具有低摩擦密封装置的连接至等速万向节的轮毂的布置的制作方法
【专利摘要】一种布置(1)，包括：第一和第二密封组件(14、15)，置于轮毂(3)的内环(5)和外环(8)之间并且跨过轮毂(3)和等速万向节的外环(10)；以及环状台阶(25)，其形成在内环的径向外部侧表面(26)上、等速万向节(6)的一侧上，处于紧邻第一密封组件的第一护罩(16)的套筒部(17)的位置中，凸缘部(18)从该套筒部(17)径向延伸从而朝向外环突出，该凸缘部朝向等速万向节(6)设有包括环状插件(19b)的信号发生元件(19)；第二密封组件的管状核心(28)的端部(27)成角度地装配到台阶(25)上，并且在外部径向地设有L形边缘(31)，该L形边缘(31)布置在台阶(25)内并且径向地处于环状插件之下。
【专利说明】具有低摩擦密封装置的连接至等速万向节的轮毂的布置
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于连接至等速万向节的轮毂组件的低摩擦密封装置以及其中的相应布置。
【背景技术】
[0002]轮毂组件一方面支撑车轮，并且如果该车轮是驱动轮则成角度地连接至相关的等速万向节以用于从驱动轴向车轮本身传输驱动转矩。轮毂组件具有旋转轴线并且包括彼此同轴且与旋转轴线同轴的内环和外环，该内环和外环由于其间插入了两排滚动体而可彼此相对旋转。
[0003]该内环是带凸缘的内环以使车轮连接至该组件，且该内环包括:
[0004]凸缘，横切于旋转轴线，
[0005]轴颈，沿着旋转轴线延伸，并且由与凸缘相同的材料一体制得，以及
[0006]插入环(也称为SIR，或“小内环”)，轴向地安装在轴颈上，位于相对于轴颈与凸缘相对的一侧上，并且通过抵靠轴颈肩部的卷边而被轴向止挡。
[0007]通过设置在轮毂和等速万向节的相邻和相对端部上的用于传输运动的成对齿状装置来确保从等速万向节向轮毂组件的驱动转矩的传输；齿状装置可包括基本的花键连接或头对头连接的前齿(front toothing)对，正如在W02009/140996、EP2042755或在EP2043880(也公开为W02008/006339)中所公开的。
[0008]特别地，在前齿的示例中，需要保护轮毂和等速万向节之间的接合区域以避免外界污染物(水、灰尘、泥、土)的渗透；这同样应用于夹置在内环和外环之间的滚动体，其具有用于竖直地固定悬架(suspens1n)的装置。
[0009]根据EP2043880，这种保护是借助于从两个相对的护罩获得的单独的密封组件而实现的，第一个护罩固定在内环上，位于面向等速万向节的一侧上；第二个护罩固定至外环且支承着装配有一个或多个滑动唇部的密封环，该滑动唇部与第一护罩接触配合。第一护罩以复杂形状制成，使得其突出部延伸以覆盖接合区域。这一突出部至少在其自由端可设有环状密封件，该环状密封件与等速万向节的外环径向配合；此外，该突出部，或第一护罩的凸缘部的表面，在使用中面向等速万向节并且可设有环状信号发生元件(也称为“发音轮”)，如果护罩由铁磁金属材料制成，则该环状信号发生元件通过交替的嵌片和凹陷形成，或通过对由可磁化的塑料基材料或弹性化合物制成的环状部进行磁化从而使其具有交替的磁化和未磁化区域或具有极性相反的区域而形成。一旦在使用中被连接至适当的传感器，该“发音轮”(其基于所说的内容而与轴承的内环集成)的旋转允许对车轮的旋转速度进行探测。
[0010]根据EP2043880的方案成本高、实现起来较复杂并且在径向和轴向上的尺寸都较大。
[0011]由同一 申请人:的EP2541107习得了一种方案，其很好地克服了现有技术中的全部缺点。然而，虽然令人满意，这一方案降低了用于形成发音轮并且由与内环集成并受限的独立护罩支承着的磁化橡胶元件的径向延展。这一缺陷会在使用中生成并不始终足够强的信号。
[0012]DE102008050127并未解决这些问题。
【发明内容】
[0013]本发明的目的是提供一种具有密封装置的连接至等速万向节的轮毂组件的布置；其不具有上述缺点，容易实施且经济实惠，具有对滚动体以及万向节和轮毂之间的接合区域的增强的保护效果，减小了轴向和径向体积；这些一起使得生成的磁信号始终强且可靠，并且使得由密封环的唇部在第一护罩上的滑动所产生的摩擦显著降低。
[0014]因此，基于本发明，提供了具有密封装置的连接至等速万向节的轮毂组件的布置，如在权利要求1中所定义的。
[0015]由此获得了轴向和径向尺寸都得以减小的该装置的紧凑组装结构，该结构易于实施和安装而不会使具有实质轴向长度的部件承受屈曲应力。在邻近于万向节和轮毂的区域中等同地获得了极好的液密密封，同时通过“发音轮”来确保生成始终可靠的信号，还结合有与密封装置接触的相对移动部件之间的摩擦的大大降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]本发明的进一步特征和优点将通过下文中其非限制性实施方式的描述而变得更为明晰，这些描述概略地示出了应用于根据本发明的连接至等速万向节的轮毂组件的密封装置的径向截面的纵视图，简便起见其仅被部分示出。
【具体实施方式】
[0017]参考上述附图，序号I指示了用于轮毂组件3的密封装置的整体，其内环5可操作地与等速万向节6相关联以随其一起旋转，这是已知的，因而简便起见仅被部分示出。轮毂组件3进一步包括:外环8，与环5同轴且同心地安装，径向地位于环5之外；以及多个滚动体9，置于环5和8之间。内环5包括环5b，环5b被制成独立元件，通过卷边7而被轴向地止挡(blocked)且通过外圆柱侧表面26而从外部被界定；同时，等速万向节6包括外环10 (等速万向节6在附图中示出的唯一部件)，外环10具有外圆柱侧表面29、通常布置得与内环5基本上同轴并且具有与内环5的齿连接件(toothed coupling) 12，该齿连接件具有设置在边7和外环10的相互邻接的部分13上的前齿(front toothing)。
[0018]装置I包括:第一密封组件14，其置于内环5 (在本示例中是环5b)和保护滚动体9的外环8之间；以及第二密封组件15，其由内环5(在本示例中是环5b) —体地支承并且布置成跨过轮毂3和万向节6的外环10。
[0019]密封组件14包括:两个护罩16和21，其面朝彼此布置且分别成角度地装配到内环5上和内环8内；以及环状密封元件11，在所公开的非限制性实施方式中，其由护罩21 —体地支承并且包括以下面所公开的方式与护罩16相配合的多个环状唇部22、23、24。
[0020]护罩16具有L形的径向截面并且又包括套筒部17和凸缘部18，该套筒部17固定在表面26处，该凸缘部18径向延伸从而在外部从套筒部17朝向外环8突出。
[0021]护罩21也具有L形的径向截面且又包括:套筒部117，其成角度地、一体地并且液密地固定至环8，特别是固定在外环8的面向等速万向节6的前环状支座88内；以及凸缘部118，其径向延伸，从而在套筒部117的内部、在与等速万向节6相对的侧上朝向内环5突出。
[0022]布置在凸缘部118的前方且位于支座88内的凸缘部18将信号发生元件19(在公开的不例中产生磁信号)支撑在相应的前表面20 (面向万向节6)上,该信号发生兀件19由平坦环状插件19b限定；该插件19b具有基本上矩形的径向截面、具有恒定的轴向厚度并且由可磁化的弹性或塑性合成材料制成，其被磁化且固定至表面20。环状插件19b具有围绕轴线A的多个交替的磁化和未磁化区域，或多个极性相反的磁化区域；已知且未公开的，一旦该元件或环状插件19b可操作地与传感器连接，这一传感器就转换磁信号并由此提供环5的旋转速度。
[0023]基于所描述的，护罩16和21因此借助于其各自的套筒部17和117被分别固定至轮毂3的内环5和外环8，并且每一护罩16和21的各自的凸缘部18和118径向延伸，从而从套筒部17和117朝向另一护罩突出。
[0024]第二密封组件15包括管状核心28,该管状核心28具有:第一端部27,面向与万向节6相对的一侧；以及第二端部36，与端部27相对且因此面向万向节6。
[0025]管状核心28通常由深拉金属材料制得，如将要描述的那样借助于端部27成角度地且一体地装配到内环5上，并且轴向延伸从而从环5 (特别从环5b)突出，与环5同轴且朝向万向节6，围绕轮毂3和万向节6的部分13。
[0026]根据本发明，密封装置I包括(作为其集成部件)环状台阶25，其形成在等速万向节6的一侧上，位于内环5 (在本示例中为插入环或“小环”或SIR5b)的径向外部侧表面26上，处于紧邻护罩16的套筒17的位置中。
[0027]相结合地，管状核心28的端部27成角度地并且一体地装配到轮毂3的内环5上，确切地，装配在环状台阶25处，例如通过轻微干涉被液密地驱动到台阶25内，并且在端部27的外部径向地设有L形边缘31，该边缘31成型为接合到环状支座30内，该环状支座30被限定在内环5的径向外部侧表面26的环状台阶25和由护罩16的凸缘部18支承的环状插件19b之间，该环状插件19b轴向延伸从而如在附图中清晰可见的那样突出越过环状台阶25的一部分，并因此使其整个轴向长度轴向突出到表面26上的台阶25的轴向延伸内。
[0028]因此，管状核心28的整个端部27、特别是其L形边缘31全部包含在形成于侧表面26上的环状台阶25内，容纳在该环状台阶25中。
[0029]根据本发明进一步的方面，管状核心28的端部27液密地抵接到环状台阶25上，而不必与由环状台阶25限定的并且朝向等速万向节6的轴向肩部125以轴向邻接的方式相配合。在所公开的非限制性实施方式中，在端部27和肩部125之间具有预定的轴向间隙
[0030]此外，形成信号发生元件19的环状插件19b通过具有在轴向方向上测得的预定厚度的环状插件实现，其全部覆盖表面20并且以其径向内边缘43延伸直到与护罩16的套筒部17的径向内部侧表面44齐平。
[0031]优选地，边缘43以突起形式设置并且以环状突起部45朝向密封组件15，该环状突起部45延伸以便至少部分地突出到环状台阶25内直到基本上与管状核心28的端部27的L形边缘31齐平。
[0032]特别地，L形边缘31适于限定第一推压肩部，以用于将密封组件15安装到内环5上。因此，由L形边缘31限定的肩部由核心28的端部27支承，其在使用中面向安装方向。此外，一旦完成了安装，边缘31保持为完全包含在环状元件19的轴向空间内并且因此并不会增加核心28的轴向尺寸。
[0033]根据本发明的又一个方面，环状插件19b成型为延伸超过护罩16的凸缘部18的、与套筒部17相对并且朝向护罩21的径向外边缘46，处于直接面向护罩21的套筒部117但与其间隔开的位置中，并且该环状插件1%的环状支撑件47布置成面向护罩21的凸缘部118且朝向该凸缘部118轴向延伸从而从护罩16的凸缘部18突出。
[0034]相结合地，环状密封元件11的唇部22延伸以突出到护罩16和21之间围成的环状空间内，处于紧邻环状插件19b的支撑件47、并且位于支撑件47和护罩16的套筒部17之间的位置中，以便在不滑动的情况下与护罩16的凸缘部18、并且与支撑件47相配合，从而在护罩16、21之间、护罩21的套筒部117的一侧上限定曲径密封。
[0035]特别地，环状密封元件11由护罩21的凸缘部118—体地支承，并且环状唇部22在径向方向上倾斜地延伸从而从凸缘部118朝向套筒部117突出，部分地位于支撑件47的轴向方向上的空间内但是相对于支撑件47在径向方向上偏离，从而被径向地置于支撑件47和护罩16的套筒部17之间。
[0036]环状密封元件11进一步包括至少又一对环状唇部23和24，其延伸从而在分支方向上从凸缘部118突出，唇部23通过轻微干涉以滑动方式与凸缘部18相配合，而唇部24与套筒部17形成曲径密封并因此不在套筒部17上滑动；从而，唇部23、24与彼此并且与第一护罩16限定环状空腔48，该空腔48在使用中填充有润滑油脂并且在径向方向上被置于第一唇部22和护罩16的套筒部17之间。
[0037]优选地，环状支撑件47在护罩21的一侧上具有环状径向突起部49，该突起部49朝向护罩21的套筒部117延伸因而在环状插件19b的径向外边缘50上形成台阶51，凸缘部18的径向外边缘46嵌入该台阶51内，该台阶布置在护罩16、21之间围出的环状空间内并且面向等速万向节6。
[0038]除了减小轴向和径向两个方向上的尺寸之外，通过尽可能地与端部27作用，所描述的细节允许获得对试图到达护罩16、21之间并且进入支座30内的任何污染物的离心作用，因而允许使用单个受限的干涉唇部23来替代传统的、可能弹簧加载的滑动密封唇部，从而大大降低了在使用中由密封装置I产生的摩擦。
[0039]为了实现确保内环5和万向节6 (具有相关的前齿接合件12)的相邻部分的液密保护的目的，不仅是端部27以所描述的方式、通过例如干涉驱动与台阶25接合；端部36实际上也设有由弹性材料制成的环状密封件35，该环状密封件35又包括至少第一可弹性变形的环状唇部37，该环状唇部37径向延伸从而从第二端部36、朝向核心28的内部并且在相对于第一端部27的L形边缘31的相对侧上突出，直到通过干涉而拦截万向节6的外环10的基本上圆柱形的外部侧表面29以在其上施加静态径向密封。
[0040]环状密封件35还进一步包括第二环状唇部38，其在倾斜方向上径向延伸以便从端部36突出，大致在相对于环状唇部37的相对侧上并且处于相对于唇部37朝向端部27轴向回缩的位置中，从而界定密封件35中朝向唇部37的前环状凹口 39，该凹口面向万向节6的一侧并且适于允许唇部38充当与唇部37附近可能存在的污染物相关的离心元件。
[0041]此外，管状核心28的端部36具有小于端部27的直径，并且借助于核心28的倾斜折叠台阶部41连接至第一端部27，从而增加核心28的轴向刚性。管状核心28的这一第二端部36全部嵌入环状密封件35内。
[0042]根据本发明进一步的方面，结合上文所描述的，核心28的端部36在内部径向地设有L形边缘42，其在与端部27的L形边缘31相对且平行的方向上延伸并且嵌入密封件35内、唇部37和38之间的空间中，从而在需要时形成另一(第二)推力肩部，以用于将密封组件15安装在内环5上。
[0043]通过所描述的内容而显而易见的是，由于所描述的不同特征的协作组合，并且特别是由于台阶25的存在，获得了一种通过等速万向节6引导的轮毂3的布置，在该布置中，有更多的空间用于信号发生元件19，因而确保了所生成的电信号始终强而可靠；同时，大大降低了由密封装置I产生的摩擦，减少并简化了密封装置的部件，这减少了安装时间和生产成本，与EP2541107中降低了规格的轴向和径向尺寸相同。
【权利要求】
1.一种具有密封装置⑴的连接至等速万向节(6)的轮毂(3)的布置，包括: 第一密封组件(14)，在使用中置于轮毂(3)的内环(5)和外环(8)之间；以及第二密封组件(15)，在使用中由内环(5) —体地支承并且布置成跨过轮毂(3)和等速万向节(6)的外环(10)； 其中，所述第一密封组件(14)包括: 第一护罩(16)和第二护罩(21)，借助于其各自的套筒部(17、117)分别被固定至轮毂的内环(5)和外环并且分别具有各自的凸缘部(18、118)，所述凸缘部(18、118)径向延伸从而从套筒部朝向另一护罩突出；以及 环状密封元件(11)，由第一护罩和第二护罩中的一个支承并且具有与另一护罩相配合的多个环状密封唇部(22、23、24);第一护罩(16)的凸缘部(18)布置在等速万向节(6)的一侧上并且朝向外环(8)延伸，位于第二护罩的凸缘部(118)的前方，并且在外部朝向等速万向节(6)支承包括环状插件(19b)的信号发生元件(19);并且 所述第二密封组件包括管状核心(28)，所述管状核心(28)具有第一端部(27)并且在使用中借助于所述第一端部(27) —体地并且成角度地装配到内环(5)上； 其中， i)密封装置包括环状台阶(25)，其形成在内环的径向外部侧表面(26)上、等速万向节(6)的一侧上，处于紧邻第一护罩(16)的套筒部(17)的位置中； ?)环状插件(1%)成型为延伸超过第一护罩的凸缘部的、与第一护罩的套筒部相对并且朝向第二护罩(21)的径向外边缘(46)，处于直接面向第二护罩的套筒部(117)但与其间隔开的位置中，并且环状插件(1%)的环状支撑件(47)布置成面向第二护罩的凸缘部(118)并且朝向其轴向延伸从而从第一护罩的凸缘部(18)轴向突出； iii)环状密封元件(11)包括至少第一环状唇部(22)，其延伸以在紧邻环状插件的支撑件(39)并且位于环状插件的支撑件(47)和第一护罩的套筒部(17)之间的位置中突出到第一护罩(16)和第二护罩(21)之间围成的环状空间内，从而在不滑动的情况下与第一护罩和第二护罩中的一个的凸缘部(18)、并且与环状插件的支撑件(47)相配合，从而在第一护罩和第二护罩(16、21)之间、并且在第二护罩的套筒部(117)的一侧上限定曲径密封； 其特征在于， iv)第二密封组件的管状核心的第一端部(27)面向与等速万向节(6)相对的一侧，并且在内环的径向外部侧表面(26)的环状台阶(25)处成角度地且一体地装配到轮毂的内环(5)上；管状核心的第一端部(27)在外部径向地设有L形边缘(31)，所述L形边缘(31)成型为接合到环状支座(30)内，所述环状支座(30)限定在内环的径向外部侧表面(26)的环状台阶(25)和由第一护罩(16)的凸缘部(18)支承的环状插件(19b)之间，该环状插件(1%)轴向延伸从而突出越过环状台阶(25)的一部分；形成信号发生元件(19)的环状插件(19b)以其径向内边缘(43)延伸直到与第一护罩的套筒部(17)的径向内部侧表面(44)齐平；环状插件(19b)的径向内边缘(43)以突起形式设置并且以环状突起部(45)朝向第二密封组件，所述环状突起部(45)延伸从而至少部分地突出到内环的径向外部侧表面(26)的环状台阶(25)内，基本上与第二密封组件的管状核心的第一端部(27)的L形边缘(31)齐平。
2.根据权利要求1所述的布置，其特征在于，管状核心(28)的第一端部(27)液密地抵接到内环(5)的径向外部侧表面(26)的环状台阶(25)上，优选地但并非必要地，无需以轴向邻接的方式与由环状台阶(25)限定并且朝向等速万向节(6)的轴向肩部(125)相配合；管状核心的第一端部的L形边缘(31)全部包含在内环的径向外部侧表面(26)的环状台阶(25)内。
3.根据权利要求1或2所述的布置，其特征在于，第二密封组件(15)的管状核心(28)轴向延伸，从而从内环(5)朝向等速万向节(6)突出；第二密封组件(15)进一步包括由弹性材料制成且由与第一端部相对的、管状核心的第二端部(36)支承的环状密封件(35)，还包括至少第二可弹性变形的环状唇部(37)，所述环状唇部(37)径向延伸，从而从管状核心的第二端部(36)、朝向管状核心(28)的内部、并且在相对于管状核心的第一端部(27)的L形边缘(31)的相对侧上突出，直到通过干涉而拦截等速万向节的外环(10)的基本上圆柱形的外部侧表面(29)以在其上施加径向密封。
4.根据权利要求3所述的布置，其特征在于，环状核心的第二端部在内部径向地设有位于相对于第一端部的L形边缘(31)的相对侧上的L形边缘(42);第二端部的L形边缘(42)全部嵌入环状密封件(35)内；管状核心(28)的第一端部和第二端部的L形边缘(31、42)适于限定各自的推压肩部，以用于在内环的径向外表面的环状台阶(25)上安装第二密封组件。
5.根据权利要求4所述的布置，其特征在于，由核心的第二端部(36)支承的环状密封件(35)进一步包括第三环状唇部(38)，所述第三环状唇部(38)径向地在倾斜方向上延伸从而从管状核心的第二端部(36)突出，基本上位于相对于第二环状唇部(37)的相对侧上并且处于相对于第一唇部(37)朝向管状核心的第一端部(27)轴向回缩的位置中，从而界限定密封件中朝向第二唇部的前环状凹口(39)，该凹口适于允许第三唇部(38)充当与第二唇部附近可能存在的污染物相关的离心元件。
6.根据权利要求4或5所述的布置，其特征在于，管状核心(28)的第二端部(36)具有小于第一端部(27)的直径，并且借助于核心的倾斜折叠台阶部(41)连接至第一端部，从而增加管状核心(28)的轴向刚性；管状核心的整个第二端部(36)嵌入属于第二密封组件(15)的环状密封件(35)内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，第一密封组件的环状密封元件(11)由第二护罩(21)的凸缘部(118) —体地支承，所述凸缘部(118)径向延伸从而在与等速万向节(6)相对的一侧上、从第二护罩的套筒部(117)朝向轮毂的内环(5)突出；第一环状唇部(22)在径向方向上倾斜地延伸，从而从第二护罩的凸缘部(118)朝向第二护罩的套筒部(117)突出，部分地位于环状插件的支撑件(47)的轴向空间内，从而被径向地置于支撑件(47)和第一护罩的套筒部(17)之间。
8.根据权利要求7所述的布置，其特征在于，第一密封组件的环状密封元件(11)进一步包括至少第四环状唇部(23)和第五环状唇部(24)，其延伸从而在分支方向上从第二护罩的凸缘部(118)突出；第四唇部(23)以滑动方式与凸缘部(18)相配合，而第五唇部(24)与第一护罩的套筒部(17)形成曲径密封从而在其间限定以及与第一护罩(16)限定环状空腔(48)，该空腔在使用中填充有润滑油并且在径向方向上被置于第一唇部(22)和第一护罩的套筒部(17)之间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，形成信号发生元件(19)的环状插件(1%)通过具有在轴向方向上测得的预定厚度的可磁化弹性或塑性合成材料的环状插件实现，其已经以化学方式被固定至第一护罩(16)的凸缘部的面向等速万向节(6)的第一前表面(20)上,从而完全覆盖所述第一前表面(20)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，限定所述信号发生元件的环状插件(1%)的环状支撑件(47)在第二护罩(21)的一侧上具有环状径向突起部(49)，该突起部朝向第二护罩的套筒部(117)延伸因而在环状插件的径向外边缘(50)上形成台阶(51)，第一护罩的凸缘部的径向外边缘(46)嵌在所述台阶(51)内，该台阶布置在第一和第二护罩(16、21)之间围成的环状空间内并且面向等速万向节(6)。
【文档编号】B60B27/00GK104325839SQ201410445740
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2013年6月19日
【发明者】D·达克, F·莫雷罗, A·塞拉菲尼 申请人:Skf公司