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CN1478180A - 分离轴承的密封 - Google Patents

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CN1478180A
CN1478180A CNA018197744A CN01819774A CN1478180A CN 1478180 A CN1478180 A CN 1478180A CN A018197744 A CNA018197744 A CN A018197744A CN 01819774 A CN01819774 A CN 01819774A CN 1478180 A CN1478180 A CN 1478180A
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ring
sealing
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described release
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斯特芬・迪特默
斯特芬·迪特默
德・克勒普夫勒
伯恩哈德·克勒普夫勒
希・温克尔曼
路德维希·温克尔曼
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Abstract

本发明涉及离合装置(2)的分离轴承(1)。为密封轴承环(6，11)之间的环间隙(19)，具有密封件(20a)，其密封圈支架(21a)在与密封垫圈(30)结合的情况下具有两个密封区(28，31)。

Description

分离轴承的密封
发明领域
本发明涉及分离轴承，特别是用于对设置在内燃机和变速器之间的变速离合器进行分离的离合装置。在此方面，分离轴承设计为锥形座轴承，包括通过环底部不可转动地支承在离合装置可轴向移动外壳上的轴承环。另一个旋转的轴承环通过弹簧装置与变速离合器连接。在轴承环之间引导装入保持架内的滚动体。分离轴承具有密封，各自与滚动体相距设置在分离轴承的两个侧面上。
发明背景
为密封分离轴承公开了不同的解决方案。DE 195 03 217 A1公开的是在滚动体的两侧设置密封圈，它们在一个轴承环上定位并滑动支承在与此相对的轴承环上。固定在不可转动地设置的轴承环上的第一个密封圈包括两个张开的密封唇，它们紧靠在旋转内轴承环的圆柱体段上。另一个固定在离合装置外壳上的密封圈利用密封唇支承在旋转的内轴承环上。这些协调一致滑动构成的密封圈增加了摩擦并因此使分离轴承受热。与此相连的是增加了润滑材料的负荷并存在缩短使用寿命，即分离轴承提前报废的危险。此外，设置在外壳和旋转轴承环之间由滑动密封唇组成的密封在许多情况下防护并不充分。特别是存在这种危险，即变速离合器传动摩擦片在离合器壳体内分离轴承四周飞旋的磨损碎屑会穿过密封唇进入分离轴承。
发明概述
本发明的目的在于，考虑到已公开的解决方案的缺点，提供一种具有改进密封效果的分离轴承的密封。
为解决提出的这一问题，具有包括至少两个部件的构成两个密封区的密封件。该部件可以有效密封分离轴承的内轴承环和外轴承环之间具有的环间隙。此外，依据本发明的密封件这样构成，使在安装旋转的轴承环时，密封件的密封自动定位。
具有依据本发明密封件的分离轴承也保证对例如越野运行中的越野车这种极限汽车用途有效密封。即使在涉水或者极限粉尘条件下，依据本发明的密封件都能防止任何类型的污染物进入分离轴承。依据本发明的密封件以具有优点的方式这样构成和设置，使密封区无论是在磨合期还是正常运行中，都不会对分离轴承产生不允许的受热。本发明同时还包括与密封件相关的密封材料的选择，它耐磨损，确保较高的使用寿命，因此同时使整个分离轴承或离合装置的使用寿命最佳化。
依据本发明的密封件这样构成，使在安装分离轴承时，旋转的轴承环至少将密封件的密封自动在安装位置上定位。因此，与分离轴承处于与密封件直接结合下的各部件的加工公差无关，具有密封件的最佳安装位置。这种措施避免了对密封件或其密封不利的增加磨损以及受热的轴向预紧力。同样也杜绝了较大磨损以及对密封件的密封质量产生有害影响的较大的密封间隙。
本发明其他具有优点的构成为从属权利要求2至17的主题。
依据本发明一具有优点的构成，与密封件相关的密封或密封圈的定位与安装旋转内轴承环同步进行。同时具有所要求的尽可能小的密封间隙，与部件公差或加工公差无关。这一目的通过密封件的密封这样构成实现，或通过对密封材料的选择实现，确保在磨合期后密封间隙仅有略微扩大，而在此方面不会有害地降低密封质量。
依据本发明的分离轴承的密封件包括在外轴承环上不可转动地定位的密封圈支架，它带有在构成密封间隙的情况下与旋转轴承环的轮廓相距分布的段。由带有间隙向旋转轴承环轮廓分布的密封圈支架段构成的环间隙构成密封件的第一个密封区。在密封圈支架上引导的，在安装位置上与旋转轴承环的端面共同作用的密封垫圈构成密封件的第二个密封区。依据本发明的两段式密封件这样构成，使第一个密封区防止大颗粒进入分离轴承，后置的另一个密封区确保对小的和最小的颗粒，像粉尘和液体，形成有效密封，或防止润滑材料从分离轴承出来。
为构成第二个密封区具有的密封垫圈，在安装状态下将其置入轴向以轴承环的端面和与密封圈支架径向定位段为界的结构空间内。通过密封垫圈相应的材料选择，磨合期后在轴承环端面和密封垫圈之间具有确定的尽可能小的密封间隙。依据本发明，本发明还包括密封垫圈，它在远离轴承环端面的面上支承在弹簧垫圈或弹簧装置上。为此密封圈支架这样构成，使弹簧装置和密封圈支架的径向定位段之间保持轴向距离。弹簧垫圈或弹簧装置的作用是，在安装内轴承环时密封垫圈配合密封圈支架的圆柱体段，而对密封圈支架的安装位置没有影响，从而实现密封垫圈在轴承环端面上的最佳位置。
作为提高密封圈支架刚性的这种措施，密封圈支架在自由端上具有径向向内的局部或环绕的边缘。这种措施具有改善刚性的作用，在安装内轴承环后也能保证对密封功能来说十分必要的密封圈支架的确定的圆柱体段。
为获得旋转轴承环的内轮廓和密封圈支架之间加长的环间隙，依据本发明的进一步构成，密封圈支架的圆柱体段在内环的整个轴向长度上延伸。密封圈支架和轴承环之间在此方面起到曲径式密封功能的加长环间隙，提高了密封件的密封质量。
本发明具有优点的进一步构成包括密封介质，加入径向以内环和密封圈支架为界的环间隙内。最好为此将密封介质设置在远离密封圈支架固定的末端上。为避免磨合期后仍滑动的密封介质对分离轴承的受热产生不利影响，该密封介质由易于变形的，对分离轴承的摩擦没有影响的材料制成。
为在内轴承环的整个轴向宽度上延伸的密封圈支架，本发明包括在离合装置外壳方向上定位的边缘。这一措施防止污染物进入径向以离合装置的外壳和密封圈支架或轴承环为界的安装空间。这一措施的作用在于使分离轴承的工作方式最佳化。
本发明还包括内环的造型，以便提高分离轴承的密封质量。为此，旋转的内轴承环的自由端锥形这样构成，使轴承环的内径缩小。由此产生楔形的，径向以轴承环和密封圈支架为界的环间隙。进入环间隙的污染物或者液体，只要它们进入旋转的轴承环上就被回送。轴承环锥形分布的自由端在轴承环的内轮廓上的作用是减少圆周速度。因为碰到旋转体的污垢颗粒始终在最大圆周速度的方向上移动，所以，轴承环的称为陡面的端段产生输送作用，由此避免污染物或者液体继续导入密封区。为提高这样构成的轴承环的密封效果，本发明还包括旋转内轴承环的内轮廓具有输送螺纹。在此方面，螺纹分布与内轴承环的旋转方向这样配合，以至于迫使进入输送螺纹的污染物向与密封区相反的方向输送。
本发明此外包括，在径向以密封圈支架和轴承环为界以及轴向以两个密封区或密封介质和密封垫圈为界的间隙内，加入润滑材料。对此特别适用高粘着特性的润滑脂，由此可实现减少第二个密封段的摩擦，即摩擦对儿密封垫圈和旋转轴承环之间的摩擦。此外，部分填充耐久油脂的间隙可以提高密封件的密封效果。
此外，依据本发明密封圈支架具有在旋转轴承环方向上敞开的环形槽，用于接受密封环。对此特别适用的是作为环构成的塑料成形件或者毛毡环或无纺件。最好以最小压紧力邻接在内环上的密封圈在此方面构成密封件的第一个密封区，或支持密封间隙的作用。
依据本发明，密封件的各部件由不同材料制成。密封圈支架适合采用深冲法，利用该方法这种部件可以无切屑成本低廉地大批量制造。与密封圈支架配合的密封垫圈或密封圈最好使用毛毡-或无纺-成形件或者由PA66GF制成的部件。毛毡-密封垫圈在磨合期后，可以保持密封垫圈和旋转轴承环的端面之间尽可能小的密封间隙。这种材料保证在最小摩擦下良好的密封效果，因此优选作为分离轴承的密封圈使用。
密封圈支架最好力量合理地固定在不可转动地设置的外轴承环上。为此适合在密封圈支架外侧具有例如局部定位的止动钩，其直径超过不可转动的轴承环的接受区域，由此在安装状态下力量合理地接受。
附图简要说明
下面，借助三个附图中的三个实施例对本发明进行说明。其中：
图1以半剖面示出依据本发明的分离轴承，具有构成两个密封区的密封件；
图2示出与图1可选择构成的密封件，其密封垫圈支承在弹簧装置上；
图3示出分离轴承的密封件，它在内轮廓上在旋转内环的整个宽度上延伸；
图4以放大图示出分离轴承的局部，它表明内轴承环的锥形内轮廓。
附图详细说明
图1示出安装状态下离合装置2的依据本发明分离轴承1的结构。设置在传动系内图1中未示出的内燃机和变速器内的离合装置，包括依据双箭头可轴向移动的同轴包绕传动轴3的外壳4。由塑料制成的外壳4构成径向向外的凸肩5，分离轴承1轴向支承在凸肩上。设计成锥形座轴承的分离轴承1包括不可转动地设置的外轴承环6，它利用径向向内的底部7在卷边环8的中间连接下间接支承在外壳4的凸肩5上。借助于置入卷边环8的边缘10和环底部7之间的盘形弹簧，外轴承环6力量合理地在凸肩5或外壳4上定位。分离轴承1具有另一个旋转的内轴承环11，构成径向定位的环凸缘12，在其端面13上力量合理地支承变速离合器的弹簧装置14，特别是盘形舌簧。在轴承环6，11之间滚动体16引导装入保持架15内。
分离轴承1此外具有与滚动体16轴向相距设置的密封。在滚动体16的对准环凸缘12或弹簧装置14的面上，设置不可转动地固定在外轴承环16上的密封17，其密封唇18紧靠在内轴承环11的圆柱形定位段上。与密封17相对，分离轴承1具有密封件20a，密封在轴承环6和11之间调整的环间隙19。密封件20a包括作为深冲件无切屑制成的密封圈支架21a，力量合理地固定在外轴承环6上，并为此利用翼缘22折入环形槽23内。从密封圈支架21固定在外轴承环6上出发，该部件径向一直延伸到内轴承环11的端面24，随后构成圆柱形的径向与轴承环11的内轮廓相距分布的段25，其端侧转入径向向内在外壳4方向上分布的边缘26。
密封圈支架21a带有间隙的、向轴承环11的内轮廓分布的段25构成环间隙27，并由此确定由字母“s”表示的第一个密封区28。在轴向以轴承环11的端面24和与径向定位的密封圈支架21a的段29轴向为界的安装空间内，置入在密封圈支架21a的圆柱体段25上引导的密封垫圈30。为取得密封垫圈30和轴承环11的端面24之间尽可能小的密封间隙，密封垫圈30由利用极小的轴向预紧力可压缩邻接在轴承环11上的材料制成。在此方面，密封垫圈30与轴承环11的端面24构成第二个密封区31。
图2和3示出本发明的其他实施例。与图1所示实施例相同的部件具有相同的参考符号，从而对其的介绍可以参阅图1的说明。
分离轴承1在图2中具有密封件20b，其中，密封垫圈30在远离轴承环11的端面24的一侧上支承在弹簧装置，弹簧座圈32上。为提供扩大的轴向安装空间，轴承环11的自由端与图1所示的轴承环11相比缩短。这种设置可使密封垫圈30的安装位置与图1相比得到改进或自动调整，其中在密封区31内，密封件，密封垫圈30以最小的轴向预紧力支承在轴承环11的端面24上。安装顺序为，在将包括弹簧座圈32在内的密封圈支架21b以及包括从属滚动体16在内的保持架15的密封垫圈30以及密封17定位后，安装内轴承环11。为此，将轴承环11轴向置入分离轴承内，其中，端面24将弹簧座圈32在与密封垫圈30结合下推到密封圈支架21b的圆柱体段25上。为此，部件弹簧座圈32和密封垫圈30的内径这样设计，使这些部件可以较小的轴向力移动，由此密封垫圈30以最小的轴向预紧力支承在轴承环11的端面24上。
图3示出与分离轴承1结合下的密封件20c。从属的密封圈支架21c在内轴承环11的内轮廓上构成轴向阶梯段33，它在轴承环11的整个宽度或长度上延伸。为构成第一个密封区28，段33在端区内具有密封介质34，在衬底35的区域内搭接密封圈支架21c和轴承环11之间的径向距离。大面积覆盖在衬底35的整个轴向宽度上的密封介质34尽可能无压紧力径向与轴承环11接触。段33以及从属的密封介质34可以轴向这样延伸，使它们同样封闭在环凸缘12上定位的挡圈36。此外，密封件20c的密封圈支架21c在密封区31的区域内具有轴向的边缘37，它一直通到外壳4端面的间隙尺寸38上。这种措施防止污垢颗粒进入径向以密封圈支架21c的段33和外壳4为界的安装空间，具有优点地对分离轴承的工作方式、运行状态和因此对该部件的使用寿命产生积极影响。此外，在径向以段33和轴承环11为界的环形空间39内加入润滑材料40。
图4以放大的比例示出图1的局部。在此方面，旋转的内轴承环11具有锥形分布的直径变小的端段。在此方面，轴承环11以角“α”向自由端扩张的端段构成楔形环间隙27。由于在轴承环11的内轮廓上，圆周速度向轴承环11的自由端减少，环间隙27内出现的污染物由此得到回送。此外，为强化这种效果，轴承环11的内轮廓具有输送螺纹41，它使进入轴承环11内轮廓的污染物强制返回。液体或者污垢颗粒因此回送到远离密封垫圈30的方向上去。
参考符号表
1    分离轴承  21b   密封圈支架
2    离合装置  21c   密封圈支架
3    传动轴    22    翼缘
4    外壳      23    槽
5    凸肩      24    端面
6    轴承环(外)25    段
7    环底部    26    边缘
8    卷边环    27    环间隙
9    盘形弹簧  28    密封区
10   边缘      29    段
11   轴承环(内)30    密封垫圈
12   环凸缘    31    密封区
13   端面      32    弹簧座圈
14   弹簧装置  33    段
15   保持架    34    密封介质
16   滚动体    35    衬底
17   密封      36    挡圈
18   密封唇    37    边缘
19   环间隙    38    间隙尺寸
20a  密封件    39    环形空间
20b  密封件    40    润滑材料
20c  密封件    41    输送螺纹
21a  密封圈支架

Claims (17)

1.分离轴承，作为锥形座轴承构成，用于对设置在内燃机和变速器之间的变速离合器进行分离的离合装置(2)，分离轴承包括通过环底部(7)不可转动地支承在外壳(4)上的轴承环(6)，以及通过弹簧装置(14)与变速离合器连接的旋转轴承环(11)，其间引导滚动体(16)；分离轴承(1)具有在两侧与滚动体(16)相距设置的密封，其中，为密封轴承环(6，11)之间的环间隙(19)，具有包括在不可转动的轴承环(6)上定位的至少两个部件并至少形成两个密封区(28，31)的密封件(20a，20b，20c)；旋转轴承环(11)将密封件(20a，20b，20c)或者与其结合下的密封垫圈(30)定位在安装位置上。
2.按权利要求1所述的分离轴承，其中，与密封件(20a，20b，20c)相关的密封垫或密封垫圈(30)的自动定位与安装旋转内轴承环(11)同步进行，以及密封间隙(s)处于密封件(20a，20b，20c)的密封区(28，31)内。
3.按权利要求1所述的分离轴承，其中，密封件(20a，20b，20c)包括在外轴承环(6)上不可转动地定位的密封圈支架(21a，21b，21c)，密封圈支架与段(25，33)在构成环间隙(27)下与轴承环(11)的轮廓相距分布，形成第一个密封区(28)。
4.按权利要求1所述的分离轴承，其中，为形成密封件(20a，20b，20c)的第二个密封区(31)，密封圈支架(21a，21b，21c)包括密封垫圈(30)，它在装入位置上与轴承环(11)的端面(24)配合。
5.按权利要求4所述的分离轴承，其中，密封垫圈(30)在装入状态下置入轴向以轴承环(11)的端面(24)和径向定位的密封圈支架(21a)的段(29)为界的安装空间内(图1)。
6.按权利要求4所述的分离轴承，其中，密封垫圈(30)在远离轴承环(11)的面上支承在弹簧装置，特别是弹簧座圈(32)上，它们共同引导在密封圈支架(21a，21b，21c)的圆柱体段上(图2)。
7.按权利要求2所述的分离轴承，其中，密封圈支架(21a，21b，21c)在自由端上具有径向向内的边缘(26)。
8.按权利要求1所述的分离轴承，其中，旋转内环(11)具有与分离轴承(1)的对称轴呈锥形变细的端段，用于形成楔形环间隙(27)，环间隙径向以内环(11)和密封圈支架(21a)的段(25)为界。
9.按权利要求8所述的分离轴承，其中，内环(11)在内轮廓上的锥形端段区域内具有输送螺纹(41)。
10.按权利要求3所述的分离轴承，其中，密封件(20c)包括段(33)，它与旋转轴承环(11)的内侧相距在轴承环(11)的整个轴向宽度上延伸(图3)。
11.按权利要求10所述的分离轴承，其中，密封圈支架(21c)具有边缘(37)，它与离合装置(2)的外壳(4)共同确定间隙尺寸(38)(图3)。
12.按权利要求3所述的分离轴承，其中，在径向以旋转轴承环(11)和密封圈支架(21c)为界的环间隙(27)中、在远离固定密封圈支架(21c)的末端上置入密封介质(34)，该密封介质形成密封件(20c)的第一个密封区(28)(图3)。
13.按权利要求1所述的分离轴承，其中，径向以密封圈支架(21a)和轴承环(11)为界和轴向以密封介质(34)和密封垫圈(30)为界的空间(39)部分用润滑材料(40)填充(图3)。
14.按权利要求2所述的分离轴承，其密封圈支架(21a，21b，21c)作为深冲件无切屑制成。
15.按权利要求2所述的分离轴承，其中，密封圈支架(21a，21b，21c)力量合理和/或者形状合理地曲折固定在不可转动的轴承环(6)上。
16.按权利要求1所述的分离轴承，其中，密封件(20a，20b，20c)包括由例如PA66GF塑料制成的密封环或密封垫圈(30)。
17.按权利要求1所述的分离轴承，其中，密封件(20a，20b，20c)包括作为毛毡圈或者无纺圈构成的密封圈或密封垫圈(30)。
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