CZ306372B6 - Aktivní ochranný kroužek - Google Patents

Aktivní ochranný kroužek Download PDF

Info

Publication number
CZ306372B6
CZ306372B6 CZ2008-527A CZ2008527A CZ306372B6 CZ 306372 B6 CZ306372 B6 CZ 306372B6 CZ 2008527 A CZ2008527 A CZ 2008527A CZ 306372 B6 CZ306372 B6 CZ 306372B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
bearing
vanes
active
protective ring
ring
Prior art date
Application number
CZ2008-527A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2008527A3 (cs
Inventor
Jan Babák
Original Assignee
Ĺ koda Auto a. s.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ĺ koda Auto a. s. filed Critical Ĺ koda Auto a. s.
Priority to CZ2008-527A priority Critical patent/CZ306372B6/cs
Publication of CZ2008527A3 publication Critical patent/CZ2008527A3/cs
Publication of CZ306372B6 publication Critical patent/CZ306372B6/cs

Links

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Aktivní ochranný kroužek (1) ve tvaru jednodílného mezikruží je rotující součástka pevně nasazená na externí nejblíže přilehlou rotující součást, která zvyšuje odolnost těsnění valivých ložisek vůči působení vody a nečistot z prostoru exteriéru před těsněním solitérního ložiska nebo naopak brání jako interní díl uzavřeného stroje přehlcení hřídelového těsnění vnitřní rozvířenou olejovou náplní. Činná část aktivního ochranného kroužku (1) vytvořená mezi otvorem (5) o vnitřním průměru (d) pro nalisování jeho náboje (6) na rotující díl a obvodovým průměrem (D) kroužku (1) je zformována tak, že tvoří nejméně dva páry vzájemně propojených axiálních lopatek (3) ve tvaru částí souběžných šroubových ploch soustředných s osou rotace ložiska (9), a plynule od nuly směrem k obvodové hraně (14) rozšiřujících se radiálních lopatek (2).

Description

Aktivní ochranný kroužek
Oblast techniky
Vynález patří do skupiny pomocných strojních součástí protektivní povahy, které zde konkrétně působí ve prospěch prodloužení životnosti ložiskových hřídelových těsnění, jejichž funkčnost někdy bývá pro celý komplet ložiskového uzlu limitující. Použití ochranného kroužku přichází v úvahu v externí formě u strojů s dominantním směrem otáčení dotčených hřídelů, pracujících v prašném nebo jinak ztíženém prostředí, nebo též v interní aplikaci v uzavřených soustrojích s vířící olejovou náplní.
Dosavadní stav techniky
Nezbytnou podmínkou pro plné využití a praktické dosažení technicky predisponované životnosti každého solitérního valivého ložiska je dostatečná výdrž náplně jeho vnitřního mazacího systému. V praxi se však ukazuje, že tento požadavek nemusí být pokaždé z nejrůznějších příčin splněn. Velmi často totiž bývá vlastní příčinou předčasné výměny celého ložiskového kompletu právě ztráta správné funkce jeho těsnění, kdy dochází například k nežádoucí penetraci nejrůznějšími nečistotami a vlhkostí z okolního prostředí dovnitř ložiska a takto pak i k vyschnutí či vyplavení trvalé náplně maziva. Tato závada se nejprve navenek projevuje zvětšeným hlukem ložiska za provozu, potom progresivním zvětšováním jeho vůle a korozí funkčních valivých elementů, což rychle spěje k potřebné předčasné a nákladné výměně celého ložiskového kompletu takto postiženého uzlu. A to i bez ohledu na případnou technologickou sofistikovanou vyspělost jeho vnitřní nosné konstrukce a její zbývající teoretickou provozně životnostní kondici, která takto jako nevyužitý zbytkový potenciál předčasně přichází vniveč.
Proto je maximální prolongace vyhovující funkce jinak velmi propracovaného, ale vůči brutalitě potenciálně agresivního okolního prostředí objektivně méně odolného ložiskového těsnění, zvlášť žádoucí.
Přímá korelace mezi životností valivého konstrukčního prvku a výdrží funkce jeho mazání a čistoty funkčních drah je zvlášť patrná u solitérních valivých ložisek hnacích kol motorových vozidel s vnitřní stálou mazací náplní, kde jsou obě jejich choulostivá a čelně situovaná ložisková těsnění nekrytá a nacházejí se nízko nad vozovkou. Zde se pak pro dodatečnou ochranu ložisek před okolními nečistotami obvykle aplikují následující známá konstrukční opatření.
Tím nejjednodušším bývá jednoduchá, lokálně zaškrcená obvodová vůle mezi sousedními rotujícími a pevnými díly, přehrazující takto dráhu hřídelem unášených nečistot a vody a působící jako náhlá překážka pohybu rotujících nečistot v obvodovém směru. Druhou, účinnější cestou je pak navíc aplikace nějaké axiální clony těsnění ložiska v podobě rotujícího stínícího kroužku ve tvaru hladkého mezikruží, pevně nasazeného na hnací hřídel těsně v exteriéru před chráněným těsněním. Takové provedení v kovové nebo umělohmotné verzi je pak přímou obdobou obligátního odstřikovacího kroužku, osvědčeného a známého z interiéru hřídelových strojních agregátů, kde naopak chrání hřídelové těsnění ložisek zevnitř před jeho nežádoucím přehlcením vířící olejovou náplní. Typickým znakem takto odzkoušeného odstřikovacího kroužku, určeného jmenovitě pro postupný transport kapaliny vlastní odstředivou silou po své hladké rotující stěně a posléze k jejímu úplnému odloučení v podobě kapek, je jeho relativně ostrá odstřikovací obvodová hrana. Proto masivní kroužky tohoto typu musí být na obvodě zúženy do ostré obvodové hrany, nebo se raději rovnou volí kroužky tenkostěnné, jejichž tenká obvodová hrana tomuto požadavku v podstatě vyhovuje.
Jedním z průvodních problémů současné globalizace výroby a odbytu motorových vozidel je skutečnost, že teritoria nových perspektivních trhů kladou svými specifickými a klimatickými provozními podmínkami zvýšené nároky na odolnost užívaných produktů, což si vyžaduje ade . i CZ 306372 Β6 kvátní opatření i v oblasti jejich protektivní techniky, například právě lepší ochrany těsnění valivých ložisek.
Pokud však při analýze problému a hledání zlepšení vycházíme z posledního stavu techniky, reprezentovaného výše popsanými hladkými rotujícími tenkostěnnými kroužky, aplikovanými před ložiskovým těsněním na způsob klasických odstřikovacích kroužků, shledáváme jejich další nevyužitý konstrukční potenciál. Ten představují právě jejich toliko hladké funkční stěny. Tyto jsou sice u osvědčených odstřikovacích kroužků v interním olejovém hospodářství stroje důvodné, ale v podobné externí aplikaci jsou bez dalších konstrukčních úprav v podstatě nevyužité. Postrádají totiž jakékoli výstupky nebo prolisy, které by hmotné částice dopadajících nečistot zachytily, programově odrazily a dokázaly je od chráněného prostoru s ložiskovým těsněním nějak usměrnit a odvést.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky výše zmíněných známých provedení do značné míry řeší konstrukční provedení aktivního ochranného kroužku podle vynálezu, kde je tento element, vylisovaný, nebo vytvarovaný z jednoho kusu tenkého plechu nebo umělohmotné desky ve své funkční mezikruhové části, opatřen několika páry na sebe plynule navazujících axiálních a radiálních lopatek. Axiální lopatky sledují část šroubových ploch s osou, totožnou s osou rotace aktivního ochranného kroužku a na ně navazující radiální lopatky mají tvar dozadu zahnuté spirály, vztaženo k směru vektoru rotace aktivního ochranného kroužku a rozšiřují se plynule od nuly směrem kjeho vnějšímu obvodu. Z toho je zřejmé, že konstrukce je použitelná jen pro hřídele s jediným, nebo silně dominantním směrem otáčení aje pro levou a pravou stranu konstrukce symetricky párová. Toto provedení ochranného kroužku pak v provozu zastává nejen dosavadní obligátní funkci axiální clony ze své rubové strany, ale vykazuje ještě navíc řadu dalších aktivních, vzájemně podpůrných funkcí, které imitují a kombinují účinky, známé ze stavby rotorů jednak odstředivých radiálních kapalinových čerpadel, jednak axiálních ventilátorů. Tento princip je připomenut na Obr. 2 a Obr. 5 pomocí rychlostních rozkladů, znázorněných pro body I a A na začátku a konci radiální lopatky a také v libovolném bodě C axiální lopatky v návrhovém bodě provozního režimu.
Předložený návrh na řešení zde využívá obecně platných rigorózních poznatků aplikované hydromechaniky a pneutechniky, dlouhodobě ověřených v jiných oblastech strojírenství.
V případě náhodné částice, dopadající zvenku na lícní konvexní povrch radiální lopatky, je zde tato unášena jednak její místní obvodovou rychlostí, například ViO, Vao nebo Vco a dále klouže po lopatce v tečném směru relativní rychlostí vIR, vAr nebo vCr, takže je odpuzována v jejich vektorovém součtu výslednou rychlostí vj, vA nebo VeAxiální lopatky navíc zabraňují aktivně nečistotám oboustranně, tedy na rubu i líci aktivního ochranného kroužku. A to tak, že ve svém libovolném povrchovém bodě C s unášivou obvodovou rychlostí vCo částice klouzají relativní rychlostí VCr po povrchu axiální lopatky a tím získávají výslednou rychlost vc. Díky této vlastnosti pak na své rubové straně dotírající částice od kroužku zpětně odpuzují, ale na lícní straně je naopak z chráněného prostoru odsávají, tedy přitahují na sebe a připravují je tak pro nabrání lícní stranou následující radiální lopatky.
Přitom lícní stranou ochranného kroužku zde rozumíme tu, která je chráněnému těsnění přilehlá a naopak rubovou se rozumí strana ochranného kroužku od těsnění ložiska odlehlá.
Popsaná nasávací, odrážecí a částice vypuzující funkce ochranného kroužku tak imituje účinek vzpomenuté rotační čerpací techniky. Dotyčnou funkci aktivního ochranného kroužku si přitom lze prakticky ověřit rozdílem výsledných ochranných efektů při opačných směrech otáčení téhož provedení ochranného kroužku podle vynálezu, kterýžto rozdíl například známý obligátní hladký ochranný kroužek nevykazuje.
-2CZ 306372 B6
Výhody řešení podle vynálezu.
Konstrukce aktivního ochranného kroužku podle vynálezu sleduje zlepšení jeho protekčního účinku, chránícího těsnění valivého ložiska s cílem prodloužení životnosti celého kompletu. Reálný přínos v podobě prolongace životnosti je důležitý, protože předčasná nutnost výměny všech dílů postiženého ložiska z důvodu selhání jeho mazání je včetně demontáže velmi nákladná a přitom v podstatě zbytečná. Navíc je vlastní konstrukce aktivního ochranného kroužku jednoduchá, technologicky schůdná a může se použít na výrobku zcela flexibilně. Tato adaptibilita a volitelnost jeho nasazení na konkrétní produkt podle potřeby a možnost jeho selektivní aplikace je aktuální zejména pro ohrožené výrobky zvláštního provedení, určené pro trhy s nestandardně ztíženými provozními podmínkami.
Objasnění výkresů
Vynález je blíže osvětlen pomocí dále připojených vyobrazení, kde Obr. 1 znázorňuje ilustrační axonometrický pohled na lícní stranu aktivního ochranného kroužku, určeného pro podporu funkce těsnění levého hnacího předního kola automobilu, Obr. 2 obsahuje přímý čelní lícní pohled na tento díl ve směru „W“ podle Obr. 3, včetně ilustrace rychlostních poměrů na lopatkách ve třech typických bodech a sám Obr. 3 znázorňuje příčný řez X-X aktivním ochranným kroužkem, vyznačený na Obr. 2. Na obrázku Obr. 4 je pak znázorněn příčný řez X-X celou sestavou ložiskové partie předního levého kola automobilu, dokumentující vlastní pozici a uložení aktivního ochranného kroužku před valivým ložiskem i jeho těsněním. Obr. 5 potom v částečném rozvinutém obvodovém řezu Z-Z ještě rychlostním obrazcem dokládá výše deklarovanou sací i odpuzovači funkci lícní a rubové strany axiální lopatky tenkostěnného ochranného kroužku v jejím libovolném bodě.
Příklad uskutečnění vynálezu
Příklad možného konkrétního provedení ložiskové konstrukce s externě aplikovaným aktivním ochranným kroužkem 1 podle vynálezu je uveden na Obr. 4 s jeho bližšími detaily na Obr. 1, Obr. 2, Obr. 3 a Obr. 5.
Obr. 4 znázorňuje jednu z konkrétních instalací aktuálního konstrukčního uzlu. Zde je aktivní ochranný kroužek 1 podle vynálezu, nalisovaný na konec úplného hnacího homokinetického kloubu 8, rozebíratelně spojeného šroubem a maticí 11 s nábojem 12 uložení kola v hlavě 13 přední nápravy motorového vozidla, aplikován jako aktivní přídavný protektivní prvek pro záštitu těsnění 10 úplného dvouřadého kuličkového ložiska 9 s kosoúhlým stykem před nečistotami okolního prostředí.
Zde je jednodílný tenkostěnný rotační aktivní ochranný kroužek 1 o tloušťce s materiálu a se středem S svým montážním nábojem 6 o průměru d svého otvoru 5 nalisován na těleso úplného kloubu 8 hnacího hřídele. Přitom je ve své aktivní mezikruhové části mezi průměry d a D, opatřen vějířovitě uspořádanými axiálními lopatkami 3, kopírujícími části přibližně souběžných šroubových ploch, které jsou vzájemně propojeny přímkovými a směrem k obvodu se rozšiřujícími radiálními lopatkovými plochami 2, vytvořenými ve tvaru dozadu zahnuté spirály vzhledem k směru provozní rotace dílu kolem středu S. Pokud jde o vnější průměr D axiálních lopatek 3, pak tento je opatřen krátkými příčnými vybráními 4, které výhodně přerušují jinak pravidelnou kruhovou konturu ostré vnější hrany 14 aktivního ochranného kroužku 1 a tím při jeho rotaci přispívají k snadnějšímu odloučení nečistot. Párové dvojice axiálních 3 i radiálních 2 lopatek nemusí být obvodově uspořádány přesně pravidelně, což je výhodné z hlukových důvodů, aniž by to přitom bylo na úkor statického vyvážení celého dílu, pokud toto vůbec přichází v úvahu. To proto, že jako jeho polotovar se předpokládá již z podstaty vyvážená slabá plechová nebo umělo-3 CZ 306372 B6 hmotná mezikruhová deska stejné tloušťky s a její dodatečné axiální vytvarování může na jejím výchozím přirozeném rotačním vyvážení již sotva něco podstatného změnit.
Aktivní ochranný kroužek 1 je svým krátkým nábojem 6 přímo nasazen na konec pláště úplného kloubu 8 hnacího hřídele a v provozu s ním rotuje ve směru šipky. V důsledku tohoto pohybu se aktivují čisticí mechanismy a účinky, vysvětlené výše a znázorněné na Obr. 2 a Obr. 5.
Stejně tak jako obdobné obligátní prvky známé z rotační čerpací a ventilační techniky, i jejich zdejší imitující kombinace v provedení podle vynálezu mají svůj optimální účinnostní návrhový bod. V našem případě je tedy výhodné, naladit i tvar popsaných lopatek například na nejužívanější průměrnou rychlost jízdy vozidla, která se podle teritoria a provozních podmínek může případně lišit.
Průmyslová využitelnost
Konstrukční prvek podle vynálezu je určen zejména pro externí ochranu a zvýšení životnosti těsnění mazací náplně solitérních valivých ložisek nebo pro jejich interní obranu vůči přehlcení vířícím olejem u skříňových zakrytých soustrojí. Konkrétně pro výrobce i uživatele motorových vozidel je sledováno snížení garančních a předčasných repasních nákladů, spojených zejména s náročnou demontáží a výměnou kolových ložisek, zejména pak s ohledem na nové trhy.

Claims (3)

PATENTOVÉ NÁROKY
1. Aktivní ochranný kroužek (1) ve tvaru jednodílného mezikruží, zhotovený tvářením z tenké desky o jednotné tloušťce (s) a sloužící jako zábrana vůči pronikání nečistot nebo kapalin do prostoru před hřídelovým těsněním (10) na čele příslušného valivého ložiska (9), pevně nasazený na externí nejblíže přilehlou rotující součást (8), vyznačující se tím, že jeho činná část, vytvořená mezi otvorem (5) o vnitřním průměru (d) pro nalisování jeho náboje (6) a obvodovým průměrem (D), je zformována tak, že tvoří alespoň dva páry vzájemně propojených axiálních lopatek (3) ve tvaru částí souběžných šroubových ploch, soustředných s osou rotace ložiska (9) a plynule od nuly směrem k obvodové hraně (14) rozšiřujících se radiálních lopatek (2) tak, že vzájemné průnikové hrany (7) axiálních lopatek (3) a radiálních lopatek (2), přilehlé k těsnění (10) ložiska (9), mají vzhledem k směru rotace aktivního ochranného kroužku (1) tvar dozadu zahnutých šroubových spirál, rozvíjejících se při zvětšování svých poloměrů křivosti (RA > Ri) v opačném směru stoupání své šroubovice, vztaženo vůči směru stoupání šroubových ploch axiálních lopatek (3).
2. Aktivní ochranný kroužek (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že při párovém uspořádání soustrojí je přiřazení jeho symetrického levého nebo pravého provedení ke konkrétnímu ložisku (9) s těsněním (10) definováno požadavkem přilehnutí jeho lícní strany s průnikovou hranou (7) k chráněnému prostoru, a zároveň podmínkou zachování charakteru dozadu zahnutých radiálních lopatek (2), vztaženo k směru jeho rotace.
3. Aktivní ochranný kroužek (1) podle předchozích nároků, vyznačující se tím, že na koncích výběhů vnější obvodové hrany (14) axiálních lopatek (3) jsou vytvořena krátká příčná přerušovací vybrání (4).
CZ2008-527A 2008-09-01 2008-09-01 Aktivní ochranný kroužek CZ306372B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2008-527A CZ306372B6 (cs) 2008-09-01 2008-09-01 Aktivní ochranný kroužek

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2008-527A CZ306372B6 (cs) 2008-09-01 2008-09-01 Aktivní ochranný kroužek

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2008527A3 CZ2008527A3 (cs) 2010-03-10
CZ306372B6 true CZ306372B6 (cs) 2016-12-28

Family

ID=41795835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2008-527A CZ306372B6 (cs) 2008-09-01 2008-09-01 Aktivní ochranný kroužek

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ306372B6 (cs)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0522933A1 (fr) * 1991-07-05 1993-01-13 Skf France Capteur de vitesse de rotation et palier à roulement équipé d'un tel capteur
US20010021285A1 (en) * 2000-03-09 2001-09-13 Shigenobu Nakamura Vehicle bearing device
US20080124016A1 (en) * 2006-11-29 2008-05-29 Nsk Ltd. Wheel support rolling bearing unit with seal ring

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0522933A1 (fr) * 1991-07-05 1993-01-13 Skf France Capteur de vitesse de rotation et palier à roulement équipé d'un tel capteur
US20010021285A1 (en) * 2000-03-09 2001-09-13 Shigenobu Nakamura Vehicle bearing device
US20080124016A1 (en) * 2006-11-29 2008-05-29 Nsk Ltd. Wheel support rolling bearing unit with seal ring

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2008527A3 (cs) 2010-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102042333B (zh) 滚子轴承密封件
KR101175380B1 (ko) 서로 비접촉식으로 배치된 편향링을 구비한 실
US20210355996A1 (en) Wheel bearing device
CN113939663B (zh) 密封装置
CN101305226B (zh) 建筑机械的转动轮机构和建筑机械的驱动轮机构
JP5534616B2 (ja) 液体潤滑剤を使用する潤滑されたベアリングアセンブリをシールするためのデバイス
KR101837139B1 (ko) 원심 펌프
US5826986A (en) Wheel bearing assembly
WO2021059626A1 (ja) 密封装置
KR101060267B1 (ko) 열교환용 베어링하우징 및 복합씰을 구비한 경량 열교환 컨베이어 로울러
CN109072973B (zh) 轴颈轴承及旋转机械
CN111656064A (zh) 密封装置和密封结构
CZ306372B6 (cs) Aktivní ochranný kroužek
US20140294648A1 (en) Apparatus for Sealing a Pump Chamber of a Rotary Lobe Pump, and a Rotary Lobe Pump Having Said Apparatus
JP2006336734A (ja) 密封装置付き転がり軸受
JPWO2020045073A1 (ja) 密封装置
CN205047671U (zh) 车轮支承用滚动轴承单元
GB2123498A (en) Sealing bearing cavities
JP7401974B2 (ja) 車輪用軸受装置
CN103375427A (zh) 用于压缩机的油封
KR20180104153A (ko) 특히 외부 작용제에 의한 오염에 대해 개선된 실링 장치
JPWO2020045071A1 (ja) 密封装置
KR100863647B1 (ko) 자동차용 프론트 액슬부의 더스트 커버
EP1724470A2 (en) Centrifugal pump and a static seal thereof
JP2020133739A (ja) 密封装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20210901