CN113062927A - 具有集成密封件的车轮轴承组件 - Google Patents

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CN113062927A CN202110000170.XA CN202110000170A CN113062927A CN 113062927 A CN113062927 A CN 113062927A CN 202110000170 A CN202110000170 A CN 202110000170A CN 113062927 A CN113062927 A CN 113062927A
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lips
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Abstract

一种用于机动车辆的车轮轴承组件(10)，其设置有车轮轮毂(20)和轴承单元(30)，该轴承单元相应地设置有径向外圈(31)和至少一个径向内圈(20、34)、至少一列滚动体(32、33)以及保持架(40)，径向外圈设置有第一滚道(31')，至少一个径向内圈设置有至少一个第二滚道(20'、34')，至少一列滚动体配置在径向外圈与至少一个径向内圈之间，保持架用于容纳至少一列滚动体(32)；车轮轴承组件还设置有密封部件(50)，其一体化在保持架中且设置有由弹性体材料制成的至少两个径向接触唇(51、52)，至少一个第一径向唇(51)与径向内圈接触，并且至少一个第二径向唇(52)与径向外圈接触。

Description

具有集成密封件的车轮轴承组件
技术领域
本发明涉及一种设置有轴承单元的车轮轴承组件，所述轴承单元相应地包括一对滚动轴承，所述滚动轴承用于可旋转地支撑车辆的安装在悬架(/悬挂)(suspension)上的车轮。特别地，本发明涉及轴承单元的至少一个密封部件(即，轴向内(/轴向内部)密封件和/或轴向外(/轴向外部)密封件)的一体化(/集成)(integration)，以与用于容纳轴承单元的滚动体的保持架一体地接合(/结合)(join)在一起。
该解决方案可以应用于各代车轮轴承组件，只要它们具有密封部件和保持架即可。特别地，这种应用包括以下两种情况：轴承的外圈可旋转而轴承的内圈固定的情况；以及内圈旋转而外圈固定的相反情况。本发明还适用于任何类型的滚动体(球、滚子、圆锥滚子等)。
本发明还涉及一种设置有这种车轮轴承组件的机动车辆(motor vehicle)。
背景技术
设置有用于将车辆的车轮可旋转地支撑在悬架上的轴承单元的车轮轴承组件是已知且常用的。轴承单元通常包括一对滚动轴承。
根据现有技术，车轮轴承组件包括可旋转轮毂(hub)，所述可旋转轮毂设置有用于接合机动车辆的旋转元件(例如，车轮或制动元件的盘状物(disc))的联接件(/联接器)(coupling)，而轴承单元包括外圈、一对内圈(其中之一可以是轮毂自身)和多个滚动体(例如，球、滚子或圆锥滚子)。所有这些组件具有相对于旋转元件(例如，轮毂和轴承单元的内圈)的旋转轴线的轴对称性。
此外，考虑到日益激烈的全球竞争和车轮轴承组件的性能特征，这些组件的成本相关方面对于这样的组件的制造商而言也变得至关重要。
特别地，在过去几年中，对聚合物材料和共成型(/共塑成型)(co-moulding)工艺的兴趣日益增长。
基于认为密封性能是整个车轮轴承单元的关键性能特征之一的客户所表达的需求，本发明处理的技术问题是通过将密封部件的弹性体唇直接成型到容纳滚动体的保持架上来满足当前密封设计的所述密封需求，如此降低生产成本，改善轴承和密封件自身的紧凑性(compactness)并且减少轴承单元的摩擦。
目前，市场上还没有有效地获知将密封件与保持架一体化的解决方案。
因此，存在为车轮轴承组件限定一种将密封部件一体化在轴承单元的保持架中而没有上述缺点的合适的解决方案的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种车轮轴承组件，所述车轮轴承组件设置有至少一个密封部件，所述至少一个密封部件一体化在用于容纳滚动体的至少一个保持架中。
密封部件将设置有至少两个接触密封唇(contact sealing lip)，所述至少两个接触密封唇相对于轴承单元的对称轴线具有径向延伸部(extension)，以补偿其中一体化有密封部件的保持架与滚动体的相对位移。两个径向唇将分别接触轴承单元的径向外圈和径向内圈。
优选地，容纳滚动体的保持架将具有支撑部，密封部件的唇一体化在所述支撑部中，并且所述支撑部的重心必须大致沿着与滚动体相对于轴承的对称轴线定位的直径相同的直径定位。
因此，根据本发明提供了一种车轮轴承组件，在所述车轮轴承组件，容纳滚动体的至少一个保持架设置有一体化密封件，所述车轮轴承组件具有在本说明书所附独立权利要求中指示的特征。
根据所附从属权利要求中指示的特征描述了本发明的其他优选和/或特别有利的实施方式。
附图说明
现在将参照附图描述本发明，附图示出了本发明的实施方式的非限制性示例，其中：
图1是根据本发明的一方面的设置有轴承单元的车轮轮毂组件的截面；
图2是根据图1的车轮轴承组件的较大比例的细节，并且以示意性形式示出了密封部件在容纳滚动体的保持架中的一体化；
图3以示意性形式示出了密封部件的唇在轴承单元的径向外圈的表面上的接触区域；
图4示出了保持架并且特别是支撑部，其中，密封部件共成型在支撑部上；以及
图5以较大比例示出了根据图4的保持架的支撑部的细节。
具体实施方式
通过非限制性示例的方式，现在将参照设置有轴承单元的用于机动车辆(motorvehicles)的车轮轴承组件来描述本发明。
参照图1，10表示根据本发明的优选实施方式的车轮轴承组件的整体。该图示出了示例性构造的细节。
车轮轴承组件10具有中心旋转轴线X，并且包括车轮轮毂(wheel hub)20和轴承单元30，车轮轮毂20优选但不必须是可旋转的，轴承单元30进而包括：
径向外圈31，优选但不必须是静止的(/固定的)(stationary)；
径向内圈20，由轮毂20限定；
另一径向内圈34，可旋转地安装在轮毂20上并与轮毂20成为一体；
两列滚动体32、33(在该示例中为球)，配置在径向外圈31与径向内圈20和34之间；以及
两个保持架39、40，用于容纳滚动体，以将所述列滚动体32、33中的滚动体保持就位(keep in position)。
在整个本说明书和权利要求书中，诸如“径向”和“轴向”的指示位置和定向(/取向)的术语和表述参照轴承单元30的旋转中心轴线X来理解。诸如“轴向外部(/轴向外)”和“轴向内部(/轴向内)”的表述涉及车轮轴承组件的组装状态，并且在所讨论的情况下，优选地参照车轮侧和与车轮侧相对的一侧。
径向外圈31设置有两个相应的径向外滚道31'，而径向内圈20、34设置有相应的径向内滚道20'、34'，以允许配置在径向外圈31与轮毂20之间的轴向外列滚动体(/轴向外部的滚动体列)32以及配置在径向外圈31与径向内圈34之间的轴向内列滚动体(/轴向内部的滚动体列)33滚动。为了使图形表示较简单，附图标记32、33将被归属于单独的球和球的列两者。再次为了简化起见，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”(同样地，将使用相同的附图标记)。
轮毂20在其轴向内端(axially inner end)处限定卷边(/滚压边缘)(rollededge)22，卷边22被构造为在轴向上向内圈34预加应力(prestress)。
车轮轴承组件10还可以设置有用于将轴承单元与外部环境密封的密封部件(sealing means)50。从这个角度来看，应认为图1是仅是示意性的，其中，将在下面的附图中详细地示出密封部件50与保持架39、40的一体化(/集成)(integration)。下面，密封部件50也可以更简单地表示为密封件50，显然，密封部件50和密封件可被理解为指示同一组件。
图2是根据图1的车轮轴承组件的较大比例的细节，并且以示意性形式示出了至少一个密封部件50在容纳滚动体的至少一个保持架(cage)中(例如，在保持架40中)的一体化。密封件50的由弹性体材料制成的两个径向接触唇(radial contact lips)51、52以及表示在密封件50与保持架40之间进行接触的部分的顶部53、底部54和前部55是可见的。
密封部件50的正确操作(correct operation)由两个径向接触唇51、52来确保，其中，一个径向接触唇作用在轴承的径向内圈(例如，轮毂20)上，另一个径向接触唇作用在径向外圈31上。应指出的是，(接触)唇的数量不必须限于两个，即该数量也可以较大，对于本发明的目的而言重要的是，唇应具有大体上(/实际上)(practically)径向类型的展开部(/延伸部)(progression)。实际上，对于补偿轴承单元的圈在载荷下的变形以及保持架40(唇51、52的径向展开部与保持架40一起成为一体)与滚动体32之间的相关轴向游隙(associated axial play)而言，唇51、52的径向展开部是必不可少的。此外，还从轴承单元的组装的角度来看，由于唇在将保持架组装到径向外圈内部、然后在将径向外圈与径向内圈联接在一起的方向上倾斜，因此更容易避免唇的倒转(/反转)(inversion)。
在密封性能方面，由于密封部件50一体化在保持架40中而提供了较大的紧凑性(compactness)，因此可以通过实施不同的静态迷宫装置(static labyrinth devices)来进一步改善唇对污染物的直接暴露。
另一个重要方面是保持架40的几何形状。从图2中可以看出，保持架40具有支撑部41，唇51、52共成型(co-moulded)在支撑部41上，并且该支撑部41必须定位为与包围滚动体32的中心的圆周大体上重合，以减少由于旋转对唇的动态影响。换句话说，保持架40的共成型有唇51、52的支撑部41的重心必须大致在与滚动体32的标称节圆直径(nominal pitchdiameter)(滚动体相对于轴承单元的对称轴线X定位的直径)相同的直径上。基本上，支撑部41必须与滚动体32的重心尽可能地对准。以这种方式，使唇限定有径向构造，唇的重心可以保持较靠近保持架40的支撑部41。
这方面改善了具有共成型唇的保持架的整体刚性，这是由于共成型唇相对于滚动体居中操作(/运行)并且不朝向轴承单元的两个圈中的一个圈偏移。此外，当保持架由于作用在轴承单元上的力矩而趋于开始变形时，唇51、52的这种居中定位还减小了在使用期间发生的弯曲应变效应(/弯曲应力效应)(flexural stressing effect)。
以这种方式(即通过确保唇51、52具有大体上径向的展开部并且确保它们的延伸从与滚动体32的重心对准的支撑部41开始)获得了重要结果，即唇51、52的长度将大体上等于根据已知解决方案的密封唇(在径向内圈与径向外圈之间存在的空间内完全延伸)的长度的一半。唇的长度的这种减半(halving)产生了进一步的优点，这将在下面阐明。
唇51、52的正确设计必须考虑许多参数。首先是径向内圈20与径向外圈31之间可用的径向空间。通常，轴承单元的保持架和圈的相对速度大体上等于径向内圈与径向外圈之间所存在的相对速度的一半。为此，两个径向接触唇51、52将在径向方向上具有相同的长度，并且将与径向内圈20的对应表面和径向外圈31的对应表面干涉(interference)，所述干涉可在0.3mm与0.5mm之间变化，并且优选等于0.4mm。
此外，根据滚动体的标称接触角(/公称接触角)(nominal contact angle)，单个唇与圈的相对速度改变导致所述唇的不同磨损，因此所述唇可以具有不同的厚度，优选地，所述唇的厚度在0.1mm至0.6mm的范围内。应注意的是，唇的“长度”被理解为意指其通过将保持架40的支撑部41的重心所在的理论点作为测量的参考点来获得。
这些后面的参数(唇的厚度和长度)的适当定义还取决于在圈和保持架自身在载荷下的变形：在轴承单元上的径向和轴向载荷的组合作用下，由于圈的几何和约束条件不同，因此径向内圈和径向外圈的变形不同。这需要唇具有不同的柔性，柔性可以通过优化唇的厚度、接触点与保持架40的支撑部41的距离、唇的长度及其弯曲截面(/抗弯截面)(bending cross-section)来控制。如果底部径向唇51的长度与顶部径向唇52的长度之间的比率R被定义为比率R，则根据滚动体的标称接触角，优选地，该比率将包括在0.5至2的范围内。这意味着必须补偿相关联的旋转圈上的较大变形的唇最长可以为作用在静止圈上的另一个唇的两倍长(因此，比作用在静止圈上的另一个唇更加柔性)。
参照图3(图3以示意性形式示出了密封部件50的一个唇51在径向外圈31的表面上的接触区域)，在车轮轮毂组件的应用中，为了优化所需的密封性能，使唇具有不对称角的摩擦接触区域，以优化并确保所述唇上的均匀接触压力。特别地，根据已知技术，朝向轴承单元的角α在20°与35°之间，而在泥浆(/污泥)(mud)进入方向上的角β在40°与70°之间。
由于单个唇的径向长度约等于根据现有技术的密封件中使用的唇的长度的一半，因此根据本发明的唇51、52具有较大的刚性。实际上，由于唇51、52的厚度大体上等于根据现有技术的唇的厚度，因此所述唇51、52的长细比(slenderness)(长度/厚度比率)约等于根据已知实施方式的唇的长细比的一半。为此，接触压力的分布使得可以将图3中所示的角α和β的标称值减小约10％，同时保持所述角的不对称性：角的不对称性具有向进入的泥浆(或其他碎屑)“呈现”正压力梯度(positive pressure gradient)的功能。
此外，由于通过将保持架定位在径向外圈内来组装沿着车轮轴承组件的生产线的保持架，并且由于带有保持架的径向外圈与一个或多个径向内圈联接在一起，因此根据所讨论的本发明，考虑到唇51、52的较小细长比，单个唇(相对于作用表面(working surface)垂直)的倾斜角可以减小到20°，而不会对所述唇的刚性(以及因此(产生的)接触压力)产生负面影响。此外，减小唇的入射角导致在接触压力的(分布)均匀性以及因此(产生)的磨损方面具有优点。
参照图4和图5，图4和图5分别示出了特别是支撑部41的保持架40(图4)以及保持架40的支撑部41的较大比例的细节(图5)，可以看到该支撑部的许多结构细节。首先，支撑部41具有开口42，开口42在周向方向上沿着支撑部41的表面不连续地配置。开口42具有将唇的弹性体材料引入保持架40内部以改善粘附性(/粘附力)(adhesion)的功能。优选地，开口42的面积必须不超过支撑部41的表面的20％，以不削弱(/弱化)(weaken)保持架的结构。此外，支撑部41包括多个压接孔(crimping holes)43和槽44，多个压接孔43和槽44是也是为了改善唇51、52的弹性体材料在保持架40的聚合物材料上的粘附性而专门制成。压接孔43的尺寸根据在共成型操作期间注入的弹性体材料的粘度(viscosity)来优化。
关于用于制造在保持架中一体化的密封部件的最合适材料，应注意的是，热塑性弹性体虽然具有良好的加工能力，但从性能的角度来看具有许多缺点。实际上，热塑性材料在生产期间相对易于使用，例如通过注塑成型(injection-moulding)来使用。另一方面，由于它们不具有内部网状(reticular)结构(诸如，硫化橡胶)，因此它们具有差的抗老化性能(ageing resistance)，这导致唇的耐磨性不满足要求。
因此，优选使用具有满足要求的工艺/性能折衷(trade-off)的优选解决方案。这样的解决方案使用将硫化橡胶的性能特征(特别是优异的弹性和耐磨性)与热塑性材料的加工性质相结合的硫化热塑性聚合物(vulcanized thermoplastic polymers)，硫化热塑性聚合物形成热塑性弹性体聚合物族的一部分，但其具有与合成热固性橡胶的弹性体性质相似的弹性体性质。硫化热塑性聚合物是主要由合成橡胶颗粒形成的合金，合成橡胶颗粒完全被硫化并包封在聚丙烯基质(polypropylene matrix)中。
另一种解决方案使用最常见的弹性体-丁腈(nitrile butadiene)，丁腈是根据现有技术的密封部件使用的弹性体。在这种情况下，更重要的是在保持架的支撑部中提供足够的粘附部件(孔、槽)，以改善机械固定特性。
与所使用的材料无关，对于车轮轴承组件的所有应用，具有密封件的保持架必须能够在高达80℃的参考温度下正确地操作。在这方面，应指出的是，通过使用硫化热塑性聚合物作为密封唇的材料，唇51、52的热膨胀系数将相当接近于由塑料材料制成的保持架40的支撑部41的热膨胀系数。
可以使用不同的方法执行共成型工艺。根据塑料和橡胶成型的不同注塑温度，第一种方法是首先将保持架成型，然后通过温度和化学亲和力的作用使唇的弹性体材料粘附到保持架。如果由于弹性体材料所需的注塑温度太高(该温度将导致保持架自身过热)而不能实现这种方案，则可以通过首先注塑弹性体材料然后注塑塑料材料来使共成型工艺颠倒(顺序)。使两种材料之间粘附的化学亲和力的功能也可以通过将两个组件接合在一起的机械固定部件来辅助。
为了最佳地实施共成型工艺，必须使保持架40具有足够刚性的结构：这通过确保保持架的材料完全包围滚动体或者通过将支撑部41制成为具有足够刚性来获得。此外，支撑部41的厚度A必须包括在3mm与6mm之间的范围内，其中，它可以在整个360°上是连续的或间断的(intermittent)(由于开口41的存在)，但是在任何情况下，都可以以这种方式避免在载荷下的操作条件期间唇的显著位移。通过将支撑部41的厚度A和唇51、52在与保持架接触的区域中的厚度B的相对比率(再次参见图2)保持在50％与80％之间的范围内，同时保持厚度B不小于0.4mm，获得在共成型和应用期间的操作效率方面的良好结果。径向唇51、52的长度可以在1mm与5mm之间变化，并且优选地，两个唇的长度可以彼此相等，并且如已经提到的，径向唇51、52的长度等于使用已知技术制成的密封唇(即，未集成在保持架中的密封唇)的长度的大约一半。
密封件50与保持架40之间的界面的数量可以从1个到3个变化。在图2的示例中，界面的数量是三个，并且精确地存在于顶部53、底部54和前部5中，顶部53、底部54和前部55表示在密封件50与保持架40之间进行接触的部分。
通过密封唇在保持架中的一体化而获得的优点与以下项相关：
-由于去除了用于唇的金属支撑件而降低了成本。此外，将密封件的弹性体材料共成型到保持架的塑料材料上是可靠且低成本的工艺；
-由于圈的轴向空间由于密封区减小而减小，因此减轻了重量并节省了成本；
-由于在保持相同的界面同时在两列滚动体之间存在较大的距离，因此所述列的设计具有较大的灵活性；
-车轮轴承组件的轴向紧凑性(/紧凑度)较好；
-由于密封唇的不同滑动速度而使摩擦可减小；
-由于两列滚动体之间的距离增大，所述列的摩擦减小，并且两列滚动体的持续时间(/寿命)和刚性较大；
-由于密封唇和圈的接触表面的相对速度较低，滑动表面的磨损较小；
-在生产线上提供和组装的部件的数量较少；
-由于在相同的接触压力下唇相对于圈的表面的相对滑动速度较低(显然，约为一半)，因此唇的磨损较小，并且由于保持架与圈之间的距离小于径向内圈与径向外圈之间的距离，因此作用在单个唇上的总变形较小。因此，密封唇的预期持续时间也较长，并且不再需要用于组装在圈上以确保唇的正确操作的金属支撑件。
最后，应指出的是，与摩擦相关的性能特征优于或至少等同于已知解决方案的那些性能特征。实际上，如果一方面接触表面增大(摩擦与接触唇的直径的平方成比例)，则另一方面部件的相对速度减半(近似)。
须理解的是，除了如上所述的本发明的实施方式之外，存在许多其他变型。还须理解的是，这些实施方式仅是示例，并且既不限制本发明的范围，也不限制其应用，也不限制其可行的构造。相反，尽管上面的描述允许本领域技术人员至少根据其实施方式的示例之一来实现本发明，但须理解的是，所描述的组件的许多变型是可行的，而不会因此脱离如所附权利要求中限定的按照字面(/文字)上和/或根据其合法等同物解释的本发明的范围。

Claims (9)

1.一种用于机动车辆的车轮轴承组件(10)，所述车轮轴承组件包括车轮轮毂(20)和轴承单元(30)，所述轴承单元(30)相应地包括：
-径向外圈(31)和至少一个径向内圈(20、34)，所述径向外圈(31)设置有第一滚道(31')，所述至少一个径向内圈(20、34)设置有至少一个第二滚道(20'、34')；
-至少一列滚动体(32、33)，配置在所述径向外圈(31)与所述至少一个径向内圈(20、34)之间；以及
-保持架(40)，用于容纳所述至少一列滚动体(32)；
所述车轮轴承组件(10)的特征在于，所述车轮轴承组件(10)包括密封部件(50)，所述密封部件(50)一体化在所述保持架(40)中，并且设置有由弹性体材料制成的至少两个径向接触唇(51、52)，其中，至少一个第一径向唇(51)与所述径向内圈(20)接触，并且至少一个第二径向唇(52)与所述径向外圈(31)接触。
2.根据权利要求1所述的车轮轴承组件(10)，其特征在于，所述保持架(40)具有支撑部(41)，所述至少两个径向接触唇(51、52)共成型在所述支撑部(41)上，并且所述支撑部(41)的重心大致定位在与所述滚动体(32)的中心相对于所述轴承单元(30)的对称轴线(X)定位所在的同一直径上。
3.根据权利要求2所述的车轮轴承组件(10)，其特征在于，所述支撑部(41)具有多个开口(42)、多个压接孔(43)和多个槽(44)，所述多个开口(42)在周向方向上以不连续的方式布置，所述多个压接孔(43)和所述多个槽(44)被制成为改善所述唇(51、52)的弹性体材料在所述保持架(40)上的粘附性。
4.根据前述权利要求中任一项所述的车轮轴承组件(10)，其特征在于，所述至少两个径向接触唇(51、52)由硫化热塑性聚合物材料制成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的车轮轴承组件(10)，其特征在于，所述至少两个径向接触唇(51、52)在径向方向上具有基本相同的长度，所述长度被包括在1mm与5mm之间的范围内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的车轮轴承组件(10)，其特征在于，所述至少两个径向接触唇(51、52)与所述径向内圈(20)的对应表面和所述径向外圈(31)的对应表面干涉，所述干涉能够在0.3mm与0.5mm之间变化。
7.根据前述权利要求中任一项所述的车轮轴承组件(10)，其特征在于，所述至少两个径向接触唇(51、52)具有范围在0.1mm与0.6mm之间的厚度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的车轮轴承组件(10)，其特征在于，所述支撑部(41)的厚度(A)在3mm与6mm之间的范围。
9.根据前述权利要求中任一项所述的车轮轴承组件(10)，其特征在于，所述支撑部(41)的厚度(A)与所述径向接触唇(51、52)的厚度(B)之间的比率在50％与80％之间的范围。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3524237A (en) * 1968-02-26 1970-08-18 Torrington Co Cage with seals for bearings and manufacture thereof
DE2753340A1 (de) * 1977-11-30 1979-05-31 Daimler Benz Ag Waelzlager
DE3738529A1 (de) * 1987-11-13 1988-10-20 Daimler Benz Ag Abdichtung fuer waelzlager
US7416343B2 (en) * 2002-07-12 2008-08-26 Nsk Ltd. Pulley support double row ball bearing
US7591593B2 (en) * 2005-02-04 2009-09-22 Ntn Corporation Sealed rolling bearing
JPWO2008047618A1 (ja) * 2006-10-16 2010-02-25 Nok株式会社 密封装置
JP2009073252A (ja) * 2007-09-19 2009-04-09 Honda Motor Co Ltd 車輪軸受装置
CN101715520A (zh) * 2008-07-17 2010-05-26 三菱重工业株式会社 轴承结构及风力发电装置
FR3001781B1 (fr) * 2013-02-07 2015-02-27 Ntn Snr Roulements Palier a roulement
FR3015600B1 (fr) * 2013-12-20 2016-05-27 Ntn-Snr Roulements Cage de roulement a billes a contact oblique et roulement associe
JP7056080B2 (ja) * 2017-11-01 2022-04-19 日本精工株式会社 ハブユニット軸受

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