專利名稱：鐵路車輛軸承密封件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及軸頸軸承，更特別地，涉及在鐵路貨運車輛中使用的改進的軸承組件密封裝置。
背景技術：
包含被預裝配成獨立式預潤滑封裝(其用于組裝到位于車軸或軸端部處的軸頸上)的兩排錐形滾子的滾子軸承組件為人們所知。這種軸承組件用作裝配在位于車軸端部處的軸頸上的鐵路車輛軸承。這類軸承典型地使用兩排錐形滾子，在共用軸承外圈的每個端部中各安裝有一排錐形滾子，其中，相應軸承內(nèi)圈的內(nèi)徑設置成提供與軸頸和與位于內(nèi)圈之間的圓柱形套筒或隔片的干涉配合，所述圓柱形套筒或隔片在軸頸上提供精確的間隔和適當?shù)膫认?。安裝在軸承外圈的每個端部內(nèi)的密封件提供與靠在位于組件的每個端部處的各軸承內(nèi)圈的外端或背面上的耐磨環(huán)的密封接觸。美國專利Nos. 5，975，533、7，607，836 和7，534，047中顯示了這種密封件。在典型的鐵路車輛安裝中，軸頸在內(nèi)端機加工有圓角。具有與圓角輪廓互補的表面和用于接合內(nèi)耐磨環(huán)的內(nèi)端的抵靠表面的墊環(huán)將軸承組件精確地定位在軸頸上。通過旋入車軸端部上的孔中的螺栓而安裝到車軸端部上的端蓋與耐磨環(huán)外側接合并且將整個組件夾緊在車軸端部上。耐磨環(huán)典型地具有這樣的內(nèi)徑，其尺寸設置成在其長度的至少一部分上提供與軸頸的干涉配合，使得整個組件作為整體壓緊在車軸軸頸部的端部上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的軸承組件是滾子軸承，其包括圍繞車軸或軸的軸頸部分安裝的內(nèi)圈或內(nèi)部座圈。內(nèi)圈包括向外的滾道。外圈或外部座圈具有向內(nèi)的滾道。滾動元件位于內(nèi)滾道和外滾道之間并與其接觸。墊環(huán)具有與形成在軸上的圓角的成形表面互補并接合的成形表面。圓角從軸的軸頸延伸至肩部。成形表面相互配合以固定墊環(huán)防止其沿軸產(chǎn)生軸向運動。軸承組件包括密封組件，密封組件提供阻擋以使?jié)櫥捅３衷诿芊饨M件內(nèi)并將污染物擋在外面。密封組件包括鄰近密封部本身的定子和固定到耐磨環(huán)上的轉子。設置護圈以與轉子和定子相互作用，從而提供改進的密封。密封部、定子、轉子和護圈之間的相互關系用于將潤滑油保持在密封組件內(nèi)并將污染物擋在外面。


在附圖中，圖1是其上安裝有根據(jù)本發(fā)明實施例的錐形滾子軸承組件的軸頸的剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的錐形滾子軸承密封組件的橫截面的局部詳細視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的錐形滾子軸承組件的局部橫截面的詳細視圖；和圖4是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的錐形滾子軸承組件的局部橫截面的詳細視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參考圖1，圖1中整體由參考數(shù)字10表示的軸承組件顯示為安裝在位于軸或車軸14 (典型地，鐵路車輛車軸)的自由懸臂端上的軸頸12上。軸頸12機加工成具有非常精密的公差，并且在其內(nèi)端部終止于延伸至車軸14的圓柱形肩部18的成形圓角22。在車軸的自由端，軸頸部12終止于略微圓錐形或漸縮的導向部M，導向部M的尺寸設置成有助于軸承組件安裝到軸頸上。多個螺紋孔沈形成在車軸14的端部上以接納帶螺帽的螺釘或螺栓觀以將軸承保持蓋30安裝在軸端上以將軸承夾持就位，如下文更詳細描述的那樣。軸承組件10在通過保持蓋30和螺栓28安裝和夾持到軸頸12上之前預先裝配。 軸承組件包括一體式的軸承外圈或外部座圈32，其具有一對面向內(nèi)的滾道34、36，所述滾道分別與外部座圈的一個端部相鄰，所述軸承外圈與分別具有面向外的滾道的一對軸承內(nèi)圈38、40配合，以支撐分別位于其間的兩排錐形滾子42、44。中心隔片46位于內(nèi)圈38、40 之間以使所述內(nèi)圈相對于彼此保持精確的間隔位置，同時允許適當?shù)妮S承側隙。軸承外圈32在其相對端部處、于面向內(nèi)的滾道34、36外側設置有圓柱形埋頭孔 17、19，一對密封部52、58被分別壓緊在外圈32上的圓柱形埋頭孔17、19中。每個密封部 52,58可以包括彈性密封元件57，彈性密封元件57在一對密封耐磨環(huán)60、62的表面37、61 上摩擦并與其形成密封，所述密封耐磨環(huán)具有分別與軸承內(nèi)圈38、40的向外端部接合的向內(nèi)端部。密封部58與密封部52類似，不再進行詳細描述。耐磨環(huán)60的另一端部被接納在一環(huán)形墊環(huán)66的軸向向外端部上的圓柱形埋頭孔64中，所述環(huán)形墊環(huán)在其另一端部上具有埋頭孔68，埋頭孔68的尺寸設置成以干涉或非干涉關系被接納在軸14的圓柱形肩部18 上。埋頭孔64和耐磨環(huán)60的外徑的尺寸也設置成提供干涉配合，使得耐磨環(huán)60壓緊在墊環(huán)66中，所述墊環(huán)精加工成提供與圓角22的輪廓互補的成形內(nèi)表面70并且在軸承安裝到軸上時與圓角22的輪廓接合。耐磨環(huán)62的向外端部抵靠在保持蓋30上的埋頭孔31上?，F(xiàn)在參考圖2，顯示了軸承組件10的密封組件部分的詳細視圖。密封部52包括大致圓柱形部件，具有較大直徑的第一端部段48，第一端部段48被壓緊或配合到外圈32上的互補埋頭孔17中。密封部52包括與第一端部段48垂直的中間段27和與所述端部段48 平行延伸的中間主體圓柱段53，其中，中間主體圓柱段53具有比端部段48小的直徑。密封部52的第二端部段55從中間主體段53以與其垂直的角度延伸。彈性密封元件58安裝到第二端部段55上。彈性密封元件58由橡膠或彈性體化合物例如丁腈橡膠化合物組成。彈性密封元件58包括一主體部分，該主體部分包括接納密封部52的第二端部55的開口。彈性密封元件58還包括底肋69。定子47是大致圓柱形部件，其具有基部段四和徑向外部段49。徑向外部段49的外表面通過焊接、粘接、壓窩(dimpling)、干涉配合或其它適當方法固定到密封組件52的主體圓柱段53的內(nèi)表面上。定子47還包括從基部段四平行于外部段49伸出的中間段 51。定子47的徑向內(nèi)部段88從基部段四以垂直的角度延伸。定子47通常是由結構塑料或鋼組成的一體式結構。轉子81為大致圓柱形結構，包括基部段86和徑向外部段82，所述徑向外部段從所
7述基部段以與之大致垂直的角度伸出。徑向中間段83從基部段86伸出并大致與之垂直。 轉子81的徑向內(nèi)部段84從基部段86伸出并且大致與之垂直。轉子81的徑向內(nèi)部段84 具有徑向內(nèi)表面95，徑向內(nèi)表面95與護圈(f linger)部65的徑向外表面56抵靠配合。轉子81通常是由結構塑料或鋼組成的一體式結構。護圈部65包括大致圓柱形結構，具有基部段57、從基部段57伸出并與之垂直的中間段59、以及從中間段59伸出并與之垂直的端部段61。護圈部65通常是由結構塑料或鋼組成的一體式結構。護圈部65的基部段57具有延伸到或幾乎延伸到內(nèi)圈38的內(nèi)側壁94的端部67。 轉子81的徑向內(nèi)部段84與護圈部65的外表面56抵靠。轉子81的徑向內(nèi)部段84還包括凸出卡扣裝置87，凸出卡扣裝置87被接納在護圈部65的外表面56上的互補開口中?？梢钥闯觯笾聢A柱形的護圈部65可以卡扣裝配在軸承組件10中。護圈部65的內(nèi)表面79與耐磨環(huán)60的外表面37抵靠?，F(xiàn)在參考圖3，本發(fā)明的滾子軸承密封組件的第二實施例整體上以110示出。密封部152包括大致圓形部件，具有較大直徑的第一端部段148，其被壓緊或配合到外圈132上的互補埋頭孔117中。密封部152包括與第一端部段148垂直的中間段和與所述端部段148平行延伸的中間主體圓柱段153，其中，中間主體圓柱段153具有比端部段 148小的直徑。密封部152的第二端部段155從中間主體段153以與其垂直的角度延伸。定子147是大致圓柱形部件，具有基部段129，基部段1 具有徑向外部段149。外部段149的外表面通過焊接、粘接、壓窩、干涉配合或其它適當方法固定到密封部152的主體圓柱段153的內(nèi)表面上。定子147還包括從基部段1 平行于外部段149伸出的中間段 151。徑向內(nèi)部段188從基部段129以垂直的角度延伸。定子147通常是由結構塑料或鋼組成的一體式結構。轉子181為大致圓柱形結構，包括基部段186和徑向外部段182，所述徑向外部段從所述基部段以與之大致垂直的角度伸出。徑向中間段183從基部段186伸出并大致與之垂直。轉子181的內(nèi)部段184從基部段186伸出并且大致與之垂直。轉子181的內(nèi)部段 184具有外表面195，外表面195與耐磨環(huán)160的徑向外表面137抵靠配合。轉子181通常是由結構塑料或鋼組成的一體式結構。護圈部165包括大致圓柱形結構，具有基部段157、從基部段157伸出并與之垂直的中間段159、以及從中間段159伸出并與之垂直的端部段161。護圈部165通常是由結構塑料或鋼組成的一體式結構。護圈部165的基部段155具有延伸到或幾乎延伸到轉子181的內(nèi)側壁185的端部167。轉子181的徑向內(nèi)部段184與護圈部165的外表面155抵靠。護圈部165的端部 167包括凸出卡扣裝置187，凸出卡扣裝置187被接納在轉子181的徑向內(nèi)部段184的內(nèi)表面158上的互補開口中?？梢钥闯觯笾聢A柱形的護圈部165可以卡扣裝配在軸承組件110中?，F(xiàn)在參考圖4，本發(fā)明的滾子軸承密封組件的第三實施例整體上以210示出。密封部252包括大致圓形部件，具有較大直徑的第一端部段M8，第一端部段248 被壓緊或配合到外圈232上的互補埋頭孔217中。密封部252包括與第一端部段248垂直的中間段227和與所述端部段248平行延伸的中間主體圓柱段253，其中，中間主體圓柱段253具有比端部段248小的直徑。密封部252的第二端部段255從中間主體段253以與其垂直的角度延伸。定子247是大致圓柱形部件，具有基部段2 和徑向外部段M9。徑向外部段249 的一部分M9A的外表面通過焊接、粘接、壓窩、干涉配合或其它適當方法固定到密封組件 252的主體圓柱段253的內(nèi)表面上。定子247還包括中間段251，中間段251從基部段2 與徑向外部段249平行地伸出。定子M7的徑向內(nèi)部段288從基部段229以與其垂直的角度延伸。定子247通常是由結構塑料或鋼組成的一體式結構。轉子為大致圓柱形結構，包括基部段286和徑向外部段觀2，所述徑向外部段從所述基部段伸出并大致與之垂直。徑向中間段283從基部段286伸出并大致與之垂直。 轉子的徑向內(nèi)部段284從基部段286伸出并且大致與之垂直。轉子的徑向內(nèi)部段 284具有徑向內(nèi)表面四5，徑向內(nèi)表面四5與護圈部沈5的徑向外表面255抵靠配合。護圈部265包括大致圓柱形結構，具有基部段257、從基部段257伸出并與之垂直的中間段259、以及從中間段259伸出并與之垂直的端部段沈1。護圈部265通常是由結構塑料或鋼組成的一體式結構。護圈部沈5的基部段257具有延伸到或幾乎延伸到內(nèi)圈238的內(nèi)側壁294的端部 267.轉子281的徑向內(nèi)部段284與護圈部265的外表面255抵靠。轉子281的徑向內(nèi)部段 284還包括凸出卡扣裝置觀7，凸出卡扣裝置287被接納在護圈部沈5的外表面255上的互補細長開口 297中。可以看出，大致圓柱形的護圈部265可以卡扣裝配在軸承組件210中。 護圈部沈5的內(nèi)表面279與耐磨環(huán)沈0的外表面237抵靠。細長開口 297允許護圈部265 和轉子281相對于彼此滑動，以允許新軸承和檢修軸承中的側隙變化。環(huán)形圈286可以設置在護圈部265上。與線接觸相比，環(huán)形圈286沿著一定面積防止護圈沈5與密封部252 接觸。環(huán)形圈286還可以使護圈沈5與密封部252適當?shù)馗糸_。
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權利要求
1.一種滾子軸承組件，包括大致圓柱形的內(nèi)圈，其上具有大致圓柱形的面向外的滾道， 大致圓柱形的外圈，其上具有大致圓柱形的面向內(nèi)的滾道， 所述內(nèi)圈具有大致平坦的軸向向內(nèi)表面， 所述外圈具有徑向面向內(nèi)的圓柱形埋頭孔，大致圓柱形的耐磨環(huán)，該耐磨環(huán)與所述內(nèi)圈的大致平坦的軸向向內(nèi)表面相鄰并位于其軸向內(nèi)側，所述耐磨環(huán)具有大致圓柱形的外表面， 大致圓柱形構造的密封件， 所述密封件具有第一端部段、中間段和第二端部段， 第一端部段被接納在所述外圈的徑向面向內(nèi)的圓柱形埋頭孔中， 大致圓柱形構造的轉子元件，所述轉子元件包括基部段、徑向外部段、徑向中間段和徑向內(nèi)部段，所述轉子元件的徑向內(nèi)部段具有與所述耐磨環(huán)的大致圓柱形的外表面平行的外表面， 大致圓柱形構造的定子元件，所述定子元件包括基部段、徑向外部段、徑向中間段和徑向內(nèi)部段，所述定子元件的徑向外部段具有與所述密封件的徑向中間段相鄰的外表面， 所述定子元件的徑向外部段在所述密封件的中間段和所述轉子元件的徑向外部段之間延伸，所述定子元件的徑向中間段在所述轉子元件的徑向外部段和所述轉子元件的徑向中間段之間延伸，所述定子元件的徑向內(nèi)部段的至少一部分在所述轉子元件的徑向中間段和所述轉子元件的徑向內(nèi)部段之間延伸，以及大致圓柱形構造的護圈元件，其具有在所述耐磨環(huán)的大致圓柱形表面和所述轉子元件的徑向內(nèi)部段之間延伸的基部段。
2.如權利要求1所述的滾子軸承組件，還包括固定到密封件的第二端部段上的彈性密封元件，所述護圈元件包括從基部段伸出的側段，所述基部段具有內(nèi)表面，所述彈性密封元件接觸所述護圈元件的內(nèi)表面。
3.如權利要求1所述的滾子軸承組件，其中，所述護圈元件包括從基部段伸出的側段，所述基部段具有徑向外表面， 并且滾子軸承組件包括固定到密封件的第二端部段上的彈性密封元件， 所述彈性密封元件接觸所述護圈元件的基部的徑向外表面和所述定子元件的外表面。
4.如權利要求1所述的滾子軸承組件，其中，所述護圈元件包括垂直于所述基部段延伸的側段，所述基部段具有內(nèi)表面，所述護圈元件包括垂直于所述側段延伸的端部段，并且滾子軸承組件包括固定到所述密封件的第二端部段上的彈性密封元件，所述彈性密封元件接觸所述護圈元件的基部段的徑向外表面。
5.如權利要求1所述的滾子軸承組件，其中，所述護圈元件包括垂直于所述基部段延伸的側段，所述基部段具有內(nèi)表面，并且所述護圈元件包括垂直于所述側段延伸的端部段，并且滾子軸承組件包括固定到所述密封件的第二端部段上的彈性密封元件，所述彈性密封元件接觸所述護圈元件的基部的徑向外表面和所述定子元件的外表面。
6.如權利要求1所述的滾子軸承組件，其中，所述密封件的第一端部段與所述外圈的徑向面向內(nèi)的圓柱形埋頭孔抵靠配合， 所述密封件的中間段由大致垂直于第一端部段延伸的第一中間段和大致垂直于第一中間段并大致平行于所述耐磨環(huán)的大致圓柱形外表面延伸的第二中間段組成，所述密封件的第二端部段大致垂直于第二中間段并大致垂直于所述耐磨環(huán)的大致圓柱形外表面延伸。
7.如權利要求1所述的滾子軸承組件，其中，所述轉子元件的基部段包括外表面，該外表面與所述內(nèi)圈的大致平坦的軸向向內(nèi)的表面抵靠，并且，所述轉子元件的徑向外部段、所述轉子元件的徑向中間段均從所述轉子元件的基部段伸出并大致與之垂直，所述轉子元件的徑向外部段鄰近所述轉子元件的徑向中間段并與之徑向隔開，并且，所述轉子元件的徑向中間段鄰近所述轉子元件的徑向內(nèi)部段并與之徑向隔開。
8.如權利要求1所述的滾子軸承組件，其中，所述定子元件的基部段包括外表面，該外表面與所述密封件的第二端部段的外表面抵靠，并且，所述定子元件的徑向外部段、所述定子元件的徑向中間段和所述定子元件的徑向內(nèi)部段均從所述定子元件的基部段伸出并大致與之垂直，并且，所述定子元件的徑向外部段鄰近所述定子元件的徑向中間段并與之徑向隔開， 并且，所述定子元件的徑向中間段與所述定子元件的徑向內(nèi)部段鄰近并與之徑向隔開。
9.如權利要求1所述的滾子軸承組件，其中，所述護圈元件包括垂直于所述基部段伸出的側段，所述基部段具有與所述轉子元件的徑向內(nèi)部段的徑向面向內(nèi)表面鄰近的徑向向外表面，并且其中在所述護圈元件的基部段的徑向面向外表面和所述轉子元件的徑向內(nèi)部段的徑向面向內(nèi)表面上具有包括突起和接納結構的保持組件。
10.一種滾子軸承組件，包括大致圓柱形的內(nèi)圈，其上具有大致圓柱形的面向外的滾道， 大致圓柱形的外圈，其上具有大致圓柱形的面向內(nèi)的滾道， 所述內(nèi)圈具有大致平坦的軸向向內(nèi)的表面， 所述外圈具有徑向面向內(nèi)的圓柱形埋頭孔，大致圓柱形的耐磨環(huán)，該耐磨環(huán)與所述內(nèi)圈的大致平坦的軸向向內(nèi)的表面相鄰并位于其軸向內(nèi)側，所述耐磨環(huán)具有大致圓柱形外表面，大致圓柱形構造的密封件，所述密封件具有第一端部段、中間段和第二端部段，第一端部段被接納在所述外圈的徑向面向內(nèi)的圓柱形埋頭孔中， 大致圓柱形構造的轉子元件，所述轉子元件包括基部段、徑向外部段、徑向中間段和徑向內(nèi)部段，所述轉子元件的徑向內(nèi)部段具有與所述耐磨環(huán)的大致圓柱形外表面平行的外表面， 大致圓柱形構造的定子元件，所述定子元件包括基部段、徑向外部段、徑向中間段和徑向內(nèi)部段，所述定子元件的徑向外部段具有與所述密封件的中間段相鄰的外表面， 所述定子元件的徑向外部段的至少一部分在所述密封件的中間段和所述轉子元件的徑向外部段之間延伸，所述定子元件的徑向中間段的至少一部分在所述轉子元件的徑向外部段和所述轉子元件的徑向中間段之間延伸，所述定子元件的徑向內(nèi)部段的至少一部分在所述轉子元件的徑向中間段和所述轉子元件的徑向內(nèi)部段之間延伸，以及大致圓柱形構造的護圈元件，其具有基部段，所述基部段的一部分在所述耐磨環(huán)的大致圓柱形外表面和所述轉子元件的徑向內(nèi)部段之間延伸。
11.如權利要求10所述的滾子軸承組件，還包括固定到密封件的第二端部段上的彈性密封元件，所述護圈元件包括從基部段伸出的側段，所述基部段具有內(nèi)表面，所述彈性密封元件接觸所述護圈元件的所述內(nèi)表面。
12.如權利要求10所述的滾子軸承組件，其中，所述護圈元件包括從基部段伸出的側段，所述基部段具有徑向外表面，并且滾子軸承組件包括固定到密封件的第二端部段上的彈性密封元件，所述彈性密封元件接觸所述護圈元件的基部段的徑向外表面和所述定子元件的外表
13.如權利要求10所述的滾子軸承組件，其中，所述護圈元件包括垂直于所述基部段延伸的側段，所述基部段具有內(nèi)表面， 并且所述護圈元件包括垂直于所述側段延伸的端部段，并且滾子軸承組件包括固定到所述密封件的第二端部段上的彈性密封元件，所述彈性密封元件接觸所述護圈元件的基部段的徑向外表面。
14.如權利要求10所述的滾子軸承組件，其中，所述護圈元件包括垂直于所述基部段延伸的側段，所述基部段具有內(nèi)表面，所述護圈元件包括垂直于所述側段延伸的端部段，并且滾子軸承組件包括固定到所述密封件的第二端部段上的彈性密封元件，所述彈性密封元件接觸所述護圈元件的基部段的徑向外表面和所述定子元件的外表面。
15.如權利要求10所述的滾子軸承組件，其中，所述密封件的第一端部段與所述外圈的徑向面向內(nèi)的圓柱形埋頭孔抵靠配合， 所述密封件的中間段由大致垂直于第一端部段延伸的第一中間段和大致垂直于第一中間段并大致平行于所述耐磨環(huán)的大致圓柱形外表面延伸的第二中間段組成，并且，所述密封件的第二端部段大致垂直于第二中間段并大致垂直于所述耐磨環(huán)的大致圓柱形外表面延伸。
16.如權利要求10所述的滾子軸承組件，其中，所述轉子元件的基部段包括外表面，該外表面與所述內(nèi)圈的大致平坦的軸向向內(nèi)表面抵靠，并且，所述轉子元件的徑向外部段、所述轉子元件的徑向中間段和所述轉子元件的徑向內(nèi)部段均從所述轉子元件的基部段伸出并大致與之垂直，并且，所述轉子元件的徑向外部段與所述轉子元件的徑向中間段相鄰并與之徑向隔開，并且，所述轉子元件的徑向中間段鄰近所述轉子元件的徑向內(nèi)部段并與之徑向隔開。
17.如權利要求10所述的滾子軸承組件，其中，所述定子元件的基部段包括外表面，該外表面與所述密封件的第二端部段的外表面抵靠，并且，所述定子元件的徑向外部段、所述定子元件的徑向中間段和所述定子元件的徑向內(nèi)部段均從所述定子元件的基部段伸出并大致與之垂直，并且，所述定子元件的徑向外部段鄰近所述定子元件的徑向中間段并與之徑向隔開， 并且，所述定子元件的徑向中間段與所述定子元件的徑向內(nèi)部段鄰近并與之徑向隔開。
18.如權利要求10所述的滾子軸承組件，其中，所述護圈元件包括垂直于所述基部段延伸的側段，所述基部段具有徑向面向外的表面，該徑向面向外的表面與所述轉子元件的徑向內(nèi)部段的徑向面向內(nèi)的表面相鄰，并且其中，在所述護圈元件的基部段的徑向向外表面和所述轉子元件的徑向內(nèi)部段的徑向面向內(nèi)的表面上具有包括突起和接納結構的保持組件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有滾子的軸承組件，該軸承組件具有圍繞車軸的軸頸部分安裝的內(nèi)部座圈。外部座圈與內(nèi)部座圈結合以接納滾動元件。在耐磨環(huán)和支撐外部座圈之間設置有改進的潤滑密封裝置，其包括定子元件、轉子元件和護圈元件。
文檔編號F16C19/38GK102190003SQ201010297829
公開日2011年9月21日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權日2010年3月8日
發(fā)明者M·梅森, M·費蒂, P·哈伯德 申請人:阿母斯替德鐵路公司