密封件和轴承单元的制作方法

本发明涉及密封领域，尤其涉及用于轴承单元的密封件。本发明还涉及包括上述密封件的轴承单元。

背景技术：

在轴承等存在相对转动的部件中，经常需要设置用于动态密封的密封件。轴承的密封件用于防止轴承外部的水、灰尘或其他污垢颗粒进入轴承并且防止轴承内部的润滑介质外溢。一种安装密封件的方式是在轴承、例如深沟球轴承(也称为dgbb)的外圈的径向内侧构造沟槽，以静态地或者动态地容纳密封件、尤其密封件的径向外侧区段。

例如在中国专利文献cn110219894a中公开了一种用于动态密封的密封装置，其整体呈环形。密封装置包括骨架和包覆骨架的弹性密封体，其中骨架在沿径向剖切所得的半剖视图中呈l形。该密封装置以径向外侧区段容纳在深沟球轴承的外圈的沟槽内，其中，该沟槽形成在外圈的径向内周面上。密封装置在径向内侧形成密封唇，该密封唇容纳在深沟球轴承的内圈的沟槽内并且与内圈形成非接触式的动态密封。

又例如在欧洲专利文献ep3425223a1中也公开了一种用于球轴承的环形密封件，环形密封件通过包括骨架和包覆骨架的弹性密封体，其中骨架在沿径向剖切所得的半剖视图中呈l形。该环形密封件以径向外侧区段容纳在球轴承的外圈的径向内侧的沟槽内，并且以径向内侧的弹性密封体形成密封唇，密封唇抵靠在球轴承的内圈上，以形成接触式的动态密封。

通过上述安装方式，可以较为紧凑地将密封件固定在轴承上，这适用于安装空间比较有限的情况。但是对于某些特殊应用要求，需要缩短外圈的轴向长度，例如需要将电绝缘盖固定在外圈上时，这会导致密封件的轴向安装空间不足。另外，也可能在一些特殊情况下，需要在设计最初时未设置密封结构的轴承中安装密封件，以适应更高的密封要求，然而在这种情况下不能增加轴承、尤其是轴承的外圈的轴向长度。在这种情况下，可考虑将密封件安装在球轴承的外圈的外周面上，然而这必然要求在外周面上加工装配沟槽，这将导致外圈的强度降低。或者可考虑将密封件安装在与轴承相邻的外围部件上，但若采用这种方式，则需要额外的安装空间。

技术实现要素：

因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种密封件、尤其适用于动态密封的密封环，其具有较小的轴向尺寸，可以适用于轴向安装空间较小的情况。

上述技术问题通过一种密封件解决，该密封件整体构造为环形并且包括弹性密封部和骨架，其中，密封件还包括整体呈环形的支撑部，其中，支撑部与骨架同轴线地布置，其中，弹性密封部连接骨架和支撑部并且至少包覆骨架和支撑部的径向外侧和径向内侧，其中，支撑部具有沿径向朝向内侧的弹性，且支撑部布置在密封件的径向外侧区域。

在本说明书的范围内，密封件构造为密封环。在此，弹性密封部和骨架分别整体构造为环形。在这种情况下，弹性密封部、骨架和支撑部沿同一轴线布置，该轴线即密封件的中轴线。

根据本发明的密封件可以用于密封呈环形的间隙。该环形的间隙形成在第一构件的轴向孔和第二构件之间。在此，本说明书不限定第一构件在径向外侧和轴向两侧的结构。在一种可能的实施方式中，第一构件是轴承的外圈。本说明书不限定第二构件在轴向两侧的结构。在一种可能的实施方式中，第二构件是实心构件，例如是轴件或部件的轴状区段。在另一种可能的实施方式中，第二构件是环形结构，例如是轴承的内圈。在将密封件沿径向装配于第一构件和第二构件之间时，密封件、第一构件的轴向孔和第二构件同心布置、即各自的中轴线基本重合。在此，“基本重合”是指可能存在因实际工况中的冲击等和/或因制造或装配工差造成的各个中轴线之间的偏离。

在此，在本说明书的范围内，除非另有说明，否则术语“轴向”、“径向”和“周向”均基于上述重合的中轴线。

用于装配密封件的装配沟槽构造在第一构件的轴向孔的内周面上，该装配沟槽构造为环形沟槽并且朝向径向内侧开口。由此，在第一构件的轴向孔的内周面上形成有环形凸缘部，其中，环形凸缘部的两个轴向端面分别是第一构件在密封件装配起始侧的轴向端面和装配沟槽的靠近密封件装配起始侧的侧壁。在完成密封件的安装后，设置在支撑部的径向外侧的弹性密封部材料被容纳在装配沟槽中。可选地，在完成密封件的安装后，支撑部至少部分地随同其径向外侧的弹性密封部材料容纳在装配沟槽中。

弹性密封部由弹性材料制成，优选地由橡胶制成。密封件借助弹性密封部形成至少一个密封唇，密封唇可以与相应的配合面形成密封。该密封可以是接触式密封，也可以是非接触式密封。密封唇可以形成在密封件的径向内侧，在此密封唇可以与第二构件或者与第二构件连接的部件形成密封。密封唇也可形成在密封件的径向外侧。例如，由设置在支撑部的径向外侧的弹性密封部材料形成密封唇，此时密封唇与装配沟槽配合形成密封。密封件可以用于静态密封，尤其适用于第一构件和第二构件保持相对静止的情况。密封件可用于动态密封，尤其适用于第一构件和第二构件进行相对运动、即相对平移和/或相对转动的情况。

支撑部具有沿径向朝向内侧的弹性是指：支撑部可以产生短时的径向收缩，并且随后可以回弹至原状。支撑部优选通过自身结构设计实现短时的径向收缩，并且在弹回至原状时提供将其径向外侧的弹性密封部材料保持在装配沟槽中的径向支撑力。

在安装密封件时，借助工具将密封件从密封件装配起始侧沿轴向推入由第一构件和第二构件形成的环形间隙。在密封件通过第一构件的环形凸缘部过程中，密封件的径向外侧区段产生变形，即环形的支撑部和尤其设置在支撑部径向外侧的弹性密封部材料在径向上产生轻微的收缩。由此，密封件可以沿轴向顺利地通过环形凸缘部直至装配沟槽。随后，收缩的支撑部在此处回弹、优选回弹至原状，其径向外侧的弹性密封部材料也至少部分地回弹并填充到装配沟槽中。支撑部在此向其径向外侧的弹性密封部材料提供径向支承，密封件由此不易从装配沟槽脱落。在这种情况下，骨架、尤其金属骨架可以较轻薄地设计，以减小骨架在轴向上的尺寸。在此，无需如一些现有的骨架般地设计，即骨架在沿径向剖切所得的半剖视图中呈l形，从而减小密封件整体的轴向尺寸。

根据一种优选的实施方式，支撑部由钢材制成。特别优选地，支撑部由弹簧钢制成。由此，有利于通过合理设置支撑部结构实现良好的径向弹性。尤其在骨架由金属制成的情况下，可以利用硫化工艺在骨架和支承部上施加橡胶材料，由此便利地连接骨架和支撑部并且形成弹性密封部。

根据另一种优选的实施方式，支撑部构造为c形环。c形环在此为开口圆环。由此可以通过低成本的方式制造环形的支撑部。

在此，c形环可以具有各种可能的横截面形状。有利地，c形环具有圆形或矩形的横截面。

根据另一种优选的实施方式，支撑部的外直径大于骨架的外直径。这有助于支撑部和包覆在其径向外侧的弹性密封部材料在密封件安装后填入装配沟槽。

在此，有利地，支撑部和骨架在径向上部分地相重。在这种情况下，骨架可以具有较大的外直径，有利于向弹性密封部、尤其密封件的径向内侧的密封唇提供径向支撑，并且支撑部也可以具有良好的用于支撑装配沟槽中弹性密封部材料的能力。

根据另一种优选的实施方式，支撑部沿轴向偏离于骨架地布置。在这种情况下，在支撑部和骨架之间可以形成较薄的弹性密封部材料层，由此可以尽可能减小骨架的结构对支撑部的径向弹性的影响，同时又保证了密封件的较小的轴向尺寸。

根据另一种优选的实施方式，骨架构造为金属的环形盘。

在此，有利地，环形盘是平坦的环形板件。也就是说，环形盘完全在径向平面中伸展。由此，可以进一步减小骨或者说密封件的轴向尺寸。

在此，备选地，环形盘部分地朝向轴向弯曲。由此可根据密封件、尤其密封唇的设计提供良好的支承。

上述技术问题还通过一种轴承单元解决，该轴承单元包括轴承和具有上述特征的密封件。

轴承可以根据任何可能的方案设计。在这种情况下，第一构件为轴承的外圈，第二构件为轴承的内圈。除了外圈和内圈，轴承还包括滚动体以及可选的保持架。装配沟槽构造在外圈的径向内侧并且处于外圈的轴向端侧区域。轴承可以在轴向两侧或轴向一侧设置上述密封件。

综上所述，通过设置的支撑环，可以使得根据本发明的密封件易于装配，并且在完成装配后可以稳定地容纳在装配沟槽中，不易脱落，可用于动态密封。同时，通过设置支撑环还可以减小密封件的轴向尺寸。尤其将支撑环设计为c形环，由此可通过低成本的方式制造环形的支撑部。

附图说明

下面结合附图来示意性地阐述本发明的一种优选实施方式。附图为：

图1是根据该优选实施方式的密封件的支撑部的主视图，

图2是根据该优选实施方式的密封件的骨架的主视图，

图3是根据该优选实施方式的密封件的密封弹性部的主视图，

图4是根据该优选实施方式的密封件的半剖视图，

图5是示出将根据该优选实施方式的密封件装入轴承的过程的半剖视图；以及

图6是将根据该优选实施方式的密封件装入轴承后的半剖视图。

具体实施方式

图1、图2和图3分别以主视图示出本发明的一种优选实施方式的支撑部11、骨架12和弹性密封部13。

根据该实施方式，如图1所示，支撑部设计为c形环，其由弹簧钢制成。如图2所示，骨架12设计为金属的环形盘，该环形盘在沿径向剖切的半剖视图中呈折线形。如图3所示，弹性密封部13整体呈环形。弹性密封部13在此由橡胶制成。

图4是根据该优选实施方式的密封件的半剖视图。如图4所示，c形环11与骨架12同轴线地布置，弹性密封部13例如通过硫化工艺包覆c形环11与骨架12。在此，在c形环11与骨架12之间形成薄的橡胶材料层。在另外的实施例中，弹性密封部也可能仅部分地包覆c形环11与骨架12，例如骨架在其轴向两侧可能局部地暴露。在本实施方式中，c形环11具有矩形的横截面，在横截面内，c形环11的轴向尺寸小于径向尺寸。c形环11的径向外侧包覆有橡胶材料。c形环11的外直径在此大于骨架12的外直径，c形环11的内直径在此小于骨架12的外直径，因此c形环11和骨架12在径向上部分地相重。

图5以半剖视图示出将根据该优选实施方式的密封件装入轴承的过程。该轴承构造为深沟球轴承。借助工具将密封件从密封件装配起始侧(在图5中的右侧)沿轴向朝向轴承内部、即朝向轴承的保持架4推入由轴承的外圈2和内圈3形成的环形间隙。外圈2的径向内侧构造有环形的装配沟槽21。由此，在装配沟槽21的侧壁和外圈2在密封件装配起始侧的轴向端面之间形成环形凸缘部。在密封件通过该环形凸缘部的过程中，密封件的径向外侧区段产生变形，即c形环11和包覆在c形环11的径向外侧的橡胶材料在径向上产生轻微的收缩。由此，密封件可以沿轴向顺利地通过环形凸缘部直至装配沟槽21。随后，c形环11在此处回弹至原状。

图6以半剖视图示出根据该优选实施方式的密封件装入轴承后的状态。如图6所示，c形环11在装配沟槽21处回弹至原状。从而c形环11向其径向外侧的橡胶材料提供径向支承，使得其可靠地填充到装配沟槽21中，密封件由此不易从装配沟槽21脱落。密封件的径向内侧的密封唇在此可以与轴承的内圈3形成接触式密封。在这种情况下，骨架无需如一些现有的骨架般地设计，即骨架在沿径向剖切所得的半剖视图中呈l形，本实施方式的骨架可以较轻薄地设计，从而减小密封件整体的轴向尺寸。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应该理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

附图标记列表

11支撑部；c形环

12骨架

13弹性密封部

2外圈

3内圈

4保持架