最好用于汽车的球窝关节

摘要

球窝关节、优选用于汽车、特别是在汽车底盘的范围内，该球窝关节具有一带有关节孔的球窝关节外壳、一设置在球窝关节外壳内的、通过关节孔延伸的、其上成形了一根轴的球面轴颈、一设置在球面轴颈的轴上的支承环和一密封件，该密封件布置在支承环和包围球面轴颈的轴的连接构件之间，对这种球窝关节进行如下进一步开发：其功能性在比较长的时间内都能保持，而不会受球面轴颈的区域中的腐蚀现象的不利影响。为此该密封件按本发明是弹性和/或塑性可变形的异型体(15)，其有效的、不受力作用的横截面由一连续延伸的弯曲轮廓(19)限定，该轮廓在安装状态下变形，使得该轮廓(19)的至少一个分区紧贴在相邻的且待密封的区域(10、13、14)上。

说明书

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的球窝关节，最好用于汽车中，尤其是用于汽车的底盘范围内，该球窝关节具有一个带有关节孔的球窝关节外壳、具有一个设置在球窝关节外壳中的、穿过关节孔延伸的球面轴颈，在该球面轴颈上成形了一根轴、球窝关节还具有一个设置在球面轴颈的轴上的支承环和一个密封件，该密封件设置在支承环和包围球面轴颈的轴的连接构件之间。

对于球窝关节一般存在这样的必要性，在不限制功能的情况下至少在相关球窝关节类型的整个给定使用寿命期间保证关节部件相互之间的相对运动。因此对于外部影响必须有足够的密封性，特别是要防止异物或者湿气的侵入。为此使用了设置在球窝关节的球面轴颈上的支承环，在该支承环上可以密封地固定密封护套的轴颈侧的迷宫式密封件。

在这方面，由DE-OS 37 05 847公开了一种用于汽车的球窝关节，该球窝关节在球窝关节的外壳和支承球形活节的球面轴颈之间具有一个由一种弹性可变形材料制成的密封圈。在密封圈的支承面和球面轴颈之间插入一个粘接在球面轴颈上的支承环，该支承环与密封圈的支承面形状配合地嵌合。

在这种方案中，支承环区域中的密封通过为支承环设置一个由一种弹性材料制成的涂层实现。

在DE 103 00 678 A1中还公开了一种球窝关节，该球窝关节主要包括一个球面轴颈和一个用于固定球面轴颈的头部的具有插入其间的支承的球形座。另外球窝关节还具有一个固定环，该固定环包括一个圆柱形部分和一个突缘，其中该圆柱形部分设置在球面轴颈的轴的外圆周面上，该突缘从固定环的圆柱形部分的端部伸出，并且与套筒的固定凸缘紧密接触。

在这种技术方案的范围内，在将固定环设置在球面轴颈的轴上的区域内填有一种密封剂，这种密封剂作为流体渗入该区域中的缝隙中。

本发明的任务是进一步改进这种类型的球窝关节，使得其功能性不依赖于关节的具体结构形式在比较长的时间内都可以保持，而不会由于球面轴颈区域内的腐蚀现象而受到不利影响。

根据本发明，关于上述类型的球窝关节的任务如此解决，即用于球面轴颈的轴密封的密封件是弹性和/或塑性可变形的异型体，其有效的无作用力的横截面由一个连续延伸的弯曲轮廓限定，该轮廓在装入的状态下承受变形，结果是其轮廓的至少一个分区紧靠相邻的并且待密封的区域。

本发明的优点是，基于异型体的弹性和/或塑性可变形性、尤其是其材料特性和几何构造、如横截面的轮廓进行如下有针对性地选择，使得根据安装位置和施加在异型体上的预紧力实现所要求的密封作用。

为了实现构造成异型体的密封件的选择性的密封功能，在本发明的结构方案中，该弹性和/或塑性可变形的异型体具有一个异型基体和一个密封部分。由此相关的密封部分还可以通过其布置和与异型体连接的方式专门地适配相应要产生的密封功能。在此最好密封部分的至少一部分相对于异型体大致沿径向延伸。

对于密封部分的偏转性能根据应用的控制、必要时对于一定数量的密封部分的协调一致的动作特性的提供，可以为了异型基体与密封部分的连接设置过渡区域，过渡区域的造型和材料选择如此进行，即给定与相应过渡区域相邻的密封部分的与弹性和预紧力相关的偏转。

在本发明的优选的结构方案中，异型体具有一个连接面，异型体通过该连接面与一个相邻的构件连接。

相邻的构件最好是待设置到球窝关节的球面轴颈上的支承环。异型体与支承环的连接在此可以通过硫化胶合或者通过粘接建立。

也可以将异型体在球窝关节的安装准备过程中定位在球面轴颈的轴上或者支承环上。异型体的定位最好通过相关构件上的形状配合连接和/或传力连接实现，从而使得异型体径向扩张。

在本发明的另一种优选的结构方案中，支承环具有一个径向延伸的突缘，异型体的至少一个密封部分在预紧力作用下贴靠在该突缘上。为此作为补充以及作为其替代方案也可以使异型体的至少一个密封部分在预紧力作用下紧靠在支承环的突缘的径向外部的端面上，从而以此为基础可以提供一种冗余的密封系统。

为了提供确定的弹性特性和密封特性，异型体可以具有稳定元件，这些稳定元件可由带状材料或者圆形材料构成，并且用于到密封部分的过渡区域的核心结构以及密封部分本身的稳定性。

下面根据实施例和所属的附图来更详细地描述本发明。

附图示出：

图1示出了一个构造成球窝关节的具有按本发明的异型体的关节连接件的简图；

图2-4示出了按图1的细节X的视图，具有在安装状态下的并由此处于预张紧状态下的、并且相互之间的横截面轮廓互不相同的异型体；

图5示出了另外的未预张紧的异型体的剖视图。

在图1中示意性示出的关节连接件是一种本领域的技术人员所公知的球窝关节。因此球窝关节的结构视图只限于重要的元件。

球窝关节主要包括一个球面轴颈1、一个轴瓦2和一个外壳3，该外壳至少部分包围球面轴颈1和轴瓦2。球窝关节在从外壳3到球面轴颈1的过渡区域中的密封是通过密封护套4实现的，该密封护套借助于支承环5、圆形锁紧环6和扁平锁紧环7固定在密封位置中，并且实现了球面轴颈1相对于外壳3的相对位置变化。

外壳3是两部件式的，并且包括一个外壳基体8和一个密封盖9，在将球面轴颈1插入外壳基体8中后，该密封盖9在背离球面轴颈1的一侧封闭外壳3。

球面轴颈1具有一个圆锥形延伸的轴10，该轴10与连接构件11形状配合连接且传力连接，并载有支承环5，该支承环5本身由一个贴靠在球面轴颈1的轴10上的基础连接片12和一个相对于该基础连接片12成角度延伸的突缘13构成。

支承环5的突缘13和连接构件11的基准面14由预张紧的密封件至少部分分开，该密封件是异型体15。因为异型体15的密封作用与球面轴颈1的轴10的圆周面隔开一个径向距离就发生了，因此有效防止了球面轴颈1的腐蚀。

在图2至4中不仅示出了处于无应力的状态、而且还示出处于球窝关节的预紧的安装位置上的不同的异型体15。它们分别包括一个具有过渡区域17的异型基体16，过渡区域上连接了密封部分18。由密封部分18确定了对于密封作用重要的、异型体15的密封横截面的连续延伸的轮廓19。由此例如在图2中所示的异型体15中实现了一种特别有效的密封作用，即通过将两个径向外侧的密封部分18一起构成了在支承环5的突缘13和连接构件11的基准面14之间产生的第一障碍，并由此实现了多次冗余，使得第三和第四密封部分18在预紧力作用下密封地贴靠在球面轴颈1的轴10上。

球面轴颈1的轴10的密封在设有密封部分18的异型体15的情况下基本上通过相关密封部分18在力作用下发生的压缩或者弯曲实现，而存在过渡区域17时通过密封部分18的偏转，这是因为过渡区域17的弹性特性。

如图3所示的长型异型体15，密封部分18大体积地构成，从而一方面密封部分18与球面轴颈1的轴10平坦地贴靠在一起，另一方面与之相对的密封部分18包围支承环5的突缘13，并且贴靠到突缘13的端面20上。

在此不依赖于所选择的实施方式，在本发明的范围内，可以将不同构造的密封部分18组合到异型体15上，从而在密封部分18的各密封位置达到期望的密封作用，并通过密封部分18的相互作用提供一种冗余的密封系统。

图4中获得的异型体15的特征特别在于，过渡区域17以连续延伸的弯曲半径过渡到异型基体16和密封部分18中，从而异型基体16的弹性特性共同确定了整个异型体15的密封作用。

在图5中示出了异型体15的另一种优选的横截面形式的选择，其可以实现有效的密封作用。选择了这样一种形式，其可选择地包含密封部分18和到异型基体16的过渡区域17，也可以根据异型体15的使用情况取消密封部分18。根据具体使用情况和期望的密封作用，在本发明的范围内，异型体15设置稳定元件21。

基于本发明，构造成异型体的密封件可以根据球窝关节的安装位置和要求的密封功能选择相应合适的密封件。

                附图标记列表

1     球面轴颈

2     轴瓦

3     外壳

4     密封护套

5     支承环

6     圆形锁紧环

7     扁平锁紧环

8     外壳基体

9     密封盖

10    轴

11    连接构件

12    基础连接片

13    突缘

14    基准面

15    异型体

16    异型基体

17    过渡区域

18    密封部分

19    轮廓

20    端面

21    稳定元件