DE10123216A1

DE10123216A1 - Faltenbalganordnung

Info

Publication number: DE10123216A1
Application number: DE10123216A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Scholtz; Joachim Wette
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-05-12
Publication date: 2002-10-24
Also published as: DE20122503U1; WO2002073057A1; US20050082769A1; JP2004518922A

Abstract

Faltenbalganordnung 20 für eine Tripodegelenkeinheit, die einen Ringspalt zwischen einem Gelenkaußenteil 12 und einer mit einem Gelenkinnenteil 16 verbundenen Welle 19 abzudichten hat und die einen rotationssymmetrischen Faltenbalg 25, der sich zwischen einem ersten Ende zur Befestigung auf dem Gelenkaußenteil 12 und einem zweiten Ende zur Befestigung auf der Welle 19 erstreckt, und einen Adapterring 21, der mit einer Innenfläche 31 im Querschnitt formschlüssig auf dem Gelenkaußenteil 12 aufziehbar ist, umfaßt, wobei der Faltenbalg 25 mit seinem ersten Ende an der die Öffnung 15 des Gelenkaußenteils 12 einfassenden Stirnfläche 22 des Adapterrings 21 unmittelbar befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Faltenbalganordnung für eine Tri podegelenkeinheit, die einen Ringspalt zwischen einem Gelenk außenteil und einer mit einem Gelenkinnenteil verbundenen Wel le abzudichten hat und die einen sich zwischen einem ersten Ende zur Befestigung auf dem Gelenkaußenteil und einem zweiten Ende zur Befestigung auf der Welle erstreckenden rotationssym metrischen Faltenbalg und einen mit einer Innenfläche auf dem Gelenkaußenteil im Querschnitt formschlüssig aufziehbaren Adapterring umfaßt.

Aus einem Schlauchstück blasgeformte Faltenbälge können im we sentlichen nur in rein rotationssymmetrischer Form hergestellt werden, wobei bereits die Ausformung von Verdickungen für die Bundbereiche besondere Vorkehrungen erfordert.

Die Sitze der Anschlußbereiche der so hergestellten Faltenbäl ge müssen daher notwendigerweise im Querschnitt ebenfalls ro tationssymmetrisch sein.

Gelenkaußenteile von Tripodegelenken sind an ihrer Öffnungs seite am Außenumfang im Querschnitt kleeblattähnlich, d. h. entsprechend den Tripodezapfen und Rollenanordnungen des Ge lenkinnenteils weisen sie drei Erhebungen und Einschnitte über dem Umfang mit gleichmäßigem Teilungswinkel auf. Sie erfüllen damit nicht die Voraussetzung zu einem unmittelbaren Aufziehen von blasgeformten Faltenbälgen.

Es ist aus diesem Grund üblich, Adapterringe herzustellen, die mit ihrer Innenfläche auf der kleeblattförmigen Außenfläche des Gelenkaußenteils aufgezogen werden und die eine rotations symmetrische Sitzfläche für den Faltenbalg bieten, auf der dieser mittels eines Spannbandes oder Klemmringes festgelegt werden kann. Hierbei wird üblicherweise der Adapterring zu nächst auf dem Gelenkaußenteil festgelegt und bei der Montage von Gelenkinnenteil und Gelenkaußenteil dann der Faltenbalg mit seinem größeren Bund auf dem Adapterring festgespannt. Die hierbei notwendige Teilezahl bedingt eine entsprechende Anzahl von Fertigungsschritten zur Herstellung der einzelnen Teile und eine entsprechende Anzahl von Montageschritten bei der Montage des fertigen Tripodegelenks.

Aus der US 6,089,574 sind Anordnungen aus Adapterringen und Faltenbälgen der vorgenannten Art bekannt, die über sich er gänzende Ringverzahnungen in den Sitzflächen formschlüssig ineinandergreifen. Anordnungen aus Adapterring und Faltenbalg können hiernach vor dem Zusammenbau der Tripodegelenke vormon tiert werden.

Aus der US 6,099,788 sind Anordnungen aus Adapterringen und Faltenbälgen ähnlicher Form bekannt, bei denen die Sitzflächen im wesentlichen zylindrisch sind und auf thermischem Wege eine stoffschlüssige Verbindung zwischen beiden hergestellt wird.

Anordnungen aus Adapterring und Faltenbalg sind hierbei not wendig vor dem Zusammenbau der Tripodegelenke fertigzustellen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Konstruktion einer Faltenbalganordnung be reitzustellen, die zur Reduzierung des Bauraums und zur Redu zierung der Teilezahl führt. Die Lösung hierfür besteht darin, daß der Faltenbalg mit seinem ersten Ende an der die Öffnung des Gelenkaußenteils einfassenden Stirnfläche des Adapterrings unmittelbar befestigt ist. Unmittelbar befestigt soll hierbei eine formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung ohne Einsatz zusätzlicher Bauteile bezeichnen; jedoch den Einsatz von Klebern in einer stoffschlüssigen Verbindung nicht aus schließen. Hiermit wird ein Ineinanderschieben der beiden Tei le Adapterring und Faltenbalg vermieden, das zu vergrößerten Einbaudurchmessern des fertigen Tripodegelenks führt. Durch die unmittelbare Verbindung der beiden Teile miteinander, die formschlüssig oder stoffschlüssig sein kann, können zusätzli che Verbindungselemente entfallen. Die Verbindung kann vor zugsweise vor der Gelenkmontage hergestellt werden, so daß beim Einsetzen des Gelenkinnenteils in das Gelenkaußenteil alleine noch der bereits mit dem Faltenbalg fest verbundene Adapterring auf das Gelenkaußenteil aufgezogen werden muß.

In bevorzugter Ausführung ist der Außendurchmesser des Adap terrings größer/gleich dem Außendurchmesser des Faltenbalgs, was bedeutet, daß der größte Außendurchmesser der Gelenkkon struktion auf den für den Adapterring erforderlichen Außen durchmesser minimiert ist.

Während der Faltenbalg in der Regel blasgeformt ist, ohne daß andere Herstellverfahren ausgeschlossen sind, ist der Adapter ring bevorzugt spritzgeformt.

Adapterring und Faltenbalg können miteinander thermisch ver schweißt sein oder miteinander verklebt sein. Für den form schlüssigen Eingriff bzw. kraftschlüssigen Angriff der beiden Teile ineinander werden nachstehend bevorzugte Ausführungsfor men genannt.

So kann
der Faltenbalg mit einem zylindrischen Bund versehen sein und an einem ringzylindrischen Ansatz an der Stirnfläche des Adap terrings in stumpfem Stoß angesetzt sein;
der Faltenbalg mit einem zylindrischen Bund versehen sein, der in eine innenzylindrische Erweiterung in der Stirnfläche des Adapterrings eingreift;
der Faltenbalg an seinem zylindrischen Bund einen Außenwulst haben, der in eine Radialnut in der innenzylindrischen Erwei terung im Adapterring eingreift;
der Faltenbalg an seinem zylindrischen Bund einen Innenwulst haben, der in eine Radialnut in der zylindrischen Außenfläche des Adapterringes eingreift;
der Faltenbalg mit einem zylindrischen Bund versehen sein, der in eine Ringnut in der Stirnfläche des Adapterrings eingreift, wobei der Faltenbalg im Anschluß an seinen zylindrischen Bund eine Radialfläche haben kann, die an der Stirnfläche des Adap terrings anliegt;
der Faltenbalg einen Ringwulst aufweisen, der in eine stirn seitig verengte Ringnut in der Stirnfläche des Adapterrings formschlüssig eingesetzt ist;
der Faltenbalg einen Radialflansch bilden, der an der Stirn fläche des Adapterrings flächig anliegt und mit dieser stoff schlüssig verbunden ist.

Der Adapterring kann in allen Ausführungen einen Innenabsatz haben, der an der öffnungsseitigen Stirnfläche des Gelenkau ßenteils zur Anlage bringbar ist. Vorzugsweise hat der Adap terring an seiner Innenfläche in allen Ausführungen zumindest eine umlaufende Dichtlippe zum dichtenden Kontakt mit dem Ge lenkaußenteil. Auf diese Weise wird verhindert, daß zwischen Gelenkaußenteil und Adapterring Schmutz in das Gelenk hinein oder Schmiermittel aus dem Gelenk hinaus gelangt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Tripodegelenk mit einer erfindungsgemäßen Anordnung

a) im Längsschnitt
b) im Halbquerschnitt;

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung nach Fig. 1 als Einzelheit

a) im Längsschnitt
b) in Stirnansicht;

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung als Einzelheit in einer zweiten Ausführung

a) im Längsschnitt
b) in Stirnansicht;

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung als Einzelheit in einer dritten Ausführung

a) im Längsschnitt
b) in Stirnansicht;

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung als Einzelheit in einer vierten Ausführung

a) im Längsschnitt
b) in Stirnansicht;

Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung als Einzelheit in einer fünften Ausführung

a) im Längsschnitt
b) in Stirnansicht;

Fig. 7 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung als Einzelheit in einer sechsten Ausführung

a) im Längsschnitt
b) in Stirnansicht;

Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung als Einzelheit in einer siebten Ausführung

a) im Längsschnitt
b) in Stirnansicht;

Fig. 9 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung als Einzelheit in einer achten Ausführung

a) im Längsschnitt
b) in Stirnansicht;

Fig. 10 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung als Einzelheit in einer neunten Ausführung

a) im Längsschnitt
b) in Stirnansicht.

In Fig. 1 ist eine Tripdegelenkanordnung 11 mit einer erfin dungsgemäßen Faltenbalganordnung 20 in zwei Darstellungen ge zeigt. Das Tripodegelenk 11 umfaßt ein Gelenkaußenteil 12 mit im Querschnitt kleeblattförmiger Außenkontur mit einem ab schließenden Boden 13 und angesetztem Zapfen 14. Axial entge gengesetzt zum Boden liegt eine Öffnung 15. In das Außenteil 12 greift ein Gelenkinnenteil 16 ein, das einen Tripodestern 17 und Rollenanordnungen 18 umfaßt. In den Tripodestern 17 ist eine Welle 19 eingesetzt. Die Anordnung aus Gelenkinnenteil 16 und Welle 19 ist axialverschieblich und winkelbeweglich im Ge lenkaußenteil 12 gehalten. Im Bereich der Öffnung 15 ist auf das im Querschnitt außen kleeblattförmige Gelenkaußenteil 12 ein Adapterring 21 aufgeschoben, der außen zylindrisch ist und sich mit einer Innenfläche 31 der kleeblattförmigen Kontur des Gelenkaußenteils 12 anpaßt. Dabei weist der Adapterring 21 an seiner Innenfläche 31 zwei axial zueinander versetzt angeord nete umlaufende Dichtlippen auf, welche beim Aufschieben des Adapterrings 21 auf das Gelenkaußenteil 12 plattgedrückt wer den und daher in der Zeichnungsfigur 1 nicht ersichtlich sind. Die Dichtlippen dienen zum Abdichten des Spalts zwischen dem Gelenkaußenteil 12 und dem Adapterring 21. Die Innenfläche 31 des Adapterrings 21 ist durch einen radial nach innen weisen den Innenabsatz 39 begrenzt, welcher beim Aufschieben des Adapterrings 21 an der Stirnfläche 40 des Gelenkaußenteils 12 zur Anlage kommt. An der Stirnseite 22 des Adapterrings 21 ist ein Zylinderansatz 23 innerhalb der Außenkontur des Adapter ringes 21 angeformt. Der Gelenkraum zwischen Gelenkaußenteil 12 und Welle 19 wird durch einen Faltenbalg 25 überbrückt, der ein vollständig rotationssymmetrisches Blasformteil ist. Ein erster Bund 26 des Faltenbalgs 25 ist in stumpfem Stoß an den ringförmigen Zylinderansatz 23 des Adapterrings 21 angesetzt. Ein zweiter Bund 27 sitzt auf der Welle 19 abgedichtet auf. Der Adapterring 21 hat außen eine Ringnut 24, in die ein Spannband 28 zum Fixieren des Adapterrings 21 auf dem Gelenk außenteil 12 eingereift. Der zweite Bund 27 hat eine Ringnut 29 und ist mittels eines Spannbandes 30 auf der Welle. 19 fest gelegt.

In Fig. 2 ist die Faltenbalganordnung 20 bestehend aus Adap terring 21 und Faltenbalg 25 als Einzelheit dargestellt. Glei che Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern versehen wie in Fig. 1. Im Längsschnitt nach a) ist die zylindrische In nenfläche 31 des Adapterrings 21 erkennbar, die durch den In nenabsatz 39 begrenzt auf das Gelenkaußenteil aufschiebbar ist. In der Stirnansicht nach b) ist der kleeblattförmige Grundriß der Innenfläche 31 des Adapterrings 21 sichtbar.

Wie bereits vorher beschrieben ist der Zylinderansatz 23 an der Stirnfläche 22 des Adapaterrings 21 in stumpfem Stoß mit dem ersten Bund 26 des Faltenbalgs 25 verbunden, wobei die Verbindung über ein thermisches Schweißen erfolgt ist.

In Fig. 3 sind gleiche Einzelheiten wie in Fig. 2 mit glei chen Ziffern belegt. Im Adapterring 21 mit seiner kleeblatt förmigen Innenkontur und zylindrischen Außenkontur ist stirn seitig eine innenzylindrische Erweiterung 32 ausgeführt, in die der erste Bund 26 des Faltenbalgs 25 eingreift. Die Ver bindung zwischen Adapterring 21 und Faltenbalg 25 kann hierbei eine Schweiß- oder Klebeverbindung sein.

In Fig. 4 sind gleiche Einzelheiten wie in Fig. 2 mit glei chen Ziffern belegt. In der Stirnfläche 22 des Adapterrings 21 ist hier eine rechteckige Ringnut 33 vorgesehen, in die der erste zylindrische Bund 26 des Faltenbalgs 25 eingreift, wobei die Verbindung zwischen Faltenbalg 25 und Adapterring 21 eine Schweiß- oder Klebeverbindung sein kann.

In Fig. 5 sind gleiche Einzelheiten wie in Fig. 2 mit glei chen Ziffern belegt. Der Adapterring 21 weist an seiner Stirn fläche 22 eine innenzylindrische Erweiterung 32 mit einer rechteckigen Radialnut 34 auf, in den ein Außenwulst 35 am Bund 26 des Faltenbalgs 25 eingreift.

In Fig. 6 sind gleiche Einzelheiten wie in Fig. 2 mit glei chen Ziffern belegt. Am Adapterring 21 ist auf der Stirnfläche 22 eine Ringnut 33' vorgesehen, die im Querschnitt von der Stirnfläche 22 aus schwalbenschwanzförmig erweitert ist. Der Bund 26 des Faltenbalgs 25 ist in analoger Weise zu seinem En de hin in einem schwalbenschwanzförmigen Ringwulst 38' erwei tert und greift formschlüssig in die Ringnut 33' ein.

In Fig. 7 sind gleiche Einzelheiten wie in Fig. 2 mit glei chen Ziffern belegt. Der Adapterring 21 weist in der Stirnflä che 22 eine Ringnut 33" auf, die im Querschnitt von der Stirnfläche 22 aus trogförmig erweitert ist. In diese greift der Faltenbalg 25 mit einem torusförmigen Ringwulst 38" am Bund 26 formschlüssig ein.

In Fig. 8 sind gleiche Einzelheiten wie in Fig. 2 mit glei chen Ziffern belegt. Hierbei hat der Adapterring 21 eine Rechtecknut 33 in seiner Stirnfläche 22, in die der Faltenbalg 25 mit einem zylindrischen Bund 26 eingreift. Im Anschluß an den Bund 26 weist der Faltenbalg 25 eine Radialfläche 36 auf, die über eine Schweiß- oder Klebeverbindung 37 mit der Stirn fläche 22 des Adapterrings 21 verbunden ist.

In Fig. 9 sind gleiche Einzelheiten wie in Fig. 2 mit glei chen Ziffern belegt. Die Stirnfläche 22 des Adapterrings 21 ist völlig plan. Der Faltenbalg 25 hat statt eines Bundes eine abschließende Radialfläche 36, die über eine Schweiß- oder Klebeverbindung 37 mit der Stirnfläche 22 des Adapterrings 21 verbunden ist.

In Fig. 10 sind gleiche Einzelheiten wie in Fig. 2 mit glei chen Ziffern belegt. Der Adapterring 21 weist zunächst zur Stirnfläche 22 eine Radialnut 42 in seiner zylindrischen Au ßenfläche auf. In die Radialnut 42, welche eine rechteckige Kontur besitzt, greift ein Innenwulst 41 am Bund 26 des Fal tenbalges 25 ein.

Bezugszeichenliste

11

Tripodegelenk

12

Gelenkaußenteil

13

Boden

14

Zapfen

15

Öffnung

16

Gelenkinnenteil

17

Tripodestern

18

Rollenanordnung

19

Welle

20

Faltenbalganordnung

21

Adapterring

22

Stirnfläche

23

Zylinderansatz

24

Ringnut

25

Faltenbalg

26

Bund (groß)

27

Bund (klein)

28

Spannband

29

Ringnut

30

Spannband

31

Innenfläche

32

Erweiterung

33

,

33

',

33

" Ringnut

34

Radialnut

35

Außenwulst

36

Radialfläche

37

Klebestelle

38

,

38

',

38

" Ringwulst

39

Innenabsatz

40

Stirnfläche

41

Innenwulst

42

Radialnut

43

Dichtlippe

Claims

1. Faltenbalganordnung (20) für eine Tripodegelenkeinheit, die einen Ringspalt zwischen einem Gelenkaußenteil (12) und einer mit einem Gelenkinnenteil (16) verbundenen Welle (19) abzudichten hat und die einen rotationssymmetrischen Faltenbalg (25), der sich zwischen einem ersten Ende zur Befestigung auf dem Gelenkaußenteil (12) und einem zweiten Ende zur Befestigung auf der Welle (19) erstreckt, und ei nen Adapterring (21), der mit einer Innenfläche (31) im Querschnitt formschlüssig auf dem Gelenkaußenteil (12) aufziehbar ist, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (25) mit seinem ersten Ende an der die Öffnung (15) des Gelenkaußenteils (12) einfassenden Stirn fläche (22) des Adapterrings (21) unmittelbar befestigt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Adapterrings (21) grö ßer/gleich dem Außendurchmesser des Faltenbalgs (25) ist.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (25) mit einem zylindrischen Bund (26) versehen und an einem ringzylindrischen Ansatz (23) an der Stirnfläche (22) des Adapterrings (21) in stumpfem Stoß angesetzt ist. (Fig. 2)

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (25) mit einem zylindrischen Bund (26) versehen ist, der in eine innenzylindrische Erweiterung (32) in der Stirnfläche (22) des Adapterrings (21) ein greift. (Fig. 3)

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (25) an seinem zylindrischen Bund (26) einen Außenwulst (35) hat, der in eine Radialnut (34) in der innenzylindrischen Erweiterung (32) im Adapterring (21) eingreift. (Fig. 5)

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (25) an seinem zylindrischen Bund (16) einen Innenwulst (41) hat, der in eine Radialnut (42) in der zylindrischen Außenfläche des Adapterringes (21) ein greift. (Fig. 10)

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg mit einem zylindrischen Bund (26) ver sehen ist, der in eine Ringnut (33) in der Stirnfläche (22) des Adapterrings (21) eingreift. (Fig. 4)

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (25) im Anschluß an seinen zylindri schen Bund (26) eine Radialfläche (36) hat, die an der Stirnfläche (22) des Adapterrings (21) anliegt. (Fig. 8)

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (25) einen Ringwulst (38', 38") auf weist, der in eine stirnseitig verengte Ringnut (33', 33") in der Stirnfläche (22) des Adapterrings (21) form schlüssig eingesetzt ist. (Fig. 6, 7)

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (25) einen Radialflansch (36) bildet, der an der Stirnfläche (22) des Adapterrings (21) flächig anliegt und mit dieser stoffschlüssig verbunden ist. ( Fig. 8, 9)

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterring (21) einen Innenabsatz (39) hat, der an der öffnungsseitigen Stirnfläche (40) des Gelenkaußen teils zu anliegen kommt.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (25) blasgeformt ist.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterring (21) spritzgeformt ist.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Adapterring (21) und Faltenbalg (25) miteinander ther misch verschweißt sind.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterring (21) und der Faltenbalg (25) miteinan der verklebt sind.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterring (21) an seiner Innenfläche (31) zumin dest eine umlaufende Dichtlippe (43) zum dichtenden Kon takt mit dem Gelenkaußenteil (12) aufweist.