CN101111690B - 十字接头套筒的密封圈 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种万向轴十字接头(4)的十字接头套筒(1)。为密封轴颈(3)与十字接头套筒(1)之间出现的环形间隙(5)，提供密封圈(2)，其包括径向向外定向的密封唇(6、7、8)。与十字接头套筒(1)径向向内定向的套筒边(14)直接或者间接连接的密封唇(6、7)在将十字接头套筒(1)安装在轴颈(3)上时可以产生排气道(17)，由此十字接头套筒(1)内腔所夹杂的空气可以排出。

Description

十字接头套筒的密封圈

技术领域

本发明涉及一种用于万向轴接头的十字接头套筒，该万向轴包括两个在其末端上具有托叉且通过十字接头连接的轴。十字接头的各轴颈通过滚动体可回转地支承在罐形构成的十字接头套筒内。在十字接头的轴颈与十字接头套筒之间出现的环形间隙在此方面通过一个密封圈密封。

背景技术

万向轴在不同的技术领域使用，例如像客车、载重汽车、农用机械以及土工机械等并用于在确定的偏转角下传递转矩。在这些机械和汽车上，十字接头的十字接头套筒受到例如像尘土、水、沙砾、泥浆等外部影响。如果十字接头作为精密轴承构成的十字接头套筒密封不够，那么会导致轴承并因此万向轴提前报废。为更换十字接头套筒和/或十字接头，需要相当高的安装费用，与此同时造成机器的不利停机。

此前所述结构的十字接头套筒例如由DE 4128179A1有所公开。为密封十字接头的轴颈与十字接头套筒之间的环形间隙，所公开的解决方案提出一种包括两个密封圈的密封设置。在此方面，作为径向轴密封圈构成的第一密封件在敞开的末端上压入十字接头套筒内。此外，该密封设置包括一个在十字接头的轴颈上抗扭定位的密封圈，该密封圈覆盖十字接头套筒的端面并同时利用一个套筒边嵌入十字接头套筒端面的阶梯状区域内以及借助一个密封唇嵌入环形槽内。具有与其密封圈对应衬板的这种公开的密封设置造成很高的制造成本并需要很高的安装费用以及至少在轴向上增加了结构空间。

发明内容

本发明的目的在于，实现一种用于十字接头套筒的可低成本制造、安装简单和有效的密封，以提高使用寿命。

该目的依据本发明通过权利要求1和权利要求14得以实现。

依据权利要求1，为密封依据本发明的十字接头套筒的环形间隙，提供一个整体的密封圈。预安装时将密封圈这样分配给十字接头套筒，使其在安装期间自动移动到十字接头的轴颈上，直至达到终端位置。在装入位置上，因此密封圈固定在十字接头轴颈的外壳面上。

整体密封圈依据本发明的结构包括多个整体相互连接且径向向外定向的密封唇，其中至少一个密封唇分配给十字接头套筒。在此方面，密封唇形状接合地与十字接头套筒连接。这种密封圈结构可以在预安装时使密封圈不会丢失地分配给十字接头套筒，由此可以简化十字接头套筒的安装。

在以往的安装顺序中，首先将密封圈预安装在十字接头的轴颈上，然后再将十字接头套筒轴向输送到轴颈上。与此相比，通过本发明在预安装期间将密封圈分配给十字接头套筒提高了密封圈的密封作用。密封圈依据本发明的分配连同其构成有效防止密封唇相对于十字接头套筒装入位置错误。依据本发明的密封圈既作为内部，也就是在十字接头套筒内部定位的密封，也承担预密封的作用，通过这种整体结构降低部件范围以及安装费用。此外，依据本发明的整体密封圈与公开的双体结构相比具有成本优势。

其他具有优点的构成为从属权利要求2-13的主题。

依据本发明的密封圈结构包括三个整体相互连接且径向向外定向的密封唇。在此方面，优选两个密封唇分配给十字接头套筒和一个密封唇分配给十字接头的轴颈。

依据本发明一种具有优点的构成，十字接头套筒通过深冲方法无切削地制造。在开口区域内的端侧，罐形构成的十字接头套筒具有一个径向向内定向的环形套筒边，密封圈的两个密封唇直接或者间接支承在上面。通过密封唇支承在十字接头套筒的套筒边上，预安装时密封圈被防丢失地分配给十字接头套筒。因此，与此同时可以在与十字接头连接的轴颈的外壳面上实现对密封作用重要的密封圈终端位置。

优选依据本发明的密封圈在装入位置上通过一个密封唇支承在十字接头套筒的内壁上。该密封唇此外形成局部轴向凸起的凸缘，在装入状态下内侧紧贴在十字接头套筒的端面套筒边上。

密封圈的中间密封唇外侧支承在十字接头套筒的套筒边上。将密封唇间接或者直接分配给十字接头套筒的套筒边以及通过其适当的设计，保证密封唇在套筒边所属的接触面上最佳的支承力。因此出现一种更佳的密封作用，由此有效避免十字接头套筒内腔的不利污染。

相应地在十字接头套筒内部定位的密封唇以及外侧支承在十字接头套筒的套筒边上的密封唇，在装入状态下向十字接头套筒的套筒边方向上倾斜。密封唇的这种倾斜装入位置在与内部密封唇局部轴向凸起的凸缘结合下，安装时可以使十字接头套筒的内腔形成一个排气道。在将结构单元、十字接头套筒、滚动体和密封圈套装在十字接头的轴颈上时，十字接头套筒内夹杂的空气没有受到压缩。只要十字接头的轴颈在安装时通过密封圈，十字接头套筒内部夹杂的空气在压力少量提高后就已经被排出。为此使空气在顺时针方向上定向的偏移运动使内侧倾斜支承在十字接头套筒上的密封唇进入在局部轴向凸起的凸缘之间出现的区域内。来自十字接头套筒内部的空气随后通过一间隙尺寸，该间隙尺寸径向由密封底和十字接头套筒端面套筒边的端轮廓限制，空气随后同样在顺时针方向上使外侧倾斜支承在套筒边上的密封圈中间密封唇偏转。因此安装期间产生十字接头套筒内腔的一个有效排气道。

依据本发明的密封圈第三密封唇在装入状态下支承在十字接头轴颈的一个阶梯段上。在装入位置上，中间密封唇与分配给轴颈的密封唇之间出现两个密封唇的V形分叉或一个V形环形槽。

依据本发明的密封圈在十字接头套筒的内部此外形成径向轴承滚动体的一个轴向止挡。为此密封圈脚或密封圈底部可以相应加长，以实现局部限制滚动体的轴向止挡。

优选依据本发明密封圈的内部密封唇支承在一个壁厚减薄的，也就是十字接头套筒的一个形成径向凸台的段上。这种措施一方面需要密封圈优选加长的、改善弹性的内部密封唇，而另一方面需要十字接头套筒的壁简单无切削的变形，以形成径向向内定向的套筒边。

通过使用仅由塑料或者密封圈材料制造的密封圈可以取得进一步的成本优势。此外，本发明包括密封圈至少分区域地包围一个衬板。优选适用端面在密封圈内装入一个盘形衬板，该衬板同时形成径向轴承滚动体的一个轴向止挡。

此前所述依据本发明的密封圈可以具有优点的方式为万向轴的接头使用依据权利要求14所述的下列安装方法。

用于该方法的接头具有以下结构：

-在其末端上具有托叉的两个轴具有两个相对设置的孔用于容纳各自一个十字接头套筒；

-在每个罐状构成的十字接头套筒内装入十字接头的轴颈，其可通过具有圆柱体构成的滚动体的径向轴承回转；

-为密封在十字接头的轴颈与十字接头套筒之间出现的环形间隙，具有包括三个径向向外定向密封唇的整体构成的密封圈；

-密封圈支承在十字接头套筒内壁上的密封唇形成轴向凸起的凸缘，该凸缘支承在十字接头套筒径向向内定向的套筒边上并确保形成十字接头套筒内腔的排气道。

依据本发明用于安装万向轴接头的方法按下列步骤进行：

-将十字接头装入托叉的孔内；

-将密封圈端面装入十字接头套筒的开口区内；

-在托叉的每个孔内压入十字接头套筒，与此同时：

·将每个十字接头套筒轴向推移到十字接头的轴颈上；

·移动密封圈直至达到十字接头轴颈外壳面上的终端位置；

·十字接头套筒内腔内夹杂的空气通过内部密封唇的排气道排出。

附图说明

附图示意示出本发明的优选实施例并借助其进行详细说明。其中：

图1以半剖面摘要示出与十字接头套筒结合下的一个十字接头及其依据本发明的密封圈；

图2示出一个可预安装的结构单元，由十字接头套筒、径向轴承以及密封圈组成；

图3以透视图作为单件示出依据本发明的密封圈。

具体实施方式

如从图1所看到的那样，十字接头套筒1通过密封圈2相对于十字接头4的轴颈3进行密封。密封圈2的任务是有效密封在十字接头套筒1与轴颈3之间形成的环形间隙5。整体构成的密封圈2具有三个基本径向向外定向的密封唇6、7、8，其中密封唇6、7分配给十字接头套筒1而密封唇8分配给轴颈3。由塑料或者密封材料整体构成制造的密封圈2在此方面同时起到内部密封以及预密封的作用，也就是说，密封圈2承担以往密封十字接头套筒所使用的两个单独密封件的功能。

优选无切削通过深冲方法制造的十字接头套筒1用于容纳圆柱体构成的滚动体11，这些滚动体在十字接头套筒1的内壁9以及轴颈3的外壳面25上进行引导。滚动体形成一个径向轴承，十字接头4的轴颈3通过其可相对于万向轴抗扭处于一个孔内图1中未示出的托叉回转。十字接头套筒1的底部12端面具有一个对着轴颈3方向的凸缘13，该凸缘形成轴颈3的终端止挡或径向轴承。在远离底部12的末端上，十字接头套筒1具有一个径向向内定向的连续套筒边14。套筒边14在此方面连接在十字接头套筒1外壁的一个壁厚减薄段10上，该段形成一个径向凸台16。

也可以称为内部密封的密封唇6力量合理地支承在内壁9的壁厚减薄段10上。密封唇6在此方面具有局部圆周分布设置的轴向凸起的凸缘15，通过其密封唇6点状轴向支承在套筒边14上。中间密封唇7外侧分配给套筒边14的端面。在工作状态下，密封唇6、7各自在套筒边14的方向上倾斜，与密封唇6的轴向凸起凸缘15共同形成一个排气道17，由此在将轴颈3装入十字接头套筒1内时，十字接头套筒1内夹杂的空气可以排出。

密封圈2依据本发明的结构可以实现一种安装顺序，据此将由十字接头套筒1、滚动体11以及密封圈2组成的预安装结构单元共同轴向推移到十字接头4的轴颈3上。只要安装时轴颈3通过密封圈2的装入位置，十字接头套筒1内部夹杂的空气就会受到压缩，其具有优点地几乎无阻力地通过排气道17排出。只要十字接头套筒1内部夹杂空气的气压高于一个超过密封唇6支承力的值，凸缘15之间的区域24内的这些空气就会通过偏转以顺时针方向排出。夹杂的空气随后通过径向由套筒边14和密封脚19限制的间隙尺寸18进入密封唇7与套筒边14之间的接触区内。通过密封圈2的相应设计，密封唇7的支承力与密封唇6的支承力并无不同，从而密封唇7也抬起并可以使夹杂的空气排出。

密封圈2的另一密封唇8支承在轴颈3的一个阶梯形段20上。通过密封唇6、7各自相反分叉，形成一个V形构成的连续环形槽26。作为对仅由塑料或者密封圈材料制造的密封圈2的选择，密封圈2可以包括衬板。依据图1，密封圈2具有盘形构成的衬板21，用于形成滚动体11的一个耐磨损的轴向止挡22。

图2示出可预安装的结构单元23，其由十字接头套筒1、滚动体11以及密封圈2组成。通过密封圈2的构成，即，密封唇6形状接合地从后面嵌接十字接头套筒的套筒边14，密封圈2防丢失地设置在十字接头套筒1上。因此结构单元23适用于利用十字接头4的自动安装。

图3示出作为单独部件的密封圈2的透视图。该视图特别表明密封唇6轴向凸起凸缘15的构成，这些凸缘在装入状态下支承在十字接头套筒1的套筒边14上。密封唇6、7的构成与轴向凸缘15相结合，形成一个排气道17。密封唇6为此可以在轴向凸缘15之间在区域24的范围内各自从十字接头套筒1的内壁9抬起，以便可以使安装期间夹杂在十字接头套筒1内的空气不受阻碍地排出。

附图标记

1   十字接头套筒

2   密封圈

3   轴颈

4   十字接头

5   环形间隙

6   密封唇

7   密封唇

8   密封唇

9   内壁

10  (壁厚减薄)段

11  滚动体

12  底部

13  凸缘

14  套筒边

15  凸缘

16  (径向)凸台

17  排气道

18  间隙尺寸

19  密封脚

20  段

21  衬板

22  轴向止挡

23  结构单元

24  区域

25  外壳面

26  环形槽

Claims (11)

1.十字接头套筒，用于万向轴的十字接头(4)，该十字接头包括两个在其末端上具有托叉且通过十字接头(4)连接的轴，其中，十字接头(4)的各轴颈(3)可通过十字接头套筒(1)回转，该十字接头套筒包括罐状构成的圆柱体滚动体(11)并被装入托叉的孔内，十字接头(4)的轴颈(3)与十字接头套筒(1)之间出现的环形间隙(5)被密封，其特征在于，提供用于密封环形间隙(5)的整体密封圈(2)，该密封圈与十字接头套筒(1)和滚动体(11)一起组成预安装的结构单元(23)，该结构单元在装入位置上固定在轴颈的外壳面(25)上，其中，密封圈(2)具有多个整体相互连接且径向向外定向的密封唇(6、7、8)，其中至少一个第一密封唇(6)形状接合地与十字接头套筒(1)连接，以及至少一个第二密封唇(8)分配给十字接头(4)的轴颈(3)；密封圈(2)在装入位置上通过所述与十字接头套筒(1)连接的第一密封唇(6)支承在十字接头套筒(1)的内壁(9)上，该第一密封唇(6)局部轴向凸起的凸缘(15)分配给十字接头套筒(1)的套筒边(14)。

2.按权利要求1所述的十字接头套筒，其中，密封圈(2)包括三个整体相互连接且径向向外定向的密封唇(6、7、8)。

3.按权利要求1所述的十字接头套筒，且被通过深冲方法无切削地制造，其中，十字接头套筒(1)在开口的区域内具有径向向内定向的环形套筒边(14)；除了所述分配给十字接头(4)的轴颈(3)的第二密封唇(8)之外，密封圈(2)的所有密封唇(6、7)都直接或者间接支承在所述环形套筒边上面。

4.按权利要求2所述的十字接头套筒，其中，密封圈(2)的中间的第三密封唇(7)外侧支承在十字接头套筒(1)的套筒边(14)上。

5.按权利要求4所述的十字接头套筒，其中，所述凸缘(15)与倾斜支承在十字接头套筒(1)端面上的第三密封唇(7)相结合，在安装时确保十字接头套筒(1)的内腔形成排气道(17)。

6.按权利要求1所述的十字接头套筒，其中，密封圈(2)的所述分配给十字接头(4)的轴颈(3)的第二密封唇(8)紧贴在十字接头(4)轴颈(3)的径向阶梯段(20)上。

7.按权利要求4所述的十字接头套筒，其中，分配给十字接头套筒(1)的套筒边(14)的第三密封唇(7)和分配给十字接头(4)轴颈(3)的第二密封唇(8)在装入状态下形成V形构成的连续环形槽。

8.按权利要求1所述的十字接头套筒，其中，密封圈(2)的端面形成滚动体(11)的轴向止挡(22)。

9.按权利要求1所述的十字接头套筒，其中，在十字接头套筒(1)内部定位的第一密封唇(6)支承在十字接头套筒(1)的一个壁厚减薄且形成径向凸台(16)的段(10)上。

10.按权利要求1所述的十字接头套筒，其中，所述密封圈(2)仅由塑料或者密封圈材料制造。

11.按权利要求1所述的十字接头套筒，其密封圈(2)至少分区域地包围一个衬板(21)。

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