DE10131302A1

DE10131302A1 - Achsmanschette und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE10131302A1
Application number: DE10131302A
Authority: DE
Inventors: Kirsten Haubold; Urs Rose
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2021-07-03
Also published as: DE50210835D1; EP1273834B1; EP1273834A2; ES2290217T3; EP1273834A3; DE10131302B4

Abstract

Achsmanschette, umfassend einen Balg (1) aus elastomerem Werkstoff, der im Bereich einer seiner Stirnseiten (2) drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, sich radial nach innen erstreckende Trilope-Elemente (3, 4, 5) aufweist, wobei jedes Trilope-Element (3, 4, 5) zumindest zwei in Achsrichtung (6) im Abstand (7) benachbart zueinander angeordnete Lamellen (8, 9, 18, 19) aufweist, wobei die Lamellen (8, 9, 18, 19) jeweils als Dichtelement ausgebildet und an einen Achszapfen (10) eines kongruent gestalteten Trilope-Gelenks (11) dichtend anlegbar sind. DOLLAR A Die Achsmanschette wird durch ein einstufiges Blasverfahren hergestellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsmanschette und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Stand der Technik

Achsmanschetten und Verfahren zu ihrer Herstellung sind allgemein bekannt, beispielsweise aus der EP 0 924 450 A2. Die vorbekannte Achsmanschette ist herstellungsbedingt mehrteilig ausgebildet und besteht aus einem Balg aus elastomerem Werkstoff und einem separat erzeugten Ring, der drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Trilope-Elemente aufweist. Der Balg und der Ring mit den Trilope-Elementen werden im Anschluss an ihre jeweilige Herstellung, beispielsweise unter Zuführung von Wärme, miteinander verbunden.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Achsmanschette der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass sie einen teilearmen, einfachen Aufbau aufweist und daher kostengünstig herstellbar ist und dass die Abdichtung der Achsmanschette auf dem Achszapfen eines Trilope-Gelenks verbessert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Achsmanschette mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Auf eine vorteilhafte Ausgestaltung der Achsmanschette nehmen die auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüche, auf eine Weiterbildung des Verfahrens die auf Anspruch 9 rückbezogenen Ansprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist eine Achsmanschette vorgesehen, umfassend einen Balg aus elastomerem Werkstoff, der im Bereich einer seiner Stirnseiten drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, sich radial nach innen erstreckende Trilope-Elemente aufweist, wobei jedes Trilope-Element zumindest zwei in Achsrichtung mit Abstand benachbart zueinander angeordnete Lamellen aufweist, wobei die Lamellen jeweils als Dichtelement ausgebildet und an einen Achszapfen eines kongruent gestalteten Trilope- Gelenks dichtend anlegbar sind. Durch die mit axialem Abstand zueinander benachbart angeordneten Lamellen weist jedes der Trilope-Elemente im Wesentlichen die Funktion einer Labyrinth-Dichtung auf, wobei die dem Trilope- Gelenk axial zugewandte Lamelle eine Abdichtung des Schmiermittels des Trilope-Gelenks in Richtung der Umgebung bewirkt. Die dem Trilope-Gelenk axial abgewandte Lamelle verhindert, dass Verunreinigungen von außen in das Trilope-Gelenk eindringen und dadurch zu dessen Beschädigung/Zerstörung führen. Weiter verbesserte Gebrauchseigenschaften können dadurch erzielt werden, dass mehr als zwei Lamellen, beispielsweise vier Lamellen jeweils mit axialem Abstand zueinander benachbart angeordnet sind.
Einem besonders teilearmen Aufbau und daraus resultierend eine besonders einfache Herstellbarkeit kann dadurch erreicht werden, dass der Balg, die Trilope-Elemente und die Lamellen einstückig ineinanderübergehend und materialeinheitlich ausgebildet sind. Dadurch ist die gesamte Achsmanschette herstellungsbedingt einteilig ausgeführt und die Gefahr von Montagefehlern ist auf ein Minimum begrenzt. Außerdem ist von Vorteil, dass durch die Materialeinheitlichkeit das Recyceling im Anschluss an einen Austausch der Achsmanschette wesentlich vereinfacht ist.
Die radial innere Oberfläche der Lamellen muß in ihrer Gestalt an den Achszapfen des Trilope-Gelenks angepasst sein und ist daher für die meisten Anwendungsfälle, im Querschnitt der Achsmanschette betrachtet, bogenförmig. Innerhalb des axialen Abstands zwischen den einander axial benachbarten Lamellen kann jeweils zumindest ein Stützsteg zur gegenseitigen Abstützung der Lamellen angeordnet sein. Bevorzugt gelangen, in Umfangsrichtung der Achsmanschette betrachtet, drei Stützstege zwischen den Lamellen zur Anwendung. Durch die Stützstege ist sichergestellt, dass die Lamellen während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Achsmanschette einander stets mit korrektem axialem Abstand zugeordnet sind, sodass die vorteilhafte Dichtfunktion der Lamellen während der gesamten Gebrauchsdauer der Achsmanschette übereinstimmend gut ist.
Das Verhältnis der radialen Höhe der Stützstege zur radialen Höhe der Lamellen beträgt bevorzugt 0,75 bis 0,9, wobei ein Verhältnis kleiner als 1 in jedem Fall deshalb erforderlich ist, weil sich dann die gesamte Oberfläche jeder einzelnen Lamelle, in Umfangsrichtung der Achsmanschette betrachtet, gleichmäßig elastisch und radial nach außen verformen kann. Die Lamelle berührt die Dichtfläche des Achszapfens unter gleichmäßiger radialer Vorspannung, wodurch ein gutes Abdichtungsergebnis erreicht wird.
Bevorzugt ist der Balg als Faltenbalg ausgebildet. Dadurch vermag er axialen, radialen und kardanischen Verlagerungen ausgezeichnet zu folgen.
Bevorzugt besteht der Balg aus einem thermoplastischen Elastomerwerkstoff. Hierbei ist von Vorteil, dass ein solcher Werkstoff in einem einstufigen Blasverfahren verarbeitbar ist.
Die eingangs gestellte Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren zur Herstellung einer Achsmanschette gelöst, umfassend einen Balg aus elstomerem Werkstoff, der im Bereich einer seiner Stirnseiten drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, sich radial nach innen erstreckende Trilope-Elemente aufweist, wobei jedes Trilope-Element zumindest zwei in Achsrichtung mit Abstand benachbart zueinander angeordnete Lamellen aufweist, wobei die Lamellen jeweils als Dichtelement ausgebildet und an einen Achszapfen eines kongruent gestalteten Trilope-Gelenks dichtend anlegbar sind, wobei das Verfahren ein einstufiges Blasverfahren ist. Durch die Einstufigkeit des Blasverfahrens ist das Verfahren einfacher und kostengünstiger durchführbar, als das eingangs zum Stand der Technik beschriebene Verfahren; Ausschussteile, die während der Herstellung entstehen, sind auf ein Minimum begrenzt.
Ein schlauchförmiger Rohling wird zur Herstellung radial innenseitig angeblasen und dadurch radial außenseitig an eine Werkzeugkavität angelegt, wobei der Balg, die Trilope-Elemente und die Lamellen gemeinsam in nur einem Verfahrensschritt urgeformt werden. Die so hergestellte Achsmanschette kann direkt auf dem Achszapfen eines Trilope-Gelenks, beispielsweise mittels üblicher Schellenbefestigungen montiert werden.
Sind axial mit Abstand zueinander benachbart angeordnete Lamellen gegenseitig durch Stützstege aneinander abgestützt, werden auch die Stützstege in dem nur einen Verfahrensschritt innerhalb des axialen Abstands zwischen den Lamellen zeitgleich mit dem Balg, den Trilope-Elementen und den Lamellen urgeformt.

Ausführung der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Achsmanschette wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Achsmanschette, die einem Achszapfen eines Trilope-Gelenks axial benachbart zugeordnet ist,
Fig. 2 die Achsmanschette aus Fig. 1 in längsgeschnittener Darstellung,
Fig. 3 die Achsmanschette aus Fig. 1 in quergeschnittener Darstellung.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Achsmanschette in perspektivischer Darstellung gezeigt. Die Achsmanschette besteht aus einem Balg 1, der als Faltenbalg ausgebildet ist. Die Stirnseite 2, die dem Achszapfen 10 des Trilope-Gelenks 11 axial zugewandt ist, weist radial innenseitig drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, sich radial nach innen erstreckende Trilope-Elemente 3, 4, 5 auf, wobei jedes der Trilope-Elemente 3, 4, 5 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel vier in Achsrichtung 6 mit Abstand 7 benachbart zueinander angeordnete Lamellen 8, 9, 18, 19 aufweist. Jede der Lamellen 8, 9, 18, 19 ist als Dichtelement ausgebildet und berührt während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Achsmanschette den Achszapfen 10 des Trilope-Gelenks 11 dichtend anliegend. Befestigt ist die Achsmanschette im Bereich ihrer Stirnseite 2 beispielsweise durch eine übliche, Schellenbefestigung 21, die die Achsmanschette mit dem Achszapfen 10 kraft- und/oder formschlüssig verbindet.
Der Balg 1, die Trilope-Elemente 3, 4, 5 und die Lamellen 8, 9, 18, 19 sind einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet, wobei als Werkstoff eine thermoplastischer Elastomerwerkstoff zur Anwendung gelangt. Bei derartigen Werkstoffen ist von Vorteil, dass sie zur Durchführung eines einstufigen Blasverfahrens verwendbar sind, wodurch die erfindungsgemäße Achsmanschette einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Um eine, auch während der bestimmungsgemäßen Verwendung als Achsmanschette stets gleichbleibende Zuordnung der Lamellen zueinander zu gewährleisten, sind innerhalb des axialen Abstands 7 zwischen den einander axial benachbarten Lamellen 8, 9, 18, 19 jeweils Stützstege 13, 14, 15 zur gegenseitigen Abstützung der Lamellen 8, 9, 18, 19 angeordnet. Das Verhältnis der radialen Höhe 16 der Stützstege 13, 14, 15 zur radialen Höhe 17 der Lamellen 8, 9, 18, 19 im jeweiligen Bereich der Verbindung beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 0,8. Dadurch, dass die radiale Höhe 16 der Stützstege 13, 14, 15 geringer ist, als die radiale Höhe 17 der Lamellen 8, 9, 18, 19, ist, in Umfangsrichtung der Achsmanschette betrachtet, in jedem Bereich der Oberfläche 12 der Lamellen 8, 9, 18, 19 eine elastische Verformung in radialer Richtung und dadurch eine ausgezeichnete Abdichtung auf dem Achszapfen 10 gewährleistet.
In Fig. 2 ist die Achsmanschette aus Fig. 1 in längsgeschnittener Darstellung gezeigt. Die Stirnseite 2 weist außenumfangsseitig eine nutförmige Vertiefung 20 auf, wobei nach der Montage der Achsmanschette auf dem Achszapfen 10 innerhalb der Vertiefung 20 eine Schelle zur Befestigung der Achsmanschette auf dem Achszapfen 10 angeordnet ist.
In Fig. 3 ist ein Querschnitt der Achsmanschette aus Fig. 1 gezeigt. Die Trilope- Elemente 3, 4, 5 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet, wobei die Lamellen, im Querschnitt der Achsmanschette betrachtet, eine bogenförmige, radial innere Oberfläche 12 aufweisen. Durch das zuvor beschriebene Verhältnis aus der radialen Höhe 16 der Stützstege 13, 14, 15zur radialen Höhe 17 der Lamellen 8, 9, 18, 19 ergibt sich, in Umfangsrichtung der Achsmanschette betrachtet, eine übereinstimmende Federcharakteristik entlang der gesamten Oberfläche 12 der jeweiligen Lamellen 8, 9, 18, 19. Die Abdichtung der Achsmanschette, die im Wesentlichen der Abdichtung einer Labyrinthdichtung gleicht, ist daher während einer langen Gebrauchsdauer sehr zuverlässig.

Claims

1. Achsmanschette, umfassend einen Balg (1) aus elastomerem Werkstoff, der im Bereich einer seiner Stirnseiten (2) drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, sich radial nach innen erstreckende Trilope-Elemente (3, 4, 5) aufweist, wobei jedes Trilope- Element (3, 4, 5) zumindest zwei in Achsrichtung (6) mit Abstand (7) benachbart zueinander angeordnete Lamellen (8, 9, 18, 19) aufweist, wobei die Lamellen (8, 9, 18, 19) jeweils als Dichtelement ausgebildet und an einen Achszapfen (10) eines kongruent gestalteten Trilope-Gelenks (11) dichtend anlegbar sind.

2. Achsmanschette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Balg (1), die Trilope-Elemente (3, 4, 5) und die Lamellen (8, 9, 18, 19) einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet sind.

3. Achsmanschette nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (8, 9, 18, 19), im Querschnitt der Achsmanschette betrachtet, eine bogenförmige, radial innere Oberfläche (12) aufweisen.

4. Achsmanschette nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des axialen Abstands (7) zwischen einander axial benachbarten Lamellen (8, 9, 18, 19) jeweils zumindest ein Stützsteg (13) zur gegenseitigen Abstützung der Lamellen (8, 9, 18, 19) angeordnet ist.

5. Achsmanschette nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass, in Umfangsrichtung der Achsmanschette betrachtet, jeweils drei Stützstege (13, 14, 15) zwischen den Lamellen (8, 9, 18, 19) angeordnet sind.

6. Achsmanschette nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der radialen Höhe (16) der Stützstege (13, 14, 15) zur radialen Höhe (17) der Lamellen (8, 9, 18, 19) im jeweiligen Bereich der Verbindung 0,75 bis 0,9 beträgt.

7. Achsmanschette nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Balg (1) als Faltenbalg ausgebildet ist.

8. Achsmanschette nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Balg (1) aus einem thermoplastischen Elastomer-Werkstoff besteht.

9. Verfahren zur Herstellung einer Achsmanschette nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch ein einstufiges Blasverfahren.

10. Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass ein schlauchförmiger Rohling radial innenseitig angeblasen und dadurch radial außenseitig an eine Werkzeugkavität angelegt wird, wobei der Balg, die Trilope-Elemente (3, 4, 5) und die Lamellen (8, 9, 18, 19) gemeinsam in nur einem Verfahrensschritt urgeformt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, dass in dem nur einen Verfahrensschritt zusätzlich zumindest ein Stützsteg (13, 14, 15) innerhalb des axialen Abstands (7) zwischen den Lamellen (8, 9, 18, 19) urgeformt wird.