轴承单元的制作方法

1.本发明涉及一种适用于制造业的轴承单元，特别是适用于制造风扇(fans)的轴承单元。


背景技术：

2.一般而言，已知类型的轴承单元具有：第一组件(/第一组成部件)(first component)(例如，径向外圈)，固定到固定元件(/静止元件)(通常为容纳壳体(/容纳座)(containment casing))；以及第二组件(例如，径向内圈)，固定到旋转元件(通常为旋转轴)。在其他应用中，可能的是，径向内圈是固定的，而径向外圈是旋转的。在任一情况下，在滚动轴承单元中，一个圈相对于另一个圈的旋转通过位于组件的两个表面(通常称为滚道)之间的多个滚动体来实现。滚动体可以是球、圆柱形或圆锥滚子、滚针滚子和类似的滚动体。
3.已知的实践是，轴承单元具有密封部件(/密封装置)(sealing devices)，以保护滚道和滚动体免受外部污染物的影响，并且创建关于润滑剂的密封。典型地，密封部件由弹性体密封件构成，该弹性体密封件共成型(/共模制)(comoulded)在成型金属遮蔽件(/有形状的金属防护罩)(shaped metal shield)上，该成型金属遮蔽件通过过盈(/干涉)或倒角安装在轴承单元的圈(例如，径向外圈)的座(seat)中。密封件具有至少一个密封唇，至少一个密封唇通过与轴承单元的另一个圈的摩擦接触来执行其密封功能。在相对于密封件的轴向外部位置安装有第二金属遮蔽件，第二金属遮蔽件具有保护密封件的功能，并且由于在遮蔽件与轴承单元的圈中的一个之间创建(/形成)的迷宫式密封，在任何情况下都构成抵抗外部污染物的第一屏障。
4.在通风工业(ventilation industry)中，轴承单元必须能够高速运行(/工作)，具有低的摩擦损耗，并且当然(/自然)提供良好的对外部污染物的抵抗力。关于密封部件，这三个要求中的每个都需要原则上彼此不兼容的解决方案：例如，对低摩擦和高速的需要意味着不可以使用多个接触唇或增加所述唇的压力。相反，为了确保良好的密封能力，存在一个或多个接触唇无疑是重要的。
5.目前，在该特定领域中，存在提供使用一个或两个金属遮蔽件的解决方案，该一个或两个金属遮蔽件是非接触式的，一方面确保在低摩擦和高速方面的最佳性能，但无法同时在抵抗外部污染物的密封方面提供足够的性能。
6.因此，需要设计一种具有克服上述缺点的密封部件的轴承单元。


技术实现要素：

7.因此，本发明的目的是生产一种没有上述缺点的轴承单元。该目的通过一种新的迷宫式密封部件来实现，该迷宫式密封部件专门设计但不排他地用于通风工业，其目的是提供良好的对抗污染物的抵抗力，同时该迷宫式密封部件没有接触组件(例如，设置有接触唇的弹性体涂层)。根据本发明的密封部件由于其没有接触元件而同时确保了在低摩擦和
高操作(/工作/运行)速度方面的良好性能。
8.根据本发明，密封部件具有三个成型遮蔽件(/有形状的防护件)(shaped shields)，三个成型遮蔽件的几何形状和配置使得能够创建非常有效的迷宫式密封。
9.因此，本发明提供了一种具有迷宫式密封部件的轴承单元，其具有所附权利要求书中阐述的特征。
附图说明
10.现在将参照示出了本发明的一些非限制性实施方式的附图来描述本发明，在附图中：
11.图1是根据本发明的轴承单元的第一优选实施方式的截面图，以及
12.图2以较大比例示出了图1的轴承单元的细节(即，a的细节)。
具体实施方式
13.参照图1，附图标记10总体上表示用于制造业(特别是用于通风工业(ventilation industry))的轴承单元，轴承单元包括：
14.径向外圈31，优选是固定的(/静止的)(stationary)；
15.径向内圈33，优选可相对于轴承单元10的中心旋转轴线x旋转，并且通过固定部件(固定部件是已知类型的，因此未在图中示出)刚性地固定到旋转轴；
16.成列滚动体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相对于彼此旋转，成列滚动体32在该示例中为球；
17.保持架34，用于保持滚动元件，用于将滚动元件列中的滚动元件32保持就位。
18.在整个本说明书和权利要求书中，指示位置和取向的术语和表述(诸如，“径向”和“轴向”)旨在参照轴承单元10的旋转轴线x。
19.为了简化图形描绘，附图标记32应表示单独的滚动体和滚动体列两者。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“球”来代替更通用的术语“滚动体”(也使用相同的附图标记)。一些实施方式和相关附图可以使用除了球之外的滚动体，而不会脱离本发明的范围。
20.还参照图2，轴承单元10还包括密封部件50或优选地一对密封部件(/密封装置)(sealing devices)50，一对密封部件50位于成列滚动体32的相对侧，其中，每个密封部件50包括第一遮蔽件(/屏蔽件/防护件)(shield)60、第二遮蔽件70和第三遮蔽件80，第一遮蔽件60、第二遮蔽件70和第三遮蔽件80在轴向上彼此串联地(in series)配置，并且介于径向外圈与径向内圈之间，并且包括：
[0021]-第一遮蔽件60，在轴向上位于内部，并且通过过盈稳定地安装在径向外圈31的径向内表面31a上。第一遮蔽件60相应的包括：第一凸缘部分61，在径向上位于外部，并且通过过盈(/干涉)(interference)安装在径向外圈31的径向内表面31a上；第二凸缘部分62，在径向上位于内部，并且不接触径向内圈33的径向外表面33a；倾斜部分63，用于连接两个凸缘部分61、62；
[0022]-第二遮蔽件70，在轴向上介于第一遮蔽件60与第三遮蔽件80之间，并且通过过盈稳定地安装在径向内圈33的径向外表面33a上。第二遮蔽件70相应地包括：圆柱形部分71，
在径向上位于内部，通过与径向内圈33的径向外表面33a的过盈(/干涉)(interference)来实现联接；第一凸缘部72，稳定地连接到圆柱形部分71；第二凸缘部分73，在径向上位于外部，并且不接触径向外圈31的径向内表面31a或第三遮蔽件80；倾斜部分74，用于连接两个凸缘部分72、73；
[0023]-第三遮蔽件80，在轴向上位于外部，并且通过过盈稳定地安装在径向外圈31的径向内表面31a上，其中，第三遮蔽件80相应地包括：圆柱形部分81，在径向上位于外部，通过与径向外圈31的径向内表面31a的过盈来实现联接；第一凸缘部分82，稳定地连接到圆柱形部分81；第二凸缘部分83，在径向上位于内部，并且不接触第二遮蔽件70的圆柱形部分71；倾斜部分84，用于连接两个凸缘部分82、83。
[0024]
总之，新颖的密封部件50包括通过过盈安装在径向外圈31上的两个遮蔽件60、80以及在轴向上介于前面两个遮蔽件60和80之间且安装在径向内圈上的一个遮蔽件70。这三个遮蔽件都既相对于彼此不接触，又相对于它们分别安装在其上的圈的另一个圈不接触。
[0025]
遮蔽件的这种组合创建(/形成)(creates)在方向上具有许多变化的长而窄(/狭长)的迷宫(labyrinth)l，并且因此产生了具有显著压头损耗(head loss)的用于外部污染物的路径：因此，通过整个迷宫l使其进入轴承单元的任何污染物将是微不足道的(/可忽略不计的)。在图2中，用符号p和相关联的箭头指示迷宫l内的污染物用的复杂路径。路径p的长度大于根据现有技术产生的迷宫的长度的两倍。
[0026]
这种创新的密封部件50的恰当定型(/正确定制大小)(correct sizing)和组装将进一步优化其密封性能，同时将整个轴承单元10的体积保持在可接受的水平内。
[0027]
有利的是，在轴向上位于内部的第一遮蔽件60可以是厚度不大于0.4mm的金属条。具体地，由于这是在轴向上位于最内部并因此不与外部环境接触的遮蔽件，因此它不需要更大。
[0028]
第二遮蔽件70和第三遮蔽件80需要具有比第一遮蔽件60的厚度大的厚度，例如，在0.45mm与0.55mm之间：具体地，由于第二遮蔽件和第三遮蔽件更多地暴露于外部环境，因此它们必须更能抵抗可能的损坏和污染物的作用。
[0029]
第三遮蔽件80(在轴向上位于外部的通过过盈固定在径向外圈31中)将第一遮蔽件60抵靠径向外圈31的轴向表面31b保持就位。
[0030]
由于该第三遮蔽件是要最后安装的遮蔽件，因此第一遮蔽件60通过小程度的过盈安装在径向外圈31中是有用的。这种小程度的过盈使得(/允许)在轴向上位于内部的第一遮蔽件60在组装过程期间保持就位。具体地，在安装遮蔽件60之后，将第二遮蔽件70安装在径向内圈33上。在该步骤期间，第一遮蔽件60必须保持在正确的位置，并且由于还没有任何东西使其保持压靠径向外圈31的轴向表面31b，因此与径向外圈31存在小程度的过盈是有用的。
[0031]
为了适当考虑组件(/组成部件)(components)的公差和组装条件，从而防止各个遮蔽件在操作(/工作/运行)时彼此接触，迷宫l将不具有恒定的幅度(amplitude)。具体地，由于在轴承单元内轴向游隙大于径向游隙，因此迷宫将在轴向方向上具有比在径向方向上的幅度h1大的幅度h。
[0032]
更具体地，迷宫l的在轴向方向上的幅度h可以在0.6mm与0.8mm之间。由于即使在制造过程的限制内，该幅度也足以大于轴向游隙，因此该幅度确保组件之间不接触。
[0033]
相反，迷宫l的在径向方向上的幅度h1可以在0.45mm与0.65mm之间。显然，在这种情况下，组件也不会接触。由于第三遮蔽件在通过过盈安装在径向外圈上的期间变形，因此径向幅度h1的较低的值将涉及组件之间、特别是第二遮蔽件与第三遮蔽件之间接触的风险。
[0034]
由于在轴向上位于外部的第三遮蔽件80的圆柱形部分81将第一遮蔽件60的第一凸缘部分61按压为抵靠径向外圈，因此第三遮蔽件80的或多或少的倒置的“l”形具有如上所述的将第一遮蔽件60保持就位的功能。
[0035]
而且，这种倒置的“l”形完全密封密封部件(/密封装置)(sealing device)，以抵抗(against)来自轴向外部或径向外部方向或者两个方向的组合的污染物和/或清洁(/洗涤)水。
[0036]
最后，三个遮蔽件60、70、80的连接相应的凸缘部分的倾斜部分63、74、84分别具有加强所述遮蔽件的功能。倾斜部分还有助于进一步增加迷宫l的路径p。
[0037]
当然，如果轴承单元需要轴向体积较小，则可以不生产具有倾斜部分的遮蔽件，而是简单地将相应的第一凸缘部分和第二凸缘部分彼此直接连接。
[0038]
总之，根据本发明的密封部件(/密封装置)(sealing device)提供以下技术优点：
[0039]
‑“
非接触式(contactless)”密封部件，即，不具有接触元件(例如，弹性体唇)的密封部件；
[0040]-具有低摩擦扭矩的轴承单元，仅归因于内部几何形状和润滑剂的效率，但一定没有来自密封部件(/密封装置)的任何贡献；
[0041]-可以获得高操作(/工作)(operating)速度的轴承单元，因为它不包括任何接触元件。
[0042]
注意，除了上述本发明的实施方式之外，还存在许多其他变型。还必须理解，这些实施方式仅是示例，并不限制本发明的主题或其应用或其可行的构造。相反，尽管上面的描述使得本领域技术人员能够至少根据本发明的一个示例性构造来实现本发明，但是必须理解，可以设想所描述的组件的许多变型，而不会由此超出所附权利要求中限定的按照字面(/文字)上和/或根据其法律等同物解释的本发明的主题。

技术特征：
1.一种轴承单元(10)，包括：-径向外圈(31)，是固定的；-径向内圈(33)，能够相对于旋转轴线(x)旋转；-成列滚动体(32)，介于所述径向外圈(31)与所述径向内圈(33)之间；以及-至少一个密封部件(50)，限定密封迷宫(l)以防止污染物进入所述轴承单元(10)内部，所述轴承单元(10)的特征在于，所述至少一个密封部件(50)包括第一遮蔽件(60)、第二遮蔽件(70)和第三遮蔽件(80)，所述第一遮蔽件(60)、所述第二遮蔽件(70)和所述第三遮蔽件(80)在轴向上彼此串联地配置，并且介于所述径向外圈(31)与所述径向内圈(33)之间，并且其中，-所述第一遮蔽件(60)在轴向上位于内部，并且通过过盈稳定地安装在所述径向外圈(31)的径向内表面(31a)上，-所述第二遮蔽件(70)在轴向上介于所述第一遮蔽件(60)与所述第三遮蔽件(80)之间，并且通过过盈稳定地安装在所述径向内圈(33)的径向外表面(33a)上，并且-所述第三遮蔽件(80)在轴向上位于外部，并且通过过盈稳定地安装在所述径向外圈(31)的径向内表面(31a)上。2.根据权利要求1所述的轴承单元(10)，其特征在于，所述第一遮蔽件(60)包括：-第一凸缘部分(61)，在径向上位于外部，并且通过过盈安装在所述径向外圈(31)的径向内表面(31a)上；-第二凸缘部分(62)，在径向上位于内部，并且不接触所述径向内圈(33)的径向外表面(33a)。3.根据权利要求2所述的轴承单元(10)，其特征在于，所述第一遮蔽件(60)包括用于连接所述第一凸缘部分(61)和所述第二凸缘部分(62)的倾斜部分(63)。4.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(10)，其特征在于，所述第二遮蔽件(70)包括：-圆柱形部分(71)，在径向上位于内部，通过与所述径向内圈(33)的径向外表面(33a)的过盈来实现联接；-第一凸缘部分(72)，稳定地连接到所述圆柱形部分(71)；-第二凸缘部分(73)，在径向上位于外部，并且不接触所述径向外圈(31)的径向内表面(31a)。5.根据权利要求4所述的轴承单元(10)，其特征在于，所述第二遮蔽件(70)包括用于连接所述第一凸缘部分(72)和所述第二凸缘部分(73)的倾斜部分(74)。6.根据权利要求4或5所述的轴承单元(10)，其特征在于，所述第三遮蔽件(80)包括：-圆柱形部分(81)，在径向位于外部，通过与所述径向外圈(31)的径向内表面(31a)的过盈来实现联接；-第一凸缘部分(82)，稳定地连接到所述第三遮蔽件(80)的圆柱形部分(81)；-第二凸缘部分(83)，在径向位于内部，并且不接触所述第二遮蔽件(70)的圆柱形部分(71)。7.根据权利要求6所述的轴承单元(10)，其特征在于，所述第三遮蔽件(80)包括用于连
接所述第一凸缘部分(82)和所述第二凸缘部分(83)的倾斜部分(84)。8.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(10)，其特征在于，所述第三遮蔽件(80)将所述第一遮蔽件(60)抵靠所述径向外圈(31)的轴向表面(31b)保持就位。9.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(10)，其特征在于，所述第一遮蔽件(60)具有不大于0.4mm的厚度，所述第二遮蔽件(70)和所述第三遮蔽件(80)具有范围在0.45mm与0.55mm之间的厚度。10.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(10)，其特征在于，所述迷宫(l)的在轴向方向上的幅度(h)在0.6mm与0.8mm之间，所述迷宫(l)的在径向方向上的幅度(h1)在0.45mm与0.65mm之间。

技术总结
一种轴承单元具有：径向外圈，是固定的；径向内圈，能够相对于旋转轴线旋转；成列滚动体，介于径向外圈与径向内圈之间；至少一个密封部件，限定密封迷宫以防止污染物进入轴承单元内部，并具有第一遮蔽件、第二遮蔽件和第三遮蔽件，第一遮蔽件、第二遮蔽件和第三遮蔽件在轴向上彼此串联地配置，并介于径向外圈与径向内圈之间：第一遮蔽件在轴向上位于内部并通过过盈稳定地安装在径向外圈的径向内表面上；第二遮蔽件在轴向上介于第一遮蔽件与第三遮蔽件之间并通过过盈稳定地安装在径向内圈的径向外表面上；第三遮蔽件在轴向上位于外部并通过过盈稳定地安装在径向外圈的径向内表面上。过盈稳定地安装在径向外圈的径向内表面上。过盈稳定地安装在径向外圈的径向内表面上。


技术研发人员：安德里亚
受保护的技术使用者：斯凯孚公司
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/8/23