CN113653739B - 轮毂轴承的抗冲击密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轮毂轴承的抗冲击密封结构，包括法兰内圈、套在法兰内圈上的法兰外圈、设置在法兰内圈和法兰外圈之间的密封圈，法兰内圈一端具有与其同轴的法兰盘，且滚道的侧边具有挡边，法兰盘与法兰外圈之间具有间隙，密封圈位于该间隙内；密封圈包括骨架、与骨架连接的密封环、设置在密封环上的若干密封唇；法兰盘上相对骨架的位置设置有一斜坡，该斜坡朝向法兰盘与法兰外圈之间的间隙倾斜，其中一个密封唇位于密封环上对应该斜坡的位置，该密封唇与斜坡向贴合，且该密封唇由密封环上朝与斜坡倾斜方向对称的方向倾斜。本发明能够在同样会增加生产成本的情况下，提高成本的利用率，在提高抗冲击效果的同时加强密封效果和降低维修成本。

Description

轮毂轴承的抗冲击密封结构
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，具体为一种轮毂轴承的抗冲击密封结构。
背景技术
轿车轮毂轴承在轿车高速通过路面凹坑或凸起时，与车轮连接的法兰内圈承受冲击力，并将冲击力传递给钢球部件，从而冲击滚道形成凹痕。冲击的典型失效是汽车轴承运转时产生了噪音或振动，影响客户驾驶体验，造成客户投诉。
常见的设计解决方案是增加轴承的直径或轴向尺寸或轴承的滚动体的尺寸或数量，这通常导致轴承质量和成本增加，并使轴承设计在直线运行和转弯能力方面效率降低。轴承滚道的肩高也会随着球的直径增加，在极端的侧向力情况下为钢球提供额外的滚道支撑。但是，这种方法增加了加工成本。所有传统改善措施的代价是增加了轴承质量，旋转力矩以及轴承和与轴承配合的部件的成本。
而且传统的方案增加抗冲击效果所采用的方案，在长期冲击损坏下，如果需要维修就需要很高的成本。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种轮毂轴承的抗冲击密封结构，能够在同样会增加生产成本的情况下，提高成本的利用率，在提高抗冲击效果的同时加强密封效果和降低维修成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种轮毂轴承的抗冲击密封结构，包括法兰内圈、套在法兰内圈上的法兰外圈、设置在法兰内圈和法兰外圈之间的滚子、设置在法兰内圈和法兰外圈之间的密封圈，所述法兰内圈一端具有与其同轴的法兰盘，所述法兰内圈具有滚道，且滚道的侧边具有挡边，所述滚子位于该滚道内，所述法兰盘与法兰外圈之间具有间隙，所述密封圈位于该间隙内；所述密封圈包括骨架、与骨架连接的密封环、设置在密封环上的若干密封唇；所述法兰盘上相对骨架的位置设置有一斜坡，该斜坡朝向法兰盘与法兰外圈之间的间隙倾斜，其中一个密封唇位于密封环上对应该斜坡的位置，该密封唇与斜坡向贴合，且该密封唇由密封环上朝与斜坡倾斜方向对称的方向倾斜。
作为本发明的进一步改进，所述法兰盘上的斜坡位于法兰外圈朝向法兰盘一端的外侧。
作为本发明的进一步改进，所述法兰内圈与法兰盘的连接处设置有一用于配合密封唇密封的接触环，该接触环包括一条与法兰盘表面相贴合的第一段、与法兰内圈的表面相贴合的第二段、设置在第一段和第二段之间的第三段，所述第三段与第一段和第二段之间均呈钝角夹角。
作为本发明的进一步改进，所述骨架的截断面呈L形，且一端贴合在法兰外圈的外表面上，另一端伸入法兰外圈与法兰盘之间的间隙中，骨架位于该间隙中的部分覆盖法兰外圈对应骨架一端的端部厚度。
作为本发明的进一步改进，所述骨架伸入法兰外圈和法兰盘之间的间隙中的部分插接在密封环中，与法兰外圈配合的一侧一面裸露在外，另一面贴合在密封环上，所述骨架和法兰外圈之间的密封环通过骨架贴合在法兰外圈的表面上。
作为本发明的进一步改进，所述接触环的第二段上设置有与接触环同轴的凸环，所述第二段与第三段连接的位置配合凸环构成一限位槽，所述密封环相对该限位槽的一侧开设有弧形凹槽，该弧形凹槽内设置有与限位槽相互配合的卡环，所述密封环通过卡环与限位槽配合卡接。
作为本发明的进一步改进，所述接触环的第二段相对第三段的另一端靠近滚子，当法兰内圈受到轴向冲击时，第二段与滚道的挡边配合对滚子限位。
作为本发明的进一步改进，所述密封环上对应接触环的第一段和第三段之间均设置有密封唇，且该密封唇均朝远离接触环第二段的方向翘起。
作为本发明的进一步改进，所述骨架伸入法兰外圈和法兰盘之间的间隙的一端的端部还朝向法兰外圈弯折后构成供法兰外圈插入的环形凹槽，所述密封环相对法兰外圈的一侧位于法兰外圈和骨架之间。
作为本发明的进一步改进，所述密封环朝向限位槽的一端且与接触环的第三段对应的一侧呈与第三段相贴合的倾斜面；当密封环通过卡环固定在限位槽中时，所述密封环的相对限位槽一端的斜面与第三段相贴合。
本发明的有益效果：
1.本方案中的密封圈位于法兰盘和法兰外圈之间的间隙中，因此能够变相的减小该法兰盘与法兰外圈之间的间隙大小，进而减小对挡边高度的要求，并且密封圈采用的材料成本远低于增加挡边高度所需要的材料成本，同时也能够提高方案中的密封效果。
2.法兰盘上还具有斜坡，利用斜坡配合密封唇，能够让密封唇在对该间隙的入口进行密封，并且密封唇的倾斜方向与斜坡的倾斜方向在与法兰盘轴向垂直的方向上对称，此时在密封唇贴合斜坡时，具有一定的形变，能够让密封唇与斜坡的贴合效果更加紧密，防尘效果更好。
3.斜坡具有引导效果，在发生轴向冲击时，法兰盘与法兰外圈之间的距离缩短，甚至产生碰撞，此时能够让斜坡的引导作用引导密封唇翘起，避免在碰撞下导致密封唇受到挤压损坏，而法兰盘与法兰外圈之间在发生碰撞时，能够利用骨架和密封环的配合减小该间隙的大小，进而让法兰盘和法兰外圈之间通过骨架和密封环产生碰撞，借助该碰撞减小对滚道的挡边的高度要求。
4.密封环的结构便于更换维修，成本也较低，如果法兰盘与法兰外圈直接直接进行冲击，损坏后维修成本高昂，需要直接更换被冲击损坏的部件。
5.密封环还能够用来缓冲冲击，具有吸收冲击的作用。
附图说明
图1为本发明的剖面结构示意图；
图2为图1中的A部结构放大示意图；
附图标号：1、法兰内圈；11、法兰盘；111、斜坡；12、滚道；13、挡边；2、法兰外圈；3、滚子；4、密封圈；41、骨架；42、密封环；421、弧形凹槽；43、密封唇；5、接触环；51、第一段；52、第二段；521、凸环；53、第三段；6、限位槽；7、卡环；8、环形凹槽；9、倾斜面。
具体实施方式
下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。
参照图1-2所示，
一种轮毂轴承的抗冲击密封结构，包括法兰内圈1、套在法兰内圈1上的法兰外圈2、设置在法兰内圈1和法兰外圈2之间的滚子3、设置在法兰内圈1和法兰外圈2之间的密封圈4，法兰内圈1一端具有与其同轴的法兰盘11，法兰内圈1具有滚道12，且滚道12的侧边具有挡边13，滚子3位于该滚道12内；法兰盘11与法兰外圈2之间具有间隙，密封圈4位于该间隙内；密封圈4包括骨架41、与骨架41连接的密封环42、设置在密封环42上的若干密封唇43；法兰盘11上相对骨架41的位置设置有一斜坡111，该斜坡111朝向法兰盘11与法兰外圈2之间的间隙倾斜，其中一个密封唇43位于密封环42上对应该斜坡111的位置，该密封唇43与斜坡111向贴合，且该密封唇43由密封环42上朝与斜坡111倾斜方向对称的方向倾斜。
如图1所示，装配后的状态示意图，其中法兰内圈1、法兰外圈2、滚子3、滚道12、密封圈4、法兰盘11的配置均是轮毂轴承中的常用技术，在此不做过多赘述。一般的来说，法兰盘11与法兰外圈2之间为了避免相互碰撞会留有间隙，随着该间隙的增大，对滚道12挡边13的高度要求就越高，需要挡边13高度与滚子3的直径进行配合，这样才能够对轴向缓冲起到足够的支撑效果，传统的手段就是提高挡边13高度，但是随着挡边13高度的提高，用料成本上就会大幅上涨。
本方案中的密封圈4位于该间隙中，因此能够变相的减小该法兰盘11与法兰外圈2之间的间隙大小，进而减小对挡边13高度的要求，并且密封圈4采用的材料成本远低于增加挡边13高度所需要的材料成本，同时也能够提高方案中的密封效果。
该方案中的法兰盘11上还具有斜坡111，利用斜坡111配合密封唇43，能够让密封唇43在对该间隙的入口进行密封，并且密封唇43的倾斜方向与斜坡111的倾斜方向在与法兰盘11轴向垂直的方向上对称，此时在密封唇43贴合斜坡111时，具有一定的形变，能够让密封唇43与斜坡111的贴合效果更加紧密，防尘效果更好。并且斜坡111具有引导效果，在发生轴向冲击时，法兰盘11与法兰外圈2之间的距离缩短，甚至产生碰撞，此时能够让斜坡111的引导作用引导密封唇43翘起，避免在碰撞下导致密封唇43受到挤压损坏，而法兰盘11与法兰外圈2之间在发生碰撞时，能够利用骨架41和密封环42的配合减小该间隙的大小，进而让法兰盘11和法兰外圈2之间通过骨架41和密封环42产生碰撞，借助该碰撞减小对滚道12的挡边13的高度要求。而且该密封环42的结构便于维修，成本也较低，如果法兰盘11与法兰外圈2直接直接进行冲击，损坏后维修成本高昂，需要直接更换被冲击损坏的部件。上述的密封环42还能够用来缓冲冲击，具有吸收冲击的作用，因此本方案能够在方便维修、增加的成本较低、提高抗冲击效果中得到体现。
优选的，法兰盘11上的斜坡111位于法兰外圈2朝向法兰盘11一端的外侧。斜坡111的位置在法兰外圈2的外侧，意味着斜坡111的环形直径大于法兰外圈2朝向法兰盘11一端的直径，对应该斜坡1l1的密封唇43能够位于法兰外圈2的外部，因此法兰外圈2和法兰盘11之间产生冲击时，能够进一步确保不会对该密封唇43产生损伤，并且斜坡111对密封唇43的引导作用更好。
为了提高对法兰盘11的保护，法兰内圈1与法兰盘11的连接处设置有一用于配合密封唇43密封的接触环5，该接触环5包括一条与法兰盘11表面相贴合的第一段51、与法兰内圈1的表面相贴合的第二段52、设置在第一段51和第二段52之间的第三段53，第三段53与第一段51和第二段52之间均呈钝角夹角。
接触环5一方面能够对法兰盘11进行保护，在冲击之后如果接触环5损坏，只需要更换接触环5即可，不需要对法兰盘11进行维修，另一方面能够保护密封唇43。其中接触环5分成三段，第一段51用于保护法兰盘11，第二段52用于贴合法兰内圈1的表面，提供固定作用，第三段53用于支撑和连接其他两段，同时也能够更加方便配合密封唇43进行密封，减少密封唇43所需的长度，也就可以减少用料，同时长度缩短的密封唇43具备更加紧实的接触效果，能够让密封效果更好。
具体的来说，骨架41的截断面呈L形，且一端贴合在法兰外圈2的外表面上，另一端伸入法兰外圈2与法兰盘11之间的间隙中，骨架41位于该间隙中的部分覆盖法兰外圈2对应骨架41一端的端部厚度。骨架41伸入法兰外圈2和法兰盘11之间的间隙中的部分插接在密封环42中，与法兰外圈2配合的一侧一面裸露在外，另一面贴合在密封环42上，骨架41和法兰外圈2之间的密封环42通过骨架41贴合在法兰外圈2的表面上。
L形的骨架41能够使其一端贴合在法兰外圈2的外表面上，具备更好的固定效果，同时还能通过紧固密封环42与法兰外圈2之间的接触，提高密封效果和缓冲效果。另一端覆盖法兰外圈2的厚度，能够完全将接触环5与法兰外圈2进行隔离，避免两者之间具有直接的冲击，因此骨架41配合接触环5也能够确保接触环5与法兰外圈2的隔离效果，两者之间产生冲击时，能够利用接触环5和骨架41进行吸收，同时利用密封环42进行缓冲吸收冲击。
为了提高密封环42的密封效果，接触环5的第二段52上设置有凸环521，第二段52与第三段53连接的位置配合凸环521构成一限位槽6，密封环42相对该限位槽6的一侧开设有弧形凹槽421，该弧形凹槽421内设置有与限位槽6相互配合的卡环7，密封环42通过卡环7与限位槽6配合卡接。接触环5的第二段52相对第三段53的另一端靠近滚子3，当法兰内圈1受到轴向冲击时，第二段52与滚道12的挡边13配合对滚子3限位。
凸环521的设计一方面能够作为加强筋，强化第二段52的强度，另一方面能够构成限位槽6，配合卡环7进行对密封环42进行限位和紧固，使得密封环42的装配密封性更好，另外弧形凹槽421的设计能够更加贴合卡环7，让卡环7与弧形凹槽421的接触面更大，固定效果更好，同时借助卡环7的紧固作用和密封环42的柔性，能够达到非常好的密封效果。另外，第二段52的端部还与滚道12的挡边13进行配合，也就是说，第二段52的厚度能够增加挡边13的高度，进而对滚子3进行支撑，能够进一步缓解法兰外圈2与法兰盘11之间存在的间隙对挡边13高度的要求，因此在提供密封效果的同时能够通过第二段52的厚度增加挡边13高度，进而让抗冲击效果更加好，轴向的支撑效果更好。
另外，密封环42上对应接触环5的第一段51和第三段53之间均设置有密封唇43，且该密封唇43均朝远离接触环5第二段52的方向翘起。
两个密封唇43分别与第一段51和第三段53进行配合，由于第三段53在本实施例中会出现倾斜的效果，而第一段51与法兰盘11相贴合，因此密封唇43可以产生两种贴合效果，而且该翘起的方向能够提高密封效果。具体的来说，如图2所示，密封唇43的位置避开法兰外圈2的位置，避免法兰外圈2与法兰盘11产生冲击时损坏密封唇43。
为了进一步提高密封唇43的保护作用，骨架41伸入法兰外圈2和法兰盘11之间的间隙的一端的端部还朝向法兰外圈2弯折后构成供法兰外圈2插入的环形凹槽8，密封环42相对法兰外圈2的一侧位于法兰外圈2和骨架41之间。通过法兰外圈2的弯折，能够形成供密封唇43形变的空间，在法兰外圈2与法兰盘11产生冲击时，能够利用弯折构成的空间让对密封唇43进行保护，避免密封唇43在冲击作用下碾压损坏。而且弯折后的骨架41朝向法兰外圈2的一侧能够形成环形凹槽8，法兰外圈2插入在该环形凹槽8中，能够提高密封环42和骨架41的安装稳定性，同时具有一定的限位作用，也能够让缓冲效果更好，具有更多面积的密封环42与法兰外圈2进行配合。
密封环42朝向限位槽6的一端且与接触环5的第三段53对应的一侧呈与第三段53相贴合的倾斜面9；当密封环42通过卡环7固定在限位槽6中时，密封环42的相对限位槽6一端的斜面与第三段53相贴合。
在这种贴合的效果下，能够大幅提高密封效果，当然，贴合的面积需要进行控制，具体的面积大小是本领域技术人员根据实际所需可以进行调节的，不属于本方案的改进内容，因此便不做过多赘述。借助卡环7与限位槽6的配合，同时能够让倾斜面9与接触换的第三段53进行配合，借助卡环7的紧固作用，将该紧固作用传递给倾斜面9，能够让密封效果得到大幅提升。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种轮毂轴承的抗冲击密封结构，包括法兰内圈、套在法兰内圈上的法兰外圈、设置在法兰内圈和法兰外圈之间的滚子、设置在法兰内圈和法兰外圈之间的密封圈，所述法兰内圈一端具有与其同轴的法兰盘，所述法兰内圈具有滚道，且滚道的侧边具有挡边，所述滚子位于该滚道内，其特征在于，
所述法兰盘与法兰外圈之间具有间隙，所述密封圈位于该间隙内；
所述密封圈包括骨架、与骨架连接的密封环、设置在密封环上的若干密封唇；
所述法兰盘上相对骨架的位置设置有一斜坡，该斜坡朝向法兰盘与法兰外圈之间的间隙倾斜，其中一个密封唇位于密封环上对应该斜坡的位置，该密封唇与斜坡相贴合，且该密封唇由密封环上朝与斜坡倾斜方向对称的方向倾斜；
所述法兰内圈与法兰盘的连接处设置有一用于配合密封唇密封的接触环，该接触环包括一条与法兰盘表面相贴合的第一段、与法兰内圈的表面相贴合的第二段、设置在第一段和第二段之间的第三段，所述第三段与第一段和第二段之间均呈钝角夹角；
所述接触环的第二段上设置有与接触环同轴的凸环，所述第二段与第三段连接的位置配合凸环构成一限位槽，所述密封环相对该限位槽的一侧开设有弧形凹槽，该弧形凹槽内设置有与限位槽相互配合的卡环，所述密封环通过卡环与限位槽配合卡接。
2.根据权利要求1所述的轮毂轴承的抗冲击密封结构，其特征在于，所述法兰盘上的斜坡位于法兰外圈朝向法兰盘一端的外侧。
3.根据权利要求1所述的轮毂轴承的抗冲击密封结构，其特征在于，所述骨架的截断面呈L形，且一端贴合在法兰外圈的外表面上，另一端伸入法兰外圈与法兰盘之间的间隙中，骨架位于该间隙中的部分覆盖法兰外圈对应骨架一端的端部厚度。
4.根据权利要求3所述的轮毂轴承的抗冲击密封结构，其特征在于，所述骨架伸入法兰外圈和法兰盘之间的间隙中的部分插接在密封环中，与法兰外圈配合的一侧一面裸露在外，另一面贴合在密封环上，所述骨架和法兰外圈之间的密封环通过骨架贴合在法兰外圈的表面上。
5.根据权利要求1所述的轮毂轴承的抗冲击密封结构，其特征在于，所述接触环的第二段相对第三段的另一端靠近滚子，当法兰内圈受到轴向冲击时，第二段与滚道的挡边配合对滚子限位。
6.根据权利要求5所述的轮毂轴承的抗冲击密封结构，其特征在于，所述密封环上对应接触环的第一段和第三段之间均设置有密封唇，且该密封唇均朝远离接触环第二段的方向翘起。
7.根据权利要求6所述的轮毂轴承的抗冲击密封结构，其特征在于，所述骨架伸入法兰外圈和法兰盘之间的间隙的一端的端部还朝向法兰外圈弯折后构成供法兰外圈插入的环形凹槽，所述密封环相对法兰外圈的一侧位于法兰外圈和骨架之间。
8.根据权利要求7所述的轮毂轴承的抗冲击密封结构，其特征在于，所述密封环朝向限位槽的一端且与接触环的第三段对应的一侧呈与第三段相贴合的倾斜面；当密封环通过卡环固定在限位槽中时，所述密封环的相对限位槽一端的斜面与第三段相贴合。
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