SE526108C2 - Tätningsanordning, hjulaxel och förfarande för montering av tätningsanordning - Google Patents

Description

25 30 526 108 2 Det är därför fördelaktigt att avdela axelkàpan i flera utrymmen, vilka kan ha olika hög oljenivà.

Vid svängning' av ett ramstyrt fordon. har den främre bakre hjulaxlarna. Detta medför relativt stora belastningar pà hjulaxeln en annan svängningsradie än de drivlinan och speciellt leder det till ett sà kallat inspänt moment pà centrumväxeln. I vissa fall önskar man därför kallad till centrumväxeln. Hypoidoljan uppfyller emellertid inte utnyttja en sä hypoidolja kraven pä en god bromsolja särskilt bra. Det är därför önskvärt att dela upp axelkàpan i ett flertal utrymmen, och speciellt ett utryme för centrumväxeln. Pá sa sätt kan man utnyttja olika oljor, var och en optimerad för en specifik anordning/funktion.

Det finns även andra applikationer där man av olika anledningar önskar utnyttja en hypoidväxel.

TIDIGARE TEKNIK I US 5,845,546 beskrivs en hjulaxel, där en centrumväxel av hypoidtyp är anordnad i ett centralt utrymme och en koppling är anordnad i ett avgränsat utrymme pà vardera sidan. onl centrumväxelutrymmet. Centrumväxelutrymmet är avgränsat av en övre och en nedre husdel av axelkäpan.

Pà var sida om centrumväxelutrymmet är en oljetätning anordnad. Oljetätningarna anligger invändigt direkt mot rotation den för avsedda axeln och utvändigt mot husdelarna.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett första syfte med uppfinningen är att ástadkomma en tätningsanordning som effektivt avtätar tvä utrymmen i en axelkàpa fràn varandra pà sådant sätt att olika oljor 10 15 20 25 30 526 108 3 kan utnyttjas 3. de tvà utrymmena. Speciellt avses en tätningsanordning som 'vid drift, dá axeln rör sig i radiell riktning, effektivt avtätar utrymmena. Vidare ásyftas en anordning som är enkel att montera.

Detta tätningselementet är och att syfte uppnàs genom att fastgjort vid det första ringformiga organet, det första ringformiga organet och/eller det andra ringformiga organet innefattar en styryta som har en i axiell riktning sig reducerande diameter för styrning av tätningselementet mot avsedd position vid montering.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar det första ringformiga organet ett inre parti, som avses anligga mot axeln, och ett yttre parti som är anordnat pá ett avstånd i radiell riktning utanför det inre partiet och tätningselementet är inrättat mot det yttre partiet. Företrädesvis är tätningselementet fast förbundet med en i radiell riktning inre yta av det yttre partiet. Härigenom skapas förutsättningar för en säker montering, varvid axeln förflyttas i axiell riktning till avsedd position med det första organet och tätningselementet fastgjorda på axeln.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar det andra ringformiga organet ett i radiell riktning inre parti, och tätningselementet är inrättat mot och radiellt utvändigt om detta inre parti. Vidare har en fri ände av det inre partiet en reducerad vid förbättrad montering med avseende pá styrning av tätningselementet diameter för centrering av tätningselementet montering. Detta medför en ytterligare till avsedd position. 10 15 20 25 30 Ett andra syfte med uppfinningen är att àstadkomma ett förfarande för montering av en tätningsanordning mellan och en axelkàpa för en för rotation avsedd axel avtätning av tvà utrymmen. i axelkàpan, som reducerar risken för skada pá tätningselementet och ger en hög säkerhet med. avseende jpá tätningslementets placering. sàdant förutsättningar för sà kallad blindmontering inne i ett Speciellt avses ett förfarande som skapar hus eller kåpa, det vill säga vid sådan montering da man inte ser själva tätningsomrádet.

Detta syfte uppnàs genom att ett första ringformigt att ett andra ett att organ förbinds rotationsfast kring axeln, ringformigt organ innefattande ett säte för tätningselement fastgörs i en öppning i axelkàpan, förbinds fast det att därefter första inbördes förflyttning av axeln med nämnda första ringformiga tätningselementet med ringformiga organet, görs en organ anordnat därpå och axelkàpan i axiell riktning tills tätningselementet nàtt sin avsedda position mellan det första och andra ringformiga organet, och att tätningselementet styrs till sin avsedda position via en styryta hos det första ringformiga organet och/eller det andra ringformiga organet, vilken styryta har en i axiell riktning sig reducerande diameter.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen förbinds tätningselementet rotatíonsfast vid det första ringformiga organet innan axeln förflyttas. Härigenom reduceras risken för skada pà tätningselementet vid monteringen. 10 15 20 25 30 526 108 Enligt en annan föredragen šïföringsform av uppfinningen utnyttjas splines som är anordnade pà axeln vid en ände av denna, vilka är avsedda för en differential, för att styra axeln vid den inbördes förflyttningen av axeln och axelkàpan. Detta ger en god, grov styrning av axeln till korrekt position av tätningselementet mellan axeln och axelkàpan.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar det andra ringformiga organet ett i radiell riktning inre parti, och tätningselementet anordnas mot och radiellt utvändigt om detta inre parti. En fri ände av det inre partiet har en reducerad diameter för centrering av tätningselementet vid montering. Detta förbättrar styrningen vid monteringen ytterligare. Övriga fördelaktiga utföringsformer och fördelar med dessa framgàr av den efterföljande beskrivningen samt de följande kraven.

KORT BESKRIVNING AV FIGURERNA Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande, med hänvisning till den utföringsform som visas pà de bifogade ritningarna, varvid FIG 1 visar en tvärsnittsvy genom en hjulaxel innefattande en centrumväxel, och FIG 2 visar en schematisk tvärsnittsvy av tätningsanordningen anordnad i hjulaxeln.

DETALJERAD BESKRIVNING Av EN FÖREDRAGEN UTFöRINGsFoRM I Fig 1 visas en tvärsnittsvy av en centrumväxel 1 anordnad i en axelkápa 13 hos en hjulaxel 2 hos ett fordon. Ett pinjongkugghjul 3 är anordnat pá en ingàende axel 4 till centrumväxeln 1. Den ingående axeln 4 ingar 10 15 20 25 30 6 i figur 1 i en så kallad tandemväxel.

En ej visad axel är anordnad i ingrepp med ett kugghjul 5 pá den ingående axeln för överföring av drivkraft fràn fordonets motor.

Pinjongkugghjulet 3 är i ingrepp med ett kronkugghjul 6 Fran kronkugghjulet 6 till för överföring av drivkraften. överförs drivkraften via en differential 7 drivaxlarna 8,9 och vidare till drivhjulen.

Med differential avses en anordning som tar emot ett moment fràn motorn, fördelar momentet till de tvá hjulen, och tar upp skillnader i rotationshastighet frán från till fordonet i en kurva. Differentialen innefattar fyra smà hjulen, härrörande exempel svängning av koniska kugghjul 10, eller differentialdrev, som är anordnade pà ett axelkors. Mot de fyra smá differentialdreven 10 löper tvà motstáende, större koniska differentialdrev 11,12, rotationsfast sammankopplad med en av nämnda drivaxlar 8,9. som var och en är I hjulaxeln 2 ingår förutom centrumväxeln 1 en vid respektive hjul anordnad planetväxel och broms (ej visade). Kraven pà smörjolja för centrumväxeln 1 är skiljaktiga frán och i vissa fall motstridiga mot kraven pà en bromsolja, speciellt i det föreliggande fallet där hypoidolja avses användas till centrumväxeln. Man vill därför utnyttja olika typer av oljor för centrumväxeln i vilket och bromsarna. Ett utrymme 14 i axelkàpan 13, centrumväxeln J. är anordnad, är därför avgränsat frán övriga utrymmet i axelkàpan. Med andra ord är det centrala utrymmet 14 avgränsat i hjulaxelns längdriktning och bildar ett separat, mellanliggande utrymme i axelkápan. 10 15 20 25 30 G1 F J 7 Axelkàpan 13 uppvisar en genomgàende öppning 15, genom vilken den i figur 1 vänstra drivaxeln 8 sträcker sig. Öppningen 15 är väsentligen cirkulärformig. I denna öppning anordnas en tätningsanordníng 16 kring axeln 8 för att avgränsa centrumväxelutrymmet 14. Utformningen av tätningsanordningen 16 beskrivs nedan med hänvisning till figur 2. En. motsvarande öppning i axelkápan 13 föreligger till höger i figur 1 (ej visat) och en motsvarande tätningsanordning är anordnad kring den i figuren högra axeln 9 samt spegelvänt i denna öppning.

Anordningen 16 innefattar ett första ringformigt organ 17 för rotationsfast förbindning med axehn 8 och ett andra ringformigt organ 18 för fast förbindning med axelkápan 13. Vart och ett av det första och andra ringformiga organet 17, 18 utgörs av metalliskt material och bildar ett tunnväggigt gods. bildar Anordningen innefattar vidare ett tätningselement 19 som Det första organet 17 en hylsa som är presspassad pà axeln 8. är tätande inrättat mellan det första och andra ringformiga organet. Tätningselementet 19 är vidare fjädrande i radiell riktning för att medge radiell rörelse av axeln 8. vid det första ringformiga organet 17 och närmare bestämt presspassat i Tätningselementet 19 är fastgjort detta. Tätningselementet 19 har tvà tätningsläppar 30,31 anordnade med inbördes avstànd mot det andra ringformiga Tvà fjädrande element 20, 21 i anordnade för organet 18. form av ringar är fjädrande pressning av tätningsläpparna 30,31 mot det andra ringformiga organet 18. Det tätningen, föreligger därmed tvà kontakt punkter för vilka bàda är fjäderbelastade. högeffektiv tätning.

Detta ger en Ringarna 20,21 är förspända pà 10 15 20 25 30 sàdant sätt kring tätningselementet 19 att de ger ett avsett, korrekt tryck i radiell riktning.

Det första ringformiga organet 17 innefattar ett inre parti 23 som anligger mot axeln 8, och ett yttre parti 24 som är anordnat pá ett avstànd i radiell riktning utanför det inre partiet 23. Det yttre partiet 24 är avstànd i axiell Det närmare bestämt anordnat pà ett frán det ringformiga organet 17 innefattar en snedställd yta 34, riktning inre partiet 23. första en avfasad kant, radiellt utvändigt om en fri ände 32 av det yttre partiet 24 för styrning vid monteringen.

Tätningselementet 19 är fastgjort invändigt om det yttre partiet 24.

Det andra ringformiga organet 18 har ett U-formigt tvärsnitt och är anordnat med. Uzet liggande, sä att öppningen på Uzet mynnar i axiell riktning.

Tätningselementet 19 avses vara anordnat inuti Uzet. Det andra ringformiga organet 18 innefattar alltsa ett i radiell vilket tätningselementet 19 är fjädrande inrättat. riktning inre parti 25, mot En fri ände 26 av det inre partiet 25 har en snedställd yta, i detta fallet ett parti med reducerad diameter, för centrering av tätningselementet 19 vid montering. Den fria änden 26 är för detta ändamål koniskt avsmalnande. Ett i radiell riktning yttre parti 27 är fast förbundet och närmare bestämt presspassat i öppningen 15 i axelkàpan 13.

För att åstadkomma den ovan beskrivna centreringen och radiell riktning mellan tätningsläpparna 30,31 och en radiellt styrningen vid monteringen är avståndet i utvändig yta av det yttre partiet 24 av det första ringformiga organet 17 väsentligen'lika stort som, eller 10 15 20 25 30 526 108 9 nàgot mindre än, avstàndet i radiell riktning mellan det nedböjda. partiet 26 och. det yttre jpartiet 27 av' det andra ringformiga organet 18. relativt tunnväggigt en sä kallad bälg, mellan ett yttre parti 29 och det inre partiet 22 för Tätningselementet 19 är av gummi, och innefattar ett krökt parti 28, att medge radiella rörelser mellan det yttre och inre partiet. Tätningselementet har närmare bestämt ett S- eller Z-formigt tvärsnitt. Det yttre partiet 29 är förstärkt med en plàtring invulkad i godset.

Nedan kommer förfarandet för montering av tätningsanordningen 16 förklaras.

Tätningselementet 19 fastgörs vid det första ringformiga organet 17. Det första ringformiga organet 17 förbinds därefter rotationsfast kring axeln 8. Det andra ringformiga organet 18 fastgörs i öppningen 15 i axelkápan 13. Därefter förflyttas axeln 8 med nämnda första ringformiga organ 17 och tätningselementet 19 anordnade in i axelkàpans 13 öppning 15.

Axelns 8 inre ände är försedd med splines för differentialen 7. Dessa splines utnyttjas för att styra axeln 8 vid förflyttningen och ge en grovcentrering vid Axeln 8 förflyttas alltsà i varvid. först en fri ände 32 av' det första förflyttningen. axiell riktning, ringformiga organet 17, vilken ände har en snedställd yta 34, bringas i kontakt med och styrs mot en mot det första ände 33 Vid organet 17 vettande av det andra ringformiga organet 18. ytterligare axiell förflyttning bringas tätningselementets 19 inre parti 22 i kontakt med och styrs av den nedböjda änden 26 av det 10 15 20 25 30 10 andra ringformiga organet 18 mot sin avsedda position.

Hylsan 17 alltsà tätningselementet 19 börjar rida pà den nedböjda änden träffar organet 18 innan 26 av organet 18. Styrningen sker alltså i tre steg; först en grov styrning via splines i differentialen, därefter via en yttre styrning av de tvà ringformiga organen 17,18 och slutligen via en inre styrning av de tvà ringformiga organen 17 , 18 . Den axiella förflyttningen fortsätts tills tätningselementet 19 nàtt sin avsedda position mellan det första och andra ringformiga organet 17, 18.

Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till de ovan beskrivna utföringsexemplen, utan en rad ytter- ligare varianter och modifikationer är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav.

Exempelvis kan tätningselementet 19 fastgöras vid det första ringformiga organet pà andra sätt än genom presspassning, sàsom genom vulkning eller limning.

Anordningen skapar vidare förutsättningar för att detektera läckage över tätningselementet 19. Genom att anordna ett radiellt hál genom godset hos det inre partiet 25 av det andra ringformiga organet 18 vid positionen för utrymmet mellan tätningsläpparna så. kan man detektera ett eventuellt läckage och/eller dränera bort olja frán utrymrnet. Man kan för detta ändamål placera en böjlig slang genom det radiella hålet.

Vidare kan man anordna en tunn cylinder med ett spår mellan axeln 8 och det radiellt inre partiet 25 av det andra ringformiga organet 18 och leda ut slangen via denna .

Claims (25)

10 15 20 25 30 (N PJ Ö'\ ._à CD CO ll PATENTKRAV

1. Tätningsanordning (16) för tätning av en för rotation (13), ringformigt tätningselement (19), ett första ringformigt avsedd axel (8) i en axelkàpa innefattande ett organ (17) för rotationsfast förbindning med axeln (8) och ett (18) för fast förbindning med axelkápan (13), varvid tätningselementet (19) ringformiga andra ringformigt organ är tätande inrättat mellan det första och andra (l8,l9), lementet är fjädrande i radiell riktning för att medge organet och varvid tätningse- radiell rörelse av axeln vid drift k ä n n e t e c k n a d av, (19) ringformiga organet (17), och att det första ringformiga (17) innefattar en styryta (34,26) att tätningselementet är fastgjort vid det första organet (18) riktning och/eller det andra ringformiga organet som har en i axiell styrning av sig reducerande diameter för tätningselementet mot avsedd position vid montering.

2. Tätningsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att anordningen innefattar àtminstone ett fjädrande (20,2l) av tätningselementet mot det andra ringformiga element (22) organet (18). för fjädrande pressning av ett parti

3. Tätningsanordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av, att tätningselementet (19) innefattar tvà tätningsläppar (30.31) nämnda pá inbördes avstånd i axiell riktning och att fjädrande (20,2l) är påverkan av tätningsläpparna. element anordnade för 10 15 20 25 30 526 108 12

4. Tätningsanordning enligt nágot av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av, (32) ringformiga organet i axiell riktning av det första (17) organet (17) vettande ände (33) av det andra ringformiga (18) (34) inbördes styrning vid monteringen. att en fri ände och/eller en mot det första för organet innefattar en snedställd yta

5. Tätningsanordning enligt nágot av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av, att det första ringformiga organet (17) innefattar ett inre parti (23), som avses anligga mot axeln (8), och ett yttre parti (24) som är anordnat pà ett avstånd i radiell riktning utanför det inre partiet och att tätningselementet (19) är inrättat mot det yttre partiet.

6. Tätningsanordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av, att åtminstone en del av det yttre partiet (24) är anordnat pà ett avstånd i axiell riktning fràn det inre partiet (23).

7. Tätningsanordning enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av, (19) radiell riktning inre yta av det yttre partiet (24). att tätningselementet är fast förbundet med en i

8. Tätningsanordning enligt nagot av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av, innefattar ett i (25), att att det andra ringformiga organet (18) radiell riktning inre parti och 10 15 20 25 30 526 108 13 tätningselementet (19) är inrättat mot och radiellt utvändigt om detta inre parti.

9. Tätningsanordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av, att en fri ände (26) (25) har en reducerad diameter för centrering av tätningselementet av det inre partiet vid montering.

10. Tätningsanordning enligt krav 8 eller 9, k ä n n e t e c k n a d av, att det andra ríngformiga organet (18) innefattar ett i radiell riktning yttre parti (27) för fast förbindning med axelkàpan (13).

11. Tätningsanordning enligt. något av' de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av, att det andra ringformiga organet (18) har ett U-formigt tvärsnitt och att öppningen. pá U:et mynnar i axiell riktning för mottagande av tätningselementet (19).

12. Tätningsanordning enligt något av' de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av, (19) (29) och inre parti att tätningselementet innefattar ett krökt parti (28) (22) för att medge radiella rörelser mellan det yttre och mellan ett yttre inre partiet.

13. Tätningsanordning enligt nàgot av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av, att det första och andra rörformiga organet (l7,18) är av metalliskt material. 10 15 20 25 30

14. Hjulaxel för ett fordëí. innefattande en axelkápa (13) och en för rotation avsedd axel (8), k ä n n e t e c k n a d av, att hjulaxeln (2) innefattar en tätningsanordning (16) enligt något av de föregående kraven.

15. Hjulaxel enligt krav 14 k ä n n e t e c k n a d av, att hjulaxeln (2) planetväxel, innefattar en differential (7) och en och att den för rotation avsedda axeln (8) löper mellan differentialen och planetväxeln.

16. Förfarande för montering av en tätningsanordning (16) axelkàpa (13) för avtätning av tva utrymmen i axelkàpan, (17) förbinds rotationsfast kring axeln (8), att ett andra ringformigt mellan en för rotation avsedd axel (8) och en varvid ett första ringformigt organ organ (18) innefattande ett säte för ett tätningselement (19) fastgörs i en öppning (15) i axelkàpan, k ä n n e t e c k n a d av, att tätningselementet förbinds fast med det första ringformiga organet (17), att därefter görs en inbördes förflyttning av axeln (8) med nämnda första ringformiga (13) i (19) nätt sin avsedda organ anordnat därpá och axelkápan axiell riktning tills tätningselementet andra (19) avsedda position via en styryta (34,26) position mellan det första och ringformiga organet, och att tätningselementet styrs till sin hos det första ringformiga organet (17) och/eller det andra ringformiga (18). sig reducerande diameter. organet vilken styryta har en i axiell riktning

17. Förfarande enligt krav 16, k ä n n e t e c k n a d av, 10 15 20 25 30 (fl f CW _ .x CD CC) 15 att átminstone ett fjädrande element för fjädrande tätningselementet anordnas (22) av första och (20,21) pressning av ett parti (19) mot det andra av det andra ringformiga organet (17,l8).

18. Förfarande enligt krav 16 eller 17, k ä n n e t e c k n a d av, (32) ringformiga organet att en fri ände i axiell riktning av det första (17) organet (17) vettande ände (33) av det andra ringformiga styrs mot en mot det första organet (18) vid förflyttningen.

19. Förfarande enligt krav 16, 17 eller 18, k ä n n e t e c k n a d av, att tätningselementet (19) förbinds rotationsfast vid det första ringformiga organet (17) innan axeln förflyttas.

20. Förfarande enligt krav 19, k ä n n e t e c k n a d av, att det första ringformiga organet (17) innefattar ett inre parti (23) som anligger mot axeln och ett yttre parti (24) som är anordnat. pà ett avstånd i radiell riktning utanför det inre partiet och att tätningselementet (19) anordnas mot det yttre partiet.

21. Förfarande enligt krav 20, k ä n n e t e c k n a d av, (19) riktning inre yta av det yttre partiet radiell av det förbinds vid en i (24) att tätningselementet första ringformiga organet (17).

22. Förfarande enligt nagot av kraven 16-21, k ä n n e t e c k n a d av, 10 15 20 25 16 att det andra ringformiga organet (18) innefattar ett i radiell riktning inre parti (25), och att tätningselementet (19) anordnas mot och radiellt utvändigt om detta inre parti.

23. Förfarande enligt nagot av kraven 19-21 samt krav 22, k ä n n e t e c k n a d av, ände (26) reducerad diameter för centrering av tätningselementet att en fri av det inre partiet har en (19) vid montering.

24. Förfarande enligt krav 22 eller 23, k ä n n e t e c k n a d av, att det andra ringformiga organet (18) har ett U-formigt tvärsnitt anordnas pá sàdant sätt i axelkàpan (13) att pà U:et mynnar i för mottagande av tätningselementet (19) vid förflyttningen öppningen axiell riktning av axeln.

25. Förfarande enligt nagot av kraven 16-24, k ä n n e t e c k n a d av, att splines som är anordnade pá axeln (8) vid en ände av (7). inbördes avsedda för en differential att denna, vilka är utnyttjas för styra axeln vid den förflyttningen av axeln och axelkapan (13).