CN111828486A - 用于改进的排出的迷宫式密封装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于轴承单元(30)的密封装置(50)，所述密封装置(50)具有静止组件(70)和可旋转的金属屏蔽件(58)，其中，所述静止组件(70)具有成形的金属支撑件(51)和至少一个唇(56，57)，在所述成形的金属支撑件(51)上共模制有不与所述金属屏蔽件(58)接触的第一唇(53)和第二唇(54)，所述至少一个唇(56，57)与所述金属屏蔽件(58)接触，其中，所述第二唇(54)和所述金属屏蔽件(58)限定迷宫式密封件。所述第二唇(54)具有小于360°的角度延伸范围，使得污染物沿着所述第二唇(54)的缺失角部分从所述密封装置(50)的内部排出。

Description

用于改进的排出的迷宫式密封装置
技术领域
本发明涉及一种具有创新特征的盒式密封装置，其允许改进已经进入密封装置内部的污染物从密封装置排出。这种密封装置被应用于轴承单元。本发明特别地、但不排他地适用于机动车辆的车轮轮毂组件，所述车轮轮毂组件设置有轴承单元。更具体地，根据本发明的轴承单元是其中轴承的外圈是静止的而轴承的内圈能够旋转的轴承单元。本发明有利地、但不排他地应用于具有双列球的轴承单元。
背景技术
众所周知，轴承单元通常暴露于各种类型的污染物(例如，泥(/泥浆/泥土)、灰尘和悬浮颗粒物和/或溶液中的颗粒)。因此，轴承单元(包括机动车辆用的车轮轮毂组件的那些成形部件)需要设置有合适的密封装置。
根据现有技术的密封装置是具有两部分的盒式密封件，其包括安装在径向内圈上的旋转部分和安装在径向外圈上的静止部分。根据所述现有技术，密封件的静止部分包括由弹性材料制成的一个或多个唇，所述一个或多个唇与旋转部分接触并确保相对于所述轴承单元的内部的密封作用。
在路上运行条件(/道路运行条件)期间以及在轴承单元的验证期间，为了使轴承单元的密封性能优化且同时保持低摩擦水平，据了解迷宫式密封件设计为最好的折衷方案(compromise)。迷宫式密封件被设计使用屏蔽件(/滤网)(screen)和非接触密封唇，该屏蔽件保护密封件开口不受机动车辆的运动部件(例如，制动盘)的影响。按照这种方式，泥和其他污染物难以穿透到密封件的底部腔室。然而，同时，如果泥积聚在所述腔室内部，则其排出成为问题。试验已表明，通常地，泥的积聚恰好出现在腔室内部，即，出现在径向外圈的底部中。泥的积聚(另外存在的水无法去除这些泥)会带来降低车轮轮毂组件的工作寿命的缺点，从而导致密封件的唇较快磨损，并妨碍整个轴承单元的正常运行。
为了克服这个缺点，已知的方案是在车辆悬架的竖直部(upright)中设置排出孔。遗憾的是，该方案不能解决上述问题：由于设计的原因，排出孔可能仅设置在轴承单元的轴向内侧，尽管排出孔便于在那个区域的排出，但是肯定无法管理以解决轴承单元的轴向外侧的问题。
因此，对于设计一种没有前述缺点的密封装置存在需求。
发明内容
本发明的目标在于提供一种密封装置，例如，所述密封装置用于车轮轮毂组件的轴承单元，所述密封装置具有对外部污染物的屏蔽功能并且设置有有利于已经进入密封装置内部的污染物(尽管其流动受到限制)的排出的几何形状。特别地，为了将可能在径向外圈的底侧上看到的泥的积聚减少到最小，根据本发明，使执行迷宫式密封功能的非接触唇的周向延伸部分断开，从而允许改进排出。
一方面，这种新颖的方案仍然能够确保存在有效的迷宫式密封(/迷宫式密封)，以防止泥和其他污染物进入轴承单元内部。另一方面，迷宫式方案必须例如确保不阻止已经进入密封装置内部的泥、水和污染物流出，并且为了实现这个目标，其周向延伸部分必须被优化并且在任何情况下其周向延伸部分都被限制为小于360度的角度开口(angularopening)。按照这种方式，水可以容易地清洗掉任何可能积聚在内部的泥，或者在最坏的情况下仅允许积聚很少量(/微不足道量)的泥。
根据本发明的一方面，描述了根据所附独立权利要求中指出的特征的密封装置。
根据本发明的另一方面，还描述了一种车轮轮毂组件，所述车轮轮毂组件具有设置有根据本发明的密封装置的轴承单元。
根据所附从属权利要求中指出的特征，描述了本发明的其他优选和/或特别有利的实施方式。
附图说明
现在将参照示出了本发明的实施方式的多个非限制性示例的附图描述本发明，其中：
图1是设置有密封装置的车轮轮毂组件的局部截面图；
图2a是根据本发明的第一实施方式的密封装置的顶部分的细节；
图2b是根据图2a的密封装置的底部分的细节；
图3是根据本发明第二实施方式的密封装置的细节；以及
图4示出了根据图3的密封装置的非接触唇。
具体实施方式
现在，单纯地以非限制性示例的方式，将参照用于机动车辆的车轮轮毂组件来描述本发明，该车轮轮毂组件设置有具有根据本发明的密封装置的轴承单元。
参照图1，根据本发明的优选实施方式的车轮轮毂组件总体上由10表示。附图示出了以示例的方式提供的构造的细节。
组件10具有中心旋转轴线X，并且包括旋转的轮毂20和轴承单元30，轴承单元30进而包括：
-静止的径向外圈31；
-由轮毂20限定的径向内圈22；
-另一个旋转的径向内圈34，安装在轮毂20上并与轮毂20成一体；
-两列滚动体32、33，布置在径向外圈31与径向内圈22、34之间，在本示例中滚动体32、33为球；以及
-两个保持架39和40，用于将两列滚动体32、33中的滚动体保持就位。
在本说明书和权利要求的全部内容中，表示诸如“径向”和“轴向”的位置和方位的术语和表述被理解为参考轴承单元30的旋转中心轴线X。另外，诸如“轴向外”和“轴向内”的表述参考车轮轮毂组件的组装状态，并且在特定情况下，优选地分别参考(/指的是)车轮侧和与车轮侧相反的一侧。
径向外圈31设置有两个相应的径向外滚道31'，而径向内圈22、34设置有相应的径向内滚道20'、34'，以允许布置在径向外圈31与轮毂20之间的轴向外滚动体32列以及布置在径向外圈31与径向内圈34之间的轴向内滚动体33列的滚动。为了更简化图示，将使用附图标记32、33来表示单个球和球的列这两者。此外，为简单起见，在本说明书中以及在附图中，可以以示例的方式使用术语“球”，而不是使用更加通用的术语“滚动体”(同样地，也将使用相同的附图标记)。车轮轮毂组件10设置有至少一个密封装置50(例如，安装在轴承单元的轴向外侧的装置)。以下关于密封装置50进行的说明也将适用于安装在轴承单元的轴向内侧的密封装置60。
参照图2a，密封装置50可以是具有两部分的盒式密封件，其包括安装在径向外圈31上的静止组件(/静止组成部件)(static component)70和安装在径向内圈上的可旋转部分(在附图中仅以成形的金属屏蔽件(/金属屏障/金属遮蔽件)(metallic screen)58的方式可见)。在本描述的过程中，将实质上考虑密封装置的静止组件70，该组件与轴承单元的其他部件一样具有轴向对称性，因此位于穿过对称轴线X的水平面的上方的部分(即基本上是距离地面最远的部分)可以被定义为该静止组件70的顶部分。其余部分将被定义为底部分。这种定义也将以相同的方式应用于轴承单元30的其他部件，例如，应用于径向外圈31。图2a示出了密封装置的顶部分，而图2b示出了密封装置的底部分。
密封装置50的静止组件70包括成形的金属支撑件51，在该金属支撑件51上共模制有由弹性材料制成且不与可旋转部分或金属屏蔽件58接触的第一唇53和第二唇54。所述唇53、54和屏蔽件58限定了空间(/容积)(volume)55，该空间55与外部环境接触并且泥和/或其他污染物可能积聚在该空间55内部。密封装置50的静止组件70还设置有也由弹性材料制成的一对接触唇56、57。这些接触唇与金属屏蔽件58接触并与屏蔽件一起限定内部空间(/内部容积)(inner volume)59。在任意情况下，将理解的是，密封唇的设计、布置和数量可以改变，而不由此脱离本发明的保护范围。
泥进入内部空间59的内部受到由第二非接触唇54和由金属屏蔽件58形成的迷宫式密封件的存在的限制。然而，在运行作业条件期间以及在对轴承单元进行验证测试期间，都可能会发生一些泥进入空间59的内部。采用到目前为止所描述的方案，很难从所述迷宫式密封件排出泥，因此泥积聚在该空间59的内部并且负面地影响轴承单元的性能。在图2b中，其示出了密封装置50的静止组件70的底部分，可以看到根据本发明的在第一实施方式中的新颖特征。第二非接触唇54不是遍及整个360度形成，而是仅在其一部分上形成。按照这种方式，在密封装置50的底部分中，在唇54与屏蔽件58之间不再存在迷宫式密封(/迷宫式密封件)。因此，由于重力而将趋向于占据空间59的底部的泥或其他污染物将能够容易地从该空间59离开(/逸出)。明显的是，静止组件70必须安装在径向外圈31上，被正确地定向，即使得第二非接触唇54的顶部与径向外圈31的顶部相对应。根据应用和使用条件，唇54的缺失部分的角度延伸范围可以从160°变化到200°，并且优选的是等于180°。在更高要求(/更苛刻)的应用的情况下，唇54的实体角部分将趋于增大以改善相关的迷宫式密封(/迷宫式密封件)，因此，唇54的缺失部分(missing part)的角度延伸范围(angular extension)可以从50°变化到70°，并且优选的是等于60°。
图3和图4示出了本发明的第二实施方式。从图4中可以看出，第二非接触唇54由实体部分54'和空隙54"的交替序列形成，如此以与图2a和图2b的实施方式大致相同的方式执行双重功能(第二非接触唇54的部分54'的迷宫式密封功能以及其余部分54”的排出功能)。每个实体部分54'和每个空隙54”的角度延伸范围可能被包括在20°与30°之间，其中下限取决于当前的模制技术。因此，实体部分和对应的空隙的数量将在九个与六个之间。显然，利用本发明的该第二实施方式，不需要将密封装置的静止组件70定向安装在径向外圈31上。
总而言之，该方案根据机动车辆的应用以最佳方式定义，并且由于改善了现场(inthe field)的密封性能而确保了较高的效率，避免了由于泥的积聚而导致的噪声相关问题。显然，确保了在潮湿和/或泥泞的路面上也具有较好的性能。
除了本发明的如上所述的实施方式之外，将理解的是，存在许多进一步的变型。还必须理解，所述实施方式仅以示例的方式提供，并且不限制本发明的主题，或者其应用，或者其可能的构造。相反，尽管以上提供的描述能够使本领域技术人员至少以其构造的示例中的一个来实现本发明，但是必须理解，所描述的部件的多种变型是可行的，而不由此脱离如在所附权利要求书中定义的、在字面上和/或根据其合法等同物进行解释的本发明的范围。

Claims (10)

1.一种用于轴承单元(30)的密封装置(50)，所述密封装置(50)包括：
-静止组件(70)；以及
-可旋转的金属屏蔽件(58)，
所述静止组件(70)进而包括成形的金属支撑件(51)和至少一个唇(56，57)，在所述成形的金属支撑件(51)上共模制有不与所述金属屏蔽件(58)接触的第一唇(53)和第二唇(54)，所述至少一个唇(56，57)与所述金属屏蔽件(58)接触，
其中，所述第二唇(54)和所述金属屏蔽件(58)限定迷宫式密封件，
所述密封装置(50)的特征在于，所述第二非接触唇(54)具有小于360°的角度延伸范围，使得污染物沿着所述第二唇(54)的缺失角部分从所述密封装置(50)的内部排出。
2.根据权利要求1所述的密封装置(50)，其特征在于，所述第二非接触唇(54)的缺失角部分被包括在160°至200°之间。
3.根据权利要求2所述的密封装置(50)，其特征在于，所述第二非接触唇(54)的缺失角部分等于180°。
4.根据权利要求1所述的密封装置(50)，其特征在于，所述第二非接触唇(54)的缺失角部分被包括在50°至70°之间。
5.根据权利要求4所述的密封装置(50)，其特征在于，所述第二非接触唇(54)的缺失角部分等于60°。
6.根据权利要求1所述的密封装置(50)，其特征在于，所述第二非接触唇(54)的缺少角部分具有与对应的实体部分(54')交替的多个空隙(54")。
7.根据权利要求6所述的密封装置(50)，其特征在于，所述多个空隙(54")的数量等于九，并且每个空隙(54")的角度延伸范围等于20°。
8.根据权利要求6所述的密封装置(50)，其特征在于，所述多个空隙(54")的数量等于六个，并且每个空隙(54")的角度延伸范围等于30°。
9.一种轴承单元(30)，设置有根据前述权利要求中的任一项所述的密封装置(50)。
10.一种用于机动车辆的车轮轮毂组件(10)，所述车轮轮毂组件(10)包括轮毂(20)和根据权利要求9所述的轴承单元(30)。
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