Taper Roller Bearings for Wheel Bearing of Aircraft

8/9/2019 Taper Roller Bearings for Wheel Bearing of Aircraft

1/6

U n i t e d S t a t e s

P a t e n t [ 1 9 1

J a n k o w s k i

5 , 0 4 4 , 7 8 2

S e p . 3 ,

1 9 9 1

[ 1 1 ]

P a t e n t

Number:

[ 4 5 ]

Date o f P a t e n t :

[ 5 4 ]

SEALED TAPERED ROLLER BEARING

ASSEMBLY

FOR

AIRCRAFT WHEEL

BEARING SYSTEM

[ 7 5 ]

I n v e n t o r :

R i c h a r d

B .

J a n k o w s k i ,

S o u t h B e n d ,

I n d .

[ 7 3 ] A s s i g n e e : A l l i e d - S i g n a l I n c . , M o r r i s t o w n , N J .

[ 2 1 ]

A p p l .

N o . : 5 8 2 , 7 2 2

[ 2 2 ] F i l e d : S e p .

1 4 ,

1 9 9 0

[ 5 1 ] I n t .

C l . 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

F16C 33/78

[ 5 2 ] US.

l .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. .

384/482; 384/477

[ 5 8 ]

F i e l d

o f

S e a r c h . . . . . . . . . . . . .

3 8 4 / 4 8 2 ,

4 8 4 , 4 8 6 , 4 7 7 ,

384/571 480

[ 5 6 ] R e f e r e n c e s

C i t e d

U . S .

PATENT

DOCUMENTS

2 , 6 9 0 , 3 6 2 9/1954 Kindig .

3 113 814

12/1963 gura

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

303/1872

3 473 856 10/1969 Helms

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 303/1872

3 , 5 1 9 , 3 1 6

7/1970

Gothberg .

4 336 971 6/1982 Reiter

.

4 440 403 4/ 1984

Ura no

e t

a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 277/81 R

4 502 739 3/1985 Flander . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384/484

4 605 319

8/1986

Korenhof . . . . . . . . . . . . .

4 692 040

9/1987

Ebaugh

e t

a l . . . . .

. . 384/484

4 , 8 3 0 , 5 1 8 5 / 1 9 8 9 S h i r a t a n i e t

a l .

3 8 4 / 4 8 2

4 856 916 8/1989 I t o e t a 1 . . . . . . . . . . . . . . 384/484

3 8 4 / 4 8 4

872 770 10/1989

Dickinson

. . . . . . . . . . . . .

..

.

8/1990

Nunotani et a 1 .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. 384/482

, 9 4 8 , 2 7 1

P r i m a r y

ExaminerLenard

A . F o o t l a n d

A t t o r n e y ,

A g e n t ,

o r

F i r m - L a r r y

J .

P a l g u t a ;

Ken

C .

Decker

[ 5 7 ]

ABSTRACT

T h e s e a l e d t a p e r e d

r o l l e r b e a r i n g

a s s e m b l y

( 1 0 ,

1 1 1 ,

2 1 1 , 3 1 1 ) o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n

c o m p r i s e s

a b e a r i n g

a s s e m b l y ( 1 0 ,

1 1 1 ,

2 1 1 , 3 1 1 ) w h i c h may

b e removed

o r

s e r v i c e d

w i t h o u t d e s t r o y i ng o r d a m a g i n g t h e a s s e m b l y

( 1 0 ,

1 1 1 , 2 1 1 , 3 1 1 ) .

I n n e r

a n d o u t e r r a c e s

( 3 0 ,

4 0 ) c o n t a i n

t a p e r e d r o l l e r s ( 6 0 )

t h e r e b e t w e e n ,

a n d

a p o s i t i o n i n g

r i n g

7 0 )

i s

d i s p o s e d i n t i m a t e l y

a b o u t

t h e o u t e r r a c e

4 0 ) a s

a

r e s u l t

o f t h e o u t e r

r a c e ( 4 0 ) a n d r i n g

( 7 0 ) b e i n g p r e s s ? t

t e d

t o g e t h e r .

The r i n g 7 0 ) e x t e n d s from a n a x i a l

p o r t i o n

7 6 )

t o a r a d i a l p o r t i o n

7 8 )

which becomes a n a n g l e d

f e e d t a p e r e d s e c t i o n 8 0 ) t h a t e x t e n d s

i n t o

a ? r s t e n d

member a x i a l p a r t ( 8 2 ) . The t a p e r e d s e c t i o n ( 8 0 ) , a x i a l

p a r t

8 2 ) and a

d a m

s e a l 9 0 )

de?ne

a

l u b r i c a n t

d a m

a r e a

1 0 0 ) a b o u t a

? r s t

end o f

a

s p a c e 9 5 )

between

t h e

r a c e s

( 3 0 , 4 0 ) . A e c o n d

e n d

o f t h e s p a c e ( 9 5 )

b e t w e e n

t h e

r a c e s ( 3 0 , 4 0 ) i s e n c l o s e d by a c o m p o s i t e s e a l member

( 1 2 0 ,

1 2 1 ,

2 2 1 , 3 2 1 )

t h a t

h a s a

? r s t

r e s i l i e n t

f o o t ,

e n d ,

p o r t i o n , o r

arm

1 2 4 , 1 2 5 , 2 1 4 , 3 1 2 ) e n g a g i n g a n a x i a l

e x t e n s i o n ( 7 2 )

o f

t h e

a x i a l

p o r t i o n ( 7 6 )

o f

t h e r i n g ( 7 0 ) ,

a n d a

s e c o n d

r e s i l i e n t f o o t o r l i p 1 2 6 , 1 2 6 A , 2 2 4 , 3 2 4 )

e n g a g i n g t h e i n n e r r a c e

( 3 0 ) . For

s e r v i c e

o r

i n s p e c t i o n ,

t h e e n t i r e b e a r i n g

a s s e m b l y

( 1 0 , 1 1 1 , 2 1 1 .

3 1 1 )

may b e

removed a s i l y ,

o r u s t

p a r t o f t h e b e a r i n g

a s s e m b l y

may

b e r e m o v e d , a l l

w i t h o u t

d a m a g i n g

o r

d e s t r o y i n g t h e

a s s e m b l y

( 1 0 , 1 1 1 ,

2 1 1 , 3 1 1 ) .

1 5 C l a i m s , 2

D r a w i n g

S h e e t s

|g5

I73

2g

1

~ 1 2 ?

p123

ill

4 0

- 9

:|22

26A

9 0

3O

_ | _ g


2/6


3/6

US.

Pate nt

S e p . 3 , 1 9 9 1 S h e e t

2

o f

2

5 044 782

F I G . 2

4 . 0

4224

3O

P I C - 3 . 3

A

i u m m w u

3 , 3 3 3

:

_

a \

v 1w

M

3

L X

1

E

O . . \

m

4 3 2

m a m


4/6

5 , 0 4 4 , 7 8 2

1

SEALED

TAPERED ROLLER BEARING

ASSEMBLY FOR

AIRCRAFTWHEEL BEARING

SYSTEM

The

p r e s e n t

i n v e n t i o n r e l a t e s

g e n er a l l y . t o

a s e a l e d

r o l l e r

b e a r i n g a s s e m b l y ,

a n d

i n

p a r t i c u l a r t o a s e a l e d

t a p e r e d

r o l l e r

b e a r i n g a s s e m b l y f o r a n

a i r c r a f t

w h e e l

b e a r i n g

s y s t e m .

A i r c r a f t

wheels a r e supported

on

t h e

a x l e s

by means

o f r o l l e r b e a r i n g a s s e m b l i e s

which c o n t a i n

a s u f f i c i e n t

amount

o f g r e a s e t o e n a b l e t h e b e a r i n g

a s s e m b l y

t o

o p e r a t e e f ? c i e n t l y .

However

i t

i s c o m m o n

f o r

g r e a s e

w i t h i n t h e

r o l l i n g

b e a r i n g

a s s e m b l y t o

m i g r a t e o u t

o f

t h e

a s s e m b l y

a s a

r e s u l t o f

t h e

h i g h

c e n t r i f u g a l

f o r c e s e x p e

r i e n c e d d u r i n g l a n d i n g

a n d

t a k e o f f

o f

t h e a i r c r a f t .

E v e n t u a l l y , t h e r o l l e r s o r b e a r i n g members o f t h e b e a r

i n g a s s e m b l y m ay become s c o r e d a s a

r e s u l t

o f h i g h h e a t

t h a t o c c u r s

b e c a u s e o f

t h e

l a c k

o f

l u b r i c a n t w i t h i n t h e

b e a r i n g

a s s e m b l y . B e a r i n g a s s e m b l i e s t e n d t o b e

p r o

v i d e d

a s

u n i t a r y

a s s e m b l i e s

such

t h a t

t h e u n i t a r y

assem

b l y

c a n n o t b e

s e r v i c e d

o r t a k e n

a p a r t w i t h o u t damaging

o r d e s t r o y i n g p a r t s o f t h e

a s s e m b l y .

I t i s h i g h l y d e s i r

a b l e t o

p r o v i d e

a b e a r i n g a s s e m b l y t o b e u t i l i z e d a s p a r t

o f a n a i r c r a f t w h e e l

b e a r i n g

s y s t e m

which

r e t a i n s

t h e r e i n

t h e

l u b r i c a n t o r g r e a s e , i s e a s i l y i n s p e c t e d ,

i s

e a s i l y d i s a s s e m b l e d

e i t h e r

p a r t i a l l y

o r

t o t a l l y f o r i n s p e c

tio n

a n d

r e p a i r , a n d which

d o e s n o t r e q u i r e a n y modi?

c a t i o n

o f

s t a n d a r d

p r o d u c t i o n r o l l e r

b e a r i n g s .

The p r e s e n t i n v e n t i o n p r o v i d e s s o l u t i o n s t o

t h e

a b o v e

p r o b l e m s

b y

p r o v i d i n g

a b e a r i n g a s s e m b l y , c o m p r i s i n g

an

annular i n n e r

r a c e , an

annular o u t er r a c e

having an

i n s i d e d i a m e t e r

g r e a t e r

t h a n a n

o u t s i d e

d i a m e t e r o f

t h e

a n n u l a r i n n e r r a c e t o provide an i n n e r r a c e - o u t e r r a c e

a n n u l a r

s p a c e , b e a r i n g r o l l e r s d i s p o s e d w i t h i n

s a i d

s p a c e ,

r e t a i n i n g means s p a c i n g

s a i d

r o l l e r s

a p a r t f r o m

one

a n o t h e r ,

t h e s p a c e

having

a ? r s t d i a m e t e r a t a

? r s t

a x i a l end which

i s s m a l l e r t h a n

a

second

diameter a t a

s e c o n d

a x i a l e n d ,

a n d l u b r i c a n t s e a l i n g

means d i s p o s e d

a b o u t

s a i d ? r s t a n d s e c o n d

a x i a l

e n d s , t h e l u b r i c a n t

s e a l i n g m e a n s

c o m p r i s i n g

a

p o s i t i o n i n g

r i n g

h a v i n g a

? r s t end m e m b e r

d i s p o s e d

o v e r

s a i d

? r s t

a x i a l end

and

e x t e n d i n g t o

a

r a d i a l

s u r f a c e o f

s a i d

o u t e r

r a c e ,

t h e ? r s t

e n d member c o m p r i s i n g a d a r n s e a l e x t e n d i n g

between

t h e i n n e r r a c e and s a i d

r i n g

in

o r d e r

t o de?ne a

l u b r i c a n t

d a m

a r e a a t

s a i d

? r s t a x i a l e n d , t h e

r i n g

formed over

s a i d

o u t e r r a c e t o form a r a d i a l p o r t i o n e x t e n d i n g i n t o

a n

a x i a l

p o r t i o n

e a c h

o f

which c o n f o r m s

w i t h

t h e

s h a p e

, o f a n d e n g a g e s s a i d

o u t e r

r a c e , t h e a x i a l

p o r t i o n

h a v i n g

a n

a x i a l

e x t e n s i o n e x t e n d i n g a x i a l l y

a t

s a i d s e c o n d a x i a l

e n d , a n d a s e c o n d e n d member o f t h e r i n g c o m p r i s i n g a

c o m p o s i t e s e a l

member

e x t e n d i n g b e t w e e n s a i d a x i a l

e x t e n s i o n and

s a i d i n ne r r a c e t o de?ne

a

l u b r i c a n t

s e a l

a r e a

about

s a i d

second a x i a l e n d .

One w a y o f c a r r y i n g

o u t

t h e p r e s e n t i n v e n t i o n i s

d e s c r i b e d i n

d e t a i l

below

w i t h r e f e r e n c e

t o

a n embodi

m e n t i n which:

FIG.

1 i s a s e c t i o n

view

o f

t h e

r o l l e r b e a r i n g

o f

t h e

p r e s e n t in v e n t i on d i s p o s e d w i t h i n

a n a i r c r a f t w h e e l ;

FIG. 1A s

a

d r a w i n g o f t h e c o m p o s i t e s e a l

member

o f t h e

p r e s e n t

i n v e n t i o n w i t h

a n

o p t i o n a l

l u b r i c a n t

z e r t

disposed

t h e r e i n ;

and

FIGS. 2-4 i l l u s t r a t e a l t e r n a t i v e

embodiments

o f

c o m

p o s i t e s e a l members

d i s p o s e d

a b o u t

a g r e a s e o r l u b r i c a n t

seal

area.

The b e a r i n g a s s e m b l y o f

t h e p r e s e n t

i n v e n t i o n i s i n d i

c a t e d g e n er a l l y b y

r e f e r e n c e

n u m e r a l 1 0 i n F I G . 1 . FIG.

1 i s

a

p a r t i a l

v i e w

o f a n a i r c r a f t a x l e 1 2

h a v i n g

d i s p o s e d

20

2 5

4 5

50

5 5

6 5

2

t h e r e a b o u t a

p o r t i o n o f

a i r c r a f t w h e e l

1 4 ,

b r o n z e b u s h

i n g 1 6 ,

t o r q u e

t u b e p e d e s t a l

1 8 ,

i n s u l a t o r m a t e r i a l 2 0 ,

a n d

t h e b e a r i n g

a s s e m b l y

1 0 d i s p o s e d b e t w e e n t h e

wheel and

a x l e . Wheel

1 4 i n c l u d e s

a n i n n e r

o p e n i n g

2 2

h a v i n g

a x i a l

p o r t i o n 2 4 e x t e n d i n g i n t o r a d i a l w a l l

2 6 .

A x i a l p o r t i o n ' 2 4 e x t e n d s i n t o r a d i a l l y o u t e r a x i a l

p a r t

2 8 .

L o c a t e d between

t h e

w h e e l

p a r t s

2 4 ,

2 6

a n d

2 8 ,

a n d

a x l e 1 2 i s b e a r i n g a s s e m b l y 1 0 which c o m p r i s e s a n

annu

l a r i n n e r

r a c e

o r s t e e l

cone 3 0

h a v i n g a n g l e d

s u r f a c e

3 2 ,

an o u t e r a n n u l a r r a c e

or

s t e e l cup

40 having angled

s u r f a c e

4 2 ,

a n a x i a l s u r f a c e 4 4 e x t e n d i n g i n t o

a

r a d i a l

s u r f a c e 4 6 , and s t e e l c a g e o r r e t a i n e r

means

5 0 d i s p o s e d

a b o u t t a p e r e d s t e e l r o l l e r s o r b e a r i n g s 6 0 . R e t a i n e r

means 5 0 c o m p r i s e s a p l u r a l i t y o f o p e n i n g s 5 2 which

p o s i t i o n r o l l e r s 6 0 s p a c e d a p a r t f r o m o n e a n o t h e r a n d i n

p r o p e r

c i r c u m f e r e n t i a l

a l i g n m e n t r e l a t i v e

t o i n n e r r a c e

30

and

o u t e r

r a c e

4 0 .

Located about

a x i a l

s u r f a c e

44

and

r a d i a l

s u r f a c e

4 6 - o f o u t er r a c e 4 0 , i s

s t e e l

p o s i t i o n i n g

r i n g 7 0

w h i c h

c o m p r i s e s a x i a l e x t e n s i o n 7 2 h a v i n g r a d i

a l l y i n w a r d l y a n g l e d

p a r t

7 3 a n d a n g l e d a x i a l

r a m p

7 4 ,

a x i a l

p o r t i o n o r

p a r t

7 6 ,

r a d i a l

p o r t i o n o r

p a r t

7 8 ,

f e e d

t a p e r e d

s e c t i o n

8 0 ,

a n d ? r s t e n d member

r a d i a l p a r t

8 2

e x t e n d i n g

i n t o

l i p

8 4 . S t e e l p o s i t i o n i n g r i n g 7 0 i n c l u d e s

a t h i n n e r

c r o s s - s e c t i o n a l

area or t h i c k n e s s a t a x i a l

por

t i o n 7 6 and r a d i a l

p o r t i o n 7 8

b e c a u s e

o u t e r

r a c e 40 and

s t e e l p o s i t i o n i n g

r i n g 7 0 a r e

p r e s s - ? t t e d t o g e t h e r w h i c h

c a u s e s t h o s e

p a r t s o f t h e s t e e l p o s i t i o n i n g

r i n g

t o b e

r e d u c e d i n

t h i c k n e s s . F i r s t end member r a d i a l p a r t 8 2

a n d l i p 8 4 c o o p e r a t e w i t h r u b b e r

d a m

s e a l

9 0

which

e x t e n d s

between l i p 8 4 a n d r a d i a l s i d ew a l l s u r f a c e 3 4 o f

i n n e r race 3 0 . F e e d tapered s e c t i o n 80 i n c l u d e s a reduc

t i o n

i n

i t s t h i c k n e s s

a s

i t e x t e n d s toward r a d i a l

p o r t i o n

7 8 ,

and

i s

a l s o d i s p o s e d

a t

a n a n g l e r e l a t i v e

t o r a d i a l

p o r t i o n

7 8

a n d

r a d i a l

p a r t

8 2 . A r s t

e n d

member

o f

r i n g

7 0

c o m p r i s e s

t h e

r u b b e r

d am e a l

9 0 , r a d i a l

p a r t

8 2 ,

f e e d

t a p e r e d s e c t i o n 8 0 , and

de?nes

w i t h r a c e s 30

and

4 0 a

g r e a s e or l u b r i c a n t dam r e a 100 a t a

? r s t end

of space

95 which s an a n n u l u s a r e a l o c a t e d

be t w een

s u r f a c e s 32

and 42 o f t h e r e s p e c t i v e r a c e s . A

econd

end o f s p a c e 9 5

i n c l u d e s g r e a s e

o r l u b r i c a n t s e a l

a r e a 110 which

i s

de

?ned

by i n n e r and

o u t e r

r a c e s

3 0 , 4 0 , and a second

end

member

o f r i n g

7 0 w h i c h

i n c l u d e s a n g l e d p a r t

7 3 , ramp

7 4 ,

a n d

a


member

i n di c a t e d g e n e r a l l y b y

r e f e r e n c e n u m e r a l

1 2 0 .

C o m p o s i t e

s e a l

member 1 2 0

i n c l u d e s i n n e r V - s h a p e d m e t a l l i c member 1 2 2

which

h a s molded t h e r e i n n e r

a b o u t

a r e s i l i e n t m a t e r i a l , e i t h e r

r u b b e r , T e f l o n

o r

o t h er - s u i t a b l e m a t e r i a l which

e x

t e n d s

i n t o ? r s t

r e s i l i e n t

f o o t

1 2 4

and

s e c o n d

r e s i l i e n t

f o o t 1 2 6 . F i r s t r e s i l i e n t f o o t 1 2 4 engaged o u t e r r a c e

r a d i a l s u r f a c e 4 8 a n d r a d i a l l y i n w a r d l y

a n g l e d p a r t

7 3

o f

a x i a l

?ange

7 2 , a n d

s e c o n d

f o o t 1 2 6 e n g a g e s r a d i a l

s u r

f a c e 36

o f i n ne r r a c e 3 0 . A x i a l e x t e n s i o n 7 2 i n c l u d e s

r a m p 7 4 which

e n a b l e s


m e m b e r 1 2 0

t o b e

e a s i l y i n s e r t e d i n t o p o s i t i o n

w i t h o u t

r e s i l i e n t f o o t

1 2 4

b e i n g d a m a g e d d u r i n g

a s s e m b l y .

D u r i n g

t a k e - o f f s

a n d l a n d i n g s which c a u s e a i r c r a f t

w h e e l

14

t o

rotate

outer

race

40 r e l a t i v e t o

inner race -

3 0 ,

i t

h a s

b e e n f o u n d t h a t

g r e a s e o r

l u b r i c a n t

d i s p o s e d

between

t h e

r a c e s and a b o u t r o l l e r s 6 0 t e n d s t o m i g r a t e

t o w a r d

g r e a s e d a r n a r e a 100 i n t h e d i r e c t i o n o f arrows

A . P r i o r

b e a r i n g

a s s e m b l i e s

which

d i d

n o t

e n c l o s e t h e

? r s t

e n d

o f s p a c e

9 5

p e r m i t t h e g r e a s e

t o

m i g r a t e

i n

t h e

d i r e c t i o n

o f

arrow A toward t h e wheel

hub

and be

l o s t

f o r l u b r i c a t i o n p u r p o s e s .

The

b e a r i n g a s s e m b l y o f t h e

p r e s e n t i n v e n t i o n t r a p s t h e g r e a s e w i t h i n t h e g r e a s e d a m

a r e a ,

a n d t h e

f e e d

t a p e r e d

s e c t i o n

which

s

b o t h

t a p e r e d

and

d i s p o s e d a t a n

a n g l e c a u s e s t h e g r e a s e

w h i c h

i s

m i g r a t i n g

u n d e r

t h e e f f e c t s o f c e n t r i f u g a l f o r c e s )

t o


5/6

5 , 0 4 4 , 7 8 2

3

m i g r a t e

b a c k

i n

t h e d i r e c t i o n

o f

a r r o w s

B

toward

r o l l e r s

60 where i t can b e u t i l i z e d . S u b s e q u e n t l y , some o f

t h e

g r e a s e

w i l l t e n d t o

b e d i s p o s e d w i t h i n g r e a s e

s e a l

a r e a

1 1 0

where

t c a n b e u t i l i z e d

by

t h e b e a r i n g a s s e m b l y

f o r

t h e

l u b r i c a t i o n

o f

r o l l e r s 6 0 ,

w h i l e

a v e r y s m a l l a mount

of grease remains i n

grease

dam area 1 0 0 .

As

d e s c r i b e d a b o v e ,

s t e e l

p o s i t i o ni n g r i n g

7 0

a n d

o u t e r r a c e

40

a r e

f o r c e - ? t t e d

t o g e t h e r w h i ch c a u s e s

t h e

s t e e l

r i n g

t o engage i n t i m a t e l y

r a c e

4 0 and r e s u l t i n a

t h i n n i n g o f

t h e c r o s s - s e c t i o n a l

a r e a o r

t h i c k n e s s

o f r i n g

7 0 a t a x i a l p o r t i o n 7 6

a n d r a d i a l

p o r t i o n

7 8 . R i n g

7 0 i s

u t i l i z e d e a s i l y

f o r

? e l d

s e r v i c e a n d r e p a i r s , b e c a u s e a f u l l

t h i c k n e s s r i n g 7 0 may

b e

p r o v i d e d

f o r r e p a i r

p u r p o s e s

wherein a n e w o u t e r r a c e 40 s p r e s s e d i n t o r i n g 70 and

t h e n u t i l i z e d

a s p a r t o f t h e b e a r i n g a s s e m b l y

i n

a n

a i r

c r a f t w h e e l .

B e a r i n g

a s s e m b l y

1 0

a l s o

may

b e

modi?ed

to

e n a b l e

t h e e a s y a d d i t i o n o f

l u b r i c a n t to

t h e

b e a r i n g

a s s e m b l y .

FIG. 1A

shows an o p t i o n a l g r e a s e

z e r t

mounted w i t h i n

c o m p o s i t e s e a l m e m b e r 1 2 0 . Z e r t 1 3 0

r e c e i v e s

t h e

noz

z l e

o f

any

s t a n d a r d

l u b r i c a n t

o r

g r e a s i n g

d e v i c e

s o

t h a t

g r e a s e w i l l

be

t r a n s m i t t e d i n t o g r e a s e s e a l a r e a 1 1 0 .

FIGS.

2-4 l l u s t r a t e a l t e r n a t i v e

embodiments o f

c o m

p o s i t e s e a l s

t h a t

m a y

b e

u t i l i z e d

a s p a r t o f a second

end

m e m b e r

a b o u t l u b r i c a n t s e a l a r e a 1 1 0 . I n

FIG. 2 ,

b e a r

i n g a s s e m b l y 1 1 1 c o m p r i s e s g e n e r a l l y th e

s a m e

p a r t s a s

d e s c r i b e d above n

FIG. 1

b u t i n c l u d e s a c o m p o s i t e

s e a l

m e m b e r 1 2 1 which i n c l u d e s a n i n n e r and o u t e r

hard

r u b b e r o r

h e e l s t o c k

m a t e r i a l 1 2 8 d i s p o s e d

w i t h i n

p o r

t i o n s a ? e x i b l e

s e a l m a t e r i a l s u c h

a s

N i t r i l e

2 3

which

f f e c t s

s e a l i n g e n g a g e m e n t . The ? e x i b l e

m a t e r i a l

1 2 3 i n c l u d e s

a

? e x i b l e s e a l i n g l i p

126A which

e n g a g e s

i n n e r r a c e

3 0 . Heel

s t o c k m a t e r i a l

1 2 8

i n c l u d e s a gener

a l l y r e c t a n g u l a r - s h a p e d

e n d

1 2 5 w h i c h i s r e c e i v e d

w i t h i n

a g r o o v e d o p e n i n g 1 7 3

o f a x i a l

e x t e n s i o n 7 2 .

C o m p o s i t e

s e a l member

1 2 1

i s e a s i l y s n a p

? t t e d i n t o

p l a c e ,

a n d

i n c l u d e s a

p l u r a l i t y o f

n o t c h e s

1 2 7 which

may

receive a prying m e a n s

such

a s a s c r e w d r i v e r

i n

o r d e r t o d i s e n g a g e e n d

1 2 5

f r o m

o p e n i n g 1 7 3

s o t h a t

c o m p o s i t e member s e a l

1 2 1 i s

e a s i l y

removed f r o m

b e a r i n g a s s e m b l y 1 1 1 .

FIG.

3 shows

a n o t h e r

embodiment

o f

a

c o m p o s i t e

s e a l member 2 2 1 o f a b e a r i n g a s s e m b l y

2 1 1 .

C o m p o s i t e

s e a l

m e m b e r

2 2 1

i n c l u d e s a

r u b b e r

? e x i b l e s e a l m a t e r i a l

2 1 3 h a v i n g

t h e r e i n a

m e t a l

r i n g

2 1 2 .

C o m p o s i t e s e a l

m e m b e r

221

i n c l u d e s

a r e s i l i e n t

f o o t 224

which engages

i n n e r

r a c e 30

and

a

r a d i a l l y o u t e r a r m

214

w h i ch

i n

c l u d e s

a

groove

2 1 5

t h a t

r e c e i v e s

r a d i a l e x t e n s i o n

2 7 3 o f

a x i a l

e x t e n s i o n 7 2 .

C o m p o s i t e

s e a l member 2 2 1 o f b e a r

i n g a s s e m b l y 2 1 1 c o m p r i s es

a p o r t i o n o f

t h e s e c o n d

e n d

member

o f

a s s e m b l y

2 1 1

which d e f i n e s a p a r t o f

l u b r i

c a n t seal

a r e a

110.

FIG.

4

i l l u s t r a t e s

a

b e a r i n g a s s e m b l y 3 1 1 h a v i n g

a

c o m p o s i t e s e a l member 3 2 1 .

C o m p o s i t e

s e a l member

321 i n c l u d e s a r e s i l i e n t f o o t 324 o f

a

? e x i b l e r u b b e r s e a l

member 3 1 3 ,

a n d a m e t a l

p o r t i o n

3 1 2

which i n c l u d e s

t h r e a d s 3 1 4 .

Threads

3 1 4

engage

t h r e a d s 3 7 4

o f

t h r e a d e d

e x t e n s i o n

3 7 3 which s p a r t o f a x i a l e x t e n s i o n

7 2 .

C o m p o s i t e

s e a l member

3 2 1 i s

e n g a g e d

w i t h r i n g 7 0

by r o t a t i n g

t h e

c o m p o s i t e s e a l member s o

t h a t

t h r e a d s

314 mesh

w i t h

t h r e a d s

3 7 4 . A d a m

s e a l

3 9 0

i n c l u d e s

a

t h r e a d e d m e t a l

m e m b e r

3 9 2

which

e n g a g e s t h r e a d s

3 8 3

o f l i p 3 8 4 w h i c h

i s

p a r t o f r i n g

7 0 .

The

b e a r i n g a s s e m b l y o f

t h e

p r e s e n t i nv e n t i o n p r o

v i d e s s u b s t a n t i a l

a d v a n t a g e s

o v e r p r i o r a i r c r a f t b e a r i n g

a s s e m b l i e s

b e c a u s e t

i s e a s i l y

r e m o v a b l e , w i t h s t a n d s t h e

h i g h

s p e e d s e f f e c t e d

d u r i n g

l a n d i n g

a n d

t a k e o f f ,

p e r m i t s

e a s y

i n s p e c t i o n ,

a n d i s e a s i l y d i s a s s e m b l e d a n d r e a s s e m

4

b l e d . Both

o f

t h e s e a l s 9 0

and 1 2 0

c a n b e removed

e a s i l y

a n d r e p l a c e d w i t h o u t d e s t r o y i n g o r d a m a g i n g t h e b e a r

i n g a s s e m b l y .

Many

p r i o r b e a r i n g a s s e m b l i e s

d o

n o t

p e r m i t

t h i s , a n d s u c h a s s e m b l i e s a r e damaged a n d

d e

s t r o y e d

i f

t h e y a r e t a k e n

a p a r t .

The r i g i n a l p a r t s o f t h e

p r e s e n t

i n v e n t i o n

m ay

c o n t i n u e t o b e u t i l i z e d

and t h u s

r e d u c e

g r e a t l y t h e

e x p e n s e o f

r e p a i r s . The

a s s e m b l y

e n a b l e s t h e i n ne r

r a c e 3 0

t o

b e

e a s i l y removed

f o r i n

s p e c t i o n a n d

r e p l a c e m e n t .

A l s o , t h e e n t i r e b e a r i n g

a s

s e m b l y

m ay b e

e a s i l y

removed f r o m a i r c r a f t w h e e l 1 4 .

The b e a r i n g a s s e m b l y d oe s n o t r e q u i r e

a n y m o d i ? c a t i o n

o f s t a n d a r d p r o d u c t i on t a p e r e d r o l l e r

b e a r i n g s f o r

u t i l i

z a t i o n t h e r e w i t h .

A n o t h e r

d i s t i n c t

a d v a n t a g e i s

t h a t t h e

a s s e m b l y i s c o m p l e t e l y i n d e p e n d en t o f a i r c r a f t w h e e l

1 4 .

I n

p r i o r

w h e e l / b e a r i n g a s s e m b l i e s , t h e w h e e l o p e n

i n g h a s

snap r i n g

g r o o v e s , a n t i - r o t a t i o n

n o t c h e s , and

a ~

V

snap

r i n g a s p a r t of

an

assembly

t h a t

moun t ed a s e a l t o

20

2 5

3 0

3 5

40

45

t h e b e a r i n g w h e el .

D u r i n g h i g h s p e e d

r o t a t i o n

o f

t h e

a i r c r a f t

w h e e l ,

t h e wheel

t e n d s t o change

from

a n

annu

l a r s h a p e

t o

a n

o v a l

s h a p e .

T h i s

o v a l i z a t i o n c a u s e s t h e

s e a l t o m o v e

a w a y

from t h e

a x l e

o r assembly t h a t

i t

e n g a g e s a n d p e r m i t s g r e a s e t o f l o w p a s t

t h e

s e a l ,

i n

a d d i t i o n t o g r e a t l y s t r e s s i n g t h e r e s i l i e n t f u n c t i o n i n g o f

t h e s e a l . The b e a r i n g a s s e m b l y

i s

n o t s u b j e c t

t o

w h e e l

d i s t o r t i o n s a s a r e s u l t o f o v a l i z a t i o n ,

because t h a s s e a l s

t h a t

a r e

p a r t o f a s t r u c t u r e t h a t i s

s e p a r a t e

from wheel

1 4 .

I

c l a i m :

1 .

A e a r i n g

a s s e m b l y ,

c o m p r i s i n g a n a n n u l a r

i n n e r

r a c e ,

an

annular outer

r a c e having

a n i n s i d e

diameter

g r e a t e r t h a n

a n

o u t s i d e

d i a m e t e r

o f

t h e

a n n u l a r

i n n e r

race

t o

provide

a n i n n e r race-outer race

annular

s p a c e ,

b e a r i n g

r o l l e r s

d i s p o s e d w i t h i n s a i d

s p a c e ,

r e t a i n i n g

means s p a c i n g s a i d

r o l l e r s

a p a r t from one a n o t h e r , t h e

s p a c e having

a

? r s t d i a m e t e r a t a ? r s t a x i a l

end

which

i s

s m a l l e r

t h a n a second

diameter

a t

a

second a x i a l

e n d ,

a n d l u b r i c a n t s e a l i n g means d i s p o s e d a b o u t s a i d ? r s t a n d

s e c o n d a x i a l e n d s ,

t h e

l u b r i c a n t s e a l in g

means

c o m p r i s

i n g a p o s i t io n i ng r i n g h a v i n g a ? r s t e n d member d i s

posed o v e r

s a i d

f i r s t a x i a l

end and e x t e n d i n g

t o

a r a d i a l

s u r f a c e

o f s a i d

o u t e r

r a c e ,

t h e ? r s t end

m e m b e r

compris

i n g

a

d a m s e a l e x t e n d i n g between t h e i n n er r a c e and

s a i d r i n g i n order t o de?ne a l u b r i c a n t d a m a r e a a t s a i d

? r s t a x i a l e n d , t h e r i n g formed over

s a i d

o u t e r r a c e t o

form a r a d i a l p o r t i o n

e x t e n d i n g

i n t o a n a x i a l p o r t i o n

e a c h o f which

c o n f o r m s w i t h

t h e s h a p e o f

a n d e n g a g e s

s a i d o u t e r

r a c e , t h e a x i a l

p o r t i o n

h a v i n g a n a x i a l

e x t e n

s i o n

e x t e n d i n g

a x i a l l y

a t

s a i d

s e c o n d

a x i a l

e n d ,

a n d

a

second

end m e m b e r

o f t h e

r i n g

comprising

a

composite

5 0

5 5

6 5

s e a l member e x t e n d i n g

b e t w e e n

s a i d a x i a l e x t e n s i o n a n d

s a i d i n n e r

r a c e

t o d e ?n e a l u b r i c a n t s e a l

area

about s a i d

s e c o n d

a x i a l e n d .

2 .

The b e a r i n g a s s e m b l y i n a c c o r d a n c e w i th c l a i m 1 ,

wherein

t h e r i n g

e x t e n d s

from a r a d i a l p a r t

a t t h e

l u b r i

c a n t d a m a r e a i n t o a f e e d

t a p e r e d

s e c t i o n which

e x t e n d s

a t

a n

a n g l e

t o s a i d r a d i a l p o r t i o n ,

t h e f e e d t a p e r e d

s e c

t i o n c a u s i n g

l u b r i c a n t t o

m i g r a t e t o w a r d

s a i d o u t e r a n d

i n ne r r a c e s

a n d r o l l e r s d u r i n g o p e r a t i o n o f

s a i d b e a r i n g

a s s e m b l y .

3 . The

b e a r i n g

a s s e m b l y

i n

a c c o r d a n c e w i t h

c l a i m

2 ,

f u r t h e r c o m p r i s i n g a n a i r c r a f t w h e e l d i s p o s e d a b o u t

s a i d

b e a r i n g a s s e m b l y ,

t h e

r a d i a l

a n d

a x i a l

p o r t i o n s

o f

s a i d

r i n g

s h a p e d

c o m p l e m e n t a r y

t o a n d e n g a g i n g p o r

t i o n s

o f

s a i d w h e e l i n

o r d e r

t o

s e a t

s a i d b e a r i n g a s s e m b l y

w i t h i n

s a i d w h e e l .

4 . The b e a r i n g a s s e m b l y i n a c c o r d a n c e w i t h c l a i m

3 ,

w h e r e i n s a i d ? r s t end

m e m b e r

d i s p o s e d a t s a i d l u b r i c a n t

d a m a r e a comprises a ? r s t t h i c k n e s s which d e c r e a s e s i n


6/6

5

t h i c k n e s s

a t

s a i d f e e d t a p e r e d s e c t i o n ,

a n d

t h e

r a d i a l a n d

a x i a l

p o r t i o n s

c o m p r i s e a f u r t h e r r e d u c e d t h i c k n e s s .

5 .

The b e a r i n g a s s e m b l y i n a c c o r d a n c e w i th c l a i m 4 ,

w h e r e i n

t h e

r a d i a l and

a x i a l

p o r t i o n s

a r e r e d u c e d i n

t h i c k n e s s b y

means

o f t h e o u te r r a c e b e i n g p r e s s e d

i n t o

e n g a g e m e n t

t h e r e w i t h .

6 .

The b e a r i n g a s s e m b l y i n

a c c o r d a n c e

w i t h c l a i m 1 ,

w h e r e i n s a i d


member c o m p r i s e s a n i n n e r

m e t a l l i c member

h a t

i s

g e n e r a l l y V - s h a p e d a n d e x t e n d s

i n t o two r e s i l i e n t

f e e t ,

o n e r e s i l i e n t f o o t e n g a g i n g s a i d

a x i a l e x t e n s i o n , a n d

t h e

o t h e r f o o t e n g a g i n g

s a i d

i n n e r

r a c e i n o r d e r

t o de?ne a

p o r t i o n o f t h e l u b r i c a n t

s e a l

a r e a

a t t h e second

a x i a l e n d .

7 .

The

b e a r i n g a s s e m b l y i n a c c o r d a n c e w i t h c l a i m

6 ,

w h e r e i n t h e a x i a l

e x t e n s i o n

c o m p r i s e s a

? a n g e

t h a t

e x t e n d s

r a d i a l l y

a w a y from s a i d o u t e r

r a c e

i n o r d e r

t o

p r o v i d e a ramp which r e c e i v e s a n d g u i d e s t h e

? r s t

r e s i l i e n t f o o t o f t h e c o m p o s i t e s e a l member when t h e

s e a l

member s

e n g a g e d w i t h t h e a x i a l e x t e n s i o n .

8 .

The

b e a r i n g

a s s e m b l y

i n

a c c o r d a n c e w it h

c l a i m

1 ,

w h e r e i n

t h e

d a m

s e a l i s

d i s p o s e d a x i a l l y t o e n g a g e

t h e

r i n g and i n n e r

r a c e .

9 .

The b e a r i n g a s s e m b l y i n a c c o r d a n c e w i t h c l a i m 8 ,

wherein

t h e

? r s t end m e m b e r i n c l u d e s

a

r a d i a l

p a r t

d i s p o s e d r a d i a l l y r e l a t i v e t o

t h e

a x i a l

p o r t i o n a n d

w h i c h

r e c e i v e s

an

end o f t h e d a m s e a l .

1 0 . The b e a r i n g a s s e m b l y i n

a c c o r d a n c e

w i t h

c l a i m 1 ,

w h e r e i n t h e c o m p o s i t e s e a l m e m b e r i n c l u d e s a n

op

t i o n a l l u b r i c a n t

z e r t

f o r t r a n s m i t t i n g l u b r i c a n t i n t o

s a i d

b e a r i n g

a s s e m b l y .

5 044 782

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

45

50

5 5

6 5

6

1 1 .

The

b e a r i n g

a s s e m b l y

i n

a c c o r d a n c e w i t h c l a i m 1 ,

w h e r e i n s a i d

c o m p o s i t e

s e a l member

c o m p r i s e s

a

h a r d

h e e l

s t o c k m a t e r i a l

h a v i n g d i s p o s e d

a t p o r t i o n s t h e r e

a b o u t

a

? e x i b l e s e a l i n g m a t e r i a l

i n

o r d e r

t o p r o v i d e

s e l e c t i v e l y s t i f f n e s s

t o p o r t i o n s

o f

t h e c o m p o s i t e s e a l

m e m b e r , t h e

a x i a l e x t e n s i o n i n c l u d i n g

a g r o o v e which

r e c e i v e s a c o m p l e m e n t a r y s h a p e d p o r t i o n

o f s a i d

h e e l

s t o c k

m a t e r i a l .

1 2 . The

b e a r i n g a s s e m b l y

i n a c c o r d a n c e

w i t h c l a i m

1 1 , f u r t h e r

c o m p r i s i n g s e l e c t i v e l y

p o s i t i o n e d n o t c h

means

w i t h i n s a i d composite s e a l

m e m b e r

i n

o r d e r

t o

a s s i s t i n r e m o v a l o f s a i d c o m p o s i t e s e a l member.

1 3 . The b e a r i n g a s s e m b l y i n a c c o r d a n c e w i t h c l a i m 1 ,

w h e r e i n s a i d c o m p o s i t e s e a l member c o m p r i s e s a n i n n e r

m e t a l l i c r i n g a n d

a n o u t e r

? e x i b l e s e a l i n g m a t e r i a l , t h e

? e x i b l e s e a l i n g

m a t e r i a l e x t e n d i n g a t one

end t o

a r e s i l

i e n t f o o t

e n g a g i n g

s a i d

i n n e r

r a c e and e x t e n d i n g a t a n

o t h e r end

t o

an

a r m having

a groove

r e c e i v i n g

a r a d i a l

e x t e n s i o n

o f

s a i d

a x i a l

e x t e n s i o n .

1 4 .

The

b e a r i n g

a s s e m b l y

i n

a c c o r d a n c e w i t h

c l a i m 1 ,

w h e r e i n s a i d c o m p o s i t e

s e a l

member c o m p r i s e s

a

f l e x i

b l e m a t e r i a l

extending

a t one end t o a r e s i l i e n t

f o o t

engaging

s a i d i n n e r

r a c e a n d

a t a n other

end

t o a metal

m a t e r i a l j o i n e d t o

t h e

? e x i b l e m a t e r i a l ,

t h e

m e t a l mate

r i a l h a v i n g t h r e a d s w h i c h

e n g a g e

t h r e a d s d i s p o s e d

w i t h i n s a i d a x i a l

e x t e n s i o n

i n

o r d e r

t o c o u p l e t h e c o m

p o s i t e s e a l member

w i t h s a i d r i n g .

1 5 . The b e a r i n g

a s s e m b l y

i n a c c o r d a n c e

w i t h c l a i m

1 4 , wherein t h e

d a m

s e a l

i n c l u d e s a m e t a l

m a t e r i a l

hav

i n g t h r e a d s

e n g a g i n g

t h r e a d s a t

s a i d r i n g .

1 8 i i t 1

i

Documents

Taper Roller Bearings for Wheel Bearing of Aircraft