KR20230040373A - 휠 베어링용 실링 배열, 및 실링 배열을 포함하는 휠 베어링 유닛 - Google Patents

휠 베어링용 실링 배열, 및 실링 배열을 포함하는 휠 베어링 유닛 Download PDF

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KR20230040373A
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sealing lip
axial
wheel bearing
peripheral surface
sealing
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KR1020237006662A
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브랑코 카타나
마르코 크라프
Original Assignee
섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 휠 베어링용 실링 배열(1)에 관한 것이고, 배열은: 휠 베어링의 제 1 베어링 부분에 연결될 수 있는 캐리어 요소(7); 캐리어 요소 상에 위치된 레질리언트 메인 몸체(10)를 포함하는 레질리언트 실링 요소(9), 여기서 레질리언트 실링 요소는 또한 메인 몸체로부터 떨어져 연장하는 적어도 제 1 축방향 실링 립(11) 및 제 2 축방향 실링 립(12) 및 적어도 하나의 방사상 실링 립(13)을 포함하고; 및 제 2 베어링 부분에 연결될 수 있고 제 1 축방향 실링 립, 제 2 축방향 실링 립 및 방사상 실링 립이 역류 플레이트와 슬라이딩 접촉하는 바와 같이, 캐리어 요소를 마주하는 일 측면으로 위치된 역류 플레이트(14)를 포함하고, 제 1 축방향 실링 립은 제 1 접촉 압력(F1)으로 역류 플레이트에 대해 안착하는 그러한 방식으로 설계되고, 제 2 축방향 실링 립은 제 2 접촉 압력(F2)으로 역류 플레이트에 대해 안착하는 그러한 방식으로 설계되고, 그리고 방사상 실링 립은 제 3 접촉 압력(F3)으로 역류 플레이트에 대해 안착하는 그러한 방식으로 설계되고, 접촉 압력(F1; F2; F3)은 미리규정된 역비에 따라 정의된다.

Description

휠 베어링용 실링 배열, 및 실링 배열을 포함하는 휠 베어링 유닛
본 발명은 휠 베어링용 실링 배열, 휠 베어링을 실링하기 위한 그러한 실링 배열의 용도 및 그러한 실링 배열을 갖는 휠 베어링 유닛에 관한 것이다.
롤러 베어링, 플레인 베어링 등과 같은 베어링을 위한 실(seal)이 잘 알려져 있다. 그들은 베어링의 가장 긴 가능한 서비스 수명을 보장하기 위해, 흙이 베어링에 침투하는 것을 방지하고, 적용가능한 경우에, 윤활유가 베어링으로부터 빠져나가는 것을 방지하도록 의도된다.
롤링 요소를 갖는 휠 베어링의 경우에, 고체 입자든 부식성 매질이든 이러한 공간에 침투할 수 없음을 보장하도록, 레이스웨이 및 롤링 요소를 수용하는 윤활유로 채워진 공간의 양 측면 상에 슬라이딩 실이 있어야만 한다. 베어링 내의 약간의 틸팅이 주행할 때, 예를 들어, 측방향 가속 동안 발생할 수 있기 때문에, 공지된 실, 특히, 소위 립 실이 슬라이딩 표면으로부터 들뜰 위험이 있고, 이는 고체 입자, 예를 들어, 흙 또는 먼지가 베어링에 침투할 수 있음을 의미한다. 공지된 실은 또한 형성된 시트 금속으로 구성된 소위 핑거와 상호작용할 수 있다. 핑거는 회전하는 휠 허브 또는 회전하는 휠 베어링 플랜지에 일반적으로 연결되고 휠 서스펜션의 고정 부분에 배열된 또 다른 시트 금속 링과 함께 추가 실링 래버린스(labyrinth)를 형성할 수 있다. 추가로, 적어도 하나의 실링 링의 실링 립은 축방향 또는 방사상 방향으로 연장하고 핑거에 의해 슬라이딩식으로 안내된다. 실의 앞서언급된 구성요소는 또한 실 카트리지의 일체로 된 부분일 수 있고, 실링 립은 규정된 방식으로 축방향으로 프리스트레스된다.
휠 베어링 상에, 축방향으로 양 측면 상에 주로 축방향으로 향해진 개구부가 있고, 이는 휠 베어링에 의해, 2개의 수반된 회전하는 파트너 사이에, 서로 결합된다. 차량측 축방향 개구부는 실질적으로 축방향으로 향해지고 인접한 등속 조인트의 차축 저널에 의해 때때로 커버된다. 즉시 인접한 휠 베어링 플랜지로 인해, 축방향으로 휠 플랜지 측면 상의 개구부는 방사상으로 바깥으로 향해지고 그러므로 예를 들어, 방수(spray water)에 도달하기에 매우 용이하다. 휠 베어링 플랜지 상에 존재하는 슬라이딩 실 접촉을 개선하기 위해, 형성된 시트 금속으로 구성된 핑거는, 휠 베어링이 휠 허브 상에 설치되기 전에 휠 베어링 플랜지에 인접한 휠 베어링 플랜지에 삽입된다.
차량의 작동 동안, 충격, 유지된 진동 부하 또는 다른 원인이 핑거가 미끄러지게 해서, 핑거가 롤링 요소를 향해 이동하게 하고 접촉 시에 그들을 손상시켜서, 휠 베어링 고장을 초래할 수 있다.
특히, 작동 수명에 걸쳐 레질리언트 실링을 제공하고 더 긴 서비스 수명을 갖는, 휠 베어링을 위한 개선된 실링 배열을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
목적은 독립항에 따른 휠 베어링용 실링 배열에 의해 달성된다. 유리한 구현예 및 전개는 독립항 및 다음의 설명에서 발견될 수 있다.
본 발명에 따른 휠 베어링용 실링 배열은 캐리어 요소, 레질리언트 실링 요소 및 역류 플레이트를 포함한다. 캐리어 요소는 휠 베어링의 제 1 베어링 부분에 연결될 수 있다. 레질리언트 실링 요소는 캐리어 요소 상에 배열된 레질리언트 메인 몸체를 포함한다. 게다가, 레질리언트 실링 요소는 레질리언트 메인 몸체로부터 떨어져 연장하는, 적어도 하나의 제 1 축방향 실링 립, 하나의 제 2 축방향 실링 립 및 적어도 하나의 방사상 실링 립을 가진다. 역류 플레이트는 제 2 베어링 부분에 연결될 수 있고 제 1 축방향 실링 립, 제 2 축방향 실링 립, 및 방사상 실링 립이 역류 플레이트와 슬라이딩 접촉하는 바와 같이 캐리어 요소를 마주하는 일 측면으로 배열된다. 제 1 축방향 실링 립은 제 1 접촉 압력으로 역류 플레이트에 대해 안착하는 그러한 방식으로 설계된다. 제 2 축방향 실링 립은 제 2 접촉 압력으로 역류 플레이트에 대해 안착하는 그러한 방식으로 설계된다. 방사상 실링 립은 제 3 접촉 압력으로 역류 플레이트에 대해 안착하는 그러한 방식으로 설계된다. 접촉 압력은 미리결정된 역비의 함수로서 정의된다.
본 발명에 따른 해법의 이점은 특히, 실링 립이 역류 플레이트로부터 들뜨는 것이 신뢰가능하게 방지된다는 사실에 놓인다. 실링 립의 들뜸은 작동 동안 실링 배열 내에 일반적으로 발생할 수 있는 모든 압력 조건에 대해 신뢰가능하게 방지된다. 게다가, 2개의 축방향 실링 립 사이에 접촉은 또한 이러한 방식으로 회피될 수 있다. 미리결정된 역비는 축방향 실링 립의 접촉 압력이 실링 윤활유, 예를 들어, 그리스가 실링 공간으로부터 빠져나가는 것을 방지하고, 방사상 실링 립의 접촉 압력이 베어링 윤활유, 예를 들어, 베어링 그리스가 베어링으로부터 빠져나가는 것을 방지하는 그러한 방식으로 접촉 압력을 정의한다. 결과적으로, 본 발명에 따른 실링 배열은 매우 작은 설치 공간에서조차 신뢰가능하게 사용될 수 있다.
실링 배열의 바람직한 구현예에 따라서, 미리결정된 역비는 다음의 수식에 의해 정의된다:
[수학식 1]
제 1 접촉 압력 = 제 2 접촉 압력 ± 0.9　N (1)
[수학식 2]
제 3 접촉 압력 = 0.5* (제 1 접촉 압력) ± 0.9　N (2)
2개의 축방량 실링 립의 접촉 압력은 실질적으로 동일하다. 방사상 실링 립의 접촉 압력은, 방사상 실링 립과 역류 플레이트 사이의 마찰을 감소시키고, 따라서 실링 성능을 감소시키지 않고 방사상 실링 립과 역류 플레이트 사이의 슬라이딩을 용이하게 하기 위해, 필수적으로 축방향 실링 립의 접촉 압력의 절반이다. 접촉 압력의 치수화에 있어서 약 ± 0.9　N의 공차 범위가 있다.
일 구현예에 따라서, 레질리언트 실링 요소의 메인 몸체는 적어도 축방향 실링 립의 영역에서, 축방향으로 역류 플레이트로부터 제 1 축방향 거리에 배열된다.
제 1 축방향 거리는 자유 공간, 메인 몸체와 역류 플레이트 사이에 형성된 실링 공간을 규정하고, 실링 윤활유를 허용하도록 역할을 한다. 게다가, 제 1 및 제 2 축방향 실링 립은, 자유 공간으로부터 실링 윤활유의 빠져나감을 방지하고, 흙이 자유 공간에 침투하는 것을 방지하기 위해, 이러한 자유 공간을 통해 역류 플레이트로 연장한다. 제 1 축방향 거리는 실링 배열을 위한 기존 설치 공간의 함수로서 선택되고 예를 들어, 1.7　mm 이상, 대안적으로 1.95　mm 이상, 또는 2.0　mm 이상일 수도 있다.
일 구현예에 따라서, 제 1 축방향 실링 립 및 제 2 축방향 실링 립은 또한 방사상 방향으로 역류 플레이트 상에 서로로부터 제 1 방사상 거리 및 캐리어 요소 상에 서로로부터 제 2 방사상 거리를 갖고, 제 1 방사상 거리 및 제 2 방사상 거리는 제 1 축방향 거리의 함수로서 정의된다.
제 1 축방향 거리의 함수로서 제 1 및 제 2 방사상 거리의 설계는 조립된 상태에서 그리고 작동 상태에서 제 1 축방향 실링 립과 제 2 축방향 실링 립 사이의 접촉을 신뢰가능하게 회피하는 것을 가능하게 한다. 제 1 방사상 거리는 제 2 방사상 거리보다 바람직하게 더 크고 제 1 축방향 거리의 예를 들어, 1.24 배, 1.15배 또는 1.03배일 수 있다. 제 2 방사상 거리는 예를 들어, 분자로서 제 1 축방향 거리 및 분모로서 1.27 또는 1.45 또는 1.59를 갖는 몫일 수 있다. 달리 말해서, 제 2 방사상 거리는 제 1 축방향 거리의 예를 들어, 대략적으로 0.787배, 0.69배 또는 0.629배일 수 있다.
일 구현예에 따라서, 메인 몸체 상의 제 1 축방향 실링 립은 방사상 방향으로 제 1 방사상 두께를 갖고 메인 몸체 상의 제 2 축방향 실링 립은 방사상 방향으로 제 2 방사상 두께를 갖고, 제 1 방사상 두께 및 제 2 방사상 두께는 제 2 방사상 거리의 함수로서 정의된다. 제 2 방사상 거리가 제 1 축방향 거리의 함수로서 정의되기 때문에, 제 1 방사상 두께 및 제 2 방사상 두께는 또한 제 1 축방향 거리의 함수로서 정의될 수 있다.
제 2 방사상 거리 또는 제 1 축방향 거리의 함수로서 제 1 및 제 2 방사상 두께의 설계는 조립된 상태에서 그리고 작동 상태에서 제 1 축방향 실링 립과 제 2 축방향 실링 립 사이의 접촉을 신뢰가능하게 회피하는 것을 가능하게 한다. 제 1 방사상 두께는 바람직하게 제 2 방사상 두께와 거의 동일하거나 그보다 약간 더 작고 제 2 방사상 거리의 예를 들어, 0.50, 0.40 또는 0.38배일 수 있다. 제 2 방사상 두께는 제 2 방사상 거리의 예를 들어, 0.50배, 0.45배 또는 0.40배일 수 있다.
바람직한 구현예에 따라서, 제 1 축방향 실링 립 및 제 2 축방향 실링 립은 휠 베어링의 회전축에 대해 비스듬히 배열되고, 축방향에서 조망된 실링 립의 직경은 메인 몸체로부터 역류 플레이트로 증가한다.
회전축에 대해 축방향 실링 립의 비스듬한 위치는 축방향 실링 립이 작동 상태에서 역류 플레이트로부터 들뜨는 것을 더 어렵게 만들고, 그로써 실의 실링 성능은 작동 동안 일반적으로 발생하는 압력 조건에 대해 보장된다. 추가로, 축방향 실링 립의 비스듬한 위치는 특히, 매우 작은 설치 공간에서, 실링된 상태에서 실링 립 사이에 접촉을 회피한다.
일 구현예에 따라서, 제 1 축방향 실링 립의 내부 주변 표면은 회전축에 대해 제 1 내부 주변 표면 각도에 배열되고 제 1 축방향 실링 립의 외부 주변 표면은 회전축에 대해 제 1 외부 주변 표면 각도에 배열되고, 제 1 외부 주변 표면 각도는 제 1 내부 주변 표면 각도의 함수로서 정의된다.
대안적으로 또는 추가로, 제 2 축방향 실링 립의 내부 주변 표면은 회전축에 대해 제 2 내부 주변 표면 각도에 배열되고 제 2 축방향 실링 립의 외부 주변 표면은 회전축에 대해 제 2 외부 주변 표면 각도에 배열되고, 제 2 외부 주변 표면 각도는 제 2 내부 주변 표면 각도의 함수로서 정의된다.
이는 축방향 실링 립의 두께가 캐리어 요소로부터 역류 플레이트로 변함을 의미한다. 이는 회전축에 대해 2개의 축방향 실링 립의 비스듬한 위치에 의해 이미 달성된, 2개의 축방향 실링 립 사이의 접촉을 회피하는 효과를 지지하거나 강화한다. 2개의 축방향 실링 립이 접촉하면, 실링 윤활유가 실링 공간으로부터 빠져나가는 것을 신뢰가능하게 방지하는 것이 더 이상 가능하지 않다. 그러므로, 2개의 축방향 실링 립 사이의 접촉은 회피되어야만 한다.
예를 들어, 제1 내부 주변 표면 각도가 25°와 28° 사이에 있다면, 제 1 외부 주변 표면 각도는 예를 들어, 제 1 내부 주변 표면 각도보다 4.7°에 의해 더 크고, ±1°의 공차를 가진다. 게다가, 제 1 내부 주변 표면 각도는 예를 들어, 33°와 36° 사이에 있을 수 있다. 그런 후에, 제 1 외부 주변 표면 각도는 제 1 내부 주변 표면 각도보다 더 작은, 예를 들어, 0.553° 내지 0.58°이고, ±1°의 공차를 가진다.
예를 들어, 제 2 내부 주변 표면 각도가 30°와 33° 사이에 있다면, 제 2 외부 주변 표면 각도는 예를 들어, 제 2 내부 주변 표면 각도보다 5.1°에 의해 더 크고, ±1°의 공차를 가진다. 게다가, 제 2 내부 주변 표면 각도는 예를 들어, 36°와 39° 사이에 있을 수 있다. 그런 후에, 제 2 외부 주변 표면 각도는 제 2 내부 주변 표면 각도보다 더 작은, 예를 들어, 0.335° 내지 0.352°이고, ±1°의 공차를 가진다.
일 구현예에 따라서, 제 3 축방향 실링 립 역시 제공되고, 이는 프리-실(pre-seal)로서 역할한다. 프리-실은 역류 플레이트만큼 멀리 연장하지 않고 침투하는 고체 입자가 다시 외부로 향하게 하고 그로써 흙 또는 오수로부터 축방향 실링 립을 보호하도록 설계된, 래버린스 실을 생성한다.
또한, 본 발명의 측면은 휠 베어링을 실링하도록 위에 기재된 실링 배열, 및 위에 기재된 휠 베어링 및 실링 배열을 갖는, 자동차용 휠 베어링 유닛의 용도에 관한 것이다.
본 발명을 개선하는 다른 방안이 도면에 기반해서 본 발명의 바람직한 구현예에 관한 설명과 함께 아래에 더 구체적으로 기재된다.
도면에서:
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 휠 플랜지측 실링 배열의 개략적인 종방향 단면을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따라 차량측 실링 배열의 개략적인 종방향 단면을 도시한다.
도 3은 본 발명의 추가 구현예에 따라 휠 플랜지측 실링 배열의 개략적인 종방향 단면을 도시한다.
도면은 본질적으로 단지 개략적이고, 본 발명의 이해를 위한 역할만을 한다. 동일한 요소에는 동일한 도면 부호가 제공된다.
도 1은 휠 베어링(2)과 휠 베어링 플랜지(3) 사이에 축방향(A)으로 배열된, 실링 배열(1)을 도시하고, 양 휠 베어링(2) 및 휠 베어링 플랜지(3)의 단면만이 도시된다. 휠 베어링(2)은 롤링 요소(4)를 홀딩하는 베어링 링(6)의 롤링 레이스웨이에 케이지(5)에 의해 홀딩된, 롤링 요소(4)를 갖는 롤러 베어링으로서 설계된다.
실링 배열(1)은 체결 단면(8)을 갖는 베어링 링(6) 중 하나에 부착된 캐리어 요소(7)를 가진다. 레질리언트 실링 요소(9)는 캐리어 요소(7) 상에 배열되고 그로부터 제 1 축방향 실링 립(11), 제 2 축방향 실링 립(12), 및 방사상 실링 립(13)이 떨어져 연장하는 레질리언트 메인 몸체(10)를 가진다. 게다가, 실링 배열(1)은 축방향 실링 립(11, 12) 및 방사상 실링 립(13)과 슬라이딩 접촉하는 바와 같이 캐리어 요소(7)를 마주하여 배열된 역류 플레이트(14)를 가진다. 역류 플레이트(14)는 베어링 링(6)(여기 미도시) 중 다른 것과 일체로 형성된 휠 베어링 플랜지(3)에 체결 단면(15)으로 부착된다. 추가로, 레질리언트 실링 요소(16)는 체결 단면(15)의 영역에서 역류 플레이트(14) 상에 배열되고 체결 단면(15)과 휠 베어링 플랜지(3) 사이에 결합 지점을 실링한다.
슬라이딩 접촉은 역류 플레이트(14)를 갖는 실링 립(11, 12, 13)의 중첩 표현에 의해 그래픽으로 도시된다. 실제로, 실링 립(11, 12, 13)은 역류 플레이트(14)와 중첩하지 않지만, 휠 베어링 플랜지(3)의 회전 움직임 동안, 그리고 따라서 역류 플레이트(14)의 회전 움직임 동안, 실링 립(11, 12, 13)과 역류 플레이트(14) 사이에 슬라이딩 접촉이 있는 그러한 방식으로 역류 플레이트(14)와 접촉한다. 슬라이딩 접촉은 실링 립(11, 12, 13)의 각각에 대해 개별적이고 실링 립(11, 12, 13) 각각이 미리결정된 접촉 압력(F)으로 역류 플레이트(14)에 대해 안착한다는 점에서 정의된다.
제 1 축방향 실링 립(11)은 제 1 접촉 압력(F1)으로 그리고 제 2 축방향 실링 립(12)은 제 2 접촉 압력(F2)으로 역류 플레이트(14)에 대해 안착한다. 방사상 실링 립(13)은 제 3 접촉 압력(F3)으로 역류 플레이트(14)에 대해 안착하고, 제 1 및 제 2 접촉 압력(F1, F2)은 축방향(A)으로 가해지고 제 3 접촉 압력(F3)은 방사상 방향(R)으로 가해진다.
접촉 압력(F1, F2 및 F3)은 서로에 대해 미리결정된 역비에 있고, 이는 다음과 같이 서로의 함수로서 접촉 압력(F1, F2 및 F3)을 정의한다.
[수학식 1]
F1 = F2 ± 0.9　N (1) 및
[수학식 2]
F3 = 0.5*F1 ± 0.9　N (2)
± 0.9　N의 사양은 힘의 계산에 대한 공차 범위를 나타낸다.
역류 플레이트(14)는 레질리언트 메인 몸체(10)를 갖는 캐리어 요소(7)로부터 제 1 축방향 거리(lA1)에서 축방향(A)으로 배열되고, 그래서 자유 공간, 즉, 실링 공간(17)이 형성된다. 축방향 실링 립(11, 12)은 역류 플레이트(14)로 실링 공간(17)을 통해 축방향(A)으로 실질적으로 비스듬히 연장하고 방사상 방향(R)으로 서로로부터 떨어져 이격되고, 제 1 축방향 실링 립(11)은 방사상 방향(R)에서 조망된, 제 2 축방향 실링 립(12)보다 더 내부로 배열된다.
2개의 축방향 실링 립(11, 12) 사이에 거리는 길이에 걸쳐 일정하지 않다, 즉, 역류 플레이트(14) 상의 제 1 축방향 실링 립(11)과 제 2 축방향 실링 립(12) 사이의 제 1 방사상 거리(lR1)는 캐리어 요소(7) 상의 제 1 축방향 실링 립(11)과 제 2 축방향 실링 립(12) 사이의 제 2 방사상 거리(lR2)와 다르다. 제 1 방사상 거리(lR1) 및 제 2 방사상 거리(lR2) 모두는 제 1 축방향 거리(lA1)의 함수로서 정의된다. 본 도면에 도시된 구현예에서, 제 1 축방향 거리(lA1)는 예를 들어, 1.7　mm 이상이고 제 1 방사상 거리(lR1) 및 제 2 방사상 거리(lR2)는 예를 들어 다음과 같이 정의된다:
[수학식 3]
lR1 = lA1 * 1.24 (3) 및
[수학식 4]
lR2 = lA1 / 1.27 (4).
추가로, 캐리어 요소(7) 상의 제 1 축방향 실링 립(11)은 제 1 방사상 두께(dR1)를 갖고, 캐리어 요소(7) 상의 제 2 축방향 실링 립(12)은 제 2 방사상 두께(dR2)를 가진다. 2개의 방사상 두께(dR1, dR2)는 차례로 제 2 방사상 거리(lR2)의 함수로서 정의되고 그러므로 또한 제 1 축방향 거리(lA1)의 함수로서 정의된다:
[수학식 5]
dR1 = lR2 * 0.38 = (lA1 / 1.27) * 0.38 (5), 및
[수학식 6]
dR2 = lR2 * 0.4 = (lA1 / 1.27) * 0.4 (6).
게다가, 축방향 실링 립(11, 12)의 두께는 또한 연장의 방향에 걸쳐 변한다. 이러한 두께에서의 변화는 각각의 축방향 실링 립(11, 12)의 내부 주변 표면 각도와 외부 주변 표면 각도 사이의 비율에 의해 지시된다. 각각의 축방향 실링 립(11, 12)의 내부 주변 표면과 실링 배열(1)의 회전축(미도시) 사이의 각도는 내부 주변 표면 각도로 언급되고, 각각의 축방향 실링 립(11, 12)의 외부 주변 표면과 실링 배열(1)의 회전축 사이의 각도는 외부 주변 표면 각도로 언급된다. 외부 주변 표면 각도는 내부 주변 표면 각도의 함수이다.
도 1에 도시된 구현예에서, 제 1 축방향 실링 립(11)의 제 1 내부 주변 표면 각도(α1)는 33°와 36° 사이에 있다. 제 2 축방향 실링 립(12)의 제 2 내부 주변 표면 각도(β1)는 36°와 39° 사이에 있다. 그런 후에, 제 1 외부 주변 표면 각도(α2) 및 제 2 외부 주변 표면 각도(β2)는 다음과 같이 정의된다:
[수학식 7]
α2 = (α1 - 0.553°) ±1° (7) 및
[수학식 8]
β2 = (β1 - 0.342°) ±1° (8)
사양 ± 1°는 각도의 치수화에 대한 공차 범위를 나타낸다.
따라서, 실링 배열(1)은 일차로 역류 플레이트(14) 상의 실링 립(11, 12, 13)의 접촉 압력에 의해 그리고 2차로 제 1 축방향 거리(lA1)의 함수로서 설계된다. 제 1 축방향 거리(lA1)는 실링 배열(1)에 대해 이용가능한 설치 공간에 관련된다. 이는 실링 배열(1)이 이용가능한 설치 공간 및 필수적인 제 1 접촉 압력(F1)의 함수로서 핵심적으로 설계됨을 의미한다.
도 2는 휠 베어링(2)과 섀시(18) 사이에 축방향(A)으로 배열된, 실링 배열(1)을 도시하고, 휠 베어링(2) 및 섀시(18) 모두의 단면만이 도시된다. 실링 배열(1)의 구조는 도 1에 도시된 구현예의 것과 매우 유사하고, 그러한 이유로, 차이점만이 아래에 논의된다. 도 1에 비해 거울-반전되게 배열된 실링 배열(1)의 다른 설치 위치로 인해, 제 1 축방향 거리(lA1)는 1.95　mm 이상이다. 이는 여기 도시된 구현예에 대해 다음의 길이 및 각도 비율을 초래한다.
lR1 = lA1 * 1.03
lR2 = lA1 / 1.59
dR1 = lR2 * 0.40 = (lA1 /1.59) * 0.40
dR2 = IR2 * 0.45 = (IA1 / 1.59) * 0.45
α1 = 33° 내지 36° 및 α2 = (α1 - 0.58°) ±1°
β1 = 36° 내지 39° 및 β2 = (β1 - 0.335°) ±1°
접촉 압력(F1, F2 및 F3)의 역비는 도 1을 참조하여 기재된 역비에 상응한다.
도 3은 본 발명에 따른 실링 배열(1)의 추가 구현예를 도시한다. 캐리어 요소(7)가 약간 다르게 설계되고 실링 배열(1)이 인접한 요소를 참조하지 않고 단독으로 도시됨이 보여질 수 있다. 본 구현예에서도, 접촉 압력(F1, F2 및 F3)의 역비는 도 1을 참조하여 기재된 역비에 상응한다.
여기 도시된 구현예에서, 제 1 축방향 거리(lA1)는 2　mm 이상이다. 이는 다음의 길이 및 각도 비율을 초래한다:
lR1 = lA1 * 1.15
lR2 = lA1 / 1.45
dR1 = lR2 * 0.50 = (lA1 / 1.45) * 0.50
dR2 = lR2 * 0.50 = (lA1 / 1.45) * 0.50
α1 = 25° 내지 28° 및 α2 = (α1 + 4.7°) ±1°
β1 = 30° 내지 33° 및 β2 = (β1 + 5.1°) ±1°
추가로, 여기 도시된 실링 배열(1)은 또한 역류 플레이트(14)만큼 멀리 연장하지 않고 방사상 거리(R)에서 조망될 때 제 2 축방향 실링 립(12)의 외부에 배열되는 제 3 축방향 실링 립(19)을 가진다. 제 3 축방향 실링 립(19)은 프리-실(20)로서 역할하고 실링 공간(17)에 래버린스 실을 형성하고, 이는 흙, 오수, 먼지 등과 같은 외부로부터 침투하는 입자를 다시 외부로 향하게 하도록 의도된다. 이러한 목적을 위해, 제 3 축방향 실링 립(19)은 실링 배열(1)의 회전축에 관련해 각도(γ)에서 바깥으로 비스듬히 배열되고, 각도(γ)는 예를 들어, 여기서 대략적으로 30°이다. 프리-실(20)은 침투하는 입자로부터 제 1 및 제 2 축방향 실링 립(11, 12)을 보호하도록 의도되고, 그로써 실링 배열(1)의 서비스 수명은 더 증가될 수 있다.
추가로, 역류 플레이트(14)의 내부 직경(DI)은 도 3에 지시되고, 이는 예를 들어, 여기서 80　mm이다.
1: 실링 배열
2: 휠 베어링
3: 휠 베어링 플랜지
4: 롤링 요소
5: 케이지
6: 베어링 링
7: 캐리어 요소
8: 체결 단면
9: 레질리언트 실링 요소
10: 레질리언트 메인 몸체
11: 제 1 축방향 실링 립
12: 제2 축방향 실링 립
13: 방사상 실링 립
14: 역류 플레이트
15: 체결 단면
16: 실링 요소
17: 실링 공간
18: 섀시
19: 제 3 축방향 실링 립
20: 프리-실
F, F1, F2, F3: 접촉 압력
lA1: 축방향 거리
lR1, lR2: 방사상 거리
dR1, dR2: 방사상 두께
DI: 내부 직경
α1, β1: 내부 주변 표면 각도
α2, β2: 외부 주변 표면 각도
γ: 각도
R: 방사상 방향
A : 축방향

Claims (10)

  1. 휠 베어링(2)의 제 1 베어링 부분(6)에 연결될 수 있는 캐리어 요소(7);
    상기 캐리어 요소(7) 상에 배열된 레질리언트 메인 몸체(10)를 포함하는 레질리언트 실링 요소(9), 상기 레질리언트 실링 요소(9)는 또한 상기 메인 몸체(10)로부터 떨어져 연장하는 적어도 제 1 축방향 실링 립(11) 및 제 2 축방향 실링 립(12) 및 적어도 하나의 방사상 실링 립(13)을 포함하고, 및
    제 2 베어링 부분(6)에 연결될 수 있고, 상기 제 1 축방향 실링 립(11), 상기 제 2 축방향 실링 립(12) 및 상기 방사상 실링 립(13)이 역류 플레이트(14)와 슬라이딩 접촉하는 바와 같이, 상기 캐리어 요소(7)를 마주하는 일 측면으로 배열된 상기 역류 플레이트(14)를 포함하고,
    상기 제 1 축방향 실링 립(11)은 제 1 접촉 압력(F1)으로 상기 역류 플레이트(14)에 대해 안착하는 그러한 방식으로 설계되고,
    상기 제 2 축방향 실링 립(12)은 제 2 접촉 압력(F2)으로 상기 역류 플레이트(14)에 대해 안착하는 그러한 방식으로 설계되고, 그리고
    상기 방사상 실링 립(13)은 제 3 접촉 압력(F3)으로 상기 역류 플레이트(14)에 대해 안착하는 그러한 방식으로 설계되고,
    상기 접촉 압력(F1; F2; F3)은 미리규정된 역비의 함수로서 정의되는, 휠 베어링(2)용 실링 배열(1).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 미리규정된 역비는 다음의 수식:
    제 1 접촉 압력(F1) = 제 2 접촉 압력(F2) ± 0.9　N (1)
    제 3 접촉 압력(F3) = 0.5*(제 1접촉 압력(F1)) ± 0.9　N (2)에 의해 정의되는, 휠 베어링(2)용 실링 배열(1).
  3. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 레질리언트 실링 요소(9)의 상기 메인 몸체(10)는 상기 역류 플레이트(14)로부터 제 1 축방향 거리(lA1)에서 축방향(A)으로, 적어도 상기 축방향 실링 립(11, 12)의 영역에 배열되는, 휠 베어링(2)용 실링 배열(1).
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 축방향 실링 립(11) 및 상기 제 2 축방향 실링 립(12)은 상기 역류 플레이트(14) 상에 방사상 방향(R)으로 서로로부터 제 1 방사상 거리(lR1)를 갖고 상기 캐리어 요소(7) 상에 서로로부터 제 2 방사상 거리(lR2)를 갖고, 상기 제 1 방사상 거리(lR2) 및 상기 제 2 방사상 거리(lR2)는 상기 제 1 축방향 거리 (lA1)의 함수로서 정의되는, 휠 베어링(2)용 실링 배열(1).
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 메인 몸체(10) 상의 상기 제 1 축방향 실링 립(11)은 상기 방사상 방향(R)에서 제 1 방사상 두께(dR1)를 갖고, 상기 메인 몸체(10) 상의 상기 제 2 축방향 실링 립(12)은 상기 방사상 방향(R)에서 제 2 방사상 두께(dR2)를 갖고, 상기 제 1 방사상 두께(dR1) 및 상기 제 2 방사상 두께(dR2)는 상기 제 2 방사상 거리(lR2)의 함수로서 정의되는, 휠 베어링(2)용 실링 배열(1).
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 축방향 실링 립(11) 및 상기 제 2 축방향 실링 립(12)은 상기 휠 베어링(2)의 회전축에 관련해서 각도에 대해 비스듬히 배열되고, 상기 축방향(A)으로 조망된 상기 축방향 실링 립(11, 12)의 직경은 상기 메인 몸체(10)로부터 상기 역류 플레이트(14)로 증가하는, 휠 베어링(2)용 실링 배열(1).
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 축방향 실링 립(11)의 내부 주변 표면은 회전축에 대해 제 1 내부 주변 표면 각도(α1)에서 배열되고, 상기 제 1 축방향 실링 립(11)의 외부 주변 표면은 회전축에 대해 제 1 외부 주변 표면 각도(α2)에서 배열되고, 상기 제 1 외부 주변 표면 각도(α2)는 상기 제 1 내부 주변 표면 각도(α1)의 함수로서 정의되는, 휠 베어링(2)용 실링 배열(1).
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 제 2 축방향 실링 립(12)의 내부 주변 표면은 회전축에 대해 제 2 내부 주변 표면 각도(β1)에서 배열되고, 상기 제 2 축방향 실링 립(12)의 외부 주변 표면은 회전축에 대해 제 2 외부 주변 표면 각도(β2)에서 배열되고, 상기 제 2 외부 주변 표면 각도(β2)는 상기 제 2 내부 주변 표면 각도(β1)의 함수로서 정의되는, 휠 베어링(2)용 실링 배열(1).
  9. 휠 베어링(2)을 실링하기 위한 청구항 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 실링 배열(1)의 용도.
  10. 롤러 베어링으로서 설계된 휠 베어링(2), 및
    상기 휠 베어링(2)의 적어도 하나의 축방향 측면에 인접하여 배열된 청구항 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 실링 배열(1)을 포함하는, 자동차용 휠 베어링 유닛.
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