外軸承護罩的制作方法

專利名稱：外軸承護罩的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種軸承組件，并且更具體地涉及軸承組件的密封結構。
背景技術：
現有技術中已知各種軸承組件。典型的軸承組件包括周向內座圈以及外座圈，內座圈安裝在內部件上，內部件例如是諸如軸的旋轉內構件，外座圈定位成使得內座圈與外 座圈呈相對并且間隔開的關系。外座圈安裝至外部件，例如比如靜止構件。內座圈與外座圈之間通常設置有多個滾子元件例如滾珠。滾子元件減小運動零件和表面之間的摩擦和磨損，并且軸承組件通常包含潤滑劑以通過減小摩擦和磨損來進一步保護滾子元件和其他零件。美國專利No. 5，704，719 (Cook等人)、美國專利No. 5，716，147 (Cook等人)、美國專利 No. 5，863，137 (Johnson 等人)、美國專利 No. 5，927，864 (Feerick),以及美國專利No. 6，677，283 (Ni)中公開了示例性軸承組件，所有文獻通過參引結合在此。軸承組件經常經受嚴酷的操作環境，在這些操作環境中，軸承組件暴露于液體的、氣體的和固體的污染物。例如，軸承組件經常遇到灰塵、磨蝕材料、金屬顆粒、腐蝕性化學物和水。進入軸承組件內部的污染物能夠快速地損壞和磨損滾子元件，這可能最終造成軸承失效。因此，需要改進的堅固耐用的軸承密封結構。

發明內容
一種軸承組件包括內座圈和外座圈，內座圈適于聯接至內構件,外座圈適于聯接至外構件并且定位成使得內座圈與外座圈相對并且間隔開。滾子元件設置在內座圈與外座圈之間。內凸緣聯接至外座圈，包括周向間隔開的凹部并且大體沿徑向朝向內座圈延伸。外凸緣聯接至內座圈。柔性密封構件接觸內凸緣和外凸緣兩者。護罩包括延伸穿過凹部的突起部。突起部聯接至外座圈。內構件和外構件被允許彼此相對旋轉。在另一布置中，一種軸承組件包括內座圈和外座圈，內座圈適于聯接至內構件，夕卜座圈包括大致球形的滾子接觸表面。外座圈適于聯接至外構件，并且定位成使得內座圈與外座圈相對并且間隔開。滾子元件設置在內座圈與外座圈之間，并且與滾子接觸表面接觸。內凸緣聯接至外座圈，包括周向間隔開的凹部并且大體沿徑向朝向內座圈延伸。外凸緣聯接至內座圈。柔性密封構件接觸聯接至內座圈的構件和聯接至外座圈的構件。護罩包括延伸穿過凹部的突起部。突起部聯接至外座圈。內構件和外構件被允許沿不一致的軸線彼此相對旋轉。在另一布置中，一種軸承組件包括內座圈和外座圈，內座圈適于聯接至內構件,夕卜座圈適于聯接至外構件，并且定位成使得內座圈與外座圈相對并且間隔開。滾子元件設置在內座圈與外座圈之間。內凸緣聯接至外座圈，包括周向間隔開的凹部并且大體沿徑向朝向內座圈延伸。外凸緣聯接至內座圈。護罩包括延伸穿過凹部的突起部。突起部聯接至外座圈。外凸緣與內凸緣交疊，護罩與外凸緣交疊。內構件和外構件被允許彼此相對旋轉。在另一布置中，一種軸承組件包括內座圈和外座圈，內座圈聯接至內構件,外座圈聯接至外構件。外座圈定位成與內座圈相對并且間隔開。多個滾子元件設置在內座圈與外座圈之間。凸緣元件聯接至內座圈與外座圈中的一個，并且大體沿徑向朝向內座圈和外座圈中的另一個延伸。金屬的護罩聯接至內座圈與外座圈中的另一個，并且延伸得與凸緣元件相鄰。內構件和外構件被允許彼此相對旋轉。


此處描述的附圖僅用于示例目的而無意于以任何方式限制本公開內容的范圍。圖I是軸承組件和彈性密封元件的實施方式的立體圖； 圖2A是軸承組件和彈性密封元件的局部剖視圖；圖2B是軸承組件和彈性密封元件的替代性實施方式的局部剖視圖；圖2C是軸承組件和彈性密封元件的替代性實施方式的局部剖視圖；圖3A是軸承組件和彈性密封元件的替代性實施方式的局部剖視圖；和圖3B是軸承組件和彈性密封元件的替代性實施方式的局部剖視圖；圖3C是軸承組件和彈性密封元件的替代性實施方式的局部剖視圖；圖4是軸承組件和彈性密封元件的替代性實施方式的局部剖視圖，以虛線示出了軸承組件各部件的軸向運動；圖5是軸承組件和金屬護罩的局部剖視圖；圖6是軸承組件和金屬護罩的替代性實施方式的局部剖視圖；圖7是替代性軸承組件的立體圖；圖8是圖7中描繪的軸承組件的反側立體圖；圖9是替代性軸承組件的端視圖；圖10是沿圖9中的10-10線截取的剖視圖；圖11是替代性軸承組件的分解立體圖；和圖12是另一替代性軸承組件的局部截面具體實施例方式下文描述本質上僅僅是示例性的而無意于限制本公開內容、應用或使用。應當理解，盡管各特征的精確結構構造可能會稍有不同，但是在所有附圖中相應的附圖標記指示各實施方式中的相同的或相應的零件和特征。在文中使用的“一”和“一個”指示存在物品的“至少一個”；當可能時，可能存在多個這種物品。圖I和圖2A圖示了軸承組件10的示例性實施方式，軸承組件10包括彈性密封元件24、安裝在內構件上并且保持在殼體12內，所述內構件能夠是軸16。外構件能夠例如通過用螺栓(未示出)穿過殼體12的凸緣13中的孔口 17聯接至軸承組件10。軸承組件10包括內座圈14和外座圈18，內座圈14安裝在軸16上，外座圈18定位成使得內座圈14的滾子軸承表面15與外座圈18的滾子軸承表面19相對并且間隔開。內座圈14與外座圈18之間設置有多個滾子元件20。可以理解，盡管滾子元件20在圖2A中描繪為球形滾珠，但其能夠是任意數量的不同類型的滾子元件20，包括例如滾針滾子、錐形滾子和偏置滾子。另夕卜，盡管本實施方式中僅圖示了一排滾子元件20，但軸承組件10中能夠存在多于一排的滾子元件20。諸如凸緣元件22的剛性元件示出為直接聯接至內座圈14 ;凸緣元件22沿大致徑向方向朝向外座圈18延伸。垂直部22a和成角部22b沿該大致徑向方向延伸。如在此實施方式中示出的，外座圈18 (像內座圈14那樣)能夠由聯接在一起的多個部件18a和18b形成。外座圈18聯接有彈性密封元件24，該彈性密封元件24從外座圈18延伸而與凸緣元件22的外側26相鄰，如圖所示。在該實施方式中，凸緣元件22和相鄰的彈性密封元件24圖示為彼此緊鄰，導致在凸緣元件22與彈性密封元件24之間形成狹窄間隙30，例如如圖2A中所示。替代性地，彈性密封元件24能夠與凸緣元件22接觸，例如如圖2B和圖2C中所示。
在描述彈性密封元件24與凸緣元件22的關系時的術語“相鄰”包括在彈性密封元件24與凸緣元件22之間具有狹窄間隙30的實施方式(示例包括圖2A和圖3A);彈性密封元件24接觸凸緣元件22的實施方式(示例包括圖2B、圖2C、圖3B和圖3C);以及彈性密封元件24在凸緣元件的外側26 (示例包括圖2A、圖2C、圖3A和圖3C)或者在凸緣元件22的內側28 (示例包括圖2B和圖3B)。例如，凸緣元件22與相鄰的彈性密封元件24之間的接觸能夠是直接接觸或者經由從彈性密封元件24延伸的成型唇式密封件32接觸，如圖2C和圖3C中所示。其他實施方式包括如下軸承組件10 :其中彈性密封元件24沿該彈性密封元件24的大致長度與凸緣22相鄰，或者其中僅彈性密封元件24的末端與凸緣元件22相鄰。在彈性密封元件24與凸緣元件22接觸的實施方式中，由于不存在間隙，所以能夠在彈性密封元件24與凸緣元件22之間產生零間隙密封。彈性密封元件24能夠由各種材料形成；通常彈性密封元件24能夠由聚合物、橡膠或彈性體材料形成。用于彈性密封元件24的示例性材料包括尼龍；聚丙烯；含氟聚合物，例如來自DuPont的TEFLON ;含氟彈性體,例如V1TON ;腈；乙烯丙烯酸酯橡膠,例如VARIAC⑩;尿烷；聚酰亞胺，例如VESPEL ;或者其他聚合物、橡膠、彈性體及其復合物。包括經得住超聲波焊接的材料在內的其他示例性材料為聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，即,ABS共聚物；丙烯酸樹脂；丁二烯苯乙烯；亞苯氧化物(phenylene-oxide)基樹脂；聚碳酸酯；聚醚酰亞胺；聚醚砜；聚苯乙烯；聚氯乙烯；乙縮醛；纖維素；含氟聚合物；尼龍；聚酯；聚醚醚酮(PEEK);聚乙烯；聚甲基戊烯；聚苯硫醚；和聚丙烯。基本上可使用任何可撓曲的材料，只要其與軸承組件10的預期操作環境相容即可；例如，其應當相對于預期應用具有化學的以及熱的穩定性。為彈性密封元件24選擇的材料的磨損特性也是重要的。通常，與由剛性材料例如金屬構成的密封元件相比，彈性密封元件24與凸緣元件22之間的任何接觸對于彈性密封元件24和凸緣元件22兩者均產生更小的磨損。例如，金屬密封元件與金屬凸緣元件22之間的接觸能夠快速地磨損金屬密封件和金屬凸緣元件22，并且能夠不可逆地損壞密封有效性。如果凸緣元件22接觸彈性密封元件24，則彈性密封材料24的可撓性允許其彎曲。此夕卜，彈性密封元件24的柔性和可撓曲特性允許其適應彈性密封元件24與凸緣元件22之間的運動，同時仍維持有效密封。此外，彈性密封元件24的可撓性能夠允許彈性密封元件24偏置靠在凸緣元件22上。彈性密封元件24的實施方式能夠進一步包括漸縮形狀，使得如果彈性密封元件24偏置靠在凸緣元件22上，則彈性密封元件24在磨損時仍與凸緣元件22接觸。如圖2A至圖2C的實施方式中所示，彈性密封元件24通過壓配合至容納溝槽34中而聯接至外座圈18。然而，彈性密封元件24能夠替代性地通過本領域中通常已知的各種方法聯接至外座圈18。這樣的聯接方法(未示出)包括但不局限于超聲波焊接、粘合劑粘合、或者通過將彈性密封元件24熔化至外座圈18中形成的孔或凹口內。應當認識到，彈性密封元件24的聯接方法和材料選擇能夠是彼此相關的。例如，可以認識到，聚合體彈性密封元件24應當與用于將彈性密封元件24聯接至外座圈18的粘合劑相兼容。軸承組件10可以使用任何適當的方法附連至內構件，該內構件能夠是軸16。圖中示出了一個示例性方法，其中內座圈14具有軸向延伸部36，該軸向延伸部36具有容納止動 螺釘40的螺紋孔口 38。止動螺釘40向下旋緊靠在軸16上以便將內座圈14和軸承組件10固定至軸16。例如，能夠使用多于一個的軸向延伸部36和/或止動螺釘40。能夠使用其他附連裝置將軸16聯接至軸承10，例如美國專利No. 5，863，137和No. 6，908, 230中描述的可壓縮環形鎖定卡圈，這些文獻的全部內容通過參弓I結合在此。軸承組件10和彈性密封元件24的潤滑能夠經由潤滑脂配件42完成。潤滑脂配件42將潤滑脂或者其他潤滑劑引導經過外座圈18，以潤滑滾子元件20。除了阻擋外部污染物進入以外，彈性密封元件24還能夠幫助將潤滑脂或者潤滑劑保持在軸承組件10內。此夕卜，在潤滑軸承組件10時，凸緣元件22與相鄰的彈性密封元件24之間的任何空間例如狹窄間隙30將傾向于由潤滑脂或潤滑劑填充并保持潤滑脂或潤滑劑。軸承組件10和彈性密封元件24能夠進一步包括另一剛性元件，例如密封架44，以及相協作的柔性密封構件46。密封架44在圖2A中示出為聯接至外座圈18并且大體沿徑向方向朝向內座圈14延伸。密封架44能夠由金屬形成。柔性密封構件46能夠經由凸緣元件22聯接至內座圈14。柔性密封構件46具有至少一個密封腿部48，該密封腿部48與密封架44密封地接觸。柔性密封構件46能夠起類似于單向閥的作用，其允許潤滑劑向外運動但限制潤滑劑和污染物進入軸承組件的運動。替代性地(未示出)，柔性密封構件46能夠(例如，經由密封架44)聯接至外座圈18，并且通過至少一個密封腿部48與凸緣元件22密封地接觸。柔性密封構件46能夠由類似于上文關于彈性密封元件24所討論的材料制成。如圖2A至圖3C中所示，通過將密封架44卡扣配合在向內成角度的唇部45上，密封架44能夠聯接至外座圈18。如圖所示，通過在密封架44上包括與向內成角度的唇部45協作的成角度的端部能夠提供上述卡扣配合。因此，外座圈18b的部件能夠構造為當密封架44被壓在外座圈18b上并且卡扣入外座圈18b上的向內成角度的唇部45時提供用于密封架44的邊緣的空隙。通過卡扣配合將密封架44聯接至外座圈18b提供了徑向壓配合和軸向力，該軸向力將密封架44拉靠在外座圈18b上，將密封架44固持在適當位置。當然，能夠提供許多對本領域普通技術人員顯而易見的替代性的卡扣配合布置。其他非限制性示例(未示出)包括一種軸承組件10,該軸承組件10具有內座圈14、外座圈18、多個滾子元件20和密封組件，其中內座圈14和外座圈18能夠彼此相對旋轉。內座圈14聯接至內構件，而外座圈18聯接至外構件，座圈14、18定位為使得內座圈14與外座圈18相對并間隔開。內座圈14與外座圈18之間設置有多個滾子元件20。密封組件包括第一剛性元件和彈性密封元件24。第一剛性元件包括卡扣配合構件，該卡扣配合構件將第一剛性元件聯接至內座圈14或外座圈18，使得第一剛性元件大體沿徑向朝向內座圈14或外座圈18中的另一個延伸。彈性密封元件24聯接至內座圈14和外座圈18中的另一個，并且延伸得與第一剛性元件相鄰。軸承組件10能夠進一步包括第二剛性元件，并且第二剛性元件能夠通過例如卡扣配合聯接至內座圈14和外座圈18中的另一個。彈性密封元件24也能夠通過第二剛性元件聯接至內座圈14和外座圈18中的另一個。圖2B中示出的替代性實施方式與圖2A的軸承組件10大致相同，只是凸緣元件22不在其末端彎曲，并且彈性密封元件24從外座圈18延伸以與凸緣元件22的內側28相鄰。如圖2C所示，在另一替代性實施方式中，彈性密封元件24能夠接觸凸緣元件22的外表面接觸，在彈性密封元件24與凸緣元件22之間基本上不提供間隙、或者提供零空隙的密封。接觸能夠由一個或多個成型唇式密封件32提供，該成型唇式密封件32從彈性密封元件24延伸以接觸凸緣元件22。一個或多個成型唇式密封件32能夠幫助阻擋外部污染物進入軸承組件10，并且能夠進一步幫助將潤滑脂或潤滑劑保持在彈性密封元件24與凸 緣元件22之間。此外，柔性密封構件46能夠呈設置在密封架44與凸緣元件22之間的毛氈插入件50的形式。除了由彈性密封元件24提供的益處之外，毛氈插入件能夠幫助阻擋污染物的進入以及潤滑劑的損失。圖3A至圖3C中示出了軸承組件10和彈性密封元件24的其他實施方式。這些實施方式使用密封架44將彈性密封元件24聯接至外座圈18。例如，如圖3A中圖示的，彈性密封元件24聯接至外座圈18。這通過將彈性密封元件24直接聯接至密封架44、密封架44本身又直接聯接至外座圈18來完成。彈性密封構件24能夠借助于本領域中通常已知的各種方法直接聯接至密封架44。這樣的聯接方法包括但不局限于壓配合至密封架44中的容納溝槽(未示出)中、超聲波焊接、粘合劑粘接、或者通過將彈性密封元件24熔化入密封架44中形成的孔或凹口(未示出)中。如圖3A中示出的，彈性密封元件24延伸得與凸緣元件22的外側26相鄰。彈性密封元件24與凸緣元件22形成間隙30。圖3B示出了如下實施方式其中彈性密封元件24聯接至密封架44，并且延伸得與凸緣元件22的內側28相鄰，并且如圖所示直接接觸凸緣元件22。軸承組件10中能夠包括附加密封特征，例如柔性密封構件46 (圖3B中示出了示例性實施方式)或者毛氈插入件50 (圖3C中示出了示例性實施方式)。圖3C圖示了如下實施方式其中彈性密封元件24經由密封架44聯接至外座圈18，并且彈性密封元件24經由成型唇式密封件32接觸凸緣元件22。圖4圖示了凸緣元件22和彈性密封元件24的彼此相對運動。運動能夠由于整個軸承組件10的熱膨脹或者軸承組件10的各種部件的熱膨脹所致。類似地，運動能夠由于軸承組件10的部件的磨損所致。軸承組件10內的運動能夠是徑向的和/或軸向的；圖4中描繪了軸向運動的一個示例。凸緣元件22示出為聯接至內座圈14，并且彈性密封元件24通過壓配合至容納溝槽34中而聯接至外座圈18。在描繪的實施方式中，彈性密封元件24偏置靠在凸緣元件22上。當內座圈14和外座圈18彼此相對徑向運動時，偏置靠在凸緣元件22上的彈性密封元件24沿凸緣元件22運動和/或滑動，但由于彈性密封元件24的可撓曲特性，彈性密封元件24與凸緣元件22維持接觸或者維持狹窄間隙30。因此，當軸承組件10由于溫度變化和/或磨損而膨脹和/或運動時，彈性密封元件24能夠維持與凸緣元件22的有效密封。替代性實施方式(未示出)能夠包括一種軸承組件10和彈性密封元件24，其中凸緣元件22和彈性密封元件24相對于內座圈14和外座圈18的位置是顛倒的。例如，凸緣元件22能夠替代性地聯接至軸承組件10的外座圈18，由此凸緣元件22將大體沿徑向朝向內座圈14延伸。相應地，彈性密封元件24將聯接至內座圈14，并且將大體沿徑向朝向外座圈18延伸以與凸緣元件22相鄰。替代性實施方式還包括其中凸緣元件22聯接至外座圈18，并且密封架44聯接至內座圈14。在這些實施方式中，彈性密封元件24聯接至密封架44，并且將大致沿徑向朝向外座圈18延伸以與凸緣元件22相鄰。圖5和圖6圖示了用于與諸如軸16和殼體12的部件一起使用的替代性軸承組件。替代性軸承組件包括代替前述彈性密封元件24的金屬護罩。剛性金屬護罩可以提供隔絕 外部污染物的額外保護。某些工作環境特別嚴酷，這些工作環境中可能存在掉落的顆粒以及磨蝕顆粒。金屬護罩也可以提供期望具有更好沖擊強度的堅固耐用的設計。另外，當與各種聚合材料相比時，金屬通常提供更好的耐磨性。當與聚合材料相比時，金屬護罩也可以更不易于產生翹曲或者其他尺寸變化。由金屬形成的部件可以以相對較經濟的機加工成本在更窄的公差范圍內成形。金屬的材料特性允許實施包括壓配合在內的替代性附連方法。金屬內的殘余應力可以維持在彈性變形區域內，而聚合材料通常要經受蠕變和壓縮變形。圖5描繪了替代性軸承組件60。軸承組件60大致類似于圖3A中描繪的軸承10。因此，相同的元件將由之前引入的附圖標記來指代。軸承組件60與圖3A中描繪的裝置的不同之處在于，彈性密封兀件24由聯接至密封架44的金屬護罩62替代。金屬護罩62包括與凸緣元件22的外側26交疊的大致圓錐形部64。間隙30在護罩62與凸緣元件22之間延伸。由于護罩62安裝至外座圈18b，故而可以在整個軸承操作過程中維持間隙30。護罩62還包括大致軸向延伸的凸緣部66，該凸緣部66壓配合至密封架44。在本公開內容的范圍內可以設想諸如焊接、粘合劑粘接、鉚接、定樁、卷邊等替代性附連方法。通過如圖5所示定位護罩62，如果需要，由間隙30限定的空間的容積可以保持潤滑劑。密封架44、內座圈14、凸緣元件22和護罩62之間的間隙可以由潤滑劑填充以進一步抵制污染物進入。另外，應當理解，盡管護罩62描繪為與柔性密封構件46 —起使用，但是可以用護罩62保護任意數量的其他密封裝置。在一個變型中，不存在柔性密封構件46。污染物的進入受到由護罩62和凸緣元件22形成的迷宮路徑的限制。還可以設想軸承60的其他變型。具體地，另一裝置可以包括金屬護罩62，該金屬護罩62具有與圖3C中所示的元件22b類似的彈性體柔性密封腿部。該柔性密封腿部密封地接合凸緣元件22。該柔性密封腿部可以聯接至護罩62或凸緣元件22。圖6描繪了以附圖標記74標識的另一替代性軸承組件。軸承74大致類似于圖2A中描繪的軸承10。因此，相同的元件將由之前引入的附圖標記來指代。軸承組件74包括金屬護罩76以代替彈性密封元件24。根據所需的具體設計，溝槽34可能存在或者可能不存在。如果設置有溝槽34，護罩76可以包括沿徑向向外延伸的突起部78，該突起部78定位在溝槽34內。在圖6中右側示出的替代性裝置中，護罩76a不包括突起部78。金屬護罩76a壓配合至外座圈18a中。
還可以設想軸承74的其他變型。具體地，另一裝置可以包括金屬護罩76，該金屬護罩76具有與圖2C中所示的元件22b類似的彈性體柔性密封腿部。該柔性密封腿部密封地接合凸緣元件22。圖7至圖12圖示了替代性軸承組件100，其包括內座圈102和外座圈104，內座圈102和外座圈104定位成使得內座圈102中形成的第一軸承表面106和第二軸承表面108與外座圈104的滾子軸承表面110相對并間隔開。第一多個滾子兀件12由第一保持架114以周向間隔開的方式保持。以類似的方式，第二多個滾子元件116由第二保持架118保持。滾子元件112、116描繪為細長的筒形構件。如上所述，在本公開內容的范圍內可以設想其他類型的滾子元件。第一密封和護罩組合120與外座圈104的第一側122相聯。第二密封和護罩組合124與外座圈104的第二相反側126相聯。第一密封和護罩組合120大致類似于第二密封和護罩組合124。因此，將僅僅詳細描述第一密封和護罩組合120。
第一密封和護罩組合120包括內凸緣130、外凸緣132、密封件134和護罩136。內 凸緣130包括大致圓錐形部137、沿徑向向外延伸的凸緣部138和斷續的唇部140。如在圖11中最清楚地描繪的，多個周向間隔開的凹部142延伸穿過唇部140并且部分地延伸穿過凸緣部138。內凸緣130可以由低碳鋼、鋁或其他金屬材料形成。一旦第一多個滾子元件112和第二多個滾子元件116已經與內座圈軸承表面106、108以及外座圈軸承表面110相連通地定位，則將內凸緣130聯接至外座圈104。更具體地，向內凸緣130施加軸向安裝力以便將唇部140壓配合至定位得靠近第一側122的外大致圓柱表面146。繼續向內凸緣130施加力，直至凸緣部138的第一表面148接合外座圈104的第一端表面150為止。應當理解，表面146可以形成為正圓柱表面或者可以替代性地包括圓錐形，如圖10所示，以有助于將內凸緣130和護罩136保持至外座圈104。外凸緣132包括環形本體部154、大致圓柱形的軸套部156、圓錐形部158和保持唇部160。內軸套部156的尺寸確定為以壓配合裝配接合內座圈102的圓柱部164。如圖10中最佳地示出的，外凸緣132沿軸向定位成與內凸緣130交疊，同時在保持唇部160和內凸緣130的大致圓錐形部137之間維持空隙。外凸緣132可以由低碳鋼、鋁或其他金屬形成。密封件134固定至外凸緣132，并且其尺寸確定為伸出超過保持唇部160的末端166，以密封地接合大致圓錐形部137的外表面170。如上文關于圖2A、圖2B和圖2C中描繪的實施方式所述的，密封件134可以包括毛氈。不然則可以使用泡沫或其他彈性材料。替代性地，如圖12所示以及稍后描述的，元件134可以成形為柔性密封構件202，其類似于柔性密封構件46，具有密封地接觸內凸緣130的至少一個密封腿部。在另一替代性裝置中，可以完全消除密封件134。在此裝置中，可以設想，可以將諸如軸承潤滑脂的潤滑劑定位在內凸緣130與內座圈102之間、外凸緣132和內凸緣130之間、以及形成在內凸緣130、外凸緣132和護罩136之間的間隙內。潤滑脂也可以通過這些部件限定的迷宮路徑。在又一變型中，內凸緣130、外凸緣132和護罩136之間的空間可以沒有潤滑劑，或者僅部分地填充潤滑齊U。由于各種部件的交疊性質，迷宮路徑將繼續抵制污染物進入。護罩136包括大致圓錐形部174、圓筒形部176、沿徑向延伸的凸緣部178和多個軸向延伸的突起部180。突起部180彼此周向間隔開，并且其尺寸確定為配合在內凸緣130的凹部142內。突起部180進一步將尺寸確定為通過過盈配合接合外座圈104的外圓柱表面146。突起部180延伸穿過凹部142以便將護罩136直接固定至外座圈104。護罩136可以由鋼、鋁或其他金屬材料形成。一旦完全地安裝了護罩136，沿徑向延伸的凸緣部178就會接合凸緣部138的第二表面182。圓錐形部174交疊外凸緣132的圓錐形部158。護罩136與外凸緣132之間維持最小空隙以便使污染物侵入路徑的尺寸最小，同時允許內座圈102與外座圈104之間的不受拘束的相對旋轉。護罩136與外凸緣132之間的空隙以及內凸緣130與內座圈102之間的空隙允許外座圈旋轉軸線184與內座圈旋轉軸線186之間能夠存在相對的軸向錯位而不會在相對旋轉部件之間產生干涉。圖12描繪了以附圖標記200標識的另一替代性軸承組件。軸承組件200大致類似于軸承組件100。因此，相同的元件將保持其之前引入的附圖標記，但是包括有后綴“a”。具體地，軸承組件200包括聯接至外凸緣132a的柔性密封構件202。柔性密封構件202包括以懸臂梁的方式設置的至少一個密封腿部204以密封地接觸內凸緣130a的大致圓錐形 部137a。柔性密封構件202可以起單向閥的作用，其允許潤滑劑背離滾子元件112a運動但限制潤滑劑和污染物朝向滾子元件112a運動。替代性地，柔性密封構件202可以固定至內凸緣130a并且密封地接觸外凸緣132a。可以設想，柔性密封構件202可以由任意數量的彈性材料形成，所述彈性材料包括關于彈性密封元件24所描述的彈性材料。替代性實施方式(未示出)能夠包括一種軸承組件和護罩(62、76、136)，其中凸緣元件22和護罩相對于內座圈14和外座圈18的位置是顛倒的。例如，凸緣元件22能夠替代性地聯接至軸承組件10的外座圈18，此時凸緣元件22將大體沿徑向方向朝向內座圈14延伸。相應地，護罩將聯接至內座圈14，并且將大體沿徑向朝向外座圈18延伸以與凸緣元件12相鄰。替代性實施方式還包括凸緣元件22聯接至外座圈18，并且密封架44聯接至內座圈14。在這些實施方式中，護罩聯接至密封架44，并且將大體沿徑向朝向外座圈18延伸以與凸緣元件22相鄰。類似地，軸承組件10、彈性密封元件24、軸承組件100和軸承組件200的另外的實施方式能夠進一步與軸承組件中普遍使用的其他結構、輔助密封件和端蓋相結合。例如，這種結構包括美國專利No. 5，704, 719中描述的面密封件或者美國專利No. 6，581，939中描述的端蓋，這些文獻通過參引結合在此。在前述球形滾子軸承裝置中，護罩與外凸緣之間的空間取向和間隔維持在預定距離。在外座圈相對于內座圈的角錯位過程中，護罩提供污染物防護。另外，在諸如18a的外構件(圖6)與外座圈18b之間可能產生相對軸向運動。護罩與外凸緣之間的預定空間關系維持在圖5和圖7至圖12中描繪的設計變型中。本發明的描述本質上僅為示例性的，因此意在使不悖離本發明主旨的變型包括本發明的范圍內。這樣的變型不認為悖離本發明的精神和范圍。
權利要求
1.一種軸承組件,包括 內座圈，所述內座圈適于聯接至內構件； 外座圈，所述外座圈適于聯接至外構件并且定位成使得所述內座圈與所述外座圈相對并且間隔開； 滾子元件，所述滾子元件設置在所述內座圈與所述外座圈之間； 內凸緣，所述內凸緣聯接至所述外座圈，所述內凸緣包括周向間隔開的凹部并且大體沿徑向朝向所述內座圈延伸； 外凸緣，所述外凸緣聯接至所述內座圈； 柔性密封構件，所述柔性密封構件接觸所述內凸緣和所述外凸緣兩者；和 護罩，所述護罩包括延伸穿過所述凹部的突起部，所述突起部聯接至所述外座圈，其中，所述內構件和所述外構件被允許彼此相對旋轉。
2.如權利要求I所述的軸承組件，其中，所述內凸緣和所述護罩通過壓配合聯接至所述外座圈。
3.如權利要求I所述的軸承組件，其中，所述外凸緣與所述內凸緣交疊，并且所述護罩與所述外凸緣交疊。
4.如權利要求I所述的軸承組件，其中，所述柔性密封構件包括毛氈。
5.如權利要求I所述的軸承組件，其中，所述滾子元件周向地間隔開并且保持在第一保持架中。
6.如權利要求5所述的軸承組件，還包括附加滾子元件，所述附加滾子元件沿周向間隔開并且保持在第二保持架中，所述附加滾子元件與所述滾子元件沿軸向間隔開并且設置在所述內座圈與所述外座圈之間。
7.如權利要求I所述的軸承組件，其中，所述外凸緣通過壓配合聯接至所述內座圈。
8.如權利要求I所述的軸承組件，其中，所述內凸緣包括沿徑向延伸的凸緣部，所述凸緣部接合所述外座圈的端面。
9.如權利要求I所述的軸承組件，其中，所述外座圈包括球形表面，所述球形表面與所述滾子接合以允許所述外座圈繞與內座圈軸線不一致的軸線旋轉。
10.如權利要求I所述的軸承組件，其中，所述護罩由金屬材料構成。
11.如權利要求I所述的軸承組件，其中，所述柔性密封構件包括懸臂梁式密封腿部，所述密封腿部密封地接觸所述內凸緣。
12.—種軸承組件,包括 內座圈，所述內座圈適于聯接至內構件； 外座圈，所述外座圈包括大致球形的滾子接觸表面，所述外座圈適于聯接至外構件并且定位成使得所述內座圈與所述外座圈相對并且間隔開； 滾子元件，所述滾子元件與所述滾子接觸表面接觸并且設置在所述內座圈與所述外座圈之間； 內凸緣，所述內凸緣聯接至所述外座圈，所述內凸緣包括周向間隔開的凹部并且大體沿徑向朝向所述內座圈延伸； 外凸緣，所述外凸緣聯接至所述內座圈； 柔性密封構件，所述柔性密封構件接觸聯接至所述內座圈的構件和聯接至所述外座圈的構件；和 護罩，所述護罩包括延伸穿過所述凹部的突起部，所述突起部聯接至所述外座圈，其中，所述內構件和所述外構件被允許沿不一致的軸線彼此相對旋轉。
13.如權利要求12所述的軸承組件，其中，所述外凸緣與所述內凸緣交疊，并且所述護罩與所述外凸緣交疊。
14.如權利要求13所述的軸承組件，其中，所述護罩與所述內凸緣交疊。
15.如權利要求12所述的軸承組件，其中，所述柔性密封構件包括毛氈。
16.如權利要求12所述的軸承組件，其中，所述內凸緣包括沿徑向延伸的凸緣部，所述凸緣部接合所述外座圈的端面。
17.如權利要求12所述的軸承組件，其中，所述護罩由金屬材料構成。
18.如權利要求12所述的軸承組件，其中，所述柔性密封構件包括懸臂梁式密封腿部，所述密封腿部密封地接觸所述內凸緣。
19.一種軸承組件,包括 內座圈，所述內座圈適于聯接至內構件； 外座圈，所述外座圈適于聯接至外構件并且定位成使得所述內座圈與所述外座圈相對并且間隔開； 滾子元件，所述滾子元件設置在所述內座圈與所述外座圈之間； 內凸緣，所述內凸緣聯接至所述外座圈，所述內凸緣包括周向間隔開的凹部并且朝向所述內座圈延伸； 外凸緣，所述外凸緣聯接至所述內座圈；和 護罩，所述護罩包括延伸穿過所述凹部的突起部，所述突起部聯接至所述外座圈，其中，所述外凸緣與所述內凸緣交疊，所述護罩與所述外凸緣交疊，并且所述內構件和所述外構件被允許彼此相對旋轉。
20.如權利要求19的軸承組件，其中，所述內凸緣和所述護罩通過壓配合聯接至所述外座圈。
21.如權利要求20的軸承組件，其中，所述滾子元件周向地間隔開并且保持在第一保持架中。
22.如權利要求21所述的軸承組件，還包括附加滾子元件，所述附加滾子元件沿周向間隔開并且保持在第二保持架中，所述附加滾子元件與所述滾子元件沿軸向間隔開并且設置在所述內座圈與所述外座圈之間。
23.如權利要求22所述的軸承組件，其中，所述外凸緣通過壓配合聯接至所述內座圈。
24.如權利要求23所述的軸承組件，其中，所述內凸緣包括沿徑向延伸的凸緣部，所述凸緣部接合所述外座圈的端面。
25.如權利要求24所述的軸承組件，其中，所述外座圈包括球形表面，所述球形表面與所述滾子接合以允許所述外座圈繞與內座圈軸線不一致的軸線旋轉。
26.—種軸承組件,包括 內座圈，所述內座圈聯接至內構件； 外座圈，所述外座圈聯接至外構件并且定位成使得所述內座圈與所述外座圈相對并且間隔開；多個滾子元件，所述多個滾子元件設置在所述內座圈與所述外座圈之間； 凸緣元件，所述凸緣元件聯接至所述內座圈與所述外座圈中的一個，所述凸緣元件大體沿徑向朝向所述內座圈和所述外座圈中的另一個延伸；和 金屬的護罩，所述護罩聯接至所述內座圈與所述外座圈中的所述另一個，所述護罩延伸得與所述凸緣元件相鄰； 其中，所述內構件和所述外構件被允許彼此相對旋轉。
27.如權利要求26所述的軸承組件，其中，所述護罩通過壓配合聯接至所述內座圈和所述外座圈中的所述另一個。
28.如權利要求26所述的軸承組件,還包括 密封架，所述密封架大體沿徑向朝向所述內座圈和所述外座圈中的一個延伸，所述密封架聯接至所述內座圈和所述外座圈中的另一個。
29.如權利要求28所述的軸承組件，其中，所述金屬的護罩經由所述密封架聯接至所述內座圈和所述外座圈中的所述另一個。
30.如權利要求29所述的軸承組件，其中，所述護罩包括唇部，所述護罩的唇部以壓配合的方式接合所述密封架的唇部。
31.如權利要求28所述的軸承組件，還包括 柔性密封構件，所述柔性密封構件聯接至所述密封架和所述凸緣元件中的一個，所述柔性密封構件具有至少一個密封腿部，所述至少一個密封腿部接觸所述密封架和所述凸緣元件中的另一個。
32.如權利要求26所述的軸承組件，其中，在所述內座圈相對于所述外座圈運動期間，所述金屬的護罩相對于所述凸緣元件保持間隔開。
全文摘要
一種軸承組件，其包括內座圈和外座圈，內座圈適于聯接至內構件，外座圈適于聯接至外構件并且定位成使得內座圈與外座圈相對并且間隔開。滾子元件設置在內座圈與外座圈之間。內凸緣聯接至外座圈，包括周向間隔開的凹部并且大體沿徑向朝向內座圈延伸。外凸緣聯接至內座圈。柔性密封構件接觸內凸緣和外凸緣兩者。護罩包括延伸穿過凹部的突起部。突起部聯接至外座圈。內構件和外構件被允許彼此相對旋轉。
文檔編號F16C33/76GK102803769SQ201080058882
公開日2012年11月28日 申請日期2010年11月10日 優先權日2009年11月13日
發明者科林·B·米利肯, 約翰·P·庫克 申請人:艾默生能源傳輸公司