用于滚动轴承的密封装置的制作方法

本发明涉及一种用于滚动轴承的密封装置，其意在用于配备(/装备)频繁与清洁液体接触的机器，例如意在用于配备用于食品工业的机器和设备(plants)，例如传送器，以及制药工业中的机器，出于与卫生相关的原因，其必须每天使用清洁液体的加压喷射流来清洗。

背景技术：

众所周知，出于卫生的原因，意在配备用于食品工业的机器的滚动轴承通常每天经受非常频繁的清洗，外加每周一次经受非常彻底的清洗，所述清洗使用清洁/消毒液体的加压喷射流来执行。

由于使用具有低表面张力的清洁液体的这些频繁的清洗操作，因此密封唇以及最终滚动轴承本身受到过早磨损(这是因为这些清洁液体在混合有清洗水的情况下趋向于渗入轴承的润滑膜内部，而这正是因为它们的低表面张力而导致的)。为了克服这个问题，已经开发了具有高干涉接触唇的密封件，然而不仅密封作用似乎没有显著改善，而且摩擦的增大也已经明显(/也已经被注意到)，结果是能量消耗更大，特别是接触唇的磨损更大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于滚动轴承的密封装置，其能够保护轴承的功能特征，从而防止了外部液体污染物尤其是清洁液体进入所述轴承内部，同时不增大摩擦。

附图说明

现将参照附图来说明本发明，附图示出了本发明的实施方式的非限制性示例，在附图中：

-图1以示意形式示出了根据本发明的第一优选实施方式提供的滚动轴承和相关联的密封装置的径向截面图；以及

-图2以示意形式示出了根据本发明的第二优选实施方式提供的滚动轴承和相关联的密封装置的径向截面图。

具体实施方式

参照图1，1在整体上表示用于滚动轴承2的密封装置。滚动轴承2包括：第一圈3，其在所示的示例中为外圈3；第二圈4，其在所示的示例中为内圈4；和密封装置1，其布置在内圈4与外圈3之间。

密封装置1包括：

-第一环形屏蔽件(/遮蔽板)(screen)5，其由片材金属材料制成并且被设计成在使用期间被约束(/限制)于(constrainedto)外圈3，和

-第二环形屏蔽件6，其也由片材金属制成、布置成面对第一屏蔽件5并且被设计成在使用期间被约束于内圈4。

密封装置1还包括：

-第一密封件7，其由弹性体制成，一体地安装在第一屏蔽件5的朝向第二屏蔽件6的第一侧8以及(一体地安装)在轴承2的被限定在圈3与圈4之间的内环形室9的相反侧；密封件7具有至少一个滑动接触环形密封唇，(该滑动接触环形密封唇)意在用于在使用期间与内圈4进行接触；和

-第二密封件11，其由弹性体制成，一体地安装在第二屏蔽件6的第二侧6a，并进而包括至少一个第一非接触环形密封唇12。

第一非接触环形密封唇12被设计成在使用期间与滚动轴承2的第一圈或外圈3配合并从第二屏蔽件6的径向外周缘14突出(/伸出)地延伸；环形唇12是可弹性变形的，这是因为它完全没有刚性外壳(/外套)(casing)(例如由屏蔽件6构成的刚性外壳)，并且(环形唇12)被形成为使得它可以在使用期间朝向第一屏蔽件5折曲(flex)，结果当屏蔽件6和相关联的唇12受到朝向轴承2的外部压力的作用时(在所讨论的情况下，为当屏蔽件6受到由图1中的箭头总体表示的液体喷射流g的作用时，例如，含有表面活性清洁剂的清洗液体的加压喷射流g)，(环形唇12)朝向并抵靠(/对着)(against)外圈3。

第一非接触环形唇12形成为截头锥圆环(frustoconicaltoroid)，其从周缘14沿轴向和径向突出地延伸，逐渐渐缩，并且包括：弹性柔韧的第一部分15，其从周缘14直接倾斜突出地延伸；和第二部分16，其在所示的示例中，朝向其自由端17渐缩，(自由端17)在使用期间被设计成在部分15和16未变形的状况下与滚动轴承2的外圈3保持在轴向上间隔开，但在环形唇12朝向屏蔽件5折曲时与圈3进行轴向接触。

第一非接触环形唇12总体上相对于密封装置1和滚动轴承2的共用的对称轴线a倾斜地布置，环形屏蔽件5、6、环形密封件7、11和圈3和4相对于所述对称轴线a同轴。尤其是，第一非接触环形唇12以及因此部分15和部分16相对于轴线a倾斜地布置，使得朝向自由端17或沿自由端17的方向远离轴线a延伸。当第一非接触环形唇12朝向第一屏蔽件5折曲时(即当部分15在液体喷射流g的外部推力下朝向圈3弹性折曲时)，自由端17代之与外圈3的前表面21进行轴向接触。

在整个本说明书和权利要求书中，表示位置和方向(诸如“径向”、“轴向”或“横向”)的术语和表述应被理解为参照对称轴线a。

在所示的示例中，第一屏蔽件5借助于位于之间的形成了第一密封件7的一部分的橡胶环形衬垫100的布置(/装置)而键接在外圈3的环形座19内部，并且其环形接触唇10与内圈4的径向外侧表面20配合；此外，第二屏蔽件6被键接到内圈4的(位于)环形座19外部的径向外侧表面20上(朝向内圈4和外圈3外部、在环形室9的外部并且在环形室9的相对侧的区域)。

环形座19由以下限定：

-在轴向上，朝向轴承2的内部(/内侧)，由倾斜表面19a(限定)；

-在径向上，朝向轴承2的外部(/外侧)，由在轴向上以表面21为界的圆柱表面19b(限定)；以及

-还在径向上，朝向轴承2的外部(/外侧)，由另一弯曲表面(curvedsurface)19c(限定)，或者确切地说，由连接了倾斜表面19a与圆柱表面19b的弯曲渐屈圆柱表面(curved-evolutecylindricalsurface)19c(限定)。

在图1所示的实施方式的示例中，第一密封件7和第二密封件11分别设置有第一数量n1和第二数量n2的环形密封唇l1和l2，它们(/环形密封唇l1和l2)不进行接触并且相对于对称轴线a倾斜地布置，使得远离对称轴线a延伸，并且，(环形密封唇l1和l2)被布置成在径向上交替且在轴向上彼此上下(/前后)布置，使得从第一非接触环形唇12开始限定出蜿蜒弯曲路径(/卷绕弯曲路径)(awindingandcurvypath)p，其被设计用于阻碍清洗液体或其它杂质向轴承2的任何进入，并同时有助于可能已沿着所述路径p渗入的(infiltrated)清洗液体或其它杂质的排出(expulsion)。

对于每个唇l1和l2，路径p包括对应的环路s，所述环路s在轴向上在一侧由相关联的唇l1或l2的自由端l1e和l2e限定，而在轴向相对侧由两个径向相邻的唇l1、或由两个径向相邻的唇l2、或由第一非接触环形唇12和唇l1或最后由滑动接触环形密封唇10以及由唇l2限定。在任何情况下，各环路s沿着路径p趋于从对称轴线a径向向外指向，并大致径向向内地靠置(restson)在唇l1和l2的对应倾斜的上表面l1s或l2s上。

由于密封装置1的构造，即，由于路径p、在径向上相对于彼此布置有交替且相反的凸面(/凸度)(convexities)的环路s以及唇l1和l2的相对于对称轴线a的倾斜位置的构造，因此该密封装置1已被证明在防止或减缓液体(诸如清洁液体，混合有清洗水)向滚动轴承2的任何进入的方面出人意料地有效，并且同样地在促进和加速这些液体排出(即，朝向密封装置1的外部导流(channelling)液体)的方面出人意料地有效，从而防止了这些液体向滚动轴承2内部的任何进入。

特别地，如图1所示，可以从滚动轴承2的“顶部”看密封装置1，即从滚动轴承2的在使用期间保持在对称轴线a竖直上方的部分看密封装置，路径p由唇l1和l2(即环路s)的构造限定，使得从最接近第一非接触环形唇12的第一唇l2立即实质上(/大致)“上升(riseup)”。即，在重力将有利于液体进入的“顶部”，唇l1和l2以及环路s使得对于可能已渗入超过第一非接触环形唇12的任何液体来说特别难以沿着路径p流动。环路s沿着路径p的构造必须由唇l1和l2的相对于对称轴线a的倾斜布置来确定，唇中的每一者在滚动轴承2的所述“顶部”中以使可能已渗入超过第一非接触环形唇12的任何液体的流动偏离和减慢的沟槽(gutter)的方式表现(behaves)。

然而，另一方面，从滚动轴承2的“底部”看密封装置1，即从滚动轴承2的在使用期间保持在对称轴线a竖直下方的部分看密封装置1，路径p由唇l1、l2(即环路s)的构造限定，使得从最接近所述滑动接触环形密封唇10的唇l1立即实质上“下降”。即，在重力将有利于已经排出液体的“底部”，唇l1和l2以及环路s使得对于可能已渗入超过第一非接触环形唇12的任何液体来说甚至更容易沿着路径p通过，并且采用偏离沟槽(deviationgutter)方式的相同构造(但上下掉转)允许液体被(甚至)更快速地导流出密封装置1的外部，从而进一步防止了这些液体向滚动轴承2内部的任何进入。

在图1所示的密封装置1的优选实施方式中，第一密封件7和第二密封件11分别设置有相等数量n1和n2的不进行接触的环形密封唇l1和l2。尤其是，第一密封件7和第二密封件11两者各自设置有三个非接触环形密封唇l1和l2，其中唇l1具有彼此大致相似(/相等)的轴向长度，而三个唇l2中的中心(的)唇l2的轴向长度小于另两个唇l2的轴向长度。在上述密封装置1的未示出的一些可选择的实施方式中，在滚动轴承2的径向尺寸允许的情况下，第一密封件7和第二密封件11两者可以各自设置有多于三个非接触环形密封唇l1和l2，这将限定出(甚至)更长的(evenlonger)路径p以及甚至更多的环路s。

图1所示的密封装置1的优选实施方式特别有利于在滚动轴承2中的轴向空间没有过多约束的情况下使用，即，在倾斜表面19a与表面21之间的距离(所述距离被圆柱表面19b和弯曲渐屈圆柱表面19c大致覆盖)限定出具有以下尺寸的轴向空间的情况下(使用)：该轴向空间的尺寸在任何情况下都相当大(considerable)并且适于安装密封装置1而没有过多的结构上和功能上的限制。

在这种情况下，第一密封件7还具有环形密封唇10a，该环形密封唇10a不进行滑动接触，(该环形密封唇10a)意在在使用期间与进行滑动接触的环形密封唇10配合，使得沿着路径p在第二圈4的附近产生另一个环路n。在图1所示的实施方式的示例中，不进行接触的环形密封唇10a实质上结合(/基本上并入)在进行滑动接触的环形密封唇10中，使得除了其它之外(amongotherthings)为所述滑动接触环形密封唇10赋予甚至更大的刚度。环路n布置在非常接近圈4的位置，并且被设计成使液体或其它杂质向滚动轴承2内的任何进入甚至更难(达到完全防止的程度)。

图2示出了与密封装置1大致类似的密封装置1’，密封装置1’与密封装置1的不同之处在于倾斜表面19a与表面21之间的距离(即圆柱表面19b的轴向长度)限定出具有较小尺寸的轴向空间，使得必须安装具有许多尺寸限制的密封装置1’，但却不能影响密封效率和能力。为此目的，实际上，为密封装置1’使用与密封装置1相同的附图标记，不进行滑动接触的环形密封唇10a不再结合(/并入)在进行滑动接触的环形密封唇10中，而是完全分离的，并且，进行滑动接触的环形密封唇10具有较大的厚度且还与第一环形屏蔽件5一起限定出环形容腔40，该环形空腔40被设计成(/被设计用于)收集可能已经能够超越过(passbeyond)最后的环路n的任何液体并将这些液体朝向滚动轴承2的所述“底部”传递，从而便于其排出。

此外，在图2所示的密封装置1’的可选择的示例中，第一密封件7和第二密封件11再次各自具有三个非接触环形密封唇l1和l2，然而唇l2的轴向长度在朝向对称轴线a的方向上减小。实际上，为了(出于限制这里描述的实施方式中的密封装置1和1’的生产成本的目的而)至少保持第二环形屏蔽件6的几何构造不变，必须要减小唇l2的轴向长度(还为了保持第二环形屏蔽件6在内圈4上的位置不变；否则该位置实际上将影响滚动轴承2的外部尺寸)。

尽管唇l2的轴向长度在径向上逐渐减小，但密封装置1’具有与上述密封装置1相同的密封能力，实际上，路径p保持蜿蜒(/卷绕)(winding)并具有与密封装置1中相同的环路s。

应当理解的是，本发明不限于这里描述和示出的实施方式，这些实施方式应被视为密封装置的实施方式的示例；由此本领域技术人员可以在不脱离如在所附权利要求及其等同物中限定的本发明的范围的情况下能够对在实施方式的示例中描述的元件的功能和构造进行各种变化。

例如，为了在甚至更严酷(/严格)的环境运行条件的情况下进一步增大密封能力，密封装置1和密封装置1’这两者还可以具有两个意在用于在使用期间与内圈4进行接触的滑动接触环形密封唇10。图1和图2示出了单个滑动接触环形密封唇10，但是如果有两个滑动接触环形密封唇10，这些密封唇例如可以从第一环形屏蔽件5沿轴向相反的方向延伸并且例如可以具有比上述单个滑动接触环形密封唇10的厚度小的厚度，目的依然是不增大滑动接触摩擦。

如上面详细解释和描述的那样，通过使用不以任何方式彼此接触的上述非接触环形密封唇l1和l2，只需确保其形式和布局(路径p在进口处保持蜿蜒和弯曲、但在退出出口处不如此)，该目的被更为明确地实现。