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CN105317847B - 滚动轴承密封装置的嵌件、密封装置、万向节和轴承衬套 - Google Patents

滚动轴承密封装置的嵌件、密封装置、万向节和轴承衬套 Download PDF

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CN105317847B
CN105317847B CN201510461239.3A CN201510461239A CN105317847B CN 105317847 B CN105317847 B CN 105317847B CN 201510461239 A CN201510461239 A CN 201510461239A CN 105317847 B CN105317847 B CN 105317847B
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Abstract

本发明涉及一种用于滚动轴承的具有嵌件(12)的密封装置(11)，其中，所述嵌件具有设计用于沿轴向预紧滚动轴承的滚动体(15)的预紧结构(19)，该预紧结构(19)与嵌件(12)一体式地构成；所述密封装置还具有至少一个密封体(18)，其设计用于封闭在壳体(13)和可转动地支承在该壳体(13)中的构件之间的缝隙，密封装置(11)至少部分地嵌入所述缝隙中；其中，嵌件(12)具有至少一个从密封体(18)突出的部段，该部段用作保持结构(21)；其中，该保持结构设计用于将嵌件(12)和/或密封装置(11)固定在壳体(13)上。本发明还涉及一种具有轴承衬套(13)的万向节和/或一种轴承衬套(13)，它们具有前述的密封装置(11)，其中，所述密封装置(11)至少部分地嵌入轴承衬套(13)中。

Description

滚动轴承密封装置的嵌件、密封装置、万向节和轴承衬套
技术领域
本发明涉及用于滚动轴承的密封装置的嵌件、具有该嵌件的密封装置、具有密封装置的轴承衬套和具有轴承衬套的万向节。
背景技术
密封装置可以在许多轴承装置或滚动轴承中使用。大多数情况下借助密封装置密封壳体和构件之间的缝隙，所述构件可转动地设置在壳体中。出于不同的原因，例如为了稳定或加固密封装置或也可以为了将密封装置固定在壳体上，密封装置可以包括嵌件或支承环或类似结构。
具有嵌件的密封装置例如可以用在用于关节(可能是万向节或十字接头)的轴承衬套中。为了保证万向节或轴承衬套的持久的功能性，需要对由设计导致的、分别在轴承衬套和其中转动支承的轴颈之间存在的缝隙进行密封。在此使用的密封装置应该阻止储存在轴承衬套内的润滑剂流出并且另一方面杜绝或至少减少污染物从环境侵入轴承衬套的内部。
图2示出了具有用于万向节的轴承衬套3的传统嵌件2的传统密封装置1的横截面的示意图。其中没有示出整个万向节、而是仅示出区域4，万向节的未示出的轴颈设置在该区域中，其可转动地设置在轴承衬套3中。在用于轴颈的区域4和轴承衬套3之间设置多个圆柱形滚动体，其中可以看到滚动体5。
密封装置1具有外部密封环6和内部密封环7，它们沿轴向相邻地布置。内部密封环7具有密封体8和嵌件2，该嵌件部分地设置在密封体8的内部。内部密封环7沿轴向相间隔地设置在在轴承衬套3的内圆周上的滚动体5旁边，并且在此抗扭地和密封地与轴承衬套3相连。嵌件2的从内部密封环7的密封体8突出的部段嵌入轴承衬套3的内圆周的凹部中。由此内部密封环7防轴向位移地被锁定。这尤其由于碟簧9的作用是需要的，该碟簧沿轴向设置在内部密封环7和滚动体5之间。碟簧9将滚动体5轴向对置地压在未示出的挡盘上，该挡盘贴靠在同样未示出的轴承衬套底板上，并且碟簧9在此支承在内部密封环7上。因为滚动体5通过这种方式被夹紧，因此轴承衬套3以及密封装置1和滚动体5作为一个单元被操作，并且作为单元被推套在未示出的轴颈上。该碟簧9是单独的构件，其在密封装置1装配时作为单独零件被装配。
总之在轴承衬套3与滚动体5、套筒自身、内部和外部密封环7和8以及碟簧9的预装配中需要提供和装配大量的单独零件。由此装配以及制备不同单独构件有时候是比较耗费和麻烦的。所述关于单独零件的装配、存储和准备的耗费增大当然也会在用于其它轴承的密封方案中出现，例如当密封装置设置在滚动轴承的外图上时。
专利文献JP 2002106593 A公开一种万向节，其能够通过抑制滚针的歪斜来防止金属环体的磨损并防止密封元件从轴承壳体滑落。
发明内容
因此本发明所要解决的技术问题在于，尤其在简单装配方面改善用于密封滚动轴承的技术方案。
该技术问题通过一种用于滚动轴承的具有嵌件的密封装置得以解决，其中，嵌件具有设计用于沿轴向预紧滚动轴承的滚动体的预紧结构，该预紧结构与嵌件一体式地构成；所述密封装置还具有至少一个密封体，其设计用于封闭壳体和可转动地支承在壳体中的构件之间的缝隙，所述密封装置至少部分地嵌入所述缝隙中；
其中，嵌件具有至少一个从密封体突出的部段，该部段用作保持结构；
其中，该保持结构设计用于将嵌件和/或密封装置固定在壳体上。
在按照本发明的用于滚动轴承的具有嵌件的密封装置中，该嵌件的设计用于沿轴向预紧滚动轴承的滚动体的预紧结构与嵌件一体式地构成。通过预紧结构不是单独构件，可以在一些实施例中降低单独零件的数量。因此必要时降低装配步骤的数量或者简化装配。
在一些实施例中，预紧结构包含碟簧。因此可以实现与传统系统相似或甚至相同地预紧，在传统系统中在嵌件和滚动体之间嵌入可拆卸的碟簧。
作为补充或备选，嵌件包括保持结构，保持结构设计用于将嵌件和/或密封装置固定在壳体上。在一些实施例中嵌件因此也实现了固定和/或保持功能并且密封装置至少沿轴向并且甚至可能沿周向被固定。
作为补充或备选，嵌件至少部分地构造为稳定部段，用于稳定密封装置。因此在一些实施例中可以必要时改善密封装置的密封特性，因为密封装置的变形至少在一些区域中通过稳定部段被限制。
本发明的实施例还涉及一种用于滚动轴承的、具有按照至少一个实施例描述的嵌件的密封装置。所述密封装置包括密封体，其设计用于密封壳体和可转动地支承在壳体中的构件之间的缝隙。由于密封装置不必与单独的碟簧或预紧结构一起装配，而是将预紧结构固定在嵌件上，则密封装置在一些实施例中可以更简便地装配并且以更少的单独零件数量被装配。
作为补充，嵌件包括至少一个沿轴向朝向滚动体从密封体伸出的臂，该臂构成预紧结构。在一些实施例中，预紧结构因此可以以简单的方式方法制造。预紧结构还可以包含其它构件，例如设置在密封体内部的部段的一部分和/或密封体的部分本身。
作为补充，嵌件在一些实施例中具有至少另一个从密封体伸出的部段，该部段用作保持结构。该保持结构延伸超出密封体的轴向延伸，通过该保持结构可以实现密封装置在壳体上简单和/或改良的固定，必要时甚至无需使密封体变形。
作为补充或备选，在一些实施例中预紧结构的沿轴向定向的端面至少部分地贴靠在设置在嵌件的径向内侧的密封体的沿轴向定向端面上。因此可以使得预紧结构有助于密封装置或密封体的加强和/或稳定。
作为补充或备选，密封体与预紧结构形状配合地相连。因此在一些实施例中嵌件连同预紧结构和密封体可以作为一个构件被装配。
本发明的实施例还涉及具有轴承衬套的万向节或具有按照至少一个实施例所述的密封装置的轴承衬套，其中密封装置至少部分地嵌入轴承衬套中。在一些实施例中因此在万向节或轴承衬套中的单独零件的数量被降低。由此还可以降低装配耗费。
在前述描述中、附图中公开的实施例以及它们的单独的特征都可以单独地也可以任意组合地实现实施例的多种变型。
附图说明
下面借助附图详细说明本发明。附图中：
图1示出轴承衬套上的具有按照一种实施例的嵌件的密封装置的截面视图的示意图。
图2示出轴承衬套上传统的密封装置的已述的截面视图的示意图。
具体实施方式
在附图的以下说明中，仅示出一些示范性的实施例，相同的或功能相同的部件标以相同的附图标记。此外可以为部件和对象使用概括的附图标记，它们多次在实施例或附图中出现，但是鉴于一个或多个特征被共同地描述。以相同的或概括的附图标记描述的部件或对象可以在其个别特征、多个特征或全部特征方面，例如在它们的尺寸上相同地实施，但是必要时也可以不同地实施，只要不通过说明书明确或暗示地得出其它内容。
图1示出轴承衬套13上具有按照一种实施例的嵌件12的密封装置11的截面视图的示意图。用于滚动轴承的密封装置11的嵌件12包括预紧结构19，其设计用于沿轴向m预紧滚动轴承的滚动体15。预紧结构19与嵌件12一体式地构成。
该轴向m在此是与滚动轴承的旋转轴线平行的方向，密封装置11或嵌件12设置在滚动轴承中。按照滚动轴承的轴承构造形式或形状，预紧结构19在滚动体15上施加的力或力作用方向平行于轴向定向，或者也可以在两个方向与轴向围成0°至15°的角度。
在图1的实施例中，预紧结构19是碟簧。在另一些未示出的实施例中，该预紧结构可以是或包含任意构件，其设计用于沿轴向预紧滚动轴承的滚动体，其例如是由弹性体构成的弹性元件、弹簧、盘簧、弯曲弹簧、螺旋弹簧、膜片弹簧、片簧、弹性体弹簧和/或类似元件。
在图1的实施例中，滚动体15是用于万向节中的轴承衬套13的滚针。在另一些未示出的实施例中，也可以设置所有可能的其它滚动体，它们实现了构件相对壳体可移动的支承，滚动体例如是圆柱滚子、圆锥滚子、滚珠、桶装滚子和/或类似的。在传统的万向节轴承中，在主密封装置或密封装置和滚动体组(如图2所述)之间大多使用碟簧，用于沿轴向预紧滚动体或作为滚动体使用的滚针组。为此碟簧大多数作为单独构件使用。在图1的实施例的嵌件12中，相对地碟簧或预紧结构19的功能被集成到嵌件12中，嵌件12也可以被称为密封装置11的插入结构。因此在装配时可以节省构件成本和装配成本，构件自身以及装配工序。
在图1中未示出整个万向节，而是仅示出用于万向节的未示出的轴颈的区域14，该轴颈可转动地支承在轴承衬套13中并且为此从轴承衬套13的第一轴向端部20引入轴承衬套13的内部。在用于轴颈的区域14和轴承衬套13之间除了图1可见的滚动体还设置多个圆柱形滚动体，它们沿周向相互间隔。滚动体15可以在某些情况下通过润滑剂润滑。轴颈和滚动体15分别沿轴向相对轴承衬套13的底板上的未示出的挡盘被抵靠，该底部位于相对轴承衬套13的与第一轴向端部20对置的端部上。在第一轴向端部20的区域中，(当轴颈被装配后)在轴颈和轴承衬套13之间存在环形缝隙，其通过密封装置11封闭。
密封装置11具有外部密封环16和包含嵌件12的内部密封环17。两个密封环16和17沿轴向相邻地布置。在此外部密封环16在轴承衬套13的第一轴向端部20的区域中设置在轴承衬套13的外部。具有嵌件12和预紧结构19的内部密封环17设置在轴承衬套13的内部，并直接邻靠滚动体15。
内部密封环17除了具有预紧结构19的嵌件12(其也被称为支承环)之外还具有密封体18，其具有径向向外贴靠嵌件的部件18-a和径向向内贴靠嵌件的部件18-b。嵌件12因此至少部分地设置在密封体18内。嵌件12的设置在密封体18内部或沿轴向与密封体18重叠并且接触密封体18的部段被称为稳定部段23，其用于稳定密封装置11或内部密封环17。
密封体18可以由氟橡胶、其它弹性体材料和/或其它弹性材料制成。嵌件12和/或预紧结构19可以由所有可行材料、例如金属、钢或弹簧钢制成。嵌件12和预紧结构19可以由相同材料制成。密封体18的材料例如与嵌件12的材料不同。密封体18在图1所示的实施例中与嵌件12相连或相结合。为此，嵌件具有未示出的开口(多个)，在开口处径向外部的部件18-b和径向内部的部件18-a相遇并且相互连接。在另一些未示出的实施例中，可以取消这些开口和/或也可以至少部分地或甚至完全地取消径向外侧的密封体。例如密封体和嵌件可以形状配合和/或摩擦配合地相互附着。该嵌件例如是一个构件，其至少部分地贴靠在密封体上。所述嵌件可以具有比密封体更硬的或弹性更弱的材料。
具有预紧结构19的嵌件12作为冲裁件制造。在另一些未示出的实施例中，也可以通过其它方式和方法实现所述一体性。两个构件、例如嵌件和预紧结构的一体式的连接例如通过两个构件的连接、例如通过形状配合和/或力锁合的连接来实现，例如铆接、焊接、压接、螺栓连接、钎焊、粘接和/或类似连接。可选地、两个构件也可以一体式地制成，例如作为冲裁件、锻造件、铸件、切削制造的构件或类似零件。
嵌件12在横截面中具有Z形状，其中两个臂从密封体18伸出。所述臂分别沿轴向对置地与在密封体18内部的、已述的稳定部段23相连。一个臂用于至少局部地作为保持结构21，并且梯段状构成。保持结构21沿轴向超过密封体18延伸到一径向高度(在该高度上保持结构21从密封体18伸出)并且延伸到沿轴向背向预紧结构19的侧面。通过保持结构21，密封装置11可以被固定在轴承衬套13或其它壳体上，例如外圈或壳体中的孔中。为了沿周向固定密封装置11或密封环17，保持结构可以在其外圆周上具有与轴承衬套13的内表面构成过盈配合的直径。
另一个、沿轴向朝向滚动体15从密封体18伸出的臂包括已述的预紧结构19。该预紧结构19至少局部地以沿轴向指向的端面贴靠在密封体18的部件18-a的同样沿轴向定向的端面上。预紧结构19没有贴靠在密封体18的部件18-b上的沿轴向定向的端面24上。
密封体18或部件18-a在直径m(滚动体15以其中心点设置在该直径上)的径向内侧的区域中与预紧结构19相间隔。在另一些未示出的实施例中，预紧结构也可以继续径向向内或向外地贴靠在密封体上。
内部密封环17也沿轴向间隔地在滚动体15旁边、设置在轴承衬套13的内圆周上并且在此抗扭地并且密封地与轴承衬套13相连。这一方面由此实现，即内部密封环17的密封体18-b借助预紧力贴靠在轴承衬套3上。另一方面，嵌件12的从密封体18伸出的保持结构21如前所述嵌入轴承衬套13的内圆周的凹口中，亦即咬合轴向止挡22。在一些没有密封体的径向外部件的实施例中，保持结构相对轴承衬套仅借助过盈配合固定。在另一些未示出的实施例中，这些连接可以相对其它壳体进行，轴颈或其它构件可旋转地支承在该其它壳体中。
内部密封环17通过保持结构21锁止轴向滑移。这尤其鉴于预紧结构19的作用是需要的。预紧结构19将滚动体15沿轴向压在未示出的挡盘上，该挡盘设置在未示出的底部上并且设置在轴承衬套13的背向密封装置11的侧面上。因为滚动体15通过这种方式被夹紧，包含密封装置11和滚动体15的轴承衬套13可以作为一个单元被操作并且推套到轴颈上。
在内部密封环17的密封体18的内圆周上构成密封唇27，其在装配状态中贴靠在轴颈上。通过环绕的螺旋弹簧(其也被称为螺纹弹簧)可以将密封唇27压在轴颈上。在密封唇27附近构成密封唇29，其具有非常长的延伸的形状并且通过从轴向径向向外偏离的定向朝向外部密封环16延伸并且贴靠在其密封体上。在另一些未示出的实施例中，第二密封唇也可以取消或者具有其它的形状。可选地该密封环还具有另外的密封唇。
外部密封环16沿轴向固定在径向槽30中，其位于轴承衬套13的径向向外指向的面上，其也可以是其它壳体或其它外图。外部密封环16同样具有密封体31和支承环32或嵌件。外部密封环16的密封体31优选由氟橡胶或其它弹性体材料制成。外部密封环16的支承环32由金属制成并且具有C形的横截面。
即使水或其它外来物侵入由外部密封环16密封的区域中，它们也不会到达轴承衬套13的内部中，而是可能被内部密封环17阻挡，该内部密封环也可以被称为用于具有集成的碟簧的万向节衬套的密封装置。在一些未示出的实施例中，密封装置仅包含内部密封环。其也可以可选地与其它的外部密封环组合，例如不具有嵌件或具有不同数量的密封唇的密封环。
按照一种实施例的嵌件和/或密封装置也可以在所有可能的滚动轴承中(不仅如附图所述的)用于万向节的轴承衬套。例如密封装置和/或嵌件可以用于所有可能的轴承中，其例如可转动地支承两个构件，轴承例如是在车辆中、工作机器中、轴上、变速器中、关节轴中、万向节衬套和/或类似机构中。在此，轴承例如是一列或多列布局的球轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承、圆柱滚子轴承和/或类似轴承。
在前述描述中、附图中公开的实施例以及它们的单独的特征都可以单独地也可以任意组合地实现实施例的多种结构变型。
附图标记清单
1 密封装置
2 嵌件
3 轴承衬套
4 用于轴颈的区域
5 滚动体
6 外部密封环
7 内部密封环
8 密封体
9 碟簧
11 密封装置
12 嵌件
13 轴承衬套
14 用于轴颈的区域
15 滚动体
16 外部密封环
17 内部密封环
18 密封体
19 预紧结构
20 轴向端部
21 保持结构
22 轴向止挡
23 稳定部段
24 端面
27 密封唇
28 螺旋弹簧
29 密封唇
30 径向槽
31 密封体
32 支承环
M 轴向

Claims (6)

1.一种用于滚动轴承的具有嵌件(12)的密封装置(11)，其中，所述嵌件具有预紧结构(19)，其设计用于沿轴向预紧滚动轴承的滚动体(15)；其中，预紧结构(19)与嵌件(12)一体式地构成；
所述密封装置(11)具有至少一个密封体(18)，其设计用于封闭在壳体(13)和可转动地支承在该壳体(13)中的构件之间的缝隙，密封装置(11)至少部分地嵌入所述缝隙中；
其中，嵌件(12)具有至少一个沿轴向背向滚动体(15)地从密封体(18)突出的部段，该部段用作保持结构(21)；
其中，该保持结构设计用于将嵌件(12)和/或密封装置(11)固定在壳体(13)上；
其中，所述嵌件(12)至少部分地设置在密封体(18)内，并且嵌件(12)的设置在密封体(18)内的部段构造为稳定部段(23)，用于稳定密封装置(11)，
其中，所述密封体(18)与预紧结构(19)形状配合地相连。
2.按照权利要求1所述的密封装置，其中，嵌件(12)包括至少一个沿轴向朝向滚动体(15)从密封体(18)伸出的臂，该臂构成所述预紧结构(19)。
3.按照前述权利要求之一所述的密封装置，其中，预紧结构(19)包括碟簧。
4.按照权利要求1或2所述的密封装置，其中，预紧结构(19)的沿轴向定向的端面至少部分地贴靠在设置在嵌件(12)的径向内侧的密封体(18)的沿轴向定向端面上。
5.一种万向节，具有轴承衬套(13)和按照前述权利要求之一所述的密封装置(11)，其中，所述密封装置(11)至少部分地嵌入轴承衬套(13)中。
6.一种轴承衬套(13)，具有按照权利要求1至4之一所述的密封装置(11)，其中，所述密封装置(11)至少部分地嵌入轴承衬套(13)中。
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