特別是用於輪轂的環形密封組件的製作方法

2023-09-10 23:29:20

專利名稱：特別是用於輪轂的環形密封組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種環形密封組件，用於保護輪轂的滾動軸承不受外部汙 染物例如所述輪轂在所述使用壽命期間經常接觸的水、灰塵和泥土的影響。
特別是，本發明的密封組件適合優選地裝備一種已知類型的輪轂軸承 單元，其輪轂和軸的功能是通過滾動軸承的輪環實現的，其中所述輪環被 合適地裝有凸緣從而在一側上容納車輪，而另一側被固定到車輛懸掛裝置 的立柱。
背景技術：
已知的是，在汽車應用中，特別是那些出現在輪轂中的滾動軸承，更 特別是那些形成如前所述類型的輪轂軸承單元的滾動軸承在使用中被持續 地暴露從而與大量的汙染物接觸，因此在這些應用中，用來保護所述軸承 的密封組件(結合在這些軸承本身中，或者更經常地屬於所述輪轂軸承單 元)除了在所述軸承中保持所述潤滑油或油脂的目的之外，最重要的是具 有防止外部汙染物進入所述輪轂和/或所述軸承內部的目的。
不幸的是，如果例如灰塵和泥土的汙染物也被所述密封組件阻擋的 話，則這些汙染物易於與潤滑密封唇的油脂混合併且磨損密封唇直到所述 密封唇完全失去其密封能力。為了克服該缺點，已知用於所述應用的密封 組件提供了主徑向密封唇和用於防止所述主密封唇接觸所述汙染物的更向 外的灰塵密封唇。
然而，為了避免快速磨損，抗灰塵的密封唇通常被設計成與密封表面 配合，所述主密封唇通過幹涉以很低的千涉量或甚至以較小的間隙與該密 封表面協作。然而，以這種方式可放置在所述兩個密封唇之間的潤滑脂易 於向外流失，以及外部汙染物，如果也以最小的量，將會接觸所述主密封 唇並引起同樣的隨之發生的磨損。
該問題的解決方法在於形成抗灰塵的密封唇以便把所述汙染物"抽吸"到外部。然而，考慮到所述構件所需要的較長壽命，該方法也不再是 另人滿意的。

發明內容
本發明的目的是提供一種密封組件，該密封組件用於要求苛刻的應 用，例如車輛輪轂，在存在高劑量的外部汙染物的條件下，該密封組件也 可以同時能確保低的生產成本、高的密封效率，以及最重要的是其能維持 隨著所述密封唇的進一步磨損基本不變的高效率。
根據本發明，正如權利要求l所述，提供了一種可插在兩個相對旋轉 的構件之間的密封組件，以從外部環境到所述隔間本身流體密封限定在所 述旋轉構件之間的隔間。
特別是，所述密封組件包含第一環形罩，該第一環形罩提供軸套部 分，用於呈一定角度整合安裝所迷構件其中之一和凸緣部分，其中所述凸
緣部分從所述軸套部分的第一端徑向延伸；以及密封構件，由彈性材料制 成的密封構件提供從所述凸緣部分的周邊懸垂並徑向延伸的環形根部部分 以及第一軸向密封環形唇和第二徑向密封環形唇，所述密封唇從與作為所 述^f艮部部分的薄端的相同側在所述軸套部分的第一端的相對側上懸垂並軸 向延伸，並被相反地和分叉地布置成以在徑向截面形成具有朝向所述根部 部分的頂點和平行於所述軸套部分的軸的V形。
所述密封唇提供了各自的V形密封邊，所述第 一密封唇還提供了 一種 徑向座，該徑向座面向所述第二密封唇的相對側並將在所述第一密封唇上 施加偏置徑向應力的螺旋管形的彈簧容納到由所述根部的薄端限定的彈性 鉸鏈內，以及具有布置在穿過所述第一密封唇的密封邊的線上的旋轉中心 以及形成有角；/在從20。到60°範圍內的徑向平面。
而且，所述密封唇可滑動地耦接於第二和第三環形罩的各自密封表 面，其中第二和第三環形罩可選擇地布置成與所述第一罩同軸並具有相似 尺寸，這樣所述第二和第三罩都能被耦接到相同的所述第一罩。
根據本發明的特徵，最後，在所述第一密封唇上的所述偏置徑向應力 的作用中心也相對於所述第一密封唇的V形密封邊被偏移，並被相對於所 述第一密封唇的V形密封邊被布置，以及徑向地移位成更接近所述第一罩 的軸套部分。這樣，經過相對較長的工作時間之後，所述外部汙染物能4氐達形成所 述主密封唇的第一密封唇是非常困難的，因為它們被所述第二密封唇所抑
制；而且，所述後者的磨損對完全返回到所述第一密封唇的密封組件的密 封能力沒有直接結果，還有因為所述第一密封唇的特定幾何構造，其可以 維持穩定和不變的密封作用，並且還面臨所述同樣相對較高的磨損。
在實踐中，假定一些與具體應用相關的不同之處，本發明的密封組件 的第一密封唇根據所述密封邊的特徵形成類似於可在根據EP0980999的教 導製作的密封組件中荻得的密封件，然而，其中所述教導是打算用於完全 不同的應用，即用於柴油或汽油發動才幾車輛的曲柄軸和曲柄箱和/或油箱之 間的組件，用於抑制所述油，即用於"乾淨"的環境中以及用於相對高的 速度下。
根據本發明，可代替地是，這一技術的變體現在可被應用於完全不同 的領域("髒"的環境和相對慢的速度)。


參照附圖，本發明的其他特徵和優點在下面的非限制性實施例的描述 中將是顯而易見的，其中
圖1表示根據本發明製作的密封組件的第一配置的縱徑向截面的立面
圖2表示根據本發明製作的密封組件的第二配置的縱徑向截面的立面
圖3示意性地表示設置有圖1和2中的密封組件的輪轂軸承單元。
具體實施例方式
參照圖1到3，附圖標記1表示密封組件，該密封組件能插入被限定 在兩個相對旋轉構件3、 4之間的，特別是車輛的輪轂軸承單元5 (圖3) 的內環3和外環4之間的隔間2中以使所述隔間2與所述外部環境隔離。
密封組件1包含第一環形罩10,該第一環形罩IO提供了一種軸套部 分11用於與所述構件之一，在此處的情況下與外環4，呈一定角度並整合 地安裝；以及凸緣部分12,該凸緣部分12從軸套部分11的第一端13徑 向延伸。
6密封組件1還包含密封構件15,第一軸向密封環形唇20和第二徑向 密封軸向唇21，該密封構件15由所述罩IO整體承載並由提供環形根部部 分16的彈性材料(例如天然的或合成的橡膠)製成，其中所述環形根部 部分16從凸緣部分10的周邊18徑向並懸垂地凸起。
密封唇20和21從作為根部部分16的薄端23的同一側在軸套部分11 的端部13的相對側上徑向並懸垂地延伸，並相反和分叉地布置成以在徑 向截面形成具有朝向才艮部部分16的頂點和平行於軸套部分11的軸的V 形。
密封唇20和21的每一個都提供了各自的密封邊30、 31，密封唇20 還提供了徑向座32，該徑向座32面向密封唇21的相對側並且容納被安裝 成以在密封唇20上施加由圖1和2中的箭頭所示並偏移由根部部分16的 薄端23限定的彈性鉸鏈的徑向應力的螺旋管形的彈簧33,以及具有布置 在穿過密封唇20的密封邊30的線T上的旋轉中心R (由圖1中的點劃線 所示)以及形成有角;k在從20。到60°的範圍內的徑向平面。
根據本發明的特徵，密封唇20、 21通過V形邊30、 31可滑動地接合 第二環形罩50 (圖1)或者第三環形罩50'(圖2)的各自密封表面40、 41，即可選擇性布置成與罩10同軸又具有相似的尺寸。
根據本發明的另一特徵，如圖1和2中的C所示的由密封唇20上的 彈簧33施加的所提到的偏移徑向應力的施加中心以等於"e'，的偏移量被 偏移地布置，還相對於密封唇20的V形密封邊30被偏移地布置，在一定 意義上即它布置在相對於密封邊30徑向更接近第一罩10的軸套部分11 的位移位置中。通過相對於點R和邊30的點C的雙倍偏移位置的效果， 由彈簧33施加到密封唇20的應力的淨軸向分量不穿過邊30;因此，與軸 套部分11形成一定角度的傾斜合力在使用中將穿過邊30。
通過相等地確定和限定薄端23並具有徑向截面為半圓形外形的各自 環形槽50，密封唇20、 21被界定成朝向環形根據部分16的薄端23並被 界定於所述相對側上；由環形#~部部分16的這種漸縮端23限定的彈性鉸 鏈的旋轉中心R被選擇成以使其出現於正切槽50、 51的外形的相對線的 交叉處，在圖2中由虛線示意性地表示。
密封構件15還提供被形成為抗灰塵的密封唇的第三密封唇60，該第 三密封唇60在與密封唇20相對的方向上延伸並在與密封唇21相同的一側上延伸，並從根部部分16懸垂；後者還相對於凸緣部分12從邊18在 與第二密封唇21相同的方向上懸垂和傾斜延伸，從而在徑向方向上，根 部部分16和密封唇20、 21和60基本上形成X形，並且密封唇20的旋轉 中心R基本布置在X形的中間。
參照圖1和2，根據本發明的一個方面，第一罩IO可被耦接到形成配 置la (圖1 )的密封組件的第二環形罩80或者被耦接到形成配置lb (圖 2)的密封組件的第三環形罩8(T。
每一個罩80和80'具有徑向截面基本為L的形狀，包含與所述其他 構件呈一定角度整合的組件的軸套部分81，在此處的情況下是與內環3; 以及在使用中被布置成面向且相對於第一罩10的各自軸套11和凸緣部分 12的凸緣部分82、 82'。
如在圖1和2中的不按比例所示的密封唇20和21 (其中，密封唇 20、 21被表示成未變形的結構)以預定的幹涉分別與第二罩80或者第三 罩80'的凸緣部分82、 82'和軸套部分81可滑動地協作。
在兩種情況下，罩80、 80'的軸套部分81在各自凸緣部分82、 82/的 相對側上提供邊85，該邊S5被彎折成朝向第一罩10的凸緣部分l2並被 形成一定形狀從而在使用中形成可能存在於空間2外部的環境中的汙染物 的離心元件或護圈(flinger)以遮蓋住朝向外部環境的第三防塵密封唇60 ， 從而保護它。
在與第一罩10相反的側部上，第二罩80的凸緣部分82包括基本扁 平的金屬銜鐵卯，該金屬銜鐵卯攜帶限定發音輪的磁性彈性環91。
相反地，第三罩8(T的凸緣部分82'是由提供軸套部分81處的U形彎 折以及其周邊處的L形彎折的鑄造金屬銜鐵92所限定的，從而提供和第 二罩80的凸緣部分82相同的軸向尺寸，這樣第二和第三罩都能被耦接到 相同的第一罩10。
基於詳細描述的結構，通過對作用在密封唇20上的力進行數學和幾 何分解，可以說明作用在密封邊30上的載荷S (圖2)是傾斜的並實際上 與在邊30和表面40之間的接觸區域的寬度基本無關，而且還與邊30的 位置的兩個較小軸向變化無關，因此所述密封作用隨著密封唇20的漸進 磨損被保持成基本不變。
權利要求
1. 一種密封組件，該密封組件可插在限定在兩個相對旋轉的構件之間的隔間中，特別是車輛的輪轂軸承單元的環中，從而把所述隔間與所述外部環境隔開，所述密封組件包含第一環形罩，該第一環形罩提供軸套部分，用於呈一定角度並整合地組裝到所述構件之一，以及凸緣部分，其中所述凸緣部分從所述軸套部分的第一端徑向延伸；和密封構件，該密封構件是由彈性材料製成並提供從所述凸緣部分的周邊懸垂並徑向延伸的環形根部部分以及第一軸向密封環形唇；其特徵在於，所述密封構件提供第二徑向密封唇，所述密封唇從與所述根部部分的薄端的相同一側軸向並懸垂地延伸於所述軸套部分的第一端的相對側上，並被相互地和分叉地布置成以在徑向截面形成具有朝向所述根據部分的頂點和平行於所述軸套部分的軸的V形；所述密封唇提供了各自的V形密封邊，所述第一密封唇還提供一徑向座，該徑向座面向所述第二密封唇的相對側，將在所述第一密封唇上施加偏置徑向應力的螺旋管形彈簧容納到由所述根部部分的薄端限定的彈性鉸鏈內，以及具有布置在與所述第一密封唇的密封邊交叉的線上的旋轉中心並且形成有角γ在從20°到60°範圍內的徑向平面；所述密封唇被設計成通過所述V形邊可滑動地耦接於第二和第三環形罩的各自密封表面，其中第二和第三環形罩可選擇地布置成與所述第一罩同軸並具有相似尺寸。
2. 如權利要求1所述的密封組件，其特徵在於，所述偏置徑向應力. 施加在所述第一密封唇上的中心也相對於所述第一密封唇的V形密封邊被 偏移，並相對於所述第一密封唇的V形密封邊被布置，以及更接近所述第 一罩的軸套部分^f皮徑向地移位。
3. 如權利要求1或2所述的密封組件，其特徵在於，通過具有徑向 截面為半圓形外形的各自環形槽，所述第 一和第二環形密封唇被限定成朝 向所述環形根部部分的所述薄端並在所述相對側上，由所述環形^f艮部部分 的所述薄端限定的所述彈性鉸鏈的旋轉中心位於正切於所述槽的外形的相 對線的交叉處。
4. 如前述權利要求中任何之一所述的密封組件，其特徵在於，所述 密封構件提供了被形成為抗灰塵密封唇的第三密封唇，該第三密封唇在與所述第 一 密封唇相對的方向上延伸以及在與第二密封唇相同的 一側上延伸，並從所述根部部分懸垂延伸；後者還相對於所述凸緣部分在和第二密 封唇相同的方向上傾斜延伸，從而使得所述根部部分和所述第一、第二和 第三密封唇在徑向截面上中基本上形成X形，並且所述第一密封唇的旋轉 中心基本布置在所述X形的中間。
5. 如權利要求4所述的密封組件，其特徵在於，所述第二和第三環 形罩的每一個提供了徑向截面基本為L的形狀，該L形狀包含與所述構件 中的另一個呈一定角度整合的組件的軸套部分以及凸緣部分，該凸緣部分 在使用中布置成面向和相對於所述軸套以及所述第一罩的凸緣部分；所述 第一和第二密封唇以預定的幹涉有選擇地分別與所述第二罩或者第三罩的 凸緣部分和軸套部分可滑動地協作。
6. 如權利要求5所述的密封組件，其特徵在於，所述第二和第三罩的軸套部分在所述凸緣部分的相對側上提供了邊，該邊被彎折成朝向所述 第一罩的凸緣部分並被形成一定形狀從而在使用中形成可能存在於外部環境中的汙染物的離心元件以便遮蓋住朝向所述外部環境的所述第三密封唇。
7. 如權利要求5或6所述的密封組件，其特徵在於，在所述第一罩 的相反的側部上，所述第二罩的所述凸緣部分包括基本扁平的金屬銜鐵， 該金屬銜鐵承載限定發音輪的磁性彈性環。
8. 如權利要求7所述的密封組件，其特徵在於，所述第三罩的所述 凸緣部分是由提供軸套部分處的U形彎折以及其周邊處的L形彎折的鑄造 的金屬銜鐵所限定的，從而提供和第二罩的凸緣部分相同的軸向尺寸，這 樣第二和第三罩都能被耦接到相同的第一罩。
全文摘要
一種密封組件(1a，1b)包括第一環形罩(10)，該第一環形罩(10)提供軸套部分(11)和凸緣部分(12)，其中所述凸緣部分(12)從所述軸套部分的第一端(13)徑向延伸；密封構件(15)，該密封構件是由彈性材料做成並提供從所述凸緣部分的周邊(18)懸垂並徑向延伸的環形根部部分(16)以及第一軸向密封環形唇(20)，其中所述密封構件提供第二徑向密封唇(21)，所述密封唇(20，21)從所述軸套部分的第一端的相對側軸向並懸垂地延伸於同所述根部部分的薄端(23)的相同的一側上，並被相互地展開以形成具有朝向所述根部部分的頂點和平行於所述軸套部分的軸的V形截面；所述第一密封唇還提供了一種徑向座(32)，該徑向座(32)面向所述第二密封唇的相對側、並將施加偏置徑向應力的螺旋管形的彈簧(33)容納到由所述根部的薄端限定的彈性鉸鏈內，所述密封唇可被耦接於第二和第三環形罩，該第二和第三環形罩可選擇地布置成與所述第一罩(50，50′)同軸並具有相似尺寸。
文檔編號F16C33/78GK101449073SQ200680054661
公開日2009年6月3日 申請日期2006年3月20日 優先權日2006年3月20日
發明者克勞迪奧·福蒂, 安德烈亞·塞拉菲尼, 馬科·布魯內蒂 申請人:Skf公司