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CN1844687A - 包括一个轴承套和一个密封组件的轴承装置 - Google Patents

包括一个轴承套和一个密封组件的轴承装置 Download PDF

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CN1844687A CNA2006100738853A CN200610073885A CN1844687A CN 1844687 A CN1844687 A CN 1844687A CN A2006100738853 A CNA2006100738853 A CN A2006100738853A CN 200610073885 A CN200610073885 A CN 200610073885A CN 1844687 A CN1844687 A CN 1844687A
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Abstract

本发明涉及一种轴承装置，包括一个用于可旋转地支承一个轴颈(1)的轴承套(2)和一个用于在轴承套(2)的一个第一轴向末端(3)的区域内密封一个在轴承套(2)与轴颈(1)之间的间隙的密封组件(8)。轴承套(2)具有一个在其外面上环绕的包括一个第一成型部分(19)和一个第二成型部分(20)的成型部(18)。第二成型部分(20)更加远离轴承套(2)的第一末端(3)地轴向设置在第一成型部分(19)的旁边。在第二成型部分(20)内，平面垂线的轴向分量大于在第一成型部分(19)内的。密封组件(8)具有一个第一密封圈(9)，它可密封和抗转地与轴颈(1)连接。第一密封圈(9)具有一个第一密封唇(15)，它贴靠在轴承套(2)的第一成型部分(19)上。本发明的轴承装置的特征在于，第一密封圈(9)具有一个第二密封唇(16)，它贴靠在轴承套(2)的第二成型部分(20)上。

Description

包括一个轴承套和一个密封组件的轴承装置
技术领域
本发明涉及一种包括一个轴承套和一个密封组件的轴承装置。本发明还涉及一种用于这种轴承装置的密封组件和一种具有多个这种轴承装置的转动接头。
背景技术
包括一个轴承套和一个密封组件的轴承装置可以特别应用于一个万向节中。为了确保万向节的持久的功能能力，必需的是，必须可靠地密封结构决定的总是在轴承套与在其中可旋转支承的轴颈之间存在的间隙。在这里总是采用的密封组件应该一方面阻止流出在轴承套内维持的润滑剂而另一方面排除或至少在可接受的程度上减少污物从周围侵入轴承套的内部。这在万向节的轴承装置总是设有永久润滑时则是特别重要的，其在整个的规定的使用期限内必须确保充分的润滑作用。
用于轴承装置的密封组件已知有各种各样的实施形式。例如DE 975 575 C公开了一种用于滚针轴承特别是用于万向节中的滚针轴承的密封件。在这些滚针轴承中，外座圈总是构成为一个盖并且一个连接臂的末端总是用作为内座圈。密封件构成为橡胶密封圈并且具有一个主法兰，其末端成形成使其嵌入一支承槽内，该支承槽为此设置在外座圈的外表面上。橡胶密封圈以小的张力套装在连接臂的圆周上。
由DE 14 00 988 A已知一种用于一个特别是万向节的轴承颈的密封组件。在轴承颈上设置一个轴承座圈，其中在轴承颈与轴承座圈之间嵌入许多轴承滚针。该密封组件包括一个弹体的元件和一个柔性的支撑元件。弹体的元件具有三个密封唇，其中一个密封唇嵌入一个在轴承座圈的圆周上构成的凹槽内，一个密封唇贴靠在轴承座圈的端面上而一个密封唇与轴承颈的一个轴肩相接触。
由DE 41 28 179 A1已知一种用于轴承套、特别是用于万向节的密封件。在轴承套中总是支承一轴颈。该密封件具有一个内部的密封圈，其设置于轴承套的孔内，和一个外面的密封圈，设置在轴颈上。外面的密封圈具有一个密封唇，其贴靠在轴承套的外圆周表面上。
虽然利用已知的密封组件已可以达到一部分地很好的密封性，但特别对于在极端条件下的应用密封特性的进一步改善是符合要求的。这样，例如在使用高压清洗的情况下可能发生，一股水射流在高压下在一个密封唇的区域内冲击。按照密封件的结构上的细节和水射流的参数特别是压力和冲击角的参数，具有危险，即密封唇被顶起并因此水侵入轴承套中。侵入的水可产生很不利的影响并特别是降低轴承套内维持的润滑剂的润滑作用。因此按照润滑剂损害的程度可以降低轴承装置的使用寿命。
关于因一股高压水射流或类似的作用引起的泄漏特别受损害的是贴靠在轴承套的外面上的密封唇，因为该密封唇的设置是比较曝露的。原则上虽然可以通过提高压紧力减少泄漏的危险，用该压紧力将密封唇压到轴承套的外面上。但较高的压紧力也产生密封唇的较强的磨损和较大的摩擦的后果，从而在这方面也具有一种很有限的活动余地。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种很可靠的密封组件用以密封在一个轴承套与一个在轴承套内可旋转支承的轴颈之间的间隙，其即使在极端的条件下也可阻止异物侵入轴承套的内部。
通过权利要求1的特征组合达到该目的。
本发明的轴承装置具有一个用于可旋转地支承一个轴颈的轴承套和一个用于在轴承套的一个第一轴向末端的区域内密封一个在轴承套与轴颈之间的间隙的密封组件。轴承套具有一个在其外面上环绕的包括一个第一成型部分和一个第二成型部分的成型部。第二成型部分更加远离轴承套的第一轴向末端地轴向设置在第一成型部分的旁边。在第二成型部分内，平面垂线(Flchennormale)的轴向分量大于在第一成型部分内的。密封组件具有一个第一密封圈，它可密封和抗转地与轴颈连接。第一密封圈具有一个第一密封唇，它贴靠在轴承套的第一成型部分上。本发明的密封组件的特征在于，第一密封圈具有一个第二密封唇，它贴靠在轴承套的第二成型部分上。
本发明的优点是，轴承套借助于密封组件在组装的状态下持久而可靠地防止异物侵入和润滑剂损失。其中特别有利的是，即使在从外面在压力下作用到轴承装置上的液体的情况下，例如在借助于一个高压净化装置的清洗过程中也保持密封作用。借此有可能为轴承装置一次性提供润滑剂注满，其对于轴承装置的整个的使用寿命是足够的。轴承装置的事后的维护是不必要的。在这种情况下即使在极端条件下失效危险也是很小的。
在轴承套的第一成型部分与第一轴向末端之间的轴向区域内可以构成一个径向凸出部。该径向凸出部能够将密封组件防止遗失地固定在轴承套上，从而本发明的轴承装置可以作为一单元来使用。
第一密封圈的第一密封唇优选具有一个偏离径向方向的定向。这特别在强载荷的情况下对第一密封唇的磨损特性产生有利的影响。
第一密封圈的第二密封唇相对于径向方向优选倾斜向外定向。这造成使第二密封唇在从面的压力作用下更强地压向轴承套的第二成型部分上并因此提高密封作用。此外一种在压力下冲击的液体被从由第二密封唇形成的密封点上导走。
此外可以设定，第一密封圈的第一密封唇比第二密封唇在机械上构成更稳定的，从而在外面的作用下首先使第二密封唇变形。在有效的制造和长的使用寿命方面的优点是，第一和第二密封唇是第一密封圈的整体的组成部分。
在本发明的轴承装置的一个优选的实施例中，第一密封圈在第一和第二密封唇的区域内具有一个在外面环绕的凹槽。该凹槽特别构成使其径向向外扩大。借助于该凹槽因一种在压力下冲击的液体产生一种有利于密封作用的压紧力分布并且从而在这样的情况下也达到高的密封性。
为了仍进一步改善密封作用，本发明的轴承装置可以构成使第一密封圈贴靠在一个形成轴承套的第一轴向末端的端面上。
第一密封圈可以具有一个支撑环，其提高形状稳定性。优选支持环具有一个基本上S形横截面。第一密封圈特别构成用于设置在轴颈的一个圆锥形部分上。
为了还进一步提高密封作用，密封组件可以具有一个第二密封圈，其轴向在第一密封圈的旁边设置在面向轴承套内部的一侧。第二密封圈可以密封和抗转地连接于轴承套。优选第二密封圈具有一个支撑环并且借助于支撑环防止轴向移动。一个这样构成的轴向的固定的优点是，其可以承受大的力。
本发明还涉及一种密封组件用于在轴承套的第一轴向末端的区域内密封轴承套与可旋转地设置于轴承套内的轴颈之间的间隙。该本发明的密封组件具有一个第一密封圈，其可密封和抗转地连接于轴颈。第一密封圈在其外圆周的区域内具有一轴向的包括第一密封唇的伸出部，该密封唇关于径向方向向内延伸。该本发明的密封组件的特征在于，在第一密封圈的轴向伸出部的自由端的区域内构成第二密封唇，其关于径向方向倾斜向外延伸。
此外，本发明涉及一种转动接头，它具有多个按照本发明构成的轴承装置，在其中可旋转地各支承一个轴颈。本发明的转动接头特别构成为一万向节，在其中多个轴颈成十字形相互连接。
附图说明
以下借助附图中所示的图更详细地说明本发明。其中：
图1  一个包括按照本发明构成的轴承装置的一个实施例的万向节的剖视图；
图2  图1在密封组件的区域内的放大的部分剖面；以及
图3  图2的放大的部分剖面用以说明密封组件的细节。
具体实施方式
图1示出一个包括按照本发明构成的轴承装置的一个实施例的万向节的剖视图。其中没有示出全部的万向节而只示出一个轴颈1的区域，该轴颈1可旋转地支承在一个轴承套2中并且为此从轴承套2的一个第一轴向末端3的方向插入到轴承套2的内部。在轴颈1与轴承套2之间设置一些圆柱形的滚动体4，它们由一种未图解示出的润滑剂进行润滑。轴颈1和滚动体4分别轴向支承到一个在轴承套2的底面上的止推圆盘5上，该底面构成在轴承套2的一个第二轴向末端6上。在第一轴向末端3的区域内，在轴颈1与轴承套2之间具有一个环形的间隙7，其由按照本发明构成的密封组件8密封。密封组件8的构造和功能方式借助图2和3加以说明。
图2示出图1在密封组件8的区域内的放大的部分剖面。图3再次示出图2的放大的部分剖面用以说明密封组件8的细节。密封组件8具有一个外面的密封圈9和一个内部的密封圈10，它们轴向并列设置。其中外面的密封圈9在轴承套2的第一轴向末端3的区域内设置在轴承套2的外面而内部的密封圈10设置在轴承套2之内。外面的密封圈9具有一个密封体11和一个支撑环12，其大部分设置在密封体11之内。外面的密封圈9的密封体11优选由氟橡胶(Viton)或一种其他的弹体材料制造。外面的密封圈9的支撑环12由金属制造并且具有S形的横截面。
外面的密封圈9的密封体11在其内圆周的区域内具有两个成V形设置的分别以尖端收尾的腿13，外面的密封圈借其支承在轴颈1的圆锥形部分14上。按这种方式外面的密封圈9抗转和密封地安装在轴颈1上。
外面的密封圈9向相对于外面的密封圈9可旋转的轴承套2那边在多个点密封。为此外面的密封圈9具有一个密封唇15和一个密封唇16，它们是一在外面的密封圈9的外圆周的区域内构成的轴向伸出部的组成部分并且与外面的密封圈9的密封体11成单体构成。密封唇15关于径向方向向内延伸，其较接近轴承套2的第一轴向末端3设置并且在机械上构成比密封唇16更为稳定的。不过优选密封唇15并不精确地平行于径向方向定向，而是与其成一角度。密封唇16构成在外面的密封圈9的轴向伸出部的自由端上并且关于径向方向倾斜向外定向。优选该定向在这里选择成使其离轴向方向比离径向方向更近。在构成两个密封唇15和16的区域内，外面的密封圈9的密封体11具有一个在其外圆周上环绕的凹槽17，其在所示的实施例中具有V形的横截面。
外面的密封圈9的两个密封唇15和16分别在一个在轴承套2的外圆周上构成的径向槽18的区域内贴靠在轴承套2上。径向槽18在所示的实施例中具有矩形的横截面，其由一个底面19、一个第一侧壁20和一个第二侧壁21限定。在径向槽18的底面19与侧壁20和21之间的过渡区域分别是圆角的。第一侧壁20设置在底面19的远离轴承套2的第一轴向末端3的一侧并且具有比第二侧壁21显著更大的径向延伸，第二侧壁设置在底面19的面向轴承套2的第一轴向末端3的一侧。第二侧壁21由一径向凸出部22构成，其轴向设置在径向槽18的底面19与轴承套2的第一轴向末端3之间。当轴颈1未插入轴承套2中时，借助于径向凸出部22外面的密封圈9防止遗失地固定在轴承套2上。借此有可能将轴承套2和密封组件8作为一个单元来使用。
外面的密封圈9的密封唇15贴靠在径向槽18的底面19上。外面的密封圈9的密封唇16贴靠在径向槽18的第一侧壁20上。借此达到高的密封作用，这即使在例如水或其他的液体在高压下向密封的区域冲击时也仍然是确保的。外面的密封圈9的贴靠在径向槽18的第一侧壁20上的密封唇16可以有效地阻止水侵入轴承套2的内部。外面的密封圈9的密封体11的选择的几何形状特别是凹槽17产生的结果是，密封唇16以及密封唇15因水压仍被更强地压向径向槽18的第一侧壁20或底面19。借此阻止因水的冲击密封唇15和16被顶起并且达到一高的密封作用。此外通过径向伸出的径向槽18的侧壁20部分地保护密封唇16免受冲击的水射流。没有水压作用时，密封唇15和16只以预定的偏压压向径向槽18的第一侧壁20或底面19并且只受到一种微小的摩擦和一种微小的磨损。只当由于外部的作用时需要一提高的密封作用，通过正是该外部的作用提高密封唇15和16的压紧力。特别在只偶而出现这样的作用时可以按这种方式保持密封唇15和16的摩擦和磨损是微小的并仍然确保可靠的密封。
在图2和3所示的实施例中，径向槽18的底面19构成为一个径向表面，两个侧壁20和21分别构成为一轴向表面。为了密封只需要径向槽18的底面19和第一侧壁20，从而也可以取消第二侧壁21并因此径向槽18可以转向一个台阶。
其他的改变可能如下，外面的密封圈9的密封唇15不一定必须贴靠在一个径向表面上，而密封唇16不一定必须贴靠在一个轴向表面上。不过为了在上述条件下的最好的密封必需的是，对于密封唇16所贴靠的表面，平面垂线的轴向分量大于对于密封唇15所贴靠的表面的。换言之这些表面这样构成，即使在密封唇16中比在密封唇15中产生一种更强的明显的轴向密封而在密封唇15中比在密封唇16中产生一种更强的明显的径向密封。
外面的密封圈9的两个密封唇15和16也可以贴靠在具有一种弧形横截面的表面上。在这种情况下以一接触区域的平均的平面垂线作为上述考虑的基础。
密封的可靠性还可这样进一步提高，即外面的密封圈9的密封体11轴向贴紧一个形成轴承套2的第一轴向末端3的端面。
即使水或其他的异物进入由外面的密封圈9密封的区域，其也不能进入轴承套2的内部，而由内部的密封圈10阻止。
内部的密封圈10具有一个密封体23和一个支撑环24，其部分地设置在密封体23内。密封体23优选由Viton或一种其他的弹体材料制造。支撑环24优选由金属制造并且具有弯曲形的横截面，其中一腿还构成阶梯的。内部的密封圈10以一间距轴向在滚动体4的旁边设置在轴承套2的内圆周上并且同时抗转和密封地连接于轴承套2。这一方面这样达到，即，使内部的密封圈10的密封体23以一偏压贴靠在轴承套2上。另一方面支撑环24的从内部的密封圈10的密封体23中伸出的部分嵌入轴承套2的内圆周上的凹槽25内。借此防止内部的密封圈10的轴向移动。这特别由于一个碟簧26的作用是必需的，后者轴向设置在内部的密封圈10与滚动体4之间。碟簧26将滚动体4轴向压向止推圆盘5并同时支承在内部的密封圈10上。由于各滚动体4按这种方式是夹紧的，轴承套2包括密封组件8在内和各滚动体4可以作为一单元来使用并且作为这样的推到轴颈1上。
在内部的密封圈10的密封体23的内圆周上构成一个密封唇27，其贴靠在轴颈1的圆锥形部分14上。借助于一个环绕的盘簧28，其也称为螺旋弹簧，将密封唇27压向轴颈1的圆锥形部分14。在密封唇27的附近构成一个密封唇29，其具有很长的延伸的形状并且以一径向向外偏离轴向方向的定向向外面的密封圈9那边延伸并贴靠在其密封体11上。
               附图标记清单
1   轴颈                        16  密封唇
2   轴承套                      17  凹槽
3   第一轴向末端                18  径向槽
4   滚动体                      19  底面
5   止推圆盘                    20  第一侧壁
6   第二轴向末端                21  第二侧壁
7   间隙                        22  径向凸出部
8   密封组件                    23  密封体
9   外面的密封圈                24  支撑环
10  内部的密封圈                25  凹槽
11  密封体                      26  碟簧
12  支撑环                      27  密封唇
13  腿                          28  盘簧
14  圆锥形部分                  29  密封唇
15  密封唇。

Claims (18)

1.轴承装置，包括一个用于可旋转地支承一个轴颈(1)的轴承套(2)和一个用于在轴承套(2)的一个第一轴向末端(3)的区域内密封一个在轴承套(2)与轴颈(1)之间的间隙(7)的密封组件(8)，其中
一轴承套(2)具有一个在其外面上环绕的包括一个第一成型部分(19)和一个第二成型部分(20)的成型部(18)，第二成型部分更加远离轴承套(2)的第一轴向末端(3)地轴向设置在第一成型部分(19)的旁边并且在第二成型部分内，平面垂线的轴向分量大于在第一成型部分(19)内的；
一密封组件(8)具有一个第一密封圈(9)，该第一密封圈可密封和抗转地与轴颈(1)连接，并且
一第一密封圈(9)具有一个第一密封唇(15)，该第一密封唇贴靠在轴承套(2)的第一成型部分(19)上；
其特征在于，第一密封圈(9)具有一个第二密封唇(16)，该第二密封唇贴靠在轴承套(2)的第二成型部分(20)上。
2.按照权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，在轴承套(2)的第一成型部分(19)与第一轴向末端(3)之间的轴向区域内构成一个径向凸出部(22)。
3.按照上述权利要求之一项所述的轴承装置，其特征在于，第一密封圈(9)的第一密封唇(15)具有一个偏离径向方向的定向。
4.按照上述权利要求之一项所述的轴承装置，其特征在于，第一密封圈(9)的第二密封唇(16)相对于径向方向倾斜向外定向。
5.按照上述权利要求之一项所述的轴承装置，其特征在于，第一密封圈(9)的第一密封唇(15)比第二密封唇(16)在机械上更稳定地构成。
6.按照上述权利要求之一项所述的轴承装置，其特征在于，第一和第二密封唇(15、16)是第一密封圈(9)的整体的组成部分。
7.按照上述权利要求之一项所述的轴承装置，其特征在于，第一密封圈(9)在第一和第二密封唇(15、16)的区域内具有一个在外面环绕的凹槽(17)。
8.按照权利要求7所述的轴承装置，其特征在于，凹槽(17)径向向外扩大。
9.按照上述权利要求之一项所述的轴承装置，其特征在于，第一密封圈(9)贴靠在一个形成轴承套(2)的第一轴向末端(3)的端面上。
10.按照上述权利要求之一项所述的轴承装置，其特征在于，第一密封圈(9)具有一个支撑环(12)。
11.按照权利要求10所述的轴承装置，其特征在于，支撑环(12)具有一个基本上S形的横截面。
12.按照上述权利要求之一项所述的轴承装置，其特征在于，第一密封圈(9)构成用于设置在轴颈(1)的一个圆锥形部分(14)上。
13.按照上述权利要求之一项所述的轴承装置，其特征在于，密封组件(8)具有一个第二密封圈(10)，该第二密封圈轴向在第一密封圈(9)的旁边设置在面向轴承套(2)的内部的一侧上。
14.按照权利要求13所述的轴承装置，其特征在于，第二密封圈(10)密封和抗转地与轴承套(2)连接。
15.按照权利要求13或14之一项所述的轴承装置，其特征在于，第二密封圈(10)具有一个支撑环(24)并且借助于支撑环(24)防止轴向移动。
16.密封组件，用于在轴承套(2)的一个第一轴向末端(3)的区域内密封一个在轴承套(2)与一个可旋转地设置在轴承套(2)内的轴颈(1)之间的间隙(7)，包括一个第一密封圈(9)，该第一密封圈可密封和抗转地与轴颈(1)连接并且在其外圆周的区域内具有一个轴向的包括一个第一密封唇(15)的伸出部，该伸出部相对于径向方向向内延伸；其特征在于，在第一密封圈(9)的轴向伸出部的自由端的区域内构成一个第二密封唇(16)，该第二密封唇相对于径向方向倾斜向外延伸。
17.转动接头，其特征在于，转动接头具有多个按照权利要求1至15之一项所述的轴承装置，在其中可旋转地各支承一个轴颈(1)。
18.按照权利要求17所述的转动接头，其特征在于，转动接头构成为一个万向节，在其中多个轴颈(1)成十字形相互连接。
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