專利名稱：滾柱軸承密封件的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種密封的軸頸軸承，尤其涉及一種改進的錐形滾柱軸承組件密封裝置。
背景技術(shù)：
包含有被預先組裝成獨立式預潤滑裝置(其用于組裝到車軸或軸端部的軸頸上)的兩排錐形滾柱的滾柱軸承組件是已知的。這種軸承組件被用作組裝到車軸的端部處的軸頸上的軌道車輛軸承。這種類型的軸承典型地采用兩排錐形滾柱，所述滾柱通過它們相應的軸承內(nèi)圈安裝到公共軸承外圈的每一端部中，所述軸承內(nèi)圈的內(nèi)徑的尺寸加工成提供與軸頸和與位于內(nèi)圈之間的圓柱形套筒或間隔件干涉配合，所述圓柱形套筒或間隔件在軸頸上提供精確的間隔和適當?shù)膫?cè)隙。安裝在軸承外圈的每一端部內(nèi)的密封件提供與靠在位于組件每一端部處的各軸承內(nèi)圈的外端或背面的耐磨環(huán)的密封接觸。這種密封件在美國專利No. 5975533 和 7607836 中示出。在典型的軌道車輛設備中，軸頸在內(nèi)側(cè)端機加工有倒角部，具有與倒角部輪廓互補的表面和用于與內(nèi)耐磨環(huán)的內(nèi)側(cè)端接合的抵靠表面的墊環(huán)將軸承組件精確定位在軸頸上。通過螺旋擰入車軸端部上的孔中的螺栓而安裝在車軸的端部上的端蓋與外側(cè)耐磨環(huán)接合且將整個組件夾緊在車軸端部上。耐磨環(huán)典型地具有這樣的內(nèi)徑，其尺寸加工成與軸頸在其長度的至少一部分上干涉配合，從而整個組件作為一個單元被按壓到軸頸的端部上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的軸承組件是包括繞車軸或軸的軸頸部安裝的內(nèi)座圈或內(nèi)圈的滾柱軸承。內(nèi)座圈包括向外的滾道。外座圈或外圈具有向內(nèi)的滾道。滾柱元件位于內(nèi)、外滾道之間且與之接觸。墊環(huán)具有與形成在軸上的倒角部的成形表面互補且接合的成形表面。倒角部從軸頸延伸至軸的肩部。所述成形表面協(xié)作以將墊環(huán)固定防止其沿著軸的軸向運動。軸承組件包括密封組件，該密封組件提供屏障以將潤滑劑保持在密封組件內(nèi)和將污染物擋在外面。密封組件可包括鄰近密封部分本身的固定件和鄰近耐磨環(huán)的轉(zhuǎn)動件。還設置有具有鄰近耐磨環(huán)的部分的擋油環(huán)。密封部分、轉(zhuǎn)動件、固定件和擋油環(huán)之間的相互關系用于將潤滑劑保持在密封組件內(nèi)且將污染物擋在外面。


在附圖中圖1是其上安裝有根據(jù)本發(fā)明實施例的錐形滾柱軸承組件的軸頸的剖面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的錐形滾柱軸承密封組件的詳細局部剖面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的錐形滾柱軸承組件的詳細局部剖面圖；和圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的錐形滾柱軸承組件的詳細局部剖面圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參考附圖的圖1，圖1中整體由附圖標記10表示的軸承組件示出為安裝在位于軸或車軸14 (典型地為軌道車輛車軸)的自由懸臂端上的軸頸12上。軸頸12被機加工成具有非常精密的公差，并且其內(nèi)端部以延伸至車軸14的圓柱形肩部18的成形倒角部22終止。在車軸的自由端，軸頸部12以略微呈圓錐形或漸縮的引導部24終止，引導部24的尺寸設計成有助于軸承組件安裝到軸頸上。多個螺紋孔26被形成在車軸14的端部中，用于接收帶帽的螺釘或螺栓28，以將軸承保持蓋30安裝在軸的端部上，從而將軸承夾緊就位，如下文更充分描述的那樣。軸承組件10在通過蓋30和螺栓28安裝和夾緊到軸頸12上之前被預先組裝。軸承組件包括整體式的軸承外圈或外滾道32，所述軸承外圈或外滾道32具有一對滾道34、36——在其每個端部附近各一個，該一對滾道分別與一對軸承內(nèi)圈38、40協(xié)作，以分別支撐位于兩者其間的兩排錐形滾柱42、44。中心間隔件46位于內(nèi)圈38、40之間以保持內(nèi)圈相對于彼此精確地間隔定位，且允許適當?shù)妮S承側(cè)隙。軸承外圈32在其相對兩端、在滾道34、36外側(cè)設有圓柱形沉孔17、19 ;一對密封部分52、58被分別按壓到外圈32的圓柱狀沉孔17、19中。每個密封部分52、58包括彈性密封元件，該元件在一對密封耐磨環(huán)60、62的表面37、61上摩擦且與所述表面形成密封，該密封耐磨環(huán)具有分別與軸承內(nèi)圈38、40的向外端部接合的向內(nèi)端部。密封部分58與密封部分52相同，且將不再進行詳細描述。耐磨環(huán)60的另一端被接收在環(huán)形墊環(huán)66的軸向向外端中的圓柱形沉孔64中，該環(huán)形墊環(huán)在其另一端上則具有尺寸加工成以干涉關系被接收在軸14的圓柱形肩部18上的沉孔68。沉孔64和耐磨環(huán)60的外徑的尺寸也被加工成提供干涉配合，從而耐磨環(huán)60被按壓到墊環(huán)66中，該墊環(huán)被精加工以提供與倒角部22的輪廓互補且當軸承被安裝在軸上時與倒角部22的輪廓接合的成形內(nèi)表面70。耐磨環(huán)62的向外端抵靠保持蓋30中的沉孔31。現(xiàn)在參考圖2，提供了軸承組件10的密封組件部的詳細視圖?？梢钥吹矫芊獠糠?2包括大致圓柱形部件，其具有較大直徑的第一端部部分48，該第一端部部分48被壓入或安裝到外圈32上的互補沉孔17中。密封部分52包括與第一端部部分48平行延伸的中間部分53和從中間部分53延伸且與第一端部部分48平行的第二端部部分54。中間部分53的一部分55與中間部分53垂直。可以看到轉(zhuǎn)動件(rotor) 81是具有較大直徑的外部部分82的大致圓柱形部件。中間部分83從外部部分82延伸且大致與之垂直。中間部分83包括抵靠著軸承內(nèi)圈38的互補平坦表面94安裝的大致平坦的外部部分93。轉(zhuǎn)動件81的內(nèi)部部分84從中間部分83延伸且大致與之垂直。轉(zhuǎn)動件81的內(nèi)部部分84具有外表面95，該外表面被抵靠著耐磨環(huán)60的外表面37安裝。擋油環(huán)(slinger) 112是通常由鋼或聚合物塑料構(gòu)成的大致圓柱形結(jié)構(gòu)。擋油環(huán)112包括第一端部部分114、與第一端部部分114垂直的中間部分116和與中間部分116垂直的第二端部部分118。第一端部部分114的直徑比第二端部部分118的大。第一端部部分114位于密封件52的中間部分53附近且在該中間部分53的徑向外側(cè)。中間部分116位于密封部分55附近且在其徑向內(nèi)側(cè)。第二端部部分118包括與耐磨環(huán)60的外表面37鄰近且與之抵靠的外表面。
轉(zhuǎn)動件內(nèi)部部分84的外表面95焊接、粘合或干涉配合地安裝到耐磨環(huán)60的外表面37上。卷邊或肋97或其它固定裝置可定位于轉(zhuǎn)動件81的內(nèi)部部分84處，以固定到耐磨環(huán)60的外表面37。耐磨環(huán)60的外表面37中的倒角部98輔助卷邊或肋97與外表面37的關系。密封部分52、擋油環(huán)112、轉(zhuǎn)動件81的組合和構(gòu)造幫助將潤滑劑保持在密封組件內(nèi)。在轉(zhuǎn)動件81、內(nèi)部部分84和外部部分82繞密封件第二端部部分54旋轉(zhuǎn)時，潤滑劑從密封組件內(nèi)溢出所需的路徑是彎曲的。優(yōu)選地，密封件第二端部部分54最少延伸大約一半到由轉(zhuǎn)動件外部部分82和內(nèi)部部分84形成的通道中，但是這種延伸可以是從25%到75%或更多。應該理解，密封件52本身通常由與轉(zhuǎn)動件81、固定件(stator)47和擋油環(huán)112同樣的適當?shù)匿摌?gòu)成。然而密封件52、轉(zhuǎn)動件81、固定件47或擋油環(huán)112的一個或更多由例如聚酯的工程塑料聚合物或熱塑性塑料或合成材料構(gòu)成也在本發(fā)明的范圍內(nèi)?，F(xiàn)在參考圖3，提供了軸承組件110的密封組件部的第二實施例的詳細圖?？梢钥闯雒芊獠糠?52包括大致圓柱形部件，具有按壓或安裝到外圈32中的互補沉孔117中的第一端部部分148。密封部分152包括與第一端部部分148垂直延伸的中間部分153，且第二端部部分155具有比第一端部部分148小的直徑且與之平行。固定件147是具有第一端部部分149的大致圓柱形部件，該第一端部部分具有鄰近密封件152的第二端部部分155的內(nèi)表面157且固定到該內(nèi)表面157的外表面159。固定件147還包括與第一端部部分149垂直的中間部分161和與中間部分161垂直的第二端部部分151。可以看到轉(zhuǎn)動件181是具有較大直徑的外部部分182的大致圓柱形部件。中間部分183從外部部分182延伸且與之大致垂直。中間部分183包括大致平坦的外部部分193，該外部部分193抵靠著軸承內(nèi)圈138的互補平坦表面194安裝。轉(zhuǎn)動件181的內(nèi)部部分184從中間部分183延伸且與之大致垂直。轉(zhuǎn)動件181的內(nèi)部部分184具有抵靠著耐磨環(huán)160的外表面137安裝的外表面195。轉(zhuǎn)動件181的外表面195焊接、粘合或干涉配合地安裝到耐磨環(huán)160的外表面137。卷邊或肋197或其它固定裝置可定位于轉(zhuǎn)動件181的中間部分183和轉(zhuǎn)動件181的內(nèi)部部分184的外表面195之間的拐角處，以固定到耐磨環(huán)160的外表面137。耐磨環(huán)160的外表面137中的倒角部198輔助卷邊或肋197定位于外表面137。擋油環(huán)212是大致圓柱形結(jié)構(gòu)，通常由鋼或聚合物塑料構(gòu)成。擋油環(huán)212包括第一端部部分214、與第一端部部分214垂直的中間部分216和與中間部分216垂直的第二端部部分218。第一端部部分214的直徑比第二端部部分218的直徑大，且在密封件152的第二端部部分155附近且在其徑向外側(cè)。中間部分216在轉(zhuǎn)動件中間部分161附近且在其徑向內(nèi)側(cè)。第二端部部分218包括位于耐磨環(huán)160的外表面137附近且與之抵靠的外表面。包括固定件部分147、擋油環(huán)212和轉(zhuǎn)動件181的密封部分152的組合和構(gòu)造輔助將潤滑劑保持在密封組件內(nèi)。當轉(zhuǎn)動件181內(nèi)部部分184和外部部分182繞固定件147的第二端部部分151旋轉(zhuǎn)時，潤滑劑從密封組件內(nèi)溢出所需的路徑是彎曲的。優(yōu)選地，固定件147的第二端部部分151的大約一半延伸到由轉(zhuǎn)動件外部部分182和內(nèi)部部分184形成的通道中，但是這種延伸可以是從25%到75%或更多。應該理解密封殼體152本身通常由與轉(zhuǎn)動件181、固定件147和擋油環(huán)212同樣的適當?shù)匿摌?gòu)成。然而，密封部分152、轉(zhuǎn)動件181、固定件147和擋油環(huán)212之一或更多由例如聚酯的工程熱塑性塑料或合成材料構(gòu)成也在本發(fā)明的范圍內(nèi)?，F(xiàn)在參考圖4，提供了軸承組件210的密封組件部的第三實施例的詳細圖?？梢钥闯雒芊獠糠?52包括大致圓柱形部件，其具有按壓或安裝到外圈332中的互補沉孔317中的第一端部部分348。密封部分352包括與第一端部部分348垂直延伸的中間部分335，且第二端部部分353具有比第一端部部分348小的直徑并與之平行。固定件347是大致圓柱形部件，具有第一端部部分349，該第一端部部分具有與密封件352的第二端部部分353的內(nèi)表面357鄰近且固定到該內(nèi)表面357上的外表面359。固定件347還包括從第一端部部分349延伸的中間部分361和從中間部分361延伸的第二端部部分351。可以看出轉(zhuǎn)動件381是具有較大直徑的外部部分382的大致圓柱形部件。中間部分383從外部部分382延伸且與之大致垂直。中間部分383包括抵靠著軸承內(nèi)圈338的互補平坦外表面394安裝的大致平坦外表面384。轉(zhuǎn)動件381的內(nèi)部部分384從中間部分383延伸且與之大致垂直。轉(zhuǎn)動件381的內(nèi)部部分384具有抵靠著耐磨環(huán)360的外表面337安裝的外表面395。轉(zhuǎn)動件381的外表面395焊接、粘合或干涉配合地安裝到耐磨環(huán)360的外表面337。卷邊或肋397或其它固定裝置可定位于轉(zhuǎn)動件381的中間部分383和轉(zhuǎn)動件381的內(nèi)部部分384的外表面395之間的拐角處，以固定到耐磨環(huán)360的外表面337。耐磨環(huán)360的外表面337中的倒角部398輔助卷邊或肋397定位于外表面337。擋油環(huán)312是通常由鋼或聚合物塑料構(gòu)成的大致圓柱形結(jié)構(gòu)。擋油環(huán)312包括第一端部部分314、與第一端部部分314垂直的中間部分316和與中間部分316垂直的第二端部部分318。第一端部部分314的直徑比第二端部部分318的直徑大，且位于密封件352的第二端部部分353附近且處于其徑向外側(cè)。中間部分316位于固定件中間部分361附近且處于其徑向內(nèi)側(cè)。第二端部部分318包括與耐磨環(huán)360的外表面337鄰近且與之抵靠的外表面。包括固定件部分347、擋油環(huán)312和轉(zhuǎn)動件381的密封部分352的組合和構(gòu)造輔助將潤滑劑保持在密封組件內(nèi)。當轉(zhuǎn)動件381、內(nèi)部部分384和外部部分382繞固定件347的第二端部部分351旋轉(zhuǎn)時，潤滑劑從密封組件內(nèi)溢出所需的路徑是彎曲的。優(yōu)選地，固定件347的第二端部部分331的大約一半延伸進入由轉(zhuǎn)動件外部部分382和內(nèi)部部分384形成的通道中，但是這種延伸可以是從25%到75%或更多。應該理解密封殼體352本身通常由與轉(zhuǎn)動件381、固定件347和擋油環(huán)312同樣的適當?shù)匿摌?gòu)成。然而，密封部分352、轉(zhuǎn)動件381、固定件347和擋油環(huán)312的一個或更多由例如聚酯的工程熱塑性塑料或合成材料構(gòu)成也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種滾柱軸承組件，包括 內(nèi)圈，所述內(nèi)圈上具有向外的滾道； 外圈，所述外圈上具有向內(nèi)的滾道； 所述內(nèi)圈具有大致平坦的徑向向外的面； 所述外圈具有面向內(nèi)的圓柱形沉孔； 與所述內(nèi)圈相鄰的耐磨環(huán)，所述耐磨環(huán)具有圓柱形外表面， 密封件，所述密封件具有大致圓柱形構(gòu)造，所述密封件包括被接收在所述外圈的所述面向內(nèi)的圓柱形沉孔中的第一端部部分； 所述密封件具有中間部分和第二端部部分； 大致圓柱形的轉(zhuǎn)動件元件，所述轉(zhuǎn)動件元件包括外部部分、中間部分和內(nèi)部部分； 所述轉(zhuǎn)動件元件的內(nèi)部部分具有與所述耐磨環(huán)的圓柱形外表面相鄰的外表面；以及 大致圓柱形的擋油環(huán)元件，所述擋油環(huán)元件包括外部部分、中間部分和內(nèi)部部分， 所述擋油環(huán)元件的內(nèi)部部分具有與所述耐磨環(huán)的圓柱形外表面相鄰的外表面， 所述擋油環(huán)的外部部分在所述密封件的所述中間部分的徑向外側(cè)且與之相鄰，所述密封件的第二端部部分在所述轉(zhuǎn)動件元件的外部部分和內(nèi)部部分之間延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的滾柱軸承組件， 其中，所述轉(zhuǎn)動件元件的中間部分大致垂直于所述轉(zhuǎn)動件的外部部分和所述轉(zhuǎn)動件的內(nèi)部部分以形成通道形結(jié)構(gòu)，并且 其中，所述密封件的第二端部部分延伸到所述通道形結(jié)構(gòu)中。
3.如權(quán)利要求1所述的滾柱軸承組件， 其中，所述擋油環(huán)元件的中間部分與所述密封件的中間部分相鄰地延伸。
4.一種軸承組件，包括 軸承內(nèi)圈，所述軸承內(nèi)圈包括向外的滾道； 軸承外圈，所述軸承外圈包括漸縮的向內(nèi)的滾道，所述向內(nèi)的滾道位于軸承內(nèi)圈的滾道的徑向外側(cè)且與之間隔，且滾動元件位于所述向內(nèi)的滾道和所述向外的滾道之間； 所述軸承外圈具有面向內(nèi)的圓柱形沉孔； 耐磨環(huán)，所述耐磨環(huán)具有圓柱形外表面， 密封件，所述密封件具有第二端部部分和以干涉關系被接收在所述軸承外圈中的所述圓柱形沉孔內(nèi)的第一端部部分； 大致圓柱形的轉(zhuǎn)動件元件，所述轉(zhuǎn)動件元件包括外部部分、中間部分和內(nèi)部部分；以及 大致圓柱形的固定件元件，所述固定件元件包括外部部分、中間部分和內(nèi)部部分， 所述固定件元件的外部部分具有與所述密封件的第二端部部分相鄰的外表面， 所述固定件元件的內(nèi)部部分在所述轉(zhuǎn)動件元件的外部部分和內(nèi)部部分之間延伸；以及大致圓柱形的擋油環(huán)元件，所述擋油環(huán)元件包括外部部分和內(nèi)部部分，所述擋油環(huán)元件的內(nèi)部部分具有與所述耐磨環(huán)的圓柱形外表面相鄰的外表面，所述擋油環(huán)元件的外部部分在所述密封件的第二端部部分的徑向外側(cè)且與之相鄰。
5.如權(quán)利要求4所述的滾柱軸承組件， 其中，所述轉(zhuǎn)動件元件的中間部分大致垂直于所述轉(zhuǎn)動件的外部部分和所述轉(zhuǎn)動件的內(nèi)部部分以形成通道形結(jié)構(gòu)，以及其中，所述固定件元件的第二端部部分延伸到所述通道形結(jié)構(gòu)中。
6.如權(quán)利要求4所述的滾柱軸承組件， 其中，所述擋油環(huán)的中間部分與所述固定件元件的中間部分相鄰地延伸。
7.一種滾柱軸承組件，包括 內(nèi)圈，所述內(nèi)圈上具有向外的滾道； 外圈，所述外圈上具有向內(nèi)的滾道； 所述外圈具有大致平坦的徑向向外的面； 所述外圈具有面向內(nèi)的圓柱形沉孔； 與所述內(nèi)圈相鄰的耐磨環(huán)，所述耐磨環(huán)具有圓柱形外表面， 密封件，所述密封件具有大致圓柱形構(gòu)造，所述密封件包括被接收在所述外圈的所述面向內(nèi)的圓柱形沉孔中的第一端部部分； 所述密封件具有中間部分和第二端部部分； 大致圓柱形的轉(zhuǎn)動件，所述轉(zhuǎn)動件包括外部部分、中間部分和內(nèi)部部分； 所述轉(zhuǎn)動件的內(nèi)部部分具有與所述耐磨環(huán)的圓柱形外表面相鄰的外表面；以及 大致圓柱形的固定件， 所述固定件具有鄰近所述密封件的中間部分的第一端部部分，所述固定件具有在所述轉(zhuǎn)動件的外部部分和內(nèi)部部分之間延伸的第二端部部分， 并且包括大致圓柱形的擋油環(huán)，所述擋油環(huán)元件包括內(nèi)部部分，所述內(nèi)部部分具有鄰近所述耐磨環(huán)的所述圓柱形外表面的外表面。
8.如權(quán)利要求7所述的滾柱軸承組件， 其中，所述轉(zhuǎn)動件元件的中間部分大致垂直于所述轉(zhuǎn)動件的外部部分和所述轉(zhuǎn)動件的內(nèi)部部分以形成通道形結(jié)構(gòu)，并且 其中，所述轉(zhuǎn)動件元件的中間部分具有大致平坦的外表面，該外表面與所述內(nèi)圈的大致平坦的徑向向外的面抵靠。
9.如權(quán)利要求7所述的滾柱軸承組件， 其中，所述擋油環(huán)包括中間部分和第二端部部分，且其中，所述第二端部部分與所述密封件的中間部分相鄰。
10.如權(quán)利要求7所述的滾柱軸承組件， 還包括大致圓柱形構(gòu)造的墊環(huán)，所述墊環(huán)具有大致平坦的橫向表面，其中，所述擋油環(huán)包括鄰近所述墊環(huán)的橫向表面的中間部分。
11.如權(quán)利要求7所述的滾柱軸承組件， 其中，所述轉(zhuǎn)動件由聚合物材料構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求7所述的滾柱軸承組件， 其中，所述擋油環(huán)由鋼材料或聚合物塑料材料構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求7所述的滾柱軸承組件， 其中，所述固定件由聚合物塑料材料構(gòu)成。
全文摘要
提供了一種軸承組件，其具有滾柱軸承，該滾柱軸承帶有繞車軸的軸頸部分安裝的內(nèi)滾道。外滾道與內(nèi)滾道組合以接收滾柱元件。墊環(huán)對中定位至軸倒角部上。環(huán)形耐磨環(huán)位于內(nèi)滾道和墊環(huán)之間。改進的潤滑劑密封裝置被設置在耐磨環(huán)和支撐外滾道之間，且包括轉(zhuǎn)動件、密封件、擋油環(huán)，在一些實施例中還包括固定件。
文檔編號F16C19/38GK103016515SQ201210296068
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者M·W·費迪, M·A·梅森, P·A·哈伯德 申請人:阿母斯替德鐵路公司