CN108431439A - 用于铰接轴的长度补偿的密封布置及铰接轴 - Google Patents
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Abstract
用于铰接轴的长度补偿(3)的密封布置，其中该密封布置具有以下部件：具有座部段(26)的第一轴元件(21)、具有紧固部段(28)的密封套筒(11)，其中为了将密封套筒(11)固定在第一轴元件(21)上，座部段(26)上布置有周向槽(32)，密封套筒(11)接合到所述周向槽中，其中密封套筒(11)借助于紧固部段(28)在纵向轴线(4)的方向上轴向推动到座部段(26)上，其中紧固部段(28)具有至少一个径向向内突出的卡锁突起(36)并且当密封套筒(11)处于完全推入的状态时该卡锁突起(36)以卡锁方式接合在周向槽(32)中，并且其中座部段(26)具有圆周密封面(34)，密封套筒(11)的紧固部段(28)在完全推入的状态下以弹性张紧方式抵靠地支承该圆周密封面(34)。
Description
本发明涉及一种用于铰接轴的长度补偿的密封布置以及具有此类密封布置的铰接轴。密封布置具有第一轴元件，该第一轴元件具有座部分。此外，密封布置具有带紧固部分的密封套筒，其中为了将密封套筒固定在第一轴元件上，座部分上布置有周向槽，密封套筒接合在该周向槽中，并且其中密封套筒通过紧固部分在纵向轴线的方向上轴向推动到座部分上。至少一个锁定突起布置在紧固部分上，该至少一个锁定突起径向向内突出并且在密封套筒完全推入的状态下以锁定方式接合在周向槽中。
从DE 962 842 C1已知此类密封布置。其中所示的密封套筒具有由橡胶弹性环形成的紧固部分，该紧固部分连接到密封套筒的金属管。为此，该管具有向内弯曲的紧固凸缘，橡胶弹性环紧固在该紧固凸缘上。橡胶弹性环置于并且弹性地保持在第一轴元件的周向槽中。
EP 1 500 836 A1示出另一种密封布置。所揭示的铰接轴包括第一轴元件和第二轴元件，该第一轴元件和第二轴元件彼此不可旋转地连接并且沿纵向轴线相对于彼此可移位地引导。密封套筒形成为圆柱形管并由具有形状记忆的塑料制成。该密封套筒容纳在座部分的圆柱形座面上。该座面设有至少一个周向槽或具有径向突出元件或增加的表面粗糙度。在将密封套筒推动到座面上之后，其中在这种状态下，密封套筒相对于座面具有径向间隙(play)，密封套筒在座面的区域中经受热处理，使得密封套筒收缩并且被夹紧在座面上且进入至少一个周向槽中。因此，实现相对于第一轴元件的牢固的轴向紧固和防旋转固定。然而，缺点则是加热密封套筒的附加繁琐的方法步骤。
在DE 1 910 284 A1中描述了一种万向节轴，该万向节轴包括具有第一节轭的第一轴元件和具有第二节轭的第二轴元件。第一轴元件具有外齿，该外齿沿纵向轴线延伸。第一轴元件可轴向移位地容纳在第二轴元件的连接管中，该第二轴元件与第一轴元件的外齿相对应地设有内齿。在第一轴元件的节轭的圆柱形座面上，密封套筒以第一端紧固。密封套筒由金属制成并且焊接至第一轴元件。密封套筒与第一轴元件同轴布置并且在第二端上承载密封载体，该密封载体利用保持部分从其第二端推动到密封套筒中并且连续焊接到密封套筒。缺点则是密封套筒必须以单独的方法步骤焊接到第一轴元件。
在EP 1 460 296 B1中示出用于万向节轴的一种类似的密封布置。密封套筒也由金属制成并且连接到第一轴元件。
US 1 496 236 A总地描述了长度补偿，并且特别是具有管状第一轴元件和容纳在第一元件中的第二轴元件的万向节轴的长度补偿。第二轴元件经由啮合齿不可旋转地容纳在第一轴元件中并可相对于第一轴元件沿纵向轴线执行轴向移位。第二轴元件形成由金属制成的密封套筒的紧固端的圆柱形座面。第二轴元件具有沿循座面的圆周面，在该周面中，密封套筒的紧固部分通过辊轧成形而径向压入。因此，密封套筒轴向保留在第二轴元件上。在其自由端，密封套筒具有向内指向的套环。此外，其具有容纳密封件的螺纹，另一个套筒拧在该螺纹上。此密封件用于相对于管状第一轴元件的外表面进行密封。在此同样为了将密封套筒紧固在轴元件上，必须要另外的方法步骤，即辊轧成形。
本发明基于该目的提供了一种用于铰接轴的长度补偿的密封布置，其中密封套筒可以简单的方式紧固在对应的轴元件上。
该目的通过一种用于铰接轴的长度补偿的密封布置来实现，其中该密封布置具有以下部件：具有座部分的第一轴元件、具有紧固部分的密封套筒，其中为了将密封套筒固定在第一轴元件上，座部分上布置有周向槽，密封套筒接合在该周向槽中，其中密封套筒通过紧固部分在纵向轴线的方向上轴向推动到座部分上。至少一个锁定突起布置在紧固部分上，该至少一个锁定突起径向向内突出并且在密封套筒完全推入的状态下以锁定方式接合在周向槽中。座部分具有周向延伸的密封面，该密封面与周向槽轴向隔开。密封套筒的紧固部分在完全推入的状态下以弹性偏置的方式邻接抵靠密封面。
此外，该目的通过具有此类密封布置的铰接轴来实现，其中该铰接轴进一步具有第二轴元件，该第二轴元件沿纵向轴线以可旋转地快速并且可移位的方式连接到第一轴元件，并且该第二轴元件具有周向延伸的邻接面，其中该密封套筒具有密封件，该密封件被布置为与邻接面密封邻接。
为了紧固密封套筒，因而在紧固部分上轴向推动密封套筒，其中在完全推入的状态下，紧固部分用于这样的事实：至少一个锁定部分以锁定方式接合在座部分的周向槽中。因此，可通过简单地将密封套筒推动到座部分上而使密封套筒连接到第一轴元件。
此外，在座部分上设有密封面，密封套筒与该密封面保持密封邻接。密封面被布置成与周向槽轴向隔开并且因此与周向槽局部分离。密封面不是周向槽的一部分。
由于密封套筒未在圆周方向上以另一种实质上的方式连续焊接、粘接或连接到第一轴元件，所以不会经由连接工具、即经由至少一个锁定突起和周向槽提供密封效果。通过紧固部分在座部分处邻接在密封面上来确保密封。因此，提供了两种功能的局部分离，即密封套筒在第一轴元件上的固定以及密封套筒相对于第一轴元件的密封。
紧固部分通过将其推动到座部分上而在径向方向上可弹性变形，尤其是可扩张。因此，当将密封套筒紧固在座部分上时、即当将密封套筒推动到座部分上时，首先紧固部分变形，使得密封套筒和紧固部分可被分别推动到座部分上。当达到密封套筒的完全推入位置时，至少一个锁定突起以锁定方式接合在周向槽中，其中紧固部分在其原始形状的方向上弹性地返回。因此，无需另外的方法步骤来将密封套紧固在座部分上。
当提供呈周向延伸的套环形状的单个周向延伸的锁定突起时，紧固部分主要可成圆柱形扩张。
当提供分布在圆周上的多个单个锁定突起(该多个单个锁定突起在圆周方向上隔开地布置)时，紧固部分可从原始基本圆柱形的部分变形成偏离圆柱形的形状，其中紧固部分的具有锁定突起的圆周部分比紧固部分的两个锁定突起之间的部分进一步向外径向变形，使得产生非圆形形状的横截面。
然而，为了确保尽可能好的弹性变形特性，至少紧固部分以及必要时整个密封套筒或密封套筒的最大部分可由塑料制成。显然，在此密封套筒上可形成或实质上连接另外的元件，必要时这些另外的元件还可由不同的材料制成。
优选地，密封面形成为圆锥形并且在朝向密封套筒的方向上以渐缩方式延伸。因此，当轴向推动时，密封面可被轴向推动成抵靠密封面。当将密封套筒或密封套筒的紧固部分推动到密封面上时，由此可确保紧固部分在此部分中略微径向扩张，从而确保紧固部分在密封面上的偏置座。
优选地，至少一个锁定突起轴向支撑在周向槽的支撑面上，即在与将密封套筒从座部分拉出(即，远离密封面)的方向相反的方向上。
为了确保紧固部分相对于密封套筒的充分偏置，紧固部分可在周向槽的支撑面和座部分的密封面之间轴向弹性偏置。
优选地，密封套筒具有多个锁定突起，这些锁定突起在圆周上彼此隔开布置。
为了确保将密封套筒的紧固部分简单地推动到座部分上，可在座部分和紧固部分的内周面之间设置径向间隙。另选地，可提供的是，紧固部分可在完全推入的状态下抵靠座部分的座面，以确保除了相对于密封面的密封之外的进一步密封。
紧固部分布置在密封套筒的第一轴向端上。在密封套筒的第二轴向端上可设有密封部分，该密封部分具有密封件，其中该密封件用于相对于铰接轴的第二轴元件密封密封套筒。
在一个实施例中，密封套筒可由多个部件形成并且具有其上形成有紧固部分的第一管端元件和其上形成有密封部分的第二管端元件。第二管端元件可优选地以实质、直接或经由至少一个管中间元件的方式连接到第一管元件。
管端元件和可选的至少一个管中间元件可由塑料制成。
在实施例中，第一轴元件可具有轴颈，其中密封套筒与轴颈同轴布置，并且距轴颈径向距离。呈套筒形状的第二轴元件或第二轴元件的套筒部分可进入密封套筒和轴颈之间的径向空间中。
轴颈的外径可形成为小于座部分的外径。因此，密封套筒可在推动期间被推到轴颈上方直至到达座部分而不与轴颈接触，从而防止密封套筒或轴颈上的涂层受到损坏。
在第一轴元件和第二轴元件彼此的轴向端位置中，这些轴元件可直接轴向地彼此抵靠地支撑。因此，这两个轴元件本身形成端邻接。密封套筒未被撞击或负载。
在下面的优选实施例中使用附图来详细表示和描述。本文示出了
图1为具有根据本发明的密封布置的第一实施例的具有长度补偿的铰接轴的示意性侧视图；
图2为密封布置的第二实施例的放大表示的具有铰接轴和密封套筒的第一端元件；
图3为根据图2中的细节X的放大表示的密封套筒在第一轴元件上的附接。
图1示出采用具有第一万向节1和第二万向节2的万向节轴形式的铰接轴，第一万向节1和第二万向节2经由具有长度补偿3的轴彼此不可旋转地连接。第一万向节1具有第一内轭17和第一外轭18，第一内轭17和第一外轭18经由第一交叉组件19以铰接的方式彼此连接。第一外轭18具有用于连接驱动或从动构件的第一凸缘20。第一内轭17合并在轴颈8中，其中第一内轭17和轴颈8表现为(represent)第一轴元件21。
第二万向节2包括第二内轭22和第二外轭23，第二内轭22和第二外轭23经由第二交叉组件24以铰接的方式彼此连接。
第二外轭23具有用于连接到驱动或从动构件的第二凸缘25。第二内轭22不可旋转地连接到连接管6，该连接管6同样不可旋转地连接到采用套筒形式的第二轴元件5。
第二轴元件5具有纵向孔，在该纵向孔中布置有内齿7，这些齿平行于纵向轴线4延伸并且被布置为周向分布。
轴颈8具有互补的外齿9，这些齿接合在内齿7的齿中并且相对于内齿的齿纵向可移位地保持，使得可在轴颈8和第二轴元件5之间围绕纵向轴线4传递扭矩。
第二轴元件5具有外圆柱形邻接面10。围绕轴颈8、且围绕第二轴元件5同轴地布置有密封套筒11，该密封套筒11的第一轴向端12容纳在第一轴元件21的座部分26上。在密封套筒的与第一轴向端12相对布置的第二轴向端13上连接有具有密封部分16的密封载体15。在这种情况下，密封套筒11分离成两部分，其中第一管端元件40具有密封套筒11的第一轴向端12，并且第二管端元件41具有带有密封套筒11的第二端13的密封载体15。这两个管端元件40、41直接彼此连接。这两个管端元件40、41由塑料制成并且彼此焊接。
密封套筒11具有内周面14，该内周面14布置成距邻接面10径向距离。在密封部分16的区域中，固定在密封部分16上并且保持与邻接面10密封邻接的密封件27置于密封套筒11的内周面14和第二轴元件5的邻接面10之间的径向间隙中。此密封布置用于防止灰尘或湿气进入长度补偿3并防止润滑脂排出。此类万向节轴通常在机械工程中或车辆中用于传递扭矩，例如在发动机与变速箱之间传递扭矩。
图1仅用于铰接轴的单个构件的示意图。图2详细地示出了密封布置的替代实施例的结构。图3则以放大表示示出图2的细节X。下面一起描述图2和图3。
根据图2和图3所示的密封布置由四个部件构成。密封套筒11与根据图1的第一实施例一样具有形成密封套筒11的第一轴向端12的第一管端元件40和形成密封套筒11的第二轴向端13的第二管端元件41。在这两个管端元件40、41之间布置有两个管中间元件42、43，这两个管中间元件42、43彼此连接并且分别连接到管端元件40、41中的一个，并且一起形成管状密封套筒11。可根据密封套筒11的所需总长度调整单个管中间元件42、43的长度以及必要时调整管端元件40、41的长度。
在第二管端元件41面向第一轴向端12的端上，第二管元件41具有焊接凸缘29，其中第二管端元件40与焊接凸缘29一起焊接到两个管中间元件42、43中的其中一个。
在第一轴向端12上，密封套筒11具有紧固部分28，其中密封套筒11通过紧固部分28置于第一轴元件21的座部分26上。
座部分26具有带有第一座面部分30和第二座面部分31的座面，该第一座面部分30和第二座面部分31形成为外周面并且通过周向槽32彼此分离。第一座面部分30被布置为更靠近轴颈8，并进而更靠近第一内轭17的第二座面部分31。
周向槽32形成更靠近轴颈8并面向第一内轭17的支撑面33。
在密封套筒11的内周面14上形成有锁定突起36，作为周向延伸的套环，其中锁定突起36从内周面14在径向方向上朝向纵向轴线4向内突出。锁定突起36接合在周向槽32中，其中布置在与纵向轴线4成直角的平面上的圆环面37支撑在周向槽32的支撑面33上，该支撑面33面向地轴向远离第一内轭17。因此，在密封套筒17的安装状态下，密封套筒17轴向固定在紧固部分28上。
此外，紧固部分28在第二座面部分31和第一内轭17之间具有密封面34，在所示的示例性实施例中该密封面34形成为锥形并且在朝向轴颈8的方向上渐缩。然而，密封面34也可能与纵向轴线4成其它角度。因此，密封面34也可布置在与纵向轴线4成直角的平面上。
密封套筒11的紧固部分28保持与密封面34轴向邻接。为此，紧固部分28在第一端12上具有内表面35，在所示的示例性实施例中该内表面35也形成为锥形并且在朝向密封面34的方向上打开。内面35也可与纵向轴线成其它角度。另选地，代替内面35，可设置内边缘，该内边缘与密封面34保持密封邻接。
在所示的示例中，密封面34和内面35的打开角度至少近似相同，使得这两个面保持面对面邻接。在图3中，必须要注意的是，紧固部分28被示出为未变形。因此，必须要意识到的是，存在一定的干扰，使得紧固部分28实际上(偏离图3的简化表示)被压缩和/或径向向外扩张。为此，紧固部分28被夹紧在支撑面33和密封面34之间。
使得紧固部分28具有良好的变形特性，密封套筒11的壁厚可在紧固部分28的区域中相对于密封套筒11(未示出)的剩余区域减小。
对于该组件，密封套筒11通过紧固部分28推动到座部分26上，直至锁定突起36接合在周向槽32中为止。对于简单的推入，在从第一座面部分30到轴颈8的过渡区域中形成锥形邻接面38，该锥形邻接面38表示为外周面并且朝向轴颈8渐缩。锁定突起36具有对应的锥形配对面39，其形成为内周面并且在朝向第一端12的方向上扩张。因此，当将密封套筒11推动到座部分26上时，配对面39首先邻接邻接面38。由于邻接面38的锥形结构、紧固部28径向向外扩张的缘故，使得锁定突起36跨骑在第一座面部分30上并且可被进一步轴向推动，直至锁定突起36进入周向槽32。
为了确保简单的推入并且也为了确保能够使密封套筒11尽可能没有问题地滑动到座部分26上，内周面14在第一端12和锁定突起36之间的区域中具有比在从第一端12观察时在朝向第二端12的方向上沿循锁定突起36的区域中更大的内径。同样，第一座面部分30的外径小于第二座面部分31的外径。
为了确保尽可能良好的弹性可变形性，密封套筒11由塑料制成。
参考标号列表
1 第一万向节
2 第二万向节
3 长度补偿
4 纵向轴线
5 第二轴元件
6 连接管
7 内齿
8 轴颈
9 外齿
10 邻接面
11 密封套筒
12 第一轴向端
13 第二轴向端
14 内周面
15 密封载体
16 密封部分
17 第一内轭
18 第一外轭
19 第一交叉组件
20 第一凸缘
21 第一轴元件
22 第二内轭
23 第二外轭
24 第二交叉组件
25 第二凸缘
26 座部分
27 密封件
28 紧固部分
29 焊接凸缘
30 第一座面部分
31 第二座面部分
32 周向槽
33 支撑面
34 密封面
35 内面
36 锁定突起
37 圆环面
38 邻接面
39 配对面
40 第一管端元件
41 第二管端元件
42 管中间元件
43 管中间元件
Claims (18)
1.用于铰接轴(3)的长度补偿的密封布置，其中所述密封布置具有以下部件：
第一轴元件(21)，所述第一轴元件(21)具有座部分(26)；
密封套筒(11)，所述密封套筒(11)具有紧固部分(28)，其中为了将所述密封套筒(11)固定在所述第一轴元件(21)上，所述座部分(26)上布置有周向槽(32)，所述密封套筒(11)接合在所述周向槽(32)中，并且
其中所述密封套筒(11)通过所述紧固元件(28)在纵向轴线(4)的方向上轴向推动到所述座部分(26)上，以及
至少一个锁定突起(36)，所述至少一个锁定突起(36)布置在所述紧固部分(28)上，所述至少一个锁定突起(36)径向向内突出并且在所述密封套筒(11)完全推入的状态下以锁定方式接合在所述周向槽(32)中，
其特征在于
所述座部分(26)具有周向延伸的密封面(34)，所述密封面(34)轴向布置成与所述周向槽(32)隔开并且所述密封套筒(11)的所述紧固部分(28)在完全推入的状态下以弹性偏置方式抵靠地邻接所述密封面(34)。
2.根据权利要求1所述的密封布置，
其特征在于
所述紧固部分(28)通过推动到所述座部分(26)上而在径向方向上可弹性变形，特别是可扩张，并且在所述密封套筒(11)的完全推入的状态下将所述至少一个锁定突起(36)保持在所述周向槽(32)中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的密封布置，
其特征在于
至少所述密封套筒(11)的所述紧固部分(28)由塑料制成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的密封布置，
其特征在于
所述密封套筒(11)的所述紧固部分(28)通过周向延伸的内面(35)或内边缘邻接所述密封面(34)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的密封布置，
其特征在于
所述密封面(34)形成为在朝向所述密封套筒(11)的方向上成锥形地渐缩。
6.根据前述权利要求中任一项所述的密封布置，
其特征在于
所述至少一个锁定突起(36)轴向支撑在所述周向槽(32)的支撑面(33)上。
7.根据权利要求6所述的密封布置，
其特征在于
所述密封套筒(11)的所述紧固部分(28)轴向弹性夹紧在所述周向槽(32)的所述支撑面(33)和所述座部分(26)的所述密封面(34)之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的密封布置，
其特征在于
所述密封套筒(11)具有分布在整个圆周上的多个锁定突起(36)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的密封布置，
其特征在于
在所述座部分(26)和所述密封套筒(11)的所述紧固部分(28)的内周面(14)之间设有径向间隙。
10.根据前述权利要求中任一项所述的密封布置，
其特征在于
所述紧固部分(28)布置在所述密封套筒(11)的第一轴向端(12)上。
11.根据权利要求10所述的密封布置，
其特征在于
在所述密封套筒(11)的第二轴向端(13)上设有具有密封件(27)的密封部分(16)，所述密封部分(16)用于相对于第二轴元件(5)密封所述密封套筒(11)。
12.根据权利要求11所述的密封布置，
其特征在于
所述密封套筒(11)具有其上形成有所述紧固部分(28)的第一管端元件(40)和其上形成有所述密封部分(16)的第二管端元件(41)，其中所述两个管端元件(40、41)至少间接连接，特别是彼此焊接。
13.根据权利要求12所述的密封布置，
其特征在于
在所述两个管端元件(40、41)之间布置有至少一个管中间元件(42、43)。
14.根据权利要求12或权利要求13中任一项所述的密封布置，
其特征在于
所述管端元件(40、41)和可选的所述至少一个管中间元件(42、43)由塑料制成。
15.根据前述权利要求中任一项所述的密封布置，
其特征在于
所述第一轴元件(21)具有轴颈(8)，并且
所述密封套筒(11)与所述轴颈(8)同轴布置并且以径向距离围绕所述轴颈(8)。
16.根据权利要求15所述的密封布置，
其特征在于
所述轴颈(8)的所述外径小于所述座部分(26)的所述外径。
17.具有根据前述权利要求中任一项所述的密封布置的铰接轴，其中所述铰接轴具有以下部件：
第二轴元件(5)，所述第二轴元件(5)沿纵向轴线(4)不可旋转地且可移位地连接到所述第一轴元件(21)，并且所述第二轴元件(5)具有周向延伸的邻接面(10)，其中所述密封套筒(11)具有密封件(27)，所述密封件(27)被布置为与所述邻接面(10)密封邻接。
18.根据权利要求17所述的铰接轴，
其特征在于
所述第一轴元件(21)和所述第二轴元件(5)在彼此的轴向端位置中彼此直接轴向支撑。
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