细节视图，

-图3是根据本发明第二示例的滚动轴承的细节视图，

-图4是根据本发明第三示例的滚动轴承的轴向截面的半剖视图，以及

-图5是图4的细节视图。

具体实施方式

在图1中，具有轴线12的滚动轴承10包括外套圈14，内套圈16，多个滚动体18，在本示例中是滚球的形式，所述滚动体径向设置在所述套圈之间，以及保持架20，其用来保持滚动体的规则的圆周间距。轴承10包括在轴向上位于每一侧上的环形密封件22，24，它们用来封闭径向空间，该径向空间存在于外套圈14和内套圈16之间，以及环形密封法兰26，28，其轴向地靠着在轴承外侧的所述密封件22，24。在图示示例中，密封件22，24固定于外套圈14，同时密封法兰26，28固定于内套圈16。

外套圈14包括圆柱形轴向外表面14a，圆柱形孔14b，两个相反的径向前表面14c，14d，其径向地划定所述孔和外表面，以及滚道，其形成在孔14b上并且在横截面中具有适合滚动体18的凹形内部轮廓，所述滚道定向为径向向内。外套圈14还包括两个环形槽14e，14f，其形成在孔14b内并径向向外延伸。槽14e，14f分别配置在前表面14c，14d的附近。每个槽14e，14f轴向配置在滚动体18和前表面14c，14d其中之一之间。槽14e，14f关于穿过轴承10中心的径向中间平面是相互对称的。

内套圈16包括圆柱形孔16a，圆柱形轴向外表面16b，两个相反的径向前表面16c，16d，其轴向限定所述孔和外表面，以及滚道，其形成于外表面16b上并且在横截面中具有适合于滚动体18的凹形内部轮廓，所述滚道定向为径向向外。保持架20径向地配置在径向空间中，该径向空间由内套圈的外表面16b和外套圈的孔14b限定。

内套圈16还包括两个环形槽16e，16f，其形成于外表面16b内并径向向内延伸。槽16e，16f分别配置在前表面16c，16d的附近。槽16e，16f关于轴承10的径向中间平面是相互对称的。槽16e，16f径向地对着相应的槽14e，14f。

外套圈14和内套圈16同轴。在图示示例中，套圈是实心体。“实心体套圈”理解为其形状通过机械加工从管、棒料、经锻造的和/或经轧制的毛坯去除材料(通过车削或研磨)而制得的套圈。

每个密封件22，24径向配置在外套圈14和内套圈16之间并且固定于所述外套圈，横向地相对滚动体18配置。每个密封件22，24固定在外套圈中的槽14e，14f之一的里面。每个密封件22，24整体封装在由外套圈14和内套圈16限定的径向空间中。每个密封件22，24在轴承10的内侧上相对相应的外套圈的侧面14c，14d轴向偏移。

在该示出的示例中，密封件22，24彼此相同并且关于轴承10的径向中间平面互相对称。由于密封件22，24相同，在此仅描述它们中的一个。

密封件22包括刚性环状芯部或插件30，以及固定于插件的柔性环状密封垫片32。插件30由刚性材料制成，例如由金属材料或者热塑材料，尤其是聚酰胺制成。插件30形成用于垫片32增强插件。垫片32模制或硫化至插件30上。垫片32由柔性材料制成，例如弹性体，诸如丁腈橡胶或者热塑性弹性体材料。

垫片32覆盖插件30的外表面。垫片32覆盖插件30的外部侧表面。垫片32包括环形外侧面36，其在轴承10的外侧轴向地朝向相应法兰26的方向。外侧面36在轴承10的内侧相对于外套圈和内套圈的前表面14c，16c轴向地偏移。垫片的侧面36形成密封件22的外侧面。侧面36是平的。侧面36径向延伸。密封件的内侧面38远离所述侧面36，轴向地朝向轴承的里面朝着滚动体18的方向。内侧面38由插件30限定。

垫片32形成两个径向相对密封部，其分别实现与外套圈14的静态密封和与内套圈16的动态密封。“静态密封”理解为意味着产生于没有相对移动的两个组件之间的密封，而“动态密封”理解为意味着呈现出相对移动的两个组件之间的密封。

垫片32的外密封部压进外套圈14的槽14e中以将密封件22固定于所述套圈。在槽14e的区域中，外密封部呈现为与所述槽互补的形状，以形成一种用来将密封件22固定于外套圈14的装置。外密封部径向且轴向地环绕插件30的大直径自由边，使得只有垫片32与外套圈14接触。以这种方式，密封件22通过压入配合和摩擦被正确地在槽14e中保持到位。

垫片32的内密封部包括第一和第二同轴环形内凸缘32a，32b，其轴向地朝着轴承的内部延伸。内凸缘32b在内套圈中轴向地靠着槽16e的径向壁。内凸缘32a具有大于内凸缘32b的直径并且径向地围绕内套圈的外表面16b，以同所述外表面形成迷宫式狭窄通道。

如在图2中更清晰地示出，密封的外侧面36包括多个环形肋部50，其在密封法兰26的方向向外延伸。法兰26安装成轴向地靠着肋部50。

肋部50从外侧面36延伸并且轴向地靠着凸缘的内侧面40。肋部50轴向地延伸。肋部50相对于外侧面36轴向地位于远离内凸缘32b(图1)的一侧。肋部50和凸缘32b轴向地配置在侧面36的任一侧上。肋部50相对于凸缘32b朝着轴承10的外侧轴向地偏移。在图示示例中，肋部50相对于凸缘32b朝着轴承10的外侧径向地偏移。

肋部50互相同轴并且相同。在图示示例中，有六个肋部50。作为变体，可能提供不同数量的肋部，然而至少保持两个肋部。在此，肋部50相对于彼此处在径向方向上以有规律的方式间隔开。肋部50与密封件的垫片32整体生产，例如，一体成型。在图示示例中，每个肋部50的厚度从密封件的外侧面36在轴向摩擦接触法兰26的其自由端的方向上逐渐减小。在此，每个肋部50的自由端的横截面具有三角形，使得在密封件22和法兰26之间的摩擦力矩减小。

再参照图1，每个密封法兰26，28相对于在轴承外侧上的相应的密封件22，24轴向偏移。每个密封法兰26，28被安装成使得轴向地靠着内套圈的前表面16c，16d的其中之一，并靠着轴向地在轴承10的外侧上的相应的密封件的密封垫片32。法兰26，28关于穿过轴承10中心的横向径向平面互相对称。由于法兰26，28在图示示例中相同，在此仅描述其中之一。

法兰26一体成型。法兰26使用刚性材料制成，例如金属材料，优选地通过切削和压制的金属薄片毛坯制成。可选择地，法兰26可以用一些其他刚性材料制成，例如合成材料，如聚酰胺。

法兰26固定于内套圈16，在外套圈14的方向上径向延伸。法兰26通过任何恰当方式固定于内套圈16，例如通过粘合剂或者焊接。法兰26轴向地安装成接触内套圈的前表面16c。法兰26固定于该前表面16c。在图示示例中，法兰26被安装直接接触所述内套圈。可选择地，可能轴向地将中间体插入到内套圈16和法兰26之间。

法兰26轴向地靠着密封件的外侧面36。在图示示例中，法兰26安装使得轴向地靠着靠近密封垫片32的外密封部的侧面36。法兰26包括内侧面40，其轴向地定向在密封件22的侧面，并且靠着所述密封件的肋部50(图2)，并且外侧面42其轴向地定向在轴承的外侧上。法兰26安装成直接接触密封件22。

法兰26包括环形固定部26a，其安装成轴向地靠着内套圈的前表面16c，并且包括部分26b，其靠着密封件22，其具有环形外形并且轴向接触所述密封件的肋部50。固定部26a具有径向形状并且形成法兰的内部。轴承部26b形成所述法兰的外部或端部。在图示示例中，轴承部26b具有曲线形状，其在外侧上轴向凹进并且在内侧面上轴向凸出。只有法兰的轴承部26b被安装成接触密封件22。

法兰26还包括环形连接部26c，其在固定部26a和轴承部26b之间延伸，连接于所述各部。连接部26c径向地延伸固定部26a并且通过轴承部26b径向延伸。连接部26c设计为在轴向柔性并弹性可变形。连接部26c在密封件22的方向上向内延伸。在图示示例中，连接部26c具有曲面形状轴向地朝着轴承10的内部。

波浪或起伏44形成于连接部26c上，使得进一步提升该部分在轴向方向上的柔性和弹性变形性质。起伏44轴向延伸于轴承10的外侧面上。在图示示例中，起伏44从法兰的固定部26a的大直径边延伸。法兰26在此包括单个起伏44。可选择地，法兰26可以包括在径向方向上的多个连续起伏或者其他形状，这会提升连接部26c的弹性形变。

如上所述，法兰26安装成轴向地靠着密封件(图2)的肋部50。法兰的轴承部26b轴向地靠着肋部50。环形空间52被径向限定在每一对连续肋部50的之间。每个空间52通过法兰26和密封件22轴向地限定。每个空间52通过法兰的轴承部26b和密封件22轴向地限定。每个空间52通过法兰26的内侧面40和密封件的外侧面36轴向地限定。至少一个润滑剂(未示出)，例如脂，放置在每个空间52中。每一对肋部50与法兰26一起限定空间52，其形成包含润滑剂的容器。在每个空间52里面的润滑剂形成环形凸出。

在法兰26和密封件22的肋部50之间的轴向接触使得可以限制污染颗粒侵入到法兰和密封件之间。此外，由密封件的肋部50和法兰26限定的封闭空间52用润滑剂填充，这使得可以在该区域取得适当密封。结合于内套圈16的密封件22的动态密封部的密封上游由此形成。这使得可以限制污染颗粒到达密封件的动态密封部。

在图示示例中，法兰26通过轴承部26b和密封件22的肋部50的接触朝着轴承的外侧轴向变形。法兰的连接部26c克服其固有弹性产生变形。法兰26通过与密封件22的接触被轴向预紧。在预紧状态，在固定部26a和在法兰的内面40的一侧上的轴承部26b之间的轴向空间小于所述法兰的在自由状态或者无压力状态的所述各部之间的轴向空间。

通过弹性，法兰的连接部26c趋于恢复到它的未被轴向加载或无压力的位置。法兰的轴承部26b因此向密封件22的肋部50施加稳定的轴向预紧力。这使得可以在法兰26和密封件22的肋部50之间保持轴向滑动接触并且将润滑剂保持在空间52中。

图3示出的实施例，其中相同元件具有相同附图标记，其与第一实施例的不同仅在于肋部50的相反布置，其中肋部在此实施例中成形于法兰26上并且密封件22安装成轴向靠着所述肋部。肋部50在密封件22的方向上向内延伸。肋部50从法兰的内侧面40延伸并轴向靠着密封件的外侧面36。肋部50成形于法兰的轴承部26b上。

与第一实施例相比，图4和5中的示例，其中相同元件具有相同附图标记，主要不同的地方是轴承的密封法兰60，62的设计。每个法兰60，62抵靠着内套圈16的安装并且相应的密封件22，24与第一实施例中所描述的是相同的。每个法兰60，62相对于相应密封件22，24的相对位置的不同之处仅在于，所述法兰安装成使得轴向地抵靠靠近密封垫片的内密封部的密封件的肋部。

由于法兰60，62在此示例中是相同的，所以在此仅描述其中之一。法兰60由三个独立部分组成。法兰60包括安装成使得轴向靠着内套圈的前表面16c的环形固定部64，抵靠着具有环形形状的密封件22并与所述密封件的肋部50轴向接触的部分66，以及用来支持所述轴承部的部分68。密封件的肋部50轴向地靠着法兰的内侧面。肋部50安装成使得轴向地靠着法兰的轴承部66。在该示例中，具有四个肋部50和三个封闭环形空间52。

固定部64具有径向形状并形成法兰的内部。轴承部66形成所述法兰的外部或端部。在图示示例中，轴承部66具有曲面形状，其在外侧上轴向凹进并且在内侧上轴向凸出。轴承部66呈盘形。轴承部66轴向地安装成接触密封件的肋部50。只有法兰的轴承部66安装成接触密封件22。固定部64和轴承部66各自由刚性材料制成，例如金属材料，优选地通过切削和压制金属薄片毛坯制成。可选地，固定部64和轴承部66可以分别由其他的刚性材料制成，例如合成材料，如聚酰胺。

支持部68在固定部64和轴承部66之间延伸。支持部68形成连接部，用于连接固定部64和轴承部66。支持部68覆盖固定部64的大直径边和轴承部66的外侧面。轴承部66的内侧面轴向接触所述密封件的肋部50。

支持部68设计为柔性的并可以在轴向方向可以弹性形变。连接部68在密封件22的方向上向内延伸。在图示示例中，支持部68具有曲面形状，其在外侧上轴向凹进并且在内侧上轴向凸出。支持部68模制或者硫化在固定部64和轴承部66上。支持部68由柔性材料制成，例如弹性体，如丁腈橡胶或者热塑性弹性体材料。

支持部68通过轴承部66和密封件22的肋部50之间的接触轴向地向着轴承的外侧变形。支持部68克服其固有弹性产生变形。法兰26通过接触密封件22在轴向上被预紧。反应于轴承部66的形变，后者在密封件22的肋部50上施加稳定的轴向预紧力。

在该示例中，肋部50通过密封件22形成。作为变化，可以在法兰的轴承部66上形成肋部50并且在这些肋部和密封件的外侧面36之间提供轴向接触。

在图示示例中，每个密封法兰固定于内套圈的前表面之一。可选择地，可以提供的是使每个法兰固定于环形槽的内部中，所述环形槽形成于内套圈的孔中，例如通过卷边。

在图示示例中，每个密封件包括两个部分，即是增强插件和固定在该插件上的密封垫片并且提供至少一个与内套圈结合的摩擦唇部以形成动态密封。可选择地，密封垫片可以包括仅一个或者多个迷宫式的结合于内套圈的唇部。在一种变形中，还可能提供一种密封件，其包括一个部件，即增强插件或者密封垫片。

在图示示例中，每个法兰在轴向方向上弹性变形，使得在肋部和相应的密封件或法兰之间保持轴向接触。然而，作为一种变形，还可以提供非弹性变形的法兰。

在图示示例中，要么每个密封件，要么每个法兰包括用来限定填充润滑剂的环形空间的肋部。作为变形，可以在每个密封件上提供轴向接触于相应法兰的肋部，并且同时在所述法兰上提供轴向接触于所述密封件的肋部。

在图示示例中，密封法兰固定于内套圈并且相应的密封件固定于外套圈。可选择地，可以提供与固定于内套圈的密封件和固定于外套圈的相应法兰相反的设置。

Claims (10)

1.一种滚动轴承，其包括外套圈(14)，内套圈(16)，至少一排径向配置在所述外套圈和所述内套圈之间的滚动体(18)，至少一个密封件(22)，其形成固定于所述外套圈和所述内套圈中的其中之一并配合于所述外套圈和所述内套圈中的另一个的第一密封装置，以及至少一个法兰(26；60)，其形成固定于所述外套圈和所述内套圈中的另一个并且与在轴承的外侧上的所述密封件(22)轴向偏置的第二密封装置，其特征在于：所述第一和第二密封装置的至少其中之一包括至少两个环形肋部(50)，所述另一个密封装置安装成与所述环形肋部轴向接触，通过所述肋部和所述另一密封装置限定至少一个封闭的环形空间(52)，至少一个润滑剂配置在所述环形空间(52)中。

2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中所述法兰(26；60)在轴向方向上至少部分弹性变形，所述法兰通过与所述密封件(22)的轴向接触发生轴向变形。

3.根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其中每个环形肋部(50)的厚度在其自由端的方向上减小，该自由端与所述另一个密封装置轴向接触。

4.根据前述权利要求其中之一所述的滚动轴承，其中所述环形肋部(50)轴向延伸。

5.根据前述权利要求其中之一所述的滚动轴承，其中所述环形肋部(50)彼此是相同的。

6.根据前述权利要求其中之一所述的滚动轴承，其中所述环形肋部(50)与密封装置成型为一体。

7.根据前述权利要求其中之一所述的滚动轴承，其中所述环形肋部(50)成型于所述密封件(22)的外侧面(36)上。

8.根据权利要求7的滚动轴承，其中所述密封件包括至少一个限定外侧面(36)的密封垫片(32)。

9.根据前述权利要求其中之一所述的滚动轴承，其中所述环形肋部(50)成形于所述法兰(26；60)的内侧面(40)上。

10.根据前述权利要求其中之一所述的滚动轴承，其中所述法兰(26；60)包括一部分(26b；66)，该部分承载在所述密封件上，其具有在所述密封件(22)的侧面上的轴向凸起形状。