用于轮毂/车轮组件的密封装置和具有该密封装置的组件的制作方法

本发明涉及一种用于轮毂/车轮组件的密封装置。本发明还涉及一种具有这种密封装置的轴承/轮毂组件。

本发明能够特别但不唯一地适用于(具有用于非驱动(车)轮的滚动轴承的)机动车辆用的轮毂/车轮组件的领域。在该应用中，轴承的内圈刚性地固定于车轮的轴，并向车轮的轴传递随后的转动运动，而轴承的外圈刚性地固定于固定的轮毂，例如机动车辆悬架的轮毂。作为示例，下文将涉及该特定用途，尽管它仍然普遍适用。

背景技术：

由于本发明在这种情况下应用于非驱动轮(因此其不具有沿着轴承的轴线的贯穿轴)，相关的密封装置具有轴对称的“杯”形，使得它们侧向地封闭(closeoff)轴承的外圈并产生静态密封以保护轴承免受任何环境污染(水、灰尘、污垢等)。

在它们最一般的形式中，密封装置包括几乎为杯形的塑料保护件，其通过干涉压配(press-fittingwithinterference)安装在滚动轴承的外圈的轴环上，并且它们尤其包括：

-圆柱形安装壁，与轴承的对称轴线同轴，其通过所述压配与轴承的外圈的轴环联接；

-环形读取壁，与所述对称轴线相横向并介于安装在轴承外部的检测传感器与安装在轴承内部的音轮之间；和

-盘状端壁，其位于环形读取壁内侧并且与对称轴线相横向地面对轴承的内圈。

尽管在较早的实施方式中，密封装置被设计成仅通过与轴承干涉联接来执行其功能，但是在一些当前的实施方式中，诸如在jp2009216208a中描述的，密封装置具有环形锁定台阶，其刚性地固定于圆柱(形)壁并可以卡扣配合在轴承的外圈的轴环中，以使保护件轴向固定于外圈，并且它们还设置有围绕圆柱(形)壁分布的粘合材料，以随后使保护件相对于轴承的外圈的轴环密封。

然而，从环境的观点来看，使用这种粘合剂材料并不是特别好，此外在密封装置的组装期间需要相当多的预防措施，这对生产时间不利。

技术实现要素：

本发明的目的是产生(/提供)一种没有上述缺点的用于轮毂/车轮组件的密封装置。

根据本发明描述了一种用于轮毂/车轮组件的密封装置(其中所述轮毂/车轮组件具有滚动轴承)，其具有在所附独立技术方案中限定的特征。

作为优选的和/或特别有利的本发明的另外的实施方式被根据所附从属技术方案中阐述的特征描述。

附图说明

现将参照附图来描述本发明，附图示出了本发明的一些非限制性实施方式，在附图中：

-图1是根据本发明的用于轮毂/车轮组件的密封装置的第一优选实施方式的视图(其一部分为截面图、一部分为清楚起见而被移除)；

-图2是图1的密封装置的放大比例的截面图；

-图3是根据本发明的用于轮毂/车轮组件的密封装置的第二优选实施方式的视图(其一部分为截面图、一部分为清楚起见而被移除)；

-图4是图3的密封装置的放大比例的截面图。

具体实施方式

参照图1，用于轮毂/车轮组件2的密封装置用总体附图标记1示出。

组件2具有滚动轴承3，滚动轴承3包括：外圈4，其与所述轴承3的转动轴线a同轴；内圈5，其与外圈4同轴；和多个滚子元件8，例如球，其介于外圈4与内圈5之间，以允许转动使用的(/在使用时转动的)内圈5相对于固定使用的(/在使用时固定的)外圈4转动。轴承3的外圈4具有轴环(/颈环)(collar)41，轴环41由圆柱(形)外侧向表面42、环形端表面43和圆柱(形)内侧向表面44限定。对于内圈5，内圈5具有音轮(phonicwheel)51，音轮51刚性地固定于内圈5，并具有：安装支撑件52，其优选由弯成l形的板限定；和铁磁材料的环53，其紧固于支撑件52。

根据本发明，密封装置1具有作为中心轴线的轴线a并且包括保护件6，保护件6联接到轴承3的外圈4，具有大致杯(cup)的形状，并由塑料制成，优选采用玻璃纤维增强的pa66或ppa，以提供必要的机械强度和尺寸稳定性。

还如图2所示，保护件6包括：

-圆柱(形)安装壁61，与轴线a同轴，其联接到轴承3的外圈4的轴环41，并具有内侧向表面61a和外侧向表面61b；

-环形读取壁(annularreadingwall)63，与对称轴线a相横向，连接到圆柱(形)壁61并介于安装在轴承3外部的检测传感器(未示出)与安装在轴承3内部的音轮51之间；和

-盘状端壁(discoidalendwall)64，其在径向上位于环形读取壁63的内侧并且其与轴线a相横向地面对轴承3的内圈5。

保护件6还包括：截头锥(形)壁65，用于使环形壁63连接到端壁64，其锥度在远离轴承3的一侧渐缩；和锯齿(形)台阶(saw-toothstep)66，其大致在圆柱形安装壁61的在轴向上位于远离环形读取壁63的一侧的自由端67处沿着圆柱形安装壁61形成。在优选的实施方式中，台阶66是沿周向连续的，呈环形脊的形式，并且可以通过卡扣配合(snap-fitting)与绕着轴线a沿着轴环41形成的凹部45或波状的(contoured)环形槽相互作用。

作为另一种选择，台阶66还可以被形成为是沿周向离散的，例如，形成为多个凸起(bumps)，这些凸起通过周向开口或周向窗口而彼此在角度上(/成角度地)分离开。

在图1和图2所示的本发明的密封装置1的优选实施方式中，台阶66形成在圆柱形安装壁61的外侧向表面61b上，并从外侧向表面61b径向向外延伸，同时相应地，凹部45形成在轴环41的圆柱形内侧向表面44中。当保护件6被压配到轴环41中时，在压配方向d上，台阶66沿着内侧向表面44滑动并与内侧向表面44接触，直到台阶66到达凹部45为止，然后卡扣配合到凹部45内，(至少在移除方向上)使保护件6轴向接合在轴环41内。为了防止保护件6在轴环41中轴向压配得太远，即使台阶66卡扣配合在凹部45中之后，凹部45也具有轴向止挡端壁46，在适用的情况下，圆柱形安装壁61的端部67可以接触抵靠该轴向止挡端壁46，从而防止环形读取壁63与音轮51之间的任何接触。在任何情况下，为了防止环形读取壁63与音轮51之间的任何类型的潜在接触，圆柱形安装壁61的端部67与轴向止挡端壁46之间的轴向距离小于环形读取壁63与所述音轮51之间的轴向距离。

台阶66基本上(substantially)自由地沿着内侧向表面44滑动(如果只因为克服由所述台阶66与所述内侧向表面44之间的接触而产生的摩擦的需要的话)，在台阶66被形成为周向离散的作为另一种选择的情况下，所述摩擦可以减少，可能与如下进行组合：保护件6由更刚性的塑料制成。

作为另一种选择，在作为刚刚描述的(密封装置的)另一种选择的密封装置1的本发明的优选实施方式中，在图3和图4中由附图标记1’来表示，台阶66形成在圆柱形安装壁61的内侧向表面61a上，并从内侧向表面61a径向向内延伸，同时相应地，凹部45形成在轴环41的圆柱形外侧向表面42中。当保护件6被压配到轴环41中时，台阶66沿着外侧向表面42滑动并与外侧向表面42接触，直到台阶66到达凹部45为止，然后卡扣配合到凹部45内，使保护件6轴向接合在轴环41内。在该本发明的可选择的优选实施方式中，即使在台阶66卡扣配合在凹部45中之后，保护件6也可能永远不会(/从不会/绝不会)(never)在轴环41的外部压配得太远，这是因为所述卡扣配合基本上伴随着(concomitantlywith)环形读取壁63与轴环41的环形端表面43之间的轴向接触而发生。

同样在这种情况下，台阶66基本上自由地沿着外侧向表面42滑动(如果只因为克服由所述台阶66与所述侧向表面44之间的接触而产生的摩擦的需要的话)，在台阶66被形成为周向离散的作为另一种选择的情况下，所述摩擦可以减少，可能(与之)组合的是：保护件6由更刚性的塑料制成。

最后，为了确保保护件6一旦安装在轴环41上就是不漏的(/紧密的)(leaktight)，或者为了确保轴承3相对于(from)外部密封(/封闭)并防止外部污染物(水、污垢、灰尘等)进入所述轴承3，图1和图2所示的密封装置1还包括环形垫圈(gasket)9，环形垫圈9布置在对应的环形槽9a内，环形槽9a形成在圆柱形安装壁61中的与台阶66相同的一侧，距所述台阶66的轴向距离为l，并在截面中具有在轴向上由两个相对的轴向环形边缘91和92限定的大致梯形形状。垫圈9由诸如tpe、tps、tpv等的热塑性弹性体制成，并且在槽9a内共注射成型，化学地(/以化学的方法)粘附于保护件6的塑料，如此使得能够在保护件6的压配期间使所述环形弹性体垫圈9保持就位(inplace)。

在图1和图2所示的密封装置1的优选实施方式中，环形垫圈9的弹性体所共注射成型于的环形槽9a形成于圆柱形安装壁61的外侧向表面61b，环形垫圈9布置在槽9a内部，相对于外侧向表面61b略微突出，同时根据一个实施方式(未示出)，环形垫圈9布置在槽9a内部，至少在两个轴向环形边缘91和92处与侧向表面61b大致齐平，并在槽9a的中心处具有大致穹顶(domed)形状(从外侧向表面61b径向向外突出)。当保护件6压配到轴环41中时，沿着内侧向表面44滑动的台阶66引起圆柱形安装壁61径向向内屈曲(flexion)，防止了垫圈9与(刚才的)内侧向表面44的摩擦(rubbing)，大致直到台阶66被卡扣配合在凹部45内为止，如此由于垫圈9的位置距台阶66的距离为l，因此保持了(preserving)所述垫圈9的密封特性。

距离l被确定为制造保护件6的塑料(或其刚度和/或柔韧性)的函数，或者被确定为台阶66的径向高度(其必须使得允许壁61的弹性变形)的函数，或者还被确定为所述垫圈9的轴向尺寸(最重要的是径向尺寸)的函数：实际上，如上所述，环形垫圈9布置在槽9a内部，使得它相对于外侧向表面61b略微突出但不超过台阶66，因此，在压配期间，由于外侧向表面61b远离圆柱形内侧向表面44弹性地移动，因此它不会以任何方式被卡住(caught)，从而允许其在两个侧向表面61b与44之间自由滑动。该效果在以下情况下(未示出)也是有益的：仅垫圈9的更中心部分(因它在槽9a的中心处为大致径向向外的穹顶形而)相对于侧向表面61b突出。

一旦台阶66卡扣配合在凹部45内，圆柱形安装壁61就返回到其未变形的构造，在圆柱形安装壁61与轴环41之间径向地压缩垫圈9，从而确保了密封装置1的必要的不漏的密封。

作为另一种选择，在作为刚刚描述的(密封装置的)另一种选择的密封装置1的本发明的优选实施方式中，在图3和图4中由附图标记1’来表示，垫圈9的弹性体所共注射成型于的环形槽9a形成于圆柱形安装壁61的内侧向表面61a，环形垫圈9布置在槽9a内部，相对于内侧向表面61a略微突出，同时根据一个实施方式(未示出)，环形垫圈9布置在槽9a内部，至少在两个轴向环形边缘91和92处与侧向表面61a大致齐平，并在槽9a的中心处具有大致穹顶(domed)形状(从内侧向表面61a径向向外突出)。当保护件6压配到轴环41中时，沿着外侧向表面42滑动的台阶66引起圆柱形安装壁61径向向外屈曲(flexion)，防止了垫圈9与(刚才的)外侧向表面42的摩擦(rubbing)，大致直到台阶66被卡扣配合在凹部45内为止，如此由于垫圈9的位置距台阶66的距离为l，因此保持了(preserving)所述垫圈9的密封特性。

同样在该作为另一种选择的实施方式中，距离l被确定为制造保护件6的塑料(或其刚度和/或柔韧性)的函数，或者被确定为台阶66的径向高度(其必须使得允许壁61的弹性变形)的函数，或者还被确定为所述垫圈9的轴向尺寸和径向尺寸的函数：实际上，如上所述，环形垫圈9布置在槽9a内部，使得它相对于外侧向表面61b略微突出但不超过台阶66，因此，在压配期间，由于内侧向表面61a远离圆柱形外侧向表面42弹性地移动，因此它不会以任何方式被卡住(caught)，从而允许其在两个侧向表面61a与42之间自由滑动。该效果在以下情况下(未示出)也是有益的：仅垫圈9的更中心部分(因它在槽9a的中心处为大致径向向内的穹顶形而)相对于侧向表面61a突出。

同样在这种情况下，一旦台阶66卡扣配合在凹部45内，圆柱形安装壁61就返回到其未变形的构造，在圆柱形安装壁61与轴环41之间径向地压缩垫圈9，从而确保了密封装置1的必要的不漏的密封。

在优选的实施方式中，上述密封装置1和1’在进行生产保护件6时具有不可否认的优点(保护件6可以完全以单个成型操作制成)，以及在其与轴承3进行组装时具有不可否认的优点，这是因为保护件6可以在无需任何其它操作的情况下被提供到(presentedto)轴承3并安装在轴承3上。首要的是，在圆柱形安装壁61中形成槽9a并将垫圈9用的材料注射在槽9a中的事实有助于保持对密封装置1的所有几何尺寸的控制，从而在密封性能和稳定性方面具有很大的优势。此外，组合地，所述槽9a和相关的垫圈9位于与台阶66相同的一侧的事实使得能够在将保护件6安装在轴承3上时避免对垫圈9的任何损坏。

根据本发明，借助于密封装置1或密封装置1’，得到了如上所述的轮毂/车轮组件2，其中保护件6包括：

-圆柱形安装壁61，与轴线a同轴，其联接到轴承3的外圈4的轴环41，并具有内侧向表面61a和外侧向表面61b；

-锯齿(形)台阶66，其沿着所述圆柱形安装壁61形成，和

-环形垫圈9，其布置在对应的环形槽9a内，环形槽9a形成在壁61中的与台阶66相同的一侧，距所述台阶66的轴向距离为l。

在上述轮毂/车轮组件2中，在保护件6中，优选与上述特征组合，锯齿(形)台阶66和环形垫圈9可以在径向上布置在圆柱形安装壁61的外侧，使得分别与形成在轴环41内侧的凹部45和所述轴环41的圆柱形内侧向表面44相互作用，或者作为另一种选择，锯齿(形)台阶66和环形垫圈9可以在径向上布置在圆柱形安装壁61的内侧，使得分别与形成在轴环41外侧的凹部45和所述轴环41的圆柱形外侧向表面42相互作用。

除了如上所述的本发明的实施方式之外，应当理解的是存在有许多其它的变型。还应当理解的是，所述实施方式仅仅是示例性的，并且不限制本发明的范围、应用或可能的构造。相反，尽管以上说明能够使本领域技术人员以至少一个示例性构造应用本发明，但是应当理解，可以设计出所描述的组成部件的许多变型，而不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围、字面解释和/或根据其法律等同物。