DE102007010756B4

DE102007010756B4 - Manschette

Info

Publication number: DE102007010756B4
Application number: DE102007010756A
Authority: DE
Inventors: Hidehiko Inagaki; Katsuhisa Ota
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2027-03-07
Also published as: DE102007010756A1; US7419166B2; JP2007239925A; CN101033802A; US20070210535A1; CN101033802B; JP4552874B2

Abstract

Manschette (1), die an einer Lenkvorrichtung vom Zahnstangentyp anbringbar ist, enthaltend: eine Befestigungseinrichtung (10) der Seite großen Durchmessers, die an einem dazupassenden Element großen Durchmessers zu befestigen ist; einen ersten Balg (11), der anschließend an die Befestigungseinrichtung (10) großen Durchmessers angebracht ist; einen zweiten Balg (12), der kontinuierlich zu dem ersten Balg (11) angebracht ist; einen Balg (13) der Seite kleinen Durchmessers, der kontinuierlich zu dem zweiten Balg (12) angebracht ist; und eine Befestigungseinrichtung (14) kleinen Durchmessers, die Durchmessers angebracht ist und an einem dazu passenden Element kleinen Durchmessers zu befestigen ist; wobei der erste Balg (11) eine durchschnittliche erste axiale Steifigkeit aufweist; der zweite Balg (12) eine durchschnittliche zweite axiale SteiDurchmessers eine durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit aufweist; und die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit und...

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Manschette, die an einer Lenkvorrichtung vom Zahnstangentyp angebracht wird.
Beschreibung des Stands der Technik
Eine Lenkmanschette bedeckt ein Kugelgelenk, das zwischen einem Lenkgetriebe und einer Zugstange angebracht ist. Insbesondere ist eines der gegenüberliegenden Enden der Lenkmanschette an einem Lenkgetriebekastenende befestigt, und das andere der gegenüberliegenden Enden der Lenkmanschette ist an einem Zugstangenende befestigt. Insbesondere ist die Lenkmanschette in der Nähe des Motors angebracht. Entsprechend ist die Umgebungstemperatur um die Lenkmanschette herum eine verhältnismäßig hohe Temperatur. Folglich dehnt sich Luft, die im Inneren der Lenkmanschette eingeschlossen ist, aus, dass sie die Lenkmanschette deformiert.
9 stellt eine Ansicht einer herkömmlichen Lenkmanschette dar, die sich deformiert hat. Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, expandiert, wenn die Luft im Inneren einer herkömmlichen Lenkmanschette 100 expandiert, die herkömmliche Lenkmanschette 100 und deformiert sich dann. Als Folge gelangt die herkömmliche Lenkmanschette 100 dazu, dass sie auf eine zickzackartige Weise, wie in der Gestalt eines Buchstaben „S” wellig wird. Wenn die herkömmliche Lenkmanschette 100 so wellig wird, kann sie möglicherweise mit dem eingebauten Kugelgelenk (nicht dargestellt) in Wechselwirkung gelangen oder verklemmen. Entsprechend kann möglicherweise ein Nachteil auftreten, dass die herkömmliche Lenkmanschette 100 beschädigt wird. Ferner ist die herkömmliche Lenkmanschette 100 aus Harz gebildet. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass die herkömmliche Lenkmanschette 100, die der Wellendeformation einmal ausgesetzt war, wieder die ursprüngliche Konfiguration einnimmt, selbst wenn sie abgekühlt wird.
Somit wurde herkömmlicherweise die folgende Maßnahme durchgeführt, um die Wellendeformation der Lenkmanschette zu verhindern. Beispielsweise wird eine Lenkmanschette als eine Gestalt gegossen, deren axiale Länge länger als diejenige der objektiven Gestaltung ist. Somit wird die so geformte Lenkmanschette einer Wärmebehandlung ausgesetzt, dass sie die objektive bzw. angestrebte Gestaltung einnimmt.
Ferner offenbart die nicht geprüfte japanische Patentveröffentlichung (KOKAI) Gazette Nr. JP 10-238629 A eine herkömmliche Lenkmanschette, bei der die Wellendeformation unterdrückt wird. Die in der Gazette offenbarte herkömmliche Lenkmanschette enthält eine Befestigungseinrichtung 102 am großen Durchmesser oder Hauptdurchmesser und einen Balg. Der Balg hat drei Füße oder Wurzeln, die ausgehend von demjenigen, der am nächsten an der Befestigung 102 des Hauptdurchmessers oder größeren Durchmessers ist, nummeriert sind und die mit einer „U”-förmigen Umfangsnut versehen sind. Die „U”-förmigen Umfangsnuten sind in den drei Füßen eingebeult. Entsprechend weist der Bereich des Balgs, der mit den Umfangsnuten versehen ist, eine größere radiale Steifigkeit als der andere Bereich auf, der keine Umfangsnuten hat. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, dass die herkömmliche Lenkmanschette, die in der Gazette dargestellt ist, der Wellendeformation unterliegt.
Zusätzlich offenbart die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (KOKAI) Gazette Nr. JP 2005-315364 A eine Lenkmanschette, bei der ein Bereich, der eine äußere Umfangsseite des Kugelgelenks bildet, verhältnismäßig dünner, als die anderen Bereiche es sind, gemacht wird. Bei dieser herkömmlichen Lenkmanschette wird der Bereich, der die äußere Umfangsseite des Kugelgelenks ausbildet, verhältnismäßig durch das Anheben des Innendrucks komprimiert, und die anderen Bereiche werden dabei relativ ausgedehnt. Entsprechend vergrößert sich in dem Balg der herkömmlichen Lenkmanschette die Biegedeformation auf der Außenumfangsseite des Kugelgelenks. Folglich positioniert die Biegedeformation den Balg insgesamt auf der Außenumfangsseite des Kugelgelenks, während sich der Balg zusammenzieht. Als Folge gelangt die herkömmliche Lenkmanschette kaum in Wechselwirkung mit einem der gegenüberliegenden Enden des Kugelgelenks.
Ferner schlägt die nicht geprüfte japanische Patentveröffentlichung (KOKAI) Gazette Nr. JP 2005-315364 A weiter vor, die Radien der Kämme und Fuße des Balgs graduell kleiner in der Richtung weg von der Befestigung 102 mit großem Durchmesser zur Befestigung 103 mit kleinem Durchmesser oder Nebendurchmesser zu machen. Bei dem so konstruierten Balg wird der beim Ansteigen des Innendrucks den Druck aufnehmende Radius relativ umso größer, je näher man sich am gegenüberliegenden Ende auf der Seite der Befestigung 102 mit großem Durchmesser befindet; und je näher man sich zu dem gegenüberliegenden Ende auf der Seite der Befestigung 103 mit kleinem Durchmesser befindet, desto kleiner wird der den Druck aufnehmende Radius relativ dabei. Entsprechend ist die ausdehnende Kraft des Balgs, die durch Anheben des Innendrucks ausgeübt wird, verhältnismäßig größer auf der Seite der Befestigung 102 großen Durchmessers und verhältnismäßig kleiner auf der Seite der Befestigung 103 kleinen Durchmessers. Das bedeutet, dass sich der Balg auf der Seite der Befestigung 102 großen Durchmessers ausdehnt aber auf der Seite der Befestigung 103 kleinen Durchmessers zusammenzieht. Folglich verhindert die Ausdehnung des Balgs auf der Seite der Befestigung 102 großen Durchmesser, dass die Bereiche des Balgs, die näher zum gegenüberliegenden Ende auf der Seite der Befestigung großen Durchmessers 102 angebracht sind, sich in Durchmesserrichtung bewegen. Als Ergebnis kann die herkömmliche Lenkmanschette die Wechselwirkung mit einem der gegenüberliegenden Enden des Kugelgelenks weiter verhindern.
Zusätzlich offenbart die japanische nicht geprüfte Patentveröffentlichung (KOKAI) Gazette Nr. JP 2005-147297 A eine Lenkmanschette, bei der der zentrale Abschnitt des Balgs einen Fußinnendurchmesser hat, der identisch zu oder kleiner als derjenige der Bereiche auf der Seite der Befestigungseinrichtung mit großem Durchmesser 102 ist; und der zentrale Abschnitt davon weist eine niedrigere radiale Steifigkeit als diejenige der anderen Bereiche auf. Insbesondere enthält diese herkömmliche Manschette einen Balg, der eine erhöhte diametrale Steifigkeit auf der Seite der Befestigungseinrichtung 102 mit großem Durchmesser aufweist, und gleichzeitig eine axiale Steifigkeit, die auf dem gleichen Niveau wie diejenige des zentralen Abschnitts des Balgs gehalten wird, auf der Seite der Befestigungseinrichtung 102 mit großem Durchmesser. Die herkömmliche Lenkmanschette kann durch ein solch verhältnismäßig einfaches Mittel wie dem Verändern des Fußinnendurchmessers des Balgs daran gehindert werden, der Wellendeformation zu unterliegen. Entsprechend erfordert die herkömmliche Manschette weniger Arbeitsstunden zum Herstellen der Form. Folglich kann die herkömmliche Lenkmanschette kostengünstiger hergestellt werden. Ferner ist es weniger wahrscheinlich, dass sich der Balg auf der Seite der Befestigungseinrichtung 102 großen Durchmessers deformiert, da die diametrale Steifigkeit auf der Seite der Befestigungseinrichtung 102 großen Durchmessers verbessert ist, während die axiale Steifigkeit darauf beibehalten wird. Als Folge ist es weniger wahrscheinlich, dass der Balg mit einer Klemme, die um die Befestigungseinrichtung 102 des großen Durchmessers angebracht ist, auf der Seite der Befestigungseinrichtung 102 großen Durchmessers in Wechselwirkung gelangt.
Das herkömmliche Verfahren zum Verhindern der Wellendeformation der Lenkmanschette durch Wärmebehandlung erfordert jedoch eine Nachbearbeitung, so wie z. B. ein Glühen zum Entfernen der Restinnenspannung aus der resultierenden Lenkmanschette. Daher leidet das herkömmliche Verfahren am Nachteil, dass die Arbeitsstundenanforderungen groß sind.
Bei der herkömmlichen Lenkmanschette, die in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung (KOKAI) Gazette Nr. JP 10-238629 A offenbart ist, ist es erforderlich, den Balg mit den Umfangsnuten vorzusehen, um die Steifigkeit zu erhöhen. Es ist jedoch anzumerken, dass die Umfangsnuten für die dem Balg eigenen Funktionen unerheblich sind. Entsprechend haben sich die Arbeitsstundenanforderungen für das Herstellen einer Form für die herkömmliche Lenkmanschette erhöht. Konsequenterweise hat die herkömmliche Lenkmanschette unvermeidbarerweise an hohen Herstellungskosten gelitten. Ferner, wenn der Balg mit den Umfangsnuten versehen wird, hat die herkömmliche Lenkmanschette nachteilig eine verringerte Steifigkeit in der Expansions-/Kontraktionsrichtung des Balgs aufgewiesen. Als Folge kann es wahrscheinlich sein, dass bei der Expansionsdeformation der Teil des Balgs, der der Wellendeformation unterlegen ist, möglicherweise mit einer Klemme in Wechselwirkung gelangt, die an einem gegenüberliegenden Ende des Lenkgetriebekastens befestigt ist.
Die herkömmliche Lenkmanschette, die in der japanischen nicht geprüften Patentveröffentlichung (KOKAI) Gazette Nr. JP 2005-315364 A offenbart ist, weist das folgende Problem auf. Insbesondere da die Teile des Balgs, die die äußere Umfangsseite des Kugelgelenks ausbilden, ausgedünnt sind, sind die ausgedünnten Teile anfällig für Beschädigungen, wenn sie zwischen dem Kugelgelenk und fliegendem Schotter bei der Kollision mit fliegendem Schotter angebracht sind.
Ferner wird bei der herkömmlichen Lenkmanschette, die in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung (KOKAI) Gazette Nr. JP 2005-147297 A offenbart ist, die Wellendeformation unterbunden, indem der Innendurchmesser der Füße des Balgs um das Kugelgelenk kleiner gemacht wird. Entsprechend ist es schwierig zu vermeiden, dass die Abschnitte des Balgs, die entfernt von dem Kugelgelenk angebracht sind, der Wellendeformation unterliegen. Wenn ein Kugelgelenk entfernt von dem zentralen Abschnitt des Balgs positioniert ist, können folglich möglicherweise die Abschnitte des Balgs, die entfernt von dem Kugelgelenk angebracht sind, der Wellendeformation unterliegen.
Ferner wird eine Lenkmanschette von der JP 2002-257152 A offenbart, die einen Balg aufweist, der drei Abschnitte mit unterschiedlichen Steifigkeiten beinhaltet. Die Steifigkeit des mittleren Bereichs ist größer als die Steifigkeit des Bereichs nahe der Seite großen Durchmessers und ist größer als die Steifigkeit des Bereichs der Seite kleinen Durchmessers.
Auch die JP 11-082737 A zeigt eine Manschette, die ein breites bzw. größeres Bauteil umgibt und die einen ersten Balg, einen zweiten Balg und einen dritten Balg aufweist. Derjenige Balg, der das breite bzw. größere Bauteil umgibt, kann sich verglichen mit den anderen Bälgen weniger zusammenziehen oder ausdehnen.
Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorher beschriebenen Probleme getätigt. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Manschette vorzusehen, die unter geringen Kosten hergestellt werden kann und die das Auftreten der Wellendeformation verhindern kann, ohne dass je eine Wärmebehandlung ausgeführt wird.
Eine Manschette gemäß der vorliegenden Erfindung löst die beschriebenen Probleme und enthält:
eine Befestigungseinrichtung großen Durchmessers, die an einem passenden Element großen Durchmesser zu befestigen ist;
einen ersten Balg, der sich anschließend an die Befestigungseinrichtung großen Durchmessers angebracht ist;
einen zweiten Balg, der sich anschließend an den ersten Balg angebracht ist; einen Balg der Seite kleinen Durchmessers, der kontinuierlich zu dem zweiten Balg angebracht ist; und
eine Befestigungseinrichtung kleinen Durchmessers, die kontinuierlich zu dem Balg der Seite kleinen Durchmessers angebracht ist und an einem passenden Element kleinen Durchmessers zu befestigen ist;
wobei der erste Balg eine durchschnittliche erste axiale Steifigkeit aufweist;
der zweite Balg eine durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit aufweist;
der Balg der Seite kleinen Durchmessers eine durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit aufweist; und
wobei die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit und die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit niedriger als die durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit sind.
Ferner kann bei der vorliegenden Manschette der Balg der Seite kleinen Durchmessers vorzugsweise Kämme und Füße aufweisen;
die Füße können vorzugsweise enthalten:
eine vordere Membran, die im Anschluss an einen der Füße angebracht ist und die auf einer Seite der Befestigungseinrichtung kleinen Durchmessers angebracht ist; und
eine hintere Membran, die im Anschluss von einem der Füße angebracht ist, die auf einer Seite der Befestigungseinrichtung größeren Durchmessers angebracht ist;
wobei die vordere Membran eine axiale Steifigkeit der vorderen Membran aufweist;
die hintere Membran eine axiale Steifigkeit der hinteren Membran aufweist; und
die axiale Steifigkeit der hinteren Membran vorzugsweise höher oder niedriger sein kann als die axiale Steifigkeit der vorderen Membran.
Zusätzlich kann bei der vorliegenden Manschette der Balg der Seite kleinen Durchmessers vorzugsweise als eine konische Konfiguration ausgebildet sein, deren außenseitiger Durchmesser von groß nach klein in der Richtung weg von dem zweiten Balg zur Befestigungseinrichtung kleinen Durchmessers konisch zuläuft.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält die vorliegende Manschette einen Balg, dessen axiale Steifigkeit insgesamt optimal gestaltet ist. Entsprechend kann die vorliegende Manschette sicher das Auftreten der Wellendeformation bei dem Erhöhen des Innendrucks verhindern. Somit kann die vorliegende Manschette die Wärmebehandlung zum Begrenzen der Wellendeformation überflüssig machen. Ferner werden die Arbeitsstundenanforderungen zum Bearbeiten einer Form für die vorliegende Manschette verringert. Folglich kann die vorliegende Manschette unter niedrigen Kosten hergestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und vieler ihrer Vorteile wird unmittelbar erhalten, wenn diese unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden wird, wenn sie im Hinblick auf die beigefügten Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung gesehen wird, die alle Teil der Offenbarung bilden.
1 ist eine axiale Querschnittsansicht einer Lenkmanschette gemäß Beispiel Nr. 1 der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vergrößerte axiale Querschnittsansicht der Lenkmanschette gemäß Beispiel Nr. 1, wobei ein Hauptabschnitt davon vergrößert ist.
3 eine andere vergrößerte axiale Querschnittsansicht der Lenkmanschette gemäß Beispiel Nr. 1, wobei ein anderer Hauptabschnitt davon vergrößert ist.
4 ist eine vergrößerte axiale Querschnittsansicht einer Lenkmanschette gemäß Beispiel Nr. 2 der vorliegenden Erfindung, wobei ein Hauptabschnitt davon vergrößert ist.
5 ist eine axiale Querschnittsansicht einer Lenkmanschette gemäß einem Vergleichsbeispiel.
6 ist ein Diagramm zum Darstellen der axialen Steifigkeit der jeweiligen vorderen Membranen und hinteren Membranen, die die Bauteile der Lenkmanschette gemäß Beispiel Nr. 1 sind.
7 ist ein Diagramm zum Darstellen der axialen Steifigkeit der jeweiligen vorderen Membranen und hinteren Membranen, die die Bauteile der Lenkmanschette gemäß Beispiel Nr. 2 sind.
8 ist ein Diagramm zum Darstellen der axialen Steifigkeit der jeweiligen vorderen Membranen und hinteren Membranen, die die Bauteile der Lenkmanschette gemäß dem Vergleichsbeispiel sind.
9 ist eine perspektivische Ansicht zum Darstellen, wie eine herkömmliche Lenkmanschette deformiert wird.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nach der allgemeinen Beschreibung der vorliegenden Erfindung kann ein weiteres Verständnis unter Bezugnahme auf die speziellen bevorzugten Ausführungsformen, die hier nur zu veranschaulichenden Zwecken dargestellt sind und den Rahmen der beigefügten Ansprüche nicht einschränken sollen, erhalten werden.
Eine Manschette gemäß der vorliegenden Erfindung kann aus weichem Harz durch Blasformen hergestellt werden. Die vorliegende Manschette enthält eine Befestigungseinrichtung großen Durchmessers und eine Befestigungseinrichtung kleinen Durchmessers. Die Befestigungseinrichtung großen Durchmessers und die Befestigungseinrichtung kleinen Durchmessers sind an den gegenüberliegenden Enden der vorliegenden Manschette angebracht. Ferner enthält die vorliegende Manschette einen ersten Balg, einen zweiten Balg und einen Balg der Seite kleineren Durchmessers, die in dieser Reihenfolge von der Befestigungseinrichtung großen Durchmessers zur Befestigungseinrichtung kleinen Durchmessers angebracht sind.
Die Befestigungseinrichtung großen Durchmessers ist ein Abschnitt, der an einem dazupassenden Element großen Durchmessers befestigt wird. Wenn beispielsweise die vorliegende Manschette eine Lenkmanschette bildet, wird die Befestigungseinrichtung großen Durchmessers als ein Abschnitt angesehen, der an einem der gegenüberliegenden Enden eines Lenkgetriebekastens befestigt wird. Andererseits ist die Befestigungseinrichtung kleinen Durchmessers ein Abschnitt, der an einem dazupassenden Element kleinen Durchmessers befestigt wird. Wenn beispielsweise die vorliegende Manschette eine Lenkmanschette bildet, wird die Befestigungseinrichtung kleinen Durchmessers als ein Abschnitt angesehen, der an einem der gegenüberliegenden Enden der Zugstange befestigt wird.
Eine der Haupteigenschaften der vorliegenden Manschette liegt darin, dass der erste Balg eine durchschnittliche erste axiale Steifigkeit aufweist; der zweite Balg eine durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit aufweist; der Balg der Seite kleinen Durchmessers eine durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit aufweist und die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit und die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit niedriger festgelegt sind als die durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit. Eine „axiale Steifigkeit” des Balgs bezeichnet hier ein Maß für die Schwierigkeit des Ausdehnens/Zusammendrückens in der Axialrichtung des Balgs. Eine „durchschnittliche axiale Steifigkeit” bezeichnet einen Durchschnittswert der axialen Steifigkeiten, die jeweils durch eine Mehrzahl von Kämmen und Füßen des Balgs dargestellt werden. Es ist anzumerken, dass es bevorzugt wird, dass die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit und die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit 0,3 oder mehr sind, weiter vorzugsweise in einen Bereich von 0,4 bis 0,8 fallen können, in Bezug zur durchschnittlichen zweiten axialen Steifigkeit, wenn die durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit als 1 angesetzt wird. Wenn die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit und die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit zu niedrig in Bezug zur durchschnittlichen zweiten axialen Steifigkeit sind, kann die Funktion des Balgs möglicherweise beeinträchtigt sein. Wenn andererseits die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit und die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit zu hoch in Bezug zur durchschnittlichen zweiten axialen Steifigkeit sind, erzeugt möglicherweise der erste Balg und der Balg der Seite kleinen Durchmessers weniger die gewünschten Vorteile.
Wenn eine Manschette der Wellendeformation unterliegt, weist sie die größte Deformation um den zentralen Abschnitt des gesamten Balgs auf. Somit ist bei der vorliegenden Manschette die durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit des zweiten Balgs, der zwischen dem ersten Balg und dem Balg der Seite kleinen Durchmessers angebracht ist, größer als die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit des ersten Balgs und die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit des Balgs der Seite kleinen Durchmessers gestaltet. Selbst wenn sich der Innendruck erhöht, wird daher der zweite Balg, der um den zentralen Abschnitt der vorliegenden Manschette angebracht ist, an einer Deformation in der Umfangsrichtung gehindert. Als Folge ist es weniger wahrscheinlich, dass die vorliegende Manschette der Wellendeformation unterliegt.
Andererseits sind die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit des ersten Balgs und die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit des Balgs der Seite kleinen Durchmessers niedriger als die durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit des zweiten Balgs festgelegt. Da der erste Balg die durchschnittliche erste Steifigkeit aufweist, die niedriger als die durchschnittliche zweite Steifigkeit des zweiten Balgs festgelegt ist, deformiert sich der erste Balg Ausdehnung und/oder zum Zusammenziehen in der axialen Richtung problemlos zum Absorbieren von Spannungen, wenn der Innendruck steigt. Da die gegenüberliegenden Enden des ersten Balgs jeweils anschließend an die Befestigungseinrichtung großen Durchmessers, die an einem passenden Element großen Durchmessers befestigt ist, bzw. im Anschluss an den zweiten Balg, dessen durchschnittliche axiale Steifigkeit höher als diejenige des ersten Balgs ist, angebracht sind, verhindert zusätzlich der erste Balg, dass die vorliegende Manschette einer Deformation in der Umfangsrichtung unterliegt. Daher ist es möglich, die vorliegende Manschette an der Wellendeformation zu hindern. Es ist anzumerken, dass es nicht bevorzugt wird, wenn die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit des ersten Balgs Näher als die durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit des zweiten Balgs ist, da der erste Balg eine vergrößerte Rückstoßkraft beim Montieren der vorliegenden Manschette an einem dazupassenden Element großen Durchmessers aufweist. Ferner beeinflusst ein solcher erster Balg nachteilig das Verhindern der Wellendeformation.
Da ferner der Balg der Seite kleinen Durchmessers die durchschnittliche dritte Steifigkeit aufweist, die niedriger als die durchschnittliche zweite Steifigkeit des zweiten Balgs festgelegt ist, deformiert sich der Balg der Seite kleinen Durchmessers problemlos, dass er sich in der Axialrichtung ausdehnt und/oder zusammenzieht zum Absorbieren von Spannungen, wenn der Innendruck steigt, und es ist möglich zu verhindern, dass die vorliegende Manschette der Wellendeformation unterliegt. Es ist anzumerken, dass, wenn die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit des Balgs der Seite kleinen Durchmessers gleich oder höher als die durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit des zweiten Balgs ist, der zweite Balg ein relatives Absinken der durchschnittlichen axialen Steifigkeit aufweist, was nachteilig das Verhindern der Wellendeformation beeinflusst. Zusätzlich weist der Balg der Seite kleinen Durchmessers eine vergrößerte Rückstoßkraft beim Montieren der vorliegenden Manschette an einem dazupassenden Element kleinen Durchmessers auf.
Es ist anzumerken, dass es bevorzugt wird, den Balg der Seite kleinen Durchmessers auf die folgende Weise anzuordnen. Das bedeutet, dass der Balg der Seite kleinen Durchmessers Kämme und Füße bzw. Wurzeln hat. Ferner enthalten die Kämme eine vordere Membran und eine hintere Membran. Ferner ist die vordere Membran anschließend an einen der Füße angebracht und ist auf einer Seite der Befestigungseinrichtung kleinen Durchmessers angebracht. Ferner ist die hintere Membran anschließend an einen der Füße angebracht und ist auf einer Seite der Befestigungseinrichtung großen Durchmessers angebracht. Zusätzlich weist die vordere Membran eine axiale Steifigkeit der vorderen Membran auf, weist die hintere Membran eine axiale Steifigkeit der hinteren Membran auf, und die axiale Steifigkeit der hinteren Membran ist höher oder niedriger als die axiale Steifigkeit der vorderen Membran. Bei dem so konstruierten bevorzugten Balg der Seite kleinen Durchmessers deformieren sich die hinteren oder vorderen Membranen, die eine geringere axiale Steifigkeit aufweisen, dass sie sich ausdehnen und/oder zusammenziehen, so dass sie schließlich in die vorderen oder hinteren Membranen gedrückt werden, die eine höhere axiale Steifigkeit aufweisen. Folglich kann der Balg der Seite kleinen Durchmessers sich einfacher ausdehnen und/oder zusammenziehen. Daher kann der Balg der Seite kleinen Durchmessers weiter die vorliegende Manschette daran hindern, der Wellendeformation zu unterliegen. Es ist anzumerken, dass es auch bei dem ersten Balg bevorzugt wird, die axiale Steifigkeit der hinteren Membran höher oder niedriger als die axiale Steifigkeit der vorderen Membran zu machen.
Der Balg der Seite kleinen Durchmessers kann vorzugsweise als eine konische Konfiguration gestaltet sein, deren außenseitiger Durchmesser von groß nach klein in der Richtung weg von dem zweiten Balg zur Befestigungseinrichtung kleinen Durchmessers konisch zuläuft. In dem so konstruierten bevorzugten Balg der Seite kleinen Durchmessers kann der Balg der Seite kleinen Durchmessers eine um so höhere axiale Steifigkeit aufweisen, je kleiner der außenseitige Durchmesser der Kämme des Balgs der Seite kleinen Durchmessers in Richtung auf das vordere Ende davon ist. Das bedeutet, dass der Balg auf der Seite kleinen Durchmessers eine um so höhere axiale Steifigkeit aufweisen kann, je näher man an der Befestigungseinrichtung kleinen Durchmessers ist. Somit kann der Balg der Seite kleinen Durchmessers weiter durch die Wirkung der Konstruktion verhindern, dass die vorliegende Manschette einer Deformation in der Umfangsrichtung unterliegt.
Wenn nur die vordere Membran oder die hintere Membran aus dem Balg der Seite kleinen Durchmessers ausgeschnitten werden, ist die ausgeschnittene vordere oder hintere Membran als eine dreidimensionale scheibenförmige Konfiguration gebildet, durch die durchstochen ist, wie es in 2 dargestellt ist. Die äußere Umfangskantenlinie der Kämme bildet einen Bereich größeren Durchmessers und die innere Umfangsbodenlinie der Füße bildet einen Bereich kleineren Durchmessers (oder die zentrale Öffnung). Ferner ist ein ringförmiger harzartiger Film zwischen dem Bereich größeren Durchmessers und dem Bereich kleineren Durchmessers vorgesehen zum Verbinden von ihnen in einer geneigten Weise bezüglich der Durchmesserrichtung, oder in einer konisch zulaufenden Weise von groß nach klein in der Richtung weg von dem Bereich größeren Durchmessers zu dem Bereich kleineren Durchmessers. Daher ist es möglich, die Größe der axialen Steifigkeit durch Gestalten des Neigungswinkels, den die vordere Membran oder die hintere Membran bezüglich der Durchmesserrichtung des Balgs der Seite kleinen Durchmessers einnimmt, den Abstand zwischen den Kämmen oder Fußen, der Durchmesserdifferenz zwischen den Kämmen und den Füßen oder der Dicke zu steuern.
Selbst wenn einer der Kämme des zweiten Balgs eine axiale Steifigkeit aufweist, die höher als die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit des ersten Balgs und die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit des Balgs der Seite kleinen Durchmessers ist, erzeugt der zweite Balg an sich merklich die Vorteile. Es wird jedoch bevorzugt, dass der zweite Balg eine Länge aufweisen kann, die um einen Faktor von 10 bis 30% kurzer als die Gesamtlänge des Balgs ist, das heißt eine aufsummierte Länge aus dem ersten Balg, dem zweiten Balg und dem Balg der Seite kleinen Durchmessers. Ferner kann der zweite Balg vorzugsweise den Kamm enthalten, dessen axiale Steifigkeit höher als die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit des ersten Balgs und die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit des Balgs der Seite kleinen Durchmessers ist, in einer Menge von 3 oder mehr. Andererseits wird es bevorzugt, dass der erste Balg oder der Balg der Seite kleinen Durchmessers, dessen durchschnittliche erste oder dritte axiale Steifigkeit niedriger als die durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit des zweiten Balgs ist, vorzugsweise eine Länge haben kann, die um einen Faktor von 10 bis 40% jeweils kürzer als die Gesamtlänge des Balgs ist, das heißt eine aufsummierte Länge des ersten Balgs, des zweiten Balgs und des Balgs der Seite kleinen Durchmessers. Ferner kann der erste Balg oder der Balg der Seite kleinen Durchmessers wünschenswerterweise den Kamm enthalten, dessen axiale Steifigkeit niedriger als die durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit des zweiten Balgs ist, in einer Menge von 3 bis 6.
Beispiele
Anschließend wird die vorliegende Erfindung genau unter Bezugnahme auf Beispiele und ein Vergleichsbeispiel beschrieben.
Beispiel Nr. 1
1 stellt eine axiale Querschnittsansicht einer Lenkmanschette gemäß Beispiel Nr. 1 der vorliegenden Erfindung dar. Wie es in der Zeichnung gezeigt ist, enthält eine Manschette 1 eine Befestigungseinrichtung 10 großen Durchmessers, einen ersten Balg 11, einen zweiten Balg 12, einen Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers und eine Befestigungseinrichtung 14 kleinen Durchmessers. Der erste Balg 11 ist kontinuierlich zu der Befestigungseinrichtung 10 großen Durchmessers angebracht. Der zweite Balg 12 ist kontinuierlich zu dem ersten Balg 11 angebracht. Der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers ist kontinuierlich zu dem zweiten Balg 12 angebracht. Die Befestigungseinrichtung 14 kleinen Durchmessers ist kontinuierlich zu dem Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers angebracht. Die Manschette 1 ist aus Harz gebildet und wird integral durch Blasformen hergestellt. Es ist anzumerken, dass die Manschette 1 keinerlei Wärmebehandlung unterworfen wird.
Die Befestigungseinrichtung 10 großen Durchmessers und die Befestigungseinrichtung 14 kleinen Durchmessers sind jeweils als Ringform gebildet. Um die Befestigungseinrichtung 10 großen Durchmessers ist eine nicht dargestellte Klemme aufgesetzt. Die Klemme zieht die Befestigungseinrichtung 10 großen Durchmessers an zum Befestigen von ihr auf der äußeren Umfangsoberfläche von einem der gegenüberliegenden Enden von einem nicht dargestellten Lenkgetriebekasten. Ferner ist um die Befestigungseinrichtung 14 kleinen Durchmessers eine andere nicht dargestellte Klemme aufgesetzt. Die andere Klemme zieht die Befestigungseinrichtung 14 kleinen Durchmessers an zum Befestigen von ihr auf der äußeren Umfangsoberfläche von einem der gegenüberliegenden Enden der nicht dargestellten Zugstange.
Der erste Balg 11 ist als eine zylindrische Balgform gebildet, die kontinuierlich zu der Befestigungseinrichtung 10 großen Durchmessers angebracht ist. Der erste Balg 11 enthält sechs Kämme „A” bis „F” und sechs Füße „a” bis „f”. Die sechs Kämme „A” bis „F” haben einen im Wesentlichen identischen Innendurchmesser zueinander. In ähnlicher Weise haben die sechs Füße „a” bis „f” im Wesentlichen identische Innendurchmesser zueinander. Der erste Balg 11 nimmt einen Teil einer nicht dargestellten Zahnstange darin koaxial dazu auf.
Der zweite Balg 12 ist in einer zylindrischen Balgform gestaltet, die sich anschließend an den ersten Balg 11 angebracht ist. Der zweite Balg 12 enthält drei Kämme „G” bis „I” und drei Füße „g” bis „i”. Die drei Kämme „G” bis „I” haben einen im Wesentlichen identischen Innendurchmesser zueinander. In ähnlicher Weise haben die drei Füße „g” bis „i” im Wesentlichen identische Innendurchmesser zueinander. Der zweite Balg 12 nimmt eines der gegenüberliegenden Enden einer nicht dargestellten Zahnstange und ein nicht dargestelltes Kugelgelenks darin auf.
3 veranschaulicht den Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers auf vergrößerte Weise. Wie es in der Zeichnung gezeigt ist, ist der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers kontinuierlich zu dem zweiten Balg 12 angebracht und ist als eine konische Kegelstumpfform gebildet. Das bedeutet, wie es in 1 dargestellt ist, dass der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers sechs Kämme „J” bis „O” und sechs Füße „j” bis „o” enthält. Wie es am besten in 3 dargestellt ist, haben die drei Kämme „J” bis „O” Innendurchmesser, die konisch von groß nach klein in der Richtung weg von dem zweiten Balg 12 zu der Befestigungseinrichtung 14 kleinen Durchmessers in Durchmesserrichtung zulaufen. In ähnlicher Weise haben die sechs Füße „j” bis „o” Innendurchmesser, die konisch in Durchmesserrichtung von groß nach klein in der Richtung weg von dem zweiten Balg 12 zu der Befestigungseinrichtung 14 kleinen Durchmessers zulaufen. Der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers nimmt in sich einen Teil einer nicht dargestellten Zugstange, die mit dem Kugelgelenk verbunden ist, in einer koaxialen Weise auf.
Insbesondere enthält die Manschette 1 nach Beispiel Nr. 1 der vorliegenden Erfindung den ersten Balg 11, der eine durchschnittliche erste axiale Steifigkeit aufweist, den zweiten Balg 12, der eine durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit aufweist, und den Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers, der eine durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit aufweist. Ferner ist bei der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 1 die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit des ersten Balgs 11 gestaltet, dass sie niedriger als die durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit des zweiten Balgs 12 ist. Zusätzlich ist die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers gestaltet, dass sie niedriger als die durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit des zweiten Balgs 12 ist. Insbesondere ist die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit auf 70% bezüglich der durchschnittlichen zweiten axialen Steifigkeit, die als 100% angesetzt ist, festgelegt. Die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit ist auf 70% der durchschnittlichen zweiten axialen Steifigkeit, die auf 100% angesetzt ist, festgelegt.
Zunächst enthält der erste Balg 11 die Kämme „A” bis „F”, die alle im Wesentlichen in einer identischen Konfiguration gestaltet sind, und die Füße „a” bis „f”, die alle in einer im Wesentlichen identischen Konfiguration gestaltet sind. Jeder der Kämme „A” bis „F” enthält eine vordere Membran und eine hintere Membran. Wie beispielsweise aus 1 zu erkennen ist, bezeichnet die vordere Membran dabei den Abschnitt des ersten Balgs 11 von der Spitze des Kamms „D” bis zum Boden des Fußes „d”. Andererseits bezeichnet die hintere Membran hier den Abschnitt des ersten Balgs 11 von dem Boden des Fußes „c” bis zur Spitze des Kamms „D”, beispielsweise. Die vordere Membran und die hintere Membran weisen jeweils eine nahezu identische axiale Steifigkeit auf. Es ist anzumerken, dass in der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 1 der vorliegenden Erfindung die Abmessungen, die in 2 gezeigt sind, nämlich die folgenden spezifischen Abmessungen, bestimmt werden, wobei die Last zum Zusammenbauen der Manschette berücksichtigt wird: die Dicke „t” der vorderen und hinteren Membranen; der Innendurchmesser D” der Kämme „A” bis „F”; der Innendurchmesser „d” der Füße „a” bis „f”; der horizontale Abstand „H” zwischen den Kämmen und Füßen; und der Winkel θ, den die vorderen und hinteren Membranen bezüglich der Durchmesserrichtung des ersten Balgs 11 einnehmen.
Zweitens enthält der zweite Balg 12 die Kämme „G” bis „I”, die alle als im Wesentlichen identische Konfiguration gebildet sind, und die Füße „g” bis „i”, die alle als im Wesentlichen identische Konfiguration gebildet sind. Der zweite Balg enthält jedoch vordere Membranen, die einen größeren Winkel θ bezüglich der Durchmesserrichtung des zweiten Balgs 12 als den Winkel θ einnehmen, den die vorderen Membranen des ersten Balgs 11 bezüglich der Durchmesserrichtung des ersten Balgs 11 einnehmen. Andererseits hat der zweite Balg 12 die gleiche Dicke „t”, den gleichen Innendurchmesser „D”, den gleichen Innendurchmesser „d” wie diejenigen des ersten Balgs 11. Entsprechend hat der zweite Balg 12 eine größere Abmessung „h”, die in 2 gezeigt ist, was die Differenz zwischen dem horizontalen Abstand „H” und der Membrandicke „t” ist, (das heißt „h” = „H” – „t”), als diejenige des ersten Balgs 11. Mit anderen Worten enthält jeder der Kämme „G” bis „I” eine vordere Membran, die eine höhere axiale Steifigkeit als die axiale Steifigkeit aufweist, die durch die vordere Membran von jedem der Kämme „A” bis „F” des ersten Balgs 11 zur Schau gestellt wird, und eine hintere Membran, die eine höhere axiale Steifigkeit als die axiale Steifigkeit aufweist, die durch die hintere Membran von jedem der Kämme „A” bis „F” des ersten Balgs 11 dargestellt wird. Beispielsweise, wie es in 1 gezeigt ist, enthält der Kamm „I” eine vordere Membran 15, die an der Spitze des Kamms „I” beginnt und am Boden des Fußes „i” endet, und eine hintere Membran 16, die am Boden des Fußes „h” beginnt und an der Spitze des Kamms „I” endet. Die vorderen Membranen 15 des zweiten Balgs 12 weisen eine axiale Steifigkeit auf, die höher als die axiale Steifigkeit der vorderen Membranen 15 des ersten Balgs 11 ist; und die hinteren Membranen 16 des zweiten Balgs 12 weisen eine axiale Steifigkeit auf, die höher als die axiale Steifigkeit der hinteren Membranen 16 des ersten Balgs 11 ist. Folglich, wie es in 6 dargestellt ist, weist der zweite Balg 12 eine durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit auf, die höher als die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit ist, die durch den ersten Balg 11 dargestellt wird.
Drittens, wie es in 1 dargestellt ist, außer dass der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers den sich verringernden außenseitigen Durchmesser hat, der konisch von groß nach klein in der Richtung weg von dem zweiten Balg zu der Befestigungseinrichtung 14 kleinen Durchmessers zuläuft, enthält der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers die Kämme „J” bis „O”, die alle mit einer im Wesentlichen identischen Konfiguration insgesamt gebildet sind, außer der Durchmessergröße, und die Füße „j” bis „o”, die alle mit einer im Wesentlichen identischen Konfiguration insgesamt gebildet sind, außer der Durchmessergröße. Insbesondere, wie es in 3 dargestellt ist, enthält der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers vordere Membranen 15, die einen Winkel θ₁ bezüglich der Durchmesserrichtung des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers einnehmen, und hintere Membranen 16, die einen Winkel θ₂ bezüglich der Durchmesserrichtung des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers einnehmen. Beispielsweise ist eine der vorderen Membranen 15 der Querschnitt, der an der Spitze des Kamms „M” beginnt und am Boden des Fußes „m” endet, und eine der hinteren Membranen 16 ist der Querschnitt, der am Boden des Fußes „l” beginnt und an der Spitze des Kamms „M” endet. Es ist anzumerken, dass in dem Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers der Winkel θ₁ nahezu gleich zum Winkel θ₂ ist, jedoch der Winkel θ₁ und der Winkel θ₂ kleiner als der Winkel θ sind, den die vorderen Membranen 15 und die hinteren Membranen 16 des zweiten Balgs 12 bezüglich der Durchmesserrichtung des zweiten Balgs 12 einnehmen, und der Winkel θ₁ und der Winkel θ₂ kleiner als der Winkel θ sind, den die vorderen Membranen 15 und die hinteren Membranen 16 des ersten Balgs 11 bezüglich der Durchmesserrichtung des ersten Balgs 11 einnehmen.
Daher ist die Dimension „h” der vorderen Membranen 15 und der hinteren Membranen 16 des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers kleiner als die Dimension „h” der vorderen Membranen 15 und hinteren Membranen 16 des zweiten Balgs 12, und ist geringfügig kleiner als die Dimension „h” der vorderen Membranen 15 und der hinteren Membranen 16 des ersten Balgs 11. Mit anderen Worten, wie es in 6 dargestellt ist, weisen die vorderen Membranen 15 und hinteren Membranen 16 des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers eine geringere axiale Steifigkeit als die vorderen Membranen 15 und die hinteren Membranen 16 des zweiten Balgs 12 im Mittel auf. Andererseits ist die durchschnittliche axiale Steifigkeit der vorderen Membranen 15 und hinteren Membranen 16 des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers nahezu gleich zu derjenigen der vorderen Membranen 15 und hinteren Membranen 16 des ersten Balgs 11.
Insgesamt ist bei der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 1 der vorliegenden Erfindung der zweite Balg 12 gestaltet, dass er eine höhere durchschnittliche axiale Steifigkeit als die durchschnittliche axiale Steifigkeit des ersten Balgs 11 und die durchschnittliche axiale Steifigkeit des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers aufweist. Der zweite Balg 12, der eine höhere durchschnittliche axiale Steifigkeit aufweist, verhindert, dass die Manschette 1 gemäß Beispiel 1 sich in der Umfangsrichtung deformiert. Der erste Balg 11 und der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers, die eine niedrigere durchschnittliche axiale Steifigkeit aufweisen, expandieren und/oder ziehen sich zusammen zum Absorbieren der Spannung. Als Folge ist es möglich, sicher zu verhindern, dass die Manschette gemäß Beispiel 1 der Wellendeformation unterliegt.
Beispiel Nr. 2
Außer dass der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers anders gestaltet ist, ist eine Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 2 der vorliegenden Erfindung auf die gleiche Weise wie die Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 1 gestaltet.
Eine Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 2 der vorliegenden Erfindung enthält einen Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers, wie es in 4 dargestellt ist. Wie es in der Zeichnung gezeigt ist, enthält der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers vordere Membranen 15 und hintere Membranen 16 auf die gleiche Weise wie die Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 1. In ähnlicher Weise bildet eine der vorderen Membranen 15, deren Abschnitt an der Spitze des Kamms „M” beginnt und am Boden des Fußes „m” beispielsweise endet, einen Winkel θ₁ bezüglich der Durchmesserrichtung des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers, und eine der hinteren Membranen 16, deren Abschnitt beispielsweise am Boden des Fußes „1” beginnt und an der Spitze des Kamms „M” endet, bildet einen Winkel θ₂ bezüglich der Durchmesserrichtung des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers. Bei dem Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 2 ist jedoch der Winkel θ₂ gestaltet, dass er größer als der Winkel θ₁ ist, das heißt θ₂ > θ₁. Ferner ist der Winkel θ₂ größer als der Winkel θ, den die vorderen Membranen 15 und hinteren Membranen 16 des zweiten Balgs 12 bezüglich der Durchmesserrichtung des zweiten Balgs 12 einnehmen, das heißt θ₂ > θ. Andererseits ist der Winkel θ₁, den die vorderen Membranen 15 des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers bezüglich der Durchmesserrichtung des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers einnehmen, gleich zum Winkel θ₁ und dem Winkel θ₂, den die vorderen Membranen 15 und hinteren Membranen 16 des ersten Balgs 11 bezüglich der Durchmesserrichtung des ersten Balgs 11 einnehmen. Entsprechend ist in dem Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 2 die Dimension „h” der vorderen Membranen 15 kleiner als die Dimension „h” der hinteren Membranen 16. Entsprechend weisen, wie es in 7 dargestellt ist, die vorderen Membranen 15 und die hinteren Membranen 16 des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers eine geringere axiale Steifigkeit als die vorderen Membranen 15 und die hinteren Membranen 16 des zweiten Balgs 12 im Mittel auf.
Somit ist die Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 2 der vorliegenden Erfindung gestaltet, dass sie den zweiten Balg 12 enthält, dessen durchschnittliche axiale Steifigkeit höher als die durchschnittliche axiale Steifigkeit des ersten Balgs 11 und die durchschnittliche axiale Steifigkeit des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers ist. Entsprechend verhindert der zweite Balg 12, der eine höhere durchschnittliche axiale Steifigkeit aufweist, dass sich die Manschette 1 in der Umfangsrichtung deformiert. Ferner expandieren der erste Balg 11 und der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers, die eine geringere durchschnittliche axiale Steifigkeit aufweisen, und/oder ziehen sich zusammen zum Absorbieren der Spannung. Folglich kann der zweite Balg 12 ebenso wie der erste Balg 11 und der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers sicher verhindern, dass die Manschette 1 der Wellendeformation unterliegt.
Ferner ist der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 2 der vorliegenden Erfindung als eine konische Konfiguration gestaltet, deren außenseitiger Durchmesser sich von groß nach klein insgesamt reduziert, sowie er sich der Befestigungseinrichtung 14 kleinen Durchmessers annähert. Entsprechend weist der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers eine umso höhere axiale Steifigkeit auf, je näher sich der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers der Befestigungseinrichtung 14 kleinen Durchmessers annähert. Folglich ist der Balg 13 der Seite kleineren Durchmessers effektiv beim Verhindern, dass die Manschette 1 der Wellendeformation unterliegt, selbst wenn es im Hinblick auf den Gesichtspunkt des Absorbierens der Spannung möglicherweise nicht bevorzugt ist, die in dem zweiten Balg 12 auftritt.
Die hinteren Membranen 16 des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers weisen jedoch eine höhere axiale Steifigkeit, als es die vorderen Membranen 15 des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers tun, jeweils auf. Das bedeutet, dass sich der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers so deformieren kann, dass er die vorderen Membranen 15 in Richtung auf die hinteren Membranen 16 drückt, während er expandiert und/oder sich zusammenzieht. Daher kann der sich so deformierende Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers die Spannung absorbieren, so dass es möglich ist zu verhindern, dass die Manschette 1 der Wellendeformation unterliegt.
Vergleichsbeispiel
5 stellt eine axiale Querschnittsansicht einer Manschette gemäß dem Vergleichsbeispiel dar. Wie es in der Zeichnung gezeigt ist, weist die Vergleichsmanschette den zweiten Balg 12, wie er in Beispiel Nr. 1 und Nr. 2 beschrieben ist, nicht auf. Statt des zweiten Balgs 12 enthält die Vergleichsmanschette einen verlängerten ersten Balg 11. Der verlängerte erste Balg 11 ist mit der gleichen Konfiguration wie derjenigen des ersten Balgs 11 der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 1 geformt, ist jedoch sich bis zu dem Ort erstreckend gebildet, an dem der zweite Balg 12 in der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 1 angebracht ist. Bei der Vergleichsmanschette ist der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers mit der gleichen Konfiguration wie derjenigen des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 1 geformt. Insbesondere enthält der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers der Vergleichsmanschette vordere Membranen 15, die einen Winkel θ bezüglich der Durchmesserrichtung des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers bilden, und hintere Membranen 16, die einen Winkel θ₂ bezüglich der Durchmesserrichtung des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers bilden. Schließlich ist der Winkel θ₁ nahezu gleich zum Winkel θ₂. Der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers der Vergleichsmanschette unterscheidet sich jedoch von demjenigen der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 1 dahingehend, dass die Neigungswinkel θ₁ und θ₂ größer als diejenigen sind, die die vorderen Membranen 15 und hinteren Membranen 16 des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 1 einnehmen.
Daher weisen, wie es in 8 dargestellt ist, die vorderen Membranen 15 und hinteren Membranen 16 des Balgs 13 der Seite kleineren Durchmessers der Vergleichsmanschette eine höhere durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit als die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit auf, die die vorderen Membranen 15 und hinteren Membranen 16 des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers der Manschette gemäß Beispiel Nr. 1 aufweisen.
Test und Auswertung
Die Manschetten gemäß Beispielen Nr. 1 und 2 der vorliegenden Erfindung und die Manschette gemäß dem Vergleichsbeispiel wurden zwischen einem Lenkungsgetriebe und einer Zugstange jeweils befestigt. Die vorliegenden Manschetten 1 und die Vergleichsmanschette wurden auf 80°C während einer Stunde erwärmt und wurden danach auf Raumtemperatur während zwei Stunden oder mehr abgekühlt. Nach dem Abkühlen wurden die vorliegenden Manschetten 1 und die Vergleichsmanschette einem Test zum Untersuchen der Durchmesserdeformationsgröße unterworfen. Die vorliegenden Manschetten 1 und die Vergleichsmanschetten wurden im Hinblick auf den Maximalwert der Durchmesserdeformationsgrößen ausgewertet. Tabelle 1 nachfolgend fasst die Auswertungsergebnisse zusammen. Tabelle 1

Beispiel Nr. 1 Beispiel Nr. 2 Vergleichsbeispiel

Maximale Durchmesserdeformationsgröße (mm) 1,7 0,9 5,1
Wie es in Tabelle 1 zu erkennen ist, wiesen die Manschetten 1 gemäß Beispiel Nr. 1 und 2 der vorliegenden Erfindung eine maximale Durchmesserdeformationsgröße von 3 mm oder weniger auf. Somit ist offensichtlich, dass die vorliegenden Manschetten 1 merklich weniger anfällig für die Wellendeformation waren als es die Vergleichsmanschette war.
Ferner wies die Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 2 der vorliegenden Erfindung eine kleinere maximale Durchmesserdeformationsgröße, als die Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 1 es tat, auf. Insbesondere war die maximale Durchmesserdeformationsgröße der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 2 um etwa 1/2 zu derjenigen der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 1 reduziert. Man glaubt, dass dieser Vorteil von der Anordnung des Neigungswinkels θ₁ stammt, den die vorderen Membranen 15 des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers bezüglich der Durchmesserrichtung des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers einnehmen, der zum Neigungswinkel θ₂ unterschiedlich gemacht ist, den die hinteren Membranen 16 des Balgs 13 der Seite kleinen Durchmessers bezüglich dessen einnehmen. Das bedeutet, wenn der Innendruck der Manschette 1 gemäß Beispiel Nr. 2 zunimmt, werden die vorderen Membranen 15, deren axiale Steifigkeit niedriger ist, in Richtung auf die hinteren Membranen 16 gedrückt, deren axiale Steifigkeit höher ist, so dass der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers sich leichter in der Axialrichtung expandiert oder zusammenzieht. Man glaubt, dass als Folge der Balg 13 der Seite kleinen Durchmessers weiter die Spannung absorbieren kann.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Manschette kann nicht nur auf Lenkmanschetten, sondern auch auf andere Manschetten, wie z. B. Manschetten für Universaldoppelgelenke, angewendet werden.
Nachdem die vorliegende Erfindung nun vollständig beschrieben ist, ist für den Fachmann deutlich, dass viele Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er hier, einschließlich der beigefügten Ansprüche, dargestellt ist.

Claims

Manschette (1), die an einer Lenkvorrichtung vom Zahnstangentyp anbringbar ist, enthaltend: eine Befestigungseinrichtung (10) der Seite großen Durchmessers, die an einem dazupassenden Element großen Durchmessers zu befestigen ist; einen ersten Balg (11), der anschließend an die Befestigungseinrichtung (10) großen Durchmessers angebracht ist; einen zweiten Balg (12), der kontinuierlich zu dem ersten Balg (11) angebracht ist; einen Balg (13) der Seite kleinen Durchmessers, der kontinuierlich zu dem zweiten Balg (12) angebracht ist; und eine Befestigungseinrichtung (14) kleinen Durchmessers, die kontinuierlich zu dem Balg (13) der Seite kleinen Durchmessers angebracht ist und an einem dazu passenden Element kleinen Durchmessers zu befestigen ist; wobei der erste Balg (11) eine durchschnittliche erste axiale Steifigkeit aufweist; der zweite Balg (12) eine durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit aufweist; der Balg (13) der Seite kleinen Durchmessers eine durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit aufweist; und die durchschnittliche erste axiale Steifigkeit und die durchschnittliche dritte axiale Steifigkeit niedriger als die durchschnittliche zweite axiale Steifigkeit sind, wobei der Balg (13) der Seite kleinen Durchmessers Kämme (J–O) und Füße (j–o) aufweist, wobei die Kämme (J–O) enthalten: eine vordere Membran (15), die im Anschluss an einen der Füße angebracht ist und die auf einer Seite der Befestigungseinrichtung (14) kleinen Durchmessers angebracht ist; und eine hintere Membran (16), die im Anschluss an einen der Füße angebracht ist und die auf einer Seite der Befestigungseinrichtung (10) großen Durchmessers angebracht ist; wobei die vordere Membran (15) eine axiale Steifigkeit der vorderen Membran aufweist; die hintere Membran (16) eine axiale Steifigkeit der hinteren Membran aufweist; und der Balg (13) der Seite kleinen Durchmessers ausgelegt ist, dass die axiale Steifigkeit der hinteren Membran höher als die axiale Steifgkeit der vorderen Membran ist.
Manschette (1) nach Anspruch 1, wobei der Balg (13) der Seite kleinen Durchmessers in einer konischen Konfiguration gebildet ist, deren Außendurchmesser von groß nach klein in der Richtung weg von dem zweiten Balg (12) zu der Befestigungseinrichtung (14) kleinen Durchmessers zuläuft.
Manschette (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Balg (12) eine Länge aufweist, die um einen Faktor von 10 bis 30% kürzer als eine Summenlänge des ersten Balgs (11), des zweiten Balgs (12) und des Balgs (13) der Seite kleinen Durchmessers ist.
Manschette (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Balg (11) und/oder der Balg (13) der Seite kleinen Durchmessers eine Länge aufweist, die um einen Faktor von 10 bis 40% kürzer als eine Summenlänge aus dem ersten Balg (11), dem zweiten Balg (12) und dem Balg (13) der Seite kleinen Durchmessers ist.
Manschette (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Balg (12) Kämme (G–I) aufweist, deren Innendurchmesser im Wesentlichen identisch sind.
Manschette (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Balg (12) Füße (g–i) aufweist, deren Innendurchmesser im Wesentlichen identisch sind.