CN103003600B - 具有密封环的轴向推力轴承装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴向推力轴承装置，特别是用于机动车辆的悬挂支杆，包括下支撑盖（18）、上支承盖（16）、轴向地设置在所述盖之间的滚动轴承（20）以及至少一个密封环（22），其轴向地支承该下支撑盖且适合于减少所述盖之间任何的外来物质进入。密封环（22）包括至少一个摩擦唇缘（22b），其与上支承盖（16）接触且倾向于保持所述密封环与下支撑盖（18）轴向接触。

Description

具有密封环的轴向推力轴承装置

技术领域

本发明涉及轴向推力轴承装置的领域，特别用于机动车辆上转向轮的悬挂支杆中。

背景技术

悬挂推力轴承装置通常提供有滚动轴承以及底部和顶部支承或支撑件，例如，盖或罩，滚动轴承包括顶环和底环，其间设置滚动元件，例如，滚球或滚柱。顶盖和底盖形成用于滚动轴承各环的壳体，并且提供所述环之间的界面和相邻元件。

悬挂推力轴承装置设置在车体和悬挂弹簧之间的悬挂支杆的顶部中。弹簧配合在减震活塞杆周围，其端部通过过滤振动的弹性块连接到车辆本体。悬挂弹簧直接或间接地轴向支承在底盖上。顶盖相对于车本体固定。

滚动轴承使其能够在悬挂弹簧和车辆本体之间传递轴向力，而允许底盖和过滤弹性块之间的旋转运动。该相对转动得自于车辆舵轮的转舵角和/或悬挂弹簧的压缩。

法国专利申请FR-A1-2918138公开了这样的悬挂推力轴承装置，其包括下支撑盖、上支承盖和轴向地设置在所述盖之间的滚动轴承。为了限制所述盖之间的水、灰尘和其它外来物质的侵入，该装置还包括密封环，其安装在下支撑盖的径向凹槽中且与上支承盖的内外裙部摩擦接触。

对于这样的装置，如果下支撑盖在悬挂弹簧的轴向负荷的作用下变形，则上支承盖和密封环之一之间可能产生轴向间隙。

欧洲专利申请EP-A1-1870265也公开了一种悬挂推力轴承装置，其包括下支撑盖、上支承盖、滚动轴承和轴向地设置在所述盖之间的密封环。该密封环可在该盖之间轴向和径向二者上移动。

在该文件中，由于密封的设计以及它们对底盖和顶盖的位置，所述盖之间获得的密封在某些操作条件下可能不足，并且外界物质可能到达滚动轴承。

发明内容

因此，本发明的一个目标是克服前述缺陷。

本发明的特定目标是提供一种轴向推力轴承装置，其制造和装配简单且经济，同时保证良好的密封性。

在一个实施例中，轴向推力轴承装置，特别用于机动车辆的悬挂支杆中的轴向推力轴承装置，包括下支撑盖、上支承盖和在所述盖之间轴向设置的滚动轴承。该装置还包括至少一个密封环，其轴向地支承抵靠下支撑盖且适合于减少任何外来物质进入所述盖之间。密封环包括与上支承盖接触的至少一个摩擦唇缘。摩擦唇缘倾向于保持密封环与下支撑盖轴向接触。

通过摩擦唇缘与上支承盖接触，在密封环和上支承盖之间限制了外界颗粒的进入。此外，密封唇缘允许保持密封环与下支撑盖永久轴向摩擦接触，以便限制外界物质进入这两个元件之间。因此，实现良好的密封。

密封环可包括轴向部分和摩擦唇缘，轴向部分具有支承抵靠下支撑盖的底端，摩擦唇缘从轴向部分的顶端延伸。轴向部分可由刚性材料形成，并且摩擦唇缘可由柔性材料形成。优选地，摩擦唇缘倾斜延伸。

在优选实施例中，密封环与上支承盖界定至少一个迷宫密封区，利用在密封环和上支承盖之间的这一迷宫密封区限制了能量浪费。

优选地，密封环与上支承盖界定环形径向迷宫密封区。密封环的轴向部分可与上支承盖一起界定该环形径向迷宫密封区。

优选地，密封环在下支撑盖上轴向地静止。

滚动轴承可包括与下支撑盖接触的底环、与上支承盖接触的顶环以及安装在所述环之间的至少一排滚动元件。

在优选实施例中，密封环径向地设置在下支撑盖和上支承盖之间。

在一个实施例中，密封环径向地设置在下支撑盖和上支承盖的外裙部之间。作为选择，密封径向地设置在下支撑盖和上支承盖的内裙部之间。

在优选实施例中，密封环的摩擦唇缘支承抵靠上支承盖的径向表面。

优选地，摩擦唇缘尖端的厚度小于所述摩擦唇缘从其产生的轴向部分的厚度。摩擦唇缘可具有三角形形状的截面。

优选地，密封环可在径向方向上相对于下支撑盖和上支承盖自由运动。

根据另一个方面，提出了一种用于机动车辆的悬挂支杆，其包括减震器和如前限定的轴向推力轴承装置。

附图说明

本发明及其优点通过研究具体实施例的详细描述将变得明显易懂，其包含本发明的非限定性示例，且由附图进行了示出，在附图中：

-图1是根据本发明第一示例的轴向推力轴承装置的轴向截面图，以及

-图2是根据本发明第二示例的轴向推力轴承装置的轴向截面图。

具体实施方式

如图1所示，轴向推力轴承装置10的示例具有轴12线，直接或间接地安装在机动车底盘的元件中适合于静止的上保持座（未示出）和悬挂弹簧14之间。在轴线12上延伸的减震杆（未示出）设置装置10，围绕所述杆安装弹簧14。

装置10包括上支承盖16、下支撑盖18、轴向地设置在所述盖之间的滚动轴承20以及径向地安装在所述盖之间以减少任何外部物质进入的密封环22。

上支承盖16例如可由诸如聚酰胺PA 6.6的塑料材料制成一件，可以用玻璃纤维进行加强或者可以不用玻璃纤维进行加强。上支承盖16包括顶部径向部分16a、环形内部轴向裙部16b和环形外部轴向裙部16c，顶部径向部分16a设计为与上保持座接触，环形内部轴向裙部16b具有小厚度和小直径，环形外部轴向裙部16c具有小厚度以及径向围绕环形内部轴向16b的大直径。裙部16b、16c从径向部分16a轴向向下延伸。更准确地说，外裙部16c从径向部分16a的小厚度的径向延伸16d的大直径的边缘延伸。

滚动轴承20全部径向地设置在上支承盖16的裙部16b、16c之间。滚动轴承20包括顶环24和底环26，它们之间安装一排滚动元件28，其在此情况下为球。滚动轴承20还包括所述环之间的保持架30，以保持滚动元件28之间的均匀圆周间隔。

顶环24和底环26由薄金属片制作，其冲压或轧制从而限定两个环之间的滚动元件28的环形轨道或滚道。顶环24与上支承盖16的径向部分16a的底表面接触。底环26与下支撑盖18的顶表面接触。顶环24的凹形外表面形成滚动元件28的轨道或滚道，底环26的凹形外表面形成所述滚动元件的轨道或滚道。

下支撑盖18例如可由诸如聚酰胺PA 6.6的塑料材料制成一件，其可以用玻璃纤维进行加强或者可以不用玻璃纤维进行加强。下支撑盖18包括小轴向尺寸的圆柱轴向外部表面18a，从其底端向内延伸的环形径向表面18b，其由圆形表面然后由圆柱轴向表面18c朝着内侧和向下延长。轴向表面18c使得能够居中弹簧14，而环形径向表面18b为所述弹簧提供支承表面。

从轴向表面18c的底端，径向环形底表面18d朝着内部延伸，由形成下支撑盖18的孔18e的台阶轴向表面从小直径的边缘轴向向上延长。

从轴向外部表面18a的顶端，下支撑盖18还包括环形轴向裙部18f，其朝着上支承盖16的径向部分16a轴向延伸。裙部18f径向地围绕底环26。上支承盖16的裙部16c径向地围绕裙部18f。裙部18f的顶端通过与底环26接触且以互补所述环的形式的表面18h朝着内部延长。

下支撑盖18还包括环形径向肋18i，其提供在其顶端附近的孔18e上。肋18i径向地朝着内部定向且轴向地设置在上支承盖16的轴向裙部16b以下，从而与所述裙部限定窄的轴向环形通道。换言之，肋18i设置为略微远离轴向裙部16b以形成内部迷宫密封部分。

下支撑盖18还在台阶孔18e的顶端包括环形径向肋18j，其在上支承盖16的内裙部16b的方向上朝着内部延伸。肋18j径向地设置在滚动轴承的顶环24和轴向裙部16b之间。所述肋轴向地设置在钩子16e之上，钩子16e在其底端设置在盖16的裙部16b的外表面上。钩子16e径向地朝着下支撑盖18向外延伸，并且与肋18j轴向分隔。钩子16e优选在圆周方向上彼此分隔。作为选择，在圆周方向上连续的钩子可设置在裙部16b的外表面上。

肋18j具有能与钩子16e干涉的底部径向表面。肋18j设置为与钩子16e相互作用，以便防止在装置10安装在悬挂支杆的顶部中之前下支撑盖18与上支承盖16分开。为此，钩子16e的外直径大于肋18j的内直径，从而直径干涉可存在于盖16、18之间。因此，肋18j形成轴向保持装置，其设置在下支撑盖18上且适合于与上支承盖16的互补轴向保持装置（即钩子16e）相互作用，以便在装置10安装之前轴向地一个相对于另一个地保持所述盖。在其安装前，装置10构成单元组件，对其可以进行处理、运输和安装而没有分开的风险。

另外，钩子16e和肋18j形成窄通道，以便防止外界物质轴向地进入上支承盖16的内裙部16b和下支撑盖18的台阶孔18e之间。

为了限制外界物质进入由盖18的裙部18f和盖16的外裙部16c界定的外部环形径向空间内，密封环22径向地设置在其间。

密封环22具有环形形状，并且轴向倚靠在肋18f和轴向外部表面18a之间界定的下支撑盖18的环形径向表面18k上。环形径向表面18k径向向内延伸外表面18a的顶端，其小直径的边缘连接到裙部18f的外表面的底端。

密封环22包括环形轴向部分22a和从所述轴向部分延伸的环形密封唇缘22b。轴向部分22a具有底部径向端和相对的顶部径向端，底部径向端轴向支承抵靠盖18的环形径向表面18k。所述表面和密封环的轴向部分22a之间的轴向接触防止外界粒子进入密封环22和下支撑盖18之间。在所示的实施例中，轴向部分22a的顶部径向端轴向地设置在包含盖18的裙部18f的顶表面的径向平面中。轴向部分22a可优选由可塑刚性材料通过模制制造，该材料例如为聚酰胺（PA）。作为选择，轴向部分22a也可由金属制造。

密封环22还包括覆盖轴向部分22a的顶部径向端的环形跟部22c，相对薄的密封唇缘22b从其产生。唇缘22b从跟部22b倾斜向内且向上延伸，与上支承盖16的延伸16d的底部径向表面永久摩擦接触。唇缘22b在延伸16d的底部径向表面的方向上径向向内且轴向向上延伸，并且支承抵靠该表面。

在所示的实施例中，唇缘22b的厚度是不变的。作为选择，该厚度可从跟部22c朝着其自由端或尖端减小，其自由端或尖端轴向地支承抵靠上支承盖16的径向部分16a。唇缘22b与盖16摩擦接触的尖端具有三角形的截面，以便与延伸16d的底部径向表面获得环形线性接触。

采用这样的接触，当出现磨损时，要比采用唇缘22b的尖端的圆形部分具有更少的摩擦。此外，即使唇缘22b的压力很低，所述唇缘在上支承盖16上的表面压力也增加。因此，即使利用所述唇缘与盖16之间的小干涉，也可有效防止外界物质的进入。

另外，密封环22的轴向部分22a的外表面与盖16的轴向裙部16c的内表面或孔通过环形径向窄通道界定环形径向迷宫密封区32。换言之，密封环22设置为径向上略微远离裙部16c的孔以形成迷宫密封部分。例如，外裙部16c的孔和轴向部分22a的外表面之间的径向间隙可小于1mm，并且例如包括在0,2和0,4mm之间。

外界物质被迷宫密封区32阻挡，并且因此防止进入密封环22和上支承盖16之间。此外，如果外界颗粒，尤其是非常小的颗粒真的通过迷宫密封区32，它被支承盖16的摩擦密封唇缘22b阻挡，并且因此防止进入内部。

此外，密封唇缘22b具有另外的功能：保持密封环22的轴向部分22a与下支撑盖18轴向接触。唇缘22b用作弹性弹簧，其第一端与该支承盖16的径向延伸16d的径向底表面接触，并且其相对的第二端支承抵靠轴向部分22a的顶端，以便轴向地促使所述部分的底端抵靠盖18的径向表面18k。弹性的密封唇缘22b轴向地预加载轴向部分22a在盖18上，以便避免轴向部分22a的底端和径向表面18k之间的轴向间隙或空隙。密封唇缘22b形成轴向预加载弹性元件。密封唇缘22b作用一个力，该力倾向于保持密封环的轴向部分22a的底端与盖18轴向接触。因此，防止密封环22和下支撑盖18之间有外界物质进入。

跟部22c和密封唇缘22b优选制作成一件，并且可通过模制柔性合成材料获得，例如，由诸如合成橡胶的弹性体或腈制造。跟部22c和密封唇缘22b可通过过模制或者甚至通过双注塑而过模制在轴向部分22a的顶端上。作为选择，跟部22c和密封唇缘22b可通过任何合适的方法，例如通过胶合被固定到轴向部分22a的顶端。

在图1所示的装置10的安装位置上，轴向部分22a和径向表面18k之间的轴向接触仅为密封环22与下支撑盖18的接触。密封环22轴向停靠在盖18上。在该安装位置上，密封唇缘22b和径向部分16a的延伸16d之间的轴向接触仅为所述密封与上支承盖16的接触。

密封环22相对于盖16、18在径向和圆周向方向上可自由运动。即使密封环22有这样的位移，也保持摩擦唇缘22b和盖16之间以及轴向部分22a和盖18之间的摩擦接触。在弹簧14的径向负荷的作用下，密封环22可与下支撑盖18和/或与上支承盖16径向接触。然而，环22和所述盖之间的接触不产生摩擦扭矩，这是因为所述环仅停靠在下支撑盖18上。此外，该接触为线性的而不是圆周的。

在由于弹簧14的轴向负荷引起的下支撑盖18的轴向变形的情况下，唇缘22b可在轴向部分22a和盖16的延伸16d之间于径向方向上被弹性地压缩，然后通过弹性恢复其原始位置。在此情况下，密封环22可相对于盖16在轴向方向上运动。在唇缘22b的变形期间，保持所述唇缘和盖16之间的摩擦接触。因此，保持摩擦唇缘22b的密封功能。

图2所示的实施例中相同的部件给出相同的参考标号，与第一实施例的区别在于，密封环22具有减小的直径，以便径向地设置在上支承盖16的内裙部16b和下支撑盖18的台阶孔18e之间，并且在于轴向保持装置设置在所述盖的外裙部16c、18f上，该轴向保持装置提供为相对于彼此轴向保持所述盖。

上支承盖16在其底部包括设置在裙部16c的内孔上的环形径向肋40，环形径向肋40径向向内延伸且可与环形肋42在直径上干涉，环形肋42设置在底盖18的裙部18f的外表面上且径向向外延伸。肋40轴向地定位在肋42下面且与所述肋分隔。肋40、42形成窄通道，从而防止外界物质径向地进入裙部16c、18f之间。

密封环22轴向停靠在下支撑盖18的肋18i的顶部径向表面上。在该实施例中，摩擦唇缘22b向外且向上倾斜延伸。唇缘22b与盖16的径向部分16a的径向底表面永久摩擦接触。密封环22的轴向部分22a的内表面或孔与盖16的裙部16b的外表面界定环形径向迷宫密封区44。

应当注意的是，所示且所述的实施例仅借助于非限定性示例给出，并且在本发明的范围内可进行修改和变化。因此，本发明不仅应用于具有单排球的角接触球轴承，而且应用于其它类型的滚动轴承，例如，具有四点接触和/或具有两排球或具有至少三排球的轴承。容易理解的是，也可采用具有其它类型滚动构件的轴承，滚动构件例如为滚珠。

另外，在所公开的实施例中，形成套筒的密封环的每一个都设置有一个摩擦密封唇缘。作为选择，还可能预知的是具有不同数量摩擦唇缘的密封环，例如，具有两个或更多个唇缘。

在另一个实施例中，还可能的是径向设置两个密封环在下支撑盖和上支承盖之间，第一个径向地设在上支承盖的外裙部和下支撑盖的外裙部之间，第二个径向地设在所述上支承盖的内裙部和下支撑盖的台阶孔之间。

作为选择，还可能预知的是密封环围绕上支承盖的外裙部且轴向抵靠下支撑盖。在此情况下，摩擦唇缘可与上支承盖的外裙部的外表面上设置的环形径向肋的底表面摩擦接触。在另一个实施例中，密封环可设置在下支撑盖和上支承盖的孔内，而轴向地支承抵靠所述下支撑盖的台阶孔上设置的径向肋。在此情况下，摩擦唇缘可与上支承盖的内裙部的内表面上设置的环形径向肋的底表面摩擦接触。

Claims (13)

1.一种轴向推力轴承装置，用于机动车辆的悬挂支杆，包括下支撑盖(18)、上支承盖(16)、轴向地设置在所述盖之间的滚动轴承(20)以及至少一个密封环(22)，该密封环(22)轴向支承抵靠该下支撑盖且适合于减少所述盖之间任何外来物质的进入，其特征在于，该密封环(22)仅轴向停靠在所述下支撑盖(18)上并且包括环形轴向部分(22a)和至少一个从所述环形轴向部分延伸的环形摩擦唇缘(22b)，所述环形摩擦唇缘与该上支承盖(16)接触从而在所述下支撑盖(18)上轴向预加载所述环形轴向部分(22a)且倾向于保持所述密封环与该下支撑盖轴向接触。

2.根据权利要求1所述的装置，其中该环形轴向部分(22a)具有轴向支承抵靠该下支撑盖的底端，该环形摩擦唇缘(22b)从该轴向部分的顶端延伸。

3.根据权利要求2所述的装置，其中该轴向部分(22a)由刚性材料形成，并且该环形摩擦唇缘(22b)由柔性材料形成。

4.根据前述权利要求任何一项所述的装置，其中该环形摩擦唇缘(22b)倾斜延伸。

5.根据前述权利要求1所述的装置，其中该密封环(22)与该上支承盖(16)限定至少一个迷宫密封区(32)。

6.根据权利要求5所述的装置，其中该迷宫密封区(32)是环形的。

7.根据前述权利要求1所述的装置，其中该密封环(22)轴向停靠在该下支撑盖(18)上。

8.根据前述权利要求1所述的装置，其中该密封环(22)径向地设置在该下支撑盖和该上支承盖之间。

9.根据前述权利要求1所述的装置，其中该密封环(22)径向地设置在该下支撑盖和该上支承盖的外裙部(16c)之间。

10.根据权利要求1所述的装置，其中该密封环(22)径向地设置在该下支撑盖和该上支承盖的内裙部(16b)之间。

11.根据前述权利要求1所述的装置，其中该环形摩擦唇缘(22b)支承抵靠该上支承盖的径向表面(18k)。

12.根据前述权利要求1所述的装置，其中该密封环(22)在径向方向上相对于该下支撑盖和该上支承盖自由运动。

13.一种用于机动车辆的悬挂支杆，包括减震器和根据前述权利要求任何一项所述的轴向推力轴承装置。