CN110630642A - 具有改进的密封圈的轴承组件 - Google Patents

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Abstract

一种轴承组件(1)，特别地，轴承组件为大尺寸或回转型轴承组件，轴承组件包括：内圈(20)；外圈(30)；具有轴线(X1X2)的至少一个密封圈(50、60)，安装在内圈和外圈中的一者上，用于密封内圈与外圈之间的间隙，至少一个密封圈包括：a)唇部(51)，设计为与内圈和外圈中的另一者摩擦接触；b)根部(52)，至少部分地以过盈配合的方式接合在保持凹部(32)内，保持凹部配置在内圈和外圈中的一者的稳定表面(33)上，根部包括主唇(52a)和至少一个副唇(52c)，唇(52a、52c)在保持凹部内施加接触压力，以将根部锚固在内圈和外圈中的所述一者上，其特征在于，保持凹部包括两个阻挡槽(32b、32c)，主唇在接触压力下被接合在两个阻挡槽内。

Description

具有改进的密封圈的轴承组件
技术领域
本发明涉及一种轴承组件，特别地，涉及一种大尺寸的轴承或回转型(slewingtype)的轴承。
背景技术
大尺寸轴承(/大型轴承)通常用于不同类型的工业机器，诸如隧道掘进机或挖掘机，或用于防御领域，诸如雷达和坦克或装甲车辆。它们还用于起重机并且用于风力涡轮机和水力涡轮机上的转子叶片的安装。有些还用于人们从中可以注视城市的郊区的具有舱室(capsule)的观景摩天轮(observation wheel)。
通常期望对轴承密封。传统上，使用接触型的密封圈。密封圈包括附接到轴承的一个圈的锚固部和接触轴承的另一个圈的唇部。重要的是，锚固部是坚固的，从而确保密封件不会随时间而松动并且保证(多个)密封唇的正确定位。
本发明的一个目的是克服这些缺点。
为了解决该问题，存在各种解决方案，诸如在US 2009-0324153-A1和US 2012-0068413-A1中公开的解决方案。
仍然可以进行改进。
发明内容
本发明的特别目的在于提供一种轴承组件，特别地，提供一种大尺寸轴承组件或回转型轴承组件，所述轴承组件具有内圈、外圈和安装在所述内圈和所述外圈中的一者上并用于密封所述内圈与所述外圈之间的间隙的至少一个密封圈。
根据本发明，所述密封圈包括唇部和根部，所述唇部被设计为与所述内圈和所述外圈中的另一者摩擦接触，所述根部至少部分地以过盈配合的方式接合在保持凹部内，所述保持凹部配置在所述内圈和所述外圈中的所述一者的稳定表面上。所述根部包括主唇和至少一个副唇，所述唇在所述保持凹部内施加接触压力，以将所述根部锚固在所述内圈和所述外圈中的所述一者上。
仍然根据本发明，所述保持凹部包括两个阻挡槽，所述主唇在接触压力下被接合在所述两个阻挡槽内。
归因于本发明，密封圈的锚固被加强，并且密封圈在轴向和径向这两个方向上被紧紧地保持在轴承圈上。
根据本发明的有利但非强制性的其它方面，这种轴承组件可以包含以下特征中的一个或多个：
-所述阻挡槽彼此面对并且分别包括底部，使得两个底部之间的距离大于所述保持凹部的宽度W；
-所述保持凹部是环形槽，所述主唇和所述至少一个副唇是环形的；
-所述阻挡槽分别包括在与所述稳定表面平行的表面中延伸的阻挡表面，并且所述主唇包括与所述阻挡槽的所述阻挡表面压力接触的阻挡表面；
-所述密封圈还包括加强件，所述加强件在相对于所述密封圈的根部基本上垂直的方向上延伸，并且所述加强件包括阻挡表面，所述阻挡表面是平坦的并且与所述密封圈的轴线基本上垂直，所述加强件的阻挡表面和所述主唇的阻挡表面同时分别在轴承圈的所述稳定表面和所述阻挡槽的阻挡表面上施加弹力，以这样的方式使两个弹力具有相同的幅度并且两个弹力的方向相反，所述两个弹力的方向与所述稳定表面垂直；
-至少所述唇部的尖端、所述主唇、所述至少一个副唇和所述加强件包括弹性体材料；
-在所述密封圈的自由状态下，所述至少一个副唇的宽度Wi大于所述保持凹部的宽度；
-所述密封圈还包括位于所述唇部与所述根部之间的转折部，一旦所述密封圈安装在所述轴承组件上，所述转折部允许所述唇部相对于所述根部绕着所述转折部弯曲；
-所述唇部在包括轴承组件的轴线的平面中具有截头圆锥形截面，使得所述唇部的尖端的宽度小于靠近所述转折部的相对侧的宽度；
-所述保持凹部包括具有两个倒角的入口，以便将所述主唇和至少一个副唇引入到所述保持凹部内。
附图说明
通过研究以非限制性示例给出并由附图示出的特定实施方式的详细描述将较好地理解本发明及其优点，其中：
-图1在关于根据本发明的轴承组件的纵向和旋转轴线XX'的径向平面中的局部截面图；
-图2是图1中密封圈相对于轴承组件的两个圈的定位(细节A)的详细的截面图；
-图3是图1和图2的密封圈的局部径向截面图；
-图4是图1和图2的轴承组件的锚固有密封圈的圈的详细的局部截面图。
附图标记
XX'、X1X2 轴线
W、Wi 宽度
β、Ω 角度
1 轴承组件
10 滚动元件
20 内圈
21 固定部件
22、23 摩擦表面
30 外圈
31 固定部件
32 保持凹部
32a 底部
32b、32c 阻挡槽
32b1、32c1 阻挡表面
32d 入口
32e、32f 倒角
33 稳定表面
40 齿
50、60 密封圈
51 唇部
51a 尖端
52 根部
52a 主唇
52b 阻挡表面
52c 副唇
53 转折部(hinge)
54 加强件
54a 阻挡表面
55、56 斜面
具体实施方式
图1示出了包括内圈20和外圈30的轴承组件1，两个圈能够绕着纵向轴线XX'旋转。轴承组件1还包括与配置在两个圈上的滚道接触的滚动元件10(在示出的实施方式中为圆柱形滚子)。
内圈和外圈包括固定部件21、31，诸如孔和螺纹孔，用于附接到诸如风力涡轮机的机器或装置的部件(未示出)，特别是用于可旋转地适应叶片的俯仰(pitch)和偏航(yaw)的部件。
在示出的实施方式中，在使用中，内圈20旋转，外圈30不旋转。
外圈30包括齿40，齿40用于与例如连接到电动马达的另一齿啮合。
轴承组件还包括至少一个密封圈50、60，用于密封内圈与外圈之间的间隙。
在示出的实施方式中，轴承组件1包括相似的两个密封圈50、60。
在未示出的优选实施方式中，密封圈50、60是同位相似的(homothetical)。
有利地，如图所示，密封圈50是环形的并且具有对称轴线X1X2，密封圈50用于绕着该对称轴线X1X2旋转。
如图2和图3最佳示出的，密封圈50包括唇部51和根部52。唇部51包括尖端(tip)51a，尖端51a用于在轴承组件的正常操作期间与内圈20的摩擦表面23压力接触。在唇部51与根部52之间，存在转折部(hinge)53，其允许唇部51相对于根部52绕着转折部弯曲，以补偿错位(misalignment)和跳动(runout)，例如，补偿摩擦表面23的错位和跳动。
在本发明的示出实施方式中，唇部51在包括轴向X1X2的平面中具有截头圆锥形截面，使得唇部51的尖端51a的宽度小于靠近转折部53的相对侧处的宽度。截头圆锥形形状由角度β表征，优选地，在自由状态下角度β包含在30°至50°之间，在工作状态下(在轴承组件的正常操作下)角度β包含在20°至40°之间。
根据诸如所期望的密封性能和密封圈的可用空间的若干参数，唇部51可以使用其他形状。
根部52至少部分地以过盈(/干涉)配合的方式接合在配置于外圈30的稳定表面33上的保持凹部32内。
根部52包括一个主唇52a，主唇52a是环形的并且静态地密封保持凹部32。主唇52a还有助于将密封圈50锁在外圈30上。
根部52还包括至少一个环形的副唇52c。
在示出的实施方式中，存在3个副唇52c，并且它们有助于将密封圈50锁在外圈30上。副唇52c还有助于使密封圈的根部52在保持凹部32内对中。
在示出的实施方式中，如图4中最佳可见的，保持凹部32是基本上垂直于稳定表面33延伸的周向槽。保持凹部32具有宽度W，有利地，宽度W在保持凹部32的整个圆周上是恒定的。宽度W是相对于轴线XX'在径向上测量的。
密封圈50还包括加强件54(其功能将在后面描述)，加强件54在与密封圈的根部基本上垂直的方向上延伸。
在密封圈的自由状态下，根部52的主唇52a和副唇52c分别具有宽度Wi，宽度Wi大于保持凹部32的宽度W。
在密封圈的自由状态下，根部的主唇和副唇可以相对于彼此具有相同或不同的宽度Wi。
在密封圈的自由状态下，主唇52a包括阻挡表面(blocking surface)52b，阻挡表面52b是平坦的并且基本上垂直于密封圈的轴线X1X2。
在密封圈的自由状态下，加强件54包括阻挡表面54a，阻挡表面54a是平坦的并且基本上垂直于密封圈50的轴线X1X2。
因此，在密封圈的自由状态下，主唇52a的阻挡表面52b和加强件54的阻挡表面54a是平坦且平行的。
在将密封圈安装到轴承圈上的过程中，根部的主唇52a和副唇52c在保持凹部32中接触接合时弹性地变形。
有利地，保持凹部32包括具有两个倒角32e的入口32d，以便将主唇和副唇引入到保持凹部32内(/内侧)。两个倒角是相同的，并且每个倒角相对于与轴承圈的稳定表面33垂直的方向形成角度Ω。
保持凹部32还包括两个阻挡槽(blocking groove)32b、32c，阻挡槽32b、32c位于轴承圈的稳定表面33下方并且在与稳定表面33平行的平面中延伸。两个锁定槽(/阻挡槽)32b、32c彼此面对，并且它们均包括底部，使得两个底部之间的距离大于保持凹部32的宽度W。
每个槽32b、32c分别包括在与稳定表面33平行的平面中延伸的阻挡表面32b1、32c1。
在其安装过程中，密封圈被逐渐推向保持凹部32的底部，直到根部的主唇52a接合在阻挡槽32b、32c中。
一旦达到密封圈的安装位置，主唇52a、副唇52c和加强件均呈现永久的弹性变形。
在该位置，副唇52c的宽度现在等于保持凹部32的宽度W，并且副唇52c与保持凹部压力接触。
在该位置，主唇52a的宽度基本上仍与自由状态下的宽度相同。
在该位置，主唇52a仅在槽32b、32c中与阻挡表面32b1、32c1压力接触。这加强了密封圈在保持凹部32内的锚固(anchorage)。在该位置，主唇52a不接触阻挡槽32b、32c的底部。
仍然，在密封圈已被安装的位置，如图1和图2所示，加强件54的阻挡表面54a与轴承圈的稳定表面33压力接触。
在该位置，加强件54的阻挡表面54a和主唇52a的阻挡表面52b同时分别在轴承圈的稳定表面33上和槽32b、32c的阻挡表面32b1/32c1上施加弹力。该弹力具有相同的振幅并且该弹力的方向相反，该弹力的方向(/该弹力所沿的方向)垂直于稳定表面33。
归因于这种特别的配置，密封圈的锚固被进一步加强，并且密封圈在轴向上和在径向上两者紧紧(/紧密)地保持在轴承圈上。
在本发明的示出实施方式中，对于前面描述的密封圈50，阻挡凹部32相对于轴承组件的轴线XX'在轴向上延伸，阻挡槽32b、32c相对于所述轴线XX'在径向上延伸。阻挡槽32b在径向上向外延伸，阻挡槽32c在径向上向内延伸，阻挡表面32b1、32c1在径向上延伸。
在本发明的示出实施方式中，存在类似于前面描述的第一密封圈50的第二密封圈60。该第二密封圈60具有根部，该根部接合到在安装有第二密封圈的轴承圈(在示出的实施方式中为外圈)的内侧(/内部)在径向上延伸的保持凹部中。
密封圈50的根部还包括斜面55、56，其为主唇52a提供较大的运动自由度。
虽然密封圈的主唇和副唇有助于将密封圈锁在轴承圈上，从而防止例如密封圈从保持凹部中意外地移除，但是仍然可以通过使用大力(大于在轴承组件的正常操作期间可能产生的力)而将密封圈从轴承圈的保持凹部向外拉出而移除密封圈，这在例如期望在维护操作期间更换密封圈时变得有利。
一般而言，密封圈可以安装在轴承组件的内圈或外圈上，而不管哪个轴承圈是旋转的。
根据本发明的多个密封圈可以用于密封轴承组件的圈之间的轴向间隙、径向间隙或组合的轴向/径向间隙。
优选地，至少唇部51的尖端51a、主唇52a、至少一个副唇52c和加强件包括弹性体材料(/弹性材料)(elastomeric material)。

Claims (10)

1.一种轴承组件(1)，特别地，所述轴承组件(1)为大尺寸的轴承组件或回转型轴承组件，所述轴承组件(1)包括：
-内圈(20)，
-外圈(30)，
-具有轴线(X1X2)的至少一个密封圈(50、60)，安装在所述内圈和所述外圈中的一者上，用于密封所述内圈与所述外圈之间的间隙，所述至少一个密封圈(50、60)包括：
a)唇部(51)，设计为与所述内圈和所述外圈中的另一者摩擦接触，
b)根部(52)，至少部分地以过盈配合的方式接合在保持凹部(32)内，所述保持凹部(32)配置在所述内圈和所述外圈中的所述一者的稳定表面(33)上，
所述根部(52)包括主唇(52a)和至少一个副唇(52c)，所述唇(52a、52c)在所述保持凹部(32)内施加接触压力，以将所述根部(52)锚固在所述内圈和所述外圈中的所述一者上，
其特征在于，所述保持凹部(32)包括两个阻挡槽(32b、32c)，所述主唇(52a)在接触压力下被接合在所述两个阻挡槽(32b、32c)内。
2.根据权利要求1所述的轴承组件(1)，其特征在于，所述阻挡槽(32b、32c)彼此面对并且分别包括底部，使得两个底部之间的距离大于所述保持凹部(32)的宽度W。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承组件(1)，其特征在于，所述保持凹部(32)是环形槽，所述主唇(52a)和所述至少一个副唇(52c)是环形的。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承组件(1)，其特征在于，所述阻挡槽(32b、32c)分别包括在与所述稳定表面(33)平行的表面中延伸的阻挡表面(32b1、32c1)，并且所述主唇(52a)包括与所述阻挡槽(32b、32c)的所述阻挡表面(32b1、32c1)压力接触的阻挡表面(52b)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承组件(1)，其特征在于，所述密封圈还包括加强件(54)，所述加强件在相对于所述密封圈的根部基本上垂直的方向上延伸，并且所述加强件(54)包括阻挡表面(54a)，所述阻挡表面(54a)是平坦的并且与所述密封圈(50)的轴线(X1X2)基本上垂直，所述加强件(54)的阻挡表面(54a)和所述主唇(52a)的阻挡表面(52b)同时分别在轴承圈的所述稳定表面(33)和所述阻挡槽(32b、32c)的阻挡表面(32b1、32c1)上施加弹力，以这样的方式使两个弹力具有相同的幅度并且两个弹力的方向相反，所述两个弹力的方向与所述稳定表面(33)垂直。
6.根据权利要求5所述的轴承组件(1)，其特征在于，至少所述唇部(51)的尖端(51a)、所述主唇(52a)、所述至少一个副唇(52c)和所述加强件(54)包括弹性体材料。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承组件(1)，其特征在于，在所述密封圈的自由状态下，所述至少一个副唇(52c)的宽度(Wi)大于所述保持凹部(32)的宽度(W)。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承组件(1)，其特征在于，所述密封圈还包括位于所述唇部(51)与所述根部(52)之间的转折部(53)，一旦所述密封圈安装在所述轴承组件上，所述转折部(53)允许所述唇部(51)相对于所述根部(52)绕着所述转折部(53)弯曲。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承组件(1)，其特征在于，所述唇部(51)在包括轴承组件的轴线(X1X2)的平面中具有截头圆锥形截面，使得所述唇部(51)的尖端(51a)的宽度小于靠近所述转折部(53)的相对侧的宽度。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承组件(1)，其特征在于，所述保持凹部(32)包括具有两个倒角(32e)的入口(32d)，以便将所述主唇(52a)和至少一个副唇(52c)引入到所述保持凹部(32)内。
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