專利名稱：一種用于標準化軸承環(huán)的密封構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般是涉及帶有滾動元件的軸承，更具體地說，是涉及用于具有各種各樣內(nèi)軸承環(huán)構(gòu)型的滾動元件軸承的軸承密封件。
人們已經(jīng)在滾動元件軸承裝置中提供了各種各樣的密封構(gòu)造，用以保持潤滑劑和阻擋碎屑以及其它污染物。在特定的用途中還可以要求此種軸承裝置的內(nèi)環(huán)具有特定的軸長，這種特定的軸長與相同軸承尺寸的其它用途的內(nèi)環(huán)是不同的。此種用途的一種眾所周知的軸承裝置構(gòu)型圖示于

圖1中，其中內(nèi)環(huán)10以軸向延伸部11的形式沿軸向向外延伸到一個大于外環(huán)12的長度。
如圖1所示，密封構(gòu)造14封住內(nèi)環(huán)10和外環(huán)12之間的環(huán)形空間16，以使?jié)櫥捅３衷谳S承裝置中，并防止污染物進入內(nèi)環(huán)10和外環(huán)12的軸承座圈和滾動元件18中。在圖示的構(gòu)型中，滾動元件18為環(huán)形空間16內(nèi)的滾子，其由保持架(或隔圈)20隔離并保持。如圖所示，密封構(gòu)造14包括一個金屬軸承屏蔽(或軸承帽)22和一個彈性的密封件24，密封構(gòu)造14可以變形地緊靠住內(nèi)環(huán)10的圓柱形外部11。
軸承屏蔽22有一個沿軸向向外延伸的可以變形的凸緣28。如圖所示，在裝配期間，軸承屏蔽22連同粘接在其上的彈性密封件24被安置成緊靠住外環(huán)12的臺階29，同時將一個錐形工具沿軸向緊靠可以變形的凸緣28壓緊，以將凸緣28壓扁成圈形構(gòu)型30，如虛線所示。在這樣的變形期間，圈形構(gòu)型30沿徑向向外移動與外環(huán)12的鏜孔內(nèi)的的環(huán)形槽32嚙合，以固定軸承屏蔽22。
雖然此種密封構(gòu)造能充分地保持潤滑油和阻擋碎屑，但這種構(gòu)型要求花費時間的壓磨操作和特殊的工具，以便提供輾彎壓扁可變形的凸緣28的“滾卡”，在某些情況下還需要額外的立桿操作，以防止軸承屏蔽22相對于外環(huán)12轉(zhuǎn)動。因為在內(nèi)環(huán)10具有各種各樣軸向長度的情況下可能需要特定尺寸的滾動元件軸承，所以必須制造、存儲和加工各種各樣的內(nèi)環(huán)，以滿足生產(chǎn)軸承裝置的需要。
上述情況舉例說明了現(xiàn)有的帶有滾動元件的軸承用的密封構(gòu)造中已知存在著局限性。這樣，很顯然，提供一種克服一個或多個上述限制的替代方法是有益的。因此，在此本發(fā)明提供了一種合適的替代方法，所包含的特點將在下面更加充分地公開。
本發(fā)明的一個目的是通過提供一種用于一個滾動元件軸承的密封構(gòu)造來達到的，該滾動元件軸承具有內(nèi)環(huán)和外環(huán)以及位于內(nèi)、外環(huán)之間的環(huán)狀空間中的滾動元件。密封構(gòu)造包括一個可以安裝在外環(huán)上的軸承屏蔽，該軸承屏蔽沿徑向向內(nèi)朝著內(nèi)環(huán)延伸，及固定在軸承屏蔽上用以密封環(huán)狀空間的彈性密封機構(gòu)，和一個內(nèi)環(huán)插入件。內(nèi)環(huán)插入件可以安裝在內(nèi)環(huán)上，使得內(nèi)環(huán)插入件超越內(nèi)環(huán)延伸出一個預(yù)定軸長并作為密封座受到彈性密封機構(gòu)的嚙合。
下面將通過對本發(fā)明的有關(guān)附圖及具體實施例的詳細說明，可以清楚地展示本發(fā)明的上述方面和其它方面的特點與目的。其中圖1表示一先有技術(shù)密封構(gòu)造的一部分帶有滾動元件的軸承裝置的截面圖;
圖2表示當與一標準化的軸承內(nèi)環(huán)一起使用時本發(fā)明密封構(gòu)造的一個實施例的一部分軸承裝置的截面圖;
圖3表示圖2的密封構(gòu)造實施例的一種變型的一部分軸承裝置的截面圖;
圖4表示當與一標準化的軸承內(nèi)環(huán)一起使用時本發(fā)明密封構(gòu)造的第二個實施例的一部分軸承裝置的截面圖;
圖5表示圖4的密封構(gòu)造實施例的一種變型的一部分軸承裝置的截面圖;
在本說明書中，不同實施例中的相同部件具有相同的參考編號。
現(xiàn)在參考附圖所示，圖2表示位于軸承裝置42內(nèi)的本發(fā)明的密封構(gòu)造40。軸承裝置42包括有內(nèi)環(huán)44、外環(huán)46和內(nèi)外環(huán)之間的環(huán)狀空間50中的滾動元件(滾珠)48。滾動元件48由座圈(或隔圈)52隔離并保持。
軸承屏蔽(或軸承帽)54安裝在外環(huán)46的一個鏜孔中，并沿徑向向內(nèi)朝內(nèi)環(huán)44延伸。用合成橡膠或類似材料制成的彈性密封件56通過粘接或其它方法安裝在軸承屏蔽54上，并由該處沿徑向向內(nèi)延伸，以封閉環(huán)狀空間50。軸承屏蔽54用鋼或其它金屬通過沖壓或拉制操作制成，并可以包括環(huán)形波紋部分58，用以增強剛性，抵抗翻轉(zhuǎn)，以及更好地粘接和支承彈性密封件56。
軸承屏蔽54可以用各種方法安裝在外環(huán)46的鏜孔內(nèi)。在圖2所示的實施例中，軸承屏蔽54如圖所示被壓入到位，并通過“卡扣配合”來卡住。具體地說，外環(huán)46的鏜孔具有帶環(huán)形槽62的圓筒形凹部60。軸承屏蔽54具有一個與凹部60相配合的圓筒形部分，且具有一個可彈性地壓入環(huán)形槽62的凸部64，用以將軸承屏蔽54鎖入位置。凸部64在裝配期間與凹部60形成緊配合，并可以是一條環(huán)形的脊或多個分立的突出部，如三個間隔120度的突出部。
軸承屏蔽54從凸部64沿軸向向內(nèi)延伸成為內(nèi)凸緣66，并沿軸向向外延伸成為圓筒形構(gòu)型，以增強剛性，并通過嚙合凹部60來抵抗軸承屏蔽54的“翹起”。重要的是，凸部64具有一個超過環(huán)形槽62延伸的弧度或直徑，以使得凹部60內(nèi)鄰近凸部64的銳邊受力而被迫緊靠或進入到軸承屏蔽54的表面，用以防止其相對于外環(huán)46轉(zhuǎn)動。銳邊的嚙合也有助于防止軸承屏蔽54翹起。
或者是，軸承屏蔽54可以是壓入配合在凹部60內(nèi)而不用凸部64和環(huán)形槽62的機械互鎖。這樣變化之后，內(nèi)凸緣66和軸承屏蔽54的相鄰圓筒形部分可以與凹部60形成緊配合，無論凸部64還是環(huán)形槽62都不用設(shè)置。在圖示的實施例中，軸承屏蔽54從其圓筒形部分的軸向外端沿徑向向內(nèi)延伸，使其表面部分68與外環(huán)46的端部表面相校直對齊。
內(nèi)環(huán)44在它的外表面中具有與凹部60相似的凹部70。內(nèi)環(huán)插入件72包括壓在凹部70上形成緊配合的圓筒形部分74。圓筒形部分74上的一個臺階表面為彈性密封件56提供一個光滑的密封座。在安裝軸承屏蔽54之前，先把內(nèi)環(huán)插入件72安裝在內(nèi)環(huán)44上。密封件56包括一個唇形部(或指形部)76，在安裝期間，當其插入而使軸承屏蔽54位于內(nèi)環(huán)插入件72上方時該唇形部76向上偏轉(zhuǎn)離開所示位置。
在圖2所示的實施例中，內(nèi)環(huán)44的徑向定位端面78相對于軸承屏蔽54的表面部分68和外環(huán)46的端部表面稍許凹進。內(nèi)環(huán)插入件72由金屬沖壓或控制，并具有一個沿著作為徑向表面部分80的端面從圓筒形部分74沿徑向向內(nèi)延伸的L形截面。端面78的凹入和內(nèi)環(huán)插入件72的徑向表面部分80的厚度是這樣選定的，即使得外環(huán)46的端面、軸承屏蔽54和內(nèi)環(huán)插入件72在一個共同的徑向平面內(nèi)校直對齊。
圖3表示為圖2實施例的一種變型，其表示出軸承裝置84中的密封構(gòu)造82。軸承屏蔽86與軸承屏蔽54相類似，但其包括環(huán)狀波紋部分88，該波紋部分沿軸向越過外環(huán)46的軸向端部向外延伸。該波紋部分88的向外延伸有利于使彈性密封件90大于彈性密封件56，這樣使得從類似于圖2中唇形部76的第一唇形部(或指形部)沿軸向向外形成一個第二唇部(或指形部)92。
內(nèi)環(huán)插入件94具有與內(nèi)環(huán)插入件72相似的L形截面。但是，內(nèi)環(huán)插入件94的圓筒形部分96沿軸向向外延伸，從而為第二唇形部92提供一個密封座，并且在與內(nèi)環(huán)44沿軸向間隔的預(yù)定位置上提供徑向表面部分98。內(nèi)環(huán)襯墊100為內(nèi)環(huán)插入件94提供支承，并由內(nèi)環(huán)插入件94牢固地固定著并緊靠內(nèi)環(huán)44，形成剛性的內(nèi)環(huán)組件。
顯然，圖2和圖3兩種變型中使用同一種內(nèi)環(huán)44。通過制造各種預(yù)選長度的內(nèi)環(huán)襯墊100和內(nèi)環(huán)插入件94，可以提供一個范圍廣泛的預(yù)定軸向長度的內(nèi)環(huán)組件。這種結(jié)構(gòu)可以代替圖1中現(xiàn)有技術(shù)密封構(gòu)造所需的各種長度的內(nèi)環(huán)10。因為內(nèi)環(huán)10和內(nèi)環(huán)44比內(nèi)環(huán)襯墊100或內(nèi)環(huán)插入件94中的任何一個都需要更復(fù)雜的機械加工和研磨操作，所以這種設(shè)計可以顯著地節(jié)省成本。
圖4所示軸承裝置112中的密封構(gòu)造110。軸承裝置112與圖2中所示的軸承裝置42相似，只是省去了凹部60、70和78。內(nèi)環(huán)插入件114直接安裝在內(nèi)環(huán)116上，內(nèi)環(huán)襯墊118直接緊靠內(nèi)環(huán)116的沿軸向向外的表面120安裝，以及軸承屏蔽122直接緊靠外環(huán)123的鏜孔安裝。確定各種部件的尺寸，以提供內(nèi)環(huán)裝置的預(yù)定軸向長度并提供適當?shù)拿芊狻?br> 在圖4的實施例中，軸承屏蔽122通過環(huán)狀波紋部分126沿軸向向外延伸，用來支承與圖3中的密封件90相類似的帶兩個唇形部(或指形部)的彈性密封件128。內(nèi)環(huán)插入件114是從內(nèi)環(huán)116沿軸向出來，并從內(nèi)環(huán)116沿徑向向外延伸，以形成一個環(huán)狀表面130，用作“拋油環(huán)”或“拋油圈”，以便拋出從軸承裝置112中出來的油泥。在圖示的實施例中，內(nèi)環(huán)插入件114在環(huán)狀表面130上自身折回，形成一個T型截面。
圖4實施例的一種變型表示于圖5中，其中在軸承裝置142中提供有密封構(gòu)造140。密封構(gòu)造140與密封構(gòu)造110相類似，但具有帶環(huán)形波紋部分146的軸承屏蔽144，其適合于支承帶有一個單獨密封唇形部(或指形部)的彈性密封件148。內(nèi)環(huán)插入件150在外形上是圓筒形的，且至少包括一個凸出部，該凸出部嚙合于內(nèi)環(huán)116的外表面中的環(huán)形槽152內(nèi)，以提供機械互鎖。
第二內(nèi)環(huán)插入件154與內(nèi)環(huán)插入件150相類似，但延伸一段更長的軸向距離，以便于結(jié)合兩個內(nèi)環(huán)，而形成一個如圖所示的帶有多排滾動元件的軸承裝置。具體地說，與內(nèi)環(huán)116相同的第二內(nèi)環(huán)156通過第二內(nèi)環(huán)插入件154與內(nèi)環(huán)116結(jié)合。這個插入件通過與槽158的機械互鎖安裝在第二內(nèi)環(huán)156上，并同時通過壓配合或滑動配合安裝在內(nèi)環(huán)116上。
標準化的內(nèi)環(huán)116和156可以用一個預(yù)裝載的隔片160分隔，用以預(yù)先裝載兩排滾動元件，滾動元件表示為滾動元件48和第二滾動元件(滾珠)162。第二外環(huán)164與外環(huán)124相同，兩者都有與內(nèi)環(huán)116和156相同的軸向長度。由于預(yù)裝載隔片160設(shè)置有間距，固當外環(huán)124和164沿軸向被夾緊在一起時，產(chǎn)生一種由線166和168所示出的預(yù)裝載力。第二內(nèi)環(huán)插入件154在安裝前與軸承裝置142固定在一起。
從上述說明可以清楚地看出，本發(fā)明提供一種密封構(gòu)造，該構(gòu)造要求從外環(huán)除去的材料比圖1的現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)型要少。由于適合整個進給磨削并減少了所需磨削的面積，該密封構(gòu)造可以提高密封座的同心度并減少費用。軸承屏蔽和內(nèi)環(huán)插入件的裝配可以是一種快速“壓緊”工序，分別用簡單工具夾壓軸承屏蔽的一個凸部(或突出部)，且分別快速地壓入外環(huán)或內(nèi)環(huán)的機械槽中。
軸承屏蔽和內(nèi)環(huán)插入件可以由鋼或其它金屬板沖壓或拉制而成。由于減少了材料的切削，外環(huán)可以制得使其剛性更高。由于提高了安裝外環(huán)上的同心度，軸承屏蔽可以用更小的內(nèi)環(huán)余隙制成。同樣，軸承屏蔽和內(nèi)環(huán)插入件可以分別安裝在外環(huán)鏜孔和內(nèi)環(huán)外表面的一個凹部中，該凹部是在形成相應(yīng)的內(nèi)外座圈的插入研磨操作期間形成的。
顯然，本發(fā)明提供了減少庫存要求的靈活性。一個可以選擇的內(nèi)環(huán)插入件襯墊與內(nèi)環(huán)插入件和內(nèi)環(huán)相結(jié)合，形成一個組合的內(nèi)環(huán)組件，該組件可以代替各種長度的內(nèi)環(huán)。因為內(nèi)環(huán)插入件和插入件襯墊比起各種軸向長度的內(nèi)環(huán)來，可以使用花費較少的機械加工和研磨工藝，所以組合結(jié)構(gòu)顯著地節(jié)約費用而不會降低軸承裝置的性能。
雖然本發(fā)明的圖示和說明特別參考了最佳實施例，但本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員將會理解，只要不偏離由下面附屬的權(quán)利要求所說明的本發(fā)明的精神和范圍，在形式和細節(jié)上可以進行上述和其它的變化。
權(quán)利要求
1.一種用于滾動元件軸承的密封構(gòu)造，這種滾動元件軸承具有內(nèi)環(huán)和外環(huán)以及位于內(nèi)、外環(huán)之間的環(huán)狀空間中的滾動元件，其特征在于，密封構(gòu)造包括一個軸承屏蔽，其可以安裝在外環(huán)上，以使得軸承屏蔽沿徑向向內(nèi)朝著內(nèi)環(huán)延伸；彈性密封裝置，其固定在軸承屏蔽上，用于密封環(huán)狀空間；一個內(nèi)環(huán)插入件，其可以安裝在內(nèi)環(huán)上，以使得內(nèi)環(huán)插入件超越內(nèi)環(huán)延伸一個預(yù)定的軸長，并作為密封座由彈性密封裝置予以嚙合；插入件支承裝置，其位于內(nèi)環(huán)和內(nèi)環(huán)插入件之間，用于支承沿軸向超越內(nèi)環(huán)延伸的內(nèi)環(huán)插入件的延伸部。
2.如權(quán)利要求1所術(shù)的密封構(gòu)造，其特征在于，內(nèi)環(huán)插入件為L形截面并包括一個提供密封座的圓筒形部分和一個提供端面的徑向定位部分。
3.一種用于滾動元件軸承的密封構(gòu)造，這種滾動元件軸承具有內(nèi)環(huán)和外環(huán)以及位于內(nèi)外環(huán)之間的環(huán)狀空間中的滾動元件，其特征在于，密封構(gòu)造包括一個軸承屏蔽，其可以安裝在外環(huán)上，以使得軸承屏蔽沿徑向向內(nèi)朝著內(nèi)環(huán)延伸;彈性密封裝置，其固定在軸承屏蔽上，用于密封環(huán)狀空間;一個內(nèi)環(huán)插入件，其可以安裝在內(nèi)環(huán)上，以使得內(nèi)環(huán)插入件超越內(nèi)環(huán)延伸一個預(yù)定的軸長，并作為一密封座由彈性密封裝置予以嚙合;一個內(nèi)環(huán)襯墊，其位于內(nèi)環(huán)插入件的徑向定位部分和內(nèi)環(huán)之間，以使得內(nèi)環(huán)襯墊為內(nèi)環(huán)插入件提供支承，并使內(nèi)環(huán)插入件的徑向定位端部與內(nèi)環(huán)間隔一個預(yù)定的軸向距離。
4.如權(quán)利要求1所述的密封構(gòu)造，其特征在于，彈性密封裝置包括多個唇形部，其可以與內(nèi)環(huán)插入件相嚙合，以形成多個密封屏蔽。
5.如權(quán)利要求1所述的密封構(gòu)造，其特征在于，內(nèi)環(huán)插入件可以安裝在內(nèi)環(huán)的一個圓筒形外表面上。
6.如權(quán)利要求1所述的密封構(gòu)造，其特征在于，內(nèi)環(huán)插入件至少包括一個沿徑向向內(nèi)延伸的突出部，通過嚙合于內(nèi)環(huán)外表面中的一個環(huán)形槽而形成一個機械互鎖。
7.如權(quán)利要求1所述的密封構(gòu)造，其特征在于，內(nèi)環(huán)插入件相對于內(nèi)環(huán)沿軸向向外和沿徑向向外延伸，以形成一個環(huán)狀表面，從而起到拋油環(huán)的作用。
8.如權(quán)利要求1所述的密封構(gòu)造，其特征在于，外座圈包括一個具有環(huán)形槽的鏜孔，而軸承屏蔽至少包括一個沿徑向向外延伸的突出部，通過嚙合外環(huán)鏜孔中的環(huán)形槽而形成一個機械互鎖。
9.一種滾動元件軸承，其包括一個外環(huán);一個內(nèi)環(huán);位于外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間的環(huán)形空間中的滾動元件;其特征在于，一個內(nèi)環(huán)插入件，其安裝在內(nèi)環(huán)上，以使得內(nèi)環(huán)插入件超越內(nèi)環(huán)延伸一個預(yù)定的軸長;和插入件支承裝置，其位于內(nèi)環(huán)和內(nèi)環(huán)插入件之間，用于支承內(nèi)環(huán)插入件，以使得內(nèi)環(huán)插入件提供一個內(nèi)環(huán)的預(yù)定軸向延伸部。
10.如權(quán)利要求9所述的滾動元件軸承，其特征在于，其還包括彈性密封裝置，其可以與內(nèi)環(huán)插入件嚙合，用以封閉外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間的環(huán)狀空間，從而為軸承提供一個密封。
11.如權(quán)利要求10所述的滾動元件軸承，其特征在于，彈性密封裝置包括多個唇形部，其特征在于，其可以與內(nèi)環(huán)插入件相嚙合，以形成多個密封屏蔽。
12.如權(quán)利要求10所述的滾動元件軸承，其特征在于，其還包括一個軸承屏蔽，其可安裝在外環(huán)上，以使得軸承屏沿徑向向內(nèi)朝著內(nèi)環(huán)延伸，彈性密封裝置被安裝在軸承屏蔽上。
13.如權(quán)利要求9所述的滾動元件軸承，其特征在于，內(nèi)環(huán)插入件為L形截面，并包括一個重疊于內(nèi)環(huán)的圓筒形部分和一個形成一端面的徑向定位部分。
14.一種滾動元件軸承，其包括一個外環(huán);一個內(nèi)環(huán);位于外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間的環(huán)形空間中的滾動元件;其特征在于，一個內(nèi)環(huán)插入件，其安裝在內(nèi)環(huán)上，以使得內(nèi)環(huán)插入件超越內(nèi)環(huán)延伸一個預(yù)定的軸長;和一個內(nèi)環(huán)襯墊，其位于內(nèi)環(huán)插入件的徑向定位部分和內(nèi)環(huán)之間，以使得內(nèi)環(huán)襯墊為內(nèi)環(huán)插入件提供支承，并使內(nèi)環(huán)插入件的徑向定位端部與內(nèi)環(huán)間隔一個預(yù)定的軸向距離。
15.如權(quán)利要求9所述的滾動元件軸承，其特征在于，內(nèi)環(huán)插入件可以安裝在內(nèi)環(huán)的一個圓筒形外表面上。
16.如權(quán)利要求9所述的滾動元件軸承，其特征在于，內(nèi)環(huán)插入件至少包括一個沿徑向向內(nèi)延伸的突出部，通過嚙合內(nèi)環(huán)外表面中的一個環(huán)形槽而形成一個機械互鎖。
17.如權(quán)利要求9所述的滾動元件軸承，其特征在于，內(nèi)環(huán)插入件相對于內(nèi)環(huán)沿軸向向外和沿徑向向外延伸，以形成一個環(huán)狀表面，從而起到拋油環(huán)的作用。
全文摘要
一種用于軸承環(huán)的密封構(gòu)造，其包括一個可以安裝在軸承外環(huán)上的軸承屏蔽，以使軸承屏蔽沿徑向向內(nèi)朝著標準化軸承內(nèi)環(huán)延伸。一個內(nèi)環(huán)插入件可以安裝在內(nèi)環(huán)上，以使得內(nèi)環(huán)插入件超越內(nèi)環(huán)延伸一個預(yù)定軸向長度，并通過固定在軸承屏蔽上的一彈性密封件嚙合，以密封內(nèi)外環(huán)間的環(huán)狀空間。內(nèi)環(huán)、內(nèi)環(huán)插入件和插入件襯墊形成一個預(yù)定長度的組合內(nèi)環(huán)組件。內(nèi)環(huán)插入件可以選擇地形成“拋油環(huán)”，或?qū)蓚€內(nèi)環(huán)結(jié)合在一起，與多排滾動元件形成軸承裝置。
文檔編號F16C33/78GK1089335SQ9311471
公開日1994年7月13日 申請日期1993年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月25日
發(fā)明者D·R·麥克拉蒂 申請人:托林順公司