CN102848852B - 用于连接到等速万向节的轮毂组件的静态密封装置 - Google Patents

Abstract

一种用于轮毂（3）的静态密封装置（1），其内环（5）与连接所述轮毂的等速万向节（6）关联，其外环（10）与轮毂连接，包括轮毂的内环和外环之间设置的用于保护滚动体（9）的第一密封组件（14）以及轮毂和万向节的外环之间设置的第二密封组件（15），第二密封组件（15）由内环整体承载，设置为跨过轮毂和万向节的外环；其中第一密封组件（14）包括护罩（16），其锚定到轴承的内环（5）且在万向节侧上提供有凸缘部分（18），凸缘部分（18）朝着留下凸缘部分未覆盖的环形径向内部区域的万向节承载环形信号发生元件（19），限定环形座（30）在它和内环之间，其中第二密封组件的管芯（28）的外侧上径向折叠的边缘（31）在使用中连接。

Description

用于连接到等速万向节的轮毂组件的静态密封装置

技术领域

本发明涉及用于连接到等速万向节的轮毂组件的静态密封装置。

背景技术

轮毂组件在一侧上支撑车轮，并且如果所述轮子驱动，则它们有角度地连接到相关的等速万向节，用于传输驱动扭矩从轴到轮子自身。轮毂组件具有旋转轴A，并且包括彼此同轴的内环和外环，其与旋转轴A也同轴，通过其间设置的滚动体的凸面而彼此可旋转。

内环是带凸缘的内环，以允许轮子连接到组件，并且包括：

-与旋转轴交叉的凸缘，

-沿着旋转轴A延伸的轴，与凸缘整体制作，且与凸缘相同的材料，以及

-插入环，在与凸缘相对侧上相对于轴自身轴向地安装在轴上，并且由卷边轴向地锁定到轴肩。

从等速万向节到轮毂传递的驱动扭矩由变化运动传输齿装置保证，所述装置提供在轮毂和等速万向节的外环的相邻且面对的端部上；齿形装置可由典型的花键连接或一对彼此头对头连接的前齿组成，如WO2009/140996、EP2042755或再一个WO2008/006339所示。

具体而言，在提供前齿的情况下，轮毂和等速万向节之间的汇合区域必须保护而不渗入外部污染物(水、灰尘、泥、污垢)；其应用于内环和外环之间安装的滚动体，其提供有到竖直悬挂的固定装置。

这样的保护根据WO2008/006339由两个相对护罩制作的单一密封组件获得，第一个护罩在面对等速万向节的侧面上固定到轴承的内环，第二个护罩固定到轴承的外环，并且承载提供有一个或多个密封唇的密封圈，密封唇配合为与第一护罩接触。第一护罩具有复杂的形状，通过双重折叠获得，从而其套筒部分延伸为从轴承的内环突出且朝着等速万向节的外环，覆盖汇合区域。所述突出部分可至少在其自由端提供有环形密封，其与等速万向节的外环向前配合；而且，第一护罩的凸缘部分在使用中面向等速万向节的突出部分或面可提供有环形信号发生元件(也称为“有声轮”)，如果护罩由铁磁金属材料制造，则环形信号发生元件由交替的凸凹组成，或者，由可磁化弹性材料制作的环形密封部分组成，其磁化为具有磁化和非磁化区域的交替，或者，由具有不同极性的区域组成。一旦在使用中与适当的传感器连接，则根据所述为与内环整体的“有声轮”的旋转产生信号，用于检测车轮的旋转速度。

根据WO2008/006339的方案制造和装配上是昂贵的、复杂的，并且在径向和轴向二者上生产很大的总体尺寸。

在WO2009/140996的情况下，第一护罩在径向截面总具有简单的L形状，并且在其凸缘部分上承载信号发生元件；汇合区域的保护由第二密封组件实现，与密封组件分开且相邻，密封组件设置为保护滚动体，安装为通过其管芯配合在轮毂组件的内环的外侧表面上；在其自由端，管芯承载环形套筒密封，其使径向密封在万向节的外环上。所述方案大大增加了轴承的轴向尺寸，这是因为其内环必须制作为充分长，以允许两个密封组件的分开配合。而且，为了获得第二密封组件的配合，优选具有轴肩，其适合于在其上施加在安装步骤中所需的推力。这应当在芯上获得，朝着其自由端，位于内环上配合区域的端部，因此在安装步骤中经受峰值负荷，并且可能易于造成变形。

然而，EP2042755教导了类似的方案，其中第二密封组件由等速万向节的外环实现且具有与内部轴承环向前配合的密封，或者，它由内部轴承环在相同区域上实现，旨在也容放第一密封组件，其径向地配合在第二密封组件的芯的外侧上。然而，尽管所述方案允许轴向尺寸相对于WO2009/140996减小，但是它增加了径向尺寸。而且，正确地执行第二密封组件的安装有必要在轴向方向上具有很长的芯，而没有变形可能困难的情况，除非端部轴肩朝着第一密封组件的第一护罩的凸缘部分在其上获得。然而，这导致由所述凸缘部分任意执行的与信号发生元件干扰的问题。

发明内容

本发明的目标是提供一种没有上述问题的用于连接到等速万向节的轮毂组件的静态密封装置，其成本低并且非常易于制造，其在滚动体上以及在万向节和轮毂之间的耦合区域上具有高的保护效率以及减少的轴向和径向尺寸。

因此，根据本发明，提供了一种用于连接到等速万向节的轮毂组件的静态密封装置，包括在使用中插设在所述轮毂的内环和外环之间的第一密封组件以及在使用中整体上由所述内环承载的并且设置为连接所述轮毂和所述等速万向节的外环的第二密封组件；其中所述第一密封组件包括第一护罩，所述第一护罩通过它的套筒部分锚定到所述内环，并且设置有在所述万向节侧上的凸缘部分，凸缘部分径向延伸以从所述套筒部分突出且朝着所述轮毂的所述外环，朝着所述万向节外部承载信号发生元件，所述信号发生元件包括环形插件；其特征在于，在结合中，-所述环形插件成型为留下所述凸缘部分的未被覆盖的环形径向内部区域，所述环形径向内部区域直接相邻于所述内环的径向外部侧表面，所述第一护罩的所述套筒部分和所述第二密封组件的管芯的第一端部在使用中配合为彼此直接相邻；-所述管芯的第一端部限定环形座，其在所述第一护罩的所述凸缘部分的所述未被覆盖的环形径向内部区域自身和所述内环的所述径向外部侧表面之间朝向所述万向节向前开口；-所述第二密封组件的所述管芯的所述第一端部面对所述万向节的相对侧，并且在外侧上径向地设置有L状边缘，L状边缘处在所述环形座中，基本上与所述环形插件的面向所述万向节的面齐平。

因此，获得紧凑的总体装置结构，其减小了轴向和径向尺寸，易于制造与安装，而没有使具有长的轴向长度的部件经受峰值负荷。同样获得了万向节和轮毂的相邻区域的良好的流体密封。

附图说明

本发明的进一步特征和优点通过下面参考附图对其非限定性实施例的描述将明显易懂，附图中：

-图1示意性地示出了根据本发明的静态密封装置的纵向正面径向截面图，其应用于连接到等速万向节的轮毂组件，为了简便仅部分地示出；

-图2示意性地示出了图1中密封装置的变化细节的缩小比例的径向截面图。

具体实施方式

参见图1和2，参考标号1(图1)总体上表示用于轮毂3的静态密封装置，轮毂的内环5与和它整体旋转的等速万向节6可操作地关联。轮毂组件3还包括与内环5共轴且同中心安装的外环8，径向地设在内环5的外侧上，并且包括设置在内环5和外8之间的多个滚动体9。内环5包括环5a，环5a制成为由卷边(rolled edge)7轴向锁定的独立元件，且环5a由圆柱外侧表面26向外定界，而等速万向节6包括外环10，外环10设置有圆柱外侧表面29和前齿12，前齿12与其相互相邻的部分13(图2)上的边缘7上获得的类似前齿啮合，为了简便而没有示出。

装置1包括内环5(特别是环5a)和外环8之间设置的以保护滚动体9的第一密封组件14以及由内环5(特别是环5a)整体承载的第二密封组件15，设置为骑跨轮毂3和万向节6的外环10。

密封组件14包括：两个护罩16和21，设置为彼此面对且分别配合在内环5上和外环8中；以及多个环形唇22、23、24，它们与护罩21整合，且设置为与护罩16滑动接触。

护罩16为径向截面中的L形状，并且进而包括套筒部分17和凸缘部分18，套筒部分17锚定到内环5的径向外部侧表面26上，凸缘部分18径向延伸以从套筒部分17突出在外侧上且朝着外环8。

在面对万向节6的各前表面20上，凸缘部分18支撑由平面环形插件19b限定的信号发生元件19，其具有恒定轴向厚度的大致梯形径向截面，并且由已经被磁化的可磁化弹性材料制作且被锚定到表面20。环形插件19b具有关于轴A彼此交替的多个磁化的和非磁化的区域或者具有相反极性的多个磁化区域；一旦环形元件或插件19b与已知的或未知的传感器可操作地连接，则这样的传感器发射所述环5的转速的信号函数。

根据本发明的特征，环形插件19b成型为在表面20上留下凸缘部分18的未覆盖的环形径向内部区域25，其直接相邻内环5(特备是环5a)的径向外部侧表面26，在其上护罩16的套筒部分17和第二密封组件15的管芯28的第一端部27配合在轴向方向上彼此直接相邻的位置。构成环形元件19的可磁化弹性材料的插件19b然后连接且锚定到表面20以将其全部覆盖，除了所述未覆盖的环形区域25之外。

管芯28通常由冲压的金属材料制造，并且延伸为从环5轴向突出，与环5同轴，朝着万向节6，并且在轮毂3和万向节6的外环10的直接相邻部分周围，设置有如前面所述的相互啮合的前齿，特别是直到外环10的基本上圆柱形的外侧表面29，外环10通常设置为与环5基本上同轴。

根据本发明，由于其具有相对于凸缘部分18的减小径向范围的形状，环形元件19自身限定在凸缘部分18的未被覆盖的径向内部环形区域25和内环5的径向外部侧表面26之间，环形座30朝着万向节6向前开口，因此朝着管芯28开口，适合于在其中容放芯28的端部27的一部分，如图所示。

根据本发明，在与元件19的这种特定形状的结合中，面向万向节6的相对侧的管芯28的端部27径向地设置在具有L状边缘31的外侧上，L状边缘31成型为连接在环形座30内，基本上与面向万向节6的环19的面32齐平。特别的，L状边缘31适合于限定推力轴肩，用于在轴承4的内环5上安装密封组件15。这样，由折叠边缘31限定的轴肩由管芯28的端部27承载，其在使用中面对安装方向，因此避免了在安装步骤中对管芯28施加任何峰值负荷。而且，一旦安装，边缘31保持完全包括在环形元件19的轴向尺寸内，并且因此它不会产生管芯28的轴向尺寸上的增加。

在某些情况下由于元件19减小了径向范围信号发生可能不满意，为了改善信号发生，环形插件19b延伸在径向方向上，恰好超过限定护罩16的凸缘部分18的径向外边缘33(图1)并且在轴向方向上延伸凸缘部分18的整个厚度并且延伸到凸缘部分18与表面20相反的第二前表面34。这样，凸缘部分18的径向外边缘33被埋设在插件19b中。

为了保证内环5和万向节6(具有相关前齿)的相邻部分的流体密封保护，管芯28的端部27例如通过干涉配合与内环5的径向外部侧表面26流体密封连接，这也使得管芯28与所述内环5有角度的整合。而且，除了管芯28，密封组件15还包括环形密封35，其由管芯28的与端部27相对的第二端部36承载。

密封35由弹性材料制造，并且进而至少包括第一弹性变形环形唇37，其径向延伸为从第二端部36突出，向着管芯28的内部，并且在第一端部27的L状边缘31的相对侧上，直到以干涉的方式相交于万向节6的外环10的基本上圆柱形的外侧表面29，用于获得在其上的滑动径向密封。

环形密封35还包括第二环形唇38，其径向延伸在倾斜方向上，以从端部36突出，基本上在环形唇37的相对侧上，并且在相对于唇37朝着端部27轴向收缩的位置，从而限定在密封35中面对万向节6且朝着唇37的前环形缺口39，其适合于允许唇38用作相对于接近唇37的可能污染物的离心元件。

具体而言，唇38短于唇37，并且延伸在轴向方向上，直到与侧环形表面40齐平，侧环形表面40向前定界面对内环5相对侧的唇37。而且，管芯28的端部36的直径小于端部28的直径，并且通过管芯28的倾斜折叠的台阶部分41连接到第一端部28，从而提高了管芯28自身的轴向刚度。

管芯28的这样的第二端部36完全埋设在环形密封35中。而且，根据图2中的选择性实施例，管芯28的端部36径向地设置在L状边缘42的内部，L状边缘42延伸在与端部27的L状边缘31相反且平行的方向上，并且平行于唇37的根部且在与唇37的根部直接相邻的位置被埋设在密封35中，从而使其位于面对内环5的一侧上。

根据本发明的另一个方面，由插件19b限定的信号发生元件19由径向倾斜设置且定向的径向内部侧表面43朝着端部27的L状边缘31限定，实际上径向内部侧表面43是简单的或混合的圆锥表面，从而使得由环形元件19限定的用于边缘31的密封30在它向前开口的侧面上向外径向扩展，即朝着万向节6。

Claims (10)

1.一种用于连接到等速万向节(6)的轮毂(3)的静态密封装置(1)，包括在使用中插设在所述轮毂(3)的内环(5)和外环(8)之间的第一密封组件(14)以及在使用中整体上由所述内环(5)承载的并且设置为连接所述轮毂(3)和所述等速万向节的外环(10)的第二密封组件(15)；

-其中所述第一密封组件(14)包括第一护罩(16)，所述第一护罩(16)通过它的套筒部分(17)锚定到所述内环(5)，并且设置有在所述万向节(6)侧上的凸缘部分(18)，凸缘部分(18)径向延伸以从所述套筒部分(17)突出且朝着所述轮毂(3)的所述外环(8)，朝着所述万向节(6)外部承载信号发生元件(19)，所述信号发生元件(19)包括环形插件(19b)；其特征在于，在结合中，

-所述环形插件(19b)成型为留下所述凸缘部分(18)的未被覆盖的环形径向内部区域(25)，所述环形径向内部区域(25)直接相邻于所述内环的径向外部侧表面(26)，所述第一护罩的所述套筒部分(17)和所述第二密封组件(15)的管芯(28)的第一端部(27)在使用中配合为彼此直接相邻；

-所述管芯(28)的第一端部(27)限定环形座(30)，其在所述第一护罩(16)的所述凸缘部分(18)的所述未被覆盖的环形径向内部区域(25)自身和所述内环的所述径向外部侧表面(26)之间朝向所述万向节(6)向前开口；

-所述第二密封组件的所述管芯的所述第一端部(27)面对所述万向节(6)的相对侧，并且在外侧上径向地设置有L状边缘(31)，L状边缘处在所述环形座(30)中，基本上与所述环形插件(19b)的面向所述万向节(6)的面(32)齐平。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述管芯(28)的所述第一端部(27)流体密封地连接到所述内环(5)的所述径向外部侧表面(26)。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第二密封组件(15)的所述管芯(28)轴向延伸为从所述内环(5)朝着所述等速万向节(6)延伸；所述第二密封组件(15)还包括由所述管芯的与所述第一端部相对的第二端部(36)承载且由弹性材料制作的环形密封(35)，进而至少包括弹性变形的第一环形唇(37)，其径向延伸为从所述管芯的所述第二端部(36)向所述管芯(28)内突出且从所述管芯的所述第一端部(27)的L状边缘(31)的相对侧突出，直到以干涉的方式相交于等速万向节(6)的外环(10)的基本上圆柱形的外侧表面(29)，以获得在其上的滑动径向密封。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，由所述管芯的所述第二端部(36)承载的所述环形密封(35)由弹性材料制作，进一步包括第二环形唇(38)，其在倾斜方向上径向延伸以从所述管芯的所述第二端部(36)突出，基本上在所述第一环形唇(37)相对侧上且在相对于所述第一环形唇(37)朝着所述管芯的所述第一端部(27)的轴向收缩位置，从而在所述第二密封组件中且朝着所述第一环形唇限定前环形缺口(39)，其适合于允许第二环形唇(38)用作相对于接近第一环形唇(37)的可能污染物的离心元件。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二环形唇(38)短于所述第一环形唇(37)且延伸在轴向方向上，直到与环形侧表面(40)齐平，所述环形侧表面(40)向前限定所述第一环形唇(37)且面对所述内环(5)的相对侧。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述管芯(28)的所述第二端部(36)的直径小于所述第一端部(27)的直径，并且通过所述管芯的倾斜折叠的台阶部分(41)连接到所述第一端部，从而提高了所述管芯(28)的轴向刚度；所述管芯的整个第二端部(36)埋设在属于所述第二密封组件(15)的所述环形密封(35)中。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述管芯(28)的所述第二端部(36)以第二端部L状边缘(42)径向地设置在内侧，第二端部L状边缘(42)延伸在与所述第一端部(27)的所述L状边缘(31)相反且平行的方向上，并且平行于弹性变形的第一环形唇(37)的根部且在与第一环形唇(37)的根部直接相邻的位置被埋设在所述环形密封(35)中，从而使其位于面对所述轮毂(3)的所述内环(5)的一侧上。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，形成所述信号发生元件(19)的所述环形插件(19b)制作为可磁化弹性材料的在轴向方向上测量的预定厚度的环形插件，其已经通过化学方法被锚定到面对所述等速万向节(6)的所述第一护罩(16)的所述凸缘部分的第一前表面(20)，从而将其完全覆盖，除了所述凸缘部分的所述未被覆盖的环形径向内部区域(25)之外；所述第二密封组件(15)的所述管芯(28)的所述第二端部(36)具有L状边缘(42)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，由可磁化弹性材料制作的所述环形插件(19b)延伸在径向方向上超过限定所述第一护罩(16)的所述凸缘部分的径向外边缘(33)，并且在轴向方向上延伸超过所述凸缘部分(18)的整个厚度，并且直到所述第一护罩的所述凸缘部分的与第一前表面相反的第二前表面(34)，从而所述第一护罩的所述凸缘部分的所述径向外边缘(33)埋设在插件(19b)中。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，限定所述信号发生元件的所述环形插件(19b)由倾斜设置的径向内部侧表面(43)朝着所述第二密封组件的所述管芯(28)的所述第一端部的所述L状边缘(31)限定，使由所述管芯(28)的第一端部(27)限定的用于所述L状边缘(31)的所述座(30)在其径向开启的侧面上径向向外扩展。