CN1969132A - 密封匣 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种球形万向节的密封匣,具有一个球体、一个源自球体的轴颈6和容纳球体的外壳,其中该密封匣在轴颈6与球体外壳之间延伸并且该密封匣具有轴颈侧的密封部位12、外壳部位13和外壳侧的密封部位并且由至少一种弹性体材料制成。本发明的特征是,至少一个密封部位12由一种与外壳部位13不同的弹性体材料制成。

Description

密封匣
本发明涉及一种球形万向节的密封匣,具有一个球体、一个源自球体的轴颈和容纳球体的外壳,其中该密封匣在轴颈与球体外壳之间延伸并且该密封匣具有轴颈侧的密封部位、外壳部位和外壳侧的密封部位并且由至少一种弹性体材料制成。
具有密封匣的球形万向节的具体结构参阅例如申请者DE 102 39266 A1的公开文献。其中在图1中以细节图示出在轴颈上和外壳上的凸起成形的外壳部位和密封部位。
对于传统的球形万向节的密封匣在密封部位中的密封材料通常由与外壳部位相同的材料制成。这种材料大多是弹性体,通常是橡胶。大多使用氯丁二烯橡胶。
因为密封匣的密封部位由与外壳部位相同的弹性体材料制成,因此必需选择材料,它在其特性上不仅适用于外壳部位的机械负荷而且适用于密封部位的摩擦要求。
这一点导致,材料选择得限制在微少的弹性体类型,因为仅仅可以使用其特性轮廓不仅适用于两个密封部位而且适用于外壳部位的材料。结果是选择一种材料,它不仅对于外壳部位而且对于密封部位不是对于这些部位优选的材料而是优选地兼容这些部位的材料。
因此本发明的目的是,这样实现一个球形万向节的密封匣,这个密封匣在不同的部位更好地适配于各种要求,例如不仅在机械负荷而且摩擦学负荷方面。
本发明的目的通过按照权利要求1的密封匣得以实现。本发明的有利扩展结构是从属权利要求的内容。
本发明已经认识到,如果对于轴颈侧的密封部位和/或外壳侧的密封部位使用与外壳部位不同的材料,则对于球形万向节的密封匣和其特性是有利的。所以在轴颈上的密封部位应该由滑动性材料制成,它与轴颈材料相比具有微小的摩擦值。此外轴颈侧的密封部位应该具有良好的拉和压变形性。类似地适用于外壳侧的密封部位。而该外壳部位应该具有一个足够的弹性,用于可以实现轴颈的运动。
所述密封匣的密封部位和外壳部位例如在注塑工艺中作为不可分的结构部件制成,其中在不同的部位喷入不同的材料。但是也可以设想,所述密封部位和外壳部位分别是独立的结构部件,它们相互连接。
这种连接不仅可以力结合地、形状结合地而且可以材料结合地建立,和/或材料结合地与材料连接。这个方法可以在不同的实施例中与其它部件组合,它们由于定心和支撑功能能够实现密封系统功能的进一步升值。这些支撑和定心部件可以分别由不同的材料制成,例如塑料、钢材或非金属材料,并且因此根据在实施例情况中的组合实现简单且特别耐温和/或耐腐蚀的支撑和/或定心。
通过对于外壳部位和至少一个密封部位使用不同的材料可以实现在各部位的各特性轮廓的适配性。例如可以在轴颈侧的密封部位上使用滑动友好的弹性体,它附加特别地耐磨。在外壳部位上可以使用特别弹性的弹性体。但是不仅机械特性而且热特性都可以通过适当的材料选择适配于各部位的要求。
有利的是,不仅轴颈侧而且外壳侧的密封部位都由与外壳部位不同的弹性体材料制成。因此密封匣的所有三个部位都可以适配于确定的特性轮廓。
至少一个密封部位、优选两个密封部位具有对于外壳部位的力结合和/或形状结合和/或材料结合的连接。由此可以实现密封匣的不同部位和材料的不同连接方法。
例如对于在材料上可以连接的或者能够络合的密封部位和外壳部位材料可以通过摩擦焊接或者通过粘接产生材料结合的连接。对于既不能在材料上连接也不能络合的材料可以选择简单的形状结合连接。关于密封匣不同部位的可能的连接形式参阅Dubbel“机械制造手册”第15卷结构部件连接章节第387f页。
在密封匣外壳部位的有利实施例中在外壳部位上接合至少一个加固部件,它优选靠近至少一个密封部位设置。由此在与一个密封部位的连接位置上实现外壳部位的稳定性。特别是对于具有不同弹性的材料通过加固部件降低由于弯曲引起的较软材料的强烈机械应力。
对于外壳部位的加固部件补充地可以使至少一个密封部位具有至少一个加固部件,它优选靠近外壳部位设置。该外壳部位和密封部位的加固部件在外壳部位与密封部位之间实现一个特别稳定的连接。因此加固部件有效地防止独立部件的变形并且还可以提高在外壳部位与密封部位接触位置上的顶压力。所述加固部件可以通过包围或浇铸在外壳部位和/或密封部位的塑料里面,必要时以早期硫化或硫化为基础。
所述加固部件可以由塑料和/或金属制成。由塑料制成的加固部件例如可以用于在特别潮湿或含水的环境中使用。例如在汽车转向部位中的球形万向节的密封匣可以通过使用在密封匣表面上接触到的塑料加固部件防止腐蚀或酸侵害。当密封匣和球形万向节要求特别高的使用温度并且塑料的加固部件由于出现软化不适合的时候,可以使用由金属制成的加固部件。
所述加固部件与轴颈旋转对称地设置。由此围绕要被密封的部位在轴颈上和/或在球形万向节外壳上和在密封部位与外壳部位之间的连接位置上实现均匀的稳定性。
在密封匣的有利实施例中所述外壳部位和/或密封部位具有至少一个密封唇,它能够实现相对于轴颈或相对于外壳的密封。这个密封唇例如与板簧类似地可以顶压在球形万向节的轴颈和/或外壳上,该密封唇防止污物或水进入到球体的支承区。另一方面通过这个密封唇可以防止可能位于球形万向节外壳中的油脂或油从密封匣中流出。
为了特别可靠地实现在球形万向节轴颈上和/或外壳上的密封,至少在密封部位上具有附加的密封部件作为冗余的密封。这种形式的双重密封在可能产生的压力时是特别适合的。
另一有利的扩展结构规定,至少在轴颈与轴颈侧的密封部位之间和/或在外壳与外壳侧的密封部位之间设置至少一个定心部件。这个定心部件可以与加固部件类似地构成,它能够实现密封匣在球形万向节要被密封的表面上的最佳取向。
有利的是,所述外壳部位由优选具有硬度约50±10肖特A的氯丁二烯橡胶制成。氯丁二烯橡胶特别耐气候并且直到约-40℃还是弹性的。此外氯丁二烯橡胶由于其耐油和耐油脂而与众不同。通过选择肖特A硬度以适用于外壳部位的范围调节材料的弹性。
对于密封部位可以有利地使用腈橡胶,如HNBR或者氟橡胶(FPM),优选具有硬度约70±10肖特A。这种弹性体具有突出的密封特性并且可以在其滑动特性上通过适当的添加物适配于具体的使用情况。这种材料的重要优点是耐拉和压变形以及更高的耐温性。
借助于附图由从属权利要求和下面的对有效实施例的描述给出本发明的其它特征和优点。
附图中:
图1以截面图示出密封匣的轴颈侧密封部位,具有密封橡胶和外壳橡胶,它们具有加固部件和组合式加固/定心部件,
图2以截面图示出图1中的轴颈侧密封部位,在外壳橡胶中具有变化的组合式加固/定心部件,
图3至6以截面图示出密封匣轴颈侧的密封部位,具有不同的定心部件实施例,
图7和8以截面图示出密封匣轴颈侧密封部位,具有轴颈侧的保护环,
图9以截面图示出密封匣轴颈侧密封部位,具有轴颈侧保护环和设置在保护环上的附加密封。
图1示出密封匣轴颈侧密封部位12的截面图。该密封匣推到球形万向节的轴颈6(只局部示出)上。轴颈侧密封部位12由密封橡胶1组成,它例如应该具有下面例数的特性:良好的拉和压变形,对于轴颈6材料的小摩擦值,直到-20℃的弹性,直到-40℃没有折断倾向,尽可能直到120℃的温度稳定性和耐油和油脂性。
为了在轴颈面上密封所述密封橡胶1具有三个在径向轴颈方向上的密封唇8和两个在轴颈6轴向上向着杠杆圈7的密封唇。在图1至9中为了简化示出密封唇8的未变形状态并且因此不仅伸进轴颈6处而且伸进杠杆圈7处。通过杠杆圈7与轴颈6的螺栓紧固使球形万向节内部空间无缝隙地且密封地封闭。
在图1的左下面外壳部位13的外壳橡胶2靠近密封橡胶1。该外壳部位13通常对于密封匣具有凸起的横截面。在图1中只示出外壳部位13的一部分,因此看不到凸起的曲线。该外壳橡胶2在这里由与密封橡胶1不同的材料制成。该外壳橡胶2应该具有下面的特性:直到-40℃的耐气候和弹性,直到约100℃的温度稳定性,其中直到约150℃不应该产生燃烧和熔化并且外壳橡胶2还应该是耐油和油脂的。所述密封橡胶1和外壳橡胶2在接触面14上接触。在接触面14上或者通过顶压力和/或通过粘接或者焊接密封橡胶1与外壳橡胶2实现球形万向节的密封封闭。
在接触面14处在密封橡胶1中加工一个加固部件3,它具有一个拐角的横截面。相应地在外壳橡胶2中加工一个组合式的加固/定心部件5。这个组合式的加固/定心部件5局部地被外壳橡胶2包围并且组合式加固/定心部件的其它局部在径向和轴向上向着轴颈6延伸。该组合式加固/定心部件5安置在轴颈6的轴肩上并由此防止外壳部位在轴颈轴肩方向上的滑移。该组合式加固/定心部件5一方面用于使外壳部位13向着轴颈6定心并且防止滑移,另一方面用于在与密封橡胶1的加固部件3的接触面14处实现在外壳部位13与密封部位12的材料之间的稳定且密封的连接。
图2示出图1中轴颈侧密封部位12的相同截面图。与图1不同在图2中所述外壳橡胶2的组合式加固/定心部件5不同地构成。该组合式加固/定心部件5只在轴向上接触轴颈3,但是不围卡轴颈6的轴肩6.1。由此沿着轴颈6能够实现外壳橡胶2的定心定位并且同时实现外壳橡胶的轴向移动。
图3示出密封匣轴颈侧密封部位12的另一可能的实施例。在将密封匣装配到球形万向节上时首先使具有几乎S形横截面的圆定心部件11在锥形轴颈6上推到直到顶靠在轴颈6的轴肩6.1上。然后将外壳部位13的外壳橡胶2推到轴颈6和定心部件11上。该外壳橡胶2通过定心部件11以对于轴颈6的恒定距离并围绕轴颈固定。在下一步骤中将密封橡胶1推到轴颈6上。由此使伸进外壳橡胶2与定心部件11之间的空隙里面的密封橡胶1力结合地固定。在轴颈6的表面上定心部件11起到一定的密封保护的作用。但是密封匣在轴颈6上的密封主要通过三个轴颈侧密封唇8和两个向着密封橡胶1杠杆圈7的密封唇8起作用。在密封橡胶1与外壳橡胶2之间的接触位置14两个加固部件3和4起到密封的材料封闭的作用。分别被密封橡胶1和外壳橡胶2包围的两个加固部件3和4起到平面顶压在加固部件3与4之间的橡胶材料上的作用。
图4示出在图3中所示的密封匣轴颈侧密封部位12的变化的实施例。在密封橡胶1上在轴向上省去橡胶材料。由此使径向延伸的密封唇8的数量减少到两个并且产生在密封橡胶1与定心部件11之间的空心空间15。在这个限定在轴颈6上的空心空间15中例如可以加入油脂,它附加地密封在这个部位。对此也可以选择在空心空间15中加入润滑介质、例如油,它减少密封橡胶1与轴颈6之间的摩擦。
图5和图6分别示出具有不同定心部件11的轴颈侧密封部位12的其它不同实施例。与在图4中所示的变化不同在密封橡胶1与外壳橡胶2之间的整个接触面14平行于轴颈6的纵轴线延伸。该外壳橡胶2一直延伸到杠杆圈7。现在外壳橡胶2的一个密封唇9密封在杠杆圈7上并且密封橡胶1的三个密封唇8密封球形万向节的内部空间。
图7和图8分别示出轴颈侧密封部位12的其它不同实施例。在两个附图中在轴颈6的轴肩6.1上安置一个保护环11.1。这个保护环11.1不仅在轴向而且在径向在轴颈6与定心部件11之间延伸,它防止摩擦和与此相关的在定心部件11处的磨损。由此使其轴颈侧密封部位12这样构成的密封匣具有更长的使用寿命。
按照图8所述定心部件11由匣侧的定心环11.2构成,它是保护环11.1的对应移动面。在此实现这些相互间旋转活动的结构部件的确定的且防腐蚀的导向。通过适当的材料副、例如钢对钢可以实现匣侧的定心环11.2与保护环11.1的少摩擦的相对旋转。
在图9中示出在轴颈侧密封部位12中的保护环11.1的另一实施例。这个保护环11.1与图7和8的保护环11.1相比在锥形延伸的轴颈6的更大局部部位上延伸并且在下部具有一个曲折。在保护环11.1上的这个曲折中可以压进第二密封橡胶10。第二密封橡胶10附加地起到作为轴颈6上的对于密封橡胶1和外壳橡胶2的密封唇8和9的冗余密封的作用。
当然,本发明的上述特征不只应用于上述的组合,而且也可以用于其它组合或独立位置,而不离开本发明的范围。
标号表
1密封橡胶
2外壳橡胶
3密封橡胶的加固部件
4外壳橡胶的加固部件
5外壳橡胶的组合式加固/定心部件
6轴颈(仅部分示出)
6.1轴颈的轴肩
7杠杆圈
8密封橡胶的密封唇
9外壳橡胶的密封唇
10密封橡胶
11定心部件
11.1保护环
11.2定心环
12轴颈侧密封部位
13外壳部位(仅部分示出)
14接触面轴颈侧密封部位和外壳部位的接触面
15空心空间

Claims (13)

1.一种球形万向节的密封匣,具有球体、源自球体的轴颈(6)和容纳球体的外壳,其中该密封匣在轴颈(6)与球体外壳之间延伸并且该密封匣具有轴颈侧的密封部位(12)、外壳部位(13)和外壳侧的密封部位并且外壳部位(13)由至少一种弹性体材料制成,其特征在于,所述密封匣轴颈侧的密封部位(12)由一种与用于密封匣外壳部位(13)的材料不同的材料制成。
2.如权利要求1所述的密封匣,其特征在于,对于轴颈侧的密封部位(12)所使用的材料是弹性体。
3.如权利要求1或2所述的密封匣,其特征在于,不仅轴颈侧的密封部位(12)而且外壳侧的密封部位都由另一种与外壳部位(13)不同的弹性体材料制成。
4.如上述权利要求中任一项所述的密封匣,其特征在于,至少一个密封部位(12)、优选两个密封部位具有对于外壳部位(13)的力结合和/或形状结合和/或材料结合的连接。
5.如上述权利要求中任一项所述的密封匣,其特征在于,所述外壳部位(13)具有至少一个加固部件(4),其优选靠近至少一个密封部位(12)设置。
6.如上述权利要求中任一项所述的密封匣,其特征在于,至少一个密封部位(12)具有至少一个加固部件(3),其优选靠近外壳部位(13)设置。
7.如上述权利要求5和6中任一项所述的密封匣,其特征在于,所述加固部件(3,4)由塑料和/或金属制成。
8.如权利要求7所述的密封匣,其特征在于,所述加固部件(3,4)与轴颈(6)旋转对称地设置。
9.如上述权利要求中任一项所述的密封匣,其特征在于,所述外壳部位(13)和/或密封部位(12)具有至少一个密封唇(8,9),其能够实现在轴颈(6)或外壳上的球形万向节内部空间的密封。
10.如上述权利要求中任一项所述的密封匣,其特征在于,至少在密封部位(12)上具有附加的密封部件(10)。
11.如上述权利要求中任一项所述的密封匣,其特征在于,至少在轴颈(8)与轴颈侧的密封部位(12)之间和/或在外壳与外壳侧的密封部位之间具有至少一个定心部件(11)。
12.如上述权利要求中任一项所述的密封匣,其特征在于,所述外壳部位(13)由优选具有硬度约50±10肖特A的氯丁二烯橡胶制成。
13.如上述权利要求中任一项所述的密封匣,其特征在于,至少一个密封部位(12)由优选具有硬度约70±10肖特A的腈橡胶制成。
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