JP4204192B2 - ベローズシールを備えたピボットジョイント - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載した特に自動車用の、ベローズシールを備えたピボットジョイントに関する。このベローズシールの第２のベローズ端部では、ピンに対するベローズのリングフランジの半径方向シールの他に、ベローズの外側でピンに堅固に結合された部分に軸方向で摩擦接続式 (kraftschluessig; 摩擦による束縛 ) 及び形状接続式 (formschluessig; 形状による束縛 ) に当接させることによって、大気に対するベローズ内室のシールが強化されている。
【０００２】
このような形式の、実際に、またドイツ連邦共和国特許公開第４４１３６６４号明細書により公知のピボットジョイントにおいて、本発明の課題は、ベローズシールの第２のベローズ端部におけるシール作用を改善することである。
【０００３】
本発明による課題は、請求項１の上位概念部に記載した、ベローズシールを有するピボットジョイントを、請求項１の特徴部に従って構成したことによって解決された。
【０００４】
本発明の手段によれば、第２のベローズ端部における半径方向シールもまた軸方向シールも著しく改善された。本発明に有利な構成は従属請求項に記載されている。
【０００５】
本発明に従って得られたシール性は、例えばドイツ連邦共和国実用新案登録第１８７５３１８号明細書、アメリカ合衆国特許第３３７８２８６号明細書並びにドイツ連邦共和国特許公開第４４１３６６４号明細書に記載した冒頭に述べた形式のベローズシールにおいては得られない。何故ならば、この公知のシールにおいては、本来のシール機能を実施するシール領域の形状及び構成が互いに最適に適合されていないからである。
【０００６】
本発明の実施例が以下に図面に記載されている。
【０００７】
ピボットジョイントのケーシング１内にはピン２が、図面では示されていないボールヘッドを介して傾倒及び回転可能に支承されている。
【０００８】
ケーシング１と可動なピン２との間のシールは、弾性的な材料より成るベローズ３によって行われる。このベローズ３は第１の端部で、ケーシング１に堅固に、かつ気密に結合されている。またベローズ３は第２の端部で、ピン２を半径方向で気密に取り囲んでいる。この場合、シールは、ピンとベローズ３との間で回転及びしゅう動運動が可能であるように行われる。
【０００９】
ベローズ３の、ピンに当接する第２の端部には、端面側で自由に延びるリングフランジ４が一体成形されている。リングフランジ４の一体成形は、残りのベローズ体への移行領域で環状の狭窄部５が存在するように行われる。この環状の狭窄部５は、閉じた非弾性的なリング６を収容しており、このリング６によって、ベローズ材料はリングフランジ４の領域内で、ピン２に対して半径方向で気密に緊締されている。図２の詳細図は、ケーシング１に堅固に結合されていない、ベローズ３の自由な端部におけるシール区分を示しており、この構造的な手段によって、本発明による、半径方向のシールと軸方向のシールとから成る組み合わせが得られる。
【００１０】
当該の半径方向のシール区分は、ラビリンス状に働く円筒形のシール面を備えた円筒形の区分である。この円筒形のシール面に溝が形成されており、この溝は、互いに軸方向で相並んで列をなす環状の隆起部７と凹部８とを形成している。円筒形の面のそれぞれの軸方向の端部領域には、円筒形のシール面を備え一種の環状つば９としての最後の隆起部が設けられている。２つの外側の環状つば９間に存在する隆起部は、半径方向内側にそれぞれ線状のシールエッジを有している。
【００１１】
完全を期すために、環状つば９の半径方向内側面とその他の隆起部７とによって形成された壁面について説明すれば、この壁面は、ほぼ円すい形に構成されていて、ベローズ内部に向かって次第に大きくなる内径を有している。ピン２は相応に円すい形の収容面を有しており、この収容面上に、ベローズ３の自由端部が気密に被せ嵌められる。
【００１２】
ベローズ３の自由端部に設けられたリングフランジ４の端面は、内側及び外側の円すい形に延びる環状面１０若しくは１１より形成されている。ピン軸線に対する外側の環状面１１の傾斜角度はα＝７０゜であって、内側の傾斜面の相応の角度はβ＝８０゜である。
【００１３】
内側の環状面１０に隣接して位置する環状つば９を良好にシールするためには、内側の環状面１０が環状つば９内に直接開口するのではなく、凹部８を介して開口するように構成することが、重要である。
【００１４】
内側及び外側の環状面１０若しくは１１の円すい形面の交差点は、リングフランジ４の外径よりも１２％だけ小さい曲率半径上に位置している。リングフランジ４の高さは、その外径に関連して８％である。リングフランジ４の、リング６側に向いた側面は、外側の環状面１１の円すい形面に対して平行に延びている。
【００１５】
環状面１０及び１１を備えた端面は、ピン２が対抗部材１２に組み付けられた状態で、共通の平面で対抗部材にフラット（平ら）に当接し、これによってリングフランジ４の半径方向シールに対して付加的に軸方向のシールが得られる。対抗部材１２は、平らな載設面を有していなければならない。対抗部材１２が金属から成っている場合に、対抗部材１２の表面は、十分な軸方向シールを得るために、Ｒ_Ｚ≦４０の粗さを有している。
【００１６】
狭窄部５の軸方向高さは、この狭窄部５内に挿入されたリング６の直径よりもやや小さい。これによってリング６は、半径方向の緊締力の他に軸方向の緊締力も生ぜしめ、この軸方向の緊締力は、リングフランジ４をその端面を介して対抗部材１２に堅固に、かつ気密に押しつける。
【００１７】
リングフランジ４の半径方向外側の領域を軸方向で堅固に、かつ気密に当接させるためには、リング６は、リングフランジ４の半径方向外側でできるだけ遠くに位置する領域内で軸方向に係合する。換言すれば、リングフランジ４はリング６の外径を半径方向でできるだけ小さく越えて突き出ているということである。さらにまた、最適なシールのためには、リングフランジ４がその、外側の環状面１１に相応する領域内で、半径方向で互いにほぼ平行に延びる側面を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ベローズの一部を断面して示した、ねじ込み固定された対抗部材を有するピボットジョイントの図である。
【図２】 第２のベローズ端部における、図１の符号IIで示したシール領域の部分の断面図である。

Claims (3)

1. 自動車用の、ベローズシールを備えたピボットジョイントであって、ジョイントを取り囲むベローズを有しており、
   ベローズ（３）の第１の端部がジョイントケーシング（１）に堅固に、かつ気密に結合されており、
   ベローズ（３）の第２の端部がピン（２）を環状に気密に取り囲んでおり、
   第２のベローズ端部とピン（２）との間で相対運動が可能であって、
   気密に働く第２のベローズ端部内で、半径方向外側に位置するリング状の狭窄部（５）が、端面側で自由に延びるリングフランジ（４）を構成しており、
   前記狭窄部（５）内に、第２のベローズ端部の半径方向シールを補助するリング（６）が配置されており、
   第２のベローズ端部が半径方向で、ほぼ円筒形のシール面を介してピン（２）に当接しており、この円筒形のシール面が、ラビリンス状に働く環状の、軸方向で交互に配置された隆起部（７）と凹部（８）とを備えており、
   第２のベローズ端部のほぼ円筒形のシール面の隆起部（７）が、軸方向のそれぞれ最後の隆起部で終わっていて、この最後の隆起部が円筒形の内側面を有する環状つば（９）として構成されている形式のものにおいて、
   前記ベローズシールがまだ組み込まれていない状態で、
   前記リングフランジ（４）の端面が、内側及び外側の凹状の環状面（１０）若しくは（１１）に分割されていて、これらの環状面のうちの外側の環状面（１１）が、内側の環状面（１０）よりも強く凹状に構成されており、
   ベローズ軸線に対する環状面（１１，１０）の傾斜角度が、外側の環状面（１１）のために約α＝７０゜に設計されていて、内側の環状面（１０）のために約β＝８０゜に設計されており、
   内側及び外側の環状面（１０若しくは１１）の円すい形面の交差点が、リングフランジ（４）の外径よりも１２％だけ小さい曲率半径上に位置しており、
   内側の環状面（１０）と、この内側の環状面（１０）に隣接する、第２のベローズの内側シール周壁に設けられた環状つば（９）との間に、環状の凹部（８）が設けられており、
   第２のベローズ端部のリングフランジ（４）の側面が互いにほぼ平行に延びており、
   外側の環状面（１１）の領域におけるリングフランジ（４）の高さが、一様にリングフランジ（４）の外径の約８％に設計されており、
   前記リング（６）が、非弾性的な材料より成り閉じて構成されていて、半径方向外方に向かって、外側のシール面（１１）によって形成された環状領域内に突入していて、この環状領域内で軸方向でリングフランジ（４）に当接しており、
   狭窄部（５）の軸方向高さが、リング（６）が狭窄部（５）を広げることなしにこの狭窄部（５）内に形状接続式に当接する寸法よりも小さく設計されていて、それによってこの狭窄部（５）が、リング（６）が狭窄部（５）内に挿入されたときに、この狭窄部（５）を形成するベローズ（３）の材料を弾性変形させることによって広げられるようになっている、
   ことを特徴とする、自動車用の、ベローズシールを備えたピボットジョイント。
2. リングフランジ（４）が、粗さＲ_ｚ≦４０を有する処理された表面を備えた平らな対抗シール面に当接している、請求項１記載のピボットジョイント。
3. ベローズシールが、滑り添加剤を備えたポリクロロプレン(CR)より成っている、請求項１又は２記載のピボットジョイント。

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