具有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)，包括轮毂(3)的内环的径向外部侧表面(26)的伸展部(30)，在伸展部(30)上形成位于等速万向节(6)的一侧上的环状台阶(25)，所述台阶适于接收第一护罩，第一护罩的凸缘部(18)从第一护罩的套筒部(17)的、面向等速万向节的相对侧的第一端部(27)径向延伸从而朝向轮毂的外环(8)伸出，位于第二护罩的凸缘部(118)前方，并且第一端部(27)轴向延伸从而从内环(5)朝向万向节(6)伸出，由此限定管状元件(32)，管状元件(32)布置得跨过轮毂(3)和等速万向节的外环(10)并具有支撑环状密封件(35)的相对的第二端部(28)；环状信号发生插件(19b)覆盖第一护罩的凸缘部的、面向万向节的表面(20)，使得表面(20)的径向内环状部分(33)限定推压肩部以用于安装第一护罩。
【专利说明】具有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密封装置以及其中的相应布置，具有低操作摩擦和简化的结构。
【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。第一护罩以复杂的形状制成，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。一旦被使用，当与适当的传感器相连时，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尺寸大，尤其是轴向上的尺寸。
[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。一方面，会在使用中生成并不始终足够强的磁信号；另一方面，存在空间上的减少，尤其是用于传感器的轴向方向上的空间，并且多个独立密封组件的存在使得安装更为复杂。
[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；其为传感器留下了更多空间；这些一起使得生成的磁信号始终强且可靠、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以及组装上的简化。
[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，获得了该装置的紧凑组装结构，其轴向和径向尺寸减小；该结构易于实现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磁信号，还结合有与密封装置接触的相对移动部件之间的摩擦的显著降低。
【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 (插入环或“SIR”)，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12具有形成在边7和外环10的相互邻接的部分13上的前齿(front toothing)。
[0018]装置I包括密封组件14，其在使用时置于内环5 (在本示例中是环5b)和保护滚动体9的外环8之间，并且还以下面公开的方式布置:跨过轮毂3和万向节6的外环10，从而延伸跨过轮毂3和等速万向节的外环10以保护齿连接件12。
[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上和外环8内；以及环状密封元件11，其由弹性材料制得，在所公开的非限制性实施方式中，该环状密封元件由护罩21 —体地支承并且包括多个环状唇部22、23、24。
[0020]护罩16的径向截面是L形的且又包括套筒部17和凸缘部18，该凸缘部18径向延伸，从而在外部(on the exter1r)从套筒部17朝向外环8突出。
[0021]护罩21的径向截面也是L形的且又包括: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(在公开的示例中产生磁信号)朝着支座88的外侧和万向节6、支撑在相应的前表面20 (其面向万向节6)上，该信号发生元件19由平坦环状插件19b限定，该插件19b具有轴向厚度恒定的、基本上梯形的径向截面，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]根据本发明的第一方面，密封装置I包括内环5(在本示例中是5b)的径向外部侧表面26的伸展部(stretch) 30，在该伸展部30上形成位于等速万向节6的一侧上以及内环5 (在所公开的示例中是5b)的面向等速万向节6的端部31处的环状台阶25，该环状台阶25成型为适于接收护罩16，如下面将公开的。
[0025]与台阶25相结合地，护罩16的凸缘部18从套筒部17的第一端部27 (面向与等速万向节6相对的一侧)开始径向延伸，朝向外环8突出，位于护罩21的凸缘部118的前方，使得凸缘部18布置在轮毂3上与等速万向节6相对的一侧上，并且使得护罩16的径向截面因而具有面向等速万向节6的L形，正如在附图中清晰示出的，因此是一种非常简单的线性几何形状，易于通过对板的塑性变形和剪切获得；护罩16通常由方便处理的金属材料制得。
[0026]而且，根据本发明且结合台阶25和护罩16特定的L形取向，护罩16的套筒部17轴向延伸从而从内环5(5b)朝向等速万向节6突出并且成型为限定圆柱管状元件32，该管状元件布置成跨越轮毂3和等速万向节6的外环10，在这一示例中是跨接在环5b和外环10之间。
[0027]此外，限定了管状元件32的、护罩16的“细长的”套筒部17具有第二端部28，与端部27相对，面向等速万向节6且在部分表面29上延伸；这一端部28支撑环状密封件35，环状密封件35由弹性材料制得并且径向延伸，以从端部28朝向由套筒部17限定的管状元件32的内部突出，直到通过干涉(interference)而拦截(intercept)等速万向节6的外环10的基本圆柱形的外部侧表面29以在其上施加径向密封。
[0028]最后，仍根据本发明，形成了信号发生元件19的环状插件19b成型为基本上覆盖整个表面20，优选地不覆盖表面20的径向内环状部分33，该部分紧邻端部27并因而界定凸缘部18的根部，适于限定/形成推压肩部以用于将护罩16安装在环状台阶25上。这一环状部33在任何情况中都可适于限定/形成推压肩部以用于将护罩16安装在环状台阶25上，即使它也被环状插件1%覆盖了。
[0029]根据本发明的重要方面，护罩16的套筒部17的端部27液密地抵接到环状台阶25上，使得凸缘部18的与表面20相对且面向等速万向节6的相对侧的第二表面34与轴向肩部125以轴向邻接的方式相配合，该轴向肩部125面向等速万向节6且至少部分地由环状台阶25限定。
[0030]在此情形下并且根据本发明的另一方面，与凸缘部18的表面34以邻接抵靠的形式相配合的轴向肩部125是由环状台阶25和环状凸起36 —起限定的，该环状凸起36形成在内环5的径向外部侧表面26的形成有该环状台阶25的同一伸展部30上。特别地，环状凸起36形成在紧邻环状台阶25且与其齐平的位置中，相对于环状台阶25位于等速万向节6的相对侧上。
[0031]根据本发明的又一并且补充方面，环状插件19b成型为延伸超过凸缘部18的、与套筒部17相对并且朝向护罩21的径向外边缘38，处于直接面向护罩21的套筒部117但与其间隔开的位置中，从而形成环状支撑件39 ;该环状支撑件39布置成面向凸缘部118并且朝向该凸缘部118轴向延伸从而从凸缘部18突出，并且边缘38的环状支撑件39全部嵌入凸缘部118中。
[0032]环状密封元件11的第一环状唇部22延伸以便在紧邻支撑件39并且位于支撑件39和内环5(5b)之间的位置突出，从而在不滑动的情况下与凸缘部18以及支撑件39相配合，从而在护罩16、21之间、套筒部117的一侧上限定曲径密封。
[0033]正如已在所公开的且在任何情况下都是优选的非限制性实施方式中可见的，环状密封元件11由护罩21的凸缘部118 —体地支承，凸缘部118径向延伸从而在与等速万向节6相对的侧上、从套筒部117朝向轮毂3的内环5突出；环状唇部22在径向方向上倾斜地延伸以从凸缘部118朝向套筒部117突出，部分地位于支撑件39的轴向空间内，但是处于相对于支撑件39的径向位置朝向环5径向偏离的位置中；在任何情形下唇部22都被径向地置于支撑件39和内环5/5b之间。
[0034]环状密封元件11进一步包括至少第二环状唇部23和第三环状唇部24，其延伸从而在分支方向上从凸缘部118突出，唇部23以轻微干涉与凸缘部18滑动配合，而唇部24优选地与内环5/5b形成曲径密封，因此，在公开的示例中，唇部24延伸直至接近表面26但不与其相接触，即，唇部24与表面26以预定的径向间隙相配合；关于突起36相对于等速万向节6的位置，在此情形中直接位于突起36的上游。为了增强密封作用，如有需要，唇部24在任何情形下都可被制为也与表面26以轻微干涉滑动配合。
[0035]根据本发明的另一方面，端部28在内部径向地具有L形边缘42，其位于凸缘部18的径向延伸突出方向的相对侧上，即，朝向由套筒部17限定的管状元件32的内部；L形边缘42具有大得多的径向延伸(其是表面20的未被覆盖的环状部分33)并且全部嵌入环状密封件35中；L形边缘42进一步适于限定第二推压肩部，以用于将护罩16安装到环状台阶25上，该环状台阶朝向等速万向节6而形成在内环5/5b的径向外表面26的伸展部30上。
[0036]台阶25的径向延伸部用于在驱动之后向护罩16提供刚性。台阶25的轴向延伸被制得更大(等于或仅小于在使用中端部31和滚动体9之间的轴向距离的一半)，从而确保足够的空间以容纳适于在使用中与信号发生元件19相配合的传感器。
[0037]环状密封件35由弹性材料的挡块形成，在公开的非限制性实施方式中，弹性材料的挡块在轴向上由平坦表面45朝向等速万向节6界定，该平坦表面45平行于L形边缘42布置并且在等速万向节6的相对侧上至少部分(在公开的实施方式中，多于其径向延伸部的三分之二)地位于该L形边缘42的侧面。
[0038]径向地，在使用中面向表面29的一侧上，由环状密封唇部46界定用于限定密封件35的弹性挡块；该环状密封唇部46直接抵靠配合等速万向节6的外环10的基本上圆柱形的外部侧表面29并且在径向截面中具有锯齿形，该锯齿形具有面向等速万向节6的顶点47。
[0039]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(I)的连接至等速万向节￠)的轮毂(3)的布置，包括:密封组件(14)，在使用中置于轮毂(3)的内环(5)和外环(8)之间并且延伸跨接在轮毂(3)和等速万向节出)的外环(10)之间；其中，所述密封组件(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)在其外侧上朝向等速万向节(6)支承包括环状插件(19b)的信号发生元件(19)； 其中， i)密封装置(I)包括内环的径向外部侧表面(26)的伸展部(30)，在所述伸展部(30)上形成有位于等速万向节￠)的一侧上以及内环的面向等速万向节的端部(31)处的环状台阶(25)，所述环状台阶(25)适于接收第一护罩(16)； ?)第一护罩的凸缘部(18)从套筒部的、面向与等速万向节相对的一侧的第一端部(27)、朝向外环径向地且外悬地延伸，并且位于第二护罩的凸缘部(118)的前方，使得第一护罩的凸缘部(18)布置在轮毂上与等速万向节(6)相对的一侧上，并且使得第一护罩(16)具有面向等速万向节(6)的L形的径向截面； iii)第一护罩的套筒部(17)从内环(5)朝向等速万向节(6)轴向地且外悬地延伸，并且成型为限定圆柱形管状元件(32);所述圆柱形管状元件(32)布置成跨越轮毂(3)和等速万向节的外环(10)并且具有第二端部(28)，第二端部(28)与第一端部相对、面向等速万向节并且支撑由弹性材料制得的环状密封件(35)，所述环状密封件(35)径向延伸以从第一护罩的套筒部的第二端部(28)朝向由第一护罩的套筒部限定的管状元件(32)的内部突出，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；以及 iv)用于形成信号发生元件(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、由可磁化弹性或塑性合成材料制成的环状插件实现，其已通过化学方式固定至第一护罩(16)的凸缘部的、面向等速万向节(6)的第一表面(20)并且成型为使得紧邻第一护罩的套筒部的第一端部(27)的、第一表面的径向内环状部分(33)适于限定第一推压肩部，以用于将第一护罩安装在环状台阶(25)上；环状插件(19b)延伸以覆盖第一表面，优选地但并非必要地，不覆盖构成第一推压肩部的环状部分(33)，其特征在于， V)第一护罩的套筒部的第一端部(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，使得第一护罩的凸缘部(18)的、与第一表面(20)相对且面向等速万向节的相对侧的第二表面(34)与轴向肩部(125)以轴向邻接的方式相配合，所述轴向肩部(125)面向等速万向节(6)且至少部分地由环状台阶(25)限定； vi)与第一护罩的凸缘部(18)的第二表面邻接配合的所述轴向肩部(125)是由环状台阶(25)和环状凸起(36) —起限定的，所述环状凸起(36)形成在内环(5)的径向外部侧表面(26)的形成有所述环状台阶(25)的同一伸展部(30)上；所述环状凸起(36)形成在紧邻环状台阶(25)且与其齐平的位置中，相对于环状台阶位于等速万向节￠)的相对侧上。
2.根据权利要求1所述的布置，其特征在于，环状插件(19b)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(17)相对并且朝向第二护罩(21)的径向外边缘(38)，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，从而形成环状支撑件(39)，所述环状支撑件(39)布置成面向第二护罩的凸缘部(118)并且朝向其轴向延伸以从第一护罩的凸缘部(18)突出。
3.根据权利要求2所述的布置，其特征在于，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(39)和内环(5)之间的位置中突出，从而在不滑动的情况下与第一护罩和第二护罩之一的凸缘部(18)相配合，并且与环状插件(1%)的支撑件(39)相配合，以用于在第一护罩和第二护罩(16、21)之间、第二护罩的套筒部(117)的一侧上限定曲径密封。
4.根据权利要求3所述的布置，其特征在于，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)径向延伸以在与等速万向节(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)在径向方向上延伸以从第二护罩的凸缘部(118)朝向第二护罩的套筒部(117)倾斜地突出，部分地位于环状插件的支撑件(39)的轴向空间内，从而被径向地置于支撑件(39)和内环之间。
5.根据权利要求4所述的布置，其特征在于，第一密封组件的环状密封元件(11)进一步包括至少第二环状唇部(23)和第三环状唇部(24)，其在分支方向上从第二护罩的凸缘部(118)突出，用于使第二唇部(23)通过滑动与第一护罩的凸缘部(18)相配合，并且优选地但并非必要地，使第三唇部(24)与内环形成曲径密封。
6.根据前述权利要求中任一项所述的布置，其特征在于，第一护罩的套筒部(17)的第二端部(28)在内侧上径向地设有L形边缘42，其位于相对于第一护罩的凸缘部(18)的径向突出延伸方向的相对侧上；第一护罩的套筒部的第二端部的所述L形边缘(42)全部嵌入环状密封件(35)中并且适于限定第二推压肩部，以用于将第一护罩安装到环状台阶(25)上，所述环状台阶(25)朝向等速万向节而形成在内环的径向外表面的伸展部上。
7.根据权利要求6所述的布置，其特征在于，环状密封件(35)由弹性材料的挡块形成，所述弹性材料的挡块轴向地由平坦表面(45)朝向等速万向节界定，所述平坦表面(45)平行于第一护罩的套筒部的第二端部的L形边缘(42)而布置并且在等速万向节(6)的相对侧上至少部分地位于所述L形边缘(42)的侧面；并且所述弹性材料的挡块径向地由第四环状密封唇部(46)界定，所述环状密封唇部(46)直接抵靠配合等速万向节的外环(10)的基本上圆柱形的外部侧表面(29)并且在径向截面中具有锯齿形状，所述锯齿形状具有面向等速万向节的顶点(47)。
【文档编号】F16J15/00GK104325840SQ201410445796
【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 申请人:Skf公司