CN106801707A - 用于车轮轴承的密封单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆用车轮轴承单元(100)的密封单元(13)，其用于将所述车轮轴承单元(100)相对于承载所述车轮轴承单元(100)的组件，特别是轴颈(1)密封起来，所述密封单元(13)具有折板构件(34)，所述折板构件(34)具有轴向延伸的环形弯管(36)和径向向外延伸的环形法兰(38)，其中，所述折板构件(34)在径向延伸的法兰(38)上在与轴向延伸的环形弯管(36)相反的、法兰(38)侧面上承载密封构件(42)；并且，本发明还公开了一种具有此类密封单元(13)的车轮轴承单元(100)。

Description

用于车轮轴承的密封单元
技术领域
本发明涉及一种车辆用车轮轴承单元的密封单元，以及一种车轮轴承单元。
背景技术
一种用于车辆的车轮轴承单元，通常包括至少一个滚动轴承，该滚动轴承包括轴承外圈和被构造成可相对于该轴承外圈旋转的轴承内圈，所述轴承外圈和轴承内圈限定出其中设置有滚动体的轴承内部空间。此处，轴承内圈可被抗扭地设置在轴颈(Achszapfen)上，该轴颈可借助于制动盘(Bremsscheibe)或制动鼓(Bremstrommel)连接到车轮轴承单元。此外，此类车轮轴承单元可具有被抗扭地连接到轴承外圈上的轮毂(Radnabe)。此处，一般在轴承外圈与轴承内圈之间和/或旁边设置有密封件，这些密封件在轴承外部区域的方向上设置并且将车轮轴承向外和向内密封。
为了避免污物、水和/或润滑油进入位于轴承内圈与轴颈之间的区域，已知要在轴承内圈与轴颈之间设置密封件，原因在于内圈以间隙配合方式(Spielpassung)设置在轴颈上并且轴润滑油能够“蠕动”穿过轴承安装孔(Lagersitz)。此外，润滑油还有可能到达制动盘上，这会导致刹车失灵。为了密封位于轴承内圈与轴颈之间的区域，通常要在该区域中压入O形密封圈。
然而，采取这种方式的缺点在于，在安装时O形密封圈可能滑动、被遗忘或被卡住无法移动，从而使得在车轮轴承单元工作时不能够提供可靠的密封。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提出一种具有改进的密封功能的、用于车轮轴承单元的密封单元。
该任务通过根据本发明的车辆用车轮轴承单元的密封单元以及通过根据本发明的车轮轴承单元来解决。
在下文中，描述了一种车辆用车轮轴承单元的密封单元，其用于将车轮轴承单元相对于承载该车轮轴承单元的组件(特别是轴颈)密封起来。此处，密封单元具有折板构件(Winkelblechelement)，该折板构件具有轴向延伸的环形弯管(Ringschenkel)和径向延伸的环形法兰。
一般来说，车辆用车轮轴承单元包括至少一个滚动轴承，该滚动轴承具有轴承外圈和被构造成可相对于该轴承外圈旋转的轴承内圈，在所述轴承外圈和轴承内圈之间形成了其中设置有滚动体的轴承内部空间。此处，轴承内圈通常置于轴颈上。随后，将前述密封单元的折板构件直接或间接固定到轴承内圈上。
折板构件的轴向环形弯管和径向法兰被构造成彼此之间有夹角。在与另一个要在下面更详细描述的车轮轴承单元组装到一起时，该夹角优选在轴承内部空间的方向上打开。
此外，径向法兰基本上与轴向环形弯管成直角地延伸，从而使得除了密封单元之外还为其它组件(特别是密封构件)提供了足够的构造空间。此外，轴向环形弯管还可用作此类其它密封件的接触套管(Anlaufhülse)。
为了提供实现被改进的密封以防止污物、润滑油和/或水进入到位于车轮轴承单元(优选轴承内圈)与承载该车轮轴承单元的组件(优选轴颈)之间的区域中，根据本发明提出的是，折板构件在径向延伸的法兰上——在与轴向延伸的环形弯管相反的法兰侧面上——承载密封构件。由此能够设置用于密封位于轴承内圈与轴颈之间区域的O形密封圈，从而使得能够提供被改进的密封。此处，密封构件优选设置在外部环境的方向上，这允许简单安装密封构件并且在需要时较简便地更换密封构件。
此外，密封构件能够通过力配合连接方式(例如夹钳)或者通过材料连接方式(例如硫化(anvulkanisieren))固定到折板构件上。
在优选的实施例中，密封构件被构造为径向延伸的环形垫板(Ringscheibe)。此处，环形垫板优选具有(抵靠在法兰上的)径向外侧环部分和(径向向内延伸超过法兰的)径向内侧环部分。此处，径向内侧环部分延伸直至到达承载车轮轴承单元的组件，从而实现密封接触并且避免污物、润滑油等进入位于车轮轴承单元与承载该车轮轴承单元的组件之间的区域中。
根据另一有利的实施例，密封构件的径向内侧环部分具有至少一个偏离折板构件延伸的密封唇口。此处，密封唇口可在受到预紧力的情况下抵靠承载车轮轴承单元的组件。
额外地或可供选择地，正如另一优选实施例所示，密封构件的径向内侧环部分构造成凸起形状的伸出部分(Auskragung)。此处，该凸起优选在折板构件的反方向上伸出。所述凸起优选被构造成，使得其与承载车轮轴承单元的组件接触，并且实现密封以防止润滑剂(特别是润滑油)、水和/或污物从外部进入。
根据另一个有利的实施例，密封构件径向向外延伸超过折板构件的径向法兰。此处，密封构件可在车轮轴承单元(特别是轴承外圈或接触套管)的位于径向外侧的组件的方向上延伸，并且与车轮轴承单元接触。由此，可额外地防止污物、水和/或润滑油进入轴承内部空间中。
此处，正如另一个有利实施例所示，密封构件在径向法兰的径向外侧同样被构造为密封唇口。此处，密封唇口可沿着径向法兰的端面径向向外延伸，并且被设计成在受到预紧力的条件下顶住位于径向外侧的组件。
本发明的另一方面涉及一种车辆用车轮轴承单元，其具有至少一个轴承内圈和被构造成可相对于该轴承内圈旋转的轴承外圈，在所述轴承内圈和轴承外圈之间形成了其中设置有滚动体的轴承内部空间。此处，还设置有至少一个第一密封单元，该第一密封单元被设计成将车轮轴承单元相对于承载该车轮轴承单元的组件(特别是与轴承内圈连接的轴颈)密封起来。此处，所述密封单元具有环形折板构件，该折板构件具有：轴向延伸的环形弯管，该环形弯管抗扭地与轴承内圈连接；以及，径向向外延伸的环形法兰。为了将轴承内圈相对于轴颈密封起来，折板(Winkelblech)在与轴承内部空间相反的径向法兰侧面上承载密封构件。由此使得有可能避免污物、水或润滑油进入位于轴承内圈与轴颈之间的区域中和/或进入轴承内部空间中。
在下文中，上述关于密封单元的优选实施例也可应用到具有此类密封单元的车轮轴承单元。
在一个优选的实施例中，密封构件被构造为径向延伸的环形垫板，该环形垫板具有(抵靠在法兰上的)径向外侧环部分和(抵靠在轴承内圈上的)径向内侧环部分。此处，所述径向内侧环部分延伸直至到达轴颈为止，并且密封位于轴承内圈与轴颈之间的过渡区域。此外，在轴承内圈上，在朝向外部环境的端面上设置一凹陷部分(例如环形的槽)，径向内侧环部分延伸到该凹陷部分中从而使得能够提供足够大面积的内侧环部分以实现密封。
根据另一个优选实施例，密封构件径向向外延伸直至轴承外圈或设置在轴承外圈上的接触套管。由此能够提供对轴承外圈区域中的额外密封，从而使得能够避免污物或水进入轴承内部空间中。正如下文中将更加详细地描述的，代替接触套管，另一个密封单元的承载构件可承担接触套管的功能。
正如另一个实施例所示，环形法兰可设置在轴向延伸的环形弯管的、与轴承内部空间相反的侧面上。由此，能够一方面实现与外部空间的有效密封，而另一方面为轴承内部空间的至少一个密封件提供足够的构造空间。
在另一个实施例中，车轮轴承单元具有至少一个第二密封单元，该第二密封单元具有：与轴承外圈抗扭地连接的承载构件，和由承载构件承载的在轴承内圈方向上密封的密封构件。所述至少一个第二密封单元被设计成密封所述轴承内部空间。此处，第二密封单元优选设置在第一密封单元的轴向内侧。由此，还能够有效避免污物或水从外部环境进入轴承内部空间中。此处，第二密封构件具有至少一个密封唇口，该密封唇口相对于轴承内圈和/或相对于轴向延伸的环形弯管和/或相对于径向向外延伸的环形法兰进行密封。可供选择地或额外地，第二密封单元的密封构件可具有预紧构件，例如弹簧构件。
其它的优点和有利的实施方式在说明书、权利要求或附图中有所限定。此处，特别是在说明书和附图中给出的技术特征的组合是纯示例性的，因此这些技术特征也可设想被单独使用或是与其它技术特征组合使用。
附图说明
在下文中，将根据通过附图显示的实施例来详细描述本发明。此处，这些实施例和在实施例中显示的组合是纯示例性的，并且不应被用来确定本发明的保护范围。所述保护范围仅通过所附权利要求来限定。
在附图中显示的是：
图1是具有根据本发明的密封单元的车轮轴承单元的截面示意图；以及
图2是在图1中显示的密封单元的详细示图。
附图标记列表
在下文中，相同的或者功能等效的元件使用相同的附图标记来指示。
100 车轮轴承单元
1 轴颈
2、4 滚动轴承
6 轴承外圈
8 轴承内圈
10 轴承内部空间
12 滚动体
13 第一密封单元
14 第二密封单元
16 外部环境
18 承载构件
20 密封构件
22、24、26 密封唇口
30 弹簧构件
32 在轴承内圈与轴颈之间的区域
34 折板构件
36 轴向环形弯管
38 径向法兰
40 与轴向延伸的环形弯管相反的侧面
42 密封构件
44 环形垫板
46 外侧环部分
48 内侧环部分
50 凹陷部分
52、54 密封唇口
56 径向法兰的端面
具体实施方式
图1显示了通过安装在轴颈1上的、车辆用车轮轴承单元100的截面的示意图，所述车轮轴承单元100在图2中被放大显示。此处，在图1中所示的车轮轴承单元100被构造为双列的圆锥滚子轴承2、4，其中所述两个圆锥滚子轴承以O形配置来布置，从而使得能够有高的刚性来对抗侧向力。
因此，出于简化目的，在下文中讨论承载了根据本发明的构件的圆锥滚子轴承4。
在图1和2中所示的滚动轴承4包括轴承外圈6和被构造成可相对于该轴承外圈6旋转的轴承内圈8，在所述轴承外圈6和轴承内圈8之间形成了其中设置有滚动体12的轴承内部空间10。此处，轴承内圈8通过有槽螺母(Nutmutter)的轴向夹紧从而与轴颈1抗扭地连接。作为一种选择，滚动体12能够被容纳在轴承保持架11中，如图2中所示。图1和2还示出，在轴向上靠近位于轴承外圈6与轴承内圈8之间的滚动体12来设置外部的第一密封单元13和内部的第二密封单元14，这些密封单元将车轮轴承单元100密封起来，以防止污物或水从外部环境16进入。
密封单元14是用于轴承内部空间10的标准密封件，并例如具有与轴承外圈6抗扭连接的承载构件18和由该承载构件18所承载的、在轴承内圈8的方向上进行密封的密封构件20。密封构件20在朝向轴承内部空间10的侧面上沿着承载构件18从轴承外圈6径向延伸至轴承内圈8，并具有多个——作为一种选择是借助于弹簧构件30预紧的——密封唇口22、24和26，这些密封唇口将轴承内部空间10密封起来。当然，也可使用所有其它的由现有技术已知的、用于密封单元14的密封构件。
为了将车轮轴承单元100相对于轴颈密封起来——如图1和2中所示——设置了第一密封单元13，该第一密封单元13设置到第二密封单元14轴向外侧。此处，将密封单元13设计成，要避免润滑油或者污物进入到位于轴承内圈8与轴颈1之间的区域32。为此，密封单元13具有：设置在轴承内圈8上的折板构件34；在轴向上延伸的环形弯管36；以及，在径向上延伸的环形法兰38。此处，轴向环形弯管36和径向法兰38被构造成彼此之间有夹角，在其之间形成的夹角朝着轴承内部空间10打开，从而为密封单元14提供足够的构造空间。
此外，紧靠径向法兰38的折板构件34——在与轴向延伸的环形弯管36相反的、法兰38的侧面40上——承载密封构件42，该密封构件42被设置成在外部环境16的方向上紧靠折板构件34。因此，密封构件42可简单地安装，并且也可根据需要被方便地更换。然而，密封构件42也可能被不可拆卸地通过硫化方式连接到折板构件34上。
正如特别在图2中显示的，将密封构件42构造为在径向上延伸的环形垫板44，该环形垫板44具有(抵靠在法兰38上的)径向外侧环部分46，和(径向向内延伸超过法兰38的)径向内侧环部分48。此处，所述径向内侧环部分48延伸直至到达轴颈1为止，并且与轴颈1接触以实现密封。此外，在轴承内圈8上可设置凹陷部分50，例如环形的槽口，所述径向内侧环部分48伸入到该凹陷部分50中从而使得能够提供足够大面积的内侧环部分48以实现密封。
为了进一步加强密封效果，密封构件42的径向内侧环部分48具有朝向轴颈1偏离折板构件34延伸的密封唇口52。
正如在图2中进一步显示的，作为一种选择，密封构件42还可作为用于密封轴承内部空间10的附加密封件(Zusatzdichtung)。因此，密封构件42能够径向向外延伸超过折板构件34的径向法兰38，并与第一密封单元14的承载构件18接触，该承载构件18随后可作为接触套管。当然还有可能的是，密封构件42直接接触轴承外圈6。因此，可额外借助于第一密封单元13以避免污物进入轴承内部空间。此外，正如在图2中显示的，密封构件42能够在径向法兰38的径向外侧被构造为密封唇口54。此处，密封唇口54可沿着折板构件34的径向法兰的端面56在承载构件18的方向上延伸，由此能够在密封唇口54上提供预紧力。
综上所述，能够借助于本发明提出的密封单元来为车辆提供车轮轴承，借助密封单元能为在轴承内圈与轴颈之间的区域提供有效的密封，由此防止污物、水、润滑油进入。另外，由于本发明提出的密封单元，还有可能对轴承内部空间进行额外密封以防止污物、水、润滑油进入。

Claims (12)

1.一种车辆用车轮轴承单元(100)的密封单元(13)，用于将所述车轮轴承单元(100)相对于承载所述车轮轴承单元(100)的组件，特别是轴颈(1)密封起来，所述密封单元(13)具有折板构件(34)，所述折板构件(34)具有轴向延伸的环形弯管(36)和径向向外延伸的环形法兰(38)，其特征在于，所述折板构件(34)在径向延伸的法兰(38)上在与轴向延伸的环形弯管(36)相反的、所述法兰(38)的侧面上承载密封构件(42)。
2.如权利要求1所述的密封单元(13)，其特征在于，所述密封构件(42)被构造为径向延伸的环形垫板(44)，所述环形垫板(44)具有：抵靠在所述法兰(38)上的径向外侧环部分(46)，和径向向内延伸超过法兰(38)的径向内侧环部分(48)。
3.如权利要求2所述的密封单元(13)，其特征在于，所述密封构件(42)的径向内侧环部分(48)具有偏离所述折板构件(34)延伸的密封唇口(52)。
4.如权利要求2或3所述的密封单元(13)，其特征在于，所述密封构件(42)的径向内侧环部分(48)构成凸起形状的伸出部分，所述凸起优选在所述折板构件(34)的反方向上伸出。
5.如前述权利要求中任一项所述的密封单元(13)，其特征在于，所述密封构件(42)径向向外延伸超过所述折板构件(34)的径向法兰(38)。
6.如权利要求5所述的密封单元(13)，其特征在于，所述密封构件(42)在所述径向法兰(38)的径向外侧被构造为密封唇口(54)，所述密封唇口(54)优选在朝向所述折板构件(34)的方向上延伸。
7.一种车辆用车轮轴承单元(100)，具有至少一个轴承内圈(8)和被构造成能相对于所述轴承内圈(8)旋转的轴承外圈(6)，在所述轴承内圈(8)和轴承外圈(6)之间形成了其中设置有滚动体的轴承内部空间，在所述轴承内部空间中还设置有至少一个第一密封单元(13)，所述第一密封单元(13)被设计成将所述车轮轴承单元(100)相对于承载所述车轮轴承单元(100)的组件，特别是与所述轴承内圈(8)抗扭连接的轴颈(1)密封起来，所述密封单元(13)具有环形折板构件(34)，所述环形折板构件(34)具有：与所述轴承内圈(8)抗扭连接的、轴向延伸的环形弯管(36)，和，径向向外延伸的环形法兰(38)，其特征在于，所述折板构件(34)在与所述轴承内部空间相反的、径向法兰(38)的侧面上承载密封构件(42)。
8.如权利要求7所述的车轮轴承单元(100)，其特征在于，所述密封构件(42)被构造为径向延伸的环形垫板(44)，所述环形垫板(44)具有：抵靠在所述法兰(38)上的径向外侧环部分(46)，和抵靠在所述轴承内圈(8)上的径向内侧环部分(48)。
9.如权利要求7或8所述的车轮轴承单元(100)，其特征在于，所述密封构件(42)径向向外延伸直至到达所述轴承外圈(6)或设置在所述轴承外圈(6)上的接触套管。
10.如权利要求7至9中任一项所述的车轮轴承单元(100)，其特征在于，所述环形法兰(38)设置在轴向延伸的环形弯管(36)的、与所述轴承内部空间相反的侧面上。
11.如权利要求7至10中任一项所述的车轮轴承单元(100)，其特征在于，所述车轮轴承单元(100)具有至少一个第二密封单元(14)，所述第二密封单元(14)具有与所述轴承外圈(6)抗扭连接的承载构件和由所述承载构件承载的、在所述轴承内圈(8)的方向上密封的密封构件(20)，所述第二密封单元(14)被设计成密封所述轴承内部空间(10)，所述第二密封单元(14)优选设置在所述第一密封单元(13)的轴向内侧。
12.如权利要求7至11中任一项所述的车轮轴承单元(100)，其特征在于，所述密封单元(13)被构造为如权利要求1至6中任一项所述的密封单元(13)。
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