CN114729669A - 具有密封件的滚动轴承 - Google Patents

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雷纳·施罗德
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Abstract

本发明涉及滚动轴承的密封，更具体地，本发明涉及将密封件紧固至大型轴承的轴承环。本发明涉及一种滚动轴承(1)，该滚动轴承具有内轴承环和外轴承环(2，3)，其中，每个轴承环(2，3)具有内壳表面和外壳表面(4，5)，滚动轴承具有滚动元件(7)，该滚动元件在滚道(6)上滚动，该滚道设置在轴承环(2，3)的相应壳表面(4)上，并且滚动轴承具有密封盘(11)，该密封盘连接至轴承环(2，3)中的一个轴承环并且以密封的方式操作性地连接至另一轴承环(3，2)。根据本发明，为了在不需要费很大力的情况下将密封盘(11)容易地连接至轴承环，两个轴承环(2，3)中的一个轴承环的两个壳表面(4)中的一个壳表面设置有第一连接装置(10，15，30)并且密封盘(11)设置有第二连接装置(15，10，36)，其中，相应的第一连接装置提供其中第二连接装置在轴承环和密封盘的连接状态下进行接合的旋转接合。

Description

具有密封件的滚动轴承
技术领域
本发明涉及滚动轴承的密封，更具体地，本发明涉及将密封件紧固至大型轴承的轴承环。
背景技术
为了保护滚动元件滚动的轴承空间不受外部环境的影响并且/或者为了防止位于轴承空间中用于润滑滚动元件的润滑剂泄漏，通常做法是在轴承环的轴向端部处设置密封件，密封件的一个边缘以不可旋转的方式连接至滚动轴承的轴承环中的一个轴承环并且密封件的通常设置有密封唇缘的另一边缘以密封的方式操作性地连接至另一轴承环。
从DE102013226557 A1中已知一种用于球面滚子轴承的包括密封盘的密封件，该密封件的一个边缘设置有由弹性材料制成的密封唇缘并且该密封件的另一边缘连接至轴承环中的一个轴承环。根据DE102013226557 A1的一个实施方式，密封盘和轴承环借助于多个螺钉通过将螺钉穿过密封盘中的孔插入并将螺钉旋拧到轴承环的面上的螺纹孔中而进行连接。这种紧固密封盘的方法需要用于紧固的附加部件即螺钉，此外，在轴承环中设置螺纹孔降低了轴承环的强度。另外，密封盘和轴承环的连接由于要拧紧许多螺钉，因此是非常耗时的。根据DE102013226557 A1的另一实施方式，密封盘与轴承环之间的连接通过在轴承环中的一个轴承环中设置燕尾形凹槽来实现，密封盘的与凹槽互补的边缘被按压到该燕尾形凹槽中。尽管该实施方式消除了对用以紧固密封盘的附加紧固装置的需要，但该连接因其需要密封盘径向向内变形而难以建立，即使密封盘由柔性材料制成，该径向向内变形也随着密封盘的尺寸增大而变得越来越困难并且在密封盘由作为非常常用的材料的金属制成的情况下则完全不可能。
另外，从US2659617中已知，例如，密封盘的意在被紧固至轴承环的边缘还设置有弹性边缘层。为此，使密封盘的边缘与弹性边缘层一起精制地成形以使得在成形步骤之后，通过该成形将弹性边缘层固定至密封盘的边缘，并且同时，该弹性边缘层形成了由密封盘和弹性边缘层构成的单元的径向最靠外闭合部。然后将以这种方式形成的密封盘连接至轴承环以使得密封盘被按压到轴承环的孔中，其中，在密封盘已经达到密封盘在轴承环的孔中的最终位置后，弹性边缘层弹性地变形并扩张到设置在轴承环上的周向凹槽中。
还可以设想通过注射弹性边缘层来制备用于连接至轴承环的密封盘。尽管这消除了对密封盘的机械成形的需要，但这种类型的制备就所需设备而言是非常昂贵的，并且因此适用于大批量生产的轴承而不适用于通常仅以非常小的数量生产的大型轴承。
因此，本发明是基于为大型轴承提供下述密封盘的目的：该密封盘能够在不需要其他部件的情况下以简单的方式连接至这样的大型轴承的轴承环。
如果密封盘由金属或塑料制成并且设置有由橡胶或挠性塑料制成的密封唇缘17，则是有利的。
发明内容
该目的通过权利要求1中指定的特征来实现。在从属权利要求2至10中列出了本发明的有利实施方式和进一步改进。
如果两个轴承环中的一个轴承环的两个壳表面中的一个壳表面设置有第一连接装置并且密封盘设置有第二连接装置，其中，相应的第一连接装置提供其中第二连接装置在轴承环和密封盘的连接状态下进行接合的旋转接合，意在用于连接的各配对件已经提供了用于配对件连接本身所需的相应连接装置，即，在配对件之间建立连接不需要其他部件。这是特别有利的，因为意在用于连接的配对件通常必须进行加工，使得在加工期间也可以容易地形成相应的连接装置。
如果连接装置由螺纹形成，则在制造两个配对件的情况下特别容易一起形成第一连接装置和第二连接装置，因为与轴承环一样，无论如何都需要进行例如用于加工滚道的车削操作，并且因此螺纹也可以在不需要很大努力的情况下形成。
如果设置有第一连接装置的轴承环设置有径向肩部，则避免了对用于密封盘连接至轴承环的附加空间的需要，第一连接装置形成在径向肩部上并且径向肩部的直径不同于该轴承环的内壳表面和外壳表面的直径。
如果第一连接装置具有第一环形边缘并且第二连接装置具有同样暴露的第二环形边缘，则避免了用于将密封盘和轴承盘连接的复杂旋拧动作，其中，当至少第一环形边缘设置有至少一个开口时，当第二环形边缘由至少一个肩部部段形成时，在相应的轴承环和密封盘的连接状态下，两个环形边缘在重叠区域
Figure BDA0003657136550000031
中彼此重叠，其中，相应的肩部部段所在的平面与密封盘的平面保持轴向距离A，并且相应的开口和相应的肩部部段彼此互补。
当每个肩部部段在周向方向上具有第一端部E1和第二端部E2时，通过在一个环形边缘相对于另一环形边缘旋转之后楔紧而提供非常简单的紧固，其中，相应肩部元件的第一端部E1和第二端部E2与密封盘的平面的轴向距离A1、A2是不同的。
如果在密封盘与连接至密封盘的轴承环的端面之间设置有O形环，则可以防止连接装置之间的润滑油泄漏。
如果在密封盘上设置有适于接纳工具和/或平头螺钉的接纳部，则这些接纳部不仅便于密封盘在组装期间通过接纳适当的工具而相对于轴承环旋转，而且在密封盘已经将密封盘的端部位置呈现在轴承环中时还可以用于通过旋入平头螺钉对密封盘进行紧固以抵抗相对于轴承环的旋转。
附图说明
在附图中：
图1示出了滚动轴承的立体截面图，
图2示出了根据图1的图示中的第二实施方式，
图3以侧视图示出了第三实施方式，
图4示出了根据图1的图示中的第四实施方式，以及
图5a至图5d示出了第五实施方式。
具体实施方式
现将参照附图更详细地说明本发明。
图1示出了滚动轴承1，该滚动轴承具有内轴承环2和外轴承环3。这两个轴承环2、3中的每个轴承环具有内壳表面4和外壳表面5。这些轴承环2、3为大型轴承的轴承环，大型轴承在本申请的上下文中意指外径大于320mm、更优选地600mm、甚至更优选地大于1000mm。滚道6设置在两个轴承环2、3的相应内壳表面4上，滚动元件7在该滚道上滚动。尽管本文所示的滚动轴承1为球面滚子轴承，但本发明的应用并不限于球面滚子轴承，而是还可以与圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承一起使用。
根据图1中的图示，外轴承环3的外壳表面5在外轴承环的轴向端部处径向地向内降低，从而提供径向肩部8和环壁9。如在根据图1的图示中可以容易地看出的，径向肩部具有与该轴承环3的内壳表面4和外壳表面5两者都不同的直径。该径向肩部8设置有呈外螺纹10的形式的第一连接装置。
此外，根据图1的图示还示出了密封盘11，该密封盘由金属制成并且在形状方面大致呈圆形。仅为了完整性，应当指出的是，在未示出的另一示例性实施方式中，密封盘还可以由挠性较小的塑料形成，比如由PEEK形成。与密封盘11的外边缘12相邻地设置有轴向凸缘13，该轴向凸缘的内边缘表面14设置有呈内螺纹15的形式的第二连接装置。
密封盘11的内边缘16设置有密封唇缘17，该密封唇缘由弹性体形成并且该密封唇缘抵靠内轴承环2并且因此以密封的方式操作性地连接。
为了对两个轴承环2、3之间的环形空间18进行密封，将密封盘11旋拧到外轴承环3的降低的壳表面8上的外螺纹10上，该密封盘在凸缘13上设置有密封盘的内螺纹15。为了便于将密封盘11从外轴承环3上旋松，在密封盘11中指示了呈盲孔的形式的接纳部19，该接纳部适合于接纳呈杆(未示出)的形式的工具以使密封盘11相对于外轴承环3旋转。
尽管使轴承环3的外壳表面5降低以及将凸缘13接纳在降低部中具有相对于滚动轴承1的齐平度的优点，但在未示出的另一示例性实施方式中，呈外螺纹10的形式的第一连接装置也可以直接安装在该轴承环3的外壳表面5上，这于是导致当密封盘11被旋拧上时密封盘11向外壳表面5径向突出。
图2与根据图1的实施方式的不同之处仅在于在外轴承环3的端面20上设置有O形环21。如果密封环11以上面描述的方式被旋拧至外轴承环3，则密封环11就会越来越靠近端面20。如果当密封环11被旋拧上时，密封环与插入的O形环21接触，则当进一步旋拧密封环时，O形环将被密封环11压扁。O形环21的这种压扁起到了两个作用，即这种压扁确保了润滑剂不会经由螺纹连接而离开环形空间18并且还通过O形环21对密封盘11施加了力，这防止了在滚动轴承1的操作期间螺纹连接产生松动。
此外，根据图2的接纳部19不仅可以是盲孔，而且可以是设置有内螺纹22的通孔。该内螺纹22不仅允许能够旋拧到内螺纹22中以实现密封盘11相对于外轴承环3的旋转的工具(未示出)，而且在密封盘11已经将密封盘的端部位置呈现在外轴承环3上时，该内螺纹还可以用于通过旋入平头螺钉(未示出)进行固定以抵抗旋转。
图3示出了呈圆柱滚子轴承形式的滚动轴承1。内轴承环2设计成不具有肋部，而外轴承环3设置有肋部23。因此，外轴承环3的内壳表面4由滚道6和与一个径向肩部8横向相邻的肋部壳表面24形成。在肋部壳表面24中设置有内螺纹15作为第一连接装置。此外，示出了密封层盘11，其中，邻近密封层盘的外边缘12设置有轴向凸缘13。该凸缘13的外边缘表面25设置有呈外螺纹10的形式的第二连接装置。
如已经结合图1和图2示出的，图3中的密封盘11的内边缘16另外与密封唇缘17邻接。为了对图3中示出的滚动轴承1进行密封，密封盘11仅经由密封盘的外螺纹10旋拧到壳表面4上的内螺纹15中。
仅为了完整性，应当指出的是，在外轴承环3不具有根据图3的肋部的情况下，呈内螺纹15的形式的第一连接装置即该内螺纹当然也可以被切割成轴承环3的内壳表面4。
根据图4的示例性实施方式又涉及呈球面滚子轴承的形式的滚动轴承1。与根据图3的实施方式相比，环形凹槽26置于外轴承环3的端面20中，其中，在该示例性实施方式中，该环形凹槽26的径向肩部8设置有呈内螺纹15的形式的第一连接装置。为了将密封盘11连接至轴承环3，凸缘13设置有外螺纹10并利用内螺纹15旋拧至环形凹槽26的径向肩部8。由于凸缘13在拧紧后由环形凹槽26接纳并且外轴承环3的端面20相对于轴承环3的端面20设置有轴向缩回部27，并且该回缩部径向向内地邻接环形凹槽26，因此旋入式密封盘11以平齐的方式、例如在不具有轴向突出部的情况下将示出的滚动轴承1封闭。
根据图4中所示的示例性实施方式，设置有作为附加密封的O形环，该O形环被插入到凸缘13中的凹槽28中，并且该O形环在密封环11和轴承环3已经连接之后搁置抵靠环形凹槽26的环形壁9。为了紧固密封盘11以抵抗安装在轴承环3中之后的旋转，将平头螺钉29旋拧到成形为螺纹孔的接纳部19中。
在图5a至图5d中，轴承环3和密封盘11的连接装置由暴露的环形边缘形成。
第一环形边缘30设置在外轴承环3上并且由下述情况形成：在该示例性实施方式中，在该轴承环3的内壳表面4中形成有周向凹槽31。因此暴露的第一环形边缘30设置有开口32，然而，仅一个开口32在图5a、图5b和图5d中被示出。
在密封盘11的内侧部33上设置有钩状肩部部段34，如图5c中所示，该肩部部段的轴向区域35从密封盘的内侧部33延伸，并且该肩部部段的形成第二环形边缘36的径向区域沿着密封盘11的内侧部33延伸同时与由密封盘11形成的平面保持距离A。尽管图5c中仅示出了仅一个肩部部段34，在另一示例性实施方式中未示出，但密封盘11也可以在密封盘的内侧部33上设置有两个或更多个肩部部段34，使得所有肩部部段34的径向区域最终形成密封盘11的第二环形边缘36。
为了将密封盘11连接至轴承环3，密封盘11(图5c)通过将相应的肩部部段34接合在开口32中而沿箭头P1的方向被推动到轴承环3(图5b)上。为此，相应的肩部部段34与第一环形边缘30中的相应的开口32形成互补。一旦肩部部段34已经穿过开口32，则建立如图5d中所示的情况，该图提供了插入到开口32中的肩部部段34的第一端部E1的视图。
如从示出了根据图3c的肩部部段34的视图的详图中可以看出，肩部部段34在周向方向上具有第一端部E1和第二端部E2，其中，密封盘11的内侧部33与第一端部E1处的第二环形边缘36之间的轴向距离A1大于密封盘11的内侧部33与第二端部E2处的第二环形边缘36之间的轴向距离A2。
第二环形边缘36相对于密封盘11的内侧部33的这种定位可以用于以捕获的方式、即通过楔入将密封盘11连接至轴承环3。当密封盘11的相应肩部部段34被插入到轴承环3中的开口34中时，则建立了图5d中所示的情况。根据图5d的细节，该图涉及沿根据图5d的方向ZZ的视图，即，使在此示出的肩部部段34变得清楚，当肩部部段已经穿过开口32时，肩部部段面向沿周向方向界定开口32的第一环形边缘30，其中肩部部段的端部E1、E2沿周向方向指向。如果现在使密封盘11逆时针(由箭头P2指示)旋转，则轴向宽度B小于距离A1的第一环形边缘30进入到距离A1中。然而，由于密封盘11的旋转方向上的距离A1减小至肩部部段34的端部E2处的距离A2并且该距离A2小于第一环形边缘30的轴向宽度B，因此第二环形边缘36楔靠第一环形边缘30并且因此将密封盘11紧固至轴承环3。
为了提高密封效果，设置了O形环21，在这种情况下，O形环布置在两个环形边缘30、36之间的重叠区域
Figure BDA0003657136550000081
中。
附图标记说明
1滚动轴承 2内轴承环 3外轴承环 4内壳表面 5外壳表面 6滚道 7滚动元件 8径向肩部 9环壁 10外螺纹 11密封盘 12外边缘 13凸缘 14内边缘表面 15内螺纹 16内边缘17密封唇缘 18环形空间 19接纳部 20端面 21O形环 22内螺纹 23肋部 24肋部壳表面 25外边缘表面 26环形凹槽 27轴向缩回部 28凹槽 29平头螺钉 30第一环形边缘 31周向凹槽 32开口 33内侧部 34肩部部段 35轴向区域 36第二环形边缘。

Claims (10)

1.一种滚动轴承，
所述滚动轴承具有内轴承环2和外轴承环3，每个轴承环2、3具有内壳表面4和外壳表面5，
所述滚动轴承具有滚动元件7，所述滚动元件在滚道6上滚动，所述滚道设置在所述轴承环2、3的相应壳表面4上，并且
所述滚动轴承具有密封盘11，所述密封盘连接至所述轴承环2；3中的一个轴承环并且以密封的方式操作性地连接至另一轴承环3；2，
其特征在于，
所述两个轴承环2、3中的一个轴承环的两个壳表面4中的一个壳表面设置有第一连接装置10；15；30，并且所述密封盘11设置有第二连接装置15；10；36，其中，相应的所述第一连接装置提供其中所述第二连接装置在所述轴承环和所述密封盘的连接状态下进行接合的旋转接合。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承，
其特征在于，
所述第一连接装置和所述第二连接装置各自形成为螺纹10、15。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的滚动轴承，
其特征在于，
设置有第一连接装置的所述轴承环2、3设置有径向肩部8，所述第一连接装置10、15形成在所述径向肩部上并且所述径向肩部的直径不同于所述轴承环的所述内壳表面和所述外壳表面的直径。
4.根据权利要求1所述的滚动轴承，
其特征在于，
所述第一连接装置具有暴露的第一环形边缘30并且所述第二连接装置具有暴露的第二环形边缘36，
其中，在相应的所述轴承环2、3和所述密封盘11的连接状态下，两个环形边缘30、36在重叠区域
Figure FDA0003657136540000021
中彼此重叠，
至少所述第一环形边缘30设置有至少一个开口32，
所述第二环形边缘36由至少一个肩部部段34形成，其中，相应的肩部部段34所在的平面与所述密封盘11的平面保持轴向距离A，并且
相应的所述开口和相应的所述肩部部段彼此互补。
5.根据权利要求4所述的滚动轴承，
其特征在于，
每个肩部部段34在周向方向上具有第一端部E1和第二端部E2，其中，相应肩部元件34的所述第一端部E1和所述第二端部E2与所述密封盘11的平面的轴向距离A1、A2是不同的。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的滚动轴承，
其特征在于，
在所述密封盘与连接至所述密封盘的所述轴承环的端面之间设置有O形环。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的滚动轴承，
其特征在于，
所述密封盘11由金属或塑料制成并且设置有由橡胶或挠性塑料制成的密封唇缘17。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的滚动轴承，
其特征在于，
在所述密封盘11上设置有接纳部19，所述接纳部适于接纳工具和/或平头螺钉29。
9.根据权利要求1至9中的任一项所述的滚动轴承，
其特征在于，
所述滚动轴承1为球面滚子轴承。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的滚动轴承，
其特征在于，
所述滚动轴承1为大型轴承。
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