CN102232151A - 滚动轴承以及包括所述滚动轴承的推力轴承组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及滚动轴承(1)，包括安装在下环形托座(6)内的下环(3)、安装在上环形托座(7)的上环(2)以及设置在由下环和上环限定的滚道之间的至少一排滚动元件(4)。环形托座之一具有至少一个环形裙部(6d)，其部分地插入另一个环形托座中提供的至少一个环形凹槽(7)内，因此形成蜿蜒腔(8)，并且该蜿蜒腔至少部分地填充有至少一种防水脂材料(9)。

Description

滚动轴承以及包括所述滚动轴承的推力轴承组件

技术领域

本发明涉及滚动轴承以及推力轴承组件领域，特别是具有转向轮的伸缩悬挂的机动车中所用的滚动轴承以及推力轴承组件。

背景技术

推力轴承组件通常包括上环和下环，其间安装滚动元件，例如滚珠或滚柱。

推力轴承组件通常设置在悬挂总成的顶部，位于也用作悬挂弹簧座的下金属托座和固定到车体的上部元件之间。悬挂装置的弹簧安装在减震器活塞杆周围，该减震器活塞杆的端部固定到弹性支撑块。推力轴承组件允许可旋转的弹簧托座和连接到车体的弹性支撑块之间的旋转运动。弹簧托座和弹性块之间的相对角运动是转动方向盘和/或悬挂弹簧压缩的结果。

推力轴承还在弹簧和车体之间传递轴向力。

EP 1000781公开了一种推力轴承，其中滚动轴承包括两个环和密封该两个环之间间隙的密封。

US 6186507公开了一种旋转轴，其密封装置包括轴向和径向的接触唇件。

WO 07/037308公开了一种滚动轴承，其中密封装置包括接触唇件和防水润滑脂。

然而，如此获得的轴承密封不是令人满意的。具体地讲，接触唇件造成滚动轴承的两个部件之间的摩擦。另一方面，滚动轴承位于车体下且靠近车轮附近，特别是在阴雨天气，飞溅的污染物可能进入轴承，长期的外部物质污染轴承可能负面影响轴承的运行。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种在限制转动摩擦的同时被非常严密密封的轴承。

本发明也致力于提供一种易于装配、不能拆除且制造便宜的具有高度不透性的滚动轴承。

根据实施例，一种滚动轴承包括安装在下环形托座内的下环、安装在上环形托座内的上环以及设置在由下环和上环限定的滚道之间的至少一排滚动元件。环形托座之一具有至少一个环形裙部，部分地插在另一个环形托座中设置的至少一个环形凹槽内，因此形成蜿蜒腔(sinuous chamber)。该蜿蜒腔至少部分地填充有至少一种防水脂材料。

所述防水脂材料和蜿蜒腔二者的结合(或迷宫密封)使其能够获得非常严密密封的滚动轴承，而不用接触唇件。因此，减少了滚动轴承的两个部件之间的摩擦，并且改善了水密性。

上托座和下托座限定了内部空间，其中设置上环和下环，蜿蜒腔形成从内部空间向外径向延伸的延伸部分。

蜿蜒腔形成从内部空间开始的延伸部分，这能够在滚动轴承安装后而在加防水脂材料前在内部空间中加润滑剂，例如润滑脂。

在优选实施例中，环形托座之一包括向外径向延伸的圆柱部分，并且另一个环形托座包括朝着圆柱部分轴向延伸且径向限制蜿蜒腔的外裙部，圆柱部分和外裙部限定蜿蜒腔的开口。

在实施例中，环形托座之一包括朝着另一个托座轴向延伸并且分开蜿蜒腔与内部空间的内裙部。内裙部可以部分地分开内部空间与蜿蜒腔，因此易于用两种油脂填充滚动轴承，该两种油脂为：润滑脂和防水脂材料。而且，内裙部可以减少两种油脂在滚动轴承内的混合。

环形托座之一可以包括朝着另一个托座的内裙部向内径向延伸的第一凸缘，内裙部包括向外径向延伸且与第一凸缘配合的第二凸缘以保持滚动轴承的装配。

在一个实施例中，内部空间可以包括润滑脂以润滑上环和下环的滚道。

在一个实施例中，防水脂材料和润滑脂是相同的脂。

防水脂材料可从内裙部的末端到环形裙部的末端填充蜿蜒腔。

作为选择，防水脂材料可从内裙部的末端到外裙部的末端填充蜿蜒腔。

有利地，对于NLGI等级2防水脂，防水脂材料中的根据标准ISO2137：2007的标准锥(standardized cone)的加工渗透性(worked penetration)为最大2951/10mm。

标准ISO 2137：2007通过测量标准锥的渗透性，规定了几种油脂密度的经验估算的方法。特别是，锥重量为102,5g。

有利地，防水脂材料(例如，Exxon的BEACON 325)包括在下面添加剂当中所选择的防水添加剂：PTFE(聚四氟乙烯)、氟基制剂、硅树脂基制剂、硬脂酸钙、金属皂，例如，如US 2008/0219610所规定。

如上所述的滚动轴承可更好地用在车辆悬挂的推力轴承组件中。

附图说明

通过研读看作非限定示例且由附图示出的某些实施例的详细说明，将更好理解本发明及其优点，附图中：

图1至3是根据本发明各种实施例的滚动轴承的轴向截面的半剖视图。

具体实施方式

如图1所示，滚动轴承1包括上环2和下环3，其间容放滚动元件4，例如滚珠，由合成材料的保持架5在圆周上均匀间隔地保持。上环2和下环3可由钢板通过切割和压制而形成。

上环2包括环形部分2a，其截面为内凹四分之一圆轮廓，适合于形成球4的环形滚道。环形部分2a由端部2b向外延伸，该端部2b包括轴向表面2c和径向表面2d，相交于2e。

下环3包括环形部分3a，其截面为内凹四分之一圆轮廓适合于形成球4的环形滚道。环形部分3a由端部3b向外延伸，该端部3b包括轴向表面3c和径向表面3d，相交于3e。

滚动轴承1包括合成材料的下环形托座6和上环形托座7，该合成材料例如为填充玻璃纤维的聚酰胺。

下托座6包括厚部分6a和裙部6d，厚部分6a由圆柱部分6b从厚部分6a的外顶部6c向外径向延伸，裙部6d从厚部分6a的外顶部6c朝着上托座7轴向延伸。下托座6还包括朝着上托座7定向的下凹槽6e，且形成在裙部6d和内裙部6f之间。下托座6a包括从厚部分6a的内顶部6h径向向内延伸的凸缘6g以及截面为朝着上托座7定向的凹入轮廓的环形内表面6i。凸缘6g由内表面6i和径向表面6j连接到内裙部6f，径向表面6j朝着上托座7定向且将内表面6i连接到内裙部6f。凸缘6g包括面向上面的截头圆锥表面6k和向内径向延伸的圆柱凸缘6m。此外，内裙部6f的末端可等于、低于或高于裙部6d的末端。

上托座7包括厚部分7a，由内圆柱部分7b从厚部分7a的内底部7c向内径向延伸。内圆柱部分7b可由内裙部7d从其内端部向下轴向延伸。内裙部7d包括凸缘7e，凸缘7e包括面向下面的截头圆锥表面7f和向外径向延伸的圆柱凸缘7g，凸缘7e与凸缘6g配合。特别是，圆柱凸缘7g的外径大于圆柱凸缘6m的内径，因此保持装配的滚动轴承1。上托座7包括内径向表面7h，其朝着下托座6定向，且将内圆柱部分7b连接到环形内表面7i，其截面为朝着下托座6定向的凹入轮廓。上托座7还包括向下轴向延伸到圆柱部分6b的外裙部7j。上托座7还包括裙部7k，其向下轴向延伸，且部分地插入下盖6的下凹槽6e内。上托座7包括上凹槽7m，形成在裙部7k和外裙部7j之间，裙部6d部分地插入其内。而且，外裙部7j的末端可等于、高于或低于裙部7k的末端。上托座7包括朝着下托座6定向并且将裙部7k连接到环形内表面7i的外径向表面7n。此外，裙部6d的端部可以等于、低于或高于外径向表面7n的高度。

内裙部6f、裙部7k、下凹槽6e、裙部6d、上凹槽7m和外裙部7j限定了蜿蜒腔8。蜿蜒腔8形成从上托座7和下托座6限定的内部空间10向外径向延伸的延伸部分，并且包括上环2和下环3。特别是，内部空间10由外径向表面7n、内表面7i、内径向表面7h、与凸缘6g相交的轴向表面、内表面6i、径向表面6j以及与内裙部6f的端部相交的轴向表面限定。

蜿蜒腔8可包括与内裙部6f的端部相交的轴向表面、外径向表面7n、裙部7k以及与内裙部6f相交的径向表面限定的第一弯曲8a。因此，第一弯曲8a由裙部6f的端部和裙部7k的基部形成。第一弯曲8a是蜿蜒腔8接触内腔的部分。蜿蜒腔8还包括由下凹槽6e和与裙部7k的端部相交的径向表面限定的第二弯曲8b以及由上凹槽7m和与裙部6d的端部相交的径向表面限定的第三弯曲8c。第一弯曲和第二弯曲由第一臂8d分开。第一臂8d由内裙部6f、裙部7k、与内裙部6f的端部相交的径向表面和与裙部7k的端部相交的径向表面限定。第二弯曲和第三弯曲由第二臂8e分开。第二臂8e由裙部7k、裙部6d、与裙部7k的端部相交的径向表面和与裙部6d的端部相交的径向表面限定。蜿蜒腔8还包括第三臂8f，其由裙部6d、外裙部7j、与裙部6d的端部相交的径向表面和与外裙部7j的端部相交的径向表面限定。由于该弯曲和各个臂，蜿蜒腔8用作迷宫密封。特别是，蜿蜒腔8减少了液体(例如水)从外部到内腔的循环。

蜿蜒腔8因此可包括两个回路：一个包括第一臂8d、第二弯曲8b和第二臂8e，另一个包括第二臂8e、第三弯曲8c和第三臂8f。然而，还可能的是形成仅包括一个回路或多于两个回路的蜿蜒腔。

圆柱部分6b不是必须的，而是允许在蜿蜒腔8的端部形成弯曲。特别是，该弯曲由外裙部7j的端部和圆柱部分6b的上表面限定，并且也减少水的进入。

蜿蜒腔8至少部分地填充有防水脂材料9。由于防水脂材料和蜿蜒腔8，改善了滚动轴承1的水密性，并且减少了上托座6和下托座7之间的摩擦。特别是，在第一实施例中，第一弯曲8a、第一臂8d、第二弯曲8b、第二臂8e、第三弯曲8c和第三臂8f填充有防水脂材料9。

而且，根据该第一实施例，防水脂材料9还填充内部空间10。防水脂材料9还允许滚动轴承、特别是滚动元件4和环2、3或保持架5之间的润滑。

防水脂材料9可在上述几个部件组装后引入滚动轴承1中。特别是，防水脂材料可通过由圆柱部分6b和外裙部7j形成的开口注入，以便填充在内部空间10和蜿蜒腔8中，直到由两个凸缘7e和6g形成的通道。

根据标准ISO 2137：2007的标准锥的渗透性，对于NLGI级2防水脂，防水脂材料最大为2951/10mm。

标准ISO 2137：2007通过测量标准锥的渗透性规定了几种经验估算油脂密度的方法。特别是，该方法在25℃下5分钟内测量脂中锥(重量：102,5g)的渗透性。由于这样的渗透值，防水脂材料9可留在蜿蜒腔中且保持滚动轴承的上托座和下托座之间的摩擦处于低水平。

特别是，脂的渗透值可根据形成脂的油或者根据油和增稠剂之间的比例选择。例如，使用脂中的粘性油或者在脂中使用大量的增稠剂可导致所述脂具有低的渗透值。

除了形成脂的油的不沾水特性外，防水脂材料还可包含防水添加剂，以便增加脂的防水性。这样的添加剂可为：PTFE(聚四氟乙烯)、氟基添加剂、硅树脂基添加剂、硬脂酸钙、金属皂，例如US 2008/0219610所限定的那样。

图2所示的实施例与图1的滚动轴承相类似，唯一的区别是防水脂材料9不填充整个的蜿蜒腔8，并且不填充内部空间10。特别是，防水脂材料9可填充蜿蜒腔8的第一臂8d、第二弯曲8b、第二臂8e、第三弯曲8c和第三臂8f，留下不填充的第一弯曲8a。

内部空间10可填充有与防水脂材料9不同的润滑脂11。在此情况下，润滑脂11可在装配滚动轴承1的上托座7和下托座6前设置在内部空间10内，而防水脂材料9可在装配这些部件后被引入滚动轴承1中。然而，也可在装配滚动轴承1的两个托座6、7前设置润滑脂和防水脂二者。

图3所示的实施例与图2的滚动轴承相类似，唯一的区别是防水脂材料9可仅填充蜿蜒腔8的第一臂8d、第二弯曲8b和第二臂8e，而不填充第一弯曲8a、第三弯曲8c和第三臂8f。

由于防水脂材料和蜿蜒腔二者的结合，改善了滚动轴承的防水。而且，没有接触唇件而允许减少上托座和下托座之间的摩擦。滚动轴承也可以倒置，更普遍地，可改变或者选择蜿蜒腔的形式，只要它用作迷宫密封。最后，还有可能的是，也可以提供唇件，例如在外裙部和圆柱部分之间，以便改善滚动轴承的水密性。

Claims (10)

1.一种滚动轴承(1)，其包括：下环(3)，安装在下环形托座(6)内；上环(2)，安装在上环形托座(7)内；以及至少一排滚动元件(4)，设置在由该下环和该上环限定的滚道之间，其特征在于，该环形托座之一具有至少一个环形裙部(6d)，其部分地插入另一个环形托座中设置的至少一个环形凹槽(7m)内，因此形成蜿蜒腔(8)，并且其中该蜿蜒腔至少部分地填充有至少一种防水脂材料(9)。

2.根据权利要求1所述的滚动轴承(1)，其中该上托座(7)和该下托座(6)限定内部空间(10)，其中设置该上环(2)和该下环(3)，该蜿蜒腔(8)形成从该内部空间(10)向外径向延伸的延伸部分。

3.根据权利要求2所述的滚动轴承(1)，其中该环形托座之一包括向外径向延伸的圆柱部分(6b)，并且其中另一个环形托座包括朝着该圆柱部分轴向延伸且径向限制该蜿蜒腔(8)的外裙部(7j)，该圆柱部分和该外裙部限定该蜿蜒腔的开口。

4.根据权利要求2或3所述的滚动轴承(1)，其中该环形托座之一包括朝着另一个托座轴向延伸且部分分开该蜿蜒腔(8)与该内部空间(10)的内裙部(6f)。

5.根据权利要求2至4任何一项所述的滚动轴承(1)，该环形托座之一包括朝着另一个托座的内裙部(7d)向内径向延伸的第一凸缘(6g)，该内裙部包括向外径向延伸且与该第一凸缘(6g)配合的第二凸缘(7g)以保持该滚动轴承装配。

6.根据权利要求2至5任何一项所述的滚动轴承(1)，其中该内部空间(10)包括润滑脂(11)以润滑该上环和该下环的该滚道。

7.根据权利要求6所述的滚动轴承(1)，其中该防水脂材料和该润滑脂是相同的脂。

8.根据权利要求3或4所述的滚动轴承(1)，其中该防水脂材料(9)从该内裙部的末端到该环形裙部的末端填充该蜿蜒腔(8)。

9.根据权利要求3或4所述的滚动轴承(1)，其中该防水脂材料(9)从该内裙部的末端到该外裙部的末端填充该蜿蜒腔(8)。

10.一种用于车辆悬挂的推力轴承组件，包括根据权利要求1至9任何一项所述的滚动轴承。

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