本發(fā)明涉及軸承單元。

背景技術(shù)：

軸承通常包括一個內(nèi)圈和一個外圈，所述內(nèi)、外圈相對于彼此旋轉(zhuǎn)。內(nèi)、外圈可以共同形成軸承腔，在該軸承腔中容納滾動體，例如滾珠、滾針或輥子。

軸承被設(shè)計為安裝在機械系統(tǒng)的殼體中，特別是安裝在靜態(tài)機械元件和旋轉(zhuǎn)運動的機械元件之間從而支持其的相對轉(zhuǎn)動。

軸承配有密封裝置，以保證軸承是密封的，從而防止外部物質(zhì)(例如顆粒物、污染物或水)進入軸承腔。這些密封裝置可以包括牢固連接到內(nèi)、外圈中的一個圈(優(yōu)選旋轉(zhuǎn)的圈)，并且與另外一個圈滑動接觸的密封件。

然而，在軸承旋轉(zhuǎn)過程中密封件和圈之間的摩擦導致抵抗運轉(zhuǎn)的摩擦扭矩。這導致密封件的低效率、溫度升高以及密封的失效，從而隨著使用，密封件的性能降低。

軸承也可以配有密封件或凸緣，其安裝在內(nèi)、外圈中的一個圈上并且設(shè)置與另外一個圈的小通道。這種密封裝置(被稱為迷宮密封件)與另一個圈不接觸，以避免接觸密封件的相關(guān)缺點。

然而，迷宮密封件雖然小，但是因為外部物質(zhì)的進入仍然是可能的，所以迷宮密封件不能保證軸承的絕對密封。此外，存在于軸承腔的潤滑劑可以通過所述迷宮密封件泄露，特別是將軸承從制造現(xiàn)場運輸?shù)较嚓P(guān)的最終應用的構(gòu)造器的過程中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明尤其旨在通過提出密封的軸承單元來解決這些問題，該密封的軸承單元能夠減少摩擦扭矩，并且在使用中制造和組裝簡單，而且從使用的方面來說，該密封的軸承單元是模塊化的，因此可以適應于眾多應用。

為此目的，本發(fā)明涉及軸承單元，該軸承單元包括設(shè)有第一圈和第二圈的軸承，第一圈具有孔、兩個側(cè)邊緣和圓柱形外表面，第二圈具有孔、兩個徑向邊緣和圓柱形外表面。所述第一圈和第二圈可以圍繞中心軸相對旋轉(zhuǎn)。軸承還包括放置在軸承腔的至少一列滾動體，軸承腔形成在所述內(nèi)、外圈的圓柱形外表面和孔之間。第一圈和第二圈及滾動體確定軸承的中徑。

根據(jù)本發(fā)明，所述單元還包括至少一個密封裝置和一個錐形環(huán)狀主體，該密封裝置設(shè)有牢固連接到能夠旋轉(zhuǎn)的圈中的一個圈的接合部，該錐形環(huán)狀體從所述接合部向另一個圈延伸，這樣當非運行狀態(tài)下，所述錐形環(huán)狀體與垂直于中徑的平面形成一個非零角度，并且與軸承的另一個圈直接或間接接觸。

軸承的圈和滾動體確定軸承的中徑是滾動體旋轉(zhuǎn)的軸，所述圈平行于該軸相對旋轉(zhuǎn)，該軸位于所述圈之間。

因此，密封裝置牢固連接到軸承的一個圈上，但是具有一個錐形環(huán)主體。根據(jù)本發(fā)明密封裝置的運行模式如下。當非運行狀態(tài)下，即當軸承的圈的沒有相對旋轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)時，密封裝置的主體是相對于中徑的垂線傾斜的，密封裝置的主體相對于該圈的垂直線具有角間隙地從圈向同一圈附屬的延伸。當承載密封裝置的圈圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)時，離心力施加到密封裝置的主體，特別是施加到密封裝置的主體的自由端。當該圈的旋轉(zhuǎn)速度足夠時，所述主體相對于其初始位置向垂直于中徑的平面傾斜，通過接合部與錐形環(huán)狀體之間的連接區(qū)。所述連接區(qū)的中點形成旋轉(zhuǎn)的樞軸。該主體，最初與軸承的另一個圈直接或間接接觸，然后相對所述圈移動。因此，在軸承的運行模式中，即當配有至少一個密封裝置的圈旋轉(zhuǎn)時，所述密封裝置不再與另一個圈接觸。

根據(jù)本發(fā)明，密封裝置和另一個圈之間的直接或間接的滑動接觸造成的摩擦扭矩被避免。因此提高軸承單元的效率。此外，防止內(nèi)、外圈的過熱和密封裝置的失效。

在運行模式中，軸承內(nèi)部和外部之間的壓力是平衡的，從而避免可能使密封裝置變形的壓力差。

此外，在密封裝置的非運行狀態(tài)下位置，與另一個圈接觸，當軸承不運行時，特別是在軸承運輸過程中，軸承腔保持密封。因此，外部物質(zhì)不能進入軸承腔，并且軸承腔內(nèi)的潤滑劑不能漏出。

根據(jù)本發(fā)明的有利的但是可選的實施例，這樣的軸承單元可包括任何技術(shù)上可容許的組合中的一個或多個下列特征：

滾動體圍繞圓周方向被規(guī)則地間隔開，并由保持架保持。

滾動體是滾珠。

軸承的第一和第二圈是實心的。

軸承的中徑平行于軸承的第一和第二圈的相對旋轉(zhuǎn)軸。

軸承的中徑垂直于軸承的第一和第二圈的相對旋轉(zhuǎn)軸。

密封裝置是由塑料或合成材料制成的。

密封裝置的主體和垂直于所述中徑的平面之間的非零角度為1°至45°之間，優(yōu)選在10°至30°之間。

密封裝置的主體包括一個自由端，從該自由端伸出一個凸起(relief)。

凸起是環(huán)形的。

密封裝置的接合部被容納在該圈的凹槽中，該凹槽形成于軸承腔的表面開口中。

密封裝置的接合部牢固連接到該圈的側(cè)邊緣中的一個邊緣。

圈的密封裝置的接合部覆蓋該圈的一個側(cè)邊緣，并經(jīng)由覆蓋所述圈全部或部分環(huán)形圓柱形表面的部分得以延伸，圈的環(huán)形圓柱形表面限定出軸承的圓柱形外表面或軸承的孔。

接合部延伸不超過該圈的圓柱形表面，該圓柱形表面限定軸承腔的界限。

軸承的至少一個圈裝有兩個密封裝置，每個密封裝置覆蓋所述圈的一個側(cè)邊緣，并經(jīng)由覆蓋所述圈全部或部分環(huán)形圓柱形表面的部分得以延伸，所述圈的環(huán)形圓柱形表面限定出軸承的圓柱形外表面或軸承的孔。

同一圈上從密封裝置延伸的部分被牢固連接在一起。

同一圈的兩個密封裝置通過在所述圈的環(huán)形圓柱形表面上延伸的共同部分形成一個單獨構(gòu)件，形成軸承的外圓柱形表面或軸承的孔。

從同一圈的兩個密封裝置延伸的部分是環(huán)形的，從而既徑向又軸向地包圍該圈。

當非運行狀態(tài)下，牢固連接到軸承的一個圈的密封裝置，與另一個圈直接接觸，例如與所述另一個圈的圓柱形表面或側(cè)邊緣接觸。

當非運行狀態(tài)下，牢固連接到軸承的密封裝置，與另一個圈間接接觸，例如與所述另一個圈的密封裝置接觸。

軸承的第一和第二圈中的每一個圈都配有至少一個密封裝置，該至少一個密封裝置彼此面對，這樣當非運行狀態(tài)下，兩個密封裝置的主體是接觸的，并朝向相同方向。

第一和第二圈的密封裝置的主體都被導向朝向軸承的內(nèi)部，即朝向滾動體。

第一和第二圈的密封裝置的主體都被導向朝向軸承的外部，即遠離滾動體。

當非運行狀態(tài)下，軸承的兩個圈的密封裝置在非運行狀態(tài)下相接觸的主體與垂直于軸承的中徑的平面形成的角度相同。

軸承的兩個圈的密封裝置在非運行狀態(tài)下相接觸的主體在該主體的端部設(shè)有凸起，該凸起朝向相同方向。

軸承的兩個圈的密封裝置在非運行狀態(tài)下相接觸的主體之間在軸承的中徑上接觸。

軸承的一個圈的密封裝置中的一個密封裝置的接合部設(shè)有間隔部，從而使得密封裝置的主體沿中徑偏移。

接合部和錐形體限定兩者之間的連接區(qū)，所述連接區(qū)比該接合部和該錐形體的區(qū)域窄。

附圖說明

按照依據(jù)本發(fā)明的原理的軸承單元的實施例的下述說明，本發(fā)明將被更好地理解及關(guān)于其的其他優(yōu)點將變得更清楚，這些實施例的說明是單純作為示例并且參照非限制性附圖提供的，其中：

圖1是根據(jù)第一實施例的軸承單元的剖視圖，

圖2a和圖2b是根據(jù)第一實施例的密封裝置的詳細視圖，

圖3是根據(jù)第二實施例的密封裝置的詳細視圖，

圖4是根據(jù)第三實施例的軸承單元的剖視圖，以及

圖5是根據(jù)第四實施例的軸承單元的剖視圖。

具體實施方式

單元A包括具有中心軸X1的軸承1，該軸承1設(shè)有外圈2、內(nèi)圈3、一列滾動體4(在本案中，是滾珠)。所述滾動體布置在平行平面中，且分別由保持架5保持。此單元被設(shè)計為安裝在設(shè)置在機械系統(tǒng)中(未示出)的殼體內(nèi)。

在正常運行模式下，外圈2、內(nèi)圈3與中心軸X 1同軸。

外圈2具有圓柱形外表面21和孔22，用于滾動體4的滾道形成在孔22中。

內(nèi)圈3具有圓柱形外表面31，用于滾動體4的滾道形成在圓柱形外表面31中。

內(nèi)圈3可以是旋轉(zhuǎn)的，而外圈2是非旋轉(zhuǎn)的，或者反過來也行，或者兩個內(nèi)、外圈可以是彼此相對旋轉(zhuǎn)的。

外圈2被兩個徑向側(cè)邊緣23和24沿軸向限定，內(nèi)圈3被兩個徑向側(cè)邊緣33和34沿軸向限定，這樣所述邊緣分別沿軸向?qū)R以限定軸承1的軸向尺寸。

內(nèi)圈3還具有圓柱形通孔32。例如，軸或支撐元件可以插入到所述孔32中。內(nèi)圈3中的孔32和外圈2的圓柱形外表面21限定了軸承的徑向尺寸。

內(nèi)圈3的圓柱形外表面31、外圈2的孔22及徑向側(cè)邊緣23、33和24、34限定出軸承腔8，在軸承腔8中滾動體4在外圈2和內(nèi)圈3之間運轉(zhuǎn)。軸承腔8可填充有潤滑劑(例如油脂或油)以減少運轉(zhuǎn)元件(在本案中為滾動體4、形成在圓柱形外表面31上滾道和形成在內(nèi)圈2的孔22中的滾道)的接觸表面之間的摩擦。

外圈2、內(nèi)圈3和滾動體4確定軸承1的中徑P1(pitch diameter，亦稱“節(jié)圓直徑”)作為是滾動體的旋轉(zhuǎn)軸，所述內(nèi)、外圈平行于該軸相對旋轉(zhuǎn)，該軸位于所述內(nèi)、外圈之間。

根據(jù)圖1至圖5所示的實施例，中徑P1平行于旋轉(zhuǎn)中心軸X1。根據(jù)未示出的替代例，中徑P1可以垂直于中心軸。

根據(jù)本發(fā)明，該單元包括第一密封裝置9以及第二密封裝置10，密封裝置9牢固連接到外圈2，密封裝置10牢固連接到內(nèi)圈2。

密封裝置9包括接合部91，接合部91覆蓋外圈2的側(cè)邊緣。

密封裝置9還包括從接合部91向內(nèi)圈3延伸的主體92。主體92具有自由端93。

當非運行狀態(tài)下，主體92是環(huán)形和錐形的。更具體地是，當外圈2不旋轉(zhuǎn)時，主體92從接合部延伸，與中徑P1的垂線形成角度O92，穿過接合部91與錐形體92之間的連接區(qū)95的中點G9。

根據(jù)圖1和圖2a所示的實施例，錐形體92從接合部91向軸承的內(nèi)部延伸，即向滾動體4延伸。

當在非運行狀態(tài)位置時，密封裝置9與密封裝置10接觸，密封裝置10牢固連接到內(nèi)圈3。

密封裝置10包括接合部101，接合部101覆蓋內(nèi)圈3的側(cè)邊緣33。

密封裝置10還包括從接合部101向外圈2延伸的主體102。主體102具有自由端103。

當非運行狀態(tài)下，主體102是環(huán)形和錐形的。更具體地是，當內(nèi)圈3不旋轉(zhuǎn)時，主體102從接合部延伸，與中徑P1的垂線形成角度O102，穿過接合部101與錐形體102之間的連接區(qū)105的中點G10。

根據(jù)圖1和圖2b所示的實施例，錐形體102從接合部101向軸承的內(nèi)部延伸，即向滾動體4延伸。

當密封裝置9和10在非運行狀態(tài)位置時，密封裝置9和10的自由端93和103分別是接觸的。在非運行狀態(tài)下，密封裝置9和10之間的接觸是在軸承的中徑P1處。

根據(jù)圖1的實施例，密封裝置9和10的主體92和102分別是沿中徑P1朝向相同方向，并且角度O92和O102相等?；蛘撸嵌萇92和O102可以是不同的，只要在非運行狀態(tài)下自由端93和103之間是接觸的即可。

密封裝置10的接合部101設(shè)有間隔部104，以使得主體102軸向偏移。同樣地，密封裝置9的接合部91設(shè)有間隔部94，以使得主體92軸向偏移。因此，密封裝置自由端的93、103被軸向偏離滾動體4和保持架5。自由端93、103的軸向位置可以通過標注的間隔部94、104的尺寸來調(diào)整。

接合部91、101沿徑向延伸分別不超出外圈2的孔22和內(nèi)圈3的圓柱形外表面31，限定了軸承腔8。只有主體92、102沿徑向延伸到內(nèi)、外圈2、3之間限定的徑向空間中。

接合部91和101使用連接裝置(未示出)(如焊接、膠粘、模制)、機械裝置的配合(例如凸緣的部分和圈按形狀配合的部分)、或任何其它適當裝置分別連接到外圈2和內(nèi)圈3的側(cè)邊緣23和33。

密封裝置9、10由塑料或合成材料制成。例如，密封裝置9、10可以由含有30％玻璃纖維的PA66制成。

圖2a和圖2b示出運行模式下安裝在軸承單元A的軸承1上的密封裝置9、10。

當承載密封裝置9的外圈2繞中心軸X1旋轉(zhuǎn)時，離心力施加到密封裝置9的主體92上。當外圈2的旋轉(zhuǎn)速度足夠時，主體92繞接合部91和主體92之間的連接區(qū)的中點G9樞轉(zhuǎn)。所述主體92相對于其初始非運行狀態(tài)下位置PI9向垂直于中徑的平面PR9傾斜。

主體92，最初經(jīng)由密封裝置10與軸承1的內(nèi)圈3間接接觸，然后偏離所述密封裝置10。因此，當軸承1處于運行模式時，密封裝置9不再與內(nèi)圈3的密封裝置10接觸。

同樣，當承載密封裝置10的內(nèi)圈3繞中心軸X1旋轉(zhuǎn)時，離心力施加到密封裝置10的主體102上。當圈3的旋轉(zhuǎn)速度足夠時，主體102繞接合部101和主體102之間的連接區(qū)的中點G10樞轉(zhuǎn)。所述主體102相對于其初始非運行狀態(tài)下位置PI10向垂直于中徑的平面PR10傾斜

主體102，最初經(jīng)由密封裝置9與軸承1的外圈2間接接觸，然后偏離所述密封裝置9。因此，當軸承1處于運行模式時，密封裝置10不再與外圈2的密封裝置9接觸。

軸承1的兩個圈2、3中的單獨一個圈可以是繞中心軸X 1轉(zhuǎn)動的，在這種情況下，在密封裝置9、10上描述的效果僅適用于所述旋轉(zhuǎn)的圈配有的密封裝置?；蛘?，圈2、3都可以是旋轉(zhuǎn)的，在這種情況下，在密封裝置9、10上描述的效果適用于兩個旋轉(zhuǎn)的圈中的每一個圈配有的密封裝置9、10。

在未示出的替代例中，除了密封裝置(例如容納在凹槽25、35的凸緣或密封件)外，軸承1可配有密封裝置9、10，以改善軸承單元A的密封，特別是在嚴峻的環(huán)境(污染、水、灰塵和顆粒物)中。

根據(jù)另一個未示出的替代例，軸承1可配有單獨一個密封裝置，該密封裝置只安裝在內(nèi)、外圈中的一個圈上，所述密封裝置與另一個圈的表面中的一個表面直接接觸。

圖3所示的第二個實施例，其中相同的元件使用相同的標記指示出，第二個實施例與第一個實施例的不同在于，外圈2配有密封裝置11，在該密封裝置11的自由端設(shè)有凸起(relief)113。

密封裝置11包括覆蓋外圈2的側(cè)邊緣23接合部111。

密封裝置11還包括從接合部111向內(nèi)圈3延伸的主體112。

當非運行狀態(tài)下，主體112是環(huán)形和錐形的，從接合部延伸，與中徑P1的垂線形成角度O112，穿過接合部111和錐形體112之間的連接區(qū)115的中點G11。

主體112在其自由端具有凸起113。當非運行狀態(tài)下，凸起113是從主體112的端部沿與所述主體112傾斜的相反方向延伸的珠狀物。

凸起113可以是環(huán)形的或分割成規(guī)則間隔的斜角部分。

這種凸起113增加主體112的自由端的質(zhì)量，以在外圈2的旋轉(zhuǎn)過程中增加離心力對錐形體112的傾斜的作用。由于凸起113沿主體112在非運行狀態(tài)下傾斜的相反方向延伸，因此凸起形成補償質(zhì)量(offset mass)，進一步增強離心力的作用。

此外，接合部111與本體112之間的連接區(qū)115比接合部薄，并且比主體112薄。由于中點G11在離心力的作用下形成用于主體112轉(zhuǎn)動的樞軸，因此減小的厚度有助于增加連接區(qū)115的柔韌性，從而在外圈2的旋轉(zhuǎn)過程中，有助于增加離心力在主體112上的作用。

根據(jù)未示出的替代例，內(nèi)圈3也可配有與密封裝置11類似的密封裝置。

圖4所示的第三個實施例，其中相同的元件使用相同的標記指示出，第三個實施例與第一實施例的不同在于，內(nèi)、外圈3、2配有密封裝置13、12，該密封裝置13、12設(shè)有分別容納在所述內(nèi)、外圈3、2的凹槽35、25中的接合部131、121。

接合部121、131的形狀分別匹配外圈2和內(nèi)圈3的凹槽25、35的底部。

每個接合部121、131經(jīng)由環(huán)形錐體122、132，向另一個圈延伸，并通過接合部121、131的各自自由端123、133在中徑P1接觸。從而所述主體122、132在外圈2的孔22和內(nèi)圈3的圓柱形外表面31之間延伸，進入軸承腔8。

錐形體122、132從接合部121、131向軸承的外部分別延伸，即遠離滾動體4。

根據(jù)本發(fā)明第三實施例，所述的密封裝置12、13的運行模式類似于第一實施例中密封裝置9、10的運行模式，除了在外圈2和/或內(nèi)圈3轉(zhuǎn)動造成的離心力作用下，主體122、132向滾動體4傾斜。

圖5所示的第四個實施例，其中相同的元件使用相同的標記指示出，第四個實施例與第一個實施例的不同在于，圈2、3中的每一個圈具有兩個密封裝置9、9'，10、10'。

密封裝置9、9'分別抵靠著外圈2的側(cè)邊緣23、24組裝。

密封裝置9、9'是相似的并且相對于滾動體4對稱。

密封裝置9、9'中的每一個由環(huán)形軸向部95軸向延伸，環(huán)形軸向部覆蓋外圈2的圓柱形外表面21，形成軸承1的圓柱形外表面。同一個外圈2的兩個密封裝置9、9'由公共軸向部分95形成單獨一個元件。由此外圈2既沿徑向也沿軸向被包圍。

同樣地，密封裝置10、10'分別抵靠著內(nèi)圈3的側(cè)邊緣33、34組裝

密封裝置10、10'是相似的并且相對于滾動體4對稱。

密封裝置10、10'中的每一個由環(huán)形軸向部105軸向延伸，環(huán)形軸向部覆蓋內(nèi)圈3的孔32，形成軸承1的孔。同一個內(nèi)圈3的兩個密封裝置10、10'由共用的軸向部分105形成單獨構(gòu)件。由此外圈3既沿徑向也沿軸向被包圍。

在本實施例中，軸承和殼體(軸承座)(所述軸承被設(shè)計為在該殼體(軸承座)中組裝)之間尺寸的差異可以由密封裝置9、9'，10、10'的厚度和牢固連接到兩個圈2、3的軸向部95、105來補償。更具體地說，密封裝置9、9'，10、10'和軸向部分95、105充當帶有罩殼的軸承表面，代替?zhèn)冗吘?3、24、33、34和軸承1的內(nèi)、外圈2、3的圓柱形表面21、32。

標準的小軸承可適應于其他應用，而無需修改整個機械系統(tǒng)。這有助于減少與設(shè)計機械系統(tǒng)相關(guān)的時間和費用。此外，如果殼體(軸承座)的尺寸在預定范圍之外，那么所述范圍內(nèi)的標準軸承可能適應。

本發(fā)明還使得適應小軸承1代替較大軸承成為可能，但是加入附加功能。

另一個優(yōu)點是，標準軸承不用做修改。在軸承1設(shè)計和制造完成后，密封裝置9、9'，10、10'被安裝在圈2、3上。密封裝置9、9'，10、10'被安裝在軸承1的外部上。

根據(jù)未示出的實施例，軸承可以具有一列或多列滾動體。滾動體可以是滾珠、輥子、滾針或任何其它類型的滾動體。

根據(jù)未示出的實施例，只有軸承的一個圈(其可以是旋轉(zhuǎn)的)設(shè)有根據(jù)上述實施例中的至少一個密封裝置。當在非運行狀態(tài)下，所述密封裝置與另一個圈直接接觸或通過牢固連接到另一個圈的元件與另一個圈間接接觸。

上述實施例和變體的技術(shù)特征可以彼此組合。