(57)【要約】本発明は、軸受（２）の軸受内部（１７）を密封する密封片（４）に関し、環状副室（１０）と密封片（４）の外部周辺（１１）との間にある第１の密封リップ（８）が、密封片（４）の基部（１２）から少なくとも１つの第１の密封接触部（１４）の所まで外方へ曲げられており、軸受内部（１７）と副室（１０）との間にある第２の密封リップ（９）が、基部（１２）から少なくとも第２の密封接触部（１６）の所まで内方へ曲げられており、第１の密封リップ（８）が、外部から副室（１０）へ通じる少なくとも１つの通気開口（１８）を備えている。
2008533413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受（２）の軸受内部（１７）を密封する密封片（４）であって、環状副室（１０）と密封片（４）の外部周辺（１１）との間にある第１の密封リップ（８）が、密封片（４）の基部（１２）から少なくとも１つの第１の密封接触部（１４）の所まで外方へ曲げられており、
軸受内部（１７）と副室（１０）との間にある第２の密封リップ（９）が、基部（１２）から少なくとも第２の密封接触部（１６）の所まで内方へ曲げられており、
第１の密封リップ（８）が、外部から副室（１０）へ通じる少なくとも１つの通気開口（１８）を備えており、
通気開口以外の所では第１の密封接触部（１４）において軸受（２）の回転軸線（１ａ）の周りに閉じられて密接する第１の密封リップ（８）が、この第１の密封接触部（１４）の所で、通気開口（１８）により、軸受（２）の回転軸線（１ａ）の周りに周方向に１回部分的に中断されている
密封片。
【請求項２】
両方の密封リップ（８，９）のうち１つの密封リップ（８）が、密封接触部（１４）に、半径方向に弾性的に予荷重をかけられて密封するように当接し、かつ弾性的に予荷重をかけられない初期状態において、第１の密封リップ（８）との密封接触部（１４）における第１の密封面（１５）のできるだけ小さい外径ＤＡ−１より小さいできるだけ大きい口径ｄＩ−１を持ち、
両方の密封リップ（８，９）のうち他方の密封リップ（９）が、密封接触部（１６）に、少なくとも半径方向に当接し、かつ初期状態において、この他方の密封リップ（９）との密封接触部（１６）における第２の密封面（１５）のできるだけ大きい外径ＤＡ−２より大きい最小口径ｄＩ−２を持っている、
請求項１に記載の密封片。
【請求項３】
密封面（１５）が共通な円筒状周面に形成されている、請求項２に記載の密封片。
【請求項４】
軸受内部（１７）において密封片（４）に軸線方向に対向するカセット密封片（３）を持ち、このカセット密封片（３）が第１の密封リップ（８）とは逆向きに外方へ曲げられる少なくとも２つの第３の密封リップ（２０，２１，２２）を持っている、請求項１に記載の密封片を持つ車輪軸受装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、軸受の内部空間を密封するため互いに離れるように向けられる２つの密封リップを持つ密封片に関する。
【背景技術】
【０００２】  車両の車輪の軸受は、一般に、汚れ及び外側周辺の影響により大抵大きく負担をかけられる密封片、及び軸受の軸線方向に他の側では僅かしか負担をかけられない密封片をもっている。環境による密封片の異なる負担のため、少なくとも２つの密封リップを持ついわゆるカセット密封片より大きく負担をかけられる密封片は、車輪軸受の内部を、一般に外側周辺に対して数倍も密に密封する。【０００３】  密封片の密封リップは、密封面へ向かって弾性的に予荷重をかけられている。密封面は円筒状周面（内側円筒状、なるべく外側円筒状）であり、この周面の対称軸線は軸受の回転軸線である。密封リップは、対称軸線の周りに回転方向へ密封面に対して相対的にこの密封面上で動く。その際周辺に対して密封片が固定し、密封面が密封リップに対して回転するか、又は密封面が周辺に対して固定し、密封リップが対称軸線の周りに周方向へ密封面上で動くことが可能である。いずれの場合も密封面とこの密封面に対する密封リップの接触区域との間の接触部に摩擦が生じる。摩擦の強さは多くの種々の要因に関係している。例としてここでは摩擦相手即ち密封片と摩擦面の相対速度、材料、表面の構造及び摩擦接触部の潤滑があげられる。【０００４】  摩擦特性への重大な影響は、密封面へ向かって密封片へ加えられる予荷重である。予荷重は公差及び密封リップの機能により決定され、適当に予め選択されるが、密封片の作動中における後述の影響にも関係している。【０００５】  密封片は一般に軸受内部と外部周辺との間の圧力勾配によって負荷される。軸受内部は、密封片の構造及び作動条件に応じて、外部周辺の圧力と比較して負圧又は正圧を加えられる。例えば走行作動中における温度上昇により、軸受の内部空間に正圧が生じる。軸受が停止すると、軸受内部は外部周辺の温度に再び冷却し、軸受内部に負圧が生じる。正圧も負圧も軸受及び密封片の作動特性に不利な影響を及ぼし、従って補償されねばならない。【０００６】  密封片の密封リップは、一般に、一方の軸線方向には圧力に対して遮断を行い、他の方向には正圧又は負圧を適切に回避するように、構成されている。密封片従って密封リップの優先的な役割は、外部からの汚物及び水のような影響に対して軸受内部を密封することにより、外部周辺からの影響に対して車輪軸受の内部を保護することである。軸受の内部の負圧のため、外部の正圧が密封リップを密封面へ一層強く押し付けて、密封効果を高め、即ちこの場合密封リップは、外部からの正圧に対しても内方への遮断を行う。内方への遮断を行うこの密封リップによっては、軸受内部の負圧を補償することができない。外部から密封リップへの大きい押圧力のため、上記の半径方向予荷重、従って密封片と密封面との間の摩擦が増大する。その結果望ましくない摩耗及び高い作動温度が生じる。【０００７】  しかし内部から外方への圧力勾配が存在すると、内方への遮断を行なう密封リップは補償を行う。即ち内部の正圧は、密封接触部にある密封リップを密封面から弾性的に離す。こうして軸受内部の正圧は外方へ除かれる。【０００８】  軸受内部は一般にグリースを満たされている。高い温度ではグリースが液状になり、場合によっては圧力補償の際前記の密封リ���プを介して外方へ漏れる。それにより転がり軸受の潤滑不足が生じる。従って軸受の内部から外部へ正圧の圧力補償の際グリースを軸受内に保持する少なくとも１つの密封リップを密封片に設けるのがよい。このような密封リップは、内部から外部へのグリースの流出に対して軸受内部を遮断するか、軸受内部が正圧の場合にも内部から外部への圧力補償に対して遮断を行う。しかし外方への遮断を行うこれらの密封リップを介して、軸受内部に存在する負圧を除くことができ、その際これらの密封リップは、外部周辺の正圧のため密封面から弾性的に離れる。【０００９】  最初に述べたように、環境により強く負担をかけられる車輪軸受の側におけるカセット密封片の優先的な役割は、軸受内部を外部の影響に対して遮断することである。外部から内部への圧力勾配をなくす装置を挿入することは、いずれにせよ複雑に構成されるカセット密封片を不必要に高価にする。従って軸受内部における負圧を補償する装置を、少ししか負担をかけられず従って簡単に構成される密封片に統合することが提案される。【００１０】  このような密封片は米国特許第４，８４４，４８０号明細書に記載されている。この種の密封片は、内部への遮断を行いかつ密封の配置において軸線方向外側にある第１の密封リップに、通気開口としての１つ又は複数の膜開口を持っている。通気開口により、更に内方へ汚物及び水に対して遮断を行う密封リップに、密封片の環状副室への圧力補償用の軸線方向通路が形成されている。しかし開口の小さい大きさのため、汚物は副室へ殆ど達することができない。第２の密封リップが、軸線方向に軸受内部の方へ第１の密封リップに続き、グリースが外方へ副室へ流出するのを阻止している。副室の正圧は第２の密封リップへ作用して、これを持ち上げ、軸受内部空間の負圧が補償されるようにする。【００１１】  このような密封片は、車両の車輪軸受に使用するのに適していないか、限られた範囲でしか適していない。なぜならば、走行作動中に膜開口が汚物でふさがれ、従って密封片の機能が不利な影響を受けるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  従って本発明の課題は、汚物に対して敏感でない最初にあげた種類の密封片を提供することである。同時に密封片が環境の影響に対して軸受をよく保護し、走行作動中にできるだけ少ない摩擦しか生じないようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  この課題は、次の特徴を持つ密封片により解決される。
密封片は、外部からの影響に対して内方への遮断を行う少なくとも１つの第１の密封リップと、軸線方向に副室に続きかつ軸受内部から副室の方への遮断を行う少なくとも１つの第２の密封リップを備えている。
これらの密封リップは互いに離れるように向けられている。そのため第１の密封リップは、密封片の基部から外方へ曲げられ、基部から環状副室と密封片の外部周辺との間で少なくとも第１の密封接触部の所まで延び、密封片の外部周辺に対して環状副室を覆いかつ区画している。
第２の密封リップは、副室の所でほぼ軸線方向に第１の密封リップに対向している。そのため第２の密封リップは、密封片の基部から他の軸線方向へ内方へ曲げられ、軸受内部を副室の方へ外方に対して区画し、第２の密封リップは、密封片の基部から軸受内部と副室との間で、少なくとも１つの第２の密封接触部の所まで延びている。
密封接触部は、それぞれの密封リップと密封リップに対して回転運動するか又は回転する密封片の密封リップが載る部材に少なくとも線状に形成される密封面との摩擦接触部である。このような密封面は、例えば回転するか又は静止している内レース、車輪スタッド、軸頚又は軸、外レース又は軸受用ハウジングに形成されている。
第１の密封リップは、外部から副室へ通じる少なくとも１つの通気開口を持っている。通気開口は、密封リップにあって全周を材料により区画される小さい穴であるか、又は選択的に稜として又は面として形成される密封リップの密封稜にある凹所である。密封稜は、部材と直接密封接触している。凹所は部材の密封面の方へ開いており、従って密封面の方へ密封リップの材料によって区画されてはいない。それにより、そうしない場合軸受の回転軸線の周りに閉じられて密接する第１の密封リップは、第１の密封接触部にある密封稜の所で、軸受の回転軸線の周りの周方向に通気開口により１回部分的に中断されている。【００１４】  密封リップの密封稜に通気開口を設けることによって、密封リップが汚物により僅かしか又は全くふさがれるおそれはない。なぜならば通気開口は摩擦対の動かされる部分に形成されているからである。動く密封稜従って通気開口における永続的な弾性変形は、場合によってはふさがれる通気開口の自己浄化を行わせる。エラストマから製造される密封片を形成する成形工具は、簡単に製造可能である。【００１５】  密封片の両方の密封リップのための密封面は、一般に密封片の摩擦相手の円筒状面に形成されている。しかし各密封片がそれ自体任意の回転対称な形状の密封面に当接することも考えられる。各密封リップがそれ自体円筒状密封面に当接し、円筒状密封面の直径が互いに相当していることも考えられる。【００１６】  密封リップは、一般に半径方向に弾性的に、密封接触部従って密封面へ向かって予荷重をかけられているか、又は少なくともまだ当接している。それだけで、最も不利な公差状態でも、密封片が間隙なしに密封面に当接するのを保証される。小さい周速のため、一般に回転軸密封環が使用され、その密封リップは軸従って軸密封面上に載る。初期状態で軸密封面上に取付けられない従来技術の密封片の密封リップの最も狭い口径における密封稜の間の最大直径ｄＩは、従ってそれぞれの密封リップが載る軸密封面のできるだけ小さい直径ＤＡより小さい。密封片を軸上に取付けると、密封リップの口径は密封面の直径ＤＡに弾性的に広がり、予荷重により密封面に当接する。【００１７】  密封リップを密封面に当接させる予荷重は、ＤＡがｄＩに対して持つ過剰寸法に関係している。この過剰寸法は合計公差に関係している。更に予荷重は材料の種類及び密封リップの構成に関係している。厚壁の密封リップは、比較的薄壁の密封リップより大きい予荷重で当接する。なぜならば、広がる際多くの材料が弾性的に強制変形されて、押しやられるからである。しかし密封リップの壁の薄さには、強度上の理由から限界がある。従って予荷重は、密封片をＤＡに広げる際押しやられる材料の量にも関係する。大きすぎる予荷重は、大きすぎる摩擦抵抗又は温度発生及び許されない摩耗を引起こす。【００１８】  曲げられている密封リップのｄＩが、取付けられない初期状態でＤＡより小さいと、取付け補助手段を使用することなしに一方の軸線方向から密封片開口へ軸をはめ込む際、密封リップが折り返される。従来の密封片の取付けの際、互いに逆向きに曲げられている両方の密封リップのため、共通な密封面上に密封ばめするために、取付け補助手段が必要で��る。【００１９】  従って本発明の構成によれば、一方の密封リップなるべく第１の密封リップが、半径方向に弾性的に予荷重をかけられて、密封接触部に密に当接し、取付けられずかつ弾性的に予荷重をかけられない初期状態において、密封リップとの密封接触部における第１の密封面のできるだけ小さい外径ＤＡ−１より小さいけれどもできるだけ大きい口径ｄＩ−１を持っている。他方の密封リップなるべく第２の密封リップは、取付けられた状態において、密封接触部に少なくとも半径方向に当接するが、初期状態においては、第２の密封リップとの密封接触部における第２の密封面のできるだけ大きい外径ＤＡ−２より大きい最小口径ｄＩ−２を持っている。ＤＡ−１は一般にＤＡ−２に等しい。【００２０】  軸等に取付ける際、軸は、口径ｄＩ−２を通ってまず接触なしか又は予荷重なしに通されることができ、それから口径ｄＩ−１を持つ密封リップを広げる。両方の密封リップは共通な基部を持っているので、第１の密封リップを広げることにより押しやられる材料及び／又は基部の回避運動が、ｄＩ−２を狭くするので、ｄＩ−２が少なくともＤＡ−２に等しくなる。取付け補助手段の使用はもはや必要でない。密封片の予荷重従って摩擦接触部における摩擦は減少される。なぜならば、第１の密封リップの口径を広げる際弾性的に押しやられる材料の少なくとも一部が、第２の密封リップの口径を減少し、こうして第１の密封リップに弾性予荷重を一層少なくしか及ぼさないからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】  本発明が実施例により以下に詳細に説明される。図１は、車輪軸受装置１の一部を軸線１ａに沿う縦断面図で示している。車輪軸受装置１は、２つの軸受２、カセット密封片３、及び本発明による密封片４の実施例を示している。軸受２はハウジング５内にある。【００２２】  密封片４は、ハウジング５内で車輪軸受装置１の汚物により一層少なくしか負担をかけられない側にあり、一方の軸受２の内レース６に対して密封を行っている。図２には、密封片４が初期状態にあってハウジング内に取付けられておらず、全体図で示されている。図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う密封片４の縦断面図を示している。図５は図１の細部Ｙを拡大して示している。【００２３】  密封片４は、補強体７、（第１の）密封リップ８及び（第２の）密封リップ９を含んでいる。密封リップ８は、補強体７の所にある基部１２から、外方へ軸受２から離れるように曲げられ、基部１２から、内レース６の外周にある密封面１５との密封接触部１４にある密封稜１３まで延びている。密封リップ８は、車輪軸受装置１の外部周辺１１に対して副室１０を閉鎖し、外部周辺１１から副室１０への汚物及び水の浸入に対して遮断している。【００２４】  密封リップ９は、補強体７又は基部１２から内方へ軸受２の方へ曲げられ、密封リップ８と共通な基部１２から密封面１５にある密封接触部１６の所まで延び、その際基部１２から離れて副室１０と軸受内部１７との間に延びている。【００２５】  密封リップ８は、外部周辺１１から副室１０へ通じる通気開口１８を持っている。通気開口１８は、密封稜１３にある凹所である。密封稜１３は、密封面１５の所で内レース６に密封接触１４している。凹所は部材の密封面１５の方へ開いており、従ってこの方向において密封リップ８の材料によっては区画されていない。それにより、そうでない場合回転軸線１ａの周りを囲んで閉じられて密封するように当接する密封リップ８は、密封稜１３の所で、通気開口１８により回転軸線１ａの周りに周方向に、密封接触部１４を１回部分的に中断されている。【００２６】  密封リップ８は、半径方向に弾性方向に予荷重をかけられて、密封接触部１４に密封して当接している。そのため密封リップ８は、図４に示すように取付けられず弾性的に予荷重をかけられない初期状態において、できるだけ大きい口径ｄＩ−１を持っている。ｄＩ−１は、密封リップ８との密封接触部１４における密封面１５のできるだけ小さい外径ＤＡ−１より小さい、取付けられた状態で密封リップ９は、密封接触部１６に少なくとも半径方向に当接し、初期状態において、密封リップ９との密封接触部１６において密封面１５のできるだけ大きい外径ＤＡ−１より大きい最小口径ｄＩ−２を持っている。密封リップ８及び９が内レース６に密封するように当接すると、密封リップ８の口径はＤＡ−１に広げられ、密封リップ９の口径はＤＡ−１に減少される。その際密封片４は、縦断面図で見て、基部１２を通って回転軸線１ａの周りに環状に延びる仮想転倒軸線２３の周りに、第２の密封リップ９と共に密封面１５の方へ転倒する。【００２７】  カセット密封片３（図３）は、保持体１９から曲げられる３つの密封リップ２０，２１，２２を持ち、これらの���封リップが、外部周辺１１からの環境の影響に対して、軸受内部１７を遮断する。密封リップ９は軸受内部１７からグリースの流出に対して遮断を行い、従って軸受内部１７の正圧に対しても遮断を行う。軸受内部１７の正圧は、カセット密封片３の密封リップ２０，２１及び２２を介して、補償される。軸受内部１７の負圧は密封リップ９を介して補償される。副室１０の負圧は通気開口１８のため生じないので、副室１０を介して密封リップ９による軸受内部１７の負圧の補償の際、通気開口１８を介して外部周辺１１から副室１０の圧力補償が保証されている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】  車輪軸受装置を回転軸線に沿う断面図で示す。
【図２】  密封片を正面図で示す。
【図３】  カセット密封片を縦断面図で示す。
【図４】  取付け前における密封片を縦」断面図で示す。
【図５】  取付け後における密封片を縦断面図で示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2008533413.tif 000009
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