DE10160989A1

DE10160989A1 - Sealing bellows with rim attached to adjoining component of ball and socket join has protuberance from rim

Info

Publication number: DE10160989A1
Application number: DE10160989A
Authority: DE
Inventors: Juergen Strauch; Ulrich Wackes
Original assignee: Sachsenring Fahrzeugtechnik GmbH
Current assignee: HQM Sachsenring GmbH
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2021-12-11
Also published as: DE10160989B4

Abstract

The sealing bellows (1) has a rim (D1,D2) attached to the adjoining component and into at least one rim of which a metal or plastic element (2) is embedded. The element contains a part (3) protruding beyond the rim and joined to the adjoining component of the ball-and-socket joint. The element is vulcanized in or on the first and or second sealing bellows rim.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtungsbalg für ein Kugelgelenk und ein Verfahren zu dessen Befestigung nach den Oberbegriffen des 1. und 17. Patentanspruchs, wobei der Dichtungsbalg mit einem Dichtungsbalgrand an dem Gehäuse bzw. dem Gelenkkörper und dem darin beweglich gelagerten Bauteil anliegt und somit das Kugelgelenk abdichtet. Die Befestigung des Dichtungsbalgrandes erfolgt dabei üblicher Weise an deren Außenkontur mittels Spannringen. Dies ist relativ aufwändig. Weiterhin ist es nach DE 100 31 150 bekannt, Verstärkungsringe in den Dichtbereich eines Dichtungsbalges einzupressen. Diese Verstärkungsringe sind jedoch nicht für die Befestigung des Dichtungsbalges geeignet. The invention relates to a sealing bellows for a Ball joint and a method for its attachment after the preambles of the 1st and 17th claim, the Sealing bellows with a sealing bellows edge on the housing or the joint body and the one movably mounted therein Component rests and thus seals the ball joint. The Attachment of the sealing bellows edge is more common Way on their outer contour by means of clamping rings. This is relatively complex. Furthermore, it is according to DE 100 31 150 known, reinforcement rings in the sealing area of a Press in the sealing bellows. These are reinforcement rings however not for fastening the sealing bellows suitable.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dichtungsbalg zu schaffen, der einfach am Gelenk befestigbar ist. The object of the invention is to provide a sealing bellows create that is easy to attach to the joint.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des 1. und 17. Patentanspruchs gelöst. This object is achieved with the features of the 1st and 17th claim solved.

Dabei wird erfindungsgemäß in einen Dichtungsbalgrand ein Element eingebettet, welches über den Dichtungsbalg hinausragt und mit dem jeweiligen angrenzenden Bauteil des Gelenks befestigt wird. Zusätzlich kann auch das eingebettete Element in Richtung zum angrenzenden Bauteil abdichten. Dies erfolgt entweder dadurch, dass das Gehäuseteil umgeformt wird und der umgeformte Bereich das Element befestigt oder dass das Element in eine Ausnehmung des Gehäuseteils oder eines anderen Gelenkteils eingreift und dort positioniert und befestigt wird. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, dass ein metallisches Element in eine Nut oder Ausnehmung eingeformt wird oder dass ein radial aufweitbares Element aus Metall (z. B. Federstahl) oder Kunststoff in eine entsprechende korrespondierende Ausnehmung eingeknüpft wird. Es ist weiterhin möglich, dass das über den Dichtungsbalg hinausragende Element mit einem Elastomer ummandelt ist, insbesondere mit dem Dichtungsbalgmaterial, und gegebenenfalls als Verschleißring ausgebildet ist. According to the invention, a sealing bellows edge is used Element embedded, which over the sealing bellows protrudes and with the respective adjacent component of the Joint is attached. In addition, that too embedded element towards the adjacent component caulk. This is done either by the fact that Housing part is reshaped and the reshaped area Element attached or that the element in a recess of the housing part or another joint part engages and positioned and fixed there. This can e.g. B. done by placing a metallic element in a groove or recess is formed or that a radial expandable element made of metal (e.g. spring steel) or Plastic in a corresponding corresponding Recess is knotted. It is still possible that the element protruding over the sealing bellows with a Is encased elastomer, especially with the Sealing bellows material, and optionally as Wear ring is formed.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention is based on Embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 Dichtungsbalg mit radial nach außen abgewinkelten Element, Fig. 1 the bellows with radially outwardly angled member

Fig. 2 Dichtungsbalg mit zylindrischem Element, Fig. 2 sealing bellows with a cylindrical element,

Fig. 3 Dichtungsbalg mit im Querschnitt T-förmigen Element, Fig. 3 with the bellows in cross-section T-shaped element,

Fig. 4 Dichtungsbalg mit radial aufweitbarem Element, Fig. 4 with radially sealing bellows aufweitbarem element,

Fig. 5 Ausschnitt der Befestigung eines Dichtungsbalges, der eine Nut mit einem Dichtungsring aufweist, Fig. 5 section of the attachment of a sealing bellows, which has a groove with a sealing ring,

Fig. 6 Ausschnitt der Befestigung eines Dichtungsbalges, wobei ein Formelement des Elements in eine Ausnehmung des Gehäuses eingreift, Montageflansch am freien Ende des Elementes, Fig. 6 detail of the attachment of a sealing bellows, wherein a forming element of the element engages in a recess of the housing, mounting flange at the free end of the element,

Fig. 7 Ausschnitt der Befestigung eines Dichtungsbalges, wobei ebenfalls ein Formelement des Elements in eine Ausnehmung des Gehäuses eingreift, jedoch Montageflansch an den Dichtungsbalg anschließend, , But then the mounting flange FIG. 7 segment of the attachment of a sealing bellows, wherein also a forming element of the element engages in a recess of the housing at the sealing bellows,

Fig. 8 Einzelteil des Elements gem. Fig. 8 Fig. 8 item of the element acc. Fig. 8

Fig. 9 Anwendungsfall für Dichtungsbalg gemäß Fig. 3, Fig. 9 use case for sealing bellows according to Fig. 3,

Fig. 10 Anwendungsfall für Dichtungsbalg gemäß Fig. 1. Fig. 10 application for the bellows of FIG. 1.

Fig. 1 zeigt einen Dichtungsbalg 1, welcher einen Dichtbereich D1 zur Abdichtung an einem nicht dargestellten Kugelzapfen aufweist und einen Dichtbereich D2 zur Abdichtung an einem nicht dargestellten Gelenkgehäuse. In den Dichtbereich D2 ist ein, über den Dichtungsbalg 1 mit einem Bereich 3 hinausragendes Element 2 in Form eines radial nach außen abgewinkelten Metallringes einvulkanisiert. Dabei ist der Metallring (Element 2) auf Seite a nicht ummantelt und auf Seite b mit dem Dichtungsbalgmaterial umhüllt. In Fig. 2 ist das Element 2 und der über den Dichtungsbalg 1 hinausragende Bereich 3 zylindrisch ausgebildet. Auf Seite a ist der Bereich 3 nicht ummantelt und auf Seite b wiederum mit Dichtungsmaterial umgeben. Fig. 1 shows a sealing bellows 1, which has a sealing region for sealing D1 to an unillustrated ball pin and a sealing portion D2 for sealing to an unillustrated joint housing. An element 2 protruding beyond the sealing bellows 1 with an area 3 in the form of a radially angled metal ring is vulcanized into the sealing area D2. The metal ring (element 2 ) is not covered on side a and is coated on side b with the sealing bellows material. In FIG. 2, the element 2 and projecting beyond the sealing bellows 1 region 3 is cylindrical. The area 3 is not covered on side a and is in turn surrounded on side b with sealing material.

Eine weitere Ausführungsvariante eines im Querschnitt T- förmigen Elementes 2 zeigt Fig. 3, dabei ist der über den Dichtungsbalg 1 hinausragende Bereich 3 verstärkt ausgebildet, so dass er gleichzeitig als Verschleißring dienen kann. Auf Seite a ist das Element 2 als Blechformteil ausgebildet und nicht mit Dichtungsbalgmaterial umhüllt. Das Blechformteil ist in dem einvulkanisierten Bereich gequetscht, so dass eine Art Steg 2.1 entsteht. Im Bereich 3 außerhalb des Dichtungsbalges ist das Element 2 radial nach außen und innen abgewinkelt. Seite b zeigt ein Element 2, welches z. B. spanend hergestellt wurde und an seinem Bereich 3 mit Dichtungsbalgmaterial ummantelt ist. FIG. 3 shows a further embodiment variant of a cross-sectionally T-shaped element 2 , in which case the area 3 protruding beyond the sealing bellows 1 is reinforced, so that it can simultaneously serve as a wear ring. On side a, element 2 is formed as a sheet metal part and is not covered with sealing bellows material. The sheet metal part is squeezed in the vulcanized area, so that a kind of web 2.1 is created. In the area 3 outside the sealing bellows, the element 2 is angled radially outwards and inwards. Side b shows an element 2 , which, for. B. was machined and is covered in its area 3 with bellows material.

Das in den Dichtungsbalg eingebettete Element 2 ist in den vorstehenden Ausführungsbeispielen rotationssymmetrisch ausgebildet. The element 2 embedded in the sealing bellows is rotationally symmetrical in the above exemplary embodiments.

Fig. 4 zeigt in a und b ein Element 2, welches im Bereich 3 ein radial nach innen weisendes Formteil 3.1 aufweist. In Seite b ist dieses Formteil 3.1 in der Art einer Nase ausgebildet und von Dichtungsbalgmaterial ummantelt. In Seite a ist am freien Ende des Bereiches 3 des Elements 2 ein radial nach außen abgewinkelter Montageflansch 3 angeordnet. Der Bereich 3 des Elements 2 ist in Fig. 4 radial nach außen aufweitbar und ermöglicht das Einknüpfen in eine Ausnehmung des nicht dargestellten Gelenkgehäuses. Dazu ist es möglich, den Bereich 3 axial geschlitzt auszubilden. Fig. 4 shows in a and b is an element 2, which is a in the range 3 radially inwardly oriented molding 3.1. In side b, this molded part 3.1 is designed in the manner of a nose and encased by sealing bellows material. In side a, a radially outwardly angled mounting flange 3 is arranged at the free end of area 3 of element 2 . The area 3 of the element 2 can be expanded radially outward in FIG. 4 and enables it to be snapped into a recess in the joint housing (not shown). For this purpose, it is possible to design the area 3 with an axial slit.

Eine weitere Ausführungsvariante der Befestigung eines Dichtungsbalges 1, der im Bereich 3 des Elements 2 ein sich radial nach außen wölbendes Formelement 3.1 mit einer Nut N in Richtung zum Gehäuse 6 eines Gelenks aufweist und mit einem in der Nut N angeordneten Dichtungsring 5, ist in Fig. 5 dargestellt. Hier kann das nach außen gewölbte Formelement 3.1 zum Aufschieben Bereiches 3 des Elements 2 auf das Gehäuse 6 dienen. Das Element 2 ist bevorzugt Rotationssymmetrisch, d. h. ringförmig ausgebildet. Another embodiment variant of the fastening of a sealing bellows 1 , which in the area 3 of the element 2 has a radially outwardly bulging shaped element 3.1 with a groove N in the direction of the housing 6 of a joint and with a sealing ring 5 arranged in the groove N, is shown in FIG shown. 5,. Here, the outwardly arched molded element 3.1 can be used to push the area 3 of the element 2 onto the housing 6 . The element 2 is preferably rotationally symmetrical, that is to say in the form of a ring.

Ebenfalls einen Ausschnitt der Befestigung eines Dichtungsbalges 1, wobei ein Formelement 3.1 des Elements 2 in eine Ausnehmung A des Gehäuses 6 eingreift, sowie mit einem Montageflansch 3.2 am freien Ende des Elementes 2 wird in Fig. 6 gezeigt. Das Element kann ebenfalls rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Es wird bevorzugt aus Federstahl gefertigt um das radiale Aufweiten und Rückfedern zu gewährleisten. Also a section of the fastening of a sealing bellows 1 , a shaped element 3.1 of the element 2 engaging in a recess A of the housing 6 , and with a mounting flange 3.2 at the free end of the element 2 is shown in FIG. 6. The element can also be rotationally symmetrical. It is preferably made of spring steel to ensure radial expansion and springback.

Fig. 7 zeigt ebenfalls einen Teilschnitt der Befestigung eines Dichtungsbalges 1 an einem Gehäuse 6, wobei ebenfalls ein Formelement 3.1 des Elements 2 in eine Ausnehmung A des Gehäuses 6 eingreift. Der Montageflansch 3.2 schließt sich jedoch direkt an den an den Dichtungsbalg 1 an. FIG. 7 also shows a partial section of the fastening of a sealing bellows 1 to a housing 6 , a shaped element 3.1 of the element 2 likewise engaging in a recess A in the housing 6 . The mounting flange 3.2 , however, directly adjoins the sealing bellows 1 .

Gem. Fig. 5 bis 7 liegt der Dichtungsbalg 1 an seiner zum Gehäuse 6 weisenden Stirnfläche dichtend am Gehäuse 6 an. According to FIGS. 5 to 7, the sealing bellows 1 lies sealingly against the housing 6 on its end face facing the housing 6 .

Die Einzelteildarstellung des Elementes 2 gem. Fig. 7 ist in Fig. 8 dargestellt. Das Element ist als Blechformteil ausgebildet und ist streifenförmig ausgebildet. Über den Umfang des Dichtbereiches D2 sind dabei eine Vielzahl derartiger Elemente 3.1 verteilt. Es ist gem. einer weiteren nicht dargestellten Variante möglich, in den Dichtungsbalg einen Ring mit einer zum Gehäuse weisenden Nut einzuformen, und in der Nut eine Vielzahl von über den Umfang verteilten Elementen anzuordnen. The individual part representation of element 2 acc. Fig. 7 is shown in Fig. 8. The element is in the form of a sheet metal part and is in the form of a strip. A large number of such elements 3.1 are distributed over the circumference of the sealing area D2. It is acc. Another variant, not shown, is possible to form a ring with a groove facing the housing into the sealing bellows, and to arrange a plurality of elements distributed over the circumference in the groove.

In Fig. 9 ist dargestellt, wie der Dichtungsbalg 1 mit einem Element 2 gemäß Fig. 3 an einem Kugelgelenk K montiert wurde. Ein Dichtbereich D2 des Dichtungsbalges 1 befindet sich am Kugelzapfen 7 des Kugelgelenks K, der andere Dichtbereich D2 schließt zum Gehäuse 6 ab. In den Dichtbereich D2 ist ein Element 2 mit T-förmigem Querschnitt anvulkanisiert, dessen Bereich 3 den Dichtungsbalg 1 in Richtung zum Gehäuse 6 überragt und radial nach außen und innen abgewinkelt ist. Das Gehäuse 6 weist einen Rollrand R auf, der den radial nach außen abgewinkelten Bereich 3 am Gehäuse 6 befestigt. Der radial nach innen weisende Bereich 3 dient als Verschleißring. Eine Variante, eines Hülsengelenkes bei welchem der Dichtbereich D2 radial nach außen abgewinkelt zeigt Fig. 10. Das Gelenk weist eine zweiteilige Gelenklagerhülse 13 auf, deren beide Teile von einem Kugelkörper 12 aufgenommen werden, welcher in einem Gelenkaußenring 9 schwenkbar gelagert ist. Am Außenumfang des Gelenkaußenrings 9 wurde ein zylindrisches Gehäuse 6 positioniert, welches beidseitig radial nach innen umgeformte Rollränder R aufweist. Weiterhin liegen beidseitig am Gelenkaußenring 9 ringförmige Sicherungselemente (Verschleißringe) V an. Die beiden beidseitig angeordneten Dichtungsbalge 1 wurden jeweils in einer Nut N am Außenumfang der Gelenklagerhülse 13 an ihrem ersten Dichtbereich D1 mittels eines Spannringes S befestigt. Der zweite Dichtbereich D2 jedes Dichtungsbalges 1 weist einen einvulkanisierten nach außen abgewinkelten und mit einer Elastomerschicht versehenes Element 2 in Form eines Metallring M auf, der sich jeweils axial an das Sicherungselement V anschließt. Durch das Einrollen der Rollränder radial nach innen wird der jeweilige zweite Dichtbereich D2 und das Sicherungselement 7 gegen den Gelenkaußenring 9 gepresst. Dadurch entsteht eine axiale Vorspannung zur Reibmomentenerzeugung, d. h. über den Umformvorgang kann das Gelenk im Bewegungswiderstandsmoment und der Elastizität beeinflusst werden. FIG. 9 shows how the sealing bellows 1 with an element 2 according to FIG. 3 was mounted on a ball joint K. A sealing area D2 of the sealing bellows 1 is located on the ball pin 7 of the ball joint K, the other sealing area D2 closes off from the housing 6 . An element 2 with a T-shaped cross section is vulcanized into the sealing area D2, the area 3 of which protrudes beyond the sealing bellows 1 in the direction of the housing 6 and is angled radially outwards and inwards. The housing 6 has a rolled edge R, which fastens the radially outwardly angled region 3 to the housing 6 . The radially inward area 3 serves as a wear ring. Angled a variant of a sleeve joint in which the sealing region D2 radially outwardly, Fig. 10. The hinge has a two-piece hinge bearing sleeve 13, whose two parts are picked up by a ball body 12, which is pivotably mounted in a joint outer ring 9. On the outer circumference of the outer joint ring 9 , a cylindrical housing 6 has been positioned, which has rolled edges R which are formed radially inwards on both sides. Furthermore, annular securing elements (wear rings) V rest on both sides of the outer joint ring 9 . The two sealing bellows 1 arranged on both sides were each fastened in a groove N on the outer circumference of the spherical bearing sleeve 13 at their first sealing area D1 by means of a clamping ring S. The second sealing area D2 of each sealing bellows 1 has a vulcanized element 2, which is angled outward and provided with an elastomer layer, in the form of a metal ring M, which in each case adjoins the securing element V axially. By rolling the rolling edges radially inward, the respective second sealing area D2 and the securing element 7 are pressed against the outer joint ring 9 . This creates an axial preload to generate frictional torque, ie the joint can be influenced in the moment of resistance to movement and the elasticity via the forming process.

Bei den in Fig. 2 und 4 bis 8 dargestellten Varianten ist es möglich, den Dichtungsbalg 1 mit einer Vorspannung am Gehäuse 6 zu positionieren, wenn eine entsprechende Anpresskraft beim Montieren (z. B. über den Montageflansch 3.2) gewählt wird und des Formelement 3.1 unter Vorspannung in eine entsprechende Ausnehmung des Gehäuses eingreift. In the variants shown in FIGS. 2 and 4 to 8, it is possible to position the sealing bellows 1 on the housing 6 with a pretension if a corresponding contact pressure is selected during mounting (for example via the mounting flange 3.2 ) and the molded element 3.1 engages under tension in a corresponding recess in the housing.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine überraschend einfache Lösung geschaffen, eine zuverlässige Befestigung eines Dichtungsbalges 1 an einem Kugelgelenk zu erzeugen. Neben den gezeigten Ausführungsvarianten sind weitere fachgemäße konstruktiven Ausgestaltungen des Elementes 2 möglich. Z. B. kann der in Fig. 2 dargestellte zylindrische Bereich 3 in eine entsprechende Ausnehmung eines Gehäuses eingeformt, bevorzugt eingerollt werden. With the solution according to the invention, a surprisingly simple solution is created to produce a reliable fastening of a sealing bellows 1 to a ball joint. In addition to the embodiment variants shown, further professional constructive configurations of the element 2 are possible. For example, the cylindrical region 3 shown in FIG. 2 can be molded, preferably rolled, into a corresponding recess in a housing.

Claims

1. sealing bellows ( 1 ) for a ball joint (K), with at least one, adjoining an adjacent component, sealing bellows edge (D1, D2), an element ( 2 ) being embedded in at least one sealing bellows edge (D1, D2), characterized in that that the element ( 2 ) has a region ( 3 ) which projects beyond the sealing bellows edge (D1, D2) and is connected to the adjacent component of the ball joint (K).

2. Bellows according to one of claims 1 to 3, characterized in that the element ( 2 ) in the first and / or the second sealing bellows edge (D1, D2) is vulcanized or vulcanized.

3. sealing bellows according to claims 1 or 2, characterized in that the element ( 2 ) consists of metal or plastic.

4. Bellows according to one of claims 1 to 3, characterized in that the element ( 2 ) is designed as a shaped part or sheet metal part or is machined.

5. sealing bellows according to one of claims 1 to 4, characterized in that the element ( 2 ) consists of spring steel.

6. sealing bellows according to one of claims 1 to 5, characterized in that the element ( 2 ) is coated with an elastomer.

7. sealing bellows according to claim 6, characterized in that the element ( 2 ) with the material of the sealing bellows ( 1 ) is sheathed.

8. sealing bellows according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sealing bellows ( 1 ) projecting region ( 3 ) of the element ( 2 ) is angled radially outwards.

9. sealing bellows according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sealing bellows ( 1 ) projecting region ( 3 ) of the element ( 2 ) is angled radially outwards and inwards.

10. sealing bellows according to one of claims 1 to 9, characterized in that the sealing bellows ( 1 ) projecting region ( 3 ) of the element ( 2 ) is cylindrical.

11. sealing bellows according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the extending beyond the sealing bellows (1) portion (3) of the element (2) is radially expandable.

12. Sealing bellows according to one of claims 1 to 11, characterized in that the area ( 3 ) of the element ( 2 ) projecting beyond the sealing bellows ( 1 ) has a circumferential groove (N) for receiving a sealing ring ( 5 ) which leads to the adjacent joint part seals.

13. The sealing bellows of claims 1 to 12, characterized in that the area ( 3 ) of the element ( 2 ) projecting beyond the sealing bellows ( 1 ) has a radially inwardly or outwardly bent shaped element (3.1) which is inserted into a corresponding recess ( A) engages a joint part.

14. Bellows according to one of claims 1 to 13, characterized in that the sealing bellows ( 1 ) projecting region ( 3 ) of the element ( 2 ) has a mounting flange ( 3.2 ).

15. Sealing bellows according to one of claims 1 to 14, characterized in that the area ( 3 ) projecting beyond the sealing bellows ( 1 ) is simultaneously designed as a wear ring.

16. Sealing bellows according to one of claims 1 to 15, characterized in that the area ( 3 ) on a housing ( 6 ) and / or on an outer joint ring ( 9 ) of a ball joint (K) seals.

17. A method for fastening a sealing bellows ( 1 ) to a ball joint (K), with at least one sealing bellows edge (D1, D2) adjoining an adjacent component, an element ( 2 ) being embedded in at least one sealing bellows edge (D1, D2) is characterized in that the element projects beyond the sealing bellows edge (D1, D2) with a region ( 3 ) and is fastened with the region ( 3 ) to the ball joint (K).

18. The method according to claim 17, characterized in that the area ( 3 ) is fixed by reshaping an adjacent component of the ball joint (K).

19. The method according to claim 17 or 18, characterized in that the region ( 3 ) is fastened by rolling in a rolled edge (R) of the adjacent component.

20. The method according to claim 19, characterized in that the region ( 3 ) is fastened by rolling in a rolled edge (R) located on a housing ( 6 ).

21. The method according to any one of claim 17, characterized in that the region ( 3 ) projecting beyond the sealing bellows ( 1 ) is fastened to the ball joint (K) by shaping, coupling or pressing on.

22. The method according to claim 21, characterized in that the region ( 3 ) is formed in a recess of the ball joint (K).

23. The method according to claim 22, characterized in that the region ( 3 ) is rolled into the recess.

24. The method according to claim 17, characterized in that the area ( 3 ) is pushed over the adjacent area of the ball joint (K) in such a way that a radially inwardly or outwardly bent shaped element (3.1) into a corresponding recess (A) of the housing ( 6 ) or the outer joint ring ( 9 ) engages.

25. The method according to claim 17, characterized in that the region ( 3 ) is pressed over the adjacent region of the ball joint (K).