专利名称：动态性能改善的滚动轴承和密封垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滚动轴承，其滚动空间的至少一边配有一个密封垫，还涉及一种
用于这种滚动轴承的密封垫。 本发明特别适用于密封汽车滚动轴承、尤其是车轮轴承的滚动空间的至少一边。
背景技术：
为了一方面避免滚动空间内的润滑剂的泄漏，另一方面避免外来污染物对所述空间的污染，人们已经知道使用密封垫，它包括一个柔性密封元件，与一个刚性骨架结合，用于与轴承结合。 特别是，柔性元件可具有一个外唇边和一个内唇边，在两者之间限定一个环形槽，
槽内放置润滑剂。这样，通过使与轴承一个构件相连的唇边和与所述轴承另一个构件相连
的支撑面摩擦接触，可以保证所希望的密封，同时限制唇边摩擦导致的力矩。 在考虑的应用中，密封应力是严重的，特别是就密封垫所经受的环境而言，这就必
须提高唇边施加在接触支撑面上的力矩。 然而，除了对轴承旋转所需能量的负面影响外，大力矩还导致唇边过早磨损，尤其是在温度升高的作用下。 因此，需要改善密封唇边在接触支撑面上的动态性能，使得在优化提供的密封和引发的力矩之间的关系的同时，限制所述唇边的磨损。
发明内容
为此，根据第一方面，本发明提出一种滚动轴承，它包括一个固定构件， 一个转动构件和一些滚动体，后者置于所述构件之间形成的滚动空间内，使其能相对转动，滚动空间
的至少一边配有一个密封垫，其包括一个密封元件，与一个刚性环形骨架结合，骨架与轴承
的一个构件相连，所述密封元件具有一个外唇边和一个内唇边，它们分别在与轴承另一构
件相连的外支撑面和内支撑面上摩擦接触，所述唇边布置成在其之间限定一个环形槽，槽
内放置润滑剂，其中，外支撑面的承载能力高于60%，粗糙度大于0.5微米，内支撑面的承
载能力和粗糙度分别严格地高于和严格地低于外支撑面的承载能力和粗糙度。 根据第二方面，本发明提出一种用于滚动轴承的密封垫，所述密封垫包括一个与
所述轴承结合的刚性环形骨架，及一个与所述骨架相对而置的挡板，以在它们之间形成一
个环形密封空间，所述密封垫另外包括一个密封元件，与所述骨架结合并置于所述密封空
间内，密封元件具有一个外唇边和一个内唇边，所述唇边分别在挡板的外支撑面和内支撑
面上摩擦接触，并且布置成在它们之间限定一个环形槽，槽内放置润滑剂，其中，外支撑面
的承载能力高于60%，粗糙度大于0. 5微米，内支撑面的承载能力和粗糙度分别严格地高
于和严格地低于外支撑面的承载能力和粗糙度。
本发明的其它目的和优点将在下面参照附图进行的描述中显现，其中
-图1是根据本发明的实施例的密封垫的局部纵向剖视-图2是根据本发明的实施例的外支撑面的痕迹。
具体实施例方式
现参照图1描述一种用于滚动轴承、特别是汽车车轮滚动轴承的密封垫。 该轴承包括一个固定构件、一个转动构件和一些滚动体，滚动体置于所述构件之
间形成的一个滚动空间内，使它们可相对转动。 为了密封滚动空间的一边，轴承配有一个密封垫，它包括一个与所述轴承结合的刚性环形骨架l，使所述骨架与所述轴承的一个构件旋转相连。特别是，骨架1可以用金属材料、尤其是冲压钢板实现。根据一种实施例，滚动空间的每一边都可以分别用一个密封垫密封。 在示出的实施方式中，骨架1包括一个轴向支撑面la和一个径向支撑面lb，两者通过一个连接圆角lc连接。这样，通过在其中一个轴承构件上形成的相应支撑面上的装配，轴向支撑面la形成了一种结合手段。 密封垫还包括一个与骨架1结合的柔性密封元件2，其可以用弹性体材料实现，特别是丁腈橡胶(NBR)，可以通过添加例如碳黑、氢化丁腈橡胶(HNBR)、含氟聚合物或聚丙烯酸酯来机械增强。特别是，密封元件2可以通过复制模制与径向支撑面lb内表面的至少一部分相结合。图中，密封元件2与骨架1的整个内表面结合。 为了保证密封性，密封元件2具有一个外唇边4和一个内唇边3，当轴承旋转时，分别与外支撑面和内支撑面摩擦接触，这些支撑面与轴承的另一个构件相连。为了限制引发的力矩，唇边3、4布置成在它们之间限定一个环形槽，槽内放置润滑剂9，例如油脂。
根据未示出的第一实施例，接触支撑面在与结合有骨架1的构件相对的轴承构件上实现。例如，外唇边4可在外支撑面上正面接触，而内唇边3可在内支撑面上径向接触。
根据第二实施例，密封垫还包括一个挡板8，与另一构件相连，以在所述挡板和骨架1之间形成一个环形密封空间11。这样，密封元件2就置于环形空间11内，并且外支撑面和内支撑面在所述挡板上形成。这种密封垫的优点是在轴承上安装之前进行预安装和润滑。
图1中，密封元件2包括一个延伸到径向支撑面lb之外的自由部分2a，所述部分具有一个径向内唇边3。此外，密封元件2还包括一个正面外唇边4，相对于径向唇边3设置在外侧。在一个未示出的实施方式中，密封元件2可包括一个第三唇边，其从自由部分2a开始延伸，方向与正面唇边4相反，即朝向滚动轴承的内部(图1左边)。
此外，示出的密封元件2具有一个静态密封凸缘5，用于保护轴向支撑面la和构件之间的装配区，所述凸缘与骨架1的内表面形成连续，即在轴向支撑面la的自由端形成。在变型中，密封元件2可覆盖径向支撑面lb的外表面，密封凸缘则在连接圆角lc处形成。
为了改善密封元件2在骨架1上结合的可靠性，径向支撑面lb的自由端具有一个轴向偏移区6，密封元件2的自由部分2a的结合通过一个环圈7实现，环圈7包围所述偏移区的外表面。在示出的实施例中，环圈7与径向支撑面lb外表面对齐。此外，正面唇边4对着偏移区6延伸，与环圈7相反。
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挡板8具有一个轴向支撑面8a及一个径向支撑面8b，轴向支撑面用于将所述挡板 装配在与其上结合有骨架1的构件相对的构件上。在该实施例中，外唇边4在径向支撑面 8b上正面接触，而内唇边3在轴向支撑面8a上径向接触。更确切地说，外唇边4具有一个 轴-径向的端部部分，其延伸超出了基本轴向的一个基部。轴-径向部分相对于含有润滑 剂9的槽是扩散的，并且支靠在径向支撑面8b上，从而在环形空间ll和所述槽之间提供挡 板的作用。 图1中，径向支撑面8b具有一个向密封元件2轴向偏移的部分，外唇边4与形成 外支撑面的所述部分摩擦接触。 此外，在挡板8和骨架1之间形成折道10 (chicane)，所述折道与外唇边4 一侧的 环形空间ll相通。这样，外来污染物不会进入密封元件2。此外，在轴承中，通过相对于骨 架1侧向朝外安装挡板8，可获得对密封元件2的保护。 在未示出的变型中，并且在挡板8与轴承的转动构件结合的情况下，所述挡板的 外表面可以设有一个所述构件的旋转编码器，如文献EP0607719所描述的。
外支撑面8b具有高于60%的承载能力。根据标准ISO 4287和13565，考虑的承 载能力为承载长度Mr与外支撑面轮廓总高度一半(Rt/2)之比。根据标准IS0 4287，一个 轮廓的总高度Rt为评估长度内的轮廓凸起的最大高度和轮廓凹陷的最大深度之和。
承载能力体现了外支撑面8b的表面不平度的轮廓和均匀性的特征。此外，外支撑 面8b的表面粗糙度大于0. 5微米，这是不平度的尺寸特征。根据标准ISO 4287，考虑的粗 糙度为粗糙度Ra，它是基本长度内纵坐标绝对值的算术平均值。 外支撑面8b的这种承载能力和粗糙度的选择，使得可以限制外唇边4施加在所述 支撑面上的力矩。使得外唇边4的发热降低，特别是约1(TC左右，并且因此获得最佳耐磨强度。 此外，获得的润滑具有流体动力特性，其中，唇边4和支撑面8b之间接触处形成润 滑膜。此外，试验显示外唇边4主要具有密封空间11和含有润滑剂9的槽之间的挡板功能， 因此所述唇边和支撑面8b之间的紧密密封接触相对于密封垫提供的密封性而言不是决定 性的。 相反，内唇边3具有强化密封的功能。因此，本发明保留内支撑面8a的小粗糙度 和大承载能力。特别是，内支撑面8a的承载能力和粗糙度分别严格地高于和严格地低于外 支撑面8b。根据一个实施例，内支撑面8a的承载能力和粗糙度为冲压钢板的承载能力和粗 糙度，例如分别约为80%以上和低于0. 4微米。 根据第一种实施例，外支撑面8b经过机械处理，以根据其承载能力和粗糙度调节 其表面状态。例如，机械处理可包括喷丸处理或滚压。在变型中，机械处理可在钢板冲压时 实现，特别是设置经喷砂后的冲模或阴模，使得外支撑面8b的形成处变得粗糙。这些实施 例可获得O. 5微米和0. 7微米之间的粗糙度，特别是约0. 55微米，在外唇边4的密封性、引 发力矩和磨损试验方面得到良好的结果。 根据第二种实施例，外支撑面8b具有痕迹，用于相对其承载能力和粗糙度调节所 述支撑面的表面状态。 特别是，痕迹可通过激光束实现，其优点是避免挡板8变形，在可实现的痕迹的几 何形状方面特别灵活，并且实施后不需要清洗。因此，就外唇边4和外支撑面8b之间的接
6触处形成润滑膜而言，可获得最佳的表面状态。 特别是，痕迹可包括一个规则的直线槽纹12的网格，特别是相对于密封垫转轴13 对称分布，如图2所示。在一个实施例中-槽纹12沿45°和90°之间的一个角度、图2中特别为30°进行交错；
-槽纹12的深度在5和10微米之间；-槽纹12的间距在30和80微米之间，图2中特别为50微米。 此外，痕迹的粗糙度Ra为1. 2微米，总高度Rt为8. 7微米。为了将承载比提高到
60%以上，痕迹可以抛光，这样，抛光后的总高度Rt约为4微米，而粗糙度约为1微米。
权利要求
一种滚动轴承，包括一个固定构件、一个转动构件和一些滚动体，滚动体置于所述构件之间形成的滚动空间内，使它们能相对转动，滚动空间的至少一边配有一个密封垫，其包括一个密封元件(2)，与一个刚性环形骨架(1)结合，骨架与轴承的一个构件相连，所述密封元件具有一个外唇边(4)和一个内唇边(3)，它们分别在与轴承另一构件相连的外支撑面(8b)和内支撑面(8a)上摩擦接触，所述唇边设置成在其之间限定一个环形槽，槽内放置润滑剂(9)，所述轴承的特征在于，外支撑面(8b)的承载能力高于60％，并且粗糙度大于0.5微米，内支撑面(8a)的承载能力和粗糙度分别严格地高于和严格地低于外支撑面(8b)的承载能力和粗糙度。
2. 根据权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，外唇边(4)在外支撑面(8b)上正面接触，内唇边(3)在内支撑面(8a)上径向接触。
3. 根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其特征在于，密封垫还包括一个挡板(8)，与另一个构件相连，以在所述挡板和骨架(1)之间形成一个环形密封空间(11)，密封元件(2)置于所述空间内，并且外支撑面(8b)和内支撑面(8a)在所述挡板上形成。
4. 根据权利要求3所述的滚动轴承，其特征在于，挡板(8)相对于骨架(1)朝轴承外部侧向安装。
5. 用于权利要求3或4所述的滚动轴承的密封垫，该密封垫包括一个与所述轴承结合的刚性环形骨架(l)，及一个与所述骨架相对而置的挡板(8)，以便在它们之间形成一个环形密封空间(ll)，所述密封垫还包括一个密封元件(2)，与所述骨架结合并置于所述密封空间内，密封元件(2)具有一个外唇边(4)和一个内唇边(3)，所述唇边分别在挡板(8)的外支撑面(8b)和内支撑面(8a)上摩擦接触，并且布置成在它们之间限定一个环形槽，槽内放置润滑剂(9)，所述密封垫的特征在于，外支撑面(8b)的承载能力高于60%，并且粗糙度大于0.5微米，内支撑面(8a)的承载能力和粗糙度分别严格地高于和严格地低于外支撑面(8b)的承载能力和粗糙度。
6. 根据权利要求5所述的密封垫，其特征在于，外支撑面(8b)经过机械处理，以相对于其承载能力和粗糙度调节其表面状态。
7. 根据权利要求5所述的密封垫，其特征在于，外支撑面(8b)上具有痕迹，用于相对于其承载能力和粗糙度调节所述支撑面的表面状态。
8. 根据权利要求7所述的密封垫，其特征在于，痕迹包括一个规则的直线槽纹(12)的网格。
9. 根据权利要求8所述的密封垫，其特征在于，槽纹(12)相对于转轴(13)对称分布。
10. 根据权利要求8或9所述的密封垫，其特征在于，槽纹(12)沿45°和90°之间的一个角度进行交错，槽纹(12)的深度在5至10微米之间，而所述槽纹的间距在30至80微米之间。
11. 根据权利要求7至10之一所述的密封垫，其特征在于，痕迹经过抛光，以获得高于60%的承载比。
12. 根据权利要求5至ll之一所述的密封垫，其特征在于，在挡板(8)和骨架(1)之间形成一个折道(IO)，所述折道与外唇边(4) 一侧的环形密封空间(11)相通。
13. 根据权利要求5至12之一所述的密封垫，其特征在于，挡板(8)具有一个与轴承结合的轴向支撑面(8a)和一个径向支撑面(8b)，外唇边(4)在径向支撑面(8b)上正面接触，而内唇边(3)在轴向支撑面(8a)上径向接触。
14.根据权利要求13所述的密封垫，其特征在于，径向支撑面(8b)具有一个朝密封元件(2)轴向偏移的部分，外唇边(4)在构成外支撑面的所述部分上摩擦接触。
全文摘要
本发明涉及一种滚动轴承，它包括一个固定构件、一个转动构件和一些滚动体，后者置于所述构件之间形成的滚动空间内，使它们能相对转动，滚动空间的至少一边配有一个密封垫，其包括与刚性环形骨架(1)结合的密封元件(2)，骨架与轴承的一个构件相连，所述密封元件具有一个外唇边(4)和一个内唇边(3)，分别在与轴承另一构件相连的外支撑面(8b)和内支撑面(8a)上摩擦接触，所述唇边在它们之间限定一个环形槽，槽内放置润滑剂(9)，外支撑面(8b)的承载能力高于60％，且粗糙度大于0.5微米，内支撑面(8a)的承载能力和粗糙度分别严格地高于和严格地低于外支撑面(8b)的承载能力和粗糙度。
文档编号F16C33/76GK101765734SQ200880022277
公开日2010年6月30日 申请日期2008年6月27日 优先权日2007年6月29日
发明者B·肖迪耶, S·鲁兰 申请人:Snr轴承股份有限公司