專利名稱：動態(tài)性能改善的滾動軸承和密封墊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種滾動軸承，其滾動空間的至少一邊配有一個密封墊，還涉及一種
用于這種滾動軸承的密封墊。 本發(fā)明特別適用于密封汽車滾動軸承、尤其是車輪軸承的滾動空間的至少一邊。
背景技術：
為了一方面避免滾動空間內(nèi)的潤滑劑的泄漏，另一方面避免外來污染物對所述空間的污染，人們已經(jīng)知道使用密封墊，它包括一個柔性密封元件，與一個剛性骨架結合，用于與軸承結合。 特別是，柔性元件可具有一個外唇邊和一個內(nèi)唇邊，在兩者之間限定一個環(huán)形槽，
槽內(nèi)放置潤滑劑。這樣，通過使與軸承一個構件相連的唇邊和與所述軸承另一個構件相連
的支撐面摩擦接觸，可以保證所希望的密封，同時限制唇邊摩擦導致的力矩。 在考慮的應用中，密封應力是嚴重的，特別是就密封墊所經(jīng)受的環(huán)境而言，這就必
須提高唇邊施加在接觸支撐面上的力矩。 然而，除了對軸承旋轉(zhuǎn)所需能量的負面影響外，大力矩還導致唇邊過早磨損，尤其是在溫度升高的作用下。 因此，需要改善密封唇邊在接觸支撐面上的動態(tài)性能，使得在優(yōu)化提供的密封和引發(fā)的力矩之間的關系的同時，限制所述唇邊的磨損。

發(fā)明內(nèi)容
為此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明提出一種滾動軸承，它包括一個固定構件， 一個轉(zhuǎn)動構件和一些滾動體，后者置于所述構件之間形成的滾動空間內(nèi)，使其能相對轉(zhuǎn)動，滾動空間
的至少一邊配有一個密封墊，其包括一個密封元件，與一個剛性環(huán)形骨架結合，骨架與軸承
的一個構件相連，所述密封元件具有一個外唇邊和一個內(nèi)唇邊，它們分別在與軸承另一構
件相連的外支撐面和內(nèi)支撐面上摩擦接觸，所述唇邊布置成在其之間限定一個環(huán)形槽，槽
內(nèi)放置潤滑劑，其中，外支撐面的承載能力高于60%，粗糙度大于0.5微米，內(nèi)支撐面的承
載能力和粗糙度分別嚴格地高于和嚴格地低于外支撐面的承載能力和粗糙度。 根據(jù)第二方面，本發(fā)明提出一種用于滾動軸承的密封墊，所述密封墊包括一個與
所述軸承結合的剛性環(huán)形骨架，及一個與所述骨架相對而置的擋板，以在它們之間形成一
個環(huán)形密封空間，所述密封墊另外包括一個密封元件，與所述骨架結合并置于所述密封空
間內(nèi)，密封元件具有一個外唇邊和一個內(nèi)唇邊，所述唇邊分別在擋板的外支撐面和內(nèi)支撐
面上摩擦接觸，并且布置成在它們之間限定一個環(huán)形槽，槽內(nèi)放置潤滑劑，其中，外支撐面
的承載能力高于60%，粗糙度大于0. 5微米，內(nèi)支撐面的承載能力和粗糙度分別嚴格地高
于和嚴格地低于外支撐面的承載能力和粗糙度。


本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將在下面參照附圖進行的描述中顯現(xiàn)，其中
-圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的密封墊的局部縱向剖視-圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的外支撐面的痕跡。
具體實施例方式
現(xiàn)參照圖1描述一種用于滾動軸承、特別是汽車車輪滾動軸承的密封墊。 該軸承包括一個固定構件、一個轉(zhuǎn)動構件和一些滾動體，滾動體置于所述構件之
間形成的一個滾動空間內(nèi)，使它們可相對轉(zhuǎn)動。 為了密封滾動空間的一邊，軸承配有一個密封墊，它包括一個與所述軸承結合的剛性環(huán)形骨架l，使所述骨架與所述軸承的一個構件旋轉(zhuǎn)相連。特別是，骨架1可以用金屬材料、尤其是沖壓鋼板實現(xiàn)。根據(jù)一種實施例，滾動空間的每一邊都可以分別用一個密封墊密封。 在示出的實施方式中，骨架1包括一個軸向支撐面la和一個徑向支撐面lb，兩者通過一個連接圓角lc連接。這樣，通過在其中一個軸承構件上形成的相應支撐面上的裝配，軸向支撐面la形成了一種結合手段。 密封墊還包括一個與骨架1結合的柔性密封元件2，其可以用彈性體材料實現(xiàn)，特別是丁腈橡膠(NBR)，可以通過添加例如碳黑、氫化丁腈橡膠(HNBR)、含氟聚合物或聚丙烯酸酯來機械增強。特別是，密封元件2可以通過復制模制與徑向支撐面lb內(nèi)表面的至少一部分相結合。圖中，密封元件2與骨架1的整個內(nèi)表面結合。 為了保證密封性，密封元件2具有一個外唇邊4和一個內(nèi)唇邊3，當軸承旋轉(zhuǎn)時，分別與外支撐面和內(nèi)支撐面摩擦接觸，這些支撐面與軸承的另一個構件相連。為了限制引發(fā)的力矩，唇邊3、4布置成在它們之間限定一個環(huán)形槽，槽內(nèi)放置潤滑劑9，例如油脂。
根據(jù)未示出的第一實施例，接觸支撐面在與結合有骨架1的構件相對的軸承構件上實現(xiàn)。例如，外唇邊4可在外支撐面上正面接觸，而內(nèi)唇邊3可在內(nèi)支撐面上徑向接觸。
根據(jù)第二實施例，密封墊還包括一個擋板8，與另一構件相連，以在所述擋板和骨架1之間形成一個環(huán)形密封空間11。這樣，密封元件2就置于環(huán)形空間11內(nèi)，并且外支撐面和內(nèi)支撐面在所述擋板上形成。這種密封墊的優(yōu)點是在軸承上安裝之前進行預安裝和潤滑。
圖1中，密封元件2包括一個延伸到徑向支撐面lb之外的自由部分2a，所述部分具有一個徑向內(nèi)唇邊3。此外，密封元件2還包括一個正面外唇邊4，相對于徑向唇邊3設置在外側。在一個未示出的實施方式中，密封元件2可包括一個第三唇邊，其從自由部分2a開始延伸，方向與正面唇邊4相反，即朝向滾動軸承的內(nèi)部(圖1左邊)。
此外，示出的密封元件2具有一個靜態(tài)密封凸緣5，用于保護軸向支撐面la和構件之間的裝配區(qū)，所述凸緣與骨架1的內(nèi)表面形成連續(xù)，即在軸向支撐面la的自由端形成。在變型中，密封元件2可覆蓋徑向支撐面lb的外表面，密封凸緣則在連接圓角lc處形成。
為了改善密封元件2在骨架1上結合的可靠性，徑向支撐面lb的自由端具有一個軸向偏移區(qū)6，密封元件2的自由部分2a的結合通過一個環(huán)圈7實現(xiàn)，環(huán)圈7包圍所述偏移區(qū)的外表面。在示出的實施例中，環(huán)圈7與徑向支撐面lb外表面對齊。此外，正面唇邊4對著偏移區(qū)6延伸，與環(huán)圈7相反。
5
擋板8具有一個軸向支撐面8a及一個徑向支撐面8b，軸向支撐面用于將所述擋板 裝配在與其上結合有骨架1的構件相對的構件上。在該實施例中，外唇邊4在徑向支撐面 8b上正面接觸，而內(nèi)唇邊3在軸向支撐面8a上徑向接觸。更確切地說，外唇邊4具有一個 軸-徑向的端部部分，其延伸超出了基本軸向的一個基部。軸-徑向部分相對于含有潤滑 劑9的槽是擴散的，并且支靠在徑向支撐面8b上，從而在環(huán)形空間ll和所述槽之間提供擋 板的作用。 圖1中，徑向支撐面8b具有一個向密封元件2軸向偏移的部分，外唇邊4與形成 外支撐面的所述部分摩擦接觸。 此外，在擋板8和骨架1之間形成折道10 (chicane)，所述折道與外唇邊4 一側的 環(huán)形空間ll相通。這樣，外來污染物不會進入密封元件2。此外，在軸承中，通過相對于骨 架1側向朝外安裝擋板8，可獲得對密封元件2的保護。 在未示出的變型中，并且在擋板8與軸承的轉(zhuǎn)動構件結合的情況下，所述擋板的 外表面可以設有一個所述構件的旋轉(zhuǎn)編碼器，如文獻EP0607719所描述的。
外支撐面8b具有高于60%的承載能力。根據(jù)標準ISO 4287和13565，考慮的承 載能力為承載長度Mr與外支撐面輪廓總高度一半(Rt/2)之比。根據(jù)標準IS0 4287，一個 輪廓的總高度Rt為評估長度內(nèi)的輪廓凸起的最大高度和輪廓凹陷的最大深度之和。
承載能力體現(xiàn)了外支撐面8b的表面不平度的輪廓和均勻性的特征。此外，外支撐 面8b的表面粗糙度大于0. 5微米，這是不平度的尺寸特征。根據(jù)標準ISO 4287，考慮的粗 糙度為粗糙度Ra，它是基本長度內(nèi)縱坐標絕對值的算術平均值。 外支撐面8b的這種承載能力和粗糙度的選擇，使得可以限制外唇邊4施加在所述 支撐面上的力矩。使得外唇邊4的發(fā)熱降低，特別是約1(TC左右，并且因此獲得最佳耐磨強度。 此外，獲得的潤滑具有流體動力特性，其中，唇邊4和支撐面8b之間接觸處形成潤 滑膜。此外，試驗顯示外唇邊4主要具有密封空間11和含有潤滑劑9的槽之間的擋板功能， 因此所述唇邊和支撐面8b之間的緊密密封接觸相對于密封墊提供的密封性而言不是決定 性的。 相反，內(nèi)唇邊3具有強化密封的功能。因此，本發(fā)明保留內(nèi)支撐面8a的小粗糙度 和大承載能力。特別是，內(nèi)支撐面8a的承載能力和粗糙度分別嚴格地高于和嚴格地低于外 支撐面8b。根據(jù)一個實施例，內(nèi)支撐面8a的承載能力和粗糙度為沖壓鋼板的承載能力和粗 糙度，例如分別約為80%以上和低于0. 4微米。 根據(jù)第一種實施例，外支撐面8b經(jīng)過機械處理，以根據(jù)其承載能力和粗糙度調(diào)節(jié) 其表面狀態(tài)。例如，機械處理可包括噴丸處理或滾壓。在變型中，機械處理可在鋼板沖壓時 實現(xiàn)，特別是設置經(jīng)噴砂后的沖?；蜿幠＃沟猛庵蚊?b的形成處變得粗糙。這些實施 例可獲得O. 5微米和0. 7微米之間的粗糙度，特別是約0. 55微米，在外唇邊4的密封性、引 發(fā)力矩和磨損試驗方面得到良好的結果。 根據(jù)第二種實施例，外支撐面8b具有痕跡，用于相對其承載能力和粗糙度調(diào)節(jié)所 述支撐面的表面狀態(tài)。 特別是，痕跡可通過激光束實現(xiàn)，其優(yōu)點是避免擋板8變形，在可實現(xiàn)的痕跡的幾 何形狀方面特別靈活，并且實施后不需要清洗。因此，就外唇邊4和外支撐面8b之間的接
6觸處形成潤滑膜而言，可獲得最佳的表面狀態(tài)。 特別是，痕跡可包括一個規(guī)則的直線槽紋12的網(wǎng)格，特別是相對于密封墊轉(zhuǎn)軸13 對稱分布，如圖2所示。在一個實施例中-槽紋12沿45°和90°之間的一個角度、圖2中特別為30°進行交錯；
-槽紋12的深度在5和10微米之間；-槽紋12的間距在30和80微米之間，圖2中特別為50微米。 此外，痕跡的粗糙度Ra為1. 2微米，總高度Rt為8. 7微米。為了將承載比提高到
60%以上，痕跡可以拋光，這樣，拋光后的總高度Rt約為4微米，而粗糙度約為1微米。
權利要求
一種滾動軸承，包括一個固定構件、一個轉(zhuǎn)動構件和一些滾動體，滾動體置于所述構件之間形成的滾動空間內(nèi)，使它們能相對轉(zhuǎn)動，滾動空間的至少一邊配有一個密封墊，其包括一個密封元件(2)，與一個剛性環(huán)形骨架(1)結合，骨架與軸承的一個構件相連，所述密封元件具有一個外唇邊(4)和一個內(nèi)唇邊(3)，它們分別在與軸承另一構件相連的外支撐面(8b)和內(nèi)支撐面(8a)上摩擦接觸，所述唇邊設置成在其之間限定一個環(huán)形槽，槽內(nèi)放置潤滑劑(9)，所述軸承的特征在于，外支撐面(8b)的承載能力高于60％，并且粗糙度大于0.5微米，內(nèi)支撐面(8a)的承載能力和粗糙度分別嚴格地高于和嚴格地低于外支撐面(8b)的承載能力和粗糙度。
2. 根據(jù)權利要求1所述的滾動軸承，其特征在于，外唇邊(4)在外支撐面(8b)上正面接觸，內(nèi)唇邊(3)在內(nèi)支撐面(8a)上徑向接觸。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的滾動軸承，其特征在于，密封墊還包括一個擋板(8)，與另一個構件相連，以在所述擋板和骨架(1)之間形成一個環(huán)形密封空間(11)，密封元件(2)置于所述空間內(nèi)，并且外支撐面(8b)和內(nèi)支撐面(8a)在所述擋板上形成。
4. 根據(jù)權利要求3所述的滾動軸承，其特征在于，擋板(8)相對于骨架(1)朝軸承外部側向安裝。
5. 用于權利要求3或4所述的滾動軸承的密封墊，該密封墊包括一個與所述軸承結合的剛性環(huán)形骨架(l)，及一個與所述骨架相對而置的擋板(8)，以便在它們之間形成一個環(huán)形密封空間(ll)，所述密封墊還包括一個密封元件(2)，與所述骨架結合并置于所述密封空間內(nèi)，密封元件(2)具有一個外唇邊(4)和一個內(nèi)唇邊(3)，所述唇邊分別在擋板(8)的外支撐面(8b)和內(nèi)支撐面(8a)上摩擦接觸，并且布置成在它們之間限定一個環(huán)形槽，槽內(nèi)放置潤滑劑(9)，所述密封墊的特征在于，外支撐面(8b)的承載能力高于60%，并且粗糙度大于0.5微米，內(nèi)支撐面(8a)的承載能力和粗糙度分別嚴格地高于和嚴格地低于外支撐面(8b)的承載能力和粗糙度。
6. 根據(jù)權利要求5所述的密封墊，其特征在于，外支撐面(8b)經(jīng)過機械處理，以相對于其承載能力和粗糙度調(diào)節(jié)其表面狀態(tài)。
7. 根據(jù)權利要求5所述的密封墊，其特征在于，外支撐面(8b)上具有痕跡，用于相對于其承載能力和粗糙度調(diào)節(jié)所述支撐面的表面狀態(tài)。
8. 根據(jù)權利要求7所述的密封墊，其特征在于，痕跡包括一個規(guī)則的直線槽紋(12)的網(wǎng)格。
9. 根據(jù)權利要求8所述的密封墊，其特征在于，槽紋(12)相對于轉(zhuǎn)軸(13)對稱分布。
10. 根據(jù)權利要求8或9所述的密封墊，其特征在于，槽紋(12)沿45°和90°之間的一個角度進行交錯，槽紋(12)的深度在5至10微米之間，而所述槽紋的間距在30至80微米之間。
11. 根據(jù)權利要求7至10之一所述的密封墊，其特征在于，痕跡經(jīng)過拋光，以獲得高于60%的承載比。
12. 根據(jù)權利要求5至ll之一所述的密封墊，其特征在于，在擋板(8)和骨架(1)之間形成一個折道(IO)，所述折道與外唇邊(4) 一側的環(huán)形密封空間(11)相通。
13. 根據(jù)權利要求5至12之一所述的密封墊，其特征在于，擋板(8)具有一個與軸承結合的軸向支撐面(8a)和一個徑向支撐面(8b)，外唇邊(4)在徑向支撐面(8b)上正面接觸，而內(nèi)唇邊(3)在軸向支撐面(8a)上徑向接觸。
14.根據(jù)權利要求13所述的密封墊，其特征在于，徑向支撐面(8b)具有一個朝密封元件(2)軸向偏移的部分，外唇邊(4)在構成外支撐面的所述部分上摩擦接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滾動軸承，它包括一個固定構件、一個轉(zhuǎn)動構件和一些滾動體，后者置于所述構件之間形成的滾動空間內(nèi)，使它們能相對轉(zhuǎn)動，滾動空間的至少一邊配有一個密封墊，其包括與剛性環(huán)形骨架(1)結合的密封元件(2)，骨架與軸承的一個構件相連，所述密封元件具有一個外唇邊(4)和一個內(nèi)唇邊(3)，分別在與軸承另一構件相連的外支撐面(8b)和內(nèi)支撐面(8a)上摩擦接觸，所述唇邊在它們之間限定一個環(huán)形槽，槽內(nèi)放置潤滑劑(9)，外支撐面(8b)的承載能力高于60％，且粗糙度大于0.5微米，內(nèi)支撐面(8a)的承載能力和粗糙度分別嚴格地高于和嚴格地低于外支撐面(8b)的承載能力和粗糙度。
文檔編號F16C33/76GK101765734SQ200880022277
公開日2010年6月30日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權日2007年6月29日
發(fā)明者B·肖迪耶, S·魯蘭 申請人:Snr軸承股份有限公司