一种汽车水泵轴承密封结构的制作方法

1.本实用新型涉及轴承密封技术领域，尤其涉及一种汽车水泵轴承密封结构。


背景技术：

2.汽车水泵轴承是汽车冷却水泵系统中的重要部件，其工作环境较为恶劣，常处于高温、高速运转状态且在轴向冲击及高速旋转的径向离心力、扭转力作用下工作，为防止轴承内部油脂溢出及外部水汽渗入轴承，需对轴承进行密封。
3.近年来，随着水泵中所使用的发动机性能改善，对轴承密封性能的要求也日益提高，轴承密封的可靠耐久性直接影响轴承的使用性能，因此，有效提高轴承的密封性能是提高轴承性能的前提和关键。
4.传统水泵轴承通常在轴承端面安装接触式橡胶唇式密封圈(如图1所示)来进行密封，密封圈大多由包裹在刚性骨架外的橡胶材质制成，通过把密封圈的外唇嵌入轴承外圈的凹槽，再依靠其内唇径向抵接轴承内圈，形成紧配合来隔绝轴承的内外环境。上述技术方案以轴向接触为主、间隙防尘为辅，虽能实现密封，但工作时密封圈内唇所受的径向压力较大，轴承旋转时会摩擦生热，造成轴承温升过高，内唇直接接触轴承内圈容易老化、磨损，进而在复杂路况、轴承受剧烈振动时，内唇与轴承内圈之间容易产生间隙而失去密封效果，导致外部泥水、粉尘进入轴承内部。
5.对此，行业内大多通过增设径向密封点的方式提高密封圈的密封寿命。如目前公开号为cn217002722u的实用新型公开的一种单盖防水传动轴轴承密封圈，其内唇设置有上层防水齿和下层防水齿，工作时由上、下防水齿分层径向抵接轴承内圈，使得内唇由原有单层径向抵接变为上下双层径向抵接，密封寿命更长，但原理上，上述技术方案并未改变密封圈的密封形式，内唇在轴承温升及径向压力下仍会磨损、老化而失去密封作用，因而改进效果不佳。


技术实现要素：

6.为了克服现有轴承密封圈内唇径向抵接轴承内圈容易老化、磨损，在复杂路况下防水、防尘不佳的技术问题，本实用新型的一个目的在于提供一种汽车水泵轴承密封结构，通过采用内外分层双密封圈设计，内密封圈安装在轴承外圈上，外密封圈内径冲压安装在轴承内圈上，安装后的内外密封圈之间形成轴向接触，使得密封圈在轴承旋转时在径向及轴向都存在过盈接触，可在径向密封失效后仍能通过轴向密封有效阻挡外界的泥水和粉尘进入轴承，延长轴承的使用寿命。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
8.一种汽车水泵轴承密封结构，所述轴承包括由其内圈以及外圈所组成的环状通道；所述环状通道顶端的一侧内壁设有一凹槽，所述密封结构包括内密封圈和外密封圈；所述内密封圈包括第一支架以及设置于所述第一支架上的第一密封体；所述第一密封体包括分别套设于所述第一支架两端的第一唇部和第二唇部；所述第一唇部包括径向抵接所述环
形通道另一侧内壁的第一密封唇；所述第二唇部卡接在所述凹槽内；其中，所述外密封圈设置于所述轴体顶端并覆盖所述内密封圈，所述第一密封唇的根部设有向外延伸的第二密封唇，所述第二密封唇轴向抵接所述外密封圈底部。
9.通过上述方案，内密封圈和外密封圈竖直上下设置于轴承的环状通道下，在内密封圈的第一密封唇径向抵接轴承进行径向密封的基础上，由内密封圈上的第二密封唇轴向抵接外密封圈，由第二密封唇与外密封圈接触形成轴向间接密封，相较于现有技术增设径向密封点的方式，第二密封唇与外密封圈之间形成轴向抵接密封，不会产生摩擦及升温接触，可在第一密封唇老化磨损后继续阻挡外部泥水、粉尘进入轴承内部，大大提高轴承的使用寿命。
10.优选的，所述第二密封唇和所述第一支架之间的角度为30
°‑
60
°
，考虑到第二密封唇和第一支架之间角度过小时，外密封圈冲压安装后与第二密封唇的抵接效果不明显，而当其角度过大时，第二密封唇抵接外密封圈所受的阻力较大，容易引发疲劳，寿命较短，故将第二密封唇和所述第一支架之间的角度优选为上述值。
11.进一步地，所述外密封圈包括第二支架以及设置于所述第二支架上的第二密封体，所述第二支架包括抵接部以及与所述抵接部竖直连接的连接部，所述抵接部与所述轴承的轴线相互平行并过盈抵接所述环状通道内壁，所述第二密封体套设于所述连接部上并抵接所述环状通道的另一侧内壁。
12.通过上述方案，实际安装时，只需通过冲压即可将外密封圈轴向固定于环状通道内，无需在轴承上额外设置凹槽，结构简单可靠。
13.进一步地，所述凹槽的底面径向延伸形成有挡肩，所述凹槽的顶端形成有突出面，所述第二唇部包括钩体，所述钩体的底端向下抵接所述挡肩，所述钩体伸入凹槽并向上抵接所述突出面。
14.通过上述方案，钩体同时抵接凹槽的顶端及底端，实现对内密封圈在轴向上的双向支撑，能有效防止内密封圈在轴承内发生轴向偏移，使第二密封唇与外密封圈能持续保持接触，提高密封性。
15.进一步地，所述钩体的根部向外延伸有第三密封唇，所述第三密封唇径向抵接所述环状通道内壁。
16.通过上述方案，在钩体与凹槽形成轴向支撑的基础上，再由第三密封唇径向抵接环状通道内壁，配合原先第一唇部，实现对内密封圈的环形径向支撑，径向支撑强度更高，防尘效果更好。
17.进一步地，所述第一支架及第二支架的材料为刚性材料。
18.进一步地，所述第一密封体和第二密封体的材料为橡胶。
附图说明
19.图1为现有技术中轴承密封圈的剖面结构示意图；
20.图2为本实用新型装配在轴承上的立体示意图；
21.图3为本实用新型的立体结构示意图；
22.图4为本实用新型正面剖面结构示意图；
23.图5为本实用新型中的第一密封体的立体结构示意图：
24.附图标记：1、轴承内圈；2、轴承外圈；3、环状通道；4、凹槽；41、挡肩；42、突出面；5、第一支架；51、第一支撑部；52、第二支撑部；6、第一密封体；61、第一唇部；611、第一密封唇；612、第二密封唇；62、第二唇部；621、钩体；622、第三密封唇；7、第二支架；71、抵接部；72、连接部；8、第二密封体。
具体实施方式
25.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明：
30.本实用新型的具体实施方式为：
31.如图1～图5所示，一种汽车水泵轴承，包括轴承内圈1和轴承外圈2，轴承内圈1和轴承外圈2之间形成有环状通道3，环状通道3内部设置有若干个滚动体(图中未示意)，环状通道3的顶端通过一种密封结构进行密封。
32.于环状通道3顶端的一侧内壁开设有一凹槽4，本具体实施方式中，凹槽4开设于轴承外圈2的内径表面，相应地，也可设置于轴承内圈1的外径表面。基于上述凹槽4设置方位，密封结构包括内密封圈和外密封圈，内密封圈和外密封圈沿着轴承轴线方向由内向外连接于环状通道3的顶端，对轴承内部进行密封。内密封圈主要包括第一支架5以及设置于第一支架5上的第一密封体6，第一密封体6包括套设于第一支撑部51两端的第一唇部61和第二唇部62，第一唇部61包括径向抵接轴承内圈1内壁的第一密封唇611，第二唇部62卡接在凹槽4内，其中，在第一密封唇611的根部设有向外延伸的第二密封唇612，第二密封唇612轴向抵接外密封圈的底部。
33.基于上述技术方案，可在内密封圈对轴承进行密封的同时，由外密封圈由外向内覆盖内密封圈并轴向抵接内密封圈的第二密封唇612，进而在内密封圈外部形成新的密封环境，当第一密封唇611老化磨损丧失密封效果后，仍能通过第二密封唇612轴向抵接外密
封圈，有效阻挡外部泥水、粉尘通过第一密封唇611和环状通道3内壁之间的间隙进入轴承内部，进而大幅提高轴承的使用寿命。
34.外密封圈包括第二支架7和设置在第二支架7上的第二密封体8，第二支架7包括抵接部71和抵接部71竖直连接的连接部72，抵接部71与轴承的轴线相互平行并过盈抵接轴承内圈1的外径表面，第二密封体8套设于连接部72上并径向抵接轴承外圈2的内径表面。基于上述方案，加工时，可将抵接部71通过冲压工艺过盈套设于轴承内圈1的外径上，无需在轴承上额外设置凹槽4来安装外密封圈，简化轴承结构且能实现可靠连接。
35.本具体实施方式中，第一支架5及第二支架7主要其刚性支撑作用，其材料可采用金属、陶瓷等刚性材料，第一密封体6和第二密封体8可采用丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶、聚丙烯橡胶等橡胶材料，针对汽车水泵高温、高旋转及振动环境，优选具有抗热、高延展性及抗化腐蚀性的丁腈橡胶。
36.进一步的，考虑到当第二密封唇612与第一支架5之间的角度过小时，外密封圈冲压安装后，第二密封唇612的形变程度不够，会导致密封效果不足，而当上述角度过大时，第二密封圈抵接外密封圈所受的压力较大，第二密封圈的形变程度较大，容易疲劳继而引发塑性形变，导致密封失效，故第二密封唇612和第一支架5之间角度优选为30
°
～60
°
。
37.进一步的，在凹槽4的底部朝着轴承内圈1径向延伸形成有挡肩41，凹槽4的顶端径向形成有突出面42，第二唇部62包括钩体621，钩体621的底端对应抵接挡肩41，钩体621的顶端伸入凹槽4并抵接突出面42。工作时，由钩体621竖直上下轴向抵接凹槽4，实现对内密封圈的轴向双向支撑，有效防止内密封圈在轴承内发生轴向偏移，使第二密封唇612与外密封圈能持续保持接触，提高密封性。
38.进一步的，为提高内密封圈的径向密封性，在构体的根部向外延伸形成有第三密封唇622，第三密封唇622径向抵接轴承外圈2的内径表面，在原先钩体621与凹槽4形成轴向支撑的基础上，由第三密封唇622配合第一密封唇611，实现对内密封圈完整轴向的环形径向支撑，径向支撑程度更高，防尘效果更佳。
39.第一支架5包括与轴承端面平行的第一支撑部51，第一支撑部51朝向外密封圈的一端向内弯折延伸形成有第二支撑部52，第二支撑部52与轴承轴线相互平行，第一支撑部51朝向内密封圈的末端则向内弯曲延伸，第一唇部61套设在第一支撑部51朝向内密封圈的弯曲末端外，第二唇部62套设在第二支撑部52外。工作时，由第二支撑部52、第一支撑部51及第一支撑部51的弯曲末端构成向轴承端面突出的盖状结构，配合第一密封体6，使得形成的盖状结构能够承受来自外密封圈安装时的轴向压力，进而与轴承贴合的更加紧密，提高轴承的密封性。
40.以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

技术特征：
1.一种汽车水泵轴承密封结构，所述轴承包括由其轴承内圈(1)以及轴承外圈(2)所组成的环状通道(3)；所述环状通道(3)顶端的一侧内壁设有一凹槽(4)，其特征在于：所述密封结构包括内密封圈和外密封圈；所述内密封圈包括第一支架(5)以及设置于所述第一支架(5)上的第一密封体(6)；所述第一密封体(6)包括分别套设于第一支架(5)两端的第一唇部(61)和第二唇部(62)；所述第一唇部(61)包括径向抵接所述环状通道另一侧内壁的第一密封唇(611)；所述第二唇部(62)卡接在所述凹槽(4)内；其中，所述外密封圈连接在所述轴承内圈(1)以及所述轴承外圈(2)的顶端上并覆盖所述内密封圈，所述第一密封唇(611)的根部设有向外延伸的第二密封唇(612)，所述第二密封唇(612)轴向抵接所述外密封圈底部。2.如权利要求1所述的汽车水泵轴承密封结构，其特征在于：所述第二密封唇(612)和所述第一支架(5)之间的角度为30
°‑
60
°
。3.如权利要求1或2所述的汽车水泵轴承密封结构，其特征在于：所述外密封圈包括第二支架(7)以及设置于所述第二支架(7)上的第二密封体(8)，所述第二支架(7)包括抵接部(71)以及与所述抵接部(71)竖直连接的连接部(72)，所述抵接部(71)与所述轴承的轴线相互平行并过盈抵接所述环状通道(3)内壁，所述第二密封体(8)套设于所述连接部(72)上并抵接所述环状通道(3)的另一侧内壁。4.如权利要求3所述的汽车水泵轴承密封结构，其特征在于：第一支架(5)包括与轴承端面平行的第一支撑部(51)，所述第一支撑部(51)一端向内弯折延伸形成有第二支撑部(52)，第二支撑部(52)与轴承轴线相互平行，所述第一支撑部(51)的另一末端向内弯曲延伸，所述第一唇部(61)套设在第一支撑部(51)朝向弯曲的末端外，所述第二唇部(62)套设在第二支撑部(52)外。5.如权利要求3所述的汽车水泵轴承密封结构，其特征在于：所述凹槽(4)的底部径向延伸形成有挡肩(41)，所述凹槽(4)的顶端形成有突出面(42)，所述第二唇部(62)包括钩体(621)，所述钩体(621)的底端竖直向下轴向抵接所述挡肩(41)，所述钩体(621)的顶端伸入凹槽(4)并竖直向上轴向抵接所述突出面(42)。6.如权利要求5所述的汽车水泵轴承密封结构，其特征在于：所述钩体(621)的根部向外延伸有第三密封唇(622)，所述第三密封唇(622)径向抵接所述环状通道(3)内壁。7.如权利要求3所述的汽车水泵轴承密封结构，其特征在于：所述第一支架(5)及所述第二支架(7)为刚性材质。8.如权利要求3所述的汽车水泵轴承密封结构，其特征在于：所述第一密封体(6)及所述第二密封体(8)为橡胶材质。

技术总结
本实用新型公开了一种汽车水泵轴承密封结构，包括内密封圈和外密封圈；所述内密封圈包括第一支架以及设置于所述第一支架上的第一密封体；所述第一密封体包括分别套设于所述第一支架两端的第一唇部和第二唇部；所述第一唇部包括径向抵接所述环形通道另一侧内壁的第一密封唇；所述第二唇部卡接在轴承的凹槽内；所述外密封圈设置于所述轴体顶端并覆盖所述内密封圈，所述第一密封唇的根部设有向外延伸的第二密封唇，所述第二密封唇轴向抵接所述外密封圈底部。本实用新型在径向密封的基础上，通过内外分层设计，于内、外密封圈之间形成轴向抵接的密封环境，结构简单，密封性强，密封寿命长。寿命长。寿命长。


技术研发人员：陈祖荣
受保护的技术使用者：杭州理想密封科技有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/14