КАССЕТНАЯ УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ СТРУКТУРА И КОНИЧЕСКИЙ РОЛИКОВЫЙ ПОДШИПНИК Российский патент 2020 года по МПК F16C19/22 F16C33/36 F16C33/78 F16C33/80 

Настоящее изобретение касается области уплотнений и, более конкретно, кассетной уплотнительной структуры, которая, в основном, используется для уплотнений подшипников в области железнодорожного транспорта, и конического роликового подшипника, в котором используют кассетную уплотнительную структуру.

В существующем уровне техники, конический роликовый подшипник содержит две кассетные уплотнительные структуры, которые расположены на двух сторонах по оси. Каждая из кассетных уплотнительных структур обладает общей кольцеобразной формой и выполнена с возможностью уплотнения масляной среды (обычно называемой смазочным маслом) в подшипнике и с возможностью предотвращения проникновения в подшипник инородного вещества.

На фиг. 1 показано частичное поперечное сечение кассетной уплотнительной структуры, которая соответствует уровню техники, при этом показана половина конфигурации осевого поперечного сечения кассетной уплотнительной структуры. Кассетная уплотнительная структура 10, соответствующая уровню техники, содержит маслоотражательную шайбу 101, которая выполнена с возможностью крепления к внутренней дорожке подшипника, и уплотнительное кольцо, которое выполнено с возможностью крепления к внешней дорожке подшипника, уплотнительное кольцо содержит раму 102, и уплотнительный участок 103 содержит множество уплотнительных кромок (содержит основную уплотнительную кромку 105 и множество вторичных уплотнительных кромок 106), продолжающихся по направлению к маслоотражательной шайбе 101.

Как показано на фиг. 1, изогнутый участок 104 предусмотрен на внутренней по оси стороне осевого участка 101а маслоотражательной шайбы, изогнутый участок 104 продолжается по направлению к внешней по радиусу стороне в радиальном направлении R, между изогнутым участком 104 и уплотнительным участком 103 в осевом направлении А присутствует только сравнительно малый зазор, и размер этого зазора в осевом направлении А постоянен, так что масляной среде на внутренней по оси стороне кассетной уплотнительной структуры 10 не легко попасть в кассетную уплотнительную структуру 10.

Тем не менее, авторы изобретения обнаружили, что в практических приложениях масляная среда неизбежно попадает в кассетную уплотнительную структуру 10 из упомянутого выше зазора. Когда масляная среда попадает в кассетную уплотнительную структуру 10, масляная среда может течь только по направлению к внешней по оси стороне в кассетной уплотнительной структуре 10 и не вернется внутрь подшипника. Таким образом, масляная среда неизбежно вытечет из кассетной уплотнительной структуры 10 и, следовательно, будет неудовлетворительным уплотняющее действие кассетной уплотнительной структуры 10, соответствующей уровню техники.

Настоящее изобретение было выполнено на основе упомянутого выше недостатка уровня техники, и задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить кассетную уплотнительную структуру, которая способна улучшить уплотняющее действие для масляной среды, и конический роликовый подшипник, оснащенный указанной кассетной уплотнительной структурой.

Для решения упомянутой выше задачи, в настоящем изобретении используют следующее техническое решение.

В настоящем изобретении предложена кассетная уплотнительная структура, обладающая общей кольцеобразной формой и содержащая маслоотражательную шайбу и уплотнительное кольцо, уплотнительное кольцо содержит раму и уплотнительный участок, прикрепленный к раме, маслоотражательная шайба снабжена осевым участком маслоотражательной шайбы, который продолжается в осевом направлении, при этом маслоотражательная шайба дополнительно снабжена первой центробежной структурой, расположенной ближе к внутренней по оси стороне по сравнению с осевым участком маслоотражательной шайбы, первая центробежная структура содержит первый изогнутый участок, который продолжается по направлению к внутренней по оси стороне и который, одновременно, продолжается по направлению к внешней по радиусу стороне; и уплотнительный участок содержит первый уплотнительный закрывающий участок, который расположен на внешней по радиусу стороне первого изогнутого участка и который расположен на расстоянии от первого изогнутого участка, первый уплотнительный закрывающий участок, по меньшей мере, частично продолжается по оси по направлению к внутренней по оси стороне до положения, которое расположено на одном уровне с первым изогнутым участком.

Предпочтительно, чтобы внутренняя по радиусу боковая поверхность первого уплотнительного закрывающего участка продолжалась в осевом направлении.

Более предпочтительно, чтобы уплотнительный участок был снабжен, во внешнем по оси месте, прилегающем к первому уплотнительному закрывающему участку, множеством канавок перекачки масла, расположенных противоположно осевому участку маслоотражательной шайбы, при этом канавки перекачки масла из указанного множества канавок перекачки масла расположены на расстоянии друг от друга в направлении по окружности; и внешняя по радиусу боковая поверхность каждой канавки перекачки масла соединена с внутренней по радиусу боковой поверхностью первого уплотнительного закрывающего участка, и продолжается от внутренней по радиусу боковой поверхности первого уплотнительного закрывающего участка по направлению к внешней по радиусу стороне и, одновременно, продолжается по направлению к внутренней по радиусу стороне.

Далее предпочтительно, чтобы уплотнительный участок дополнительно содержал основную уплотнительную кромку и множество вторичных уплотнительных кромок, расположенных на внешней по оси стороне канавок перекачки масла, при этом основная уплотнительная кромка и множество вторичных уплотнительных кромок продолжаются по направлению к маслоотражательной шайбе.

Предпочтительно, чтобы основная уплотнительная кромка являлась контактной уплотнительной кромкой, которая контактирует с маслоотражательной шайбой, и чтобы основная уплотнительная кромка продолжалась по направлению к внешней по оси стороне и, одновременно, продолжалась по направлению к внутренней по радиусу стороне; и вторичные уплотнительных кромок из множества вторичных уплотнительных кромок являлись бесконтактными уплотнительными кромками, которые содержат: по меньшей мере, две лабиринтные кромки, которые продолжаются по радиусу по направлению к осевому участку маслоотражательной шайбы и которые расположены на внутренней по оси стороне основной уплотнительной кромки, лабиринтную канавку, которая углублена по направлению к внешней по радиусу стороне и которая образована между двумя соседними лабиринтными кромками из указанных, по меньшей мере, двух лабиринтных кромок; и пылезащитную кромку, которая продолжается по направлению к внешней по оси стороне и которая, одновременно, продолжается по направлению к внешней по радиусу стороне и которая расположена на внешней по радиусу стороне основной уплотнительной кромки.

Предпочтительно, чтобы маслоотражательная шайба была дополнительно снабжена радиальным участком маслоотражательной шайбы, который продолжается в радиальном направлении, и второй центробежной структурой, расположенной ближе к внешней по радиусу стороне по сравнению с радиальным участком маслоотражательной шайбы, вторая центробежная структура содержит второй изогнутый участок, который продолжается по направлению к внешней по оси стороне и который, одновременно, продолжается по направлению к внешней по радиусу стороне; и уплотнительное кольцо содержит второй уплотнительный закрывающий участок, который расположен на внешней по радиусу стороне второго изогнутого участка и который расположен на расстоянии от второго изогнутого участка, второй уплотнительный закрывающий участок, по меньшей мере, частично продолжается по оси по направлению к внешней по оси стороне до положения, которое расположено на одном уровне со вторым изогнутым участком.

Более предпочтительно, чтобы между вторым изогнутым участком и вторым уплотнительным закрывающим участком присутствовал некоторый зазор, и чтобы этот зазор постепенно уменьшался от внутренней по оси стороны по направлению к внешней по оси стороне.

Особо предпочтительно, чтобы вторая центробежная структура дополнительно была снабжена третьим изогнутым участком, который продолжается по направлению к внешней по оси стороне и который, одновременно, продолжается по направлению к внутренней по радиусу стороне, при этом третий изогнутый участок расположен между вторым изогнутым участком и радиальным участком маслоотражательной шайбы и соединен со вторым изогнутым участком и радиальным участком маслоотражательной шайбы.

Более предпочтительно, чтобы рама содержала радиальный участок рамы, содержащий осевой участок и изогнутый участок, при этом осевой участок продолжается по оси по направлению к внешней по оси стороне, и изогнутый участок продолжается от внешнего по радиусу конца осевого участка по направлению к внутренней по оси стороне и, одновременно, продолжается по направлению к внутренней по радиусу стороне, так что второй уплотнительный закрывающий участок образован осевым участком и изогнутым участком, или уплотнительный участок содержит второй уплотнительный закрывающий участок.

В настоящем изобретении дополнительно предложен конический роликовый подшипник, который содержит внутреннюю дорожку и внешнюю дорожку, которые вращаются друг относительно друга, и кассетную уплотнительную структуру по любому из упомянутых выше технических решений, при этом рама уплотнительного кольца кассетной уплотнительной структуры прикреплена к внешней дорожке, а маслоотражательная шайба кассетной уплотнительной структуры прикреплена к внутренней дорожке.

Благодаря использованию приведенного выше технического решения, кассетная уплотнительная структура, соответствующая настоящему изобретению, может улучшить уплотняющее действие кассетной уплотнительной структуры для масляной среды путем увеличения перекачивающего действия для масляной среды и предотвращения течения масляной среды в кассетную уплотнительную структуру, и в коническом роликовом подшипнике, в котором использована кассетная уплотнительная структура, соответствующая настоящему изобретению, может быть достигнуто упомянутое действие.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг. 1 - вид, показывающий частичное поперечное сечение кассетной уплотнительной структуры, которая соответствует уровню техники, при этом показана половина конфигурации осевого поперечного сечения кассетной уплотнительной структуры;

фиг. 2 - вид, показывающий частичное поперечное сечение кассетной уплотнительной структуры, которая соответствует первому варианту осуществления настоящего изобретения, при этом показана половина конфигурации осевого поперечного сечения кассетной уплотнительной структуры;

фиг. 3 - вид, показывающий частичное поперечное сечение кассетной уплотнительной структуры, которая соответствует второму варианту осуществления настоящего изобретения, при этом показана половина конфигурации осевого поперечного сечения кассетной уплотнительной структуры;

фиг. 4 - вид, показывающий частичное поперечное сечение кассетной уплотнительной структуры, которая соответствует третьему варианту осуществления настоящего изобретения, при этом показана половина конфигурации осевого поперечного сечения кассетной уплотнительной структуры.

На фигурах позицией 10 обозначена кассетная уплотнительная структура; 101 - маслоотражательная шайба; 101a - осевой участок маслоотражательной шайбы; 102 - рама; 103 - уплотнительный участок; 104 - изогнутый участок; 105 - основная уплотнительная кромка; 106 - вторичная уплотнительная кромка; 1 - кассетная уплотнительная структура; 11 - маслоотражательная шайба; 11a0 - осевой участок маслоотражательной шайбы; 11a1 - первый изогнутый участок; 11b0 - радиальный участок маслоотражательной шайбы; 11b1 - второй изогнутый участок; 11b2 - третий изогнутый участок; 12 - рама; 12a - осевой участок рамы; 12b - радиальный участок рамы; 12b0 - первый радиальный участок; 12b1 - соединительный участок; 12b2 - второй радиальный участок; 12b3 - осевой участок; 12b4 - изогнутый участок; 13 - уплотнительный участок; 131 - первый уплотнительный закрывающий участок; 131a - внутренняя по радиусу боковая поверхность; 132 - второй уплотнительный закрывающий участок; 132a - внутренняя по радиусу боковая поверхность; 133 - основная уплотнительная кромка; 134 - пылезащитная кромка; 135 - лабиринтная кромка; 136 - лабиринтная канавка; 137 - канавка перекачки масла; 137a - внешняя по радиусу боковая поверхность; 138 - отверстие для отделения; R - радиальное направление; A - осевое направление.

Ниже со ссылками на приложенные чертежи описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения. На чертежах «осевое направление», указанное ссылочной позицией А, является направлением центральной оси кассетной уплотнительной структуры; а «направление по радиусу», указанное ссылочной позицией R, является радиальным направлением кассетной уплотнительной структуры. Кроме того, на фиг. 1 - 4, правая сторона на фиг., является внешней по оси стороной, а левая сторона на фиг. является внутренней по оси стороне; и верхняя сторона на фиг. является внешней по радиусу стороной, а нижняя сторона на фиг. является внутренней по радиусу стороной. Масляная среда, такая как смазочное масло, расположена на внутренней по оси стороне, а инородное вещество, такое как пыль, расположено на внешней по оси стороне.

Первый вариант осуществления изобретения

Как показано на фиг. 2, кассетная уплотнительная структура 1, соответствующая первому варианту осуществления настоящего изобретения, обладает общей кольцеобразной формой. Кассетная уплотнительная структура 1 содержит маслоотражательную шайбу 11, которая выполнена с возможностью прикрепления к внутренней дорожке подшипника, и уплотнительное кольцо, которое выполнено с возможностью прикрепления к внешней дорожке подшипника. Уплотнительное кольцо содержит раму 12, которая выполнена с возможностью прикрепления к внешней дорожке подшипника, и уплотнительный участок 13, который прикреплен к раме 12. Маслоотражательная шайба 11 и рама 12 выполнены из твердого материала, такого как металл, а уплотнительный участок 13 выполнен из упругого материала, такого как резина.

Маслоотражательная шайба 11 снабжена осевым участком 11а0 маслоотражательной шайбы, который продолжается в осевом направлении А, и радиальным участком 11b0, который продолжается в радиальном направлении R. В этом варианте осуществления изобретения осевой участок 11а0 маслоотражательной шайбы выполнен с возможностью прикрепления к внутренней дорожке подшипника.

Рама 12 снабжена осевым участком 12а рамы, который продолжается в осевом направлении А, и радиальным участком 12b рамы. В этом варианте осуществления изобретения осевой участок 12а рамы выполнен с возможностью прикрепления к внешней дорожке подшипника, а уплотнительный участок 13 прикреплен к радиальному участку 12b рамы. Радиальный участок 12b рамы содержит первый радиальный участок 12b0, второй радиальный участок 12b2 и соединительный участок 12b1, расположенный между первым радиальным участком 12b0 и вторым радиальным участком 12b2. И первый радиальный участок 12b0 и второй радиальный участок 12b2 продолжаются в радиальном направлении R, и второй радиальный участок 12b2 расположен на внутренней по радиусу стороне первого радиального участка 12b0. Соединительный участок 12b1 соединен как с первым радиальным участком 12b0, так и со вторым радиальным участком 12b2, и соединительный участок 12b1 продолжается по направлению к внешней по оси стороне и, одновременно, продолжается по направлению к внутренней по радиусу стороне.

В этом варианте осуществления изобретения маслоотражательная шайба 11 снабжена первой центробежной структурой, продолжающейся от самого внутреннего по оси конца осевого участка 11а0 маслоотражательной шайбы, и второй центробежной структурой, продолжающейся от самого внешнего по радиусу конца радиального участка 11b0 маслоотражательной шайбы. Первая центробежная структура выполнена с возможностью перекачки масляной среды, попадающей в кассетную уплотнительную структуру 1, назад внутрь подшипника (то есть, перекачки масляной среды к внутренней по оси стороне), а вторая центробежная структура выполнена с возможностью перекачки наружу инородного вещества, попадающего в кассетную уплотнительную структуру 1 (то есть, перекачки инородного вещества к внешней по оси стороне).

Первая центробежная структура снабжена первым изогнутым участком 11а1, продолжающимся от самого внутреннего по оси конца осевого участка 11а0 маслоотражательной шайбы. Направление протяженности первого изогнутого участка 11а1 наклонено относительно как осевого направления А, так и радиального направления R, то есть первый изогнутый участок 11а1 продолжается по направлению к внутренней по оси стороне и, одновременно, продолжается по направлению к внешней по радиусу стороне. С помощью первого изогнутого участка 11а1 (его внешней по оси боковой поверхности) во время вращения маслоотражательной шайбы 11 кассетной уплотнительной структуры 1 относительно уплотнительного кольца, масляная среда, текущая в кассетную уплотнительную структуру 1, легко перекачивается до внутренней по оси стороны вдоль первого изогнутого участка 11а1 с помощью центробежной силы. Таким образом, улучшается уплотняющее действие кассетной уплотнительной структуры 1 для масляной среды.

Вторая центробежная структура снабжена третьим изогнутым участком 11b2 и вторым изогнутым участком 11b1, которые последовательно соединены от самого внешнего по радиусу конца радиального участка 11b0 маслоотражательной шайбы. Направления протяженности третьего изогнутого участка 11b2 и второй изогнутого участка 11b1 наклонены относительно как осевого направления А, так и радиального направления R. Другими словами, третий изогнутый участок 11b2 продолжается по направлению к внутренней по оси стороне и, одновременно, продолжается по направлению к внешней по радиусу стороне, а второй изогнутый участок 11b1 продолжается по направлению к внешней по оси стороне и, одновременно, продолжается по направлению к внешней по радиусу стороне. Таким образом, инородное вещество может быть перекачано до внешней по оси стороне с помощью второго изогнутого участка 11b1 (его внешней по радиусу боковой поверхности) и улучшается уплотняющее действие кассетной уплотнительной структуры 1 для инородного вещества. Кроме того, благодаря третьему изогнутому участку 11b2, можно предотвратить ситуацию, когда вторая центробежная структура продолжается до внешней по оси стороны радиального участка 11b0 маслоотражательной шайбы, тем самым обеспечивая компактную структуру всей кассетной уплотнительной структуры 1.

В этом варианте осуществления изобретения уплотнительный участок 13 содержит первый уплотнительный закрывающий участок 131 и второй уплотнительный закрывающий участок 132. Первый уплотнительный закрывающий участок 131 выполнен с возможностью закрывания первой центробежной структуры (первого изогнутого участка 11а1) с внешней по радиусу стороны, тем самым обеспечивая то, что масляной среде внутри подшипника трудно попасть в кассетную уплотнительную структуру 1 через зазор между первым уплотнительным закрывающим участком 131 и первой центробежной структурой. Таким образом, дополнительно улучшается уплотняющее действие кассетной уплотнительной структуры 1 для масляной среды. Второй уплотнительный закрывающий участок 132 выполнен с возможностью закрывания второй центробежной структуры (второго изогнутого участка 11b1 и третьего изогнутого участка 11b2) с внешней по радиусу стороны, тем самым обеспечивая то, что инородному веществу на внешней по радиусу стороне трудно попасть в кассетную уплотнительную структуру 1 через зазор между вторым уплотнительным закрывающим участком 132 и второй центробежной структурой. Таким образом, дополнительно улучшается уплотняющее действие кассетной уплотнительной структуры 1 для инородного вещества.

Другими словами, первый уплотнительный закрывающий участок 131 расположен на внешней по радиусу стороне первой центробежной структуры и, по меньшей мере, продолжается в осевом направлении А по направлению к внутренней по оси стороне до положения, находящегося на одном уровне с первой центробежной структурой, а второй уплотнительный закрывающий участок 132 расположен на внешней по радиусу стороне второй центробежной структуры и, по меньшей мере, продолжается в осевом направлении А по направлению к внешней по оси стороне до положения, которое находится на одном уровне со второй центробежной структурой. Предпочтительно, чтобы зазор между первым уплотнительным закрывающим участком 131 и первой центробежной структурой и зазор между вторым уплотнительным закрывающим участком 132 и второй центробежной структурой были выполнены насколько возможно малыми, так что может лучше достигаться цель предотвращения попадания инородного вещества и масляной среды в кассетную уплотнительную структуру 1. Может быть образована следующая структура: внутренняя по радиусу боковая поверхность 131а первого уплотнительного закрывающего участка 131 продолжается в осевом направлении А (по существу, параллельно осевому направлению А), обеспечивая то, что зазор между первым уплотнительным закрывающим участком 131 (внутренней по радиусу боковой поверхностью 131а) и первой центробежной структурой является достаточно малым; и зазор между вторым уплотнительным закрывающим участком 132 (внутренней по радиусу боковой поверхностью 132а) и вторым изогнутым участком 11b1 (его внешней по радиусу боковой поверхностью) обладает формой, сужающейся от внутренней по оси стороны по направлению к внешней по оси стороне, то есть указанный зазор становится меньше от внутренней по оси стороны по направлению к внешней по оси стороне.

Кроме того, для улучшения перекачивающего действия кассетной уплотнительной структуры 1 для масляной среды, в этом варианте осуществления изобретения уплотнительный участок 13 снабжен, во внешнем по оси месте, прилегающем к первому уплотнительному закрывающему участку 131, множеством канавок 137 перекачки масла, расположенных противоположно осевому участку 11а0 маслоотражательной шайбы, при этом канавки 137 перекачки масла из указанного множества канавок 137 перекачки масла расположены на расстоянии друг от друга в направлении по окружности. Внешняя по радиусу боковая поверхность 137а каждой канавки 137 перекачки масла соединена с внутренней по радиусу боковой поверхностью 131а первого уплотнительного закрывающего участка 131 и продолжается от внутренней по радиусу боковой поверхности 131а первого уплотнительного закрывающего участка 131 по направлению к внешней по оси боковой поверхности и, одновременно, продолжается по направлению к внутренней по радиусу стороне. Таким образом, даже если масляная среда попадет в кассетную уплотнительную структуру 1 через зазор между первым уплотнительным закрывающим участком 131 и первой центробежной структурой, при вращении маслоотражательной шайба 11 относительно уплотнительного кольца, часть масляной среды может быть перекачана до внутренней по оси стороны через первую центробежную структуру, а другую часть масляной среды перекачивают к внутренней по оси стороне вдоль внешней по радиусу боковой поверхности 137а канавки 137 перекачки масла с помощью центробежной силы. Таким образом, улучшается перекачивающее действие кассетной уплотнительной структуры 1 для масляной среды, тем самым дополнительно улучшается свойство уплотнения кассетной уплотнительной структуры 1 для масляной среды. Для уменьшения размера кассетной уплотнительной структуры 1 в осевом направлении А, канавки 137 перекачки масла расположены на внутренней по оси стороне второго радиального участка 12b2 радиального участка 12b рамы.

В этом варианте осуществления изобретения уплотнительный участок 13 дополнительно содержит основную уплотнительную кромку 133, которая продолжается по направлению к осевому участку 11а0 маслоотражательной шайбы, и множество вторичных уплотнительных кромок. Множество вторичных уплотнительных кромок содержит пылезащитную кромку 134, которая продолжается по направлению к третьему изогнутому участку 11b2, и две лабиринтные кромки 135, которые продолжаются по направлению к осевому участку 11а0 маслоотражательной шайбы.

Основная уплотнительная кромка 133 расположена на внутренней по радиусу стороне второго уплотнительного закрывающего участка 132, основная уплотнительная кромка 133 продолжается по направлению к внешней по оси стороне и, одновременно, продолжается по направлению к внутренней по радиусу стороне и предпочтительно, чтобы основная уплотнительная кромка 133 являлась контактной кромкой, которая контактирует с осевым участком 11а0 маслоотражательной шайбы. Основная уплотнительная кромка 133 выполнена с возможностью отделения масляной среды и инородного вещества, поступающего в кассетную уплотнительную структуру 1.

В этом варианте осуществления изобретения, в радиальном направлении R, пылезащитная кромка 134 расположена между вторым уплотнительным закрывающим участком 132 и основной уплотнительной кромкой 133, то есть пылезащитная кромка 134 расположена на внутренней по радиусу стороне второго уплотнительного закрывающего участка 132 и расположена на внешней по радиусу стороне основной уплотнительной кромки 133. Пылезащитная кромка 134 продолжается по направлению к внешней по оси стороне и, одновременно, продолжается по направлению к внешней по радиусу стороне и предпочтительно, чтобы пылезащитная кромка 134 являлась бесконтактной уплотнительной кромкой. Таким образом, пылезащитная кромка 134 может удержать от попадания инородного вещества в кассетную уплотнительную структуру 1 на определенный период времени, и далее отвести инородное вещество через зазор между второй центробежной структурой и внутренней по радиусу боковой поверхностью 132а второго уплотнительного закрывающего участка 132. Кроме того, пространство, окруженное вторым уплотнительным закрывающим участком 132, вторым изогнутым участком 11b1, третьим изогнутым участком 11b2 и пылезащитной кромкой 134, образует изогнутый проход со сравнительно большой общей длиной, что дополнительно предотвращает попадание инородного вещества.

В осевом направлении А, две лабиринтные кромки 135 расположены между основной уплотнительной кромкой 133 и канавкой 137 перекачки масла, то есть две лабиринтные кромки 135 расположены на внутренней по оси стороне основной уплотнительной кромки 133 и расположены на внешней по оси стороне канавки 137 перекачки масла, и две лабиринтные кромки 135 продолжаются по радиусу по направлению к осевому участку 11а0 маслоотражательной шайбы. Лабиринтная канавка 136, углубленная по направлению к внешней по радиусу стороне, выполнена между двумя лабиринтными кромками 135, и лабиринтная структура (структура, где пространство, через которое масляная среда течет по направлению к внешней по оси стороне, становится больше и далее снова становится меньше) выполнена с помощью пространств между двумя лабиринтными кромками 135 и осевым участком 11а0 маслоотражательной шайбы и пространства между лабиринтной канавкой 136 и осевым участком 11а0 маслоотражательной шайбы, и она выполнена с возможностью блокирования течения масляной среды по направлению к внешней по оси стороне в кассетной уплотнительной структуре 1.

Более того, в этом варианте осуществления изобретения радиальный участок 12b рамы снабжен множеством отверстий 138 для отделения (например, эллиптических отверстий для отделения), расположенных на расстоянии друг от друга в направлении по окружности, и кассетная уплотнительная структура 1 легко отделяется с помощью отверстий 138 для отделения.

В этом варианте осуществления изобретения кассетная уплотнительная структура 1 обеспечивает хорошие уплотнительные характеристики для масляной среды с использованием центробежного уплотнения, перекачивающего уплотнения, лабиринтного уплотнения, уплотнения с помощью зазоров и уплотнения с помощью уплотнительных кромок.

Второй вариант осуществления изобретения

Как показано на фиг. 3, структура второго варианта осуществления настоящего изобретения аналогична структуре первого варианта осуществления настоящего изобретения за исключением того, что во втором варианте осуществления изобретения отсутствует канавка 137 перекачки масла и предусмотрено три лабиринтные кромки 135 и две лабиринтные канавки 136 (образуя усиленное лабиринтное уплотнение); и внутренняя по радиусу боковая поверхность второго уплотнительного закрывающего участка 132 продолжается в осевом направлении.

Во-первых, благодаря наличию трех лабиринтных кромок 135 и двух лабиринтных канавок 136, как описано выше, пространства между тремя лабиринтными кромками 135 и осевым участком 11а0 маслоотражательной шайбы и пространства между двумя лабиринтными канавками 136 и осевым участком 11а0 маслоотражательной шайбы могут образовать усиленную лабиринтную структуру, которая в больше степени предотвращает течение масляной среды наружу внешней по оси стороны, так что может отсутствовать канавка 137 перекачки масла, как в первом варианте осуществления изобретения.

Во-вторых, так как сравнительно длинный изогнутый проход образован вторым уплотнительным закрывающим участком 132, вторым изогнутым участком 11b1, третьим изогнутым участком 11b2 и пылезащитной кромкой 134, инородное вещество может быть отведено наружу до его попадания внутрь кассетной уплотнительной структуры 1 и, таким образом, может отсутствовать внутренняя по радиусу боковая поверхность второго уплотнительного закрывающего участка 132, как в первом варианте осуществления изобретения.

В этом варианте осуществления изобретения кассетная уплотнительная структура 1 обеспечивает хорошие уплотнительные характеристики для масляной среды с использованием центробежного уплотнения, усиленного лабиринтного уплотнения, уплотнения с помощью зазоров и уплотнения с помощью уплотнительных кромок.

Третий вариант осуществления изобретения

Как показано на фиг. 4, структура третьего варианта осуществления настоящего изобретения аналогична структуре первого варианта осуществления настоящего изобретения за исключением того, что в третьем варианте осуществления изобретения радиальный участок 12b рамы обладает изогнутой структурой, которая изогнута по направлению ко второй центробежной структуре, и с помощью изогнутой структуры образована такая же структура, как второй уплотнительный закрывающий участок 132 из первого варианта осуществления изобретения.

Так как внешнее инородное вещество очень вредно для кассетной уплотнительной структуры 1 в неблагоприятной окружающей среде, такой как пустыня, срок службы второго уплотнительного закрывающего участка 132, выполненного из резины, может быть очень коротким, так что некоторый участок радиального участка 12b рамы, выполненный из металла, образует изогнутую структуру, как показано на фиг. 4, для образования второго уплотнительного закрывающего участка, тем самым сильно увеличивается срок службы второго уплотнительного закрывающего участка.

Более конкретно, радиальный участок 12b рамы содержит первый радиальный участок 12b0, второй радиальный участок 12b2, осевой участок 12b3 и изогнутый участок 12b4. И первый радиальный участок 12b0 и второй радиальный участок 12b2 продолжаются в радиальном направлении R, и второй радиальный участок 12b2 расположен на внутренней по радиусу стороне первого радиального участка 12b0. Один конец осевого участка 12b3 соединен с первым радиальным участком 12b0, и осевой участок 12b3 продолжается по направлению к внешней по оси стороне в осевом направлении А. Изогнутый участок 12b4 продолжается от другого конца осевого участка 12b3 по направлению к внутренней по оси стороне и, одновременно, продолжается по направлению к внутренней по радиусу стороне, и изогнутый участок 12b4 соединен со вторым радиальным участком 12b2. Таким образом, структура такова, что второй уплотнительный закрывающий участок 132, описанный в первом варианте осуществления изобретения, может быть образован с помощью осевого участка 12b3 и изогнутого участка 12b4.

В этом варианте осуществления изобретения кассетная уплотнительная структура 1 обеспечивает улучшенные уплотнительные характеристики для масляной среды с использованием центробежного уплотнения, перекачивающего уплотнения, лабиринтного уплотнения, уплотнения с помощью зазоров и уплотнения с помощью уплотнительных кромок.

С помощью описания приведенных выше конкретных вариантов осуществления изобретения были описаны технические решения для кассетной уплотнительной структуры 1, соответствующей настоящему изобретению. Кроме того, в настоящем изобретении дополнительно предложен конический роликовый подшипник, в котором использована упомянутая выше кассетная уплотнительная структура 1. Конический роликовый подшипник содержит внутреннюю дорожку и внешнюю дорожку, которые вращаются друг относительно друга, при этом рама 12 (осевой участок 12а рамы) уплотнительного кольца кассетной уплотнительной структуры 1 прикреплена ко внешней дорожке, а маслоотражательная шайба 11 (осевой участок 11а0 маслоотражательной шайбы) кассетной уплотнительной структуры 1 прикреплена к внутренней дорожке.

Хотя конкретные варианты осуществления настоящего изобретения подробно описаны в приведенном выше подробном описании, следует учесть, что:

1. кассетная уплотнительная структура 1, соответствующая настоящему изобретению, может быть использована не только для конического роликового подшипника для области железнодорожного транспорта, но также для других типов подшипников из других областей, и даже для уплотнения между двумя компонентами, которые вращаются друг относительно друга и на которые накладывают требования по уплотнению.

2. Тип и количество для основной уплотнительной кромки 133 и пылезащитной кромки 134, которые соответствуют настоящему изобретению, не ограничены приведенными выше конкретными вариантами осуществления изобретения, а наоборот тип и количество для основной уплотнительной кромки 133 и пылезащитной кромки 134 могут быть обеспечены по необходимости.

3. Без рассмотрения ширины кассетной уплотнительной структуры 1 в осевом направлении А, упомянутая выше вторая центробежная структура может обладать только вторым изогнутым участком 11b1, без третьего изогнутого участка 11b2.

Благодаря использованию приведенных выше технических решений, в настоящем изобретении предложена кассетная уплотнительная структура, которая улучшает уплотняющее действие для масляной среды и которая улучшает действие по предотвращению попадания инородного вещества, и при этом кассетная уплотнительная структура является компактной в осевом направлении.

Объем защиты для настоящего изобретения не ограничен вариантами осуществления изобретения, которые приведены выше в подробном описании, а комбинация технических признаков, удовлетворяющих формуле настоящего изобретения, находится в пределах объема защиты настоящего изобретения.

Изобретение касается области уплотнений и, более конкретно, кассетной уплотнительной структуры, которая, в основном, используется для уплотнений подшипников в области железнодорожного транспорта, и конического роликового подшипника, в котором используют кассетную уплотнительную структуру. Уплотнительная структура (1) коробчатого типа является, в основном, кольцеобразной и содержит маслоотражательное кольцо (11) и уплотнительное кольцо, при этом уплотнительное кольцо содержит раму (12) и уплотнительный участок (13), прикрепленный к раме (12), маслоотражательное кольцо (11) снабжено осевой частью, которая продолжается вдоль осевого направления, маслоотражательное кольцо (11) дополнительно снабжено первой центробежной структурой, которая расположена ближе к внутренней по оси стороне по сравнению с осевой частью маслоотражательного кольца (11), первая центробежная структура снабжена первым изогнутым участком (11а1), который продолжается по направлению к внутренней по оси стороне и, одновременно, продолжается по направлению к внешней по радиусу стороне, уплотнительный участок (13) содержит первый уплотнительный закрывающий участок (131), который расположен на внешней по радиусу стороне первого изогнутого участка (11а1) и который расположен на расстоянии от первого изогнутого участка (11а1), и первый уплотнительный закрывающий участок (131), по меньшей мере, частично продолжается по направлению к внутренней по оси стороне в осевом направлении до положения, которое расположено на одном уровне с первым изогнутым участком (11а1). Далее предложен конический роликовый подшипник, содержащий уплотнительную структуру (1) коробчатого типа. Уплотнительная структура (1) коробчатого типа и конический роликовый подшипник улучшают уплотняющее действие для масляной среды. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Кассетная уплотнительная структура, обладающая по существу кольцеобразной формой и содержащая маслоотражательную шайбу и уплотнительное кольцо, при этом уплотнительное кольцо содержит раму и уплотнительный участок, прикрепленный к раме, маслоотражательная шайба снабжена осевым участком маслоотражательной шайбы, который продолжается в осевом направлении, при этом

маслоотражательная шайба дополнительно снабжена первой центробежной структурой, расположенной ближе к внутренней по оси стороне по сравнению с осевым участком маслоотражательной шайбы, причем первая центробежная структура содержит первый изогнутый участок, который продолжается по направлению к внутренней по оси стороне и который, одновременно, продолжается по направлению к внешней по радиусу стороне; причем

уплотнительный участок содержит первый уплотнительный закрывающий участок, который расположен на внешней по радиусу стороне первого изогнутого участка и который расположен на расстоянии от первого изогнутого участка, причем первый уплотнительный закрывающий участок, по меньшей мере, частично продолжается по оси по направлению к внутренней по оси стороне до положения, которое расположено на одном уровне с первым изогнутым участком,

причем внутренняя по радиусу боковая поверхность первого уплотнительного закрывающего участка продолжается в осевом направлении,

при этом уплотнительный участок снабжен, во внешнем по оси месте, прилегающем к первому уплотнительному закрывающему участку, множеством канавок перекачки масла, расположенных противоположно осевому участку маслоотражательной шайбы, при этом канавки перекачки масла из указанного множества канавок перекачки масла расположены на расстоянии друг от друга в направлении по окружности; и

внешняя по радиусу боковая поверхность каждой канавки перекачки масла соединена с внутренней по радиусу боковой поверхностью первого уплотнительного закрывающего участка, и продолжается от внутренней по радиусу боковой поверхности первого уплотнительного закрывающего участка по направлению к внешней по радиусу стороне и, одновременно, продолжается по направлению к внутренней по радиусу стороне.

2. Кассетная уплотнительная структура по п. 1, в которой уплотнительный участок дополнительно содержит основную уплотнительную кромку и множество вторичных уплотнительных кромок, расположенных на внешней по оси стороне канавок перекачки масла, при этом основная уплотнительная кромка и множество вторичных уплотнительных кромок продолжаются по направлению к маслоотражательной шайбе.

3. Кассетная уплотнительная структура по п. 2, в которой

основная уплотнительная кромка является контактной уплотнительной кромкой, которая контактирует с маслоотражательной шайбой, и основная уплотнительная кромка продолжается по направлению к внешней по оси стороне и, одновременно, продолжается по направлению к внутренней по радиусу стороне; и

вторичные уплотнительные кромки из множества вторичных уплотнительных кромок являются бесконтактными уплотнительными кромками, которые содержат: по меньшей мере, две лабиринтные кромки, которые продолжаются по радиусу по направлению к осевому участку маслоотражательной шайбы и которые расположены на внутренней по оси стороне основной уплотнительной кромки, лабиринтную канавку, которая углублена по направлению к внешней по радиусу стороне и которая образована между двумя соседними лабиринтными кромками из указанных, по меньшей мере, двух лабиринтных кромок; и пылезащитную кромку, которая продолжается по направлению к внешней по оси стороне и которая, одновременно, продолжается по направлению к внешней по радиусу стороне и которая расположена на внешней по радиусу стороне основной уплотнительной кромки.

4. Кассетная уплотнительная структура по любому из пп. 1-3, в которой маслоотражательная шайба дополнительно снабжена радиальным участком маслоотражательной шайбы, который продолжается в радиальном направлении, и второй центробежной структурой, расположенной ближе к внешней по радиусу стороне по сравнению с радиальным участком маслоотражательной шайбы, вторая центробежная структура содержит второй изогнутый участок, который продолжается по направлению к внешней по оси стороне и который, одновременно, продолжается по направлению к внешней по радиусу стороне; причем

уплотнительное кольцо содержит второй уплотнительный закрывающий участок, который расположен на внешней по радиусу стороне второго изогнутого участка и который расположен на расстоянии от второго изогнутого участка, второй уплотнительный закрывающий участок, по меньшей мере, частично продолжается по оси по направлению к внешней по оси стороне до положения, которое расположено на одном уровне со вторым изогнутым участком.

5. Кассетная уплотнительная структура по п. 4, в котором между вторым изогнутым участком и вторым уплотнительным закрывающим участком присутствует некоторый зазор, и этот зазор постепенно уменьшается от внутренней по оси стороны по направлению к внешней по оси стороне.

6. Кассетная уплотнительная структура по п. 4, в которой вторая центробежная структура дополнительно снабжена третьим изогнутым участком, который продолжается по направлению к внешней по оси стороне и который, одновременно, продолжается по направлению к внутренней по радиусу стороне, при этом третий изогнутый участок расположен между вторым изогнутым участком и радиальным участком маслоотражательной шайбы и соединен со вторым изогнутым участком и радиальным участком маслоотражательной шайбы.

7. Кассетная уплотнительная структура по п. 4, в которой рама содержит радиальный участок рамы, содержащий осевой участок и изогнутый участок, при этом осевой участок продолжается по оси по направлению к внешней по оси стороне и изогнутый участок продолжается от внешнего по оси конца осевого участка по направлению к внутренней по оси стороне и, одновременно, продолжается по направлению к внутренней по радиусу стороне, при этом второй уплотнительный закрывающий участок образован осевым участком и изогнутым участком, или

уплотнительный участок содержит второй уплотнительный закрывающий участок.

8. Конический роликовый подшипник, содержащий внутреннюю дорожку и внешнюю дорожку, которые выполнены с возможностью вращения относительно друг друга, и кассетную уплотнительную структуру по любому из пп. 1-7, при этом рама уплотнительного кольца кассетной уплотнительной структуры прикреплена к внешней дорожке, а маслоотражательная шайба кассетной уплотнительной структуры прикреплена к внутренней дорожке.