DE102022209871B3

DE102022209871B3 - Dichtungsanordnung für ein Kugelgelenk und Fahrwerk eines Fahrzeugs mit einer solchen Dichtungsanordnung

Info

Publication number: DE102022209871B3
Application number: DE102022209871.4A
Authority: DE
Inventors: Olaf Abels; Rainer Happ; Jörg Lüken; Frank Schmeink; Arne SIEBE
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-09-20
Filing date: 2022-09-20
Publication date: 2023-07-13
Anticipated expiration: 2042-09-21
Also published as: WO2024061564A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung (1, 26, 30, 37) für ein Kugelgelenk (2) eines Fahrzeugs mit einem Gelenkinnenteil (3), und mit einem Dichtungsbalg (10), der einen Hülle (11) aus einem gummiartigen elastischen Material aufweist, wobei der Dichtungsbalg (10) zur Abdichtung des Kugelgelenks (2) gegenüber der Umgebung mit einem gehäuseseitigen Randbereich (12) an dem Gelenkgehäuse (6) und mit einem zapfenseitigen Randbereich (13) an dem Gelenkzapfen (5) angeordnet ist, und in dem zapfenseitigen Randbereich (13) des Dichtungsbalgs (10) ein starrer Führungsring (16, 27, 33, 38) angeordnet ist. Um die Dichtungsfunktion und/oder die Standfestigkeit im Betrieb zu verbessern, ist die Dichtungsanordnung (1, 26, 30, 37) dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsring (16, 27, 33, 38) mindestens einen stegartigen Randabschnitt (21, 34) aufweist, wobei der Randabschnitt (21, 34) schräg zur Mittellängsachse (17) ausgerichtet ist und in das elastische Material der Hülle (11) des Dichtungsbalgs (10) eingebettet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für ein Kugelgelenk eines Fahrzeugs mit einem Gelenkinnenteil, wobei eine Gelenkkugel des Gelenkinnenteils gelenkbeweglich in Bezug zu einem Gelenkgehäuse gelagert ist und sich mindestens ein Gelenkzapfen aus dem Gelenkgehäuse heraus erstreckt, und mit einem Dichtungsbalg, der eine Hülle aus einem gummiartigen elastischen Material aufweist, wobei der Dichtungsbalg zur Abdichtung des Kugelgelenks gegenüber der Umgebung mit einem gehäuseseitigen Randbereich an dem Gelenkgehäuse und mit einem zapfenseitigen Randbereich an dem Gelenkzapfen angeordnet ist, und in dem zapfenseitigen Randbereich des Dichtungsbalgs ein starrer Führungsring angeordnet ist, wobei sich der Führungsring in radialer Richtung zu einer Mittellängsachse des Gelenkinnenteils aus dem zapfenseitigen Randbereich heraus erstreckt und sich der Führungsring an dem Gelenkzapfen oder an einer Halterung am Gelenkzapfen abstützt, wobei der Führungsring mindestens einen stegartigen Randabschnitt aufweist, wobei der Randabschnitt schräg zur Mittellängsachse ausgerichtet ist und in das elastische Material der Hülle des Dichtungsbalgs eingebettet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrwerk eines Fahrzeugs mit einer solchen Dichtungsanordnung, wobei das Gelenkgehäuse einem ersten Fahrwerkbauteil zugeordnet ist und der Gelenkzapfen an einem weiteren Fahrwerkbauteil befestigt ist.
Eine derartige Dichtungsanordnung ist aus der EP 3 184 832 A1 bekannt. Ähnliche Dichtungsanordnungen zeigen die JP 2014-202 288 A und EP 3 184 832 A1 .
Aus der EP 2 913 543 A1 ist eine Ausführung bekannt, wonach der starre Führungsring eine einfach gehaltene Grundform aufweist, wobei lediglich ein Eckbereich des Führungsringes mit dem gummiartigen elastischen Material des Dichtungsbalgs verbunden ist.
Hierdurch besteht die Gefahr, dass sich bei einer erhöhten Einzel- oder Dauerbelastung die Verbindung zwischen dem Führungsring und dem elastischen Material teilweise auflöst. Dies kann es zu einer unerwünschten Schädigung der Dichtungsanordnung führen.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Dichtungsanordnung und/oder ein Fahrwerk der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, so dass die Dichtungsfunktion und/oder die Standfestigkeit im Betrieb verbessert ist. Vorzugsweise soll die Gefahr eines unerwünschten Ablösens und/oder des Entstehens einer Undichtigkeit zwischen dem zapfenseitigen Randbereich und dem weiteren Fahrwerkbauteil reduziert werden. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einer Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 und mittels eines Fahrwerks nach Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung für ein Kugelgelenk und/oder mit einem Kugelgelenk eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
Aus dem Fahrzeugbau sind Kugelgelenke allgemein bekannt. Diese werden insbesondere bei der Konstruktion eines Fahrwerks eingesetzt, um Fahrwerkskomponenten gelenkbeweglich miteinander zu verbinden. Zur Gewährleistung eines sicheren und dauerhaften Betriebs ist es notwendig, das Gelenkinnere vor Feuchtigkeit und/oder Verunreinigungen zu schützen. Im Fahrzeugbau verwendete Kugelgelenke sind daher mit einem Dichtsystem bzw. einer Dichtungsanordnung ausgestattet, das üblicherweise einen Dichtungsbalg umfasst, der mit einem Ende gehäuseseitig und mit einem gegenüberliegenden Ende zapfenseitig verbaut ist, um auf diese Weise das Gelenkinnere gegenüber der äußeren Umgebung abzudichten und somit ein Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Verunreinigungen zu verhindern.
Das Kugelgelenk, insbesondere die Dichtungsanordnung mit dem Kugelgelenk, weist ein Gelenkinnenteil auf, wobei eine Gelenkkugel des Gelenkinnenteils gelenkbeweglich in Bezug zu einem Gelenkgehäuse gelagert ist. Vorzugsweise ist das Gelenkgehäuse ein Bestandteil der Dichtungsanordnung. Das Gelenkinnenteil kann mindestens einen Gelenkzapfen aufweisen. Der mindestens eine Gelenkzapfen erstreckt sich aus dem Gelenkgehäuse heraus. Insbesondere ist das Gelenkinnenteil als ein Kugelzapfen oder als eine Kugelhülse ausgebildet. Das Kugelgelenk kann somit als ein Kugelzapfengelenk oder als ein Kugelhülsengelenk realisiert sein. Des Weiteren weist die Dichtungsanordnung einen Dichtungsbalg mit einer Hülle aus einem gummiartigen elastischen Material auf, wobei der Dichtungsbalg zur Abdichtung des Kugelgelenks gegenüber der Umgebung mit einem gehäuseseitigen Randbereich an dem Gelenkgehäuse und mit einem zapfenseitigen Randbereich an dem Gelenkzapfen angeordnet ist. Zur Erfüllung der Abdichtfunktion ist die Hülle bzw. ein Mantel des Dichtungsbalgs aus einem flexiblen, nämlich elastischen Material, vorzugsweise einem Elastomer, gebildet. Insbesondere ist der Dichtungsbalg und/oder die Hülle als ein schlauchähnlicher Hohlkörper mit zwei offenen Enden ausgebildet. Die Hülle kann dabei prinzipiell unterschiedlich ausgebildet sein, wobei zur Gewährleistung der Gelenkbeweglichkeit eine Kontur gewählt werden kann, die sowohl stauchbar als auch streckbar ist, wie beispielsweise eine bauchige Kontur und/oder eine mit Falten versehene Kontur. Im letzteren Fall spricht man von einem sogenannten Faltenbalg, bei Vorhandensein mehrerer Falten spezieller von einem Mehrfaltenbalg.
In dem zapfenseitigen Randbereich des Dichtungsbalgs ist ein starrer Führungsring angeordnet, wobei sich der Führungsring in radialer Richtung zu einer Mittellängsachse des Gelenkinnenteils aus dem zapfenseitigen Randbereich, insbesondere aus dem gummiartigen elastischen Material, heraus erstreckt. Der starre Führungsring kann aus Metall oder Kunststoff gebildet sein. Hierbei stützt sich der Führungsring, vorzugsweise unmittelbar, an dem Gelenkzapfen oder an einer Halterung, die am Gelenkzapfen befestigt ist, ab. Vorzugsweise ist der Dichtungsbalg somit mehrteilig ausgebildet. Insbesondere weist der Dichtungsbalg die Hülle aus dem gummiartigen elastischen Material und den Führungsring auf. Der Führungsring kann teilweise in das elastische Material eingebettet und/oder einvulkanisiert sein.
Erfindungsgemäß weist der Führungsring mindestens einen stegartigen Randabschnitt auf, wobei der Randabschnitt schräg zur Mittellängsachse ausgerichtet ist und in das elastische Material des Dichtungsbalgs eingebettet ist.
Hierbei ist von Vorteil, dass die Verbindung zwischen dem Führungsring und dem elastischen Material des Dichtungsbalgs verbessert ist. Insbesondere ist eine Belastbarkeit des Dichtungsbalgs verbessert. Des Weiteren kann mittels des stegartigen Randabschnitt ein unerwünschtes Ablösen und/oder das Entstehen einer Undichtigkeit zwischen dem zapfenseitigen Randbereich und dem weiteren Fahrwerkbauteil reduziert werden. Weist der Dichtungsbalg beispielsweise im Bereich des zapfenseitigen Randbereichs mindestens eine an dem Gelenkzapfen und/oder dem weiteren Fahrwerkbauteil anliegende Dichtlippe auf, so kann der stegartige Randabschnitt, insbesondere bei einer Beanspruchung des Dichtungsbalgs und/oder der Hülle auf Zug, ein unerwünschtes teilweises oder vollständiges Ablösen der Dichtlippe vom Gelenkzapfen und/oder dem weiteren Fahrwerkbauteil verhindern. Der stegartige Randabschnitt kann eine Übertragung bzw. Weiterleitung der in der Hülle wirkenden Zugkraft auf die Dichtlippe reduzieren oder verhindern.
Vorzugsweise ist der stegartige Randabschnitt von dem Gelenkzapfen weg gerichtet. Hierbei erstreckt sich der stegartige Randabschnitt ausgehend von dem zapfenseitigen Randbereich in Richtung eines Wandbereichs und/oder teilweise in einen Wandbereich des Dichtungsbalgs. Der Wandbereich ist als Bestandteil der Hülle aus dem gummiartigen elastischen Material gebildet. Des Weiteren verbindet der Wandbereich den zapfenseitigen Randbereich mit dem gehäuseseitigen Randbereich. insbesondere ist die Hülle des Dichtungsbalgs im Wesentlichen aus dem Wandbereich gebildet. Insbesondere ist der Wandbereich als ein schlauchähnlicher Hohlkörper ausgebildet. Vorzugsweise ist der Randabschnitt des Führungsrings dem gehäuseseitigen Randbereich zugewandt. Mit anderen Worten kann sich der Randabschnitt des Führungsrings im Wesentlichen in Richtung des gehäuseseitigen Randbereichs erstrecken oder ausgerichtet sein.
Der stegartige Randabschnitt kann ringartig ausgebildet sein. Insbesondere kann der stegartige Randabschnitt einen einstückigen, ringförmigen Rand des Führungsrings bilden.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist der Führungsring mehrere stegartige Randabschnitte auf. Insbesondere sind die mehreren stegartigen Ringabschnitte gleichmäßig in Umfangsrichtung des Führungsrings verteilt angeordnet bzw. ausgebildet. Die mehreren stegartigen Ringabschnitte können ringabschnittsartig ausgebildet sein. In Umfangsrichtung des Führungsrings gesehen, kann jeweils zwischen zwei unmittelbar benachbarten Ringabschnitten eine Vertiefung ausgebildet sein, die mit dem elastischen Material der Hülle ausgefüllt ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist ein maximaler Außendurchmesser des Führungsrings mittels des stegartigen Randabschnittes oder der mehreren stegartigen Randabschnitte gebildet bzw. vorgegeben.
Gemäß einer Weiterbildung weist der Führungsring mehrere zahnartige Formschlusselemente auf. Hierbei sind die Formschlusselemente in das elastische Material der Hülle des Dichtungsbalgs eingebettet. Mittels der zahnartigen Formschlusselemente ist die Verbindung zwischen dem Führungsring und dem elastischen Material der Hülle des Dichtungsbalgs weiter verbessert. Insbesondere ist der stegartige Randabschnitt und/oder sind die zahnartigen Formschlusselemente vollständig in dem elastischen Material eingebettet. Der stegartige Randabschnitt und/oder die zahnartigen Formschlusselemente können formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem elastischen Material verbunden sein. Vorzugsweise erstrecken sich die Formschlusselemente in eine von dem stegartigen Randabschnitt des Führungsrings weg gerichtete Richtung. Vorzugsweise erstrecken sich die Formschlusselemente in Richtung eines Fahrwerkbauteils, wobei der Gelenkzapfen in oder an dem Fahrwerkbauteil befestigt ist.
Insbesondere ist eine maximale Höhe des Führungsrings mittels eines Abstandes zwischen freien Enden des Randabschnittes und eines der Formschlusselemente sowie parallel zur Mittelachse gemessen bestimmt oder vorgegeben.
Gemäß einer Weiterbildung erstrecken sich die Formschlusselemente in dem Bereich einer Dichtlippe des Dichtungsbalgs. Insbesondere ist die Dichtlippe zum Anlegen an den Gelenkzapfen und/oder an der Halterung am Gelenkzapfen ausgebildet. Vorzugsweise ist die Dichtlippe, insbesondere zusätzlich, zum Anlegen an ein Fahrwerkbauteil ausgebildet, wobei in oder an dem Fahrwerkbauteil der Gelenkzapfen befestigt ist.
Insbesondere weist die Halterung einen hohlzylindrischen Abschnitt auf, der an einer Außenumfangsfläche des Gelenkzapfens angebracht und gehalten ist. Insbesondere ist die Halterung auf den Gelenkzapfen aufgepresst. Des Weiteren kann die Halterung einen Flansch aufweisen, der sich von einem Ende des hohlzylindrischen Abschnitts radial zur Mittellängsachse nach außen erstreckt. Der Flansch kann an einem von dem Fahrwerkbauteil, in oder an dem der Gelenkzapfen befestigt ist, abgewandten Ende des hohlzylindrischen Abschnitts der Halterung angeordnet bzw. ausgebildet sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist der Gelenkzapfen eine umlaufende Nut auf. Hierbei greift der Führungsring in die Nut ein und stützt sich in axialer Richtung zu der Mittellängsachse des Gelenkinnenteils in der Nut ab. Alternativ kann der Gelenkzapfen die Halterung aufweisen, wobei sich der Führungsring an der Halterung abstützt. Insbesondere stützt sich der Führungsring sowohl in radialer als auch in axialer Richtung an der Nut oder an der Halterung ab.
Erfindungsgemäß ist der Führungsring zweiteilig ausgebildet. Hierbei weist ein erster Teil des Führungsrings den stegartigen Randabschnitt auf. Ein zweiter Teil des Führungsrings kann die mehreren Formschlusselemente aufweisen. Vorzugsweise sind der erste Teil und der zweite Teil zum Ausbilden des Führungsringes formschlüssig miteinander verbunden.
Von besonderem Vorteil ist ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung, wobei das Gelenkgehäuse einem ersten Fahrwerkbauteil zugeordnet ist und der Gelenkzapfen in oder an einem weiteren Fahrwerkbauteil befestigt ist. Vorzugsweise ist das Fahrwerk gemäß den im Zusammenhang mit der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung erläuterten Ausgestaltungen weiterbildet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:

1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer nicht-erfindungsgemä-ßen ersten Dichtungsanordnung,
2 einen Ausschnitt einer teiltransparenten, perspektivischen Seitenansicht der nicht-erfindungsgemäßen ersten Dichtungsanordnung gemäß 1,
3 einen Ausschnitt einer teiltransparenten, perspektivischen und geschnittenen Seitenansicht der nicht-erfindungsgemäßen ersten Dichtungsanordnung gemäß 2,
4 einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht einer erfindungsgemäßen zweiten Dichtungsanordnung,
5 eine geschnittene Seitenansicht einer nicht-erfindungsgemäßen dritten Dichtungsanordnung,
6 einen Ausschnitt einer teiltransparenten, perspektivischen Seitenansicht der nicht-erfindungsgemäßen dritten Dichtungsanordnung gemäß 5,
7 einen Ausschnitt einer teiltransparenten, perspektivischen und geschnittenen Seitenansicht der nicht-erfindungsgemäßen dritten Dichtungsanordnung gemäß 6, und
8 einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht einer erfindungsgemäßen weiteren Dichtungsanordnung.

1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer nicht-erfindungsgemä-ßen ersten Dichtungsanordnung 1. Die Dichtungsanordnung 1 weist ein Kugelgelenk 2 für ein hier nicht näher dargestelltes Fahrzeug bzw. in einem Fahrwerk eines Fahrzeugs auf. Mit anderen Worten ist das Kugelgelenk 2 mit der erfindungsgemäßen ersten Dichtungsanordnung 1 ausgestattet. Das Kugelgelenk 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Kugelzapfengelenk realisiert. Das Kugelgelenk 2 weist ein Gelenkinnenteil 3 auf. Das Gelenkinnenteil 3 ist hier als ein Kugelzapfen ausgebildet. Entsprechend weist das Gelenkinnenteil 3 eine Gelenkkugel 4 und einen Gelenkzapfen 5 auf. Mittels der Gelenkkugel 4 ist das Gelenkinnenteil 3 in Bezug zu einem Gelenkgehäuse 6 in für sich bekannte Weise gelenkbeweglich, nämlich dreh- und schwenkbeweglich, gelagert. Das Gelenkgehäuse 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein integraler Bestandteil eines ersten Fahrwerkbauteils 7 ausgebildet. Des Weiteren ist bei diesem Ausführungsbeispiel in dem Gelenkgehäuse 6 und zum gelenkbeweglichen Aufnehmen der Gelenkkugel 4 eine Lagerschale 8 angeordnet. Der Gelenkzapfen 5 erstreckt sich aus dem Gelenkgehäuse 6 heraus und ist in einem weiteren Fahrwerkbauteil 9 befestigt.
Zur Abdichtung des Kugelgelenks 2 gegenüber der Umgebung weist die Dichtungsanordnung 1 einen Dichtungsbalg 10 auf. Der Dichtungsbalg 10 hat eine Hülle 11 aus einem gummiartigen elastischen Material auf. Der Dichtungsbalg 10 ist mit einem gehäuseseitigen Randbereich 12 an dem Gelenkgehäuse 6 und mit einem zapfenseitigen Randbereich 13 an dem Gelenkzapfen 5 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der gehäuseseitige Randbereich 12 mittels eines Spannrings 14 in einer Ringnut 15 des Gelenkgehäuses 6 gehalten.
Aufgrund des flexiblen Materials des Dichtungsbalgs 10 bzw. der Hülle 11 und der hier nach außen gewölbten Kontur gewährleistet der Dichtungsbalg 10, dass der Gelenkzapfen 5 gegenüber dem Gelenkgehäuse 6 betriebsbedingte Schwenkbewegungen um einen Mittelpunkt der Gelenkkugel 4 durchführen kann, verhindert jedoch zugleich, dass Verunreinigungen und/oder Feuchtigkeit in das innere des Kugelgelenks 2 eindringen können.
Zur verbesserten Krafteinleitung und damit zu einer Verbesserung der Dichtfunktion ist in dem zapfenseitigen Randbereich 13 ein starrer Führungsring 16 angeordnet. Hierbei erstreckt sich der Führungsring 16 in radialer Richtung zu einer Mittellängsachse 17 des Gelenkinnenteils 3 aus dem zapfenseitigen Randbereich 13 und aus dem elastischen gummiartigen Material der Hülle 11 heraus. Hierbei stützt sich der Führungsring 16 bei diesem Ausführungsbeispiel an dem Gelenkzapfen 5 ab.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Gelenkzapfen 5 eine umlaufende Nut 18 auf. Hierbei greift der Führungsring 16 unmittelbar in die Nut 18 ein und stützt sich in axialer und radialer Richtung zu der Mittellängsachse 17 des Gelenkinnenteils 3 in bzw. an der Nut 18 ab. Hierdurch ist der Dichtungsbalg 10 besonders zuverlässig an dem Gelenkzapfen 5 gehalten.
Der Aufbau des Führungsrings 16 wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
2 zeigt einen Ausschnitt einer teiltransparenten, perspektivischen Seitenansicht der nicht-erfindungsgemäßen ersten Dichtungsanordnung 1 gemäß 1. Hierbei sind jedoch zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit eine Vielzahl von Bestandteilen der Dichtungsanordnung 1 weggelassen oder nicht vollständig dargestellt. Zu erkennen ist der Führungsring 16 sowie der zapfenseitige Randbereich 13 des Dichtungsbalgs 10.
Der Führungsring 16 bildet einen sich aus dem zapfenseitigen Randbereich 13 heraus erstreckenden ringartigen Innenumfangsbereich 19. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Innenumfangsbereich 19 mehrere in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete Materialrücksprünge 20 auf. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Materialrücksprünge 20 mit einem Bezugszeichen versehen. Gemäß 1 liegt der ringartige Innenumfangsbereich 19 in der Nut 18.
Der Führungsring 16 weist einen stegartigen Randabschnitt 21 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der stegartige Randabschnitt 21 ringartig ausgebildet. Des Weiteren ist der Randabschnitt 21 schräg zur Mittellängsachse 17 des Gelenkinnenteils 3 gemäß 1 ausgerichtet. Hierbei ist der Randabschnitt 21 vollständig in das elastische Material der Hülle 11 des Dichtungsbalgs 10 eingebettet.
Unter Berücksichtigung der Darstellung gemäß 1 ist der stegartige Randabschnitt 21 vom Gelenkzapfen 5 weg gerichtet. Des Weiteren erstreckt sich der Randabschnitt 21 aus dem zapfenseitigen Randbereich 13 in Richtung eines Wandbereichs 22 bzw. teilweise in den Wandbereich 22 des Dichtungsbalgs 10. Hierbei ist der Wandbereich 22 als ein Bestandteil der Hülle 11 aus dem gummiartigen elastischen Material gebildet. Gemäß 1 verbindet der Wandbereich 22 den zapfenseitigen Randbereich 13 mit dem gehäuseseitigen Randbereich 12.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Führungsring 16 mehrere zahnartige Formschlusselemente 23 auf. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Formschlusselemente 23 mit einem Bezugszeichen versehen. Die Formschlusselemente 23 sind in das elastische Material der Hülle 11 eingebettet. Hierbei erstrecken sich die Formschlusselemente 23 in eine von dem stegartigen Randabschnitt 21 weg gerichtete Richtung. Gemäß 1 erstrecken sich die zahnartigen Formschlusselemente 23 in Richtung des weiteren Fahrwerkbauteils 9, in dem der Gelenkzapfen 5 befestigt ist.
3 zeigt einen Ausschnitt einer teiltransparenten, perspektivischen und geschnittenenen Seitenansicht der nicht-erfindungsgemäßen ersten Dichtungsanordnung 1 gemäß 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine maximale Höhe des Führungsrings 16, parallel zur Mittellängsachse 17 gemäß 1 gemessen, mittels eines Abstandes zwischen freien Enden des stegartigen Randabschnitts 21 und eines der zahnartigen Formschlusselemente 23 bestimmt bzw. vorgegeben.
Des Weiteren erstrecken sich bei diesem Ausführungsbeispiel die zahnartigen Formschlusselemente 23 in den Bereich einer Dichtlippe 24 des Dichtungsbalgs 10. Unter Berücksichtigung der 1 ist die Dichtlippe 24 hier sowohl zum Anlegen an den Gelenkzapfen 5 als auch zum Anlegen an das weitere Fahrwerkbauteil 9 ausgebildet.
Des Weiteren weist bei diesem Ausführungsbeispiel der Dichtungsbalg 10 im Bereich des zapfenseitigen Randbereichs 13 eine weitere Dichtlippe 25 auf. Die Dichtlippen 24, 25 sind ringartig ausgebildet, wobei die Dichtlippe 24 mit einem kleineren Innendurchmesser als die weitere Dichtlippe 25 von der weiteren Dichtlippe 25 umringt ist.
Der stegartige Randabschnitt 21 verhindert bei einer Beanspruchung des Dichtungsbalgs 10 bzw. der Hülle 11 auf Zug ein unerwünschtes teilweises oder vollständiges Ablösen der zweiten Dichtlippe 25 vom Fahrwerkbauteil 9 gemäß 1. Der stegartige Randabschnitt 21 kann somit eine Übertragung bzw. Weiterleitung der in der Hülle 11 wirkenden Zugkraft auf die Dichtlippe 25 reduzieren oder verhindern.
4 zeigt einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht einer erfindungsgemäßen zweiten Dichtungsanordnung 26. Wie bei den 2 bis 3 sind auch hier zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit eine Vielzahl von Bestandteilen der Dichtungsanordnung 26 im Sinne der 1 weggelassen oder nicht vollständig dargestellt. Gleiche Merkmale wie zuvor tragen die gleichen Bezugszeichen. Insoweit wird zur Vermeidung von Wiederholungen auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Im Unterschied zu der Dichtungsanordnung 1 gemäß 1 bis 3 weist die Dichtungsanordnung 26 einen Führungsring 27 auf, der zweiteilig ausgebildet ist. Der Führungsring 27 weist somit einen ersten Teil 28 und einen zweiten Teil 29 auf. Im zusammengesetzten bzw. endmontierten Zustand entspricht hierbei der Aufbau des Führungsrings 27 grundsätzlich dem des Führungsrings 16 gemäß 1 bis 3. Insoweit gelten die dortigen Ausführungen hier ebenso. Der erste Teil 28 des Führungsrings 27 weist den Randabschnitt 21 auf. Der zweite Teil 29 weist die zahnartigen Formschlusselemente 23 und den Innenumfangsbereich 19 auf. Die beiden Teile 28, 29 sind mittels formkorrespondierender Konturen formschlüssig zum Ausbilden des eigentlichen Führungsrings 27 miteinander verbindbar.
5 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer nicht-erfindungsgemäßen dritten Dichtungsanordnung 30. Die Dichtungsanordnung 30 entspricht im Wesentlichen der Dichtungsanordnung 1 gemäß 1. Gleiche Merkmale tragen die gleichen Bezugszeichen wie zuvor. Insoweit wird zur Vermeidung von Wiederholungen auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Im Unterschied zu der Dichtungsanordnung 1 gemäß 1 weist der Gelenkzapfen 5 gemäß der hier dargestellten Dichtungsanordnung 30 keine Nut 18 auf. Stattdessen weist die Dichtungsanordnung 30 eine Halterung 31 auf. Die Halterung 31 ist an dem Gelenkzapfen 5 befestigt bzw. auf diesen aufgepresst. Hierzu weist die Halterung 31 einen hohlzylindrischen Abschnitt 32 auf. An der Halterung 31 bzw. an dem hohlzylindrischen Abschnitt 32 stützt sich der Führungsring 33 ab. Der Führungsring 33 entspricht weitgehend hinsichtlich Aufbau und Funktion dem Führungsring 16 gemäß 1 bis 3. Abweichend zu dem Führungsring 16 gemäß 1 bis 3 weist der hier dargestellte Führungsring 33 jedoch nicht einen einzigen ringartigen Randabschnitt, sondern mehrere stegartige Randabschnitte 34 auf.
6 zeigt einen Ausschnitt einer teiltransparenten, perspektivischen Seitenansicht der nicht-erfindungsgemäßen dritten Dichtungsanordnung 30 gemäß 5, wobei hierbei zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit Bestandteile der Dichtungsanordnung 30 gemäß 5 weggelassen oder nur teilweise dargestellt sind. Gut zu erkennen ist, dass der Führungsring 33 mehrere stegartige Randabschnitte 34 aufweist, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die mehreren stegartigen Randabschnitte 34 ringabschnittsartig ausgebildet und gleichmäßig in Umfangsrichtung des Führungsrings 33 verteilt angeordnet sind. Zwischen unmittelbar benachbarten Randabschnitten 34 ist jeweils eine Vertiefung 35 ausgebildet, wobei die Vertiefung 35 vollständig mit dem elastischen Material der Hülle 11 ausgefüllt ist.
7 zeigt einen Ausschnitt einer teiltransparenten, perspektivischen und geschnittenen Seitenansicht der nicht-erfindungsgemäßen dritten Dichtungsanordnung 30 gemäß 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Halterung 31 einen Flansch 36 auf. Der Flansch 36 erstreckt sich von einem Ende des hohlzylindrischen Abschnitts 32 radial nach außen. Gemäß der Darstellung in 5 ist der Flansch 36 der Halterung 31 an einem von dem Fahrwerkbauteil 9 abgewandten Ende des hohlzylindrischen Abschnitts 32 angeordnet. Der Führungsring 33 stützt sich bei diesem Ausführungsbeispiel zum einen radial an dem hohlzylindrischen Abschnitt 32 und zum anderen axial an dem Flansch 36 ab.
Der stegartige Randabschnitte 34 verhindert bei einer Beanspruchung des Dichtungsbalgs 10 bzw. der Hülle 11 auf Zug ein unerwünschtes teilweises oder vollständiges Ablösen der zweiten Dichtlippe 25 vom Fahrwerkbauteil 9 gemäß 5. Die stegartigen Randabschnitte 34 können somit eine Übertragung bzw. Weiterleitung der in der Hülle 11 wirkenden Zugkraft auf die Dichtlippe 25 reduzieren oder verhindern.
8 zeigt einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht einer erfindungsgemäßen weiteren Dichtungsanordnung 37. Die Dichtungsanordnung 37 entspricht im Wesentlichen der Dichtungsanordnung 30 gemäß 5 bis 7. Hiervon abweichend weist die Dichtungsanordnung 37 einen Führungsring 38 auf, der zweiteilig ausgebildet ist. Entsprechend ist der Führungsring 38 aus einem ersten Teil 39 und einem zweiten Teil 40 gebildet. Der erste Teil 39 weist die mehreren Ringabschnitte 34 auf, während der zweite Teil 40 die zahnartigen Formschlusselemente 23 aufweist. Mittels formkorrespondierender Konturen werden die beiden Teile 39, 40 zum Ausbilden des Führungsrings 38 formschlüssig miteinander zusammengesetzt und verbunden.
Bezugszeichenliste

1: Dichtungsanordnung
2: Kugelgelenk
3: Gelenkinnenteil
4: Gelenkkugel
5: Gelenkzapfen
6: Gelenkgehäuse
7: Fahrwerkbauteil
8: Lagerschale
9: Fahrwerkbauteil
10: Dichtungsbalg
11: Hülle
12: gehäuseseitiger Randbereich
13: zapfenseitiger Randbereich
14: Spannring
15: Ringnut
16: Führungsring
17: Mittellängsachse
18: Nut
19: Innenumfangsbereich
20: Materialrücksprung
21: Randabschnitt
22: Wandbereich
23: Formschlusselement
24: Dichtlippe
25: Dichtlippe
26: Dichtungsanordnung
27: Führungsring
28: erster Teil
29: zweiter Teil
30: Dichtungsanordnung
31: Halterung
32: hohlzylindrischer Abschnitt
33: Führungsring
34: Randabschnitt
35: Vertiefung
36: Flansch
37: Dichtungsanordnung
38: Führungsring
39: erster Teil
40: zweiter Teil

Claims

Dichtungsanordnung (1, 26, 30, 37) für ein Kugelgelenk (2) eines Fahrzeugs mit einem Gelenkinnenteil (3), wobei eine Gelenkkugel (4) des Gelenkinnenteils (3) gelenkbeweglich in Bezug zu einem Gelenkgehäuse (6) gelagert ist und sich mindestens ein Gelenkzapfen (5) aus dem Gelenkgehäuse (6) heraus erstreckt, und mit einem Dichtungsbalg (10), der einen Hülle (11) aus einem gummiartigen elastischen Material aufweist, wobei der Dichtungsbalg (10) zur Abdichtung des Kugelgelenks (2) gegenüber der Umgebung mit einem gehäuseseitigen Randbereich (12) an dem Gelenkgehäuse (6) und mit einem zapfenseitigen Randbereich (13) an dem Gelenkzapfen (5) angeordnet ist, und in dem zapfenseitigen Randbereich (13) des Dichtungsbalgs (10) ein starrer Führungsring (16, 27, 33, 38) angeordnet ist, wobei sich der Führungsring (16, 27, 33, 38) in radialer Richtung zu einer Mittellängsachse (17) des Gelenkinnenteils (3) aus dem zapfenseitigen Randbereich (13) heraus erstreckt und sich der Führungsring (16, 27, 33, 38) an dem Gelenkzapfen (5) oder an einer Halterung (31) am Gelenkzapfen (5) abstützt, wobei der Führungsring (16, 27, 33, 38) mindestens einen stegartigen Randabschnitt (21, 34) aufweist, wobei der Randabschnitt (21, 34) schräg zur Mittellängsachse (17) ausgerichtet ist und in das elastische Material der Hülle (11) des Dichtungsbalgs (10) eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsring (27,38) zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster Teil (28, 39) des Führungsrings (27, 38) den Randabschnitt (21, 34) aufweist.
Dichtungsanordnung (26, 37) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stegartige Randabschnitt (21, 34) von dem Gelenkzapfen (5) weg gerichtet ist und sich aus dem zapfenseitigen Randbereich (13) in Richtung eines Wandbereichs (22) und/oder teilweise in einen Wandbereich (22) des Dichtungsbalgs (10) erstreckt, wobei der Wandbereich (22) als ein Bestandteil der Hülle (11) aus dem gummiartigen elastischen Material gebildet ist und den zapfenseitigen Randbereich (13) mit dem gehäuseseitigen Randbereich (12) verbindet, insbesondere ist der Randabschnitt (21, 34) des Führungsrings (27, 38) dem gehäuseseitigen Randbereich (12) zugewandt.
Dichtungsanordnung (26, 37) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der stegartige Randabschnitt (21) ringartig ausgebildet oder dass der Führungsring (38) mehrere stegartige Randabschnitte (34) aufweist, insbesondere sind die mehreren stegartigen Ringabschnitte (34) ringabschnittsartig ausgebildet und/oder gleichmäßig in Umfangsrichtung des Führungsrings (38) verteilt angeordnet.
Dichtungsanordnung (26, 37) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Außendurchmesser des Führungsrings (27, 38) mittels des stegartigen Randabschnittes (21, 34) gebildet ist, insbesondere ist der Führungsring (27, 38) aus Metall oder Kunststoff gebildet.
Dichtungsanordnung (26, 37) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsring (27, 38) mehrere zahnartige Formschlusselemente (23) aufweist, wobei die Formschlusselemente (23) in das elastische Material der Hülle (11) des Dichtungsbalgs (10) eingebettet sind, insbesondere erstrecken sich die Formschlusselemente (23) in eine von dem Randabschnitt (21, 34) des Führungsrings (27, 38) weg gerichtete Richtung, vorzugsweise in Richtung eines Fahrwerkbauteils (9), in dem der Gelenkzapfen (5) befestigt ist.
Dichtungsanordnung (26, 37) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Höhe des Führungsrings (27, 38) mittels eines Abstandes zwischen freien Enden des Randabschnittes (21, 34) und eines der Formschlusselemente (23) und parallel zur Mittellängsachse (17) gemessen bestimmt ist.
Dichtungsanordnung (26, 37) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Formschlusselement (23) in den Bereich einer Dichtlippe (24) des Dichtungsbalgs (10) erstrecken, insbesondere ist die Dichtungslippe (24) zum Anlegen an den Gelenkzapfen (5) oder an die Halterung (31) am Gelenkzapfen (5) ausgebildet, vorzugsweise ist die Dichtlippe (24) zum Anlegen an ein Fahrwerkbauteil (9), an dem der Gelenkzapfen (5) befestigt ist, ausgebildet.
Dichtungsanordnung (26, 37) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkzapfen (5) eine umlaufende Nut (18) aufweist, wobei der Führungsring (27) in die Nut (18) eingreift und sich in axialer und/oder radialer Richtung zu der Mittellängsachse (17) des Gelenkinnenteils (3) in der Nut (18) abstützt, oder dass der Gelenkzapfen (5) die Halterung (31) aufweist, wobei sich der Führungsring (38) an der Halterung (31) abstützt.
Dichtungsanordnung (26, 37) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Teil (29, 40) des Führungsrings (27, 38) mehrere Formschlusselemente (23) aufweist, vorzugsweise sind der erste Teil (28, 39) und der zweite Teil (29, 40) zum Ausbilden des Führungsringes (27, 38) formschlüssig miteinander verbunden.
Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs mit einer Dichtungsanordnung (26, 37) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gelenkgehäuse (6) einem ersten Fahrwerkbauteil (7) zugeordnet ist und der Gelenkzapfen (5) an oder in einem weiteren Fahrwerkbauteil (9) befestigt ist.