ПОДШИПНИК
BEARING

Изобретение относится к подшипнику, содержащему сердечник, втулку, окружающую сердечник, и упругое тело, расположенное между сердечником и втулкой.
Такие подшипники общеизвестны. Из DE 102 20 219 B4 известен, например, цилиндрический подшипник, содержащий сердечник и втулку, между которыми расположено упругое тело. В ненагруженном состоянии упругое тело имеет большую радиальную протяженность, чем после монтажа. Благодаря этому упругое тело после монтажа имеет высокое радиальное предварительное напряжение. Преимущество таких подшипников состоит в большой радиальной жесткости при одновременной малой крутильной жесткости. Благодаря высокому предварительному напряжению нет необходимости в соединении с замыканием материала упругого тела с сердечником или втулкой. Однако проникающая грязь, в частности, при движении свободной поверхности упругого тела относительно сердечника или втулки может повредить поверхность. Эти повреждения поверхности из-за высокого предварительного напряжения могут привести к более серьезному повреждению упругого тела и тем самым к преждевременному износу подшипника.
Задача изобретения заключается в таком усовершенствовании подшипника, чтобы упругое тело было защищено от проникновения грязи.
Эта задача решается в соответствии с признаками пункта 1 формулы изобретения. Зависимые пункты содержат ссылку на предпочтительные варианты осуществления.
Для решения этой задачи на по меньшей мере одной торцевой стороне подшипника расположен уплотнительный элемент, герметизирующий упругое тело относительно окружающей среды. Уплотнительный элемент препятствует проникновению частиц грязи в промежуток между сердечником и втулкой, которые в противном случае могли бы вызвать повреждение упругого тела, в частности, на участках соединения упругого тела с сердечником и втулкой. Это особенно предпочтительно тогда, когда упругое тело прилегает к примыкающим поверхностям сердечника и втулки без замыкания материалом, а упругое тело находится только под действием сильного сжатия при радиальном предварительном напряжении и зажимается между сердечником и втулкой. В этом случае проникающая грязь, оказывающаяся, в частности, при относительном движении между упругим телом и прилегающими поверхностями могла бы повредить материал упругого тела и, таким образом, привести к его преждевременному износу. Уплотнительный элемент герметизирует упругое тело относительно окружающей среды. При этом уплотнительный элемент выполнен таким образом, что движениям, на которые подшипник рассчитан, он оказывает лишь незначительное сопротивление. Так, например, подшипник с радиально сжимаемым упругим телом рассчитан, предпочтительно, на движения в направлении вращения и в аксиальном направлении и является в этих направлениях более мягким. Однако в радиальном направлении такой подшипник вследствие предварительного напряжения упругого тела является жестким. В соответствии с этим уплотнительный элемент для такого подшипника рассчитан таким образом, чтобы он оказывал слабое сопротивление относительному движению сердечника и втулки в направлении вращения или в аксиальном направлении.
Уплотнительный элемент может иметь первый и второй уплотнительный участок, причем первый уплотнительный участок герметично прилегает к сердечнику, а второй уплотняющий элемент - ко втулке. При цилиндрическом исполнении сердечника и втулки уплотнительные участки герметично прилегают по поверхности к внутренней периферии втулки и наружной периферии сердечника и создают тем самым надежную герметизацию. Кроме того, уплотнительный элемент может быть в значительной степени интегрирован в подшипник так, что внешние габариты подшипника лишь незначительно изменяются.
Первый и второй уплотнительные участки могут быть соединены между собой перемычкой. Перемычка представляет собой тонкостенную деталь, которая в зависимости от ориентации допускает большую эластичность при относительном движении обоих уплотнительных участков. Перемычка может быть выполнена в виде сильфона и, таким образом, быть особенно эластичной в радиальном направлении.
Перемычка может быть выполнена таким образом, что уплотнительный элемент при рассмотрении в поперечном сечении имеет Z-образную форму. Это означает, что перемычка относительно обоих уплотнительных участков проходит под углом и, например, от одной торцевой стороны к другой. В результате достигается большая эластичность уплотнительного элемента, особенно в направлении вращения.
С первым и/или вторым уплотнительным участком может быть согласовано несущее тело. В результате достигается большая стабильность уплотнительного элемента. Несущие кольца могут быть выполнены таким образом, чтобы уплотнительный элемент прилегал к сердечнику и втулке с высоким предварительным напряжением.
Уплотнительные поверхности, согласованные с уплотнительными участками, могут быть снабжены профилированием. В результате профилирования улучшается уплотняющее действие уплотнительного элемента.
Уплотнительный элемент может проходить на торцевую сторону сердечника. В результате реализуется функция упора, благодаря которой уплотнительный элемент монтируется особенно просто.
Несущее тело, согласованное с сердечником, может быть выполнено L-образным. При этом участок несущего тела прямо или косвенно контактирует с торцевой стороной сердечника и тем самым создает для уплотнительного элемента окружной упор.
Уплотнительный элемент на торцевой стороне, обращенной от сердечника, может быть снабжен упорным контуром. Упорный контур может быть образован кольцевым утолщением или распределенными по периметру выпуклостями и состоит из эластомерного материала. Упорный контур может быть приведен в контакт с деталью, смонтированной на сердечнике, причем упор благодаря эластомерному материалу является щадящим для материала.
Уплотнительный элемент на торцевой стороне, обращенной от сердечника, может иметь выступающий уплотнительный язычок. Уплотнительный язычок может быть приведен в контакт с примыкающей деталью, например с деталью, смонтированной на сердечнике, и препятствует проникновению загрязнений в промежуток между подшипником и деталью.
Некоторые примеры осуществления подшипника согласно изобретению более подробно поясняются ниже на основе чертежей.
фиг.1 - подшипник с уплотнительным элементом;
фиг.2 - уплотнительный элемент на фиг.1 в деталях;
фиг.3 - подшипник с уплотнительным элементом;
фиг.4 - уплотнительный элемент на фиг.3 в деталях.
На фиг.1 изображен подшипник, выполненный здесь в виде эластомерного вращательного шарнира, для использования в общем машиностроении, в приводной или автомобильной технике. Такие вращательные шарниры служат для установки откидных кабин, крышек корпусов, рычагов, поводков, моторных люлек, виброгрохотов или вибростолов. Подшипник 1 состоит из сердечника 2, втулки 3, окружающей сердечник 2, и из упругого тела 4, расположенного между сердечником 2 и втулкой 3. В этом варианте осуществления упругое тело 4 в ненагруженном состоянии имеет меньшую аксиальную и большую радиальную протяженность, чем после монтажа между сердечником 2 и втулкой 3. Вследствие этого упругое тело 4 в радиальном направлении сильно сжато и поэтому в радиальном направлении является особенно жестким при одновременно уменьшенной жесткости в аксиальном направлении и направлении вращения. Благодаря большому предварительному напряжению упругого тела 4 нет необходимости в соединении с замыканием материала упругого тела 4 сердечником 2 или втулкой 3. На обеих торцевых сторонах 5 подшипника 1 установлен уплотнительный элемент 6, герметизирующий упругое тело 4 относительно окружающей среды. При этом уплотнительный элемент устанавливается в концентрическом зазоре между сердечником 2 и втулкой 3, благодаря чему аксиальная протяженность подшипника 1 остается неизменной. Уплотнительный элемент 6 имеет первый уплотнительный участок 7 и второй уплотнительный участок 8, причем первый уплотнительный участок 7 герметично прилегает к сердечнику 2 по наружной периферии, а второй уплотнительный участок 8 герметично прилегает ко втулке 3 - по внутренней периферии. Первый уплотнительный участок 7 и второй уплотнительный участок 8 соединены между собой перемычкой 9, причем перемычка 9 выполнена таким образом, чтобы уплотнительный элемент 6 при рассмотрении в поперечном сечении имел Z-образную форму. С первым уплотнительным участком 7 и со вторым уплотнительным участком 8 согласовано соответствующее несущее тело 10, 11, а уплотнительные поверхности, согласованное с уплотнительными участками 7, 8, имеют профилирование 12. Несущее тело 10, согласованное с сердечником 2, выполнено L-образным, благодаря чему уплотнительный элемент 6 проходит на торцевую сторону 13 сердечника 2. Уплотнительный элемент 6 на торцевой стороне, обращенной от сердечника 2, снабжен упорным контуром 14, а уплотнительный элемент 6 имеет на торцевой стороне, обращенной от сердечника 2, выступающий уплотнительный язычок 15. Для монтажа подшипника 1 сердечник 2 подвигается на шейку или палец 16 и крепится там. Крепление может производиться таким образом, чтобы сердечник 2 мог свободно вращаться на пальце 16. Для этого промежуток между сердечником 2 и пальцем 16 заполняется смазкой, например консистентной смазкой. В свободно вращающемся подшипнике предпочтительно, чтобы упругое тело 4 было свободно от крутящих нагрузок, которые могут привести к перегрузке упругого тела 4. В настоящем варианте осуществления сердечник 2 со стороны внутренней периферии снабжен покрытием 18, уменьшающим трение. Чтобы предотвратить попадание частиц и других загрязнений в промежуток между сердечником 2 и пальцем 16, зазор закрыт дополнительным уплотнительным элементом 17. Дополнительный элемент 17 здесь выполнен в виде резинового кольца круглого сечения, установленного в пазу сердечника 2.
На фиг.2 уплотнительный элемент 6, изображенный на фиг.1, показан в деталях.
На фиг.3 подшипник изображен согласно фиг.1, причем проходящее в радиальном направлении плечо согласованного с сердечником 2 несущего тела 10 выполнено коротким, так, чтобы это плечо при монтаже упорного элемента 6 на сердечнике 2 выполняло функцию упора. Однако в этом варианте осуществления не предусмотрено ни упорного контура, ни уплотнительного язычка.
На фиг.4 уплотнительный элемент 6, изображенный на фиг.3, показан в деталях.