用于食品应用的支撑组件的制作方法

1.本发明涉及一种用于食品应用的支撑组件。特别是，支撑组件固定到机器框架并且用于借助于轴承单元支撑可动轴(/活动轴)(movable shafts)，例如旋转轴，以改善在高压和高温下对水和洗涤剂(detergent)的密封性能。


背景技术：

2.众所周知，在食品工业(也称为“食品和饮料”，或简称为f&b)中，越来越关注开发用于改善食品安全性和质量的新机器和机器组件。
3.另外，众所周知，食品工业中使用的机器具有许多由旋转轴支撑的运动部件，诸如传送带、搅拌器(/混合器)(mixer)和用于清洗新鲜食品的机器。
4.在旋转轴的情况下，已知的支撑组件可以是终端型(/末端型)(terminal type)(其中轴的终端被容纳)或者是贯通型，并且在第一种情况下，支撑组件由外壳(casing)、轴承单元和盖形成，外壳通常为环形、具有用于固定到机器的基部或凸缘(/法兰)(flange)，轴承单元位于外壳内部并且联接到可动轴，盖通常为杯状，盖联接到外壳，以这种方式与外壳本身形成流体密封。在轴承单元的与盖相对的一侧，已知的支撑组件具有密封装置，该密封装置与外壳相关联以保护轴承单元，并且该密封装置包括金属遮蔽件(/防护件)(shield)和共模成型(co-moulded)在金属遮蔽件上以形成一个或多个密封唇的硫化橡胶。除了与外壳相关联以保护轴承单元的密封装置之外，支撑组件还可以具有定位在轴承单元的相对侧的另外的密封装置，其直接与轴承单元本身相互作用以保护轴承单元。
5.在食品工业中使用的上述机器必须频繁清洁，通常使用已经添加洗涤剂和/或消毒剂的水，以控制可能污染食品的细菌菌落的任何发展。此外，这些机器和/或它们的组件必须不能具有污垢或者甚至洗涤水可以渗透和停滞(stagnate)的任何间隙或其他部位，因为液体或水分的停滞促进可能的细菌增殖。特别是，为了获得ipx9k测试的认证，支撑组件必须承受高压热水射流，并且在已知的支撑组件上进行的测试已经表明，即使具有盖的一侧能够承受测试规范所施加的条件，但安装有与外壳相关联的密封装置的相对侧不能承受相同的条件，因为高压热水射流使密封装置的密封唇翘起(lifting)，导致水进入支撑组件中。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种新颖的用于食品应用的支撑组件，其能够满足比正常操作条件严格得多的测试规范所施加的条件，同时还能够长期承受正常操作条件，而不会更昂贵和/或难以生产。
7.根据本发明，提供一种用于食品应用的支撑组件，其具有所附权利要求中限定的特征。
附图说明
8.现在将参照附图描述本发明，附图示出了本发明的实施方式的非限制性示例，其中：
[0009]-图1示出了作为支撑组件的实施方式的非限制性示例提供的优选实施方式的截面图；以及
[0010]-图2以放大比例示出了图1的细节。
具体实施方式
[0011]
仅仅通过非限制性示例的方式并且参照图1，数字1指示整个支撑组件，特别是用于安装在用于食品工业的机器上以支撑可动的、旋转的或可滑动的轴的支撑组件，为了简单起见，轴在图中仅被示意性地示出并且由5指示。
[0012]
支撑组件1包括：
[0013]-外壳(casing)3，用于将支撑组件1固定到机器，具有内部贯通座4，以及
[0014]-轴承单元30，例如具有已知类型的滚动轴承单元，轴承单元30进而包括安装在座4的内部的径向外圈31、径向内圈34和成列滚动元件32，以允许由轴5接合的径向内圈34相对于径向外圈31并相对于旋转轴线x旋转，滚动元件32诸如为球。
[0015]
支撑组件1还包括盖10(在图1中局部地示出)，该盖具有整体上呈杯状的形状，以密封地联接到外壳3，并且盖10以流体密封的方式封闭外壳3的座4的开口11。当支撑组件1安装在用于食品工业的机器上时，盖10放置在机器的外侧，并因此通常形成支撑组件1的前部。
[0016]
在整个本说明书和权利要求书中，指示诸如“径向”和“轴向”的位置和取向的术语和表述应被解释为相对于轴承单元30的中心旋转轴线x。另一方面，诸如“轴向外部”和“轴向内部”的表述涉及支撑组件的组装状态，并且在当前情况下优选分别涉及盖侧和与盖10相对的一侧。
[0017]
径向外圈31是向外凸起的圈，或者借助于球形表面4a联接到座(seat)4中，以承受轴5相对于外壳3的任何偏心和/或弯曲(flexion)，并且具有总体上小于外壳3的轴向宽度l2的轴向宽度l1。径向内圈34在内部由轴5接合，具有基本上等于宽度l1的总轴向宽度l3，并且在盖10的一侧且除了宽度l3之外还具有管状锁定套环(tubular locking collar)35，管状锁定套环35是径向内圈34的一体部分，与径向内圈34制成为一体件，并且管状锁定套环35在轴向上延伸超出径向外圈31，并且具有用于插入平头螺丝(grub screw)37的螺纹通孔36，用于将径向内圈34定位和固定在轴5上。
[0018]
另外，径向内圈34和管状锁定套环35在径向上向外、由相应的邻接且连续的圆柱形表面34a和35a界定，并且根据本发明，径向内圈34在套环35的相对侧还具有管状轴向延长部(tubular axial prolongation)40，管状轴向延长部40从径向外圈31在轴向向外方向上延伸，以形成由两个半平面42和43界定的底切部(undercut)41，这两个半平面42和43在它们之间形成直二面角(right dihedral)，半平面42是圆柱形平面，而半平面43是环形平面。管状轴向延长部40还形成使表面34a延长超出径向外圈31的表面40a。
[0019]
为了以流体密封的方式密封外壳3的座4，在与盖10相对的一侧，换句话说，在盖10的相应的后部，换句话说，在轴向安装空间通常小于轴向前部空间的位置处，支撑组件1包
括密封装置50，密封装置50位于轴承单元30的与盖10相对的一侧，并且如图2中更全面地示出的，密封装置50包括金属遮蔽件(/屏蔽件/防护件)(screen)51和硫化橡胶涂层(/包衣)(coating)501，硫化橡胶涂层501实际上覆盖整个金属遮蔽件51。金属遮蔽件51具有圆柱形安装部分511和横向凸缘部分(transverse flanged portion)512，圆柱形安装部分511安装在外壳3的圆柱形座301中，横向凸缘部分512与部分511成一体并且从部分511朝向轴5横向于轴线x延伸。
[0020]
圆柱形座301相对于座4本身在横向上放置在座4的外部，并且具有大于球形表面4a的最大外径d2的内径d1，并且密封装置50在径向上从圆柱形座301延伸超出管状轴向延长部40，以与轴5滑动接触，从而完全保护座4。
[0021]
硫化橡胶涂层(/包衣)(coating)501具有波纹圆柱形元件502，并且还具有两个密封唇52和53，波纹圆柱形元件502覆盖安装部分511的外侧，以在金属遮蔽件51和外壳3之间提供流体密封，并且为金属遮蔽件51提供安装稳定性，两个密封唇52和53从凸缘部分512的末端513开始在相对两侧在径向上和在轴向上延伸，以与轴5滑动接触，在这些唇中，唇52是轴向外部的唇，也就是说，面向支撑组件1的后部、能够与轴5径向接触的唇，而密封唇53是轴向内部的唇，也能够与轴5径向接触并且能够与径向内圈34相互作用，如下面更全面地解释的。
[0022]
特别是，密封唇53由主唇531和副唇532组成，副唇532由主唇531承载并且与主唇531形成具有特定大小的锐角α。主唇531在密封唇的根部533上的铰合部(/铰接部)(hinge)a处铰合(/铰接)，并且从铰合部a朝向底切部41的内侧延伸，与至少半平面43形成迷宫密封534。主唇531在与副唇532相对的一侧在径向上由两个锥形表面535和536界定，这两个锥形表面535和536彼此会聚以形成与轴5的接触边缘537，在这些表面中，锥形表面536是安装表面；也就是说，锥形表面536具有锥度，以促进将密封装置50安装在轴5上，同时避免唇53的不期望的变形。另一方面，副唇532被放置为与半平面42滑动接触，并且与主唇531形成回流表面(backflow surface)538，回流表面538在图1和图2的平面中具有楔形截面，其大小等于角度α的大小。另外，副唇532具有比主唇531的厚度小或小得多的厚度，以增加主唇531本身的柔性(/柔韧性)(flexibility)，反过来说，主唇531具有比副唇532大的刚性。
[0023]
在附图中示出的实施方式的示例中，为了便于描述，两个密封唇52和53被示出为处于它们的预组装构造中，其中它们与轴5接合的效果是不可见的，而当两个密封唇52和53被轴5接合时，换句话说，当它们位于它们的组装构造中时，密封唇52在径向上向外旋转，从而增加其相对于轴线x的倾斜度，对于密封唇53发生相同的动作，但是具有额外的效果，即，必须绕着铰合部a旋转并且具有比副唇532大的刚性的主唇531倾向于使副唇抵着(against)表面42变平，如此减小角度α的大小。
[0024]
然而，在支撑组件1上的日常(/常规)维护操作(/工作)(operation)期间(其中组件被高压热水射流撞击)，主唇531和副唇532的不同特性的益处是非常明显的。在这种情况下，其中密封装置50必须以最大可能的效率和功效防止液体进入座4中，即进入外壳3中，如果这些液体不是由于它们的压力而是由于可能的过大压力的外部异常条件而能够在密封唇52下方、甚至在密封唇53的主唇531下方渗透，则主唇531将倾向于绕着铰合部a进一步旋转，使得其同时：
[0025]-减小与表面43的迷宫密封534的大小；
[0026]-当密封件在径向上接近表面42时，还逐渐减小由主唇531与表面42形成的迷宫密封件534的大小，从而增加其抵抗液体朝向副唇532进入的能力；
[0027]-并且减小锐角α的大小，从而增加副唇532抵着表面42的滑动接触的程度，或者换句话说，进一步增加抵抗液体朝向座4进入的能力，使得这些液体不仅会沿着它们朝向座4的路径减缓，而且还会沿着它们的路径被回流表面538推回。
[0028]
然而，为了获得轴承单元30的最大保护，支撑组件1在其自身内包括另外的密封装置60，密封装置60进而位于滚动体32的列的轴向外侧和轴向内侧，并且在附图中示出的实施方式的示例中具有相同的结构，但是根据支撑组件1的应用，也可以具有彼此不同的结构，并且可能具有更复杂的结构。
[0029]
在这一点上应当注意，密封装置60可以位于轴向内侧，也就是说，如上所述，其中由于使用管状延长部40，使空间减小到基本最小；所述密封装置60包括：
[0030]-单个金属遮蔽件61，具有过盈配合在径向内圈34的延长表面40a上的圆柱形安装部分611，并且具有与部分611成一体的成形凸缘部分612，
[0031]-硫化橡胶涂层62，部分地覆盖遮蔽件61，特别是覆盖凸缘部分612；以及
[0032]-非接触密封唇63，是涂层62的一部分，并且从金属遮蔽件61的凸缘部分612延伸，以相对于外圈31在侧向上定位。
[0033]
这是因为，尽管在盖10的侧面上可获得足够的轴向空间，并且径向内圈34可以在相对侧、具有由管状套环35表示的轴向延伸部，相应的密封装置60可以毫无困难地安装在该轴向延伸部上，也就是说，轴向安装空间在实际上并非不足的情况下通常很小，延长部还使得可以产生用于安装相应的密封装置60的座，并且还尤其地且可能组合地产生可以容纳具有主唇部分531和副唇部分532的唇53的底切部41，而不需要占据外壳3的轴向限制之外的任何其他轴向空间。
[0034]
此外，由密封装置50和密封装置60提供的双重保护水平确保了即使在最苛刻的使用和日常维护条件下，轴承单元30也被充分保护，如此大大增加了其使用寿命，因为在洗涤液能够穿过由密封装置50提供的屏障的不太可能的情况下，洗涤液在进入轴承单元30之前仍然必须经过整个密封装置60。另外，底切部41的存在使任何液体从径向内圈34的表面41和42回弹，从而保持它们靠近密封装置50的主唇531和副唇532，并且与密封装置60相距一定距离。
[0035]
总之，径向内圈34中的底切部41以及密封唇52及其主唇531和唇532的特定叉形构造的引入产生以下益处：
[0036]-较好的轴承单元密封，
[0037]-较高的抗污染物性，
[0038]-获得支撑组件的ipx9k认证，
[0039]-改善整个支撑组件的密封性能。
[0040]
除了如上所述的本发明的实施方式之外，应当理解，存在许多其他变型。还应当理解，这些实施方式仅通过示例的方式描述，并且不限制本发明的目的或其应用或其可能的构造。相反，尽管上面给出的描述使得本领域技术人员能够根据本发明的实施方式的至少一个示例来实施本发明，但是应当理解，在不脱离如所附权利要求中限定的、在字面上和/或根据其法律等同方案进行解释的本发明的目的的情况下，所描述的组件的许多变型是可
能的。

技术特征：
1.一种支撑组件(1)，用于具有主轴线(x)的活动轴(5)，所述支撑组件(1)包括：-轴承单元(30)，具有径向外圈(31)和能够接纳活动轴(5)的径向内圈(34)；-外壳(3)，用于所述轴承单元(30)；-盖(10)，用于对所述外壳(3)的开口(11)进行流体密封；-第一密封装置(50)，在轴向上放置在所述轴承单元(30)的与所述盖(10)相对的一侧，并且进而包括第一遮蔽件(51)和由硫化橡胶制成的第一涂层(501)，所述第一涂层(501)具有轴向外部的第一密封唇(52)和轴向内部的第二密封唇(53)；所述支撑组件(1)的特征在于，组合地，所述径向内圈(34)具有从所述径向外圈(31)在轴向向外方向上延伸的管状轴向延长部(40)，以形成由两个半平面(42、43)界定并且由所述第二密封唇(53)接合的底切部(41)；并且所述第二密封唇(53)被定位成与所述两个半平面(42、43)中的第一半平面(42)滑动接触。2.根据权利要求1所述的支撑组件，其特征在于，所述第二密封唇(53)由主唇(531)和副唇(532)组成，所述副唇(532)由所述主唇(531)承载，定位成与所述两个半平面(42、43)中的第一半平面(42)滑动接触，并且与所述主唇(531)形成具有特定大小的锐角(α)。3.根据权利要求2所述的支撑组件，其特征在于，所述两个半平面(42、43)在它们之间形成直二面角；所述两个半平面(42、43)的第一半平面(42)是与所述副唇(532)滑动接触的圆柱形平面；所述两个半平面(42、43)中的第二半平面(43)是至少与所述主唇(531)形成迷宫密封(534)的环形平面。4.根据权利要求3所述的支撑组件，其特征在于，所述主唇(531)具有与第一橡胶涂层(501)的铰合部(a)，以使得在外部过压的情况下旋转，并且减小所述锐角(α)的大小，由此增加所述副唇(532)与所述两个半平面(42、43)中的第一半平面(42)的滑动接触的程度。5.根据权利要求4所述的支撑组件，其特征在于，所述主唇(531)在所述副唇(532)的相对侧在径向上由两个锥形表面(535、536)界定，所述两个锥形表面(535、536)彼此会聚以形成与所述轴(5)的接触边缘(537)：所述两个锥形表面(535、536)中的第一锥形表面(536)是安装表面。6.根据权利要求5所述的支撑组件，其特征在于，所述支撑组件包括第二密封装置(60)，所述第二密封装置(60)介于滚动体(32)的列与所述第一密封装置(50)之间，并且具有第二遮蔽件(61)和第二硫化橡胶涂层(62)，所述第二硫化橡胶涂层(62)具有在所述轴承单元(30)后面的密封唇(63)；所述径向内圈(34)的管状轴向延长部(40)形成用于所述第二密封装置(60)的安装座。

技术总结
一种支撑组件(1)，用于具有主轴线(X)的活动轴(5)，并且具有位于外壳(3)中的轴承单元(30)和用于对所述外壳(3)进行流体密封的盖(10)；并且具有密封装置(50)，所述密封装置(50)在轴向上位于所述轴承单元(30)的与所述盖(10)相对的一侧；所述轴承单元(30)的径向内圈(34)具有管状轴向延长部(40)，以形成由两个半平面(42、43)界定并且由所述密封装置(50)的密封唇(53)接合的底切部(41)，所述密封唇(53)被定位成与所述两个半平面(42、43)中的第一半平面(42)滑动接触。平面(42)滑动接触。平面(42)滑动接触。


技术研发人员：安德里亚
受保护的技术使用者：斯凯孚公司
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/8/23