本發(fā)明涉及用于具有雙滾動(dòng)體列的滾動(dòng)軸承單元的密封裝置。該密封裝置容納在兩個(gè)滾動(dòng)體列之間，并防止軸承潤(rùn)滑劑被由摩擦(fretting，更多地被已知為“微動(dòng)磨損”)導(dǎo)致的碎屑污染。特別但不唯一地，本發(fā)明適用于設(shè)置有中央隔圈的軸承單元，適用于鐵路、非公路和工業(yè)應(yīng)用或用于可再生能源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)已知用于防止軸承潤(rùn)滑劑被歸因于微動(dòng)磨損而導(dǎo)致的碎屑污染的密封裝置。微動(dòng)磨損在兩個(gè)靜止的金屬體相互接觸但彼此發(fā)生微小相對(duì)移位時(shí)產(chǎn)生。由此導(dǎo)致的摩擦使得可能會(huì)污染在滾動(dòng)體周?chē)?rùn)滑滾動(dòng)體的潤(rùn)滑劑和相關(guān)聯(lián)的軸承滾道(rolling track)的鐵粉末碎屑(iron powder debris)被釋放。還已知的是，當(dāng)微動(dòng)磨損碎屑污染潤(rùn)滑劑時(shí)，不利的是軸承的工作壽命被其影響使得顯著地減少。顯然，這絕對(duì)無(wú)法與滾動(dòng)軸承的日益嚴(yán)格的意在增加產(chǎn)品的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值、需要越來(lái)越長(zhǎng)的工作壽命的規(guī)范(specification)相一致。

滾動(dòng)軸承的制造商已進(jìn)行了各種嘗試以克服該缺陷。例如，文獻(xiàn)EP 1600349A1描述了一種如下密封件：該密封件安裝在隔圈上，隔圈軸向地配置在軸承的徑向內(nèi)圈與產(chǎn)生所述內(nèi)圈的軸向預(yù)負(fù)荷的元件之間；文獻(xiàn)JP 4338116B2描述了一種由插入在軸承的一對(duì)內(nèi)圈之間的聚合物隔圈構(gòu)成的防微動(dòng)磨損裝置；文獻(xiàn)JP 2008008424描述了通過(guò)由三個(gè)組成部件構(gòu)成的合成隔圈形成的密封件；最后，文獻(xiàn)JP 2007292230A描述了一種合成隔圈。然而，引用文獻(xiàn)中描述的解決方案的生產(chǎn)成本高并且在某些情況下還難以組裝。此外，在使用聚合物隔圈的情況下，軸承的軸向游隙變得不確定，這對(duì)軸承的工作壽命有損害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠防止微動(dòng)磨損碎屑能到達(dá)容納有滾動(dòng)體的軸承內(nèi)部并污染與滾動(dòng)體相關(guān)聯(lián)的潤(rùn)滑劑的簡(jiǎn)單的密封裝置。這是通過(guò)將具有特定形狀(倒“U”形)的密封件嵌合于配置在兩個(gè)內(nèi)圈之間的中央隔圈來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中所述密封件防止?jié)櫥瑒┍晃?dòng)磨損碎屑污染并且同時(shí)限定了內(nèi)部可以容納所述碎屑的容積。該技術(shù)問(wèn)題僅通過(guò)在在應(yīng)用中正常使用的隔圈內(nèi)形成兩個(gè)槽并通過(guò)將前述密封件嵌合在所述槽內(nèi)部來(lái)解決。

根據(jù)本發(fā)明，因此說(shuō)明了一種具有所附獨(dú)立權(quán)利要求中指示的特征的用于滾動(dòng)軸承單元的密封裝置。

根據(jù)所附從屬權(quán)利要求中指示的特征說(shuō)明了本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的和/或特別有利的實(shí)施方式。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)將參照示出了本發(fā)明的實(shí)施方式的多個(gè)非限制性示例的附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，在附圖中：

-圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的設(shè)置有密封裝置的軸承單元的軸對(duì)稱(chēng)截面圖，

-圖2是根據(jù)圖1的密封件的細(xì)節(jié)圖，

-圖3是隔圈的容納根據(jù)圖2的密封件的槽的細(xì)節(jié)圖，

-圖4是隔圈在密封件組裝在隔圈的槽內(nèi)部的情況下的另一細(xì)節(jié)圖，

-圖5示出了根據(jù)圖2的密封件的多個(gè)可選實(shí)施方式，

-圖6示出了隔圈的槽的多個(gè)可選實(shí)施方式。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的軸承單元的整體由10來(lái)指示。如在介紹中提到的，本發(fā)明不僅可適用于下述構(gòu)造，而且通常更適用于設(shè)置有配置在徑向內(nèi)圈(race)之間的中央隔圈(spacer)和至少兩個(gè)滾動(dòng)體的環(huán)的任何軸承單元。

在本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)的全部中，諸如“徑向”和“軸向”等的指示位置和方位的術(shù)語(yǔ)和表達(dá)應(yīng)理解成是相對(duì)于軸承單元10的中央轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)X而言的。

軸承單元10包括徑向外圈11和兩列滾動(dòng)體12、13。在本例中，兩列滾動(dòng)體12、13為圓錐滾子，分別配置在徑向外圈11與徑向內(nèi)圈14、15之間。所述徑向內(nèi)圈14、15牢固地(stably)固定在軸F上。本發(fā)明既可以適用于具有可轉(zhuǎn)動(dòng)外圈與靜止內(nèi)圈的軸承單元構(gòu)造，也可以適用于具有靜止外圈與可轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)圈的軸承單元構(gòu)造。為圖示簡(jiǎn)便之目的，附圖標(biāo)記12和13將既用于指代單一的圓錐滾子，也用于指代整列的滾子。還為了簡(jiǎn)便，將頻繁采用通過(guò)本說(shuō)明書(shū)中和附圖中的示例使用的術(shù)語(yǔ)“圓錐滾子”來(lái)代替更總體的術(shù)語(yǔ)“滾動(dòng)體”(同樣地也將使用相同的附圖標(biāo)記)。還將理解，可以使用任何其它滾動(dòng)體(例如，球、圓柱滾子、滾針滾子等)來(lái)代替圓錐滾子。

環(huán)12、13的滾動(dòng)體通過(guò)相應(yīng)的保持架16、17(在圖中的示例中，保持架16用于滾動(dòng)體12的列，保持架17用于滾動(dòng)體13的列)保持就位，整個(gè)軸承單元通過(guò)特定的密封件(例如，唇式密封件)18與外部密封。

徑向內(nèi)圈通過(guò)隔圈20保持其軸向相對(duì)位置：如果內(nèi)圈固定，則隔圈也固定；如果內(nèi)圈能轉(zhuǎn)動(dòng)，則隔圈也轉(zhuǎn)動(dòng)。特別地，徑向內(nèi)圈14、15的內(nèi)側(cè)環(huán)狀面14’和15’將與隔圈20的環(huán)狀面20’接觸。從理論上的觀點(diǎn)看，這些面不相對(duì)于彼此受到移動(dòng)。然而，在實(shí)際中，由于由徑向內(nèi)圈上的滾動(dòng)體所引起的負(fù)荷，因此常發(fā)生所述面的相對(duì)微小移位，特別是內(nèi)圈的環(huán)狀面14’、15’相對(duì)于隔圈的環(huán)狀面20’的相對(duì)微小轉(zhuǎn)動(dòng)和/或微小移位。類(lèi)似地并出于相同的原因，還可能會(huì)在內(nèi)圈14、15的內(nèi)圓柱面14”、15”與軸F的外圓柱面F’之間產(chǎn)生相對(duì)微小轉(zhuǎn)動(dòng)。

如已經(jīng)提到的，這些微小移位通過(guò)在接觸面之間產(chǎn)生摩擦而產(chǎn)生已知的微動(dòng)磨損(fretting)現(xiàn)象。因此由該摩擦導(dǎo)致的金屬粉末碎屑自由移動(dòng)進(jìn)入軸承單元內(nèi)部，特別是影響滾動(dòng)體的區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面并參照?qǐng)D2-圖4，使用如下的密封裝置1來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題：該密封裝置1包括隔圈20和至少一個(gè)密封件30，密封件30的特征為倒“U”形，即凹陷31朝向軸承單元的軸線(xiàn)X。優(yōu)選由彈性體材料制成的密封件容納在隔圈20的環(huán)狀槽21內(nèi)。顯然，將方便的是在隔圈內(nèi)設(shè)置均面向內(nèi)圈的兩個(gè)槽21并將密封件30容納在各槽21內(nèi)部。

特別地，密封件30能夠防止歸因于從軸區(qū)域到滾動(dòng)體的區(qū)域的微動(dòng)磨損而導(dǎo)致的碎屑的遷移。圖2示出了密封件30的一優(yōu)選實(shí)施方式，然而，如將在下面看到的，在維持倒“U”構(gòu)造的情況下，其它形狀也是可行的。實(shí)際上，出于以下雙重目的而設(shè)計(jì)了這種特別的形狀：在實(shí)際中，密封件不僅使碎屑朝向軸承單元的內(nèi)部的移動(dòng)停止，而且歸因于由朝向軸承的軸線(xiàn)X的凹陷31限定的內(nèi)部容積而還能夠在其內(nèi)部積累碎屑。以這種方式，能夠在任何情況下防止碎屑損壞軸承的內(nèi)圈。

有利地，隔圈的槽21可以提供改善了密封件30的容納和密封裝置的總體性能的特征。特別地，為了防止密封件30在槽21內(nèi)部的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，槽21可以設(shè)置有具有高硬度的徑向外圓柱面21’。此外，優(yōu)選地，槽被形成為使得：在隔圈的環(huán)狀面之間(即，徑向內(nèi)側(cè)面20’與徑向外側(cè)面20”之間)，在相對(duì)長(zhǎng)度之間存在有差2d。換言之，徑向外側(cè)面20”的半長(zhǎng)度須比徑向內(nèi)側(cè)面20’的半長(zhǎng)度小值d。由于該尺寸大小(measure)，因此能夠避免摩擦和所導(dǎo)致的碎屑在隔圈的環(huán)狀面20”與軸承的徑向內(nèi)圈的環(huán)狀面14’和15’之間微動(dòng)磨損。以這種方式，防止了在密封件30明顯不再有效的密封件下游的區(qū)域中的微動(dòng)磨損現(xiàn)象。

此外，便利地，槽21的深度a與高度b之比大于1，以改善在密封裝置的安裝操作和運(yùn)輸期間密封件在槽內(nèi)部的穩(wěn)定性。

此外，有利地，密封件30的高度方向尺寸h須小于槽21的高度b，以在槽21的徑向內(nèi)圓柱面21”附近留下間隙g，這允許微動(dòng)磨損碎屑進(jìn)入并填充密封件30的內(nèi)部容積。

參照?qǐng)D5，圖5示出了密封件的多個(gè)可能的實(shí)施方式130、230、330、430、530。清楚地，在任何情況下密封件的所有實(shí)施方式均具有倒“U”形的形狀(form)，即凹陷朝向軸承的軸線(xiàn)X。特別地，密封件130具有非對(duì)稱(chēng)形狀的“U”形腿，以留下寬的間隔t(寬的間隔t加到上面限定的間隙g)并使得碎屑易于進(jìn)入由密封件的凹陷限定的容積內(nèi)部。相對(duì)于徑向限定了相應(yīng)的角度α和β(α和β的值彼此相同或不同)的“U”形的傾斜部分使得代替的是將密封件容易地組裝在隔圈的槽的內(nèi)部。尤其地，形成為倒“U”形但非對(duì)稱(chēng)“U”形的密封件230、430以及具有特別粗糙的外圓柱面330’的密封件330被設(shè)計(jì)成使得密封件230、430、330無(wú)法從隔圈的槽脫出。最后，密封件530具有鎖孔形狀的凹陷，該尺寸大小優(yōu)化了內(nèi)部容積因此優(yōu)化了可以包含在該內(nèi)部容積內(nèi)的碎屑的量。

最后，圖6示出了槽的多個(gè)可能的實(shí)施方式121、221、321、421、521、621。對(duì)于槽來(lái)說(shuō)，同樣地，已一直在選擇設(shè)計(jì)(design)以限定可能有利于組裝并防止密封件在組裝和隨后的運(yùn)輸期間脫出的幾何尺寸。這特別是通過(guò)使用具有非對(duì)稱(chēng)幾何尺寸的槽221、521、621或通過(guò)在構(gòu)造421中設(shè)置突出部421’來(lái)實(shí)現(xiàn)的。密封件的各實(shí)施方式，無(wú)論是圖2所示的構(gòu)造30，還是圖5所示的這些構(gòu)造，可以用于所述槽的任何實(shí)施方式，無(wú)論是圖3-4所示的構(gòu)造21，還是圖6所示的任意一款構(gòu)造。還可以使用具有能夠從示出的示例得到的特征的任意組合的任何形式的密封件和任何形式的槽。

因此本發(fā)明的主題以如下非常簡(jiǎn)單且低成本的方式解決了由滾動(dòng)軸承中的微動(dòng)磨損引起的問(wèn)題：僅需要為正常使用的隔圈添加兩個(gè)密封件，這僅需要對(duì)兩個(gè)槽進(jìn)一步加工。密封件已被設(shè)計(jì)成具有倒“U”形的特征形狀，這不僅防止了微動(dòng)磨損碎屑到達(dá)滾動(dòng)體的區(qū)域，而且同時(shí)還提供了能夠容納碎屑的容積，防止了碎屑損壞軸承的必要組成部件。密封件由彈性體或塑料或類(lèi)似材料制成以補(bǔ)償內(nèi)圈的任何變形。

該方案使得在無(wú)需使用特定材料(而是相反地，使用相對(duì)低成本且高可加工性的鋼)用于隔圈的情況下增加了軸承的工作壽命。以這種方式，可以容易地加工隔圈以便確定正確的(correct)軸向游隙，并且可以在僅需更換兩個(gè)密封件的情況下重復(fù)多次使用隔圈。

除了本發(fā)明的實(shí)施方式以外，如上述，應(yīng)當(dāng)理解的是存在許多進(jìn)一步變型。還應(yīng)當(dāng)理解的是所述實(shí)施方式僅僅是示例而不是限制本發(fā)明的主題、也不是限制本發(fā)明的應(yīng)用、也不是限制本發(fā)明的可能構(gòu)造。相反地，盡管以上提供的說(shuō)明能夠使本領(lǐng)域技術(shù)人員至少以本發(fā)明的構(gòu)造的示例中的一者來(lái)實(shí)施本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解的是所說(shuō)明的組成部件的許多變型是能夠想到的，從而不會(huì)脫離如所附權(quán)利要求限定的、字面理解的和/或按照其法律上等同物的本發(fā)明的范圍。