專利名稱：密封的滾動(dòng)軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滾動(dòng)軸承，特別是深溝球軸承，其具有安裝在軸承內(nèi)環(huán)和軸承外環(huán)之間并且由襯板和彈性的密封材料組成的密封盤，該密封盤設(shè)置在兩個(gè)軸承環(huán)中一個(gè)的環(huán)繞的環(huán)形槽中，其中密封盤在它的另一端具有彈性支撐部分，從該支撐部分上出來兩個(gè)密封唇口，這兩個(gè)密封唇口與設(shè)置在另一個(gè)軸承環(huán)中的底切互相作用，其中底切這樣不對稱地設(shè)計(jì)，使得構(gòu)成連接于滾道區(qū)域的第一凸肩和外面的第二凸肩，所述凸肩直徑互不相同，其中軸向向內(nèi)定向的第一密封唇口摩擦地緊貼在底切的內(nèi)壁上并且軸向向外定向的第二密封唇口與外面的凸肩構(gòu)成第一間隙密封并且徑向上與前兩個(gè)密封唇口隔開設(shè)置有向內(nèi)定向的第三密封唇口，該密封唇口與第一凸肩構(gòu)成第二間隙密封。
背景技術(shù)：
從JP2003-227521A1中已知一種用于滾動(dòng)軸承的這樣的密封理念。在該公開的圖1和2中示出深溝球軸承，其中密封盤插入到軸承外環(huán)中環(huán)繞的環(huán)形槽中。該密封盤由金屬襯板組成，該襯板被彈性的密封材料壓力注塑包封。該密封盤在遠(yuǎn)離外環(huán)的端部上具有彈性支撐部分，從該支撐部分分出兩個(gè)密封唇口。此外，密封盤設(shè)有另外的第三密封唇口，其中所有三個(gè)密封唇口與在內(nèi)環(huán)中設(shè)置的底切互相作用。在內(nèi)環(huán)中的底切不對稱地構(gòu)造，所以內(nèi)環(huán)具有兩個(gè)直徑不同的凸肩。一方面第一凸肩，其直接連接于滾道區(qū)域；并且另一方面第二凸肩，其在它的軸向端部上限制內(nèi)環(huán)并且具有比第一凸肩的直徑小的直徑。第三密封唇口與底切這樣共同作用，使得實(shí)現(xiàn)一個(gè)摩擦密封和兩個(gè)間隙密封。摩擦密封通過緊貼在凹口的壁上的第一密封唇口構(gòu)成。第一間隙密封通過軸向向外定向的第二密封唇口構(gòu)成，該密封唇口以一定距離覆蓋在軸承內(nèi)環(huán)外面的凸肩上。最后第二間隙密封通過徑向向內(nèi)的第三密封唇口構(gòu)成，其以一定距離覆蓋軸承內(nèi)環(huán)的第一個(gè)連接于滾道區(qū)域的凸肩。
在這種理念中特別的缺點(diǎn)在于，在未裝配的狀態(tài)下帶有前面兩個(gè)密封唇口的支撐部分向內(nèi)傾斜，其中可以測量相對于垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平面的傾斜度。通過該傾斜度可以保證，在裝配狀態(tài)下的第一密封唇口以預(yù)壓力緊貼在軸承內(nèi)環(huán)中的凹口的側(cè)壁上。這導(dǎo)致，隨著轉(zhuǎn)速增加由于第一密封唇口在凹口的內(nèi)壁上的不變的相等的壓緊力會(huì)產(chǎn)生增大的摩擦，這伴隨忍受不住的大量摩擦熱。這能夠?qū)е?，軸承溫度以不允許的方式升高，這導(dǎo)致潤滑油的損失，從而直接影響滾動(dòng)軸承的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
因此針對已知技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明以下面的任務(wù)為基礎(chǔ)，即提供一種用于滾動(dòng)軸承的密封件，通過該密封件實(shí)現(xiàn)摩擦密封唇口的與轉(zhuǎn)速有關(guān)的預(yù)壓力。
根據(jù)本發(fā)明該任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征部分與它的前序部分結(jié)合如此完成，即在安裝狀態(tài)下的彈性支撐部分相對于垂直于旋轉(zhuǎn)軸形成的平面E沿軸向方向向內(nèi)傾斜，其中回轉(zhuǎn)點(diǎn)A和彈性支撐部分的與該回轉(zhuǎn)點(diǎn)徑向隔開設(shè)置的重心S沿軸向方向向外互相偏移數(shù)量a而設(shè)置，所以當(dāng)滾動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，作用在重心S的離心力分解出沿軸向方向向外的作用在第一摩擦密封唇口上的力分量。
密封盤的上述設(shè)計(jì)方案因此實(shí)現(xiàn)在底切的壁上的第一密封唇口的離心力調(diào)節(jié)的預(yù)壓力的支撐。通過支撐部分向內(nèi)的傾斜和通過回轉(zhuǎn)點(diǎn)A與重心S的軸向偏移，在第一密封唇口和底切之間的壓緊力隨著由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的增加而降低。因此同樣在高轉(zhuǎn)速時(shí)由于小的摩擦軸承不會(huì)通過接觸變熱，這對于潤滑介質(zhì)的存儲(chǔ)和滾動(dòng)軸承的整個(gè)使用壽命都有積極效果。第一密封唇口可柔性彎曲地連接于彈性支撐部分上并且處于輕的預(yù)應(yīng)力下，其中第一密封唇口的彎曲剛度如此設(shè)計(jì)，以便在軸承的整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍上保證最好的密封唇口的接觸。
在從屬權(quán)利要求2-6中描述了本發(fā)明的其他有利的設(shè)計(jì)。
所以從根據(jù)權(quán)利要求2規(guī)定，第一密封唇口與回轉(zhuǎn)點(diǎn)A的徑向距離l和支撐部分的厚度t構(gòu)成下列比例關(guān)系3≤l/t≤6。
通過第一密封唇口的力臂長度相對于支撐部分的寬度的這種比例關(guān)系，最后提到的剛度被定義，其中當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速相同時(shí)隨著比例關(guān)系增大密封唇口被更大地卸載。
從權(quán)利要求3中得知，徑向距離l和軸向數(shù)量a構(gòu)成下列比例關(guān)系10＜l/a＜150。
通過這種比例關(guān)系，控制在各個(gè)作用點(diǎn)中的接觸力和離心力的相互作用。這意味著，在相同的軸承轉(zhuǎn)速時(shí)通過比例關(guān)系變大，實(shí)現(xiàn)摩擦密封唇口從凹口棱中的更輕的提升。
根據(jù)如權(quán)利要求4的另一個(gè)特征規(guī)定，在重心S與第二密封唇口的端部之間的軸向距離k和在重心S與第一密封唇口的端部之間的軸向距離m構(gòu)成下列比例關(guān)系1＜k/m＜180。
在相同的軸承轉(zhuǎn)速時(shí)通過升高的比例關(guān)系提高離心力的影響，這意味著摩擦密封唇口較早地提升。密封件的設(shè)計(jì)借助于前述比例關(guān)系如此設(shè)計(jì)，使得即使在最大轉(zhuǎn)速時(shí)作為動(dòng)態(tài)密封唇口的第一摩擦密封唇口總是仍然緊貼。這已經(jīng)導(dǎo)致在與磨損特性直接的關(guān)聯(lián)的溫度增加和在密封唇口上的摩擦力的大小方面的有利的特性。
根據(jù)如權(quán)利要求5的本發(fā)明的另一個(gè)特征規(guī)定，密封盤的構(gòu)造為盤型的襯板至少一側(cè)由彈性密封材料包圍并且襯板在一端具有有角度的擋邊并且在另一端上具有沿底切的方向傾斜的柄。通過密封盤的這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證密封盤足夠的強(qiáng)度或剛度。
最后根據(jù)如權(quán)利要求6的本發(fā)明的最后的特征規(guī)定，根據(jù)本發(fā)明密封的滾動(dòng)軸承應(yīng)用于張緊系統(tǒng)的張緊輪或?qū)蜉?，牽引工具?qū)動(dòng)裝置的牽引工具通上述過張緊輪或?qū)蜉嗩A(yù)壓緊。這樣的滾子能夠承受非常高的負(fù)載，特別地在能涉水的汽車中同樣在非常困難的條件下要求密封件的沒有缺陷的功能。


根據(jù)下面的實(shí)施例詳細(xì)地說明本發(fā)明。附圖表示圖1示出穿過根據(jù)本發(fā)明的密封件的深溝球軸承的部分縱向剖視圖；圖2示出彈性支撐部分的放大側(cè)視圖；以及圖3示出摩擦的密封唇口依據(jù)轉(zhuǎn)速的特性曲線圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示出構(gòu)造為深溝球軸承的滾動(dòng)軸承1，在該滾動(dòng)軸承的軸承外環(huán)2和該滾動(dòng)軸承的軸承內(nèi)環(huán)1之間構(gòu)造為球的滾動(dòng)體4在未詳細(xì)示出的滾道上滾動(dòng)，這些滾動(dòng)體在未示出的保持架中運(yùn)行。容納滾動(dòng)體4并且位于兩個(gè)軸承環(huán)2和3之間的空間7向外通過密封盤6密封。該密封盤6由襯板8和彈性密封材料11組成，該襯板在上端具有徑向向內(nèi)彎曲的擋邊9并且在下端具有沿底切18的方向傾斜的柄10。密封材料11在上端具有加厚部12，密封盤6通過該加厚部被形式接合和/或力接合地插入到軸承外環(huán)2的環(huán)繞的環(huán)形槽13中。這意味著，在有利的實(shí)施例中軸承外環(huán)2能夠繞著軸承軸5旋轉(zhuǎn)，而軸承內(nèi)環(huán)3固定地設(shè)置。當(dāng)滾動(dòng)軸承1的軸承外環(huán)2設(shè)有未示出的皮帶輪時(shí)，產(chǎn)生上述情況，其中皮帶輪構(gòu)成牽引工具驅(qū)動(dòng)的皮帶的摩擦面。
皮帶輪6在下端具有彈性支撐部分14，從該支撐部分14分出兩個(gè)密封唇口15、16。一個(gè)是緊貼在底切18的壁17上的摩擦的密封唇口15。另一個(gè)是與第二凸肩19構(gòu)成第一間隙密封的第二密封唇口16。底切18如此設(shè)置在軸承內(nèi)環(huán)3中，使得在左側(cè)設(shè)置的連接于滾動(dòng)體4的滾道的第一凸肩20具有比第二凸肩19更大的直徑。在密封唇口15、16上面存在第三密封唇口21，其沿徑向方向向內(nèi)定向并且與第一凸肩20構(gòu)成第二間隙密封。在本發(fā)明的意義上第三密封唇口21不再屬于彈性支撐部分14。如圖1所示，滾動(dòng)軸承1通過帶有它的總共三個(gè)密封的密封盤6非常良好地被保護(hù)。在第一凸肩20和第三密封唇口21之間的第二間隙密封特別導(dǎo)致從滾動(dòng)體4中流出的油脂又被向回引導(dǎo)。由第二密封唇口16和第二凸肩19構(gòu)成的第一間隙密封導(dǎo)致從外面注入的濕氣或者注入的污染物僅僅以非常小的程度到達(dá)摩擦的密封，該摩擦的密封由第一密封唇口15和底切18的壁17構(gòu)成。
接著說明根據(jù)本發(fā)明的密封的作用方式，其中特別參考用于解釋使用術(shù)語的圖2。
在第三密封唇口21的下面沿徑向方向設(shè)置的零件應(yīng)該理解為密封盤6的彈性支撐部分14。彈性支撐部分14由底座22組成，該底座在垂直于旋轉(zhuǎn)軸5設(shè)置的平面E的對面沿徑向方向向內(nèi)傾斜角度α設(shè)置。在左側(cè)第一摩擦密封唇口15連接于底座22的下端，而在右側(cè)沿徑向方向向上偏移形成指向徑向外面的第二密封唇口16。
通過A表示彈性支撐部分14的回轉(zhuǎn)點(diǎn)的位置，該點(diǎn)在軸承外環(huán)2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生。通過S表示由支撐部分14構(gòu)成的重心的位置。通過直徑D1表示支撐部分14的直徑，其中基準(zhǔn)點(diǎn)是它的回轉(zhuǎn)點(diǎn)A。通過D2表示第一密封唇口15的接觸點(diǎn)的直徑，該密封唇口緊貼在底切18的內(nèi)壁17。D3表示第一密封唇口15的內(nèi)徑，而通過D4表示重心S的直徑的位置。通過1表示彈性支撐部分14的回轉(zhuǎn)點(diǎn)A和密封唇口15的接觸點(diǎn)之間的徑向距離。t定義支撐部分14的厚度，正好是它的底座22的厚度。在支撐部分14的回轉(zhuǎn)點(diǎn)A和重心S之間的軸向距離通過數(shù)量a表示。最后通過m和k表示密封唇口15或者密封唇口16的軸向長度，其中基準(zhǔn)點(diǎn)總是支撐部分14的重心S。
如從圖1和2中可以看出，彈性支撐部分14的重心S與它的回轉(zhuǎn)點(diǎn)A沿徑向方向隔開并且沿軸向方向向外偏移數(shù)量a。該距離a在裝配位置中放大并且直接與角度α有關(guān)，該角度在裝配后由支撐部分14相對于旋轉(zhuǎn)軸5形成。通過重心S在裝配條件下相對于回轉(zhuǎn)點(diǎn)A改變的位置，摩擦的密封唇口15在壁17上的壓緊力的大小通過離心力影響控制。通過滾動(dòng)軸承1的增加的轉(zhuǎn)速，也就是說通過旋轉(zhuǎn)的軸承外環(huán)2和與該外環(huán)連接的密封盤6，由離心力產(chǎn)生的力的分量沿軸向方向向外作用，該力的分量逐漸減小第一密封唇口15的壓緊力。因此保證，通過轉(zhuǎn)速的增加減小在摩擦的第一密封唇口15上的壓緊力，所以減小它的摩擦，因而這種軸承結(jié)構(gòu)產(chǎn)生所述的優(yōu)點(diǎn)。之后第一摩擦的密封唇口15動(dòng)態(tài)地通過離心力影響控制，其中密封如此設(shè)計(jì)，使得即使在最大的轉(zhuǎn)速時(shí)密封唇口15還是緊貼，但是具有小的壓緊力。
在圖3中以圖解示出比例關(guān)系，如密封唇口出現(xiàn)的力或摩擦，當(dāng)在圖1中所示的帶有在軸承外環(huán)2中設(shè)置的密封盤的滾動(dòng)軸承1情況下軸承外環(huán)2或者軸承內(nèi)環(huán)3旋轉(zhuǎn)時(shí)。在用I表示的曲線中示出當(dāng)軸承外環(huán)2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在密封唇口15上的作用力。明顯的是，該力隨著轉(zhuǎn)速的增加而降低，因?yàn)橥ㄟ^離心力對在密封唇口15上的沿軸向作用的力產(chǎn)生影響。曲線II表示當(dāng)軸承內(nèi)環(huán)3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)作用在密封唇口15上的相同的力。明顯的是，在這種情況下力保持相等，因?yàn)椴淮嬖陔x心力影響。在曲線III中表示當(dāng)軸承外環(huán)2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)密封的摩擦效率。明顯的是，摩擦功率隨著轉(zhuǎn)速增加首先上升，但隨后又下降，因?yàn)檠剌S向方向向外提起密封唇口15的力隨著轉(zhuǎn)速而增加。最后用IV表示的曲線示出在軸承內(nèi)環(huán)3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)摩擦功率也隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加。
附圖標(biāo)記1滾動(dòng)軸承2軸承外環(huán)3軸承內(nèi)環(huán)4滾動(dòng)體5旋轉(zhuǎn)軸6密封盤7空間8襯板9擋邊10柄11密封材料12加厚部13環(huán)形槽14彈性支撐部分15第一密封唇口16第二密封唇口17壁18底切19第二凸肩20第一凸肩21第三密封唇口22底座A支撐部分14的回轉(zhuǎn)點(diǎn)的位置S支撐部分14的重心的位置D1支撐部分14的直徑D2密封唇口15的接觸點(diǎn)的直徑D3密封唇口15的內(nèi)徑D4重心S的外徑的位置
l在密封唇口15的接觸點(diǎn)和回轉(zhuǎn)點(diǎn)A之間的徑向距離t支撐部分14的厚度a在支撐部分14的回轉(zhuǎn)點(diǎn)A和支撐部分14的重心S之間的軸向距離m密封唇口15關(guān)于重心S的軸向長度k密封唇口17關(guān)于重心S的軸向長度曲線I在軸承外環(huán)2旋轉(zhuǎn)時(shí)的密封唇口力曲線II在軸承內(nèi)環(huán)3旋轉(zhuǎn)時(shí)的密封唇口力曲線III在軸承外環(huán)2旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦功率曲線IV在軸承內(nèi)環(huán)3旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦功率E平面。
權(quán)利要求
1.滾動(dòng)軸承(1)，特別是深溝球軸承，具有安裝在軸承內(nèi)環(huán)(3)和軸承外環(huán)(2)之間并且由襯板(8)和彈性密封材料(11)組成的密封盤(6)，該密封盤設(shè)置在兩個(gè)軸承環(huán)(2、3)之一的環(huán)繞的環(huán)形槽(13)中，其中密封盤(6)在它的另一端具有彈性支撐部分(14)，從該支撐部分上出來兩個(gè)密封唇口(15、16)，這兩個(gè)密封唇口與設(shè)置在另一個(gè)軸承環(huán)(3)中的底切(18)互相作用，其中底切(18)這樣不對稱地設(shè)計(jì)，使得構(gòu)成連接于滾道區(qū)域的第一凸肩(20)和外面的第二凸肩(19)，所述凸肩直徑互不相同，其中軸向向內(nèi)定向的第一密封唇口(15)摩擦地緊貼在底切(18)的內(nèi)壁(17)上，并且軸向向外定向的第二密封唇口(16)與外面的凸肩(19)構(gòu)成第一間隙密封，并且與前兩個(gè)密封唇口(15、16)徑向隔開設(shè)置有向內(nèi)定向的第三密封唇口(21)，該密封唇口與第一凸肩(20)構(gòu)成第二間隙密封，其特征在于，彈性支撐部分(14)在安裝狀態(tài)下相對于垂直于旋轉(zhuǎn)軸(5)形成的平面(E)沿軸向方向向內(nèi)傾斜，其中回轉(zhuǎn)點(diǎn)(A)和彈性支撐部分(14)的與該回轉(zhuǎn)點(diǎn)徑向隔開設(shè)置的重心(S)沿軸向方向向外互相偏移一個(gè)量(a)，使得當(dāng)滾動(dòng)軸承(1)旋轉(zhuǎn)時(shí)，作用在重心(S)中的離心力分解出沿軸向方向向外的作用在第一摩擦密封唇口(15)上的力分量。
2.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承(1)，其特征在于，第一密封唇口(15)與回轉(zhuǎn)點(diǎn)(A)的徑向距離(1)和支撐部分(14)的厚度(t)構(gòu)成下列比例關(guān)系3≤1/t≤6。
3.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承(1)，其特征在于，徑向距離(1)和軸向量(a)構(gòu)成下列比例關(guān)系10＜1/a＜150。
4.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承(1)，其特征在于，在重心(S)與第二密封唇口(16)的端部之間的軸向距離(k)和在重心(S)與第一密封唇口(15)的端部之間的軸向距離(m)構(gòu)成下列比例關(guān)系1＜k/m＜180。
5.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承(1)，其特征在于，密封盤(6)的構(gòu)造為盤型的襯板(8)至少一側(cè)由彈性密封材料(11)包圍，并且襯板(8)在一端具有有角度的擋邊(9)并且在另一端上具有沿底切的方向傾斜的柄(10)。
6.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承(1)，其特征在于，它應(yīng)用于張緊系統(tǒng)的張緊輪或?qū)蜉啠瑺恳ぞ唑?qū)動(dòng)裝置的牽引工具通過上述張緊輪或?qū)蜉嗩A(yù)壓緊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滾動(dòng)軸承(1)，其通過密封盤(6)密封，該密封盤構(gòu)成一個(gè)摩擦密封和兩個(gè)間隙密封。通過支撐摩擦密封(15)的彈性支撐部分(14)的回轉(zhuǎn)點(diǎn)(A)和重心(S)的沿軸向方向互相隔開的位置，摩擦密封在轉(zhuǎn)速增加時(shí)被加載具有向外作用的軸向力的離心力，從而摩擦密封唇口(15)在轉(zhuǎn)速升高時(shí)以更小的力緊貼。
文檔編號F16C33/78GK1892061SQ20061009572
公開日2007年1月10日 申請日期2006年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月28日
發(fā)明者托馬斯·吉特爾, 哈拉爾德·佩施克, 安德烈亞斯·波爾, 格奧爾格·戈佩爾特 申請人:依納-謝夫勒兩合公司