CN108026978B - 保护环、密封组件和轴颈十字组件 - Google Patents

保护环、密封组件和轴颈十字组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于轴颈十字组件(5)的轴承衬套(9)的密封组件的保护环(19)，其中保护环(19)具有以下部分：与纵向轴线(7)同心的环形套筒部段(36)，从套筒部段(36)的后部轴向端部处径向向内延伸的环形座部段(37)，以及在套筒部段(36)的前部轴向端部处径向向内凸出的至少一个凸出部(39、40)，其中保护环(19)还具有在圆周上分布的、从座部段(37)轴向突出且布置在套筒部段(36)内侧的多个腹板(42)。

Description

保护环、密封组件和轴颈十字组件
技术领域
本发明涉及具有用于万向接头的轴颈十字组件的轴承衬套的密封布置，其中轴承衬套具有用于接纳轴颈十字的轴颈的轴颈接收器，以及保护环，该保护环支承在轴承衬套(9)的开口端部上并且具有以下部分：与纵向轴线同心地形成的环形套筒部段；从套筒部段的后部轴向端部处径向向内延伸的环形座部段；布置在套筒部段的前部轴向端部处并且径向向内突出的至少一个凸出部；沿圆周分布式布置，从座部段轴向突出并且布置在套筒部段内侧的多个腹板，其中轴承衬套被轴向支撑在腹板上，并且具有周向延伸的端面，该端面轴向背对座部段并且布置在套筒部段的前部轴向端部部分处。
背景技术
此类保护环用于被推到轴颈十字组件的轴承衬套上，其中至少一个凸出部接合在轴承衬套的外圆周凹槽中并被锁定于其中。保护环可以与座部段一起推到轴颈十字组件的轴颈十字的轴颈上并固定于其上。
从DE 196 37 553C1已知此类保护环。其中描述的用于轴承衬套的密封件具有带有托架和预密封件的主密封件。该主密封件以适当的力支承在轴承衬套的内壁中。主密封件具有径向面向内的密封唇部，并且邻接轴承轴颈的密封面。预密封件不可旋转地支承在轴颈十字组件的轴承轴颈上，并且具有支腿，该支腿用密封边缘邻接轴承衬套的外密封面。在轴向上与密封边缘间隔开地设置有保持凸出部，该保持凸出部径向向内突出。
预密封件可以与保持凸出部一起附接以预组装在主密封件的托架上。为此，在未安装状态下，其具有比托架的轴环的横截面小的开口横截面。
从DE 197 54 699A1已知不同的保护环。其中，轴承衬套的密封件被描述为具有加强密封件和预密封件。加强密封件以适当的力支承在轴承衬套的内壁中。密封件的加强部具有径向向内定向的支腿，径向轴密封环安装在该支腿上。径向轴密封环密封在轴承衬套和轴颈十字组件的轴颈表面之间。此外，密封件具有轴向对准的密封唇部，并且该唇部保持与预密封件邻接。该预密封件不可旋转地支承在轴颈十字组件的轴颈上，并且具有支腿，该支腿绕轴承衬套的端部接合。该预密封件还具有加强部，其具有L形横截面轮廓。绕轴承衬套接合的支腿具有径向向内定向的锁定凸出部，借助于该锁定凸出部，预密封件支承在轴承衬套的外圆周凹槽中并锁定于其中。径向向内定向的加强部的支腿用橡胶处理并由橡胶衬里固定地支承在轴颈十字组件的轴颈上。此外，轴承衬套的端部侧抵靠预密封件的橡胶衬里上的内侧被轴向支撑。
在DE 197 01 461A1中公开了一种可比较的密封装置。
US 4 874 349A公开了一种具有主密封件的密封布置，该密封布置插入到轴承衬套中，并且轴承衬套抵靠轴颈十字组件的轴颈的外圆周面密封。此外，该文献公开了一种保护环，其布置在轴承衬套的开口端部的前方并绕轴承衬套接合。保护环具有L形的横截面轮廓，其中保护环的圆柱形支腿部分被推到轴承衬套的开口端部上并与轴承衬套的外圆周凹槽中的凸缘部分锁定。径向面向内的保护环的支腿以适当的力支承在轴颈的外圆周面上。
在US 5 588 915A中示出了一种可比较的密封布置，其中保护环具有沿圆周分布并面向内的多个凸出部，该保护环通过这些凸出部接合在轴承衬套的外圆周凹槽中，其中外圆周凹槽由轴承衬套中的凹部和主密封件的托架形成。
发明内容
本发明的目的是提供一种密封布置，该密封布置确保其在轴颈十字组件的轴颈上的牢固组装，并能使轴颈十字组件的轴承衬套的轴承具有良好的润滑能力。
根据本发明，该目的通过根据权利要求1所述的密封布置来实现。优选的示例性实施例在从属权利要求中给出。
由于腹板沿圆周分布式布置，因而确保了在将支撑环组装到轴承衬套上期间以及在将具有预先组装好的保护环的轴承衬套组装到轴颈十字的轴颈上期间，保护环经由腹板(即位于套筒部段内)抵靠轴承衬套被轴向支撑。因此，套筒部段自身不像经常在现有技术的保护环中那样用作轴向支撑件。因此，套筒部段可以形成为薄的。因此，具有推进式(pushed-on)保护环的轴承衬套可以被推到轴颈十字的轴颈上，直到具有其座部段的保护环牢固且不可旋转地安装在轴颈上。在推进过程中，腹板用作为支撑件。牢固的轴向支撑件是必需的，这是因为座部段具有中央容纳孔，通过该中央容纳孔，尺寸过大的座部段被支承在轴颈的外圆周面上。
此外，腹板使得以凸缘形式从套筒部段径向向内突出的座部段布置在离轴承衬套的端面一定轴向距离处。因此，当润滑轴承衬套内的轴承时，润滑油可以被迫向前通过轴承衬套的端面以及位于腹板之间的座部段径向到外部。
优选地，套筒部段布置在轴承衬套的外圆周面的一定径向距离处，使得润滑油可以被排出到外部。
保护环用作为主密封件的保护装置，其可以布置在轴颈和轴承衬套之间。
凹形凹部确保在轴承衬套的外圆周面和保护环的内圆周面之间足够的间隙。因而防止在保护环在轴承衬套上组装之后的上漆过程中产生毛细力，该毛细力会将施加的清漆(varnish)拉入到位于套筒部段和轴承衬套之间的径向间隙中。这将导致这样一个事实：当清漆硬化时，保护环刚性地连接到轴承衬套。然而，保护环应当不可旋转地支承在轴颈上，并且应当使得保护环和轴承衬套之间能够相对运动。
由于凹形凹部，产生了套筒部段的细丝(filigree)端部部分，其在将带有预先组装好的保护环的轴承衬套推进到轴颈十字的轴颈上的过程中尤其有受到损害的危险。因此，沿圆周分布式布置的腹板特别确保了当轴承衬套被安装在轴颈上时，保护环的套筒部段的细端部部分被保护。
优选地，腹板分别布置在位于套筒部段和座部段之间的过渡区域中，使得腹板连接到套筒部段以及座部段，优选地与它们一体地形成。因此，当轴承衬套相对于保护环旋转时，腹板稳定并能吸收在组装过程中不期望产生的横向力。
优选地，多个凸出部沿圆周分布式布置。这些凸出部用于接合在轴承衬套的外圆周凹槽中。然而，也可能仅仅设置一个周向延伸的凸出部。
在套筒部段的内圆周面中可以布置轴向延伸的凹槽，凸出部通过凹槽彼此分离。凹槽确保在轴承衬套的润滑期间排出润滑油。
沿圆周分布式布置的凸出部可以径向向内不同程度地突出。因此，所有的凸出部可以接合在轴承衬套的外圆周凹槽中并且可以将保护环锁定于其中。此外，凸出部中的一些可以径向向内以较小的延伸部突出，以便于将保护环组装在轴承衬套上。在将保护环推进到轴承衬套上的过程中，即套筒部段径向向外变形，直到凸出部卡入到轴承衬套的外圆周凹槽中。如果凸出部中的一些具有径向向内的较小的径向部，则套筒部段不必像在具有凸出部的实施例中那样变形，其中这些凸出部全部一致地径向向内突出。
附图说明
下面通过使用附图详细描述优选实施例。
本文示出
图1万向接头轴的半剖视图，
图2图1所示轴颈十字组件的透视表示，
图3通过图2所示轴颈中的一个的第一纵向剖视图，
图4根据图3中的细节IV的保护环的放大表示，
图5通过图2所示轴颈的另一个纵向剖视图，
图6根据图5中的细节VI的保护环的放大表示，
图7图2所示保护环的透视表示，
图8图7所示保护环的俯视图，
图9沿图8中的相交线IX-IX的横截面轮廓的表示，
图10沿图8中的相交线X-X的横截面轮廓的表示，
图11沿图8中的相交线XI-XI的横截面轮廓的表示。
具体实施方式
图1示出了具有两个万向接头1、1’的万向接头轴。万向接头1、1’中的每个具有设置有凸缘3的第一接头轭铁2。此外，每个万向接头1、1’设置有第二接头轭铁4。接头轭铁2、4二者均通过轴颈十字组件5彼此连接，使得第一接头轭铁2可以绕纵向轴线8执行枢转运动，并且第一接头轭铁2和轴颈十字组件5的组件可以相对于第二接头轭铁4绕第二纵向轴线7执行枢转运动。轴颈十字组件5包括具有四个轴颈17的轴颈十字6，轴颈十字中的每个分配有一个轴承布置，该轴承布置包括轴承衬套9，该轴承衬套被接纳在相应的接头轭铁2、4的轭孔10中。
在属于接头1的第二接头轭铁4上刚性地连接有管11。该管11载有插入套筒12，该插入套筒12具有中央孔和带有花键齿13的壁，该花键齿13具有平行于万向接头轴的旋转轴线D延伸的齿。在此，外侧上具有花键齿15的滑动短轴14以纵向可移位的方式被接纳。滑动短轴14刚性地连接至万向接头1的第二接头轭铁4。因此，在包括滑动短轴14和插入套筒12的纵向位移中，长度改变，这是由万向接头轴位置变化导致的，从而可以补偿两个万向接头1、1’处的角度。纵向位移设置有保护管16，保护管16在一个端部处固定到万向接头1的第二接头轭铁4并覆盖插入套筒12的外表面，且在其另一端部处具有用于相对于该外表面进行密封的密封件。两个凸缘3用于连接到传动系的驱动或从动零件，万向接头轴包含在其中。
图2示出了图1所示的轴颈十字组件5的透视表示。轴颈十字组件5包括具有中央基体18的轴颈十字6，四个轴颈17从轴颈十字6伸出，四个轴颈17中的一个以图2示例性地描述。四个轴颈17中的两个分别布置在共同的纵向轴线7、8上并且朝相反的方向定向，其中两个纵向轴线7、8彼此以直角相交。
具有轴承衬套9和保护环19的密封布置被推进到轴颈17上。保护环19用于将轴承室或轴颈接收器密封在轴承衬套9内和/或用于保护布置在轴承衬套9中的主密封件。
图3至图11以不同的表示示出了密封布置和保护环19，并且在下面一起描述。
图3以半剖视图示出了图2所示轴颈十字组件5的细节，该剖视图具有延伸通过纵向轴线7的截面。具有图2所示轴颈17的轴颈十字6的一部分被示出。轴颈17具有端面20以及沿朝向基体18的方向最初从端面20开始的圆柱形轴承表面21。提供从端面20开始的用于容纳润滑剂的储存器22。作为储存器22的替代方案，可以设置润滑剂通道，该润滑剂通道连接到所有轴颈17的润滑剂通道并且连接到设置在基体18中的用于润滑的润滑剂喷嘴。
密封面23连接到圆柱形轴承面21，该密封面23在座面24中沿朝向基体18的方向汇合。密封面23用作为用于这里未示出的密封件的密封面，该密封面支承在轴承衬套9中并且为了清楚起见而未在图中示出。密封件被插入到轴承衬套9的开口端部25中，不可旋转地保持到轴承衬套9上，并具有保持与密封面23邻接的密封唇部，其中当接头铰接并且在轴承衬套9和轴颈17之间产生旋转运动时，在轴颈17的密封面23和密封唇部之间执行相对运动。
保护环19被安装且不可旋转地保持在座面24上。为此，保护环19尺寸过大。这意味着，保护环19的中央容纳孔26具有小于座面24的外径的内径。在图3-6中，保护环19如图所示未变形，以便图示出过大尺寸。
轴承衬套9具有中空圆柱形外壳27，其具有圆柱形内面28和圆柱形外面29。圆柱形外面29用于在接头轭铁中的轭孔中接纳轴承衬套9。此外，轴承衬套9具有带有底部内面31的底部30，该底部内面31面向轴承衬套9的开口端部25并且覆盖轴颈17的端面20。在轴承衬套9的内面28和轴颈17的轴承面21之间形成有环形间隙，在该环形间隙中布置有呈针或辊形式的滚动构件32的环。滚动构件32由此在轴颈17的轴承面21上和外壳27的内面28上滚动，并且使得轴承衬套9能够绕纵向轴线7相对于轴颈17转动。
滚动构件32朝向轴承衬套9的底部30轴向支撑在压盘33上，该压盘33布置在底部内面31和端面20之间并相对于纵向轴线7径向突出到环形间隙中，滚动构件32布置在该环形间隙中。
滚动构件32平行于纵向轴线7远离端面20沿朝向基体18的方向的运动受到止动盘34的限制，该止动盘34被推进到轴颈17上并且被支撑在从轴承面21到密封面23的过渡部的轴向地朝向基体18的方向的肩部上。止动盘34具有内部轴向延伸凹槽35(图4)。这些凹槽用于将润滑剂从布置有滚动构件32的环形间隙的区域朝向保护环19的方向传送。在止动盘34和保护环19之间布置有主密封件(这里未示出)，如已经解释的那样，其被插入到开口端部25中并且不可旋转地保持在那里。
保护环19具有套筒部段36，该套筒部段36基本上形成为圆柱形并且与纵向轴线7同轴。套筒部段36包围位于开口端部25的区域中的轴承衬套9的外壳27的外面29。在后部轴向端部处，背对轴承衬套9的底部30并且面向轴颈十字6的基体18的保护环19具有环形座部段37，其近似形成为凸缘形状并且相对于纵向轴线7从套筒部段36径向向内突出。座部段37形成容纳孔36，保护环19通过该容纳孔36布置在轴颈17的座面24上。座部段37覆盖轴承衬套9的外壳27的指向基体18的端面38以及轴承衬套9的外壳27和轴颈17之间的环形间隙。因此，布置在保护环19和止动盘34(这里未示出)之间的主密封件34不受外部影响。此外，保护环19自身已经具有密封效果并起到预密封作用。
套筒部段26在背对座部段27的前部轴向端部处具有径向面向内的凸出部39、40。凸出部39、40分别沿绕纵向轴线7的圆周的一部分延伸，并且通过平行于纵向轴线7轴向延伸的凹槽43彼此分开并且布置在套筒部段36的内圆周凹槽44中。
尤其如图8以及图10和图11所示的横截面表示所示，多个第一凸出部39和第二凸出部40沿圆周分布式布置，其中第一凸出部39和第二凸出部40交替。第一凸出部39比第二凸出部40径向向内地从内圆周面44突出更远。在凸出部39、40接合在轴承衬套9的外圆周凹槽41中的情况下，所有凸出部39、40用于将保护环19固定在轴承衬套9上。在组装过程中，保护环19沿纵向轴线7的方向被推进到轴承衬套9的开口端部25上，其中凸出部39、40邻接轴承衬套9的开口端部25处的止动面45。止动面45形成为类似截头圆锥体，使得当推进保护环19时，套筒部段36径向向外变形并且扩张，直到凸出部39、40卡入外圆周面41。由于下部的第二凸出部40或当它们从内圆周面44径向向内突出程度较小时，套筒部段36的变形在安装保护环19期间减小而不影响保持功能。
在套筒部段36的前部轴向端部的区域中具有背对座部段37的端面50。在从端面50到凸出部39、40的过渡部中形成凹形凹部46、47。这些凹部在外圆周凹槽41中分别形成间隙48、49，通过该间隙48、49防止在轴颈十字组件5稍后的上漆期间产生毛细力，该毛细力将清漆拉入轴承衬套9的外面29和套筒部段36的内圆周面44之间的中间间隙。通常，在轴承衬套9和保护环19的套筒部段36之间设置径向间隙，使得刚性地连接到轴颈17上的保护环19和相对于轴颈17旋转地保持的轴承衬套9之间能够相对运动。
此外，保护环19具有腹板42，该腹板42沿圆周分布式布置，从座部段37轴向朝向纵向轴线7的方向突出并且同时一体地连接到从其径向突出的套筒部段36。因此，腹板42布置在套筒部段36和座部段37之间的过渡部中。在该情况下，套筒部段36、座部段37以及腹板42一体地形成，即形成为一体。保护环19经由腹板42径向地支撑在轴承衬套9的端面38上。在轴承衬套9的组装过程中，最初压盘33、滚动构件32、止动盘34、主密封件(未示出)以及保护环19安装在轴承衬套中。然后将该单元沿纵向轴线7的方向朝向基体18被轴向地推进到轴颈17上。只要保护环19已经到达轴颈17的座面24，则在座面24的区域中产生增加的轴向力，用于将带有容纳孔26的保护环17推进到具有较大直径的轴颈17的部分上。在该情况下，保护环19经由腹板42轴向支撑在轴承衬套9上。
由于腹板42沿圆周分布式布置，因此在润滑轴承期间，润滑剂可以从轴承衬套9的外壳27和腹板42之间的轴颈17的轴承面21之间的环形间隙排出，并且通过套筒部段36和外壳27之间沿圆周方向的径向间隙。
参考数字列表
1、1’ 万向接头轴
2 第一接头轭铁
3 凸缘
4 第二接头轭铁
5 轴颈十字组件
6 轴颈十字
7 纵向轴线
8 纵向轴线
9 轴承衬套
10 轭孔
11 管
12 插入套筒
13 花键齿
14 滑动短轴
15 花键齿
16 保护管
17 轴颈
18 基体
19 保护环
20 端面
21 轴承表面
22 储存器
23 密封面
24 座面
25 开口端部
26 容纳孔
27 外壳
28 内面
29 外面
30 底部
31 底部内面
32 滚动构件
33 压盘
34 止动盘
35 凹槽
36 套筒部段
37 座部段
38 端面
39 第一凸出部
40 第二凸出部
41 外圆周凹槽
42 腹板
43 凹槽
44 内圆周面
45 止动面
46 凹部
47 凹部
48 间隙
49 间隙
50 端面
D 旋转轴线

Claims (5)

1.密封布置，其具有
用于万向接头的轴颈十字组件(5)的轴承衬套(9)，
其中所述轴承衬套(9)具有用于接纳轴颈十字(6)的轴颈(17)的轴颈接收器，以及
保护环(19)，其支承在所述轴承衬套(9)的开口端部上并且具有以下部分：
环形套筒部段(36)，其与纵向轴线(7)同心地形成，
环形座部段(37)，其在所述套筒部段(36)的后部轴向端部处径向向内延伸，
至少一个凸出部(39、40)，其在所述套筒部段(36)的前部轴向端部部分处径向向内突出，
多个腹板(42)，其沿圆周分布式布置，从所述座部段(37)轴向突出并且布置在所述套筒部段(36)内，其中所述轴承衬套(9)轴向支撑在所述腹板(42)上，以及
轴向远离座部段(37)的圆周端面(50)，该圆周端面(50)布置在所述套筒部段(36)的所述前部轴向端部部分上，
其特征在于
所述保护环(19)的所述至少一个凸出部(39、40)支承在所述轴承衬套(9)的外圆周凹槽(41)中，
在所述保护环(19)的所述端面(50)和所述至少一个凸出部(39、40)之间的过渡部中布置有凹形凹部(46、47),以在所述外圆周凹槽(41)中形成间隙，所述间隙防止形成毛细力，以及
在所述轴承衬套(9)和所述保护环(19)的套筒部段(36)之间形成有径向间隙。
2.根据权利要求1所述的密封布置，
其特征在于
所述腹板(42)分别布置在所述套筒部段(36)和所述座部段(37)之间的过渡区域中。
3.根据权利要求1所述的密封布置，
其特征在于
多个凸出部(39、40)沿圆周分布式布置。
4.根据权利要求3所述的密封布置，
其特征在于
在所述套筒部段(36)的内圆周面(44)中布置有轴向延伸的凹槽(43)，凸出部(39、40)借助于所述凹槽(43)彼此分离。
5.根据权利要求3或权利要求4中任一项所述的密封布置，
其特征在于
所述凸出部(39、40)沿圆周径向向内突出不一样远。
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