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Die
Erfindung betrifft eine Manschette für ein Universalgelenk zum Kuppeln
einer eingangsseitigen Welle mit einer ausgangsseitigen Welle desjenigen Typs,
bei dem ein Ende einer Manschette auf einer der beiden Wellen über einen
Befestigungsabschnitt angebracht ist und das andere Ende der Manschette auf
der anderen der beiden Wellen über
einen anderen Befestigungsabschnitt angebracht ist, um das Universalgelenk
abzudecken, wobei der Befestigungsabschnitt des einen Endes der
Manschette an seinem Endabschnitt einen ringförmigen Lippenabschnitt aufweist,
wobei der Befestigungsabschnitt des einen Endes und der ringförmige Lippenabschnitt
jeweils einen partiellen Durchgang aufweisen, um eine Verbindung
eines Innenbereichs der Manschette mit einem Außenbereich der Manschette zu ermöglichen,
wobei eine Spitze beziehungsweise Kante des ringförmigen Lippenabschnitts
aufgrund der Zentrifugalkraft in seinem Durchmesser erweitert wird,
wobei der Durchgang zum Ermöglichen
einer Verbindung zwischen dem Inneren der Manschette und dem Äußeren der
Manschette geschlossen wird, wenn die Spitze des ringförmigen Lippenabschnitts auf
einen vorbestimmten Durchmesser erweitert wird.
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Eine
derartige Manschette für
ein Universalgelenk hat eine 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.
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Eine
konventionelle bekannte Manschette für ein Universalgelenk weist
eine Struktur auf, die einen Manschettenkörper aus elastischem Material
wie beispielsweise Gummi und einen Manschettenadapter aus einer
Platte wie beispielsweise einer Stahlplatte umfaßt. Ein Befestigungsabschnitt
des einen Endes des Manschettenkörpers
ist auf der äußeren Umfangsseite
einer inneren Welle wie beispielsweise einer Antriebswelle oder
dergleichen angebracht und der Befestigungsabschnitt des anderen
Endes des Manschettenadapters ist auf dem äußeren Laufring des Universalgelenks
angebracht, 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
Befestigungsabschnitts
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
Befestigungsabschnitts
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 durch ein abruptes Ansteigen des Innenvolumens
der Manschette bewirkt wird, welches dadurch verursacht wird, daß die Manschette
wird aufgrund der Wirkung einer Zentrifugalkraft nach außen expandiert,
die durch die Rotation der Manschette erzeugt wird, die durch die
Rotation einer Welle wie beispielsweise einer Antriebswelle oder
dergleichen bewirkt wird. 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 gebogen 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 Zentrifugalkraft nach außen
aufweitet wird, die Kraft erhöht,
mit der der Lippenabschnitt 01b in die durch den Pfeil
q gezeigte Richtung gedrückt wird,
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 Uni versalgelenks signifikant reduziert wird.
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Aus
der
DE 40 33 275 A1 ist
eine Dichtvorrichtung in Form einer Manschette mit einem Druckausgleichsbereich
bekannt. Der in
4 gezeigte Druckausgleichsbereich
umfaßt
ein Abdichtende (Verschlußelement)
25 und
kann die Welle fest umgeben, wenn sich diese in Ruhestellung befindet, oder
sich während
der Drehung der Welle als Folge der Druckdifferenz zwischen dem
abgedichteten Bereich und dem Umgebungsdruck radial abheben. Dies
ermöglicht
einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum und der umgebenden Atmosphäre der Manschette.
Ein Schleuderring
26 ist als Anschlag für das sich abhebende Abdichtende
25 vorgesehen.
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Eine
aus der
DE 23 62 764
B bekannte Dichtvorrichtung umfaßt am Ende der Manschette
12 einen
ringförmigen
Abschnitt
15 mit einer Lippe, die sich bei einer Rotation
mit großen
Drehzahlen abhebt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Manschette für ein Universalgelenk
zu schaffen, die für
Betriebsbedinungen mit Druckschankungen geeignet ist und bei der
wirksam verhinder wird, daß Spritzwasser
oder Schmutzwasser beziehungsweise schlammiges Wasser in die Manschette
eindringt.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer
Manschette mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der erfindungsgemäßen Manschette
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Manschette für ein Universalgelenk
zum Kuppeln einer eingangsseitigen Welle mit einer ausgangsseitigen
Welle desjenigen Typs, bei dem ein Ende einer Manschette auf einer
der beiden Wellen über
einen Befestigungsabschnitt angebracht ist und das andere Ende der
Manschette auf der anderen der beiden Wellen über einen anderen Befestigungsabschnitt
angebracht ist, um das Universalgelenk abzudecken, weist der Befestigungsabschnitt
des einen Endes der Manschette an seinem Endabschnitt einen ringförmigen Lippenabschnitt
auf. Der Befestigungsabschnitt des einen Endes und der ringförmige Lippenabschnitt
weisen jeweils einen partiellen Durchgang auf, um eine Verbindung
eines Innenbereichs der Manschette mit einem Außenbereich der Manschette zu
ermöglichen, wobei
eine Spitze beziehungsweise Kante des ringförmigen Lippenabschnitts aufgrund
der Zentrifugalkraft in seinem Durchmesser erweitert wird und wobei
der Durchgang zum Ermöglichen
einer Verbindung zwischen dem Inneren der Manschette und dem Äußeren der
Manschette geschlossen wird, wenn die Spitze des ringförmigen Lippenabschnitts auf
einen vorbestimmten Durchmesser erweitert wird. Ein partieller Durchgang
ist ringförmig
und die partiellen Durchgänge
sind miteinander verbunden. Der ringförmige partielle Durchgang steht
mit dem am ringförmigen
Lippenabschnitt gebildeten partiellen Durchgang an einer Anzahl
vorbestimmten Positionen der Umfangsrichtung über partielle Durchgänge in Verbindung.
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Die
Lebensdauer der erfindungsgemäßen Manschette
für ein
Universalgelenk ist verbessert, 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. Insbesondere werden
die durch die Struktur der partiellen Durchgänge verbesserte Dichtleistung
die schädlichen
Wirkungen vermieden, die durch einen negativen Druck erzeugt werden,
der in der Manschette durch die Wirkung einer Zentrifugalkraft erzeugt
wird, wenn die Manschette rotiert wird.
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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 erfin dungsgemäßen Manschette
für ein Universalgelenk
zeigt, die auf die Antriebswelle eines Fahrzeugs angebracht 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
angebracht 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 Linie 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
angebracht ist, wobei 9A eine seitliche Schnittansicht
und 9B eine Querschnittsansicht entlang der Linie
0A-0A in 9A ist, 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 einen 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 verbunden 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
Befestigungsabschnitt 2f versehen, der verwendet wird,
um auf die äußere Laufbahn
des Universalgelenks angebracht 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 Manschettenadapters 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 Befestigungsabschnitt 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 Befestigungsabschnitt 2f bildet,
der auf der äußeren Laufbahn
des Universalgelenks (in 1 nicht dargestellt) angebracht
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 Befestigungsabschnitt 1a an einem Ende des inneren
zylindrischenen Abschnitts 1A des Manschettenkörpers 1,
der der Befestigungsabschnitt des einen Endes der Manschette 10 wird,
ist auf einer inneren Antriebswelle 3 angebracht. Der Befestigungsabschnitt 2f,
der der zylindrische Abschnitt des Manschettenadapters 2 mit
großem
Durchmesser ist und der Befestigungsabschnitt des anderen Endes
der Manschette 10 wird, ist auf den äußeren Umfangsabschnitt der äußeren Laufbahn 4a des
Universalgelenks 4 fest aufgepreßt und angebracht. Die Manschette 10 ist
zwischen der inneren Welle 3 und der äußeren Laufbahn 4a des
Universalgelenks so angebracht, daß sie das Universalgelenk 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
Befestigungsabschnitt 1a des einen Endes durch Befestigung
eines Befestigungsbands B nahe dem Endabschnitt des Befestigungsabschnitts 1a des
einen Endes aufgebracht. Ein ringförmiger rückspringender Abschnitt 1a1,
der zur Befestigung durch das Befestigungsband B verwendet wird,
ist auf dem äußeren Umfangsabschnitt
des Befestigungsabschnitts 1a des einen Endes ausgebildet.
Die Bodenoberfläche 1a2 des
ringförmigen
rückspringenden
Abschnitts 1a1 ist ausgebildet, um zwei ringförmige 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
Befestigungsabschnitt 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 Befestigungsabschnitt 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 Befestigungsabschnitts 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 Befestigungsabschnitt 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 Befestigungsabschnitt 1a des
einen Endes und dem ringförmigen
Lippenabschnitt 1b ist ein ringförmiger partieller Durchgang 1d ausgebildet, der
sich in Umfangsrichtung erstreckt. Der ringförmige partielle Durchgang 1d steht
in Verbindung mit dem partiellen Durchgang 1c, der auf
der inneren Umfangsoberfläche
des Befestigungsabschnitts 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 Befestigungsabschnitt
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 Befestigungsabschnitt 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 partielle 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 Befestigungsabschnitt 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 Befestigungsabschnitt 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 Weise 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 aufgrund der Existenz des
ringförmigen partiellen
Durchgangs 1d abgeknickt sind. Daher ist der Strömungswiderstand
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
Befestigungsabschnitts 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, erstrecken sich in
axialer Richtung, und der ringförmige
partielle Duchgang 1d, der auf der inneren Umfangsoberfläche nahe
der Grenze zwischen dem Befestigungsabschnitt 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 Befestigungsabschnitt 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, in dem er sich nahezu
gerade in axialer Richtung erstreckt. Wenn die Manschette 10 eingebaut
ist, wie in 2 und 3 gezeigt,
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 1b1 des ringförmigen Lippenabschnitts 1b ist
so, daß sich
der Spitzenabschnitt 1b1 nahe dem ringförmigen abgeschrägten Abschnitt 5a des
zentralen 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 aufgeweitet, wie durch gestrichelte Linien in 3 gezeigt,
und zwar aufgrund der Zentrifugalkraft, die auf den 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
Befestigungsabschnitts 1a des einen Endes der Manschette
ausgebildet ist, der partielle Durchgang 1d, der an der
inneren Umfangsoberfläche
nahe der Grenze zwischen dem Befestigungsabschnitt 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 aufgrund Änderungen des Innenvolumens
der Manschette 10 aufgrund des Umstands erhöht wird,
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
Duchgang 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 eingesaugt 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 1b1 des ringförmigen Lippenabschnitts 1b aufgrund
der Zentrifugalkraft hinsichtlich ihres Durchmessers elastisch nach
außen
expandiert (in der durch den Pfeil gezeigten Richtung) und die Spitze 1b1 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 Zentrifugalkraft 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
verhin dern, 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 1b1 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 1b1 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 1b1 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 Befestigungsabschnitt 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
Befestigungsabschnitts 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 Verbindung 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 Befestigungsabschnitt
des einen Endes und das andere Ende der Manschette auf die andere
der beiden Wellen über ihren
Befestigungsabschnitt des anderen Endes angebracht ist, um hierdurch
das Universalgelenk abzudecken, der Befestigungsabschnitt des einen
Endes der Manschette an seinem Endabschnitt einen ringförmigen Lippenabschnitt.
Der Befestigungsabschnitt 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
Befestigungsabschnitts 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 Fahreug 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
Befestigungsabschnitts 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
Befestigungsabschnitts 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.