УПЛОТНЕНИЕ ПОДШИПНИКА Российский патент 2019 года по МПК F16C33/78 F16C19/38 F16J15/32 

Область техники

Изобретение относится к производству подшипников, в частности, к их уплотнениям.

Уровень техники

На фиг. 1 и 2 показан известный подшипник, который содержит наружное кольцо 1, внутреннее кольцо 2, тела 3 качения, расположенные между внутренним и наружным кольцами, и уплотнение 4, обеспечивающее уплотнение между двумя осевыми сторонами подшипника. Уплотнение 4 содержит приемный элемент 41, прикрепленный к наружной поверхности внутреннего кольца 2, несущий элемент 42, прикрепленный к внутренней поверхности наружного кольца 2, и уплотнительный элемент 43, соединенный с несущим элементом 42. Приемный элемент 41 содержит первую аксиально проходящую часть 411, прикрепленную к наружной поверхности внутреннего кольца 2 в осевом направлении, вторую аксиально проходящую часть 412, расположенную в радиальном направлении снаружи на расстоянии от первой аксиально проходящей части 411, и радиально проходящую часть 413, соединенную с первой 411 и второй 412 аксиально проходящими частями. Первая аксиально проходящая часть 411, вторая аксиально проходящая часть 412 и радиально проходящая часть 413, ограничивают приемную полость 44 с проемом, обращенным к внутреннему пространству подшипника. Уплотнительный элемент 43 частично заходит в приемную полость 44 и содержит первую уплотнительную губу 431, простирающуюся к первой аксиально проходящей части 411, и вторую уплотнительную губу 432, простирающуюся ко второй аксиально проходящей части 412, при этом первая уплотнительная губа 431 контактирует с первой аксиально проходящей частью 411 для создания контактного уплотнения, а между второй уплотнительной губой 432 и второй аксиально проходящей частью 412 образован радиальный зазор, для образования уплотняющего зазора. Кроме того, уплотнительный элемент 43 дополнительно содержит третью уплотнительную губу 433, проходящую в осевом направлении и расположенную снаружи приемной полости 44, в частности, в радиальном направлении снаружи второй аксиально проходящей части 412, образуя с ней уплотняющий зазор.

Известное уплотнение 4 имеет слишком большие осевые размеры, соответственно должны быть также увеличены и осевые размеры внутреннего кольца 2, что может затруднить установку подшипника, если установочное пространство является относительно небольшим. Кроме того, во время использования грязная жидкость, масло или загрязняющие частицы могут легко попадать в приемную полость 44 через зазор между третьей уплотнительной губой 433 и второй аксиально проходящей частью 412, и их сложно удалять оттуда во время работы подшипника. При этом, смазка, находящееся внутри подшипника, может легко попадать в приемную полость 44, что может привести к преждевременному выходу из строя уплотнительного элемента 43.

Задачей изобретения является создание нового уплотнения, не имеющую вышеуказанных проблем, т.е. разработка уплотнения, которое занимает небольшое пространство, обеспечивая при этом хорошее уплотнение.

Раскрытие изобретения

Указанная задача решается в уплотнении подшипника, содержащем первый корпус, прикрепленный к наружному кольцу подшипника, второй корпус, прикрепленный к внутреннему кольцу подшипника, и эластичный уплотнительный элемент, при этом первый корпус включает в себя первую радиально проходящую часть, простирающуюся к внутреннему кольцу подшипника, а второй корпус включает в себя вторую радиально проходящую часть, простирающуюся к наружному кольцу подшипника и расположенную в осевом направлении снаружи первой радиально проходящей части.

Согласно изобретению в радиальном направлении уплотнение имеет по меньшей мере первую и вторую камеры, причем первая камера образована первой или второй радиально проходящей частью, вторая камера расположена в радиальном направлении с внутренней стороны первой камеры, а эластичный уплотнительный элемент содержит первый уплотняющий компонент, проходящий в первую камеру, и второй уплотняющий компонент, проходящий во вторую камеру.

Первый и второй уплотняющие компоненты прикреплены к первой радиально проходящей части, а вторая радиально проходящая часть образует первую камеру.

Второй корпус дополнительно содержит вторую аксиально проходящую часть, которая соединена со второй радиально проходящей частью и простирается к внутренней стороне подшипника, при этом вторая радиально проходящая часть включает в себя изогнутый участок, расположенный снаружи в радиальном направлении, и расположенный посередине складчатый участок, проходящий к внутренней стороне подшипника, причем первая камера образована между изогнутым и складчатым участками, а вторая камера образована между складчатым участком и второй аксиально проходящей частью.

Первый уплотняющий компонент содержит первую губу, проходящую с наклоном к изогнутому участку, и вторую губу, проходящую с наклоном к складчатому участку.

Изогнутый участок включает в себя отогнутый внутрь первый отрезок и следующий за ним второй отрезок отогнутый наружу, при этом первая губа вместе с первым отрезком образует уплотняющий зазор, а вторая губа вместе с наружной радиальной поверхностью складчатого участка образует уплотняющий зазор или контактное уплотнение.

Эластичный уплотнительный компонент дополнительно содержит третий уплотняющий компонент, прикрепленный к первой радиально проходящей части, имеющий наклонную внутреннюю поверхность и расположенный в радиальном направлении снаружи второй радиально проходящей части, образуя совместно со вторым отрезком сужающийся выход.

Изогнутый участок проходит в осевом направлении к внутренней стороне подшипника, при этом первая губа вместе с изогнутым участком образует уплотняющий зазор, а вторая губа вместе с наружной радиальной поверхностью складчатого участка образует уплотняющий зазор или контактное уплотнение.

Уплотнительный элемент дополнительно содержит третий уплотняющий компонент, прикрепленный к первой радиально проходящей части и расположенный в радиальном направлении снаружи второй радиально проходящей части, образуя совместно с изогнутым участком продолговатый проход.

Первый уплотняющий компонент прикреплен ко второй радиально проходящей части, а второй уплотняющий компонент прикреплен к первой радиально проходящей части, при этом первая радиально проходящая часть образует первую камеру.

Второй корпус дополнительно содержит вторую аксиально проходящую часть, которая соединена со второй радиально проходящей частью и проходит к внутренней стороне подшипника, при этом первая радиально проходящая часть содержит расположенный посередине складчатый участок, проходящий к наружной стороне подшипника, и расположенную на конце хвостовую часть, проходящую к наружной стороне подшипника, причем первая камера образована между складчатым участком и хвостовой частью, а вторая камера образована между хвостовой часть и второй аксиально проходящей частью.

Первый уплотняющий компонент содержит первую губу, проходящую с наклоном к складчатому участку, и вторую губу, проходящую с наклоном к хвостовой части.

Первая губа вместе со складчатым участком образует уплотняющий зазор, а вторая губа вместе с наружной радиальной поверхностью хвостовой части образует уплотняющий зазор или контактное уплотнение.

Первый уплотняющий компонент дополнительно содержит третью губу, проходящую с наклоном к складчатому участку, при этом внутренняя поверхность складчатого участка наклонена, образуя совместно с третьей губой сужающийся выход.

Между третьей губой и первой губой выполнена канавка, обращенная к внутренней поверхности складчатого участка.

Второй уплотняющий компонент содержит несколько выступов, направленных в сторону второй аксиально проходящей части, причем эти выступы распределены с интервалами в осевом направлении и отделены зазором от второй аксиально проходящей части, образуя лабиринтное уплотнение.

Второй уплотняющий компонент дополнительно содержит выпуклую часть, в осевом направлении обращенную к внутренней стороне подшипника, при этом на конце второй аксиально проходящей части образована радиально проходящая отогнутая полоса, так что выпуклая часть перекрывает в радиальном направлении отогнутую полосу и образует с ней зазор.

Внутренняя поверхность выпуклой части наклонена как можно ближе к зазору.

По сравнению с известным уплотнением заявленное уплотнение имеет меньшие осевые размеры за счет многоуровневой конструкции в радиальном направлении подшипника, что обеспечивает хорошее уплотнение и облегчает процесс установки подшипника.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан известный подшипник с уплотнением, вид в разрезе;

на фиг. 2 – уплотнение по фиг. 1, вид в увеличенном масштабе;

на фиг. 3 – уплотнение согласно первому варианту его выполнения, вид в разрезе;

на фиг. 4 – уплотнение согласно второму варианту его выполнения, вид в разрезе;

на фиг. 5 – уплотнение согласно третьему варианту его выполнения, вид в разрезе.

Осуществление изобретения

На фиг. 3 схематично показано уплотнение согласно первому варианту его выполнения. Уплотнение содержит первый корпус 30, прикрепленный к наружному кольцу 10 подшипника, и второй корпус 40, прикрепленный к внутреннему кольцу 20 подшипника. Первый корпус 30 соединен с эластичным уплотнительным элементом, выполненным в виде единого целого, в частности, первый корпус 30 содержит первую аксиально проходящую часть 31, прикрепленную к наружному кольцу 10 подшипника, и первую радиально проходящую часть 32, соединенную с указанной первой частью 31 и проходящую к внутреннему кольцу 20 подшипника. Эластичный уплотнительный элемент прикреплен к первой радиально проходящей части 32 и содержит первый уплотняющий компонент 50 и второй уплотняющий компонент 60, которые расположены на расстоянии друг от друга в радиальном направлении. Второй корпус 40 содержит вторую аксиально проходящую часть 41, прикрепленную к внутреннему кольцу 20 подшипника, и вторую радиально проходящую часть 42, соединенную с указанной второй частью 41 и проходящую к наружному кольцу 10 подшипника. В частности, вторая радиально проходящая часть 42 расположена в осевом направлении снаружи на расстоянии от первой радиально проходящей части 32. Вторая радиально проходящая часть 42 имеет с наружной стороны в радиальном направлении изогнутый участок 421, который сначала изогнут внутрь, а затем наружу. Изогнутый внутрь участок обозначен отрезком «a», а изогнутый наружу участок обозначен отрезком «b». Кроме того, вторая радиально проходящая часть 42 также имеет посередине складчатый участок 422, проходящий в осевом направлении к внутренней стороне подшипника, образуя между изогнутым участком 421 и складчатым участком 422 первую камеру 70, а между складчатым участком 422 и второй аксиально проходящей частью 41 – вторую камеру 80.

Эластичный уплотнительный элемент дополнительно содержит третий уплотняющий компонент 90 с наклонной внутренней поверхностью, при этом третий уплотняющий компонент 90 расположен в радиальном направлении снаружи второй радиально проходящей части 42 и вместе со вторым отрезком b образует сужающийся выход 100 для создания центробежного уплотнения. Первый уплотняющий компонент 50 содержит первую и вторую губы 501 и 502, которые заходят в первую камеру 70. В частности, первая губа 501 проходит с наклоном к первому отрезку «a», образуя с ним уплотняющий зазор, а вторая губа 502 проходит с наклоном к складчатому участку 422 и образует с наружной в радиальном направлении поверхностью складчатого участка 422 контактное уплотнение или уплотняющий зазор. Кроме того, между первой губкой 501 и первой радиально проходящей частью 32 выполнена канавка 504, так что при попадании загрязненной воды или частиц снаружи в уплотнение через сужающийся выход 100, они сначала остаются в канавке 504, но большая их часть выбрасывается оттуда под действием центробежной силы.

Второй уплотняющий компонент 60 заходит во вторую камеру 80 и содержит выпуклую часть 61, проходящую в осевом направлении к внутренней стороне подшипника, и несколько выступов 62, проходящих ко второй аксиально проходящей части 41. Кроме того, на конце второй аксиально проходящей части 41 образована радиально проходящая отогнутая полоса 411, так что выпуклая часть 61 в радиальном направлении перекрывает эту отогнутую полосу 411 и образует с ней зазор 63, чтобы смазка внутри подшипника не могла легко попадать в уплотнение. Кроме того, внутренняя поверхность выпуклой части 61 наклонена вблизи зазора 63, так что, если даже небольшое количество смазки попадет в уплотнение, то она вытечет обратно в подшипник под действием центробежной силы. Выступы 62 распределены в осевом направлении, при этом они отделены зазором от второй аксиально проходящей части 41 для формирования лабиринтного уплотнения, дополнительно препятствующего утечке смазки.

Показанное на фиг. 4 уплотнение согласно второму варианту его выполнения немного отличается от уплотнения по описанному выше первому варианту. Отличие в основном заключается в том, что изогнутый участок 421′ второй радиально проходящей части 42 во втором варианте выполнения конструктивно отличается от изогнутого участка 421 в первом варианте выполнения. Так, изогнутый участок 421′ проходит в осевом направлении к внутренней стороне подшипника и образует вместе с третьим уплотняющим компонентом 90 продолговатый проход, чтобы усложнить попадание загрязненной воды и грязи в подшипник. Соответственно, первая губа 501 проходит с наклонном к изогнутому участку 421′ и образует с ним уплотняющий зазор.

На фиг. 5 показано уплотнение по третьему варианту его выполнения. Уплотнение содержит первый корпус 30, прикрепленный к наружному кольцу 10 подшипника, и второй корпус 40, прикрепленный к внутреннему кольцу 20 подшипника. Первый корпус 30 присоединен ко второму уплотняющему компоненту 60, выполненному в виде единого целого; в частности, первый корпус 30 содержит первую аксиально проходящую часть 31, прикрепленную к наружному кольцу 10 подшипника, и хвостовую часть 33, проходящую в осевом направлении к наружной стороне подшипника, при этом первая радиально проходящая часть 32 соединена с первой аксиально проходящей частью 31 и хвостовой 33 частью. Второй корпус 40 присоединен к первому уплотняющему компоненту 50, выполненному в виде единого целого. В частности, второй корпус 40 содержит вторую аксиально проходящую часть 41, присоединенную к внутреннему кольцу 20 подшипника, и вторую радиально проходящую часть 42, соединенную с указанной второй частью 41 и проходящую к наружному кольцу 10 подшипника. Вторая радиально проходящая часть 42 расположена в осевом направлении снаружи на расстоянии от первой радиально проходящей части 32. В этом варианте выполнения складчатый участок 422′ выполнен посередине первой радиально проходящей части 32 и проходит к наружной стороне подшипника. Между складчатым участком 422′ и хвостовой частью 33 образована первая камера 70, а между хвостовой частью 33 и второй аксиально проходящей частью 41 образована вторая камера 80.

Первый уплотняющий компонент 50 содержит первую губу 501, вторую губу 502 и третью губу 503, которая заходит в первую камеру 70. В частности, внутренняя поверхность складчатого участка 422′ наклонена, а первая губа 501 проходит с наклоном к внутренней поверхности складчатого участка 422′, образуя вместе с этой поверхностью уплотняющий зазор. При этом вторая губа 502 проходит с наклоном к хвостовой части 33 и образует вместе с наружной в радиальном направлении поверхностью хвостовой части контактное уплотнение или уплотняющий зазор, а третья губа 503 также проходит с наклоном к внутренней поверхности складчатого участка 422′ и образует вместе с внутренней поверхностью складчатого участка 422′ сужающийся выход 100 для создания центробежного уплотнения. Между первой губой 501 и третьей губой 503 выполнена канавка 504, обращенная к внутренней поверхности изогнутого участка 421′, так что при попадании снаружи загрязненной воды или частиц в уплотнение через сужающийся выход 100, они сначала остаются в канавке 504, но большая их часть выбрасывается оттуда под действием центробежной силы.

Известный уплотнительный элемент должен не только препятствовать попаданию наружной грязи в подшипник, но препятствовать утечке смазки, что приводит к созданию сложной конструкции подшипника и большим осевым размерам. Согласно изобретению, первый уплотняющий компонент, наружный в радиальном направлении, в основном используется для предотвращения попадания грязи снаружи, а второй уплотняющий компонент, внутренней в радиальном направлении, в основном используется для предотвращения утечки смазки, что упрощает конструкцию уплотнительного элемента и уменьшает в целом осевые размеры уплотнения. Кроме того, благодаря многоуровневой конструкции уплотнения в радиальном направлении согласно изобретению, улучшается уплотнение и в то же время облегчается процесс установки подшипника.

Несмотря на то, что описаны лишь некоторые вариантов выполнения уплотнения, изобретение не ограничивается этими вариантами. Возможны различные варианты выполнения уплотнения без отклонения от сущности изобретения в пределах объема охраны, определяемого формулой изобретения.

Изобретение относится к уплотнению подшипника. Подшипник содержит первый корпус (30), прикрепленный к наружному кольцу (10) подшипника, второй корпус (40), прикрепленный к внутреннему кольцу (20) подшипника, и эластичный уплотнительный элемент. Первый корпус (30) включает в себя первую радиально проходящую часть (32), простирающуюся к внутреннему кольцу (20) подшипника, а второй корпус (40) включает в себя вторую радиально проходящую часть (42), простирающуюся к наружному кольцу (10) подшипника и расположенную в осевом направлении снаружи первой радиально проходящей части (32). В радиальном направлении уплотнение имеет по меньшей мере первую (70) и вторую (80) камеры. Первая камера (70) образована первой (32) или второй (42) радиально проходящей частью, а вторая камера (80) расположена в радиальном направлении с внутренней стороны первой камеры (70). Эластичный уплотнительный элемент содержит первый уплотняющий компонент (50), заходящий в первую камеру (70), и второй уплотняющий компонент (60), заходящий во вторую камеру (80). Уплотнение имеет уменьшенные осевые размеры за счет создания многоуровневого уплотнения в радиальном направлении подшипника, что обеспечивает хорошее уплотнение и облегчает установку подшипника. 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Уплотнение подшипника, содержащее первый корпус, прикрепленный к наружному кольцу подшипника, второй корпус, прикрепленный к внутреннему кольцу подшипника, и эластичный уплотнительный элемент, при этом первый корпус включает в себя первую радиально проходящую часть, простирающуюся к внутреннему кольцу подшипника, а второй корпус включает в себя вторую радиально проходящую часть, простирающуюся к наружному кольцу подшипника и расположенную в осевом направлении снаружи первой радиально проходящей части, отличающееся тем, что в радиальном направлении уплотнение имеет по меньшей мере первую и вторую камеры, причем первая камера образована первой или второй радиально проходящей частью, вторая камера расположена в радиальном направлении с внутренней стороны первой камеры, а эластичный уплотнительный элемент содержит первый уплотняющий компонент, проходящий в первую камеру, и второй уплотняющий компонент, проходящий во вторую камеру.

2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что первый и второй уплотняющие компоненты прикреплены к первой радиально проходящей части, а вторая радиально проходящая часть образует первую камеру.

3. Уплотнение по п. 2, отличающееся тем, что второй корпус дополнительно содержит вторую аксиально проходящую часть, которая соединена со второй радиально проходящей частью и простирается к внутренней стороне подшипника, при этом вторая радиально проходящая часть включает в себя изогнутый участок, расположенный снаружи в радиальном направлении, и расположенный посередине складчатый участок, проходящий к внутренней стороне подшипника, причем первая камера образована между изогнутым и складчатым участками, а вторая камера образована между складчатым участком и второй аксиально проходящей частью.

4. Уплотнение по п. 3, отличающееся тем, что первый уплотняющий компонент содержит первую губу, проходящую с наклоном к изогнутому участку, и вторую губу, проходящую с наклоном к складчатому участку.

5. Уплотнение по п. 4, отличающееся тем, что изогнутый участок включает в себя отогнутый внутрь первый отрезок и следующий за ним второй отрезок отогнутый наружу, при этом первая губа вместе с первым отрезком образует уплотняющий зазор, а вторая губа вместе с наружной радиальной поверхностью складчатого участка образует уплотняющий зазор или контактное уплотнение.

6. Уплотнение по п. 5, отличающееся тем, что эластичный уплотнительный элемент дополнительно содержит третий уплотняющий компонент, прикрепленный к первой радиально проходящей части, имеющий наклонную внутреннюю поверхность и расположенный в радиальном направлении снаружи второй радиально проходящей части, образуя совместно со вторым отрезком сужающийся выход.

7. Уплотнение по п. 4, отличающееся тем, что изогнутый участок проходит в осевом направлении к внутренней стороне подшипника, при этом первая губа вместе с изогнутым участком образует уплотняющий зазор, а вторая губа вместе с наружной радиальной поверхностью складчатого участка образует уплотняющий зазор или контактное уплотнение.

8. Уплотнение по п. 7, отличающееся тем, что уплотнительный элемент дополнительно содержит третий уплотняющий компонент, прикрепленный к первой радиально проходящей части и расположенный в радиальном направлении снаружи второй радиально проходящей части, образуя совместно с изогнутым участком продолговатый проход.

9. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что первый уплотняющий компонент прикреплен ко второй радиально проходящей части, а второй уплотняющий компонент прикреплен к первой радиально проходящей части, при этом первая радиально проходящая часть образует первую камеру.

10. Уплотнение по п. 9, отличающееся тем, что второй корпус дополнительно содержит вторую аксиально проходящую часть, которая соединена со второй радиально проходящей частью и проходит к внутренней стороне подшипника, при этом первая радиально проходящая часть содержит расположенный посередине складчатый участок, проходящий к наружной стороне подшипника, и расположенную на конце хвостовую часть, проходящую к наружной стороне подшипника, причем первая камера образована между складчатым участком и хвостовой частью, а вторая камера образована между хвостовой частью и второй аксиально проходящей частью.

11. Уплотнение по п. 10, отличающееся тем, что первый уплотняющий компонент содержит первую губу, проходящую с наклоном к складчатому участку, и вторую губу, проходящую с наклоном к хвостовой части.

12. Уплотнение по п. 11, отличающееся тем, что первая губа вместе со складчатым участком образует уплотняющий зазор, а вторая губа вместе с наружной радиальной поверхностью хвостовой части образует уплотняющий зазор или контактное уплотнение.

13. Уплотнение по п. 12, отличающееся тем, что первый уплотняющий компонент дополнительно содержит третью губу, проходящую с наклоном к складчатому участку, при этом внутренняя поверхность складчатого участка наклонена, образуя совместно с третьей губой сужающийся выход.

14. Уплотнение по п. 13, отличающееся тем, что между третьей губой и первой губой выполнена канавка, обращенная к внутренней поверхности складчатого участка.

15. Уплотнение по любому из пп. 3 – 8 или 10 – 14, отличающееся тем, что второй уплотняющий компонент содержит несколько выступов, направленных в сторону второй аксиально проходящей части, причем эти выступы распределены с интервалами в осевом направлении и отделены зазором от второй аксиально проходящей части, образуя лабиринтное уплотнение.

16. Уплотнение по п. 15, отличающееся тем, что второй уплотняющий компонент дополнительно содержит выпуклую часть, в осевом направлении обращенную к внутренней стороне подшипника, при этом на конце второй аксиально проходящей части образована радиально проходящая отогнутая полоса, так что выпуклая часть перекрывает в радиальном направлении отогнутую полосу и образует с ней зазор.

17. Уплотнение по п. 16, отличающееся тем, что внутренняя поверхность выпуклой части наклонена как можно ближе к зазору.