DE3818330A1 - Combination comprising a sealing set and pin of a universal-joint spider - Google Patents

Combination comprising a sealing set and pin of a universal-joint spider

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Abstract

The invention relates to a combination of a sealing set with a pin, e.g. that of a universal-joint spider, with a preliminary seal composed of metal or plastic and a main seal composed of rubber or a similar flexible material, the preliminary seal resting with undersize on a pin region adjacent to the rolling-element track, and the smallest diameter of that part (19) of the preliminary seal (13) which rests on the pin (12) being up to 2% smaller than the diameter (D) of the rolling-element track (15) of the pin (12) and corresponding essentially to that part of the pin contour adjacent to the rolling-element track (15) and consisting of a recess (16) and, if required, transitional surface (17). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kombination eines Dichtungssatzes mit einem Zapfen, z.B. eines Gelenkwellen-Zapfenkreuzes, wobei eine Vorschaltdichtung aus Metall oder Kunststoff auf dem Zapfen sowie eine mit mindestens einer Dichtlippe an der Vor­ schaltdichtung anliegende Hauptdichtung aus Gummi oder ähnlich elastischem Material in der Lagerbüchse angeordnet ist und die Vorschaltdichtung mit Untermaß auf einem Bereich des Zapfens liegt, welcher der Wälzkörperlaufbahn benachbart ist.The invention relates to a combination of a seal set with a pin, e.g. of a cardan shaft cross, whereby a series seal made of metal or plastic on the Pin and one with at least one sealing lip on the front main seal made of rubber or similar elastic material is arranged in the bearing bush and the Ballast seal with undersize on an area of the pin lies which is adjacent to the rolling element raceway.

Die bisher bekannten Zapfenkreuze weisen zylindrische oder kegelige Sitzflächen der Vorschaltdichtungen sowie eine durch­ gehende zylindrische Lauffläche bzw. zwei zylindrische Lauf­ flächen mit unterschiedlichem Durchmesser für die der Vor­ schaltdichtung nachgeordnete Hauptdichtung und die Wälzkörper auf. Der Nachteil der bekannten Ausführungen liegt darin, daß diese Ausführungen relativ viel axialen Bauraum benötigen, bei zwei nebeneinanderliegenden zylindrischen Flächen durch die abrupte Durchmesseränderung hohe Kerbspannungen bewirken und relativ geringe Übergangsradien zwischen den kegeligen oder zylindrischen Flächen der einander benachbarten Zapfen des Zapfenkreuzes aufweisen.The previously known journal crosses have cylindrical or conical seat surfaces of the ballast seals as well as a through going cylindrical tread or two cylindrical barrel surfaces with different diameters for those of the front main seal and the rolling elements on. The disadvantage of the known designs is that these designs require a relatively large amount of axial installation space, with two adjacent cylindrical surfaces through the abrupt diameter changes cause high notch tensions and relatively small transition radii between the conical or cylindrical surfaces of the adjacent pins of the Have cone cross.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nach­ teile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden und bei günstiger Formgebung und dadurch erhöhter Belastbarkeit des Zapfen­ kreuzes durch eine angepaßte Formgebung der Vorschaltdichtung einen festen und absolut dichten Sitz der Vorschaltdichtung auf dem Zapfen und einen sicheren Betrieb des Dichtungssatzes zu erreichen.The object of the present invention is the After avoid parts of the known constructions and  favorable shape and thus increased resilience of the pin cross through an adapted shape of the ballast seal a tight and absolutely tight fit of the ballast seal the pin and safe operation of the seal set to reach.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß der am Zapfen anliegende Teil der Vorschaltdichtung dessen kleinster Durchmesser bis zu 2% kleiner ist als der Durchmesser der Wälzkörperlaufbahnen des Zapfens, im wesentlichen dem den Wälzkörperlaufbahnen benachbarten aus Freistich und gegebenenfalls Übergangsfläche bestehenden Teil der Zapfenkontur entspricht.The solution to the problem is that the abutting on the pin Part of the ballast seal whose smallest diameter up to Is 2% smaller than the diameter of the rolling element raceways Pin, essentially that adjacent to the rolling element raceways part of undercut and, if necessary, transition area corresponds to the pin contour.

Vorteilhaft erstreckt sich der am Zapfen anliegende Teil der Vorschaltdichtung bis in den an die Übergangsfläche sich an­ schließenden Rundungsbereich des Zapfens.The part of the pin which is in contact with the pin advantageously extends Ballast seal up to the transition surface itself closing rounding area of the pin.

Zweckmäßig legt sich die Vorschaltdichtung infolge ihrer Elastizität nach dem Aufpressen im Bereich des an die Wälz­ körperlaufbahn angrenzenden Freistichs an den Zapfen an.The ballast seal expediently lays down due to its Elasticity after pressing in the area of the roller adjacent undercut to the pin.

Der Vorteil besteht darin, daß zwischen den Wälzkörperlaufbahnen der benachbarten Zapfen des Zapfenkreuzes der maximal mögliche, an den Nutzbereich der Laufbahnen knickfrei anschließende Über­ gangsradius vorhanden ist und der aus fertigungstechnischen Gründen erforderliche Freistich, dessen kleinster Durchmesser nur um wenige Zehntel Millimeter kleiner als der Durchmesser der Wälzkörperlaufbahn ist, durch eine kegelige Übergangsfläche, deren Mantellinie den Rundungsradius des Freistichs und den Übergangs­ radius tangential berührt, mit dem Übergangsradius verbunden ist und die Innenkontur der Vorschaltdichtung im wesentlichen der an die zylindrische Wälzkörperlaufbahn anschließenden, aus Freistich, Übergangskegel und Übergangsradius gebildeten Kontur des Zapfens entspricht, wobei der kleinste Innendurchmesser der Vorschalt­ dichtung um bis zu 2% kleiner ist als der Durchmesser der fertigbearbeiteten Lauffläche der Wälzkörper und die Vorschalt­ dichtung über die vorzugsweise fertigbearbeitete Wälzkörperlauf­ bahn mindestens bis in den Bereich des Freistichs aufgepreßt ist.The advantage is that between the roller raceways of the adjacent tenons of the tenon cross the maximum possible vents that follow the useful area of the raceways without kinks gear radius is available and the manufacturing technology Undercut required, its smallest diameter only a few tenths of a millimeter smaller than the diameter of the Rolling raceway is through a tapered transition surface, the Surface line the radius of curvature of the undercut and the transition radius touches tangentially, is connected to the transition radius and the inner contour of the ballast seal is essentially the same the cylindrical rolling element raceway, from undercut, Transition cone and transition radius formed contour of the pin corresponds, with the smallest inside diameter of the ballast  seal is up to 2% smaller than the diameter of the finished tread of the rolling elements and the ballast Seal via the preferably finished rolling element barrel web is pressed at least into the area of the undercut.

Vorteilhaft besitzt die Kontur der Vorschaltdichtung in einzelnen, axial voneinander abgegrenzten, umlaufenden Bereichen gegenüber der Kontur des Zapfens ein Untermaß von bis zu 2%, wodurch sich eine erhöhte Dichtwirkung zwischen Vorschaltdichtung und Zapfen ergibt.The contour of the ballast seal advantageously has individual axially delimited, circumferential areas opposite the contour of the spigot an undersize of up to 2%, resulting in an increased sealing effect between ballast and pin results.

Weiterhin liegt der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung des Dichtungssatzes und des Zapfenkreuzes vor allem darin, daß die durch den fertigungstechnisch erforderlichen Freistich beanspruchte axiale Baulänge auch zur Unterbringung des Dichtungssatzes aus Haupt- und Vorschaltdichtung genutzt werden kann und daß der Frei­ stich darüber hinaus noch zur formschlüssigen axialen Fixierung der Vorschaltdichtung dient.Furthermore, there is the advantage of the embodiment of the invention Gasket set and the cone cross in particular in that the claimed by the undercut required for production axial length also to accommodate the gasket set Main and series seal can be used and that the free stitch also for positive axial fixation serves as the ballast seal.

Die durch die axial gedrängte Bauweise von Lagerbüchse und Dichtungssatz ermöglichte, unmittelbar an die Wälzkörperlaufbahn und den Freistich anschließende, von abrupten Durchmessersprüngen freie und deshalb kerbspannungsarme Querschnittsvergrößerung bewirkt eine erhöhte Belastbarkeit des Zapfenkreuzes und damit der Gelenkwelle.The axially compact design of the bearing bush and Sealing set made possible directly to the rolling element raceway and the undercut subsequent of abrupt jumps in diameter free and therefore notch-free cross-sectional enlargement causes an increased resilience of the spider and thus the cardan shaft.

In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:In the drawings is an example embodiment of the Invention shown, which shows:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf zwei benachbarte Zapfen eines Zapfenkreuzes. Fig. 1 is a schematic plan view of two adjacent pins of a cross.

Fig. 2 einen Teilschnitt durch einen Dichtungssatz. Fig. 2 shows a partial section through a seal set.

Fig. 3 Schnittdarstellung der Vorschaltdichtung. Fig. 3 sectional view of the ballast seal.

In Fig. 1 schließt sich an die Wälzkörperlaufbahn 15 jedes Zapfens 12 zur Mitte des Zapfenkreuzes 11 hin der Freistich 16 an. An den Freistich 16 schließt sich eine kegelige Übergangsfläche 17 an, die in eine rotationssymmetrische Übergangsfläche 17 mit kreisförmiger Querschnittskontur, eine sogenannte Torusfläche 18 übergeht. Die zu den jeweiligen Zapfenachsen rotationssymmetriscnen Torusflächen 18 gehen in der dargestellten Draufsicht ineinander über. Der Radius der Torusflächen 18 ist gleich dem maximalen, knickfrei an den Nutzbereich der zylindrischen Wälzkörperlauf­ bahnen 15 anschließenden Übergangsradius.In Fig. 1, the undercut 16 adjoins the rolling element raceway 15 of each pin 12 towards the center of the pin cross 11 . To the undercut 16, a conical transition surface 17 connects, which merges into a rotation-symmetrical transition surface 17 having a circular cross-sectional contour, a so-called torus 18th The torus surfaces 18 which are rotationally symmetrical to the respective journal axes merge into one another in the plan view shown. The radius of the toroidal surfaces 18 is equal to the maximum transition path 15 which adjoins the useful area of the cylindrical rolling element race 15 without kinks.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorschaltdichtung 13 weist einen etwa U-förmigen Querschnitt auf. Der innenliegende, also am Zapfen 12 anliegende Teil 19 der Vorschaltdichtung 13 weist eine Form auf, die im wesentlichen der beschriebenen Form des Zapfens 12 entspricht. Der kleinste Innendurchmesser der Vorschaltdichtung 13 ist um bis zu 2% kleiner als der Durchmesser der fertigbearbeiteten Wälz­ körperlaufbahn 15.The ballast seal 13 shown in FIG. 2 has an approximately U-shaped cross section. The inner part 19 of the ballast seal 13 , that is to say on the pin 12, has a shape which essentially corresponds to the shape of the pin 12 described. The smallest inner diameter of the series seal 13 is up to 2% smaller than the diameter of the finished rolling body raceway 15 .

In der Lagerbüchse 30 ist als Hauptdichtung ein Wellendichtring 14 angeordnet, welcher mit einer oder mit zwei Dichtlippen 27, 28 auf der Außenfläche 20 des Teiles 19 der Vorschaltdichtung läuft. Eine weitere Dichtlippe 29 des Wellendichtringes 14 liegt innen an dem sich radial erstreckenden planen Teil 25 der Vorschaltdichtung an. Der äußere, zylindrische Teil 26 der Vorschaltdichtung 13 greift mit einem radialen Abstand von weniger als 1 mm über die Lager­ büchse 30 und bildet so zusammen mit der Lagerbüchse einen Dicht­ spalt 31.A shaft sealing ring 14 is arranged in the bearing bush 30 as the main seal and runs with one or two sealing lips 27 , 28 on the outer surface 20 of the part 19 of the ballast seal. Another sealing lip 29 of the shaft sealing ring 14 lies against the radially extending flat part 25 of the ballast seal. The outer, cylindrical part 26 of the series seal 13 engages with a radial distance of less than 1 mm over the bearing bush 30 and thus forms a sealing gap 31 together with the bearing bush.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Teiles 19 der Vorschalt­ dichtung nach Fig. 3a weist diese an der zum Zapfenende gerichteten Seite einen zylindrischen Bereich 21 mit dem kleinsten Innendurch­ messer d auf. In einer weiteren Ausgestaltung (Fig. 3b) reicht der kegelige Bereich 22 der Vorschaltdichtung 13, welcher der kegeligen Übergangsfläche 17 des Zapfens 12 entspricht, bis zum Ende des am Zapfen 12 anliegenden Teiles 19 der Vorschaltdichtung 13. In an advantageous embodiment of part 19 of the ballast seal according to FIG. 3a, this has a cylindrical region 21 with the smallest inside diameter d on the side facing the pin end. In a further embodiment ( FIG. 3 b), the tapered region 22 of the ballast seal 13 , which corresponds to the tapered transition surface 17 of the pin 12 , extends to the end of the part 19 of the ballast seal 13 abutting the pin 12 .

An einem oder an beiden Randbereichen der Sitzfläche der Vorschalt­ dichtung 13 existiert so ein definiertes Untermaß 23, 24 gegenüber der Kontur des Zapfens 12, welches nach dem Aufpressen der Vorschalt­ dichtung 13 eine sichere axiale Fixierung und eine erhöhte Dicht­ wirkung ergibt.On one or both edge areas of the seat of the ballast seal 13 there is a defined undersize 23 , 24 with respect to the contour of the pin 12 , which results in a secure axial fixation and an increased sealing effect after the ballast seal 13 has been pressed on.

Claims (6)

1. Kombination eines Dichtungssatzes mit einem Zapfen z.B. eines Gelenkwellen-Zapfenkreuzes, wobei eine Vorschaltdichtung aus Metall oder Kunststoff auf dem Zapfen sowie eine mit mind. einer Dichtlippe an der Vorschaltdichtung anliegenden Hauptdichtung aus Gummi oder ähnlichen elastischen Material in der Lagerbüchse angeordnet ist, und die Vorschaltdichtung mit Untermaß auf einem Bereich des Zapfens, welcher der Wälzkörperlaufbahn benachbart ist, dadurch gekennzeichnet, daß der am Zapfen (12) anliegende Teil (19) der Vor­ schaltdichtung (13), dessen kleinster Durchmesser (d) bis zu 2% kleiner ist als der Durchmesser (D) der Wälzkörperlaufbahnen (15) des Zapfens (12), im wesentlichen dem der Wälzkörperlaufbahnen (15) benach­ barten aus Freistich (16) und gegebenenfalls Über­ gangsfläche (17) bestehenden Teil der Zapfenkontur entspricht.1.Combining a set of seals with a journal, e.g. a propshaft journal cross, whereby a ball seal made of metal or plastic is arranged on the journal as well as a main seal made of rubber or similar elastic material with at least one sealing lip on the ball seal, and the Ballast seal with undersize on an area of the pin, which is adjacent to the rolling element raceway, characterized in that the part ( 19 ) of the pin ( 12 ) adjacent to the pin ( 12 ) of the switching seal ( 13 ), whose smallest diameter ( d ) is up to 2% smaller than the diameter ( D ) of the rolling element raceways ( 15 ) of the pin ( 12 ), essentially that of the rolling element raceways ( 15 ) adjacent to the undercut ( 16 ) and, if appropriate, the transition surface ( 17 ) corresponds to the existing part of the pin contour. 2. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der am Zapfen (12) anliegende Teil (19) der Vorschalt­ dichtung (13) bis in den an die Übergangsfläche (17) sich anschließenden Rundungsbereich (18) des Zapfens (12) erstreckt.2. Combination according to claim 1, characterized in that the part ( 19 ) adjacent to the pin ( 12 ) of the ballast seal ( 13 ) extends into the rounding region ( 18 ) of the pin ( 12 ) adjoining the transition surface ( 17 ) . 3. Kombination nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastisch noch nicht verformte Kontur des am Zapfen (12) anliegenden Teils (19) der Vorschaltdichtung (13) in einzelnen Bereichen (23 und/oder 24) gegenüber der Kontur des Zapfens (12) ein Untermaß von bis zu 2% besitzt.3. Combination according to claim 1 and 2, characterized in that the elastically not yet deformed contour of the pin ( 12 ) adjacent part ( 19 ) of the ballast seal ( 13 ) in individual areas ( 23 and / or 24 ) with respect to the contour of Pin ( 12 ) has an undersize of up to 2%. 4. Kombination nach Anspruch 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorschaltdichtung (13) sich infolge ihrer Elastizität nach dem Aufpressen im Bereich des an die Wälzkörperlaufbahn angrenzenden Freistiches (16) an den Zapfen (12) anlegt.4. Combination according to claims 1-3, characterized in that the ballast seal ( 13 ) lies on the pin ( 12 ) due to its elasticity after being pressed on in the region of the undercut adjacent to the rolling element raceway ( 16 ). 5. Kombination nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschaltdichtung (13) einen senkrecht zur Zapfenachse liegenden planen Bereich (25) besitzt, an den sich mindestens eine Dichtlippe (29) der in die Lagerbüchse (30) einge­ setzten Hauptdichtung (14) anlegt.5. Combination according to any one of claims 1-4, characterized in that the ballast seal ( 13 ) has a planar region ( 25 ) lying perpendicular to the journal axis, to which at least one sealing lip ( 29 ) is inserted into the bearing bush ( 30 ) Main seal ( 14 ) creates. 6. Kombination nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Lagerbüchse (30) eingesetzte Hauptdichtung (14) mit mindestens einer Dichtlippe (27 oder 28) auf dem am Zapfen (12) anliegenden nichtzylindrischen bzw. konischen Teil (19) der Vorschaltdichtung (13) läuft.6. Combination according to one of claims 1-4, characterized in that the main seal ( 14 ) inserted into the bearing bush ( 30 ) with at least one sealing lip ( 27 or 28 ) on the non-cylindrical or conical part resting on the pin ( 12 ) ( 19 ) the ballast seal ( 13 ) runs.
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