KR20190053855A - 통합형 프리 씰을 갖는 휠 베어링 씰 - Google Patents

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KR20190053855A
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섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은, 축(X)을 중심으로 서로에 대해 상대 회전을 하는 2개의 베어링 요소를 밀봉하기 위한, 특히 내마찰 베어링을 밀봉하기 위한 밀봉 장치(1)에 관한 것이다. 여기에서, 밀봉 장치는 밀봉을 위한 제1 밀봉 섹션(10), 베어링 요소에 밀봉 장치를 고정시키기 위한 고정 섹션(20), 및 밀봉을 위한 제2 밀봉 섹션(30)을 포함하며, 이 경우 밀봉 섹션들은 각각 고정 섹션의 단부에 배치되고, 모든 섹션은 하나의 공통 캐리어 요소(2) 및 하나의 공통 씰 요소(3)를 구비하며, 이 경우 제2 밀봉 섹션은, 반경 방향 및 축 방향(R, A)으로 연장되고 씰 요소에 의해 형성되는 돌출 연장부(31)를 구비하며, 이 연장부는 각각 반경 방향에 대해 5도 내지 55도의 각도를 형성하는 2개의 외부 면(32)을 갖는다. 또한, 본 발명은, 축을 중심으로 서로에 대해 상대 회전을 하는 2개의 베어링 요소(51, 52) 및 하나의 밀봉 장치를 갖는 내마찰 베어링의 씰 어셈블리, 특히 휠 베어링 어셈블리와도 관련된다.

Description

통합형 프리 씰을 갖는 휠 베어링 씰
본 발명은, 축을 중심으로 서로에 대해 상대 회전을 하는 2개의 베어링 요소를 밀봉하기 위한, 특히 내마찰 베어링을 밀봉하기 위한 밀봉 장치에 관한 것이며, 상기 밀봉 장치는 밀봉을 위한 제1 밀봉 섹션, 베어링 요소에 밀봉 장치를 고정시키기 위한 고정 섹션, 및 밀봉을 위한 제2 밀봉 섹션을 포함한다.
또한, 본 발명은, 축을 중심으로 서로에 대해 상대 회전을 하는 2개의 베어링 요소 및 하나의 밀봉 장치를 갖는, 내마찰 베어링의 씰 어셈블리, 특히 휠 베어링 어셈블리와도 관련이 있으며, 이 경우 외부 베어링 요소는 외부 링을 형성하고, 내부 베어링 요소는 내부 링 또는 플랜지를 형성한다.
이와 같은 밀봉 장치 또는 씰 어셈블리는 일반적으로 레이디얼 롤링 베어링, 특히 휠 베어링 유닛의 휠 베어링에서 사용된다. 긴 수명을 달성하기 위하여, 이와 같은 밀봉 장치 또는 씰 어셈블리에서는 외부 영향에 대한 효과적인 보호를 필요로 한다.
외부 영향 또는 환경 영향은 예를 들어 모래 및 물과 같은 이물질로서, 이러한 이물질은 휠 베어링 내부로 그리고 밀봉 장치 내부로도 침투하여 휠 베어링 및 밀봉 장치의 마모를 증가시킨다. 특히, 밀봉 장치 또는 씰 어셈블리의 씰 립의 마모도 증가하며, 이로 인해 내마찰 베어링 내부로 유입되는 불순물이 휠 베어링의 상당한 수명 손실과 고장을 야기할 수 있는 위험이 증가한다.
그렇기 때문에, 본 발명의 과제는, 예컨대 씰 립에 선행하는 개선된 프리 씰(pre-seal)을 제공하는 밀봉 장치 및 씰 어셈블리를 제시하는 것이며, 상기 장치는 바람직하게 설치 공간이 작을 때 사용 가능하고, 낮은 마찰값에서 높은 밀봉 효과를 가지며, 그리고/또는 간단한 조립을 보장한다.
상기 과제는, 본 발명에 따른 독립 특허 청구항들의 특징들에 의해 해결된다. 또 다른 바람직한 개선예들은 종속 청구항들의 대상이다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 제1 양태에서는, 축을 중심으로 서로에 대해 상대 회전을 하는 2개의 베어링 요소를 밀봉하기 위한, 특히 내마찰 베어링을 밀봉하기 위한 밀봉 장치가 밀봉을 위한 제1 밀봉 섹션, 베어링 요소에 밀봉 장치를 고정시키기 위한 고정 섹션, 및 밀봉을 위한 제2 밀봉 섹션을 포함한다.
이때, 밀봉 섹션들이 각각 고정 섹션의 일측 단부에 배열되는 것이 유리하다.
또한, 모든 섹션이 하나의 공통 캐리어 요소 및 하나의 공통 씰 요소를 구비하는 것이 바람직하다.
바람직하게, 제2 밀봉 섹션은, 반경 방향 및 축 방향으로 연장되고 씰 요소에 의해 형성되는 돌출 연장부를 구비한다.
반경 방향과 축 방향은 서로에 대해 90°로 배향되며, 이 경우 바람직하게 축 방향은, 밀봉 장치의 축이 그를 따라 정렬되고 그 둘레로 밀봉 장치가 회전할 수 있는 방향을 의미한다. 바람직하게 밀봉 장치는, 축 방향으로 정렬된 축을 중심으로 회전 대칭으로 형성된다.
더 유리하게는, 연장부가 각각 반경 방향에 대해 5 내지 55°의 각도를 형성하는 2개의 외부 면을 구비한다. 이와 같은 방식에 의해, 예를 들어 휠 베어링의 내부 베어링 요소와 외부 베어링 요소 사이에서 조정되는 밀봉 갭이 오염물 및 물 또는 외부 영향으로부터 효과적으로 보호될 수 있다. 달리 표현하면, 전술한 연장부를 갖는 밀봉 장치의 특별한 구성으로 인해, 외부 입자가 밀봉 장치의 씰 립으로 침투하거나 대체로 예컨대 휠 베어링의 내부를 향해 도달하기가 어려워진다. 또 다르게 표현하자면, 연장부는 바람직하게 밀봉 갭을 축소시키고, 이상적으로는 예컨대 내마찰 베어링에 대한 반경 방향 간격을 확대시킨다. 이로 인해, 밀봉 갭은 회전력에 의해 또는 원심력에 의해, 추가로 윤활 유체 또는 물 등이 없는 상태로 유지될 수 있다. 그 이유는, 회전 축/축까지의 거리가 증가함에 따라, 바람직하게 촉진 효과를 갖는 원심력이 증가하기 때문이다.
또한, 돌출 연장부가 캐리어 요소에 의해서도 형성됨으로써, 씰 요소가 캐리어 요소와 함께 연장부를 형성하는 점도 바람직하다. 이로써, 예컨대 베어링 요소에 대한 연장부의 위치 정확도를 보장하기 위하여, 캐리어 요소를 이용해서 씰 요소를 보강하는 것이 가능해진다.
바람직하게, 씰 요소는, 캐리어 요소를 예컨대 부식으로부터 보호하기 위하여, 제2 밀봉 섹션 내에서 캐리어 요소를 둘러싼다.
또한, 캐리어 요소가 제2 밀봉 섹션 내에서 반경 방향에 대해 0 내지 90°, 특히 0 내지 55°의 각도를 형성하는 구성이 제안될 수 있다. 이러한 방식으로, 캐리어 요소가 반경 방향에 대해 다양한 위치에서 연장부를 안정화하거나 보강하는 것이 가능해진다.
또한, 연장부가 점점 축소되는 2개의 면을 구비함으로써, 연장부에 첨두부가 형성되는 점도 바람직하며, 이 경우 바람직하게 점점 축소되는 2개의 면 중 하나가 반경 방향에 대해 실질적으로 평행하게 연장된다. 특히, 반경 방향에 대해 실질적으로 평행하게 연장되는 면의 형성은, 연장부 또는 밀봉 장치와 베어링 요소 사이에 작은 밀봉 갭을 실현하는 것을 가능하게 한다. 이는 다시, 소량의 오염물 또는 외부 입자만이 밀봉 갭 내부로 침투할 수 있게 한다.
"실질적으로 평행한"이라는 표현은, 이상적으로 평행한 2개의 면의 편차 또는 이상적인 반경 방향 또는 축 방향에 대한 일 면의 편차를 의미하며, 이 경우 실질적으로 평행한 2개의 면의 편차 또는 이상적인 반경 방향/축 방향에 대한 일 면의 편차는 ±5°의 범위 내에 놓일 수 있다. 달리 표현하자면, 본 명세서에서는, +5° 및 -5°의 각도 범위 내에서 서로 교차하는 면들 또는 하나의 면 및 이상적인 방향(반경 방향 또는 축 방향)을 "실질적으로 평행한" 것으로서 간주한다.
더 바람직하게는, 점점 축소되는 면들 중 각각 하나가 2개의 외부 면 중 하나에 연결된다. 따라서, 이상적으로 뾰족하게 점점 축소되는 연장부가 간단한 방식으로 형성될 수 있다.
바람직하게 씰 요소는, 바람직하게 적어도 일 측에서 캐리어 요소를 둘러싸는 탄성 밀봉 재료를 포함한다. 밀봉 재료는, 예를 들어 밀봉 장치의 개별 사용 영역 또는 사용 분야에 매칭됨으로써 외부 영향에 최선으로 저항할 수 있는 탄성 중합체일 수 있다. 비용을 절약하기 위해서는, 이미 언급한 바와 같이, 캐리어 요소를 적어도 일 측에서 밀봉 재료 또는 씰 요소로 둘러싸는 것이 유리한데, 그 이유는 이로써 밀봉 재료 또는 씰 요소의 제조 비용이 절약될 수 있기 때문이다. 이 경우, 밀봉 장치가 예컨대 물, 윤활유 및/또는 외부 입자와 접촉하게 되는 측에서 캐리어 요소가 씰 요소에 의해 둘러싸이는 것이 유리하다.
또한, 모든 섹션이 반경 방향으로 그리고/또는 축 방향으로 연장되는 부분 세그먼트들로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 반경 방향으로 그리고/또는 축 방향으로 임의로 형성된 밀봉 장치가 실현될 수있다.
더 나아가서는, 고정 섹션이 밀봉 장치를 베어링 요소에 강제 결합 방식으로 그리고/또는 형상 결합 방식으로 고정시키도록 형성되는 구성이 제안될 수 있다. 이로써, 밀봉 장치가 베어링 요소에 간단하게 고정될 수 있다.
바람직하게는, 반경 방향으로 그리고 축 방향으로 연장되는 고정 섹션 및/또는 밀봉 섹션의 부분 세그먼트들이 베어링 요소를 수용하기 위한 U자 형상의 원판을 형성함으로써, 베어링 요소에 밀봉 장치를 강제 결합 방식으로 그리고/또는 형상 결합 방식으로 고정시킬 수 있게 된다.
바람직하게는, 캐리어 요소의 형상으로 형성된 고정 섹션의 2개의 부분 세그먼트 및 씰 요소의 형상으로 형성된 제2 밀봉 섹션의 하나의 부분 세그먼트가, 베어링 요소를 수용하기 위한 U자 형상의 또는 횡단면이 U자형으로 형성된 원판(7)을 형성함으로써도, 베어링 요소에 밀봉 장치를 강제 결합 방식으로 그리고/또는 형상 결합 방식으로 고정시킬 수 있게 된다.
또한, U자 형상의 원판을 형성하기 위해, 캐리어 요소의 형상으로 형성된 고정 섹션의 하나의 부분 세그먼트는 반경 방향으로 연장되고, 또 다른 부분 세그먼트는 축 방향으로 연장되는 것이 유리하며, 이 경우 씰 요소의 형상으로 형성된 제2 밀봉 섹션의 하나의 부분 세그먼트가 축 방향으로 연장된다. 이러한 방식으로 예컨대 밀봉 장치가, 실질적으로 평행하게 배열된 2개의 면을 갖는 베어링 요소에서 고정 섹션의 일 부분 세그먼트 및 제2 밀봉 섹션의 일 부분 세그먼트에 의해 둘러싸일 수 있다.
이러한 방식으로, 예를 들어 U자 형상의 원판으로서 형성된 고정 섹션이 특히 베어링 요소를 위한 수용부를 축 방향으로 형성할 수 있다. 따라서, 베어링 요소에서의 간단한 부착이 가능해진다.
또한, 밀봉 장치가 바람직하게 센터링부를 포함하는 스페이서를 축 방향으로 구비하는 것이 바람직하다. 이 스페이서에 의해, 예컨대 조립 모드에 공급하기 위한 운반 시, 복수의 밀봉 장치가 서로 달라붙는 현상이 방지될 수 있다. 또한, 스페이서는, 밀봉 상태를 개선하기 위해 2개의 밀봉 장치를 직렬로 배열할 수 있게 해준다. 이 경우, 센터링부는 조립 시 불균형을 방지할 수 있게 하며, 이로 인해 휠 베어링의 작동 시 장애를 야기하는 진동이 저지될 수 있다.
이러한 맥락에서, 센터링부가 쇼울더에 의해 스토퍼와 조합되어 형성되는 것이 유리하다. 이 경우, 바람직하게 축 방향으로 형성된 스토퍼는, 2개의 밀봉 장치 사이의 정확한 거리를 실현할 수 있게 해준다. 그와 달리, 쇼울더는 반경 방향의 위치를 최적으로 조정하거나 실현할 수 있게 한다.
바람직하게, 스페이서는 제1 밀봉 섹션에 그리고/또는 고정 섹션에 배치된다. 이와 같은 설치 장소는, 밀봉 장치에 스페이서를 간단하게 연결할 수 있게 한다.
더 유리하게는, 스페이서가 축 방향으로 연장됨으로써, 직렬로 배열된 2개의 밀봉 장치의 위치가 고정될 수 있다.
본 발명의 제2 양태는, 바람직하게 본 발명의 제1 양태와 관련하여 기술한 바와 같이, 축을 중심으로 서로에 대해 상대 회전을 하는 2개의 베어링 요소 및 하나의 밀봉 장치를 갖는 내마찰 베어링의 씰 어셈블리, 특히 휠 베어링 어셈블리를 포함한다.
자명한 사실은, 제1 양태와 관련하여 설명했듯이, 밀봉 장치의 특징들이 씰 어셈블리에서 개별적으로 또는 서로 조합 가능하게 사용될 수 있다는 것이다.
달리 표현하자면, 밀봉 장치와 관련하여 본 발명의 제1 양태 하에서 언급한 특징들은 본 발명의 제2 양태 하에서도 밀봉 장치의 또 다른 특징들과 조합될 수 있다.
바람직하게는 외부 베어링 요소가 외부 링을 형성하고, 내부 베어링 요소는 내부 링 또는 플랜지를 형성한다.
또한, 외부 베어링 요소가 축 방향으로, 밀봉 장치의 고정 섹션이 배치되어 있는 단부면을 구비하는 것이 유리하다.
바람직하게, 내부 베어링 요소는 외부 베어링 요소의 단부면에 대해 씰 표면을 구비하며, 이 씰 표면에 의해 밀봉 장치와 씰 표면 사이에 밀봉 갭이 형성된다.
바람직하게, 밀봉 갭은, 바람직하게 외부 베어링 요소에 배치된 밀봉 장치의 돌출 연장부와 내부 베어링 요소의 씰 표면을 축 방향으로 0.5 내지 2.5mm 이격시킨다. 이로 인해, 밀봉 장치의 돌출 연장부와 내부 베어링 요소의 씰 표면 사이에 비연마성 프리 씰이 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 예컨대 외부 입자, 오일 또는 오염수와 같은 외부 환경 영향이 간단한 방식으로 밀봉 장치의 연장부에 의해 밀봉 갭 또는 씰 갭으로부터 멀리 유지될 수 있다. 따라서, 전체 밀봉 어셈블리의 수명이 증가될 수 있다.
바람직하게, 밀봉 갭은 여러 부분으로 형성된다. 다른 말로 표현하자면, 밀봉 갭은 서로에 대해 상이한 각도로 배향된 복수의 부분 섹션도 포함할 수 있다.
밀봉 갭, 특히 밀봉 갭의 제1 부분이, 반경 방향에 대해 실질적으로 평행하게 배향된 연장부의 점점 축소되는 면과, 바람직하게 연장부의 점점 축소되는 면에 대해 실질적으로 평행하게 정렬된 씰 표면의 일 섹션을 축 방향으로 0.5 내지 1.5mm 이격시키는 것도 바람직하다.
더 나아가, 밀봉 갭, 특히 밀봉 갭의 제2 부분이, 반경 방향에 대해 0 내지 55°의 각도를 형성하는 밀봉 장치의 연장부의 외부 면과, 바람직하게 연장부의 외부 면에 대해 실질적으로 평행하게 정렬된 씰 표면의 일 섹션을 0.5 내지 2.5mm 이격시키는 것이 유리하다.
또한, 밀봉 갭, 특히 밀봉 갭의 제3 부분이, 바람직하게 외부 베어링 요소의 단부면에 배치되고 반경 방향에 대해 실질적으로 평행하게 정렬된 밀봉 장치의 일 면과, 바람직하게 단부면에 대해 실질적으로 평행하게 정렬된 씰 표면의 일 섹션을 0.5 내지 2.5mm 이격시키는것이 유리하다.
바람직하게는, 반경 방향으로 밀봉 갭의 제1 부분이 회전 축 또는 축에 대해 제2 부분보다 더 멀리 떨어져 있다. 그와 달리, 밀봉 갭의 제2 부분은 더 유리하게는 반경 방향으로 회전 축 또는 축에 대해 제3 부분보다 더 멀리 떨어져 있다. 바람직하게, 밀봉 갭의 제3 부분은 제2 부분에 연결되고, 제2 부분은 제3 부분에 연결된다.
이하에서는, 전술한 본 발명의 사상을 다른 말로 표현한다.
이 사상은 바람직하게 프리 씰의 작용 방식의 개선으로부터 출발한다.
이 경우, 본 발명의 사상은 바람직하게, 간략하게 설명하면, 축 방향으로뿐만 아니라 반경 방향으로도 프리 씰로서 작용하여 통합형 오버플로우에 의해 밀봉 효과를 개선하는, 추가의 연장부 또는 추가의 통합형 디플렉터를 갖는 밀봉 장치와 관련된다.
본 발명은, 관련 도면과 연계된 실시예들을 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1a 내지 도 2b는 본 발명에 따른 밀봉 장치 또는 제1 실시예에 따른 밀봉 어셈블리의 단면도이다.
도 3a는 제1 실시예에 따른 2개의 본 발명에 따른 밀봉 장치의 직렬 배열 상태의 단면도이다.
도 3b는 제2 실시예에 따른 2개의 본 발명에 따른 밀봉 장치의 직렬 배열 상태의 단면도이다.
도 4는 밀봉 어셈블리를 도시한다.
이하의 상세한 설명에서, 동일한 참조 부호는 동일한 대상들에 대하여 사용된다.
도 1a 내지 도 2b는, 제1 실시예에 따른 본 발명에 따른 밀봉 장치(1)의 단면도를 보여준다.
더욱 정확하게는, 도 1a 내지 도 2b는 축(X)을 중심으로 서로에 대해 상대 회전을 하는 롤링 베어링의 2개의 베어링 요소(51, 52)를 밀봉하기 위한 밀봉 장치(1)를 보여준다.
본 실시예에서, 밀봉 장치(1)는, 밀봉을 위한 제1 밀봉 섹션(10), 밀봉 장치(1)를 베어링 요소(51)에 고정시키기 위한 고정 섹션(20), 및 밀봉을 위한 제2 밀봉 섹션(30)을 포함한다.
밀봉 섹션들(10, 30)은 각각 고정 섹션(20)의 일 단부에 배치되며, 이 경우 모든 섹션(10, 20, 30)이 하나의 공통 캐리어 요소(2) 및 하나의 공통 씰 요소(3)를 구비한다.
모든 섹션(10, 20, 30)은, 반경 방향(R)으로 그리고/또는 축 방향(A)으로 연장되는 부분 세그먼트들로 구성된다.
이 경우, 고정 섹션(20)은 밀봉 장치(1)를 베어링 요소(51)에 강제 결합 방식으로 그리고/또는 형상 결합 방식으로 고정하도록 형성된다.
고정은, 도 1a 내지 도 2b에 따라, 반경 방향(R)으로 그리고/또는 축 방향(A)으로 연장되는 고정 섹션(20) 및 제2 밀봉 섹션(30)의 부분 세그먼트들이 베어링 요소(51)를 수용하기 위해 횡단면이 U자 형상으로 형성된 원판(7)을 형성함으로써 실현된다.
더욱 정확하게 도시된 바와 같이, 캐리어 요소(2)의 형태로 형성된 고정 섹션(10)의 2개의 부분 세그먼트와, 씰 요소(3)의 형태로 형성된 제2 밀봉 섹션(30)의 하나의 부분 세그먼트는, 베어링 요소(51)를 수용하기 위한 U자 형상의 또는 U자 형상으로 형성된 원판(7)을 형성한다. 여기에서, 캐리어 요소(2)는 축 방향 및 반경 방향(A, R)으로 연장되며, 이 경우 씰 요소(3)는 실질적으로 축 방향(A)으로 연장된다.
베어링 요소(51)를 위해 축 방향(A)으로 수용부를 형성하는 고정 섹션(20)의 U자형 원판(7)에 의해, 베어링 요소(51)가 강제 결합 방식으로 고정될 수 있다.
더 나아가, 도 1a 내지 도 2b는, 스페이서(8)가 고정 섹션(20)과 연결되어 있는 스페이서(8)의 쇼울더에서, 씰 요소(3)의 돌출부가 형상 결합 방식의 연결을 위해 베어링 요소(51)의 포켓 내부에 맞물리는 점도 보여준다.
또한, 제2 밀봉 섹션(30) 내의 씰 요소(3)가 베어링 요소(52)의 측에서 캐리어 요소(2)를 둘러싸고 있는 점도 알 수 있다. 그와 달리, 캐리어 요소(2)는 고정 섹션(20) 내에서 베어링 요소(51)에 직접 접해 있다.
씰 요소(3)는, 제1 및 제2 밀봉 섹션(10, 30) 내의 캐리어 요소(2)를 완전히 포위하거나 둘러싸고, 캐리어 요소(2)의 고정 섹션(20)을 일측에서 둘러싸는 탄성 밀봉 재료로 이루어진다.
또한, 도 1a 내지 도 1b에서는 제2 밀봉 섹션(30)이, 반경 방향 및 축 방향(R, A)으로 연장되고 씰 요소(3)에 의해 형성되는 돌출 연장부(31)를 갖는 점도 알 수 있다.
이 경우, 연장부(31)는 반경 방향(R)에 대해 각각 55°의 각도(α)(도 1b 참조)를 형성하는 2개의 외부 면(32, 33)을 포함한다. 다른 각도 물론 가능하며, 이 경우에는 일 외부 면(32)이 반경 방향(R)에 대해 다른 외부 면(33)과 상이한 각도를 형성하는 점도 고려될 수 있다.
더 나아가, 도 1a 내지 도 1b에서는, 연장부(31)가 이 연장부(31)에서 첨두부를 형성하는, 점점 축소되는 2개의 면(34, 35)을 갖는 것을 알 수 있다.
여기서 점점 축소되는 면(35)은 반경 방향(R)에 대해 실질적으로 평행하게 연장된다.
또한, 점점 축소되는 면들(34, 35) 중 각각 하나가 2개의 외부 면(32, 33) 중 각각 하나에 연결된다. 따라서, 점점 축소되는 면(34)은 외부 면(32)에 연결되고, 점점 축소되는 면(35)은 외부 면(33)에 연결된다.
도 1a 내지 도 1b를 살펴보면, 돌출 연장부(31)가 캐리어 요소(2)에 의해서도 형성됨에 따라, 씰 요소(3)는 캐리어 요소(2)와 함께 연장부(31)를 형성한다는 점도 알 수 있다.
캐리어 요소(2)는 제2 밀봉 섹션(30) 내에서 반경 방향(R)에 대해 마찬가지로 55°의 각도(β)를 형성한다. 또는, 캐리어 요소(2)가 제2 밀봉 섹션(30) 내에서 반경 방향(R)에 대해 90°의 각도를 형성하는 것도 고려될 수 있으며, 이 경우에는 당연히 0 내지 90°의 다른 각도 실현 가능하다.
밀봉 장치(1) 외에도, 도 1a 내지 도 2b에서는, 축(X)을 중심으로 서로에 대해 상대 회전을 하는 2개의 베어링 요소(51, 52) 및 전술한 밀봉 장치(1)를 갖는 내마찰 베어링의 씰 어셈블리(50)를 볼 수 있다.
여기에서, 외부 베어링 요소(51)는 외부 링을 형성하고, 내부 베어링 요소(52)는 내부 링 또는 플랜지를 형성한다.
외부 캐리어 요소(51)는 축 방향(A)으로 단부면(53)을 가지며, 이 단부면에는, 베어링 요소(51)를 수용하기 위한 U자 형상의 또는 U자형으로 형성된 원판(7) 및 고정 섹션(20)을 갖는 밀봉 장치(1)가 배치된다.
내부 베어링 요소(52)가 외부 베어링 요소(51)의 단부면(53)에 대하여 씰 표면(54)을 가짐으로써, 밀봉 장치(1)와 씰 표면(54) 사이에 밀봉 갭(A, B, C) 또는 여러 부분으로 나누어진 밀봉 갭(A, B, C)이 형성된다.
밀봉 장치(1)의 돌출 연장부(31)와 내부 베어링 요소(52)의 씰 표면(54) 사이에 비연마성 프리 씰을 형성하기 위하여, 밀봉 갭(A, B, C)은 밀봉 장치(1)의 돌출 연장부(31)와 외부 베어링 요소(51)의 씰 표면(54)을 축 방향(A)으로 이격시킨다.
밀봉 갭의 제1 부분(A)은, 반경 방향(R)에 대해 실질적으로 평행하게 배향된 연장부(31)의 점점 축소되는 면(35)과, 연장부(31)의 점점 축소되는 면(35)에 대해 실질적으로 평행하게 정렬된 씰 표면(54)의 일 섹션을 축 방향(A)으로 1.0mm만큼 이격시킨다.
밀봉 갭의 제2 부분(B)은, 반경 방향(R)에 대해 55°의 각도(β)를 형성하는 밀봉 장치(1)의 연장부(31)의 외부 면(33)과, 연장부(31)의 외부 면(33)에 대해 실질적으로 평행하게 정렬된 씰 표면(54)의 일 섹션을 1.5mm만큼 이격시킨다.
밀봉 갭의 제3 부분(C)은, 외부 베어링 요소(51)의 단부면(53)에 배치되어 실질적으로 반경 방향(R)으로 정렬된 밀봉 장치(1)의 일 면과, 단부면(52)에 대해 실질적으로 평행하게 정렬된 씰 표면(54)의 일 섹션을 1.8mm만큼 이격시킨다.
도 2a 및 도 2b는, 밀봉 장치(1) 또는 씰 어셈블리(50)의 상이한 상태들을 보여준다.
즉, 도 2a의 화살표들에 의해서는, 베어링 요소(51)의 회전 시 예를 들어 오일과 같은 윤활 유체가 어떻게 거동하는지가 지시된다.
따라서, 도 2a의 화살표들은, 밀봉 갭(A, B, C)의 회전 하에서는 이상적으로 윤활 유체 및 오염 입자가 없는 상태로 유지됨을 지시한다. 그 이유는, 베어링 요소(51)와 함께 회전하는 밀봉 장치(1)의 연장부(31)가 회전력 또는 원심력에 의해 밀봉 갭(A, B, C)을 윤활 유체가 없는 상태로 유지하기 때문이다.
하지만, 이 경우 윤활 유체는, 늦어도 그곳에서 반경 방향 외측으로 연장부(31)로부터 원심 분리되도록 연장부(31)를 따라, 다시 말해 베어링 요소(51)로부터 뾰족하게 점점 축소되는 면(34, 35)까지 이동할 수 있다. 그 이유는, 회전 축(X) 또는 축(X)까지의 거리가 증가함에 따라, 밀봉 갭(A, B, C)으로부터 밀어내는 효과를 야기하는 원심력이 증가하기 때문이다.
그와 달리, 도 2b는, 베어링 요소(51)가 전혀 움직이지 않는 정지 상태에 있는 씰 어셈블리(50) 또는 밀봉 장치(1)를 도시한다.
이 경우, 연장부(31)는 베어링 요소(51)와 함께 윤활 유체가 수집될 수 있는 홈통을 형성하며, 이로 인해 윤활 유체는 마찬가지로 밀봉 갭(A, B, C)으로부터 멀리 떨어진 상태로 유지된다.
도 3a는, 제1 실시예에 따른 2개의 본 발명에 따른 밀봉 장치(1)의 직렬 배열 상태의 단면도를 보여준다.
본 경우에는 밀봉 장치(1)가 축 방향(A)으로, 센터링부(9)를 포함하는 스페이서(8)를 갖는다.
센터링부(9)는 쇼울더(11)에 의해 스토퍼(12)와 조합된 상태로 형성되며, 이 경우 스페이서(8)는 제1 밀봉 섹션(10)에, 또는 고정 섹션(20)에, 또는 밀봉 섹션(10)과 고정 섹션(20) 사이의 전이부에 배치된다. 이 경우, 스페이서(8)는 축 방향(A)으로 연장된다.
스페이서(8) 또는 이의 스토퍼(12)는, 밀봉 장치들(1)이 서로 이상적인 간격을 두고 축(X)의 방향으로 또는 축 방향(A)으로 직렬 배열될 수 있게 한다. 그에 비해, 쇼울더(11)는, 2개의 씰 어셈블리를 서로에 대해 정확하게 그리고 특히 반경 방향(R)으로 배치할 때 도움을 준다.
도 3b는, 제2 실시예에 따른 2개의 본 발명에 따른 밀봉 장치(1)의 직렬 배열 상태의 단면도를 보여준다.
도 3a에 따른 밀봉 장치(1)와 달리, 제2 실시예의 밀봉 장치(1)에는 쇼울더(11)를 갖는 센터링부(9)가 없다. 그 외에는 제2 실시예에 따른 밀봉 장치가 도 3a에 따른 밀봉 장치와 동일하기 때문에, 추가 설명은 도 3a에 대한 설명을 참조한다.
도 4는, 더 큰 맥락에서의 씰 어셈블리(50)를 보여주는데, 다시 말해 내부 링 또는 플랜지로서 형성된 베어링 요소(52)에 대한 외부 링으로서 형성된 베어링 요소(51)의 상대 회전을 가능하게 하는 내마찰 베어링의 롤링 바디를 보여준다.
더 나아가, 도 4의 밀봉 장치(1)를 도 1a 내지 도 3b를 참조하여 더 정확하게 분류할 수 있도록, 자체 연장부(31)를 갖는 밀봉 장치(1) 및 단부면(53)에 참조 부호가 제공되어 있다.
마지막으로, 도 1a 내지 도 4에 따른 밀봉 장치는 제1 밀봉 섹션(10) 내에 3개의 씰 립(4, 5, 6)을 구비하며, 이 경우 씰 립(4)은 실질적으로 반경 방향으로 연장되는 한편, 씰 립(5, 6)은 실질적으로 축 방향으로 연장된다.
1: 밀봉 장치
2: 캐리어 요소
3: 씰 요소
4: 씰 립
5: 씰 립
6: 씰 립
7: 원판
8: 스페이서
9: 센터링부
10: 제1 밀봉 섹션
11: 쇼울더
12: 스토퍼
20: 고정 섹션
30: 제2 밀봉 섹션
31: 연장부
32: 외부 면
33: 외부 면
34: 면
35: 면
50: 씰 어셈블리
51: 베어링 요소
52: 베어링 요소
53: 단부면
54: 씰 표면
X: 회전 축/축
A: 축 방향
R: 반경 방향
α: 각도
β: 각도

Claims (10)

  1. 축(X)을 중심으로 서로에 대해 상대 회전을 하는 2개의 베어링 요소를 밀봉하기 위한, 특히 내마찰 베어링을 밀봉하기 위한 밀봉 장치(1)로서, 이 밀봉 장치(1)가,
    - 밀봉을 위한 제1 밀봉 섹션(10),
    - 베어링 요소에 밀봉 장치(1)를 고정시키기 위한 고정 섹션(20), 및
    - 밀봉을 위한 제2 밀봉 섹션(30)을 포함하며,
    - 상기 밀봉 섹션(10, 30)이 각각 고정 섹션(20)의 단부에 배치되며,
    - 모든 섹션(10, 20, 30)이 하나의 공통 캐리어 요소(2) 및 하나의 공통 씰 요소(3)를 구비하며,
    - 상기 제2 밀봉 섹션(30)이, 반경 방향 및 축 방향(R, A)으로 연장되고 씰 요소(3)에 의해 형성되는 돌출 연장부(31)를 구비하는,
    밀봉 장치(1)에 있어서,
    상기 연장부(31)가 2개의 외부 면(32, 33)을 구비하고, 이들 외부 면이 각각 반경 방향(R)에 대해 5 내지 55°의 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는, 밀봉 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    - 돌출 연장부(31)가 캐리어 요소(2)로부터도 형성됨에 따라, 씰 요소(3)가 상기 캐리어 요소(2)와 함께 연장부(31)를 형성하며,
    - 바람직하게, 씰 요소(3)가 제2 밀봉 섹션(30) 내에서 캐리어 요소(2)를 둘러싸며,
    - 바람직하게 캐리어 요소(2)가 제2 밀봉 섹션(30) 내에서 반경 방향(R)에 대해 0 내지 90°, 특히 0 내지 55°의 각도(β)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 밀봉 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 연장부(31)가 점점 축소되는 2개의 면(34, 35)을 더 구비함으로써, 상기 연장부(31)에 첨두부가 형성되며,
    - 점점 축소되는 2개의 면(34, 35) 중 하나(35)가 반경 방향(R)에 대해 실질적으로 평행하게 연장되며,
    - 바람직하게 점점 축소되는 면(34, 35) 중 각각 하나가 2개의 외부 면(32, 33) 중 각각 하나에 연결되며,
    - 바람직하게 씰 요소(3)가, 바람직하게 적어도 일 측에서 캐리어 요소(2)를 둘러싸는 탄성 밀봉 재료를 포함하는, 밀봉 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 모든 섹션(10, 20, 30)은 반경 방향(R)으로 그리고/또는 축 방향(A)으로 연장되는 부분 세그먼트들로 구성되며,
    - 바람직하게는, 반경 방향(R)으로 그리고 축 방향(A)으로 연장되는 고정 섹션(20) 및/또는 밀봉 섹션(10, 30)의 부분 세그먼트들이 베어링 요소를 수용하기 위한 U자 형상의 원판(7)을 형성함으로써, 그리고
    - 바람직하게는, 캐리어 요소(2)의 형상으로 형성된 고정 섹션(20)의 2개의 부분 세그먼트 및 씰 요소(3)의 형상으로 형성된 제2 밀봉 섹션(30)의 하나의 부분 세그먼트가 베어링 요소를 수용하기 위한 U자 형상의 원판(7)을 형성함으로써,
    - 바람직하게 고정 섹션(20)이 밀봉 장치(1)를 베어링 요소에 강제 결합 방식으로 그리고/또는 형상 결합 방식으로 고정하도록 형성되는, 밀봉 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    - U자 형상의 원판(7)을 형성하기 위해, 캐리어 요소(2)의 형상으로 형성된 고정 섹션(20)의 하나의 부분 세그먼트는 반경 방향(R)으로 그리고 또 다른 부분 세그먼트는 축 방향(A)으로 연장되며, 씰 요소(3)의 형상으로 형성된 제2 밀봉 섹션(30)의 하나의 부분 세그먼트가 축 방향(A)으로 연장되며,
    - 바람직하게 U자 형상의 원판(7)으로서 형성된 고정 섹션(20)이 축 방향(A)으로 수용부를 형성하는, 밀봉 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 밀봉 장치(1)가 바람직하게 센터링부(9)를 포함하는 스페이서(8)를 축 방향(A)으로 구비하며,
    - 바람직하게 센터링부(9)이 쇼울더(11)에 의해 스토퍼(12)와 조합되어 형성되며,
    - 바람직하게 스페이서(8)가 제1 밀봉 섹션(10)에 그리고/또는 고정 섹션(20)에 배치되며,
    - 바람직하게 스페이서(8)가 축 방향(A)으로 연장되는, 밀봉 장치.
  7. 축(X)을 중심으로 서로에 대해 상대 회전을 하는 2개의 베어링 요소(51, 52) 및 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 밀봉 장치(1)를 갖는, 내마찰 베어링의 씰 어셈블리(50), 특히 휠 베어링 어셈블리로서,
    - 외부 베어링 요소(51)가 외부 링을 형성하고, 내부 베어링 요소(52)가 내부 링을 형성하며,
    - 외부 베어링 요소(51)가 축 방향(A)으로, 밀봉 장치(1)의 고정 섹션(20)이 배치되어 있는 단부면(53)을 구비하며,
    - 내부 베어링 요소(52)가 외부 베어링 요소(51)의 단부면(53)에 대해 씰 표면(54)을 구비하고, 상기 씰 표면에 의해 밀봉 장치(1)와 씰 표면(54) 사이에 밀봉 갭(A, B, C)이 형성되는,
    내마찰 베어링의 씰 어셈블리에 있어서,
    밀봉 장치(1)의 돌출 연장부(31)와 내부 베어링 요소(52)의 씰 표면(54) 사이에 비연마성 프리 씰을 형성하기 위해, 상기 밀봉 갭(A, B, C)이 밀봉 장치(1)의 돌출 연장부(31)와 내부 베어링 요소(51)의 씰 표면(54)을 축 방향(A)으로 0.5 내지 2.5mm 이격시키는 것을 특징으로 하는, 내마찰 베어링의 씰 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서, 밀봉 갭(A), 특히 밀봉 갭의 제1 부분(A)이, 반경 방향(R)에 대해 실질적으로 평행하게 배향된 연장부(31)의 점점 축소되는 면(35)과, 바람직하게 연장부(31)의 점점 축소되는 면(35)에 대해 실질적으로 평행하게 정렬된 씰 표면(54)의 일 섹션을 축 방향(A)으로 0.5 내지 1.5mm 이격시키는, 내마찰 베어링의 씰 어셈블리.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 밀봉 갭(B), 특히 밀봉 갭의 제2 부분(B)이, 반경 방향(R)에 대해 0 내지 55°의 각도(β)를 형성하는 밀봉 장치(1)의 연장부(31)의 외부 면(33)과, 바람직하게 연장부(31)의 외부 면(33)에 대해 실질적으로 평행하게 정렬된 씰 표면(54)의 일 섹션을 0.5 내지 2.5mm 이격시키는, 내마찰 베어링의 씰 어셈블리.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉 갭(C), 특히 밀봉 갭의 제3 부분(C)이, 바람직하게 외부 베어링 요소(51)의 단부면(52)에 배치되고 반경 방향(R)에 대해 실질적으로 평행하게 정렬된 밀봉 장치(1)의 일 면과, 바람직하게 단면(52)에 대해 실질적으로 평행하게 정렬된 씰 표면(54)의 일 섹션을 0.5 내지 2.5mm 이격시키는, 내마찰 베어링의 씰 어셈블리.
KR1020197008234A 2016-09-26 2017-07-05 통합형 프리 씰을 갖는 휠 베어링 씰 KR20190053855A (ko)

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