DE102017125362A1 - sealing structure - Google Patents
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Abstract
Eine Dichtstruktur (1) weist ein erstes Element (11), ein zweites Element (6), das konfiguriert ist, um sich relativ zu dem ersten Element (11) zu drehen, und ein Dichtelement (7) auf, das an dem ersten Element (11) angebracht ist. Das Dichtelement (7) weist einen ersten Lippenabschnitt (31) auf, der einen Kontaktabschnitt (31c, 31f) aufweist, der in Kontakt mit der ersten Dichtfläche (41) des zweiten Elements (6) ist, und ein erstes Drückelement (51), das konfiguriert ist, um den ersten Lippenabschnitt (31) hin zu der ersten Dichtfläche (41) zu drücken. Ein Aufnahmeraum (S) nimmt das erste Drückelement (51) auf, und eine Öffnung (A) durch die der Aufnahmeraum (S) in Axialrichtung geöffnet ist, ist in dem ersten Lippenabschnitt (31) vorgesehen. Eine Breite der Öffnung (A) verringert sich aufgrund einer elastischen Verformung des Kontaktabschnitts (31c; 31f), die verursacht wird, wenn der Kontaktabschnitt (31c; 31f) die erste Dichtfläche (41) berührt. A sealing structure (1) comprises a first element (11), a second element (6) configured to rotate relative to the first element (11), and a sealing element (7) attached to the first element (11) is attached. The sealing member (7) has a first lip portion (31) having a contact portion (31c, 31f) in contact with the first sealing surface (41) of the second member (6), and a first pressing member (51), configured to press the first lip portion (31) toward the first sealing surface (41). A receiving space (S) receives the first pressing member (51), and an opening (A) through which the receiving space (S) is opened in the axial direction is provided in the first lip portion (31). A width of the opening (A) decreases due to elastic deformation of the contact portion (31c; 31f) caused when the contact portion (31c; 31f) contacts the first sealing surface (41).
Description
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtstruktur, die zwischen zwei Elementen vorgesehen ist, die konfiguriert sind, um relativ zueinander zu drehen, zum Beispiel zwischen einem Zapfen und einer Lagerschale eines Gelenkkreuzes.The invention relates to a sealing structure provided between two members configured to rotate relative to one another, for example between a pin and a bearing cup of a spider.
Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the Prior Art
Ein Gelenkkreuz, das als Kreuzgelenk dient, wird als Verbindungsabschnitt zwischen einer Welle und einer anderen Welle verwendet, zum Beispiel in einer Spindelvorrichtung einer Stahlwalzmaschine oder einer Antriebswelle eines Automobils. Das Gelenkkreuz weist eine Gelenkspinne mit vier in Kreuzanordnung angeordneter Zapfen auf, Lagerschalen mit einer bodenförmigen zylindrischen Form, die jeweils auf den Zapfen angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Nadelrollen, die rollbar zwischen einer Außenumfangsfläche jedes Zapfens und einer Innenumfangsfläche eines entsprechenden der Lagerschalen angeordnet sind. Des Weiteren sind Gelenkgabeln, die jeweils an Endabschnitten der Wellen vorgesehen sind, mit den Lagerschalen verbunden. Zusätzlich ist eine Dichtstruktur zwischen einem Basisendabschnitt jedes Zapfens und einem Endabschnitt einer entsprechenden der Lagerschalen vorgesehen, um zu verhindern, dass Wasser und dergleichen in einen Aufnahmeraum für die Nadelrollen eindringt, der zwischen dem Zapfen und der Lagerschale definiert ist, und um das Austreten eines Schmiermittels aus dem Aufnahmeraum nach außen zu verringern (siehe zum Beispiel die
Beispiele für herkömmliche Dichtstrukturen weisen eine Dichtstruktur mit einem Schleuderring 106 auf, der an einem Basisabschnitt eines Zapfens 104 von einer Gelenkspinne befestigt ist, und ein Dichtelement 107, das an einem Innenumfangsabschnitt einer Lagerschale 111, wie in
Wie in
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Bei dem zuvor beschriebenen Gelenkkreuz bewegt sich der Zapfen, während des Einsatzes des Gelenkkreuzes, in Radialrichtung relativ zu der Lagerschale und in Axialrichtung innerhalb eines zulässigen Bereichs der Abmessungsabweichung. In der in
In der in
Die Erfindung stellt eine Dichtstruktur bereit, die konfiguriert ist, um zu verhindern, dass ein Drückelement aus einem Aufnahmeraum herauskommt, während eine Verringerung der Abdichtbarkeit aufgrund einer axialen Bewegung eines Zapfens relativ zu einer Lagerschale unterdrückt wird.The invention provides a sealing structure configured to prevent a pusher from coming out of a receiving space while suppressing a decrease in sealability due to axial movement of a peg relative to a bearing cup.
Eine Dichtstruktur gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein erstes Element auf, ein zweites Element, das dem ersten Element in Radialrichtung zugewandt ist und ein Dichtelement, das eine ringförmige Form aufweist. Das zweite Element ist konzentrisch zu dem ersten Element angeordnet und ist konfiguriert, um sich relativ zu dem ersten Element zu drehen. Das Dichtelement ist an dem ersten Element angebracht und ist in Gleitkontakt mit dem zweiten Element. Das zweite Element weist eine erste Dichtfläche auf, die einer in Radialrichtung ersten Seite des zweiten Elements zugewandt ist. Das Dichtelement weist einen feststehenden Abschnitt auf, der an dem ersten Element befestigt ist, einen ersten Lippenabschnitt, der mit dem feststehenden Abschnitt verbunden ist und weist einen Kontaktabschnitt auf, der in Kontakt mit der ersten Dichtfläche ist, und ein erstes Drückelement, das konfiguriert ist, um den ersten Lippenabschnitt hin zu der ersten Dichtfläche zu drücken. Ein Aufnahmeraum, der das erste Drückelement aufnimmt, ist innerhalb des ersten Lippenabschnitts vorgesehen. Der erste Lippenabschnitt weist eine Öffnung auf, durch die der Aufnahmeraum hin zu der in Axialrichtung einen Seite geöffnet ist und durch die das erste Drückelement in den Aufnahmeraum eingesetzt wird. Der Kontaktabschnitt ist auf einer in Radialrichtung zweiten Seite in Bezug auf den Aufnahmeraum angeordnet. Die in Radialrichtung zweite Seite ist die in Radialrichtung erste Dichtfläche-Seite. Eine Breite der Öffnung verringert sich aufgrund einer elastischen Verformung des Kontaktabschnitts, die verursacht wird, wenn der Kontaktabschnitt in Kontakt mit der ersten Dichtfläche kommt.A sealing structure according to an aspect of the invention comprises a first member, a second member facing the first member in the radial direction and a sealing member having an annular shape. The second element is disposed concentric with the first element and is configured to rotate relative to the first element. The sealing member is attached to the first member and is in sliding contact with the second member. The second element has a first sealing surface, which faces a first side of the second element in the radial direction. The sealing member has a fixed portion fixed to the first member, a first lip portion connected to the fixed portion, and has a contact portion in contact with the first sealing surface and a first pressing member configured to push the first lip portion toward the first sealing surface. A receiving space receiving the first pressing member is provided inside the first lip portion. The first lip portion has an opening through which the receiving space is opened toward one side in the axial direction and through which the first pressing member is inserted into the receiving space. The contact portion is arranged on a second side in the radial direction with respect to the receiving space. The second side in the radial direction is the first sealing surface side in the radial direction. A width of the opening decreases due to elastic deformation of the contact portion caused when the contact portion comes into contact with the first sealing surface.
Mit der vorhergehenden Konfiguration steht der Kontaktabschnitt des ersten Lippenabschnitts in Kontakt mit der ersten Dichtfläche, die der in Radialrichtung ersten Seite zugewandt ist. Deshalb wird, selbst wenn sich das zweite Element relativ zu dem ersten Element in Axialrichtung bewegt, die Abdichtbarkeit, die durch den ersten Lippenabschnitt vorgesehen ist, nicht verringert. Außerdem ist die Breite der Öffnung, durch die das erste Drückelement in den Aufnahmeraum in dem ersten Lippenabschnitt eingesetzt wird, reduziert, wenn der Kontaktabschnitt des ersten Lippenabschnitts in Kontakt mit der ersten Dichtfläche gebracht wird. Deshalb wird verhindert, dass das erste Drückelement aus dem Aufnahmeraum herauskommt.With the foregoing configuration, the contact portion of the first lip portion is in contact with the first sealing surface facing the first side in the radial direction. Therefore, even if the second member moves relative to the first member in the axial direction, the sealability provided by the first lip portion is not reduced. In addition, the width of the opening through which the first pressing member is inserted into the accommodating space in the first lip portion is reduced when the contact portion of the first lip portion is brought into contact with the first sealing surface. Therefore, it is prevented that the first pressing member comes out of the receiving space.
Der Kontaktabschnitt kann eine Seitenkante aufweisen. Die Seitenkante kann eine Umfangskante eines radial-zweite-Seite-Endabschnittes der Öffnung bilden. In einem ersten Zustand, in dem der Kontaktabschnitt nicht in Kontakt mit der ersten Dichtfläche gebracht worden ist, kann die Seitenkante auf der in Radialrichtung zweiten Seite in Bezug auf das erste Drückelement angeordnet sein. In einem zweiten Zustand, in dem der Kontaktabschnitt in Kontakt mit der ersten Dichtfläche ist, kann die Seitenkante auf der in Radialrichtung ersten Seite in Bezug auf einen radial-zweite-Seite-Endabschnitt des ersten Drückelements angeordnet sein.The contact portion may have a side edge. The side edge may form a peripheral edge of a radially second side end portion of the opening. In a first state in which the contact portion has not been brought into contact with the first sealing surface, the side edge may be disposed on the second side in the radial direction with respect to the first pressing member. In a second state in which the contact portion is in contact with the first sealing surface, the side edge may be disposed on the first-radial side with respect to a radially-second-side end portion of the first pressing member.
Mit der vorhergehenden Konfiguration wird in dem ersten Zustand, in dem der Kontaktabschnitt des ersten Lippenabschnitts nicht mit der ersten Dichtfläche in Kontakt gebracht worden ist, die Breite der Öffnung so breit wie möglich gehalten, um das Einsetzen des ersten Drückelements in den Aufnahmeraum zu erleichtern, wohingegen in dem zweiten Zustand, in dem der Kontaktabschnitt in Kontakt mit der ersten Dichtfläche ist, die Breite der Öffnung klein gehalten wird, was zuverlässig verhindert, dass das erste Drückelement aus dem Aufnahmeraum herauskommt.With the foregoing configuration, in the first state in which the contact portion of the first lip portion has not been brought into contact with the first sealing surface, the width of the opening is kept as wide as possible to facilitate insertion of the first pressing member into the receiving space. whereas, in the second state in which the contact portion is in contact with the first sealing surface, the width of the opening is kept small, which reliably prevents the first pressing member from coming out of the receiving space.
Das zweite Element kann eine zweite Dichtfläche aufweisen, die der in Radialrichtung zweiten Seite zugewandt ist. Das Dichtelement kann des Weiteren einen zweiten Lippenabschnitt aufweisen, der mit dem feststehenden Abschnitt verbunden ist und in Kontakt mit der zweiten Dichtfläche ist, und ein zweites Drückelement, das konfiguriert ist, um den zweiten Lippenabschnitt hin zu der zweiten Dichtfläche zu drücken.The second element may have a second sealing surface which faces the second side in the radial direction. The sealing member may further include a second lip portion connected to the fixed portion and in contact with the second sealing surface, and a second pressing member configured to press the second lip portion toward the second sealing surface.
Mit der vorhergehenden Konfiguration bewegt sich, wenn sich das zweite Element in Radialrichtung relativ zu dem ersten Element bewegt, der zweite Lippenabschnitt hin zu der zweiten Dichtfläche, selbst wenn sich der erste Lippenabschnitt in Richtung weg von der Dichtfläche auf der in Radialrichtung einen Seite bewegt, während sich der erste Lippenabschnitt in Richtung hin zu der ersten Dichtfläche bewegt, selbst wenn sich der zweite Lippenabschnitt in Richtung weg von der zweiten Dichtfläche auf der in Radialrichtung anderen Seite bewegt. Deshalb kann eine im Wesentlichen gleichförmige Abdichtbarkeit auf in Radialrichtung beiden Seiten des Dichtelements erzielt werden.With the foregoing configuration, when the second member moves in the radial direction relative to the first member, the second lip portion moves toward the second seal surface even if the first lip portion moves away from the sealing surface in the radial direction on one side. while the first lip portion moves toward the first sealing surface even when the second lip portion moves away from the second sealing surface on the radially other side. Therefore, a substantially uniform sealability can be achieved in the radial direction on both sides of the seal member.
Das zweite Element kann eine dritte Dichtfläche aufweisen, die der in Radialrichtung zweiten Seite zugewandt ist. Das Dichtelement kann des Weiteren einen dritten Lippenabschnitt aufweisen, der mit dem feststehenden Abschnitt verbunden ist und in Kontakt mit der dritten Dichtfläche ist. Mit dieser Konfiguration kann die Abdichtbarkeit durch den dritten Lippenabschnitt zusätzlich zu dem ersten Lippenabschnitt und dem zweiten Lippenabschnitt erhöht werden.The second element may have a third sealing surface which faces the second side in the radial direction. The sealing element may further comprise a third lip portion, which with the fixed portion is connected and in contact with the third sealing surface. With this configuration, the sealability by the third lip portion can be increased in addition to the first lip portion and the second lip portion.
Eine Dichtfläche, von einer der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche, kann in Radialrichtung nach außen weisen. Die andere von der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche kann in Radialrichtung nach innen weisen, und in Radialrichtung außerhalb der einen Dichtfläche mit einem Raum angeordnet sein, der zwischen der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche verbleibt. Mit dieser Konfiguration kann das Dichtelement zwischen der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche eingesetzt werden, die mit einem Raum angeordnet sind, der dazwischen in Radialrichtung verbleibt, und der erste Lippenabschnitt und der zweite Lippenabschnitt können jeweils in Kontakt mit der ersten und zweiten Dichtfläche gebracht werden. Zusätzlich kann die Anordnung der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche des zweiten Elements vereinfacht werden und die erste und die zweite Dichtfläche können exakt ausgebildet werden.A sealing surface of one of the first sealing surface and the second sealing surface may face radially outward. The other of the first sealing surface and the second sealing surface may face radially inward, and be disposed radially outwardly of the one sealing surface with a space remaining between the first sealing surface and the second sealing surface. With this configuration, the sealing member can be interposed between the first sealing surface and the second sealing surface arranged with a space left therebetween in the radial direction, and the first lip portion and the second lip portion can be respectively brought into contact with the first and second sealing surfaces , In addition, the arrangement of the first sealing surface and the second sealing surface of the second element can be simplified and the first and the second sealing surface can be formed exactly.
Eine Dichtfläche, von einer der ersten Dichtfläche und einer einstückigen Dichtfläche, welche die zweite Dichtfläche und die dritte Dichtfläche aufweist, kann in Radialrichtung nach außen weisen. Die andere von der ersten Dichtfläche und der einstückigen Dichtfläche kann in Radialrichtung nach innen weisen und in Radialrichtung außerhalb der einen Dichtfläche mit einem Raum angeordnet sein, der zwischen der ersten Dichtfläche und der einstückigen Dichtfläche verbleibt. Die zweite Dichtfläche und die dritte Dichtfläche, welche die einstückige Dichtfläche bilden, können in Axialrichtung nebeneinander angeordnet sein. Mit dieser Konfiguration kann das Dichtelement zwischen der ersten Dichtfläche und der einstückigen Dichtfläche eingesetzt werden, welche die zweite Dichtfläche und die dritte Dichtfläche aufweist, die mit einem Raum angeordnet sind, der dazwischen in Radialrichtung verbleibt, und die ersten bis dritten Lippenabschnitte können mit diesen Dichtflächen in Kontakt gebracht werden. Zusätzlich kann die Anordnung der ersten bis dritten Dichtflächen des zweiten Elements vereinfacht werden und die ersten bis dritten Dichtflächen können exakt ausgebildet werden.A sealing surface, of one of the first sealing surface and a one-piece sealing surface, which has the second sealing surface and the third sealing surface, can point in the radial direction to the outside. The other of the first sealing surface and the one-piece sealing surface may face radially inward and be disposed radially outwardly of the one sealing surface with a space remaining between the first sealing surface and the one-piece sealing surface. The second sealing surface and the third sealing surface, which form the one-piece sealing surface, can be arranged next to one another in the axial direction. With this configuration, the sealing member can be interposed between the first sealing surface and the one-piece sealing surface having the second sealing surface and the third sealing surface arranged with a space left therebetween in the radial direction, and the first to third lip portions can with these sealing surfaces be brought into contact. In addition, the arrangement of the first to third sealing surfaces of the second member can be simplified and the first to third sealing surfaces can be formed accurately.
Mit der Dichtstruktur der Erfindung ist es möglich zu verhindern, dass ein Drückelement aus einem Aufnahmeraum herauskommt, während eine Verringerung der Abdichtbarkeit aufgrund einer axialen Bewegung eines Zapfens relativ zu einer Lagerschale unterdrückt wird.With the sealing structure of the invention, it is possible to prevent a pressing member from coming out of a receiving space, while suppressing a decrease in sealability due to an axial movement of a pin relative to a bearing cup.
Figurenlistelist of figures
Merkmale, Vorteile und technische sowie industrielle Bedeutung von beispielhaften Ausführungsbeispielen der Erfindung werden nachstehend in Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
-
1 eine teilweise perspektivische Ansicht der Einzelteile eines Gelenkkreuzes ist, das mit einer Dichtstruktur gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist; -
2 eine Schnittansicht der Dichtstruktur ist; -
3 eine Schnittansicht des Dichtelements der Dichtstruktur ist; -
4 eine Schnittansicht ist, die eine Wirkung eines ersten Lippenabschnitts darstellt; -
5 eine Schnittansicht eines Dichtelements einer Dichtstruktur gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist; -
6 eine Schnittansicht eines Dichtelements einer Dichtstruktur gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ist; -
7 eine Schnittansicht eines Dichtelements einer Dichtstruktur gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel ist; -
8 eine Schnittansicht einer Dichtstruktur gemäß einem Stand der Technik ist; und -
8 eine Schnittansicht einer Dichtstruktur gemäß einem anderen Stand der Technik ist.
-
1 a partial perspective view of the items of a spider is provided with a sealing structure according to a first embodiment; -
2 a sectional view of the sealing structure; -
3 a sectional view of the sealing element of the sealing structure is; -
4 a sectional view illustrating an effect of a first lip portion; -
5 a sectional view of a sealing element of a sealing structure according to a second embodiment; -
6 a sectional view of a sealing element of a sealing structure according to a third embodiment; -
7 a sectional view of a sealing element of a sealing structure according to a fourth embodiment; -
8th a sectional view of a sealing structure according to a prior art; and -
8th is a sectional view of a sealing structure according to another prior art.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung in Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Die Gelenkspinne
Jede Wälzlagereinheit
Der Schleuderring
Eine Außenumfangsfläche des Schleuderringhauptkörpers
Das Dichtelement
Die Lippenabschnitte
Der zweite Lippenabschnitt
Der dritte Lippenabschnitt
Der erste Lippenabschnitt
Eine Schlauchfeder
Andererseits ist der dritte Abschnitt
Die Innenumfangskante
Das Dichtelement
Wenn sich der Zapfen
Der Schleuderring
Das vorliegende Ausführungsbeispiel erzeugt im Wesentlichen die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie jene des ersten Ausführungsbeispiels. Der erste Lippenabschnitt
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der fünfte Abschnitt
Es sei angemerkt, dass die Erfindung nicht auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele beschränkt ist und in geeigneten abgewandelten Ausführungsbeispielen implementiert werden kann. Während sich zum Beispiel die erste und die zweite Dichtfläche in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen entlang (parallel zu) der Axialrichtung erstrecken, können die erste und zweite Dichtfläche in Bezug auf die Axialrichtung leicht geneigt sein. Während die dritte Dichtfläche in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen relativ zu der Axialrichtung leicht geneigt ist, kann sich die dritte Dichtfläche entlang der Axialrichtung erstrecken. In dem dritten Ausführungsbeispiel kann die zweite Dichtfläche in einer Fläche vorgesehen sein, die in Radialrichtung nach innen weist, und der zweite Lippenabschnitt kann in Radialrichtung von der Innenseite her in Kontakt mit der zweiten Dichtfläche gebracht werden.It should be noted that the invention is not limited to the preceding embodiments and can be implemented in suitable modified embodiments. For example, while the first and second sealing surfaces in the foregoing embodiments extend along (parallel to) the axial direction, the first and second sealing surfaces may be slightly inclined with respect to the axial direction. While the third sealing surface in the foregoing embodiments is slightly inclined relative to the axial direction, the third sealing surface may extend along the axial direction. In the third embodiment, the second sealing surface may be provided in a surface facing radially inward, and the second lip portion may be radially brought into contact with the second sealing surface from the inside.
Das Dichtelement kann so konfiguriert sein, um an dem Zapfen befestigt zu sein und in Kontakt mit der Lagerschale zu kommen. Die Dichtstruktur der Erfindung kann an anderen Stellen als an einer Stelle zwischen dem Zapfen und der Lagerschale des Gelenkkreuzes vorgesehen sein.The sealing element may be configured to be secured to the journal and to come into contact with the bearing shell. The sealing structure of the invention may be provided at locations other than at a location between the pin and the bearing cup of the spider.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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