CN105299059A - 具有保护环的车辆轮毂轴承单元 - Google Patents

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Abstract

车辆轮毂轴承单元(1)，包括：外部环(2)；轮毂(3)，沿着外部环和轮毂的共同对称轴(A)旋转；轮缘(5)，从轮毂径向延伸位于外部环(2)的外侧；多个滚动体(6)，插设在外部环和轮毂之间；至少一个密封部件(8)，设置在轮缘(5)侧，密封部件由通过径向延伸的第一面(11)向着外部环限定；保护环(13)，该保护环围绕外部环(2)并且面对轮缘的第一面(11)的位置处径向延伸，且在轴向凸出的第一面的第一环形阶梯(21)之外；保护环(13)的径向外部分(23)从外部环(2)向着轮缘(5)轴向外悬，且轴向位于第一环形阶梯(21)之外。

Description

具有保护环的车辆轮毂轴承单元
技术领域
本发明涉及车辆轮毂轴承单元，该类型单元装备有密封组件并且包括设置在单元凸缘端一侧的保护环。
背景技术
用于车辆的轮毂轴承单元由US8523447B1可知，并且包括如下部件：外部环；外部环内部的轮毂；***在轮毂和外部环之间以可操作地将轮毂和外部环连接的滚动元件；从轮毂的端部与外部环相对地径向延伸，并且在使用中面对车辆的“外侧”的轮缘；***在外部环和轮毂之间位于轮缘一侧的密封组件；以及围绕外部环并且从外部环径向延伸的保护环；轮缘和保护环一起形成迷宫密封。
类似的布置也由JP2005147298A以及由JP2006010055A可知。
保护环的目的是保护密封组件的密封唇，特别是轮毂外部暴露在环境中与污染物(水、泥和灰)直接接触的径向最外部唇，从而在一定时间内维持其操作。
已知的解决方法的彼此区别在于保护环的形状和其与轮缘共同工作的无接触点。例如，根据US8523447B1，保护环和轮缘的径向外缘共同工作，交迭以形成轴向定位的迷宫密封。该解决方法清楚地特别在径向具有相当大的体积，该方法由于保护环的大体积而昂贵并且相当不可靠，因为保护环外悬地突出以达到相当长的长度并且因此要承受装配或使用期间的意外变形。
其他已知的解决方法具有类似的缺点，例如保护环主要在轴向延伸，并且因此具有额外的轴向体积。
另外，已经发现的是，尽管轮缘上保护环使用的迷宫密封的存在，由于轮毂的旋转效果，污染物层流在使用中形成，层流沿着迷宫密封流动并且不可避免地达到密封组件的径向最外部唇，作为标准，该唇直接通过轮缘的加工和轮缘后表面或者密封表面共同工作，引起该唇的过早磨损。US2012/0177315和DE102008051065没有解决这些问题。
发明内容
本发明的目的是提供所述类型的轮毂轴承单元，并且因此装配有保护环，该保护环仍然可以没有上述缺点，并且特别地，简单且不昂贵地制造，可靠且保证在保护单元的密封组件方面的性能提升。
根据本发明，轮毂轴承单元因此提供为如所附权利要求所限定。
根据本发明，面对外部环的轮缘的轴向内表面提供在密封组件侧，该内表面具有在轴向与保护环重叠的轴向环形阶梯，该密封组件具有径向设置在轴向阶梯外侧的径向外部缘。不像现有技术，在该方式中，迷宫密封产生在保护环和轮缘之间，是径向并且非轴向指引，这导致轴向和径向的紧凑，并且使得径向到达外部的污染物进入点远离密封唇成为可能。但是，最重要的是，由于阶梯存在引起的湍流，污染物层流被阻止。
附图说明
本发明将参考伴随的附图详细描述，附图在此图解了非限制性实施例，其中：
附图1示意性地显示了根据本发明制造的轮毂轴承单元沿着径向平面的正面和横截面视图；以及
附图2显示了放大比例的附图1的轮毂轴承单元的细节图。
具体实施方式
参考附图1和附图2，自身作为整体的车辆轮毂轴承单元作为一个整体以参考标记1表示。
轮毂轴承单元1包括使用时静止的轴承外部环2，包括轴承内环4和轮缘5的轮毂3，和***到外部环2和轮毂3之间以操作地将轮毂3和外部环2连接的多个滚动体6。
使用中，轮毂3沿着外部环2和轮毂3的共有对称轴A旋转，并且设置在外部环2内部。
轮缘5从轮毂3外悬地径向延伸，并且径向在外部环2的外部延伸，在非限制性实施例中所示，外部环2也装配有轮缘7，并且在使用中限制到车辆的悬架上。
轮毂轴承单元1进一步包括至少一个密封组件8，该至少一个密封组件8包括至少一个环形唇9密封组件。密封组件8***到在轮缘5侧的外部环2和轮毂3之间以从可能的外部污染物，例如水，泥，灰等中保护滚动体6。密封组件8在面对轮缘5的外部环的端部10处配合在外部环2上。
轮缘5界定在径向延伸并且彼此相反的第一面11和第二面12之间；第一面11面对外部环2和端部10，而第二面12面对与外部环2相反侧，并且以已知方式且因此为了简化而不再显示，在使用中设计为接收车辆的轮。
轮毂轴承单元1进一步包括保护环13，该保护环13围绕外部环2并且在面对轮缘5的第一面11的位置从外部环2径向延伸。
保护环13的目的是以自身已知方式，从来自附图2箭头显示的方向D的外部污染物的直流中保护密封组件8。
外部环2的第一端10界定在都面对轮缘5的它的径向外部前缘14和它的径向内部前缘15之间。密封单元8配合在外部环2上，在端部10内且在径向内缘15处，并且如附图1和2的非限制性所示，包括金属罩16，该金属罩16支撑包括唇9的弹性密封环17，唇9是密封组件8的径向最外部密封唇，并且因此外部污染物第一个到达该处，然后是进一步的环形密封唇18和19。
密封唇9、18和19与弯曲密封表面20滑动地配合，该弯曲密封表面20通常由加工位于轮缘5和轴承内环4之间的面11侧的轮缘5得到。
根据本发明的第一方面，轮缘5的第一面11不设置为如现有技术中的和密封表面20齐平，而是替代提供有第一环形阶梯21(附图2)，该阶梯轴向向外部环2凸出，并且设置在位于密封组件8的径向最外侧唇9和轮缘5的径向外周边缘22之间的径向位置。
保护环13在第一环形阶梯21以外从外部环2径向外悬延伸，并且包括从外部环2向轮缘5轴向外悬延伸的径向外部分23。
保护环13的径向外部分23具有径向外周缘24，根据本发明的进一步方面，该径向外周缘24向轮缘5的第一表面轴向延伸从而以此形成由面11和缘24之间的环形间隙限定的迷宫密封25。
根据本发明，迷宫密封25平行于面11在径向定向，因为面11和缘24之间的环形间隙限定的迷宫密封25实际上是径向定向的。
进一步，除了轴向，保护环13的径向外部分23也在径向延伸，从而它的径向外周缘24在轴向上在环形阶梯21以外定位，从而保护环13轴向与第一环形阶梯21重叠；但最重要的是，根据本发明，缘24在远离第一阶梯21的径向位置设置，特别是充分远离阶梯21，从而缘24和阶梯21一起不起任何迷宫密封作用。
实际上，与现有技术相反，在现有技术中，表面地认为提供等同于阶梯21的阶梯是为了和保护环一起形成L形迷宫密封的目的，根据本发明，阶梯21如将看见的为了完全不同的目的替代提供。
特别地，保护环13的径向外部分23的径向外周缘24在径向与环形阶梯21以一定的距离间隔，该距离大于轮缘5的面11和外部环2之间的轴向测量的距离。
甚至更特别地，保护环13的径向外部分23的径向外周缘24在径向上与第一环形阶梯21以一定的距离间隔，该距离是在轮缘5的第一面11和外部环2之间在轴向测量的距离的倍数。
本质上，保护环13的径向外部分23倾斜地向着旋转轴A定向，是截头圆锥形的，且在它的径向外周缘24侧从旋转轴A向轮缘5偏转。
进一步，第一环形阶梯21在轮缘5的第一面11在径向位置上设置，实质上与面对轮缘5的端部26齐平设置，保护环13的固定部分27的端部26在外部环2的径向外侧表面28被驱动，并且从端部26，保护环13的缘部分29面对轮缘5径向延伸。
特别地，保护环13由单片钢板整体制造，并且轮缘部分29通过在端部26处弯曲钢板成L形得到；轮缘部分29因此包括保护环13的径向外部分23和连接固定部分27和保护环13的径向外部分23的保护环13的径向内部分30。
径向外部分23相对于轮缘5的面11倾斜设置，而径向内部分30平行于轮缘5的面11设置。径向设置在阶梯21的外侧圆头有角弯曲31呈现在部件23和30之间。
根据本发明的进一步特征，轮缘5的第一面11也具有相对于第一阶梯21轴向向着外部环2凸出的第二环形阶梯32，第二环形阶梯32从第一阶梯21径向向内设置在密封组件8的径向最外部唇9和第一阶梯21之间的径向位置。
结合一个或两个阶梯21和32的存在，外部环2具有它的前缘14和15的一个或两个，前缘14和15是倒角的并且设置在与环形阶梯21和32的相应边缘33和34实质上相对应的径向位置。
在所示的非限制性实施例中，倒角的径向外前缘14径向设置在边缘33上，同样也径向设置在保护环13的固定部分27的端部26处，端部26形成连接轮缘部分29的弯曲连接，端部26和倒角14一起因此限定面对边缘33的槽35。
倒角径向内前缘15替代径向设置在边缘34，也实质上径向设置在固定在外部环2的密封组件8的罩16的固定部分36。
在没有阶梯32的情况下，缘15也可不同地配置。
用于密封组件8的每个滑动唇9、18和19的弯曲密封表面20直接毗邻于第二阶梯32并且径向位于第二阶梯32内部。
最后，在面对轮缘5的径向外周边缘22侧，阶梯21和32由各自弯曲表面37和38限定；弯曲表面37优选精确地连接边缘33和面11，而弯曲表面38同样优选精确地连接阶梯21和边缘34。
由于所述特别选择的几何结构，第一环形阶梯21和保护环13不起任何迷宫密封效果，因为在阶梯21和边缘33特别是保护环13之间的轴向间隙大于限定迷宫密封25的环形间隙。
替代地，第一环形阶梯21设计为在使用中沿着面11中断污染物流动的层流，就像它由于本地的湍流“打断”层流，湍流通过毗邻槽35的存在甚至增强。类似地，在应改进的情形中，第二环形阶梯32也能够再打断层流，并且在任何情况下，第二环形阶梯32设计为在污染物流动中引入进一步湍流，该湍流有效地阻止了污染物到达唇9的流动。
与现有技术相反，当轮毂3的旋转渐进地向下改变轮缘5和保护环13之间的环形空间的每个区域，由于径向外侧壁23的倾斜形状和参考阶梯21的边缘33设置的折叠部分31的相对位置，通过迷宫密封25的污染物因此被阻碍，且接着通过重力排放。
最后，保护环13的径向外部分23的倾角选择为，部件23设置为实质上垂直于外部污染物的主要起源的方向D，最大化保护环13的屏障作用。
本发明的所有目的因此达到。

Claims (8)

1.车辆轮毂轴承单元(1)，包括：
-外部环(2)，在使用中静止；
-轮毂(3)，在使用中关于该外部环和该轮毂的共同对称轴(A)旋转，该轮毂设置在该外部环(2)内，并且包括从该轮毂(3)径向延伸并且径向位于该外部环(2)的外侧的轮缘(5)；
-多个滚动体(6)，插设在该外部环和该轮毂之间；
-至少一个密封组件(8)，包括至少一个环形唇(9)，该密封组件插设在该轮毂(3)和该轮缘(5)侧的该外部环(2)之间；
-该轮缘(5)，界定在相互相对径向延伸面的第一面(11)和第二面(12)之间，该第一面(11)面对该外部环(2)，且该第二面(12)面对该外部环的相对侧；以及
-保护环(13)，围绕该外部环(2)并且从该外部环(2)在面对该轮缘的该第一面(11)的位置径向延伸；其中：
i)-该轮缘(5)的该第一面(11)提供有第一环形阶梯(21)，该第一环形阶梯向着该外部环(2)轴向凸出，并且设置在该密封组件(8)的径向最外部唇(9)和该轮缘(5)的径向外周边缘(22)之间的径向位置；
ii)-该保护环(13)从该外部环(2)径向外悬延伸超过该第一环形阶梯(21)，并且包括从该外部环(2)向着该轮缘(5)轴向外悬延伸的径向外部分(23)；
iii)-该保护环的该径向外部分(23)具有径向外周端缘(24)，该径向外周端缘向着该轮缘的该第一面(11)轴向延伸从而在此形成定向在平行于第一面的径向的迷宫密封(25)；
iv)-该保护环的该径向外部分(23)在轴向上延伸，并且也在径向上延伸，从而延伸至其径向外周端缘(24)：
v)-在轴向方向上设置为超过该第一环形阶梯(21)，从而该保护环(13)轴向与该第一环形阶梯(21)重叠；
vi)-设置在远离该第一阶梯(21)的径向位置处，从而它在此不起任何迷宫密封作用；
vii)-该第一环形阶梯(21)在该轮缘(5)的该第一面(11)与该第一端(26)实质上齐平的径向位置上得到，该端部(26)面对在该保护环(13)的固定部分(27)的轮缘，该保护环(13)在该外部环(2)的径向外侧表面(28)上驱动；
其特征在于：
viii)-该保护环(13)包括面对该轮缘(5)且从该第一端部(26)径向延伸的轮缘部分(29)；
ix)-该轮缘部分(29)包括该保护环的径向外部分(23)和径向内部分(30)，该径向外部分(23)的该径向外部分(23)相对于该轮缘的该第一面(11)倾斜设置，该保护环的该径向内部分(30)连接该固定部分(27)和该保护环的该径向外部分(23)，该径向内部分(30)平行于该轮缘的该第一面(11)设置；
x)-圆头有角弯曲(31)存在于该保护环的该径向外部分(23)和该径向内部分(30)之间，该弯曲径向设置在该第一阶梯(21)的外侧。
2.根据权利要求1所述的轮毂轴承单元(1)，特征在于，该保护环(13)的该径向外部分(23)的该径向外周缘(24)在径向方向上与该第一环形阶梯(21)分隔一定的距离，该距离大于在该轮缘的该第一面(11)和该外部环(2)之间轴向测量的距离。
3.根据权利要求2所述的轮毂轴承单元(1)，特征在于，该保护环的该径向外部分(23)的该径向外周缘(24)在径向方向上与该第一环形阶梯(21)分隔一定的距离，该距离是在该轮缘的该第一面(11)和该外部环(2)之间轴向测量距离的倍数。
4.根据在先权利要求中任一项所述的轮毂轴承单元(1)，特征在于该的该径向外部分(23)倾斜定向到旋转轴(A)，该径向外部分(23)形状上是截头圆锥形，且在它的径向外周缘(24)侧从旋转轴(A)向着该轮缘(5)偏转。
5.根据在先权利要求中任一项所述的轮毂轴承单元(1)，特征在于，该轮缘(5)的该第一面(11)具有第二环形阶梯(32)，该第二环形阶梯(32)关于该第一阶梯(21)向着该外部环(2)轴向凸出，并且径向设置在该第一阶梯(21)的最内部，位于该密封组件的径向最外部唇(9)和第一阶梯(21)之间的径向位置。
6.根据权利要求5所述的轮毂轴承单元(1)，特征在于，向着该轮缘(5)，该外部环(2)具有由径向外前缘(14)和径向内前缘(15)限定的第一端(10)，该径向外前缘和径向内前缘是倒角的，且设置在实质上与该第一(21)和第二(32)环形阶梯的相应边缘(33，34)的各自径向位置相对应的径向位置。
7.根据权利要求5或6所述的轮毂轴承单元(1)，特征在于，该轮缘(5)的第一面(11)具有用于该密封组件(8)的各个滑动唇(9，18，19)的弯曲密封表面(20)，该表面通过直接毗邻第二阶梯(32)且径向位于第二阶梯(32)的最内部侧而得到；该密封单元(8)在该外部环的该径向内缘(15)处固定到该外部环(2)。
8.根据之前权利要求中任一项所述的轮毂轴承单元(1)，特征在于，该第一环形阶梯(21)适应于打断沿着该第一面(11)流动的污染物的层流。
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