旋转轴承单元制造技术

一种旋转轴承单元，旋转轴承单元具有：固定的径向外圈；径向内圈，能够相对于旋转轴线旋转且稳定地连接到旋转轴；双列滚动构件，介于径向外圈与径向内圈之间；壳体，轴承单元的圈容纳在壳体内；密封装置，包括弹性体密封件，弹性体密封件共成型到稳定地锚固到壳体的成形金属屏蔽件上，弹性体密封件设置有第一径向唇和第二径向唇，第一径向唇在径向上位于内部并且在径向上接触，第二径向唇也在径向上位于内部且在径向上接触，并且在轴向上比第一径向唇相对于双列滚动体靠外；第一径向唇和第二径向唇二者通过相应的接触边缘与径向内圈的径向外表面滑动接触；第一径向唇的厚度大于第二径向唇的厚度。径向唇的厚度。径向唇的厚度。

【技术实现步骤摘要】
unit)，旋转轴承单元设置有创新的密封装置，该密封装置设置有两个接触径向唇，两个径向唇相对于密封装置在径向上位于内部，其中，两个径向唇被设计为具有如下几何形状：长度和柔性(/柔韧性)(flexibility)适于在与组件的几何公差(包括径向内圈的角度偏差)相关联的所有过盈条件下都确保唇与旋转轴承单元的径向内圈的正确接触。
[0009]当内圈的表面由于角度偏差而靠近移动时，接触径向唇所采用的形状将唇的几何形状上的应力/变形分布减小到最小，并且使唇的接触力在整个过盈范围内具有小的变化，即使当角度偏差使径向内圈的表面移开时，也是如此。
[0010]根据本专利技术，提供一种具有所附权利要求中描述的特征的设置有密封装置的旋转轴承单元。
附图说明
[0011]现在将参照示出了本专利技术的实施方式的多个非限制性示例的附图来描述本专利技术，在附图中：
[0012]图1是根据本专利技术的旋转轴承单元的实施方式的截面图；
[0013]图2示出了与根据图1的旋转轴承单元相关联的密封装置；以及
[0014]图3以较大的比例示出了根据图2的密封装置的细节。
具体实施方式
[0015]参照图1，30表示旋转轴承单元(/回转轴承单元)(swivel bearing unit)整体，旋转轴承单元包括：
[0016]径向外圈31，优选是固定的(/静止的)(stationary)；
[0017]径向内圈33，优选可绕着轴承单元30的中心旋转轴线X旋转，并且例如通过螺纹固定元件46与旋转轴45成为一体；r/>[0018]双列滚动体32，介于径向外圈31与径向内圈33之间，以允许径向外圈31和径向内圈33相对旋转，滚动体在该示例中为圆锥滚子；
[0019]壳体(casing)40，轴承单元30以稳定且已知的方式容纳在壳体40内。
[0020]在本说明书的整体和权利要求书中，指示位置和取向的术语和表述(诸如，“径向”和“轴向”)被理解为是相对于轴承单元30的旋转轴线X的。
[0021]为了简化图示起见，附图标记32将被归属于单个滚动体和成列的滚动体两者。同样为了简化起见，在本说明书和附图中，可以以示例的方式使用术语“圆锥滚子”来代替更通用的术语“滚动体”(并且同样也将使用相同的附图标记)。实施方式的一些示例和相关联的附图可以设想使用除了圆锥滚子之外的滚动体，而不会因此脱离本专利技术的范围。
[0022]还参照图2，旋转轴承单元30还设置有密封装置50，密封装置50包括弹性体密封件52，弹性体密封件52共成型(/共塑成型)(co
‑
moulded)到成型金属屏蔽件(screen)51上，成型金属屏蔽件51根据现有技术通过过盈(/干涉)安装在容纳壳体40的座内并且稳定地锚固(/锚定)到壳体40。弹性体密封件52设置有：第一径向唇53，在径向上位于内部且在径向上接触；以及第二径向唇54，也在径向上位于内部且在径向上接触，并且相对于双列滚动体32在轴向上比第一径向唇53靠外。每个径向唇53、54包括接合到弹性体密封件52的接合边缘53a、54a以及接触边缘53b、54b，其中，每个接触边缘设置有径向内端部和轴向外端部53b'、
54b'。
[0023]两个径向唇53、54通过相应的接触边缘与径向内圈33的径向外表面33'的滑动接触来执行它们的密封功能。具体地，具有比第二径向唇54的厚度SP2大的厚度SP1的第一径向唇53具有主要确保密封作用的功能，而第二径向唇54用作进一步保持密封作用的辅助。
[0024]如已经提到的，本申请的主要问题在存在
±2°
的角度偏差(/角度移位/角度未对准)(angular misalignment)时发生。因此，新颖的密封装置的目的在于：设计唇的几何形式，使得唇能够遵循(/跟随)(follow)该角度变化。
[0025]换言之，与已知的解决方案相比，密封装置50设置有较长且较柔性的唇。此外，在所述唇的最大变形期间，唇的平坦表面较小。最后，唇被构造为即使在存在最小过盈(由于角度偏差而移开的内圈的表面)的情况下也不会失去接触。
[0026]为了实现这些目的，接触唇53、54和整个弹性体密封件52的第一关键特征是材料。实际上，弹性体材料必须是具有低摩擦和高弹性模量的类型，适于在必要的操作条件下确保必要的柔性和由于摩擦引起的低损耗。例如，HNBR(氢化丁腈橡胶)(Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber)类型的弹性体是适于构造柔性组件(例如，管道(pipes)或柔性连接件)的高弹性合成弹性体。
[0027]此外并且还参照图3，除了材料之外，径向唇的一些几何特性也有助于确保实现预定义的目的。
[0028]首先，重要的特性是径向唇的长度，特别是第一径向唇53的长度的径向分量L1和第二径向唇54的长度的径向分量L2。对于每个唇，径向分量被计算为在径向方向上分别从接合边缘53a、54a到接触边缘53b、54b的径向内且轴向外的端部53b'、54b'的距离。长度(即，径向分量L1、L2)是用于改善相应径向唇的密封作用和柔性两者的非常重要的尺寸。由于偏差的角度和密封件的轴向位置，轴45的位移以及因此的径向内圈33的位移的增加需要较大的过盈。因此，为了补偿过盈的增大，第一径向唇53和第二径向唇54必须较长且较柔性。此外，径向唇的长度还允许优异地控制接触力和随之而来的接触压力。径向分量L1、L2是径向内圈33的接触表面33'的直径φ和径向内圈33相对于壳体40在旋转轴线X的方向上的角度偏差的函数。换言之，这些径向分量L1、L2取决于具体应用，因为它们必须确保唇的必要长度。为了确保合适的柔性，这些径向分量还必须与径向唇53、54的各自厚度SP1、SP2相关。有利地，对于第一径向唇53，用于确保合适的柔性的比SP1：L1必须在0.2与0.35之间。实际上，针对较高的值，径向唇53变得过于刚性，而针对较低的值，径向唇53变得过于柔性并且因此无法确保足够的接触压力。
[0029]两个唇最重要的是出于密封作用的目的，仍然考虑第一径向唇53，过盈量I由径向内圈33的径向外表面33'与接触边缘53b的端部53b'之间的径向距离限定。有利地，比I：L1必须在0.24与0.36之间。实际上，在较高值的情况下，对唇的与高接触压力相关联的应力无法再被承受(/支撑)，而在较低值的情况下，不可能产生足够的接触压力。
[0030]第一径向唇53的接合边缘53a与弹性体密封件52的轴向内壁52'之间的轴向距离H1确确定唇与弹性体密封件之间的铰链状约束部(/折叶状约束部)(hinge
‑
like constraint)的刚性。其优选在0.2mm与3mm之间的尺寸具有通过减小“铰链(hinge)”的面积来减小接触力的功能。
[0031]径向唇的角度(优选彼此相同)也是重要的。每个径向唇53、54与旋转轴线X的方向
形成的角度由β表示，并且相应径向唇53、54的每个接触边缘53b、54b本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转轴承单元(30)，包括：
‑
径向外圈(31)，是固定的；
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径向内圈(33)，能够相对于旋转轴线(X)旋转，并且稳定地连接到旋转轴(45)；
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双列滚动体(32)，介于所述径向外圈(31)与所述径向内圈(33)之间；
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壳体(40)，所述轴承单元的圈容纳在所述壳体(40)内；
‑
密封装置(50)，包括弹性体密封件(52)，所述弹性体密封件(52)共成型到稳定地锚固到所述壳体(40)的成形金属屏蔽件(51)上；所述轴承单元(30)的特征在于，
‑
所述弹性体密封件(52)设置有第一径向唇(53)和第二径向唇(54)，所述第一径向唇(53)在径向上位于内部并且在径向上接触，所述第二径向唇(54)也在径向上位于内部且在径向上接触，并且相对于所述双列滚动体(32)在轴向上比所述第一径向唇(53)更靠外；
‑
所述第一径向唇(53)和所述第二径向唇(54)二者通过相应的接触边缘(53b、54b)与所述径向内圈(33)的径向外表面(33')滑动接触；
‑
所述第一径向唇(53)的厚度(SP1)大于所述第二径向唇(54)的厚度(SP2)。2.根据权利要求1所述的旋转轴承单元(30)，其特征在于，所述弹性体密封件(52)和所述径向唇(53、54)由具有高弹性模量的低摩擦弹性体材料制成。3.根据权利要求2所述的旋转轴承单元(30)，其特征在于，所述弹性体材料是氢化丙烯腈丁二烯。4.根据前述权利要求中任一项所述的旋转轴承单元(30)，其特征在于，所述第一径向唇(53)的长度的径向分量(L1)和所述第二径向唇(54)的长度的径向分量(L2)被确定为所述径向内圈(33)的接触表面(33')的直径(φ)和所述壳体(40)与所述径向内圈(33)之间在所述旋转轴线(X)的方向上的角度偏差的函数，所述第一径向唇(53)的长度的径向分量(L1)为接合到所述弹性体密封件(52)的接合边缘(53a)与所述接触边缘(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹尼，
申请(专利权)人：斯凯孚公司，
类型：发明
国别省市：