CN1820150A - 用于滚动轴承的密封件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于滚动轴承(2)的密封件(1)，包括旋转的密封盘(3)，其通过密封唇(14)啮合在内轴承环(5)的凹槽(16)中。此外密封唇(14)设有凸起(24)，它的布置和安装位置使得密封唇(14)被以离心力调整的方式偏压在凹槽(16)的壁(18)上。

Description

用于滚动轴承的密封件

技术领域

本发明涉及一种用于滚动轴承的密封件，包括由外轴承环或者外壳环绕的弹性密封盘。至少部分具有芯骨的密封盘形式接合地插入到外轴承环的插座中并且在内侧构成易弯曲的密封唇，该密封唇啮合在内轴承环的凹槽中。为此密封唇设有密封边缘，其在装配状态下轴向支撑在凹槽的壁上。

背景技术

例如从专利文献DE 18 01 894 C3中已知这种密封观念，密封盘具有不同的密封唇设置。所有的实施例都是密封盘，其通过第一密封唇轴向支撑在凹槽的内壁上。第二密封唇保持环形间隙，也就是说带有间隙，与内轴承环的轴向位于凹槽前面的圆柱形部分相关联。这种密封结构在滚动轴承的停止状态下允许污染物通过内轴承环带有间隙的位于凹槽前面的密封唇进入。在滚动轴承的运行状态下存在如下危险，即污染物在内密封唇的密封边缘之间的密封区域中移动并且在这种情况下消除密封区域并且进入到滚动轴承的内部。已知的密封件的设计还具有下面缺点，随着转速的增加滑动的内密封唇通过增加的挤压力轴向支撑在凹槽的壁上。因此不利地增加在密封唇和轴承环之间的摩擦，以及增加滚动轴承的发热。高的轴承温度导致润滑油的损失，其直接对滚动轴承的使用寿命产生影响。

发明内容

鉴于已知解决方案的缺点，本发明的任务在于，提供一种用于滚动轴承的密封件，通过它可获得密封唇的依赖于转速的偏压。

根据本发明的密封件包括两个密封唇。在这种情况下第一外部密封唇力接合地支撑在凹槽的向外定向的壁上。同样作为密封防滑块的第二密封唇带有间隙地，即在保持密封间隙情况下，与凹槽的内壁相关联。根据本发明的密封件的结构还规定，在两个密封衬垫的安装位置中在密封盘的端面和第一密封唇的密封边缘之间产生轴向偏移。

为了解决上述问题，根据本发明的密封件规定，其中外密封唇滑动地并且因此力接合地位于凹槽的外壁上。根据本发明的密封件的这种观念有效避免污染物进入到凹槽中并因此进入滚动轴承的内部。另外，密封唇的结构允许外部密封唇的离心力调节地且偏压地支撑在凹槽的壁上。这种作用方式这样获得：与滚动轴承的外轴承一起旋转的密封盘随着转速的增加如此移动，使得在密封盘的密封边缘和凹槽的壁之间产生期望的减小的接触压力。在这种情况下以具有优点的方式减小摩擦，避免不利的轴承发热以及润滑油损失，润滑油损失导致滚动轴承过早的破坏并且减小滚动轴承的使用寿命。

确保密封唇的期望的离心力调节的偏压的根据本发明的作用方式通过在密封盘的端面和第一密封唇的密封边缘之间的轴向偏移获得。根据本发明密封件的密封唇在安装位置如此设置，使得产生由密封盘确定的支撑线，其中对于第一密封唇产生与支撑线轴向偏移的重心。在重心中产生的离心力引起顺时针方向作用的分力。这种作用方式有利于随着转速的增加在密封唇的密封边缘和凹槽的壁之间的接触压力适当地减小。因为作为辅助措施，第二密封唇从密封盘的芯骨开始，向凹槽的内壁倾斜地定向。这种观念有利于在运行状态下、在旋转的密封盘情况下，使第二密封唇的内面上产生的润滑剂连续地传输到滚动轴承旋转的外环上。

通过密封唇的相应的布置和尺寸，根据经验限定用于滚动轴承的转速范围，其中不产生或者产生最小的接触压力。例如密封唇如此设计，使得对于转速等级大于10000转/分钟，密封唇几乎无接触地与凹槽壁相关联，并且因此密封衬垫不产生不利的滚动轴承发热。

本发明的有利的实施例是附属权利要求1-14的对象。

本发明的一个有利的实施例规定内轴承环的凸肩直径与第二密封唇的内径一致。有利地作为密封防滑块成形的第二密封唇的内径小于内轴承环的凸肩直径。这种设计原理导致，由于在滚动体和滚动轴承的内环之间的滚动接触而轴向挤出的润滑剂直接从内环的外部轮廓或者凸肩被引导到第二密封唇的内面上。因此从内环到外环产生期望的润滑剂循环。润滑剂从外环中被滚动体重新接收，从而在滚动轴承中产生一个期望且优化的润滑剂的循环。

第二密封唇如此设计，使得本身在滚动轴承的最大转速时在凹槽和第二密封唇的自由端之间的轴向距离尺寸“a”大于0。因此避免在第二密封唇和内轴承环之间不利的密封唇接触。

为了支持离心力调节密封唇的偏压，在密封盘中集成的芯骨在朝向内轴承环的端部设有弯边，沿凹槽的方向倾斜地定向的腿。从共同的密封唇脚开始的连接其上的密封唇有利于向由密封盘确定的支撑线产生轴向偏移。该观念在使用离心力时加强效果，使得随着转速增加，第一密封唇位于内轴承环的壁上的支撑力减小。

此外本发明规定，在密封件的安装位置中，第一外部密封唇与密封边缘在密封盘的端面相对地轴向向内偏移。这种结构一方面允许密封唇在凹槽的外壁上的轴向支撑。另一方面这种偏移有利于期望的依赖于转速的减小的偏压，密封唇通过它而位于凹槽壁上。

此外根据本发明的密封件规定在安装位置中在两个密封唇之间限定的轴向偏移。如此设计这个偏移的尺寸，使得一方面密封唇由离心力产生的不同的移动互相调节，其中同时对密封唇不产生不利的影响。密封唇的不同的移动可以例如借助于密封唇互相偏差的壁厚实现。

为了实现增加外部密封唇的质量，该密封唇在外侧在对着第二密封唇的侧面上设有凸起。在密封件的安装位置中，凸起支持离心力产生的效果，通过该效果外部密封唇的支撑力随着转速的增加而减小。

根据本发明的密封件的另一个结构特征规定，构造不同的凹槽的壁高。一个优选的观念规定，内凹槽壁的由内轴承环的凸肩高度确定的高度如此设计，使得它不仅大于第二密封唇的内径而且大于内轴承环的部分的直径，该内轴承环部分的直径产生在凹槽和内轴承环的端面之间。这样结构允许密封件简单无损坏的装配，特别是内密封唇，因为该密封唇在密封件轴向导入到滚动轴承中时不与内轴承环接触。在凹槽壁之间的高度差如此选择，使得易弯曲的外部密封唇无损坏地，例如借助于工具插入到凹槽中。

外部密封唇的另一个有利的实施例的特征在于密封边缘的结构。为了避免过压状态或者为了使在轴承内部空间和外部环境之间的压力差平衡，在密封边缘的区域设定通风槽。在密封边缘的区域中径向或者在密封唇中倾斜安装的通风槽的几何尺寸一方面避免了流体或者污染物不利的进入到滚动轴承的内部空间中并且同时防止润滑剂从滚动轴承中离开。根据需要本发明还可以包括多个可能更小的圆周分布设置的通风槽的布置。

根据本发明的密封件例如可用于滚动轴承，在牵引工具驱动装置的张紧轮或者导向辊中提供所述滚动轴承。为了优化结构部件，根据本发明的密封件直接与张紧轮或者导向辊的工作轮相关联。因此密封盘与在牵引工具上支撑的工作轮抗扭地连接，同时该工作轮与滚动轴承的外部旋转的轴承环的功能一致。

本发明还可用于张紧轮或者导向辊的滚动轴承，其中接收支架或者底座同时具有内轴承环的功能。因此在安装状态中抗扭的接收支架或者底座设有用于接收根据本发明的密封件的密封唇的凹槽。

密封件的足够的强度和刚度借助于芯骨获得，所述芯骨主要构成为圆盘形，在滚动轴承的内和外轴承环之间的圆环形距离的较大部分上延伸。至少外侧由密封件的密封材料注塑包封的芯骨根据本发明在外侧在轴承外环规定的固定区域中构成成直角的弯边。在指向密封唇的内部圆周上芯骨设有沿凹槽方向倾斜的支腿，其全部由密封材料注塑并且直接连接到密封唇脚。

附图说明

根据附图描述本发明，其中以装配状态示出根据本发明的密封件。

具体实施方式

在唯一的附图中示出装配状态中根据本发明的用于滚动轴承2的密封件1的结构。密封件1包括密封盘3，其在外圆周弹性地形式接合地固定在外面环绕的轴承环5的环形槽4中。由轴承环5环绕的密封盘3封闭滚动轴承2的圆环形安装空间6，其中插入在滚动体保持架7中引导的滚动体8，该滚动体被引导在外轴承环5和内轴承环9的轨道中。为了增加强度，由弹性密封材料制成的密封盘3设有芯骨10，其设计为圆盘类型。在外轴承环5的方向上，芯骨10构成成直角的倒角档边11。在内轴承环9的方向上，芯骨10包括向内倾斜的支腿12。

一致地，档边11和支腿12完全由密封盘3的密封材料喷塑包封。在支腿12的自由端连接有由密封材料构成的密封唇脚13。密封唇脚13构成两个密封唇14、15的基础，这两个密封唇与在内轴承环9中安装的凹槽16关联。密封唇14通过密封边缘17支撑在凹槽16的几乎径向定向的外壁18上。另一个密封唇15定向在芯骨10的支腿12的延长线中，该芯骨在凹槽16的内壁19的方向上延伸。在装配的状态下，密封唇15的自由端与内壁19的距离尺寸最大为“a”。

内轴承环9和密封唇14、15一起的其他结构特征在于直径比以及轴向距离。内轴承环9的凸肩直径“D₁”大于构成为密封防滑块的内密封唇15的内径“D₂”。这种结构设计保证，由在滚动体8和内轴承环9之间的滚动接触而排出的润滑剂从轴承环9被引导到密封唇15的内面20上。在润滑剂重新到达滚动体8之前，润滑剂通过旋转的密封盘3和与之相连的密封唇15在离心力作用下被输送到外轴承环5的内面上。

轴向限制凹槽16的壁18、19具有不同的壁高度。内壁19的尺寸确定凸肩直径“D₁”，其中该直径大于径向成阶梯部分21的直径，所述阶梯部分出现在凹槽16和内轴承环9的端面22之间。密封边缘17在装配状态下轴向偏移，特征在于尺寸“b”，其在密封盘3的端面23和密封边缘17在外壁18上的接触面之间。互相张开设置的密封唇14、15构成距离尺寸“c”，其如此选择，使得一方面确保密封盘3的无阻碍、非破坏的安装并且另一方面密封唇14、15在装配状态下不互相阻碍。密封唇14在远离密封边缘17的一侧在外侧具有凸起24，通过它在外部区域中能够获得密封唇14增大的质量。凸起24在外部区域中增大密封唇14的质量。在这种情况下出现重心25，其向径向的、由密封盘3构成的支撑线轴向偏移地设置。通过滚动轴承增加的转速，在重心25中产生的离心力引起根据箭头方向顺时针作用的分力，所述滚动轴承即旋转的外轴承环5与密封盘3以及所属的密封唇14、15。因此产生依赖于转速的、离心力调节的密封唇14的偏压，其中密封唇14的支撑力在密封边缘17的区域中同步于转速增加而减小。此外密封唇14在密封边缘17的区域中具有通风槽26，其确保在安装空间6和滚动轴承2的外部大气环境之间有效的压力平衡。

附图标记

1密封件

2滚动轴承

3密封盘

4环形槽

5(外)轴承环

6安装空间

7滚动体保持架

8滚动体

9(内)轴承环

10芯骨

11档边

12支腿

13密封唇脚

14密封唇

15密封唇

16凹槽(Freistich)

17密封边缘

18壁

19壁

20内面

21部分

22端面

23端面

24凸起

25重心

26通风槽

a距离尺寸(在密封唇15和壁19之间)

b轴向偏移(在密封盘3的端面23和密封边缘17之间)

c距离尺寸(在密封唇14和15之间)

D₁凸肩直径(内轴承环9)

D₂内径(密封唇15)

D₃部分21的直径(在凹槽16和轴承环9的端面22之间)

Claims (14)

1.一种用于滚动轴承(2)的密封件，包括由外轴承环(5)或者外壳环绕且具有芯骨(10)的弹性密封盘(3)，其形式接合地固定在插座或者环形槽(4)中，其中密封盘(3)通过易弯曲的密封衬垫啮合在内轴承环(9)的凹槽(16)中并且借助于密封边缘(17)支撑在壁(18)上，其特征在于，第一密封唇(14)轴向支撑在凹槽(16)的外壁(18)上并且第二密封唇(15)与凹槽(16)的内壁(19)之间保证有间隙，其中第一密封唇(14)的质量构成重心(25)，其在密封件(1)的安装位置中这样向由密封盘(3)确定的支撑线偏移，使得在重心(25)中产生的离心力引起顺时针方向作用的分力。

2.如权利要求1所述的密封件，其中内轴承环(9)的凸肩直径(D₁)大于内密封唇(15)的内径(D₂)。

3.如权利要求2所述的密封件，其中在凹槽(16)的内壁(19)和第二密封唇(15)的自由端之间的距离尺寸(a)如此设计，使得其在滚动轴承(2)的最大转速的情况下也能确保距离尺寸(a)大于0。

4.如权利要求1所述的密封件，其中第一和第二密封唇(14、15)从密封盘(3)的共同密封唇脚(13)开始成形。

5.如权利要求1所述的密封件，其中在两个密封唇(14、15)的安装位置中，在密封盘(3)的端面(23)和第一密封唇(14)的密封边缘(17)之间产生轴向偏移(b)。

6.如权利要求1所述的密封件，其中向内壁(19)定向且作为密封防滑块成形的第二倾斜密封唇(15)以距离尺寸(c)相对于第一密封唇(14)轴向偏移。

7.如权利要求1所述的密封件，其中第一密封唇(14)在对着第二密封唇(15)的一侧上在外侧具有凸起(24)。

8.如权利要求1所述的密封件，它的凹槽(16)在内轴承环(9)中具有不同的壁高，其中由轴承环(9)的凸肩直径(D₁)限定的内壁(19)高度大于在凹槽(16)和端面(22)之间的区域中轴承环(9)的直径(D₃)的尺寸并且还大于第二密封唇(15)的内径(D₂)。

9.如权利要求1所述的密封件，其中第一密封唇(14)在密封边缘(17)的区域中设有至少一个通风槽(26)。

10.如权利要求9所述的密封件，它的通风槽(26)径向或者倾斜地定向。

11.如权利要求1所述的密封件，其用于滚动轴承(2)，所述滚动轴承用于张紧系统的张紧轮或者导向辊，通过它能偏压牵引工具驱动装置的牵引工具。

12.如权利要求11所述的密封件，其中张紧轮或者导向辊的结构包括围绕滚动轴承的工作轮，该工作轮同时与外部围绕的轴承环的功能一致。

13.如权利要求11所述的密封件，其中张紧轮或者导向辊包括用于滚动轴承的抗扭设置的接收支架或者底座，其同时具有内部的抗扭轴承环的功能。

14.如权利要求1所述的密封件，其中密封盘(3)的构成为圆盘形的芯骨(10)至少在一侧由密封件(1)的弹性密封材料注塑包封，并且芯骨(10)在外侧构成成直角的档边(11)以及在内侧构成沿凹槽(16)方向倾斜的支腿(12)。

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