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Die Erfindung betrifft eine Manschette
für ein Universalgelenk
und insbesondere eine Manschette für ein Universalgelenk mit einer
Dichtstruktur, die in geeigneter Weise die Luftströmung oder
dergleichen zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Manschette in Abhängigkeit
einer Änderung
des Innenvolumens der Manschette aufgrund einer Druckfluktuation
in der Manschette steuert. Die Erfindung verbessert die Dichtleistung
gegen das Eindringen von Spritzwasser oder schlammhaltigem Wasser.
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Eine konventionelle bekannte Manschette für ein Universalgelenk
weist eine Struktur auf, die einen Manschettenkörper aus elastischem Material
wie beispielsweise Gummi umfaßt
und einen Manschettenadapter aus einer Platte wie beispielsweise
einer Stahlplatte. Ein Paßabschnitt
des einen Endes des Manschettenkörpers
ist auf der äußeren Umfangsseite
einer inneren Welle wie beispielsweise einer Antriebswelle oder
dergleichen aufgepaßt
und der Paßabschnitt
des anderen Endes des Manschettenadapters ist auf dem äußeren Laufring
des Universalgelenks aufgepaßt,
um zu verhindern, daß Staub oder
Schmutzwasser in das Universalgelenk eindringt.
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Bestimmte Merkmale einer Manschette
für ein
Universalgelenk sind bereits von einer Manschette bekannt, die in
der veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 8-28704 offenbart ist. Diese Manschette 010,
wie in den 9A, 9B, 10A und 10B gezeigt,
weist eine Struktur auf, um der Druckfluktuation innerhalb der Manschette 010 gewachsen
zu sein. Hier ist ein ringförmiger
Lippenabschnitt 01b in Kontakt mit der inneren Welle 03 einer
Antriebswelle oder dergleichen außerhalb des Paßabschnitts 01a des
einen Endes der Manschette 010. Es ist ein Durchgang 01D vorhanden,
damit das Innere der Manschette 010 mit derem Äußeren in
Verbindung stehen kann, wobei der Durchgang 01D auf der
inneren Umfangsfläche
des einendigen Paßabschnitts 01a vorgesehen
ist, und es ist eine Dichtstruktur vorgesehen mit diskontinuierlichen
Vorsprüngen 01c, um
den Durchgang 01D in Abhängigkeit einer Durckfluktuation
in der Manschette 010 zu steuern, wobei die Vorsprünge in Umfangsrichtung
der Innenseite des ringförmigen
Lippenabschnitts 01b verlaufen. Die Manschette steuert
das Einströmen
oder das Ausströmen
von Luft oder dergleichen, welches von der Druckfluktuation innerhalb
der Manschette 010 verursacht wird, über die Steuerung des Durchgangs 01D mittels
der diskontinuierlichen Vorsprünge 01c, um
die Belastung zu reduzieren, die auf die Manschette 010 aufgrund
der Druckfluktuation einwirkt, wodurch die Lebensdauer der Manschette 010 verbessert
wird.
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In dieser Beziehung ist ein durch
das Bezugssymbol 0B bezeichnetes Teil in 9A eine Befestigungsumspannung, die verwendet
wird, um die Manschette 010 zu befestigen.
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Die mit der vorstehend beschriebenen Dichtstruktur
versehene Manschette weist jedoch nicht ausreichend Maßnahmen
gegen einen nachteiligen Effekt auf, der durch die Druckfluktuation
innerhalb der Manschette erzeugt wird. Insbesondere kann in der
Manschette eine Druckfluktuation beispielsweise zu einer Zeit erzeugt
werden, wenn in der Manschette ein abrupter Druckabfall bewirkt
wird durch ein abruptes Ansteigen des Innenvolumens der Manschette,
welches dadurch verursacht wird, daß die Manschette nach außen expandiert
wird aufgrund der Wirkung einer Zentrifugalkraft, die durch die
Rotation der Manschette erzeugt wird, die bewirkt wird durch die
Rotation einer Welle wie beispielsweise einer Antriebswelle oder
dergleichen. Mit anderen Worten weist die Manschette nicht ausreichende Maßnahmen
gegen Spritzwasser oder schlammhaltiges Wasser auf, welches in die
Manschette durch den Durchgang hindurch eindringt, zusammen mit Außenluft,
die in die Manschette gesaugt wird, wenn aufgrund eines abrupten
Druckabfalls innerhalb der Manschette ein negativer Druck erzeugt
wird.
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Das heißt, es ist aus der Dichtstruktur
der konventionellen Manschette 010 gemäß 10A und 10B ersichtlich,
daß dann,
wenn der Druck innerhalb der Manschette 010 steigt, wie
in 10A gezeigt ist,
Luft oder dergleichen in der Manschette 010 den Lippenabschnitt 01b nach
oben drückt,
wie durch den Pfeil p gezeigt, und daher nach außen strömt. Wenn der Druck in der Manschette
abnimmt, wie in 10B gezeigt,
wird der Lippenabschnitt 01b stark gegen die innere Welle 03 gepreßt, wie
durch den Pfeil q gezeigt, um nach innen gebeugt zu werden, wodurch
die diskontinuierlichen Vorsprünge 01c,
die in Umfangsrichtung der Innenseite des Lippenabschnitts 01b ausgebildet
sind, in Kontakt mit der inneren Welle 03 gebracht werden.
Auf diese Weise wird der Lippenabschnitt 01b durch die Vorsprünge 01c abgestützt, und
daher wird der Spitzenabschnitt des Lippenabschnitts 01b derart
angehoben, daß er
von der inneren Welle 03 getrennt wird, wie durch den Pfeil
r gezeigt. Dies ermöglicht
es Luft oder dergleichen, leicht in die Manschette 010 über die
Lücken zwischen
den diskontinuierlichen Vorsprüngen 01c eingesaugt
zu werden, wie durch den Pfeil s angedeutet, und dies eröffnet die
Möglichkeit,
daß Spritzwasser
und schlammiges Wasser zusammen mit dem Einsaugen von Luft oder
dergleichen ebenfalls in die Manschette eindringen.
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Insbesondere wird dann, wie oben
beschrieben, wenn ein negativer Druck durch einen abrupten Druckabfall
in der Manschette 010 erzeugt wird, der dadurch bewirkt
wird, daß die
Manschette 010 aufgrund der Zeintrifugalkraft nach außen expandiert wird,
die Kraft des Drückens
des Lippenabschnitts 01b in die durch den Pfeil q gezeigte Richtung
erhöht, wodurch
die Neigung erhöht
wird, den Spitzenabschnitt des Lippenabschnitts 01b anzuheben, wie durch
den Pfeil r gezeigt, wodurch die Lücke zwischen dem Spitzenabschnitt
des Lippenabschnitts 01b und der inneren Welle 03 expandiert
beziehungsweise vergrößert wird.
Weiterhin erhöht
die Saugkraft der Außenluft
oder dergleichen, die auf den Spitzenabschnitt einwirkt und die
durch den negativen Druck erzeugt wird, der abrupt in der Manschette 010 erzeugt
wird, die Möglichkeit,
daß Spritzwasser
oder Schlammwasser in die Manschette 010 gemeinsam mit
dem Einsaugen von Luft oder dergleichen eindringen.
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Die vorstehende konventionelle Manschette, die
vorstehend beschrieben ist, weist keine Dichtstuktur auf, die dem
Problem des eindringenden Spritzwassers oder Schmutzwassers in die
Manschette zusammen mit dem Einsaugen von Außenluft gerecht wird. Das Eindringen
von Spritzwasser oder Schmutzwasser in die Manschette beschädigt die
Manschette selbst und reduziert deren Lebensdauer. Dies verschlechtert
auch die Schmierfunktion des Fetts, welches ein Material ist, das
das Innere der Manschette schmiert, wodurch das Universalgelenk
in der Manschette verschlissen wird oder innerhalb kurzer Benutzungszeit
sich Rost bildet, was dazu führt,
daß die
Lebensdauer des Universalgelenks signifikant reduziert wird.
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Es wurde daher nach einer Manschette
gesucht, die eine Dichtstruktur aufweist, die in der Lage ist, in
geeigneter Weise mit dem in die Manschette eindringenden Spritzwasser
oder Schmutzwasser fertig zu werden, es ist jedoch Tatsache, daß eine zufriedenstellende
Manschette, die mit einer Dichtstruktur versehen ist, die die Funktion
hat, mit der Druckfluktuation innerhalb der Manschette in geeigneter Weise
fertig zu werden, nicht entwickelt worden ist.
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Es besteht daher der Wunsch, schnell
eine Manschette zu entwickeln oder zu verbessern, die mit einer
Dichtstruktur versehen ist, die in der Lage ist, in geeigneter Weise
mit den Druckfluktuationen innerhalb der Manschette fertig zu werden und
wirksam zu verhindern, daß Spritzwasser
oder Schmutzwasser beziehungsweise schlammiges Wasser in die Manschette
eindringt.
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Es ein Ziel der Vorliegenden Erfindung,
bei einer Manschette für
ein Universalgelenk das Universalgelenk zu schützen und die Lebensdauer der Manschette
für das
Universalgelenk zu verbessern, indem die Luftströmung zwischen dem Inneren und dem Äußeren der
Manschette, die durch Druckänderungen
in der Manschette bewirkt werden, in geeigneter Weise gesteuert
wird, um zu verhindern, daß Spritzwasser
oder Schmutzwasser in die Manschette eindringen.
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Unter diesen Umständen schafft die Erfindung
eine Manschette, die eine Dichtstruktur aufweist, die in der Lage
ist, in geeigneter Weise mit der Druckfluktuation innerhalb der
Manschette fertig zu werden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf Maßnahmen,
um die schädlichen
Wirkungen zu vermeiden, die durch einen negativen Druck erzeugt werden,
der in der Manschette durch die Wirkung einer Zentrifugalkraft erzeugt
wird, wenn die Manschette rotiert wird. Insbesondere bezieht sich
die Erfindung auf die Verbesserung der Manschette, die verhindert,
daß Spritzwasser
oder Schmutzwasser in die Manschette eindringen kann, wenn in der
Manschette ein negativer Druck erzeugt wird. Die Erfindung ist eine
Manschette für
ein Universalgelenk, um eine Eingangswelle mit einer Ausgangswelle
zu koppeln, desjenigen Typs, bei dem ein Ende der Manschette auf
einer der beiden Wellen über
ihren Paßabschnitt des
einen Endes aufgepaßt
ist und das andere Ende der Manschette auf die andere der beiden
Wellen über
ihren Paßabschnitt
des anderen Endes aufgepaßt
ist, um das Universalgelenk abzudecken. Der Paßabschnitt des einen Endes
der Manschette weist an seinem Endabschnitt einen ringförmigen Lippenabschnitt
auf. Der Paßabschnitt
des einen Endes und der ringförmige
Lippenabschnitt weisen jeweils einen partiellen Durchgang auf, um
zu ermöglichen,
daß das
Innere der Manschette mit dem Äußeren der Manschette
in Verbindung steht. Die Spitze des ringförmigen Lip penabschnitts des
Paßabschnitts
des einen Endes wird hinsichtlich ihres Durchmessers mittels einer
Zentrifugalkraft, die durch die Rotation des ringförmigen Lippenabschnitts
erzeugt wird, nach außen
expandiert, wodurch der Durchgang geschlossen wird, was es ermöglicht,
daß das
Innere der Manschette mit dem Äußeren der
Manschette in Verbindung steht, wenn die Spitze auf einen vorbestimmten Durchmesser
expandiert ist.
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Im Folgenden werden mehrere Beispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung
zeigen:
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1 eine
Ansicht, die den Aufbau einer erfindungsgemäßen Manschette für ein Universalgelenk
zeigt,
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2 eine
Ansicht, die eine Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Manschette
für ein Universalgelenk
zeigt, die auf die Antriebswelle eines Fahrzeugs aufgepaßt ist,
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3 eine
Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel
zeigt, bei dem der Spitzenabschnitt eines ringförmigen Lippenabschnitts gemäß der vorliegenden Erfindung
durch eine Zentrifugalkraft angetrieben ist,
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4 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 3,
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5 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 3,
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6 eine
vergrößerte Ansicht,
die die Struktur eines Abschnitts zeigt, auf den die erfindungsgemäße Manschette
aufgepaßt
ist,
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7 eine
vergrößerte Ansicht,
die die Struktur des partiellen Durchgangs eines Durchgangs für das Einströmen oder
Ausströmen
von Luft oder dergleichen gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, und eine Querschnittsansicht entlang der Li nie C-C
in 6.
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8A und 8B Ansichten, die den Aufbau
einer Spitze eines ringförmigen
Lippenabschnitts gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung zeigen. 8A ist
eine Ansicht, die die Spitze zeigt, die in einem dicken strukturellen
Abschnitt ausgebildet ist, und 8B ist
eine Ansicht, die die Spitze zeigt, die in einem strukturellen Abschnitt
ausgebildet ist, in dem ein Gewichtsteil eingebettet ist;
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9A und 9A Ansichten, die die Struktur
eines Abschnitts zeigen, wo eine konventionelle Manschette angepaßt ist,
wobei 9A eine seitliche Schnittansicht
ist und 9B eine Querschnittsansicht
entlang der Linie 0A-0A in 9A,
und
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10A und 10B Darstellungen, die einen Zustand
zeigen, bei dem der konventionelle ringförmige Lippenabschnitt das Einströmen und
Ausströmen
von Luft oder dergleichen steuert, wobei 10A eine Darstellung ist, die eine Ausführungsform
zeigt, bei der Luft oder dergleichen aus der Manschette strömt, und 10B eine Darstellung ist,
die eine Ausführungsform
zeigt, bei der Luft oder dergleichen in die Manschette strömt.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
eine Manschette 10 für
ein Universalgelenk gemäß der Erfindung.
Die Manschette 10 für
ein Universalgelenk umfaßt
einen Manschettenkörper 1 aus
Gummi, flexiblem Kunstharz oder dergleichen und einem Manschettenadapter 2,
der durch geeignete maschinelle Bearbeitung einer Platte wie beispielsweise
einer Stahlplatte ausgebildet ist. Der vorstehend erwähnte Manschettenkörper 1 umfaßt einen
inneren zylindrischen Abschnitt 1A, einen äußeren zylindrischen
Abschnitt 1B und einen gebogenen Abschnitt 1C,
der mit dem inneren zylindrischen Abschnitt 1A und dem äußeren zylindrischen
Abschnitt 1B ver bunden ist und der in einer ringförmigen rückspringenden
Nut ausgebildet ist, die einen Querschnitt aufweist, der annähernd in Form
des Buchstabens "U" ausgebildet ist.
Der vorstehend erwähnte äußere zylindrischen
Abschnitt 1B des Manschettenkörpers 1 ist durch
ein Ende 2a des Manschettenadapters 2 fixiert.
Das andere Ende des Manschettenadapters 2 ist mit einem
Paßabschnitt 2f versehen,
der verwendet wird, um auf die äußere Laufbahn
des Universalgelenks aufgepaßt
zu werden, welche ein Abschnitt einer (nicht gezeigten) eingangsseitigen
Welle ist.
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Wie in 1 gezeigt,
ist der äußere zylindrische
Abschnitt 1B des Manschettenkörpers 1 mittels des
einen Endes 2a des Manschenttenadapters 2 in der folgenden
sicheren Art und Weise fixiert: ein ringförmiger Endabschnitt 1f,
der den äußeren zylindrischen
Abschnitt 1B des Manschettenkörpers 1 umfaßt, ist
durch den ringförmigen
Endabschnitt 2b und dem gefalteten Abschnitt 2c des
einen Endes 2a des Adapters 2 eingeklemmt derart,
daß der
gefaltete Abschnitt 2c des Manschettenadapters sicher geklemmt
ist.
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Weiterhin umfaßt der Manschettenadapter 2 einen
zylindrischen Abschnitt 2d mit kleinem Durchmesser, der
sich über
einem vorbestimmten Abstand in seiner axialen Richtung von dem einen
Ende 2a erstreckt, welcher ein Abschnitt ist, um den ringförmigen Endabschnitt 1f des
Manschettenkörpers 1 zu
fixieren, als ein zylindrischer Abschnitt mit dem gleichen Durchmesser.
Ein Kragenabschnitt 2e erstreckt sich in einer radialen
Richtung des anderen Endes des zylindrischen Abschnitts 2d mit
kleinem Durchmesser. Ein Paßabschnitt 2f erstreckt
sich in zylindrischer Form in seiner axialen Richtung vom Kragenabschnitt 2e,
und an dem der Manschettenadapter 2 auf dem anderen strukturelle
Teil paßt,
d.h. ein zylindrischer Abschnitt mit großem Durchmesser, der den Paßabschnitt 2f bildet,
der auf der äußeren Laufbahn des
Universalgelenks (in 1 nicht
dargestellt) aufgepaßt
ist.
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Die vorstehende Manschette 10 weist
die oben beschriebene Struktur auf und ist in dem in 2 gezeigten Zustand wie
folgt eingepaßt:
Der Paßabschnitt 1a an
einem Ende des inneren zylindrischenen Abschnitts 1A des
Manschettenkörpers 1, der
der Paßabschnitt
des einen Endes der Manschette 10 wird, ist auf eine innere
Antriebswelle 3 aufgepaßt. Der Paßabschnitt 2f, der
der zylindrische Abschnitt des Manschettenadapters 2 mit
großem Durchmesser
ist und der Paßabschnitt
des anderen Endes der Manschette 10 wird, ist auf den äußeren Umfangsabschnitt
der äußeren Laufbahn 4a des
Universalgelenks 4 fest aufgepreßt und angepaßt. Die Manschette 10 ist
zwischen der inneren Welle 3 und der äußeren Laufbahn 4a des
Universalgelenks so eingepaßt,
daß sie
das Univerlagelenk 4 im Wesentlichen durch ihren gebogenden
Abschnitt 1C des Manschettenkörpers 1 abdeckt.
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Der Manschettenkörper 1 ist, wie in 2 gezeigt, auf die innere
Antriebswelle 3 am Paßabschnitt 1a des
einen Endes durch Befestigung eines Befestigungsbands B nahe dem
Endabschnitt des Befestigungsabschnitts 1a des einen Endes
aufgepaßt.
Ein ringförmiger
rückspringender
Abschnitt 1a1, der zur Befestigung durch das Befestigungsband
B verwendet wird, ist auf dem äußeren Umfangsabschnitt
des Paßabschnitts 1a des
einen Endes ausgebildet. Die Bodenoberfläche 1a2 des ringförmigen rückspringenden
Abschnitts 1a1 ist ausgebildet, um zwei ringförimge Vorsprünge 1a3 aufzuweisen,
von denen ein jeder im Querschnitt die Form eines Hügels aufweist,
wie aus 6 ersichtlich.
Das Befestigungsband B ist in den ringförmigen rückspringenden Abschnitt 1a1 eingepaßt und ist
in einer solchen Beziehung befestigt, daß die ringförmigen Vorsprünge 1a3,
von denen ein jeder im Querschnitt in Form eines Hügels ausgebildet
ist, der Bodenfläche 1a2 des
ringförmigen
rückspringenden
Abschnitts geringfügig
zusammengedrückt
sind. Dies erleichtert die Einstellung der Befestigungsstärke auf einen
geeigneten Wert und verhindert weiterhin, daß das Befestigungsband B in
einer Befestigungsposition in axialer Richtung zusammen mit der
Wirkung beider Seitenflächen 1a4 des ringförmigen rückspringenden
Abschnitts 1a1 verschoben wird.
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Der Paßabschnitt 2f des
anderen Endes des Manschettenadapters 2 ist auf die äußere Laufbahn 4 wie
folgt aufgepaßt:
Wie in 2 gezeigt wird
der zylindrische Abschnitt mit großem Durchmesser, der der Paßabschnitt 2f des
anderen Endes des Manschettenadapters 2 ist, auf den äußeren Umfangsabschnitt
der äußeren Laufbahn 4a des
Universalgelenks 4 von seinem Seitenabschnitt her aufgepreßt. Der
Spitzenabschnitt des zylindrischen Abschnitts mit großem Durchmesser
wird sicher auf den ringförmigen
rückspringenden
Abschnitt 4b des äußeren Umfangsabschnitts
der äußeren Laufbahn 4a geklemmt,
wodurch das Universalgelenk 4 fast vollständig durch
die Manschette 10' abgedeckt
ist, die den Manschettenkörper 1 und
den Manschettenadapter 2 umfaßt.
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Nachdem die Manschette 10 in
der beschriebenen Weise befestigt ist, wie aus 2 ersichtlich, ist das Universalgelenk 4 von
der Manschette 10 fast vollständig bedeckt. Daher ist das
Universalgelenk fast vollständig
gegen das Eindringen von Staub, Spritzwasser oder Schmutzwasser
von außen
durch die Manschette 10 geschützt. Weiterhin verhindert die
Manschette vollständig,
daß Schmiermittel
nach außen
gespritzt wird, obwohl das zum Zwecke der Schmierung hineingepackte
Fett durch die Wirkung der Zentrifugalkraft verspritzt wird, welche
erzeugt wird, wenn das Universalgelenk 4 rotiert wird.
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Auf der inneren Umfangsoberfläche des Paßabschnitts 1a des
einen Endes des Manschettenkörpers 1 ist
ein partieller Durchgang 1c ausgebildet, der sich in axialer
Richtung erstreckt, um Luft oder dergleichen hindurchleiten zu können. Der
Paßabschnitt 1a des
einen Endes weist einen ringförmigen
Lippenabschnitt 1b auf, der sich von seinem Ende erstreckt,
wie in 1 gezeigt. Auf
der inneren Umfangsoberfläche
nahe einer Grenze zwischen dem Paßabschnitt 1a des
einen Endes und dem ringförmigen
Lippenabschnitt 1b ist ein ringförmiger partieller Durchgang 1d ausgebildet,
der sich in Umfangsrichtung er streckt. Der ringförmige partielle Durchgang 1d steht
in Verbindung mit dem partiellen Durchgang 1c, der auf
der inneren Umfangsoberfläche
des Paßabschnitts 1a des
einen Endes ausgebildet ist. Aus der obigen Beziehung wird deutlich,
daß beide
partiellen Durchgänge 1c und 1d miteinander in
Verbindung stehen über
einen Durchgangsabschnitt, der im Wesentlichen in Form des Buchstabens
T ausgebildet ist.
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An der inneren Umfangsoberfläche des
ringförmigen
Lippenabschnitts 1b, der sich von dem Paßabschnitt
des einen Endes erstreckt, wie in 5 gezeigt,
sind zwei partielle Durchgänge 1e entlang
seiner Erstreckungsrichtung ausgebildet. Die beiden partiellen Durchgänge 1e stehen
mit dem ringförmigen
partiellen Durchgang 1d, der auf der inneren Umfangsoberfläche der
Grenze zwischen dem Paßabschnitt
des einen Endes 1a und dem ringförmigen Lippenabschnitt 1b ausgebildet
ist, an vorbestimmten Positionen in seiner Umfangsrichtung in Verbindung.
Die Positionen sind hinsichtlich der Phase beziehungsweise des Winkels
von derjenigen Position verschoben, wo der parielle Durchgang 1c mit
dem ringförmigen
Durchgang 1d in Verbindung steht. Beispielsweise ist gemäß 4 und 5 der partielle Durchgang 1c an
einer oberen Position in 4,
und die beiden partiellen Durchgänge 1e sind
an unteren Positionen gemäß 5, so daß die beiden partiellen Durchgänge 1e jeweils
um 150 Grad nach links beziehungsweise nach rechts gegenüber dem
partiellen Durchgang 1c verschoben sind.
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Dann stehen die beiden partiellen
Durchgänge 1e mit
dem ringförmigen
partiellen Durchgang 1d über einen Durchgangsabschnitt
in Verbindung, der im Wesentlichen in Form des Buchstabens T ausgebildet
ist.
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Wie in der obigen Beschreibung ausgeführt, sind
die drei partiellen Durchgänge 1c, 1d und 1e (vgl. 1) in einer solchen Beziehung
konstruiert, daß sie
miteinander in Verbindung stehen. Das Innere der Manschette 10 steht
mit dem Äußeren der Manschette 10 über die
drei partiellen Durchgänge 1c, 1d und
1e in
Verbindung. Der partielle Durchgang 1c ist am Paßabschnitt 1a des
einen Endes ausgebildet und erstreckt sich in axialer Richtung,
der ringförmige
partielle Durchgang 1d ist in der inneren Umfangsfläche der
Grenze zwischen dem Paßabschnitt 1a des
einen Endes und dem ringförmigen
Lippenabschnitt 1b ausgebildet und erstreckt sich in ringförmiger Richtung,
und die beiden partiellen Durchgänge 1e,
die auf der inneren Umfangsoberfläche des ringförmigen Lippenabschnitts 1b ausgebildet
sind, erstrecken sich in axialer Richtung von vorbestimmten Positionen
der Umfangsrichtung des ringförmigen partiellen
Durchgangs 1d.
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Die drei partiellen Durchgänge 1c, 1d und 1e stehen
miteinander in der oben beschriebenen Art und Weiser in Verbindung,
um einen (einzigen) Durchgang 1D zu bilden. Der Durchgang 1D weist eine
Durchgangslänge
auf, die aufgrund der Existenz des ringförmigen partiellen Durchgangs 1d verlängert ist,
und eine Durchgangsstruktur, bei der Durchgangsabschnitte unter
rechten Winkeln an einer Mehrzahl von Positionen abgeknickt sind,
aufgrund der Existenz des ringförmigen
partiellen Durchgangs 1d. Daher ist der Strömungswiederstand
von Luft oder dergleichen, die durch den Durchgang 1D strömt, aufgrund
der Durchgangsstruktur des Durchgangs 1D erhöht.
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Von den drei partiellen Durchgängen 1c, 1d und 1e ist
der partielle Durchgang 1c, der an der inneren Umfangsoberfläche des
Paßabschnitts 1a des einen
Endes ausgebildet ist, wie in den 6 und 7 gezeigt, als Nut beziehungsweise
Vertiefung 1c ausgebildet, die zwischen zwei Vorsprüngen 1c1 und 1c2 ausgebildet
ist. Die partiellen Durchgänge 1e,
die an der inneren Umfangsoberfläche
des ringförmigen Lippenabschnitts 1b ausgebildet
sind und sich in axialer Richtung erstrecken und der ringförmige partielle Durchgang 1d,
der auf der inneren Umfangsoberfläche nahe der Grenze zwischen
dem Paßabschnitt 1a und
dem ringförmigen
Lippenabschnitt 1b ausgebildet ist, sind als normale beziehungsweise
gewöhnliche
konkave Nuten beziehungsweise Vertiefungen ausgebildet ohne spezielle
Merkmale.
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Wie oben beschrieben ist der ringförmige partielle
Durchgang 1d des vorstehend genannten ringförmigen Lippenabschnitts 1b in
Umfangsrichtung auf der inneren Umfangsoberfläche nahe der Grenze zwischen
dem Paßabschnitt 1a des
einen Endes und sich selbst ausgebildet. Die beiden partiellen Durchgänge 1e,
die auf seiner inneren Umfangsoberfläche ausgebildet sind und sich
in axialer Richtung erstrecken und sein Spitzenabschnitt 1b1, wie
in 1 gezeigt, ist als
ein beidseitig ringförmig abgeschrägter Abschnitt 1b2 ausgebildet,
dessen Dicke zu seiner Spitze hin dünner wird. Wenn die Manschette 10 nicht
eingebaut ist, wie in 1 gezeigt, befindet
sich der ringförmige
Lippenabschnitt 1b in einem Zustand, wo er sich nahezu
gerade in axialer Richtung erstreckt. Wenn die Manschette 10 eingebaut
ist, wie in 2 und 3 gezeigt, so liegt die innere Umfangsoberfläche des
ringförmigen
Lippenabschnitts 1b gegen den ringförmigen geneigten Abschnitt 3a der
inneren Antriebswelle 3 an, um in seinem Durchmesser elastisch
ausgedehnt zu sein. Der Spitzenabschnitt lbl des ringförmigen Lippenabschnitts 1b ist
so, daß sich
der Spitzenabschnitt 1b1 nahe dem ringförmigen abgeschrägten Abschnitt 5a des
zentrales Lagerhalteteils 5 der inneren Antriebswelle 3 befindet.
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Wenn die innere Antriebswelle 3 rotiert
wird, wird der ringförmige
Lippenabschnitt 1b hinsichtlich seines Durchmessers weiter
nach außen
elastisch expandiert, wie durch einen Pfeil in 3 gezeigt, und zwar aufgrund der Zentrifugalkraft,
die auf dem ringförmigen
Lippenabschnitt 1b einwirkt. Wenn die Zentrifugalkraft
einen vorbestimmten Wert überschreitet,
wird der Spitzenabschnitt 1b1 des ringförmigen Lippenabschnitts 1b in
Druckkontakt mit dem ringförmigen
abgeschrägten
Abschnitt 5a des zentrales Lagerhalteteils 5 gebracht,
wie durch eine gestrichelte Linie in 3 gezeigt.
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Wenn der Spitzenabschnitt 1b1 des
ringförmigen
Lippenabschnitts 1b in Druckkontakt mit dem ringförmigen abgeschrägten Abschnitt 5a des
zentralen Lagerhalteteils 5 durch Aufweitung des Durchmessers
des Spitzenabschnitts 1b1 des ringförmigen Lippenabschnitts 1b gebracht
wird, bewirkt dies, daß die
Strömung
von Luft oder dergleichen zwischen dem Inneren der Manschette 10 und
dem Äußeren der
Manschette 10 über
den Durchgang 1D im Wesentlichen unterbrochen oder begrenzt
wird, wie dies später
beschrieben werden wird.
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Nachdem die erfindungsgemäße Manschette 10 die
oben beschriebene Struktur aufweist, arbeitet sie wie folgt: Wenn
ein Fahrzeug normal oder mit niedriger Geschwindigkeit läuft, wird
die innere Antriebswelle 3 moderat rotiert, so daß der Druck
innerhalb der Manschette 10 in einem gewöhnlichen
Zustand gehalten wird. In diesem Zustand wird das Innere der Manschette 10 in
Verbindung mit dem Äußeren der
Manschette 10 über
den Durchgang 1D einschließlich der partiellen Durchgänge 1c, 1d und 1e gebracht.
Das heißt,
der partielle Durchgang 1c, der an der inneren Umfangsoberfläche des
Paßabschnitts 1a des
einen Endes der Manschette ausgebildet ist, der partielle Durchgang 1d,
der an der inneren Umfangsoberfläche
nahe der Grenze zwischen dem Paßabschnitt 1a des
einen Endes der Manschette und dem ringförmigen Lippenabschnitt 1b ausgebildet
ist, und die beiden partiellen Durchgänge 1e, die auf der
inneren Umfangsoberfläche
des ringförmigen
Lippenabschnitts 1b ausgebildet sind. Luft oder dergleichen
strömt
kaum durch den Durchgang 1D zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Manschette 10.
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Hiernach kann die Antriebswelle 3 moderat rotiert
werden, so daß die
Spitze beziehungsweise Kante 1b1 des ringförmigen Lippenabschnitts 1b hinsichtlich
ihres Durchmessers mittels der Zentrifugalkraft kaum expandiert
wird. Die Spitze 1b1 des ringförmigen Lippenabschnitts 1b wird
daher gehalten, ohne mit der abgeschrägten Oberfläche 5a des zentralen
Lagerhalteteils 5 in Kontakt gebracht zu werden, wodurch
verhindert wird, daß die Öffnung des Durchgangs 1D zum
Ansaugen von Luft oder dergleichen geschlossen wird.
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Wenn der Druck in der Manschette 10 erhöht wird,
das heißt,
wenn der Druck in der Manschette 10 durch einen Temperaturanstieg
in der Manschette 10 erhöht wird, der durch Reibungswärme verursacht ist,
die erzeugt wird, wenn das Fahrzeug lange Zeit läuft, oder wenn der Druck in
der Manschette 10 erhöht
wird aufgrund Änderungen
des Innenvolumens der Manschette 10 aufgrund des Umstands,
daß die Manschette 10 aufgrund
des Betriebs des Universalgelenks 4 nach innen gleitet
oder aufgrund der Deformation der Manschette 10, so wird
Luft oder dergleichen innerhalb der Manschette 10 über den
Durchgang 1D nach außen
entladen, um zu verhindern, daß der
Druck in der Manschette 10 ansteigt.
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Wenn weiterhin der Druck in der Manschette 10 abnimmt,
beispielsweise, wenn ein negativer Druck in der Manschette 10 erzeugt
wird aufgrund Änderungen
des Innenvolumens der Manschette 10, die dadurch verursacht
werden, daß die
Manschette 10 nach außen
gleitet aufgrund des Betriebs des Universalgelenks 4 oder
aufgrund der Deformation der Manschette 10, so zieht sich
die Manschette 10 zusammen und manchmal besteht das Risiko,
daß die Manschette 10 in
direkten Kontakt mit dem Universalgelenk 4 gebracht wird.
Wenn jedoch der negative Druck in dieser Weise in der Manschette 10 erzeugt wird,
so wird Luft (Außenluft)
in die Manschette 10 von außerhalb der Manschette 10 über den
Durchgang 1D eingesaugt, um den Durchgang 1D der Manschette
aufgrund ihrer Elastizität
wieder herzustellen, so daß verhindert
wird, daß die
Manschette 10 in Kontakt mit dem Universalgelenk 4 gebracht wird.
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Nachdem der negative Druck, der in
der Manschette 10 in dem Zustand erzeugt wird, üblicherweise
vergleichsweise geringfügig
ist, wenn man ein Ansteigen des Strömungswiderstandes von Luft oder
dergleichen in Betracht zieht, welches aufgrund der langen Durchgangslänge des
Durchgangs 1D erzeugt wird, und die Durchgangsstruktur
des Durchgangs 1D Durchgangsabschnitte aufweist, die im Durchgang 1D unter
rechten Winkeln abgebogen sind, wird die Kraft zum Einsaugen von
Luft oder dergleichen (Außenluft)
in die Manschette 10 von außen reduziert. Hieraus folgt
eine extrem kleine Wahrscheinlichkeit, daß Spritzwasser oder Schmutzwasser
zusammen mit Luft oder dergleichen in die Manschette eingesaugt
wird.
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Wenn das Fahrzeug mit hohen Geschwindigkeiten
läuft,
wird die Rotationsgeschwindigkeit der inneren Antriebswelle abrupt
erhöht
und daher wird die Manschette 10 aufgrund der Zentrifugalkraft,
die durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit erzeugt wird, nach außen expandiert.
Hierdurch wird das Innenvolumen der Manschette 10 abrupt
expandiert, wodurch der Druck in der Manschette 10 schnell
abnimmt, wodurch der negative Druck abrupt ansteigt. Dies erhöht die Kraft,
mit der die Manschette Luft oder dergleichen von außen ansaugt,
wodurch Spritzwasser oder Schmutzwasser in die Manschette 10 eindringt,
wenn Außenluft
oder dergleichen in die Manschette 10 eingesogen wird.
Bei der Erfindung wird jedoch, wenn die Manschette 10 aufgrund
einer Zentrifugalkraft abrupt expandiert wird, zur gleichen Zeit
die Zentrifugalkraft auch auf den ringförmigen Lippenabschnitt 1b der
Manschette 10 angewandt, wie in 3 gezeigt. Daher wird die Spitze lbl
des ringförmigen
Lippenabschnitts 1b aufgrund der Zentrifugalkraft hinsichtlich
ihres Durchmessers elastisch nach außen expandiert (in der durch
den Pfeil gezeigten Richtung) und die Spitze lbl wird auf den ringförmigen abgeschrägten Abschnitt 5a des
zentralen Lagerhalteteils 5 gepreßt, wie durch die gestrichelte Linie
in 3 gezeigt, wodurch
die Öffnung
am angepreßten
Abschnitt, durch den Luft in die Manschette gesaugt wird, geschlossen
wird. Hierdurch wird die Strömung
von Luft oder dergleichen in die Manschette hinein über den
Durchgang 1D verhindert oder begrenzt.
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Nachdem die in den 1 bis 8B gezeigte Ausführungsform
in der vorstehend beschriebenen Art und Weise konstruiert ist, wird
der Druck innerhalb der Manschette abrupt in einen Zustand des negativen
Drucks gebracht, wenn die Manschette 10 expandiert wird,
um abrupt ihr Innenvolumen aufgrund der Zen trifugalkraft zu erhöhen, die
erzeugt wird, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit läuft und
die innere Antriebswelle 3 mit hoher Rotationsgeschwindigkeit
rotiert wird. Zur gleichen Zeit wird die Spitze 1b1 des
ringförmigen
Lippenabschnitts 1b der Manschette 10 aufgrund
der Zentrifugalkraft hinsichtlich des Durchmessers nach außen expandiert
und auf den ringförmigen
abgeschrägten Abschnitt 5a des
zentralen Lagerhalteteils 5 gepreßt, wodurch die Öffnung am
angepreßten
Abschnitt, durch die Luft oder dergleichen angesaugt wird, geschlossen
oder nahezu geschlossen wird. Auf diese Weise kann eine Kombination
des vorstehenden Effekts und des Effekts des Ansteigens des Strömungswiderstandes
von Luft oder dergleichen aufgrund der Durchgangsstruktur des Durchgangs 1D fast
vollständig
verhindern, daß Spritzwasser
oder Schmutzwasser in die Manschette 10 eindringt, wenn
Außenluft
oder dergleichen in die Manschette 10 eingesaugt wird.
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Unterschiedliche Ausführungsformen,
die sich von dem speziellen beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheiden,
werden vom erfinderischen Konzept umfaßt.
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Bei einer Ausführungsform ist die Spitze lbl des
ringförmigen
Lippenabschnitts 1b in einer Form geformt derart, daß die Dicke
zur Spitze 1b1 hin dünner
wird (doppelseitig abgeschrägte
Form). Um deren Zentrifugalkraft zu erhöhen, ist es auch empfehlenswert,
anstelle dieser doppelseitig abgeschrägten Spitze 1b1, wie
in den 8A und 8B gezeigt, die Spitze lbl
mit einem dicken strukturellen Abschnitt zu versehen oder ein Teil
W vorzusehen, um hierin ein Gewicht unterzubringen. In diesem Fall
ist das Material des Gewichts nicht auf Metall beschränkt, es kann
vielmehr in geeigneter Weise gewählt
werden.
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Die Formen des ringförmigen Lippenabschnitts 1b und
seiner Spitze 1b1 sind in geeigneter Weise modifiziert
in Abhängigkeit
von den strukturellen Modifikationen, um die Zentrifugalkraft der
Spitze 1b1 des ringförmigen
Lippenabschnitts 1b zu erhöhen. Die Formen des ringförmigen Lippenabschnitts 1b und
seiner Spitze 1 b1 können
in geeigneter Weise gewählt
werden und eingestellt werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen,
und innerhalb eines Bereichs, um die gewünschte Wirkung der Erfindung
zu erreichen, welche die Form gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel
erfaßt.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt,
auf den die Spitze 1b1 des ringförmigen Lippenabschnitts 1b aufgrund
der Zentrifugalkraft gepreßt
wird, der abgeschrägte
beziehungsweise konische Abschnitt 5a des zentralen Lagerhalteteils.
Der Abschnitt ist nicht hierauf beschränkt, er kann vielmehr durch
irgendein anderes Teil ersetzt werden, welches auf der inneren Antriebswelle 3 montiert
ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind zwei partielle
Durchgänge 1e ausgebildet,
die an der inneren Umfangsfläche
des ringförmigen
Lippenabschnitts 1b der Manschette 10 ausgebildet
sind und in Verbindung mit dem ringförmigen partiellen Durchgang 1d stehen,
der auf der inneren Umfangsoberfläche nahe der Grenze zwischen
dem Paßabschnitt 1a des
einen Endes und dem ringförmigen
Lippenabschnitt 1b ausgebildet ist. Die Anzahl der partiellen Durchgänge 1e kann
in geeigneter Weise ausgewählt
werden, beispielsweise können
es 1, 3, 4 oder dergleichen sein.
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Bei einer Ausführungsform sind die Positionen,
wo die beiden partiellen Durchgänge 1d,
die auf der inneren Umfangsoberfläche des ringförmigen Lippenabschnitts 1b ausgebildet
sind, mit dem ringförmigen
partiellen Durchgang 1d in Verbindung stehen, hinsichtlich
der Phase beziehungsweise des Winkels um jeweils 150 Grad nach links
beziehungsweise nach rechts verschoben, gesehen von der Position,
wo der Durchgang 1c, der an der inneren Umfangsoberfläche des
Paßabschnitts 1a des
einen Endes mit dem ringförmigen
partiellen Durchgang 1d in Verbindung steht. Die Positionen,
wo die beiden partiellen Durchgänge 1d mit
dem ringförmigen
partiellen Durchgang 1d in Ver bindung stehen, können in geeigneter
Weise ausgewählt
werden. Selbst wenn weiterhin die Zahl der partiellen Durchgänge 1e in
geeigneter Weise ausgewählt
wird, können
die Verbindungspositionen der partiellen Durchgänge 1e in geeigneter
Weise ausgewählt
werden.
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Wie im Vorstehenden beschrieben hat
gemäß der vorliegenden
Erfindung bei einer Manschette für
ein Universalgelenk zum Kuppeln einer eingangsseitigen Welle mit
einer ausgangsseitigen Welle desjenigen Typs, bei dem ein Ende der
Manschette auf eine der beiden Wellen über ihren Paßabschnitt des
einen Endes und das andere Ende der Manschette auf die andere der
beiden Wellen über
ihren Paßabschnitt
des anderen Endes aufgepaßt
ist, um hierdurch das Universalgelenk abzudecken, der Paßabschnitt
des einen Endes der Manschette an seinem Endabschnitt einen ringförmigen Lippenabschnitt.
Der Paßabschnitt
des einen Endes und sein ringförmiger
Lippenabschnitt haben jeweils einen partiellen Durchgang, um es
zu ermöglichen,
daß das Innere
der Manschette mit dem Äußeren der
Manschette in Verbindung steht. Die Spitze des ringförmigen Lippenabschnitts
des Paßabschnitts
des einen Endes wird aufgrund ihrer Zentrifugalkraft, die durch Rotation
des ringförmigen
Lippenabschnitts erzeugt wird, hinsichtlich ihres Durchmessers nach
außen
expandiert, wodurch der Durchgang, der es ermöglicht, daß das Innere der Manschette
mit dem Äußeren der Manschette
in Verbindung steht, geschlossen wird, wenn die Spitze auf einen
vorbestimmten Durchmesser expandiert wird. Daher wird die Manschette
aufgrund der Zentrifugalkraft, die durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit
der inneren Antriebswelle erzeugt wird, expandiert, wenn das Fahrzeug
mit hohen Geschwindigkeiten läuft,
wodurch fast vollständig
verhindert wird, daß Spritzwasser
oder Schmutzwasser in die Manschette über den Durchgang eindringt,
wenn aufgrund der abrupten Expansion des Innenvolumens der Manschette
ein negativer Druck erzeugt wird. Dies kann verhindern, daß die Manschette
durch das Eindringen von Schmutzwasser beschädigt wird und kann die Lebensdauer
der Manschette erhöhen.
Weiterhin kann dies eine Verschlechterung der Schmierfunktion des
Fetts, welches in der Manschette vorhanden ist, verhindern, was
verhindert, daß auf
dem Universalgelenk Rost erzeugt wird oder dieses verschleißt, wodurch
die Lebensdauer des Universalgelenks verbessert wird.
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Weiterhin wird gemäß der Erfindung
der Durchmesser der Spitze des ringförmigen Lippenabschnitts des
Paßabschnitts
des einen Endes aufgrund der Zentrifugalkraft, die von dem dicken
Abschnitt der Spitze des ringförmigen
Lippenabschnitts erzeugt wird, expandiert. Daher ist es zusätzlich zu dem
Effekt mittels einer einfachen Struktur möglich, die Funktion der Expansion
des Durchmessers der Spitze des ringförmigen Lippenabschnitts durch
Zentrifugalkraft zu erhöhen
und die Funktion des Schließens
des Durchgangs zu verbessern, wodurch die Wirkung des Verhinderns
des Eindringens von Spritzwasser oder Schmutzwasser erhöht wird.
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Weiterhin wird gemäß der Erfindung
der Durchmesser der Spitze des ringförmigen Lippenabschnitts des
Paßabschnitts
des einen Endes aufgrund der Zentrifugalkraft expandiert, die durch
ein Gewichtsteil in der Spitze des ringförmigen Lippenabschnitts erzeugt
wird. Daher ist es zusätzlich
mittels einer einfachen Struktur möglich, die Funktion des Expandierens
des Durchmessers der Spitze des ringförmigen Lippenabschnitts durch
Zentrifugalkraft zu erhöhen
und die Funktion des Schließens
Durchgangs zu verbessern, wodurch die Wirkung des Verhinderns des
Eindringens von Spritzwasser oder Schmutzwasser erhöht wird.
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Obwohl die vorliegende Erfindung
hinsichtlich mehrerer exemplarischer Ausführungsbeispiele beschrieben
worden ist, ist für
den Fachmann klar, daß die
vorstehenden und unterschiedliche andere Änderungen, Weglassungen und
Hinzufügungen
zu der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung
abzuweichen. Die vorliegende Erfindung sollte daher nicht auf das
spezifische Ausführungsbeispiel
beschränkt
angesehen werden.
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Die Erfindung läßt sich wie folgt zusammenfassen:
Eine
Manschette für
ein Universalgelenk umfaßt
einen Manschettenkörper
und einen Manschenttenadapter. Das eine Ende der Manschette ist
auf eine innere Antriebswelle über
ihren Paßabschnitt
des einen Endes aufgepaßt
und das andere Ende der Manschette ist auf die äußere Laufbahn des Universalgelenks über ihren
Paßabschnitt
des anderen Endes aufgepaßt,
wodurch das Universalgelenk im Wesentlichen abgedeckt wird. Der
Paßabschnitt
des einen Endes weist einen ringförmigen Lippenabschnitt an seinem
Ende auf. Durchgänge
für die
Strömung
von Luft zwischen dem Inneren der Manschette und dem Äußeren der
Manschette sind auf dem Paßabschnitt des
einen Endes und dem ringförmigen
Lippenabschnitt ausgebildet. Die Durchgänge werden vom ringförmigen Lippenabschnitt
geschlossen, der aufgrund einer Zentrifugalkraft, die durch eine
schnelle Rotation der inneren Antriebswelle verursacht wird, hinsichtlich
seines Durchmessers expandiert wird, wodurch verhindert wird, daß Spritzwasser
oder Schmutzwasser in die Manschette eindringt, wenn Luft in das
Innere der Manschette gesaugt wird.