DE102008043248A1 - Flange ring for use in ball joint of motor vehicle, has ring surface, where ring is formed as component of static sealing between pin and connection component, so that edge section of sleeve gasket is tightly accommodated in ring - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Flanschring nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a flange according to the preamble of claim 1.
Flanschringe zur Anlage eines Randabschnittes einer elastisch verformbaren Dichtungsmanschette sind je nach Anwendungsfall in recht unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Zumeist werden derartige Flanschringe für Kugelgelenke in Kraftfahrzeugen und hier überwiegend für die Radaufhängung eingesetzt. Hier unterliegen sie zum Teil schwierigsten Bedingungen, wie thermischen, chemischen oder mechanischen Belastungen. Der Randabschnitt gattungsgemäßer elastisch verformbarer Dichtungsmanschetten liegt an einem Innenmantel einer Ringfläche des Flanschringes an, die mit ihrem Außenmantel festsitzend auf einem Zapfen angeordnet ist. Unter einem Winkel von der Ringfläche abragend ist an dem Flanschring eine Anlagefläche vorhanden, die sich mit ihrem Außenmantel an einem korrespondierenden Anschlussbauteil anlegt. Der Zapfen ist in das Anschlussbauteil eingesetzt.flanges for conditioning an edge portion of an elastically deformable sealing sleeve are depending on the application in quite different designs known. In most cases, such flange rings for ball joints in motor vehicles and here predominantly for the suspension used. Here they are sometimes subject to the most difficult conditions such as thermal, chemical or mechanical loads. The edge section generic elastically deformable gaskets lies on an inner jacket of an annular surface of the flange ring attached, with its outer shell fixedly mounted on a pin is. At an angle from the annular surface is projecting on the flange a contact surface available, which is with its outer jacket on a corresponding connection component invests. The pin is inserted in the connection component.
Dem
Grunde nach werden zwei Flanschringvarianten unterschieden. Eine
erste Ausführung dient dazu, den Randabschnitt der Dichtungsmanschette festsitzend
aufzunehmen. Der Festsitz wird insbesondere bei den bereits erwähnten
Kugelgelenken in Kraftfahrzeugen durch zusätzliche, außen
an dem Randabschnitt angesetzte Spannringe erreicht beziehungsweise
verstärkt. Als Beispiel für einen fixierten Randabschnitt
einer Dichtungsmanschette wird auf die
Eine
andere Ausführungsform der Flanschringe weist eine Gleitverbindung
zwischen dem Flanschring und dem daran anliegenden Randbereich der
Dichtungsmanschette auf. Diese Gleitverbindung soll verhindern,
dass die Dichtungsmanschette durch übermäßige
Beanspruchung zerstört wird. Hierzu ist das Ausweichen
mittels der Gleitbewegung ganz besonders von Nutzen, wenn das andere
Ende der Dichtungsmanschette festsitzend an einem Gehäuse
angeordnet ist. Flanschringe zur gleitenden Anlage eines Randabschnittes
einer elastisch verformbaren Dichtungsmanschette sind beispielsweise
aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flanschring zur Anlage eines Randabschnittes einer elastisch verformbaren Dichtungsmanschette bereitzustellen, der über einen langen Lebensdauerzyklus hinweg zerstörungsfrei und optimal eine Dichtfunktion der zu schützenden Bauteile gewährleistet.Of the Invention is based on the object, a flange to the plant to provide an edge portion of an elastically deformable gasket, the non-destructive over a long life cycle and optimally a sealing function of the components to be protected guaranteed.
Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.The Invention solves this problem with the features of claim 1.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein Flanschring zur Anlage eines Randabschnittes einer elastisch verformbaren Dichtungsmanschette an einem Innenmantel einer Ringfläche des Flanschringes, die mit ihrem Außenmantel festsitzend auf einem Zapfen angeordnet ist und zur Anlage an einem Innenmantel einer unter einem Winkel von der Ringfläche abragenden Anlagefläche des Flanschringes, deren von dem Randabschnitt der Dichtungsmanschette abgewandter Außenmantel an einem korrespondierenden Anschlussbauteil anliegt, in das der Zapfen eingesetzt ist, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass der Flanschring Bestandteil einer statischen Dichtung zwischen Zapfen und Anschlussbauteil ist, so dass der Randabschnitt der Dichtungsmanschette bei einer Rotationsbewegung zwischen Zapfen und Dichtungsmanschette bis zu einem Grenzwert festsitzend in dem Flanschring aufgenommen ist.One Flange ring for abutment of an edge portion of an elastically deformable Sealing collar on an inner shell of an annular surface of the flange ring, which stuck with its outer jacket is arranged on a pin and for engagement with an inner shell one projecting at an angle from the annular surface Contact surface of the flange, whose from the edge portion the outer sleeve facing away from the gasket on one corresponding terminal component abuts, in which the pin used is has been developed according to the invention that the flange ring is part of a static seal between pins and connecting member is so that the edge portion of the gasket during a rotational movement between the pin and the sealing sleeve taken up to a limit stuck in the flange ring is.
Mit der Erfindung wurde ein entscheidender Fortschritt der Abdichtung erreicht, die beispielsweise bei Gelenkbauteilen von Vorteil ist. Der besondere Vorzug der Erfindung ist darin zu sehen, dass bis zu einem maximal zulässigen Grenzwert eine statische Dichtung mit den bei dieser Dichtung gegebenen Vorzügen geschaffen wurde, die bei Überschreiten des zulässigen Grenzwertes einen dynamischen Anteil ausbildet und damit ein Gleiten des Randabschnittes der Dichtungsmanschette gestattet. Auf diese erfindungsgemäße Weise kann wirksam über einen langen Lebensdauerzyklus hinweg die Zerstörung der Dichtungsmanschette durch Überbeanspruchung vermieden werden. Zudem ist die Lösung einfach ausgeführt und damit wirtschaftlich herstellbar und gestattet eine optimale Abdichtung in einem ansonsten kritischen Bauteilabschnitt. Nach der Erfindung weist der Randabschnitt der elastisch verformbaren Dichtungsmanschette somit eine begrenzte adhäsive, also anhaftende Wirkung an dem Flanschring auf.With the invention, a decisive progress of the seal has been achieved, which is advantageous for example in joint components. The particular advantage of the invention is the fact that up to a maximum permissible limit, a static seal was created with the advantages given in this seal, which forms a dynamic component when the permissible limit is exceeded and thus allows sliding of the edge portion of the gasket. In this way according to the invention can effectively over a long life cycle away the destruction of the Gasket be avoided by overuse. In addition, the solution is simple and thus economically producible and allows optimal sealing in an otherwise critical component section. According to the invention, the edge portion of the elastically deformable gasket thus has a limited adhesive, so adhesive effect on the flange.
Eine erste Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Ringfläche und die Anlagefläche des Flanschringes unterschiedliche Geometrien aufweisen. Durch diese Möglichkeit können die Kontaktbereiche zwischen Flanschring und Zapfen sowie zwischen Flanschring und Anschlussbauteil optimiert werden. Die Ringfläche und die Anlagefläche des Flanschringes sind folglich je nach auftretender Belastung und zu erwartendem Verunreinigungs- oder Feuchtigkeitseintrag an die jeweiligen Bedingungen angepasst.A first embodiment of the invention is that the annular surface and the contact surface of the flange ring different Have geometries. By this possibility can the contact areas between flange and pin and between Flange ring and connection component to be optimized. The ring surface and the contact surface of the flange are consequently each after occurring load and expected contamination or moisture content adjusted to the respective conditions.
Zur Verbesserung der Abdichtung zwischen Flanschring und den korrespondierenden Bauteilen wird entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass zwischen der Ringfläche und dem Zapfen und/oder zwischen der Anlagefläche und der korrespondierenden Oberfläche des Anschlussbauteiles mindestens ein Dichtelement vorhanden ist.to Improvement of the seal between the flange ring and the corresponding ones Components are provided according to a development of the invention, that between the annular surface and the pin and / or between the contact surface and the corresponding surface of the connection component at least one sealing element is present.
Als Dichtelement kann dabei ein lose eingesetzter Dichtring vorgesehen werden, oder es ist ebenso möglich, als Dichtelement einen stoffschlüssig mit dem Flanschring verbundenen Dichtkörper zu verwenden. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen Flanschring und Dichtelement ist insofern von Vorteil, als der Flanschring als einteiliges Bauteil vorgefertigt werden kann. Eine abschließende Montage an der Baugruppe ist damit nicht mehr erforderlich. Dies wird jedoch notwendig, wenn ein loser Dichtring als Dichtelement zum Einsatz kommt, der zwischen Flanschring und korrespondierendem Bauteil eingefügt wird. Bei dem lose eingelegten Dichtring besteht jedoch der Vorteil darin, dass dieser als kostengünstiges Bauteil in Massenproduktion herstellbar ist.When Sealing element can be provided a loosely inserted sealing ring be, or it is also possible as a sealing element cohesively connected to the flange ring sealing body to use. The cohesive connection between flange ring and sealing element is advantageous insofar as the flange as one-piece component can be prefabricated. A final one Mounting on the module is therefore no longer necessary. this will However, necessary if a loose seal as a sealing element for Insert comes between the flange and the corresponding component is inserted. In the loosely inserted sealing ring, however the advantage in that this as a low-cost component can be produced in mass production.
Je nach Ausführung des Dichtelementes kann es sinnvoll sein, wenn am äußeren Teil des Dichtelementes eine Dichtlippe vorhanden ist, die an dem korrespondierenden Bauteil dichtend anliegt und damit eine Art Vordichtung schafft, beziehungsweise bei Bewegungen der Bauteile die Wirkung eines Abstreifers aufweist. Von außen einwirkende Verunreinigungen oder Feuchtigkeit werden somit bereits von der vorgelagerten Dichtlippe abgeführt beziehungsweise abgestreift.ever After execution of the sealing element, it may be useful if at the outer part of the sealing element, a sealing lip is present, which bears sealingly against the corresponding component and so that creates a kind of pre-seal, or in movements the components has the effect of a scraper. From the outside thus acting impurities or moisture are already discharged from the upstream sealing lip or stripped.
Als besonders vorteilhaft hat sich ein weiteres Erfindungsmerkmal herausgestellt, bei dem das Dichtelement insbesondere im Übergangsbereich zwischen Zapfen und Anschlussbauteil angeordnet ist und diesen Bereich elastisch verformt ausfüllt. Dabei ist es erfindungsgemäß möglich, sowohl ein stoffschlüssig mit dem Flanschring verbundenes Dichtelement, als auch ein lose eingelegtes Dichtelement vorzusehen. Von Bedeutung ist lediglich, dass dieses bei der Montage der Baugruppe elastisch verformt wird und sich in den erwähnten Übergangsbereich hinein verformt, so dass dieser vollständig ausgefüllt wird. Damit können auch Verunreinigungen und Stoffe von den zu schützenden Bauteilen abgehalten werden, die eine Kriechneigung aufweisen, wie dies bei bestimmten Fetten oder Ölen der Fall ist.When Particularly advantageous, a further feature of the invention has been found, in which the sealing element in particular in the transition region between Pin and connecting component is arranged and this area elastic deformed filled. It is possible according to the invention both a cohesively connected to the flange Seal element, as well as to provide a loosely inserted sealing element. Of importance is only that this during assembly of the assembly is elastically deformed and in the mentioned transition region deformed so that it is completely filled. This can also contaminants and substances from the zu Protective components are held, which have a creep, as is the case with certain fats or oils.
Eine Ausgestaltung der Erfindung wird auch darin gesehen, dass an dem Randabschnitt der Dichtungsmanschette eine Dichtlippe angeformt ist. Auch diese Dichtlippe dient als Abstreifer und bildet damit eine Vordichtung und Verbesserung der Abdichtung insgesamt. Der besondere Vorteil einer Dichtlippe an der Dichtungsmanschette besteht darin, dass die Dichtungsmanschette selbst aus einem elastischen Werkstoff hergestellt ist und damit die Dichtlippe unmittelbar bei der Herstellung mit angeformt werden kann. Somit weist auch die Dichtlippe die der Dichtungsmanschette inhärente Elastizität auf. Es sind folglich keine zusätzlichen Aufwendungen erforderlich, um eine derartige Vordichtung vorzusehen.A Embodiment of the invention is also seen in that on the Edge portion of the gasket formed a sealing lip is. This sealing lip serves as a scraper and thus forms a Pre-seal and improve the seal overall. The special Advantage of a sealing lip on the gasket is that the gasket itself from an elastic material is manufactured and thus the sealing lip directly in the production can be molded with. Thus, the sealing lip also has the Gasket inherent elasticity on. There are therefore no additional expenses required to provide such a pre-seal.
Um die statische Dichtung des Randabschnittes der elastisch verformbaren Dichtungsmanschette zu verbessern, so dass der Randabschnitt bis zu einem Grenzwert festsitzend in dem Flanschring angeordnet ist, sollte der Randabschnitt einen verstärkten Bereich der Dichtungsmanschette darstellen. Als verstärkter Randbereich weist dieser Randabschnitt somit eine Vorspannung auf, mit der er sich gegen die korrespondierende Oberfläche abstützt. Eine zusätzliche Verbesserung der Anlage des Randabschnittes der Dichtungsmanschette am Flanschring kann dadurch erreicht werden, dass in dem Randabschnitt der Dichtungsmanschette zumindest eine Verstärkungseinlage vorhanden ist. Als Verstärkungseinlage können hierbei elastische Elemente vorgesehen werden, die aus metallischen-, Kunststoff- oder Verbundwerkstoffen bestehen. Ziel dieser Verstärkungseinlage ist es, den Randabschnitt der Dichtungsmanschette fester an die Oberfläche des Flanschringes anzusetzen, als dies auf Grund der Elastizität der Dichtungsmanschette der Fall ist.Around the static seal of the edge portion of the elastically deformable To improve gasket, so that the edge section up fixed to a limit in the flange ring, the edge portion should have a reinforced area of Represent seal sleeve. As reinforced edge area This edge portion thus has a bias with which he is supported against the corresponding surface. An additional improvement of the plant of the edge section the gasket on the flange can be achieved by in that in the edge portion of the gasket at least one Reinforcement insert is present. As reinforcing insert this elastic elements can be provided, the made of metallic, plastic or composite materials. The aim of this reinforcing insert is the edge section the gasket closer to the surface of the flange ring to set than this, due to the elasticity of the gasket the case is.
Zur Optimierung der Führung des Randabschnittes der Dichtungsmanschette und zur Verbesserung der Abdichtung insgesamt geht eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung dahin, dass der Flanschring auf seiner dem Randabschnitt der Dichtungsmanschette zugewandten Innenseite zumindest partiell wenigstens einen in den Randabschnitt der Dichtungsmanschette eingreifenden Steg aufweist. Der Randabschnitt der Dichtungsmanschette wird über diesen Steg gestülpt, wenn die Baugruppe montiert wird und er erfährt damit sowohl eine verbesserte Halterung als auch Stabilisierung am Flanschring. Zudem lässt sich mit einer derartigen Maßnahme die Vorspannung des Randabschnittes optimieren.In order to optimize the guidance of the edge portion of the gasket and to improve the overall sealing a further embodiment of the invention is that the flange has at least partially at least one engaging in the edge portion of the gasket cuff on its side facing the edge portion of the gasket inner side. The edge portion of the seal The cuff is slipped over this bar when the assembly is assembled and thus experiences both improved retention and stabilization on the flange ring. In addition, can be optimized with such a measure, the bias of the edge portion.
Der Steg kann entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung einteilig an dem Flanschring ausgebildet und bereits bei der Herstellung des Flanschringes mit angeformt werden. Hierfür sind verschiedene Umformverfahren bekannt. Es sei an dieser Stelle nur beispielhaft ein Kaltumformverfahren erwähnt.Of the Web can according to a development of the invention in one piece formed on the flange and already in the production of the Flange ring to be molded with. There are different ones for this Forming known. It is only an example at this point mentioned a cold forming process.
Von besonderer Bedeutung für eine optimale Abdichtung und Führung des Randabschnittes der Dichtungsmanschette ist es, dass die Verstärkungseinlage eine Geometrie aufweist, die der Innenkontur des Flanschringes folgt. Darunter ist zu verstehen, dass die Geometrie der Verstärkungseinlage derart ausgeführt wird, dass diese einen annähernd gleich bleibenden Abstand zur Oberfläche des Flanschringes aufweist, unabhängig davon, wie diese Oberfläche des Flanschringes gestaltet ist.From of particular importance for optimum sealing and guidance of the edge portion of the gasket is that the reinforcing insert has a geometry that follows the inner contour of the flange ring. By this is meant that the geometry of the reinforcement insert is carried out such that this approximately constant distance to the surface of the flange ring regardless of how this surface works of the flange ring is designed.
So ist es, wie bereits ausgeführt wurde, ebenfalls möglich, dass die Verstärkungseinlage eine Geometrie aufweist, die den an der Innenkontur des Flanschringes vorhandenen Steg umschließt.So it is also possible, as already stated, that the reinforcing insert has a geometry that encloses the existing on the inner contour of the flange ring web.
Die Verstärkungseinlage kann jedoch auch eine im Querschnitt betrachtet U-, V-, F-, E- oder L-förmige Gestalt aufweisen.The However, reinforcing insert can also be a cross-section considered to have U, V, F, E or L shape.
Neben den bereits erwähnten Ausführungsvarianten zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung besteht eine besonders vorteilhafte und einfach umzusetzende Möglichkeit darin, dass die Verstärkungseinlage aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Werkstoff besteht.Next the already mentioned embodiments for Solution of the problem of the invention There is a particularly advantageous and easy to implement way in that the reinforcing insert is made of a magnetic or magnetizable material.
Darüber hinaus kann auch der Randabschnitt der Dichtungsmanschette magnetische oder magnetisierbare Partikel aufweisen, wie es entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch möglich ist, dass der Flanschring aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Werkstoff besteht, beziehungsweise eine magnetische oder magnetisierbare Beschichtung aufweist.About that In addition, the edge portion of the gasket can magnetic or magnetizable particles, as it according to a further embodiment of the invention is also possible that the flange ring of a magnetic or magnetizable Material exists, or a magnetic or magnetizable Coating has.
Mit den magnetischen Eigenschaften der Verstärkungseinlage des Randabschnittes der Dichtungsmanschette und/oder des Flanschringes kann eine adhäsive Wirkung, das heißt ein Anhaften des Randabschnittes der Dichtungsmanschette bis zu einem definierbaren Grenzwert in einfacher Weise erreicht werden. Oberhalb des Grenzwertes, das heißt, wenn die zusätzlich zur Haftreibung vorhandenen magnetischen Kräfte überschritten werden, löst sich der Randabschnitt der Dichtungsmanschette und kann auf dem Flanschring gleiten. Eine besonders vorteilhafte und einfache Variante besteht dabei darin, magnetische oder magnetisierbare Partikel unmittelbar bei der Herstellung der Dichtungsmanschette in den Werkstoff einzubringen.With the magnetic properties of the reinforcement insert the edge portion of the gasket and / or the flange ring can be an adhesive effect, that is an attachment the edge portion of the gasket to a definable Limit can be achieved in a simple manner. Above the limit, that is, if in addition to stiction exceeded existing magnetic forces be, the edge portion of the gasket releases and can slide on the flange ring. A particularly advantageous and simple variant consists of magnetic or magnetizable Particles immediately in the production of the gasket to introduce into the material.
Erfindungsgemäß ist der Grenzwert durch die werkstoffabhängige Haftreibung zwischen Randabschnitt der Dichtungsmanschette und Flanschring oder durch die zusätzliche, zur Haftreibung wirksame Magnetkraft erreichbar. Hiermit lässt sich der Betrag des Grenzwertes exakt definieren, nach dessen Überschreitung der Randabschnitt der Dichtungsmanschette von einem Festsitz in die Gleitreibung übergeht.According to the invention the limit by the material-dependent static friction between edge portion of the gasket and flange or by the additional, for static friction effective magnetic force reachable. This can be the amount of the limit define exactly after exceeding the edge section the gasket goes from a tight fit into the sliding friction.
Ein spezieller Anwendungsfall für einen erfindungsgemäßen Flanschring besteht darin, dass dieser Bestandteil eines Kugelgelenkes für ein Kraftfahrzeug ist.One special application for an inventive Flange ring is that this part of a ball joint for a motor vehicle.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele stellen keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung des Prinzips der Erfindung. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei denen auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile oder Elemente verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile oder Elemente bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind.The The invention will be described below with reference to the accompanying drawings explained in more detail. The embodiments shown do not limit the variants shown but merely serve to explain the principle of Invention. To the operation of the invention to be able to illustrate are only strong in the figures simplified schematic diagrams are shown in which on the for the invention dispenses with essential components or elements has been. However, this does not mean that such components or Elements in a solution according to the invention not available.
Die
In
der
Eine
weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen
Flanschringes wird in der
Der
in
Der
Randabschnitt
In
der
Die
Eine
im Vergleich zur
Dies
trifft ebenso auf die Darstellung der
Eine
zur Ausführung in
Eine ähnliche
Variante zeigt die
Als
weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen
Flanschringes
Als
besonders einfache Ausführungsvariante wird in der
Zur
Erzielung einer statischen Dichtung bis zu einem Grenzwert, wie
dies erfindungsgemäß erreicht wird, kann auch
eine Ausführung dienen, wie sie in der
- 11
- Randabschnittedge section
- 22
- Dichtungsmanschettegasket
- 33
- Innenmantel (der Ringfläche)inner sheath (the ring surface)
- 44
- Ringflächering surface
- 55
- Flanschringflange
- 66
- Außenmantel (der Ringfläche)outer sheath (the ring surface)
- 77
- Zapfenspigot
- 88th
- Innenmantel (der Anlagefläche)inner sheath (the contact surface)
- 99
- Anlageflächecontact surface
- 1010
- Außenmantel (der Anlagefläche)outer sheath (the contact surface)
- 1111
- Anschlussbauteilconnection component
- 1212
- Dichtelementsealing element
- 1313
- Dichtelementsealing element
- 1414
- Dichtlippe (des Dichtelements)sealing lip (of the sealing element)
- 1515
- ÜbergangsbereichTransition area
- 1616
- Dichtlippe (der Dichtmanschette)sealing lip (the sealing cuff)
- 1717
- Verstärkungseinlagereinforcing insert
- 1818
- Stegweb
- 1919
- magnetische oder magnetisierbare Partikelmagnetic or magnetizable particles
- 2020
- Öffnungopening
- 2121
- Muldetrough
- 2222
- Labyrinthstrukturlabyrinth structure
- 2323
- Außenrandouter edge
- 2424
- Außenrandouter edge
- 2525
- Schlitzslot
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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