滾動軸承、尤其汽車中雙質量飛輪所用的單列式深溝球軸承的製作方法

2023-09-20 12:56:50

專利名稱：滾動軸承、尤其汽車中雙質量飛輪所用的單列式深溝球軸承的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的構成前序部分的特徵的、構造為單列式深溝球軸承的滾動軸承，該滾動軸承能尤其有利地用於將次級質量支承在汽車中的雙質量飛輪的初級質量上。
背景技術：
公知的是，雙質量飛輪布置在汽車的內燃機與變速器之間，並且設置用於提高駕乘舒適性。這樣的雙質量飛輪基本上由直接與內燃機的曲軸連接的片狀初級質量以及同軸於該初級質量地布置的片狀次級質量構成，所述次級質量通過離合器與變速器的輸入軸相連接。在此，兩個質量通過多個布置於這兩個質量之間的、呈通常為兩個彼此對置的、彎曲的螺旋壓力彈簧形式的緩衝機構來彼此聯接，並且逆著該緩衝機構的作用地，兩個質量藉助布置在初級質量處的支承法蘭上的減少摩擦的支承件而能相對彼此扭轉。當汽車運行時，通過內燃機的轉動中的曲軸來主動驅動初級質量，而與此同時，通過緩衝元件，一併帶動在其那方面對變速器輸入軸進行驅動的次級質量。在此，通過緩衝元件，一方面使由傳動系內運動的質量的不平衡性造成的不平穩狀況得到緩衝，並且另一方面，由於活塞運動造成的內燃機轉動不平穩狀況得到緩衝。因為雙質量飛輪的次級質量與初級質量之間的支承件首要地通過來自離合器的溫度影響而經受尤其高的磨損，所以該支承件通常通過特殊的、呈所謂的DFC-軸承形式的深溝球軸承來形成，如其由例如DE 4214655A1和DE 19631725A1所公知的那樣。公知的是， 此深溝球軸承由內軸承圈和由外軸承圈以及由多個布置於這些軸承圈之間的軸承球構成， 該軸承球在內軸承圈的外表面中以及在外軸承圈的內表面中的溝槽狀滾道中滾動，並且在周向上以相對彼此均勻的間距由軸承保持架加以保持。因為未為雙質量飛輪中的深溝球軸承設置補充潤滑可行性方案，由此，該深溝球軸承的壽命依賴於現有的潤滑物質存量的多少。因此，為了以對於深溝球軸承的整個壽命來說足夠的潤滑物質量來填滿此深溝球軸承的內腔，該深溝球軸承具有單側專用的塑料密封帽，該塑料密封帽在上方或在下方搭接外軸承圈和內軸承圈，並且構造有附加的軸向空腔，通過所述軸向空腔使得軸承內腔的容積提升了多倍。但是，這樣的在雙質量飛輪的深溝球軸承上的密封帽在其生產中相對地花費高， 而且在軸承裝配中是易損的，並且此外，在實踐中已經如下方式地明確被證明為不利的是 塑料密封帽的刮擦式(schleifend)貼合在內軸承圈的內表面上的密封圈具有較高的預緊度和相對較小的彈性，由於所述較高的預緊度和較小的彈性，此密封圈與內軸承圈之間產生很高的摩擦轉矩。在此，此密封圈的幾乎徹底提早的磨損的原因在於高摩擦轉矩，從而接下來由於此密封區域缺少遮蓋，而通過相鄰的、在塑料密封帽與內軸承圈之間的密封縫隙而發生潤滑物質洩漏，以及發生深溝球軸承的壽命縮短。因此，為了避免此缺點，通過截至本專利申請的申請時刻還未公開的、官方案卷號
3為102008048517.9的德國專利申請，提出一種用於雙質量飛輪的滾動軸承，該滾動軸承與前面介紹的深溝球軸承具有基本相同的構造，但是構造有不同於標準規格的、大得多的軸向寬度，從而在軸承圈之間獲得對於潤滑物質終身填充來說足夠大的內腔容積。在此，滾動軸承的內腔通過兩個彼此軸向相對置的而且被構造為經金屬加強的唇密封圈的環狀密封件來加以密封，該環狀密封件一方面扣入外軸承圈的內表面中的相應保持槽中，並且另一方面，分別具有兩個刮擦式貼合在內軸承圈的外表面上的密封唇。附加地，在該環狀密封件中，在軸承分圈(Lagerteilkreis)的高度，還加工多個較小的通氣孔，當在高溫下由填入的潤滑物質釋放的氣體產生的、滾動軸承的內腔中的容許氣壓被超過時，通過該通氣孔滾動軸承能得到強制通氣。但在該雙質量飛輪的深溝球軸承所用的密封件中，不利之處在於通氣孔只能通過花費高的雷射打孔進行，進而由此，以購置相應的成本極高密的雷射打孔裝置以及相匹配的接納工具為前提。同樣地，雷射打孔需要其他的附加的工作步驟，如在通氣孔的雷射加工之後清潔密封環以及可視監控，從而使得這種密封件的生產成本徘徊於不經濟的範圍內。此外，在實踐中已經證明這樣的通氣孔容易被汙物或由於潤滑物質發生樹脂化而被阻塞，從而該通氣孔不再能實現所希望的功能，並且當軸承的內腔中的容許氣壓被超過時，潤滑物質利用密封環的彈性的密封唇而被擠出，以及同樣地深溝球軸承的壽命縮短。

發明內容
因此，由於所闡釋的現有技術的公知的缺點，本發明基於如下任務，即設計一種滾動軸承，特別是雙質量飛輪所用的單列式深溝球軸承，該滾動軸承設置有耐磨的而且能低成本地製造的密封件，同時，當滾動軸承的內腔中的容許氣壓被超過時，該密封件確保滾動軸承得到可靠通氣。依據本發明，所述任務在根據權利要求1的前序部分的滾動軸承中以如下方式得以解決，即兩個密封件中的至少一個構造為成角型材狀的唇式密封件，該唇式密封件的形狀穩定的徑向密封邊固定在外軸承圈上，以及以與內軸承圈的軸向側形成縫隙密封部的方式來布置，並且該唇式密封件的彈性的軸向密封唇以在下方搭接內軸承圈、並且刮擦式地地貼合在該內軸承圈的內表面上的方式來布置，並且同時，構造為過壓閥門。當滾動軸承的內腔內的容許氣壓被超過時，通過該過壓閥門、通過縫隙密封部以及通過在此至少在局部從內軸承圈內表面抬起的密封唇，來使滾動軸承能強制通氣。在從屬權利要求中介紹了依據本發明構造的滾動軸承的優選構造方案和有利的改進方案。於是，依據權利要求2，在依據本發明所述構造的滾動軸承中，設置為優選只有次級質量側的密封件構造為成角型材狀的唇式密封件，而初級質量側的密封件通過公知的唇密封環來形成，唇密封環一方面扣合到外軸承圈的內表面中的保持環中，另一方面具有兩個在內軸承圈的外表面處刮擦式貼合的密封唇。這樣的密封副已經證明為特別低成本的並且在功能方面是足夠的，這是因為公知的唇式密封件提供了理想的、防止潤滑物質從軸承流出的密封，同時避免來自置於附近的離合器殼的汙物進入軸承。但也可以考慮的是將滾動軸承的兩個密封件構造為成角型材狀的唇式密封件。根據權利要求3，依據本發明構造的滾動軸承的另一特徵是，成角型材狀的唇式密封件的徑向密封邊被金屬加強部加固，並且能藉助所述徑向密封邊的自由邊緣部分扣合到外軸承圈內表面中另外的環繞式的接納槽中。在此，金屬加強部保證了在其他情況下由硫化彈性體製成的唇式密封件的徑向剛性，並且確保對著內軸承圈的軸向側形成的縫隙密封部具有均勻的縫隙尺寸。依據權利要求4，依據本發明構造的滾動軸承此外還見長於內軸承圈具有如下的軸向寬度，該軸向寬度比外軸承圈減去了唇式密封件的徑向密封邊的厚度以及縫隙密封部的縫隙尺寸。由此確保滾動軸承在裝入的唇式密封件的情況下具有連續一致的軸向寬度。此外，內軸承圈在其內表面處以大致減去了唇式密封件的軸向密封唇長度的支承座寬度來構造，以便滿足軸向密封唇的、必需的結構空間需求。在此，要麼是內軸承圈內表面的與軸向密封唇刮擦式接觸的部分可以具有與支承座相同的直徑，從而使得初級質量上的支承法蘭帶有與此密封唇厚度相應的退刀槽地構造；要麼是內軸承圈的內表面配備有這樣的階梯式的退刀槽，從而使得在裝入唇式密封件的情況下，軸向密封唇的底側大致具有與軸承座相同的水平高度。此外，根據權利要求5，依據本發明構造的滾動軸承的適當的改進方案為內軸承圈內表面的與唇式密封件的軸向密封唇刮擦式接觸的部分附加地構造有環繞式的槽和朝向內軸承圈的軸向側分布的倒角，以便由此減小軸向密封唇在內軸承圈上的摩擦面。由此， 在環繞式的槽與倒角之間，在內軸承圈的內表面上形成大致為楔形的環形輪廓，唇式密封件的軸向密封唇僅還通過與內軸承圈的、低摩擦的線型接觸貼合到所述內軸承圈上。此外， 軸向密封唇的彈性以及不可避免的、通過縫隙密封部流出的潤滑物質洩漏負責使軸向密封唇在滾動軸承的壽命之內幾乎不受磨損。最後，通過權利要求6和7，作為依據本發明的有利方案還提出唇式密封件在其徑向密封邊的內側上具有附加的預密封唇，並且在稍前於唇式密封件的預密封唇之時，將附加的離心槽(khlaudernut)加工到內軸承圈的外表面中。在此，該附加的預密封唇具有大致為單坡屋頂形的型廓，並且應該避免的是在軸承靜止狀態下，液態的或低粘性的潤滑物質能直接地滴到該單坡屋頂形的型廓與內軸承圈的軸向側之間的縫隙密封部中。與此相對地，該內軸承圈的外表面中的離心槽優選地具有半圓形型廓截面，並且在軸承運行中構成撕裂邊，該撕裂邊應該避免潤滑物質由於離心力而蠕行進入縫隙密封部中。附加地，另一方面也可以在稍前於初級質量側的唇密封換之時，將這樣的離心槽加工到內軸承圈的外表面中，以便在軸承的這側上也形成撕裂邊，該撕裂邊防止潤滑物質由於離心力而在密封唇下方蠕行穿過該密封唇。總之，由此依據本發明構造的、雙質量飛輪所用的深溝球軸承相對於由現有技術公知的深溝球軸承具有如下優點，即該深溝球軸承具有同時構造為過壓閥門的唇式密封件，該唇式密封件儘管刮擦式地接觸內軸承圈，但仍由於其徑向密封唇的彈性幾乎是無摩擦的，並且由於局部從內軸承圈的內表面抬起而確保當滾動軸承內腔中容許的氣壓被超過時，滾動軸承的可靠通氣。由此，同時能取消高花費地加工出各受到阻塞威脅的單個排風孔，從而使得唇式密封件總體上能特別低成本地製造。此外，存在如下可能性，即通過唇式密封件的密封唇的不同的尺寸設定，滾動軸承內腔容許的氣壓在其高度方面被相應地界定。唇式密封件也能夠簡單而且可靠地在無密封唇翻開的風險下裝配在滾動軸承上，並且同時由於其從外部的可見性而實現了 滾動軸承在雙質量飛輪中可靠的而位置準確的裝配。


下面，參考附圖進一步闡釋根據本發明構造的滾動軸承的優選實施例。在此圖1示出具有依據本發明構造的滾動軸承的雙質量飛輪的截面圖；圖2示出依據本發明構造的滾動軸承的放大的整體圖示；圖3示出依據圖2的、依據本發明構造的滾動軸承的細部X的放大的圖示；圖4示出具有依據本發明構造的滾動軸承的方案的、依據圖2的細部X的放大圖
7J\ ο
具體實施例方式由圖1示出汽車用雙質量飛輪1的示意圖示，所述雙質量飛輪1主要由直接與內燃機的曲軸連接的片狀初級質量2和由同軸於初級質量2布置的片狀次級質量3構成，所述次級質量3通過與變速器的輸入軸的聯接件進行連接。在此，兩個質量2、3通過多個布置於這兩個質量2、3之間的、但未詳細示出的緩衝機構彼此聯接，並且與這些緩衝機構的作用相反地，通過布置在次級質量2上的支承法蘭4上的滾動軸承5而能相對彼此扭轉。另外，通過圖2顯見的是，布置於雙質量飛輪1中的滾動軸承5主要由內軸承圈6 構成，以及由同軸於該內軸承圈地布置的外軸承圈7構成，以及由多個布置於軸承圈6、7之間的軸承球8構成，所述軸承球8在內軸承圈6的外表面11中及外軸承圈7的內表面12 中的溝槽狀滾道9、10中滾動，並且由軸承保持架13在周向上、相對彼此以均勻的間距得以保持。在此，滾動軸承5的內腔14由兩個彼此軸向地對置的環形密封件15、16加以密封， 並且完全地以未詳細示出的滾動軸承潤滑物質填充，所述潤滑物質的量被設計用於整個的軸承壽命。此外，由圖3清晰可見的，次級質量側的密封件16根據本發明所述構造為成角型材狀的唇式密封件17，所述唇式密封件17的形狀穩定的徑向密封邊18固定在外軸承圈7 上，並且所述徑向密封邊18與內軸承圈6的軸向側19構成縫隙密封部20，並且所述唇式密封件17的彈性的軸向密封唇21在下方搭接內軸承圈6，並且刮擦式地貼合在所述內軸承圈6的內表面22上。在此，軸向的密封唇21同時構造為過壓閥門，當所述滾動軸承5的內腔14中的、通過填入的潤滑物質釋放的氣體產生的容許的氣壓被超過時，通過所述過壓閥門使滾動軸承5通過縫隙密封部20以如下方式得到強制通氣，方式為密封唇21在此至少局部地從內軸承圈6的內表面22抬起。與之相對照地，初級質量側的密封件15顯而易見地構造為公知的唇式密封件，該唇式密封件被保持在外軸承圈7的內表面12中的環繞式的接納槽23中。此外，由圖3得出，成角型材狀的唇式密封件17的徑向密封邊18被金屬加強部M 加固，並且藉助其自由的邊緣部分25扣合到外軸承圈7的內表面12中的另一環繞式的接納槽沈中。在此，金屬加強部M保證了在其他情況下由硫化彈性體組成的唇式密封件17 的徑向剛性，並且確保相對於內軸承圈6的軸向側19形成的縫隙密封部20具有均勻的縫隙尺寸。同樣在圖3中可見的是，內軸承圈6相對於外軸承圈7具有大致減去了唇式密封件17的徑向密封邊18的厚度的軸向寬度，以及在其內表面22上具有大致減去了軸向密封唇21的長度的支承座寬度。在此，內軸承圈6的內表面22的與軸向密封唇21保持刮擦式接觸的部分具有與內軸承圈的未詳細標註的支承座相同的直徑，從而如在圖1中所示的那樣，初級質量2上的支承法蘭4被構造有與此密封唇21的厚度相應的退刀槽。最後，在圖3中還可見的是，內軸承圈6的內表面22的與唇式密封件17的軸向密封唇21保持刮擦式接觸的部分被附加地構造有環繞式的槽27和向內軸承圈6的軸向側19 分布的倒角28，以便由此減小軸向密封唇21在內軸承圈6上的摩擦面。由此，在環繞式的槽27與倒角觀之間，在內軸承圈6的內表面22上形成大致為楔形的環形輪廓，唇式密封件 17的軸向密封唇21僅還通過與內軸承圈6低摩擦的線型接觸貼合在所述內軸承圈6上。此外，在圖4中還示出依據本發明構造的滾動軸承5的有利的方案，在該方案中， 唇式密封件17在其徑向密封邊18的內側上具有附加的、具有單坡屋頂形型廓的預密封唇 29，藉助該預密封唇四，在軸承靜止狀態下，能避免液態的潤滑物質直接地滴到該徑向密封邊18與內軸承圈6的軸向側19之間的縫隙密封部20中。另外，在此方案中，稍前於唇式密封件17的預密封唇四，還將附加的、具有半圓形型廓的離心槽30加工到內軸承圈6的外表面11中，在軸承運行中，該離心槽形成撕裂邊，以防止潤滑物質由於離心力而蠕行進入縫隙密封部20中。附圖標記1雙質量飛輪2初級質量3次級質量4初級質量2上的支承法蘭5滾動軸承6內軸承圈7外軸承圈8軸承球9內軸承圈6中的滾道10外軸承圈7中的滾道11內軸承圈6的外表面12外軸承圈7的內表面13軸承保持架14滾動軸承5的內腔15密封件16密封件17唇式密封件18唇式密封件17的徑向密封邊19內軸承圈6的軸向側20縫隙密封部21唇式密封件17的軸向密封唇22內軸承圈6的內表面
7
23內表面12中的接納槽24徑向密封邊18的金屬加強部25徑向密封邊18的邊緣部分沈內表面12中的接納槽27內表面M中的槽28內表面72上的倒角29徑向密封邊18上的預密封唇30外表面11中的離心槽
權利要求
1.滾動軸承，尤其是用於汽車中雙質量飛輪(1)的單列式深溝球軸承，所述滾動軸承 (5)主要由內軸承圈(6)、同軸於所述內軸承圈地布置的外軸承圈(7)、以及布置於所述軸承圈(6、7)之間的多個軸承球⑶構成，所述軸承球⑶在所述內軸承圈(6)的外表面(11) 中的以及所述外軸承圈⑵的內表面(12)中的溝槽狀滾道(9、10)中滾動，並且由軸承保持架(13)在周向上以相對彼此均勻的間距加以保持，其中，所述滾動軸承(5)的內腔(14) 通過兩個軸向地彼此對置的環形密封件(15、16)來密封，並且具有滾動軸承潤滑物質的終身填充，其特徵在於，所述兩個密封件(15、16)中的至少一個構造為成角型材狀的唇式密封件(17)，所述唇式密封件(17)的形狀穩定的徑向密封邊(18)固定在外軸承圈(7)上， 並且所述徑向密封邊(18)以與所述內軸承圈(6)的軸向側(19)形成縫隙密封部00)的方式來布置，並且所述唇式密封件(17)的彈性軸向密封唇以在下方搭接所述內軸承圈(6)、刮擦式地貼合在所述內軸承圈的內表面02)上的方式來布置，並且同時構造為過壓閥門，當所述滾動軸承(5)的內腔(14)中容許的氣壓被超過時，所述滾動軸承(5)能通過所述過壓閥門經由所述縫隙密封部(20)、以及經由因此至少局部地從所述內軸承圈(6) 的內表面0 抬起的所述密封唇來強制通氣。
2.根據權利要求1所述滾動軸承，其特徵在於，優選僅次級質量側的密封件(16)構造為成角型材狀的唇式密封件(17)，而初級質量側的密封件(1 通過保持在所述外軸承圈 (7)的內表面(12)中的環繞式接納槽03)中的唇式密封件來形成。
3.根據權利要求2所述滾動軸承，其特徵在於，所述成角型材狀的唇式密封件(17)的所述徑向密封邊(18)通過金屬加強部04)來加固，並且能以所述徑向密封邊(18)的自由邊緣部分05)扣合到所述外軸承圈(7)的內表面(12)中另外的環繞式接納槽06)中。
4.根據權利要求2所述滾動軸承，其特徵在於，所述內軸承圈(6)相對於所述外軸承圈(7)具有大致減去了所述唇式密封件(17)的所述徑向密封邊(18)的厚度的軸向寬度， 以及在所述內軸承圈(6)的內表面0 上具有大致減去了所述軸向密封唇的長度的支承座寬度。
5.根據權利要求4所述滾動軸承，其特徵在於，所述內軸承圈(6)的內表面0 的與所述唇式密封件(17)的所述軸向密封唇處於刮擦式接觸的部分通過環繞式的槽(XT) 以及通過朝向所述內軸承圈(6)的軸向側(19)分布的倒角08)而在所述部分的寬度上以減小摩擦的方式來構造。
6.根據權利要求5所述滾動軸承，其特徵在於，所述唇式密封件(17)在所述唇式密封件(17)的所述徑向密封邊(18)的內側上具有附加的預密封唇( )，藉助所述預密封唇 ( )，在軸承靜止狀態下，能避免液態的潤滑物質直接地滴到所述徑向密封邊(18)與所述內軸承圈(6)的軸向側(19)之間的所述縫隙密封部00)中。
7.根據權利要求6所述滾動軸承，其特徵在於，附加的離心槽(30)稍前於所述唇式密封件(17)的所述預密封唇09)地加工到所述內軸承圈(6)的外表面(11)中，所述離心槽 (30)在軸承運行中形成撕裂邊，以防止潤滑物質由於離心力而蠕行進入所述縫隙密封部 (20)中。
全文摘要
本發明涉及一種構造為單列式深溝球軸承的滾動軸承(5)，該滾動軸承(5)主要由內軸承圈(6)、以及同軸於該內軸承圈(6)地布置的外軸承圈(7)、以及布置於該軸承圈(6、7)之間的多個軸承球(8)構成，所述軸承球(8)在內軸承圈(6)的外表面(11)中以及外軸承圈(7)的內表面(12)中的溝槽狀滾道(9、10)中滾動，並且由軸承保持架(13)在周向上以相對彼此均勻的間距加以保持，其中，滾動軸承(5)的內腔(14)通過兩個軸向地彼此對置的環形密封件(15、16)來密封，並且具有滾動軸承潤滑物質的終身填充。依據本發明，兩個密封件(15、16)中的至少一個構造為成角型材狀的唇式密封件(17)，該唇式密封件(17)的形狀穩定的徑向密封邊(18)固定在外軸承圈(7)上，以及以與內軸承圈(6)的軸向側(19)形成縫隙密封部(20)的方式來布置，並且該唇式密封件(17)的彈性軸向密封唇(21)以在下方搭接內軸承圈(6)、以及刮擦式地貼合在內軸承圈(6)的內表面(22)上的方式來布置，並且同時被構造為過壓閥門。
文檔編號F16F15/315GK102472325SQ201080033895
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月2日 優先權日2009年7月25日
發明者路德維希·溫克爾曼 申請人:謝夫勒科技有限兩合公司