DE10313549B4

DE10313549B4 - Abdichtungsanordnung für Tripodegelenke

Info

Publication number: DE10313549B4
Application number: DE10313549A
Authority: DE
Inventors: Herbert Hofmann
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: DE10313549A1

Abstract

Abdichtungsanordnung, die zur Abdichtung des Gelenkraums eines Tripodegelenks bestimmt ist, wobei das Tripodegelenk (11) ein Außenteil (12) umfaßt, das an einem Öffnungsende einen dreiblättrigen Außenquerschnitt hat, und ein Innenteil (13) umfaßt, das mit einer aus dem Öffnungsende des Außenteils (12) austretenden Welle (16) verbunden ist, mit einem Faltenbalg (15), der mit einem ersten Bund (21) auf dem dreiblättrigem Außenquerschnitt des Außenteils (12) und mit einem zweiten Bund (22) auf der Welle (16) festgelegt ist, und einem Spannring (23), der auf dem ersten Bund (21) des Faltenbalgs (15) sitzt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Bund (21) umlaufend ein gleichmäßiges Profil aufweist und einen dem dreiblättrigen Außenquerschnitt des Außenteils (12) abdichtend angepaßten Umfangsverlauf hat und
daß der Spannring (23) bandförmig umlaufend geschlossen ist und einen dem ersten Bund (21) angepaßten im Querschnitt dreiblättrigen Umfangsverlauf hat.

Description

Die Erfindung betrifft Mittel zur Abdichtung des Gelenkraums eines Tripodegelenks, wobei das Tripodegelenk ein Außenteil umfaßt, das an einem Öffnungsende einen dreiblättrigen Außenquerschnitt hat, und ein Innenteil umfaßt, das mit einer aus dem Öffnungsende des Außenteils austretenden Welle verbunden ist, wobei ein Faltenbalg mit einem ersten Bund auf dem dreiblättrigen Außenquerschnitt des Außenteils und mit einem zweiten Bund auf der Welle festgelegt ist und Spannmittel zur Festlegung des ersten Bundes und des zweiten Bundes vorgesehen sind.
Die Gelenkaußenteile von Tripodegelenken können mit außenzylindrischem Querschnitt ausgeführt werden. Hierbei ist zur Abdichtung die Verwendung von Faltenbälgen möglich, die rotationssymmetrische Ringfalten haben und einen ebenfalls rotationssymmetrischen ersten Bund, der auf dem Gelenkaußenteil abdichtend festlegbar ist. Zur Festlegung kann ein kreisringförmiges Spannband dienen. Außenteile dieser Art sind sehr schwer und werden zunehmend weniger verwendet.
Die übliche Form der Außenteile von Tripodegelenken ist eine dreiblättrige oder trilobe Querschnittsform, die die Herstellung der Außenteile aus Material von im wesentlichen gleichmäßiger Wandstärke zuläßt. Diese dreiblättrige Querschnittsform setzt sich bis zum Öffnungsende des Außenteils fort. Außenteile dieser Art sind nicht für das Abdichten mittels Faltenbälgen der zuvor genannten Art geeignet. Es ist hierbei eine Adaption des Faltenbalges an den dreiblättrigen Außenquerschnitt des Gelenkaußenteils erforderlich, die einen Ausgleich zwischen den rotationssymmetrischen Ringflanken des Faltenbalges und der unrunden dreiblättrigen Querschnittsform des Außenteils schafft.
Aus der EP 0 915 264 A2 ist ein hierfür geeigneter Faltenbalg bekannt, bei dem ein erster Bund mit sich über dem Umfang wesentlich änderndem Querschnittsprofil verwendet wird, wobei eine äußere Umfangsfläche des ersten Bundes rotationssymmetrisch ist und eine innere Umfangsfläche des ersten Bundes dem dreiblättrigen Außenquerschnitt des Gelenkaußenteils angepaßt ist. Die rotationssymmetrischen Ringfalten schließen hierbei an die rotationssymmetrische Umfangsfläche des ersten Bundes an.
Ein ähnlicher Faltenbalg ist aus der EP 1 273 834 A2 bekannt, bei dem ebenfalls ein erster Bund mit über dem Umfang veränderlichem Querschnittsprofil versehen ist. Aus einem Bund, der außen eine rotationssymmetrische Umfangsfläche bildet, sind nach innen Umfangsrippen ausgeformt, die eine in Ansicht dreiblättrige Querschnittsöffnung bilden, wobei die genannten Umfangsrippen eine umlaufende abdichtende Anlage des ersten Bundes an dem dreiblättrigen Außenquerschnitt des Gelenkaußenteils sicherstellen. Auch hier schließen die rotationssymmetrischen Ringfalten an der äußeren Umfangsfläche des ersten Bundes an.
Aus der EP 1 182 372 A2 ist eine weitere Form eines Faltenbalgs bekannt, bei dem der erste Bund ein über dem Umfang veränderliches Querschnittsprofil hat und eine dem dreiblättrigen Außenquerschnitt des Außenteils angepaßte Innenöffnung bildet. Hierbei schließt jedoch ein Übergangsbereich des Faltenbalges an einer inneren Umfangsfläche des ersten Bundes von in Ansicht dreiblättriger Querschnittsform an, wobei ein Übergangsbereich vorgesehen ist, der den Übergang zu den rotationssymmetrischen Ringfalten des Faltenbalgs schafft.
Aus der DE 22 40 436 A ist eine Schutzanordnung für Tripodegelenke bekannt, bei der eine Manschette das Gelenkinnere vollständig umschließt. Hierbei ist das Gelenkaußenteil zweischalig und besteht aus einem äußeren Gehäuse mit Anschlußflansch und einer inneren Schale zur Ausbildung von Laufbahnen. Zwischen beiden liegt eine als Schürze bezeichnete axiale Verlängerung der Manschette, die weiterhin einen Boden ausbildet und am Umfang überlappend geteilt ist. Das Drehmoment am Tripodegelenk wird innerhalb des Gelenkaußenteils elastisch gedämpft über die Schürze geleitet.
Ausgehend von den vorstehenden Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, vereinfachte Mittel zum Abdichten eines Tripodegelenks bereitzustellen. Die Lösung hierfür besteht in einer Abdichtungsanordnung, die zur Abdichtung des Gelenkraums eines Tripodegelenks bestimmt ist, wobei das Tripodegelenk ein Außenteil umfaßt, das an einem Öffnungsende einen dreiblättrigen Außenquerschnitt hat, und ein Innenteil umfaßt, das mit einer aus dem Öffnungsende des Außenteils austretenden Welle verbunden ist, mit einem Faltenbalg, der mit einem ersten Bund auf dem dreiblättrigem Außenquerschnitt des Außenteils und mit einem zweiten Bund auf der Welle festgelegt ist, und einem Spannring, der auf dem ersten Bund des Faltenbalgs sitzt, wobei der erste Bund umlaufend ein gleichmäßiges Profil aufweist und einen dem dreiblättrigen Außenquerschnitt des Außenteils abdichtend angepaßten Umfangsverlauf hat und der Spannring bandförmig umlaufend geschlossen ist und einen dem ersten Bund angepaßten im Querschnitt dreiblättrigen Umfangsverlauf hat.
Im übrigen besteht die Lösung in einer Tripodegelenkanordnung aus einem Tripodegelenk, das ein Außenteil umfaßt, das an einem Öffnungsende einen dreiblättrigen Außenquerschnitt hat, und ein Innenteil umfaßt, das mit einer aus dem Öffnungsende des Außenteils austretenden Welle verbunden ist, einem Faltenbalg, der mit einem ersten Bund auf dem dreiblättrigen Außenquerschnitt des Außenteils und mit einem zweiten Bund auf der Welle festgelegt ist, und einem Spannring, der auf dem ersten Bund des Faltenbalgs sitzt, wobei der erste Bund des Faltenbalgs über dem Umfang ein gleichmäßiges Profil aufweist und abdichtend auf dem dreiblättrigen Außenquerschnitt des Außenteils aufsitzt und wobei der Spannring bandförmig umlaufend geschlossen ist und am ersten Bund anliegend einen diesem formangepaßten im Querschnitt dreiblättrigen Umfangsverlauf hat.
Der Spannring kann hierbei bevorzugt ausgehend von einem zunächst geschlossenen kreisringförmigen Ringkörper durch Magnetimpulsumformen zu der erfindungsgemäßen fertigen Form umgeformt werden, um einen Festsitz des ersten Bundes des Faltenbalges auf dem im Querschnitt außen dreiblättrigen Gelenkaußenteil des Tripodegelenks zu schaffen. Die erfindungsgemäßen Mittel umfassen zum einen ei nen in der Formgebung wesentlich vereinfachten Faltenbalg, der in allen Querschnitten einschließlich des ersten Bundes im wesentlichen gleichmäßige Wandstärke über dem Umfang hat, und zum anderen einen daran angepaßten Spannring von neuartiger Form, der von bekannten im wesentlichen rotationssymmetrischen Spannbändern wesentlich abweicht. In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß der Faltenbalg eine Mehrzahl von rotationssymmetrischen Ringfalten und einen Übergangsabschnitt zwischen dem ersten Bund der nächstliegenden ersten Ringfalte aufweist. Weiterhin wird vorgeschlagen, daß der Übergangsbereich aus einer im wesentlichen konischen Ringfläche und drei konkav in dieser eingeformten Taschen besteht. Gegenüber bekannten Faltenbälgen mit Adaptermitteln ist eine wesentliche Materialersparnis möglich. Gleichzeitig ist eine Herstellung durch Blasformen wesentlich erleichtert möglich.
Der Spannring wird vorzugsweise so geformt, daß er drei nach außen weisende Umfangsabschnitte und drei konkave nach innen gebogene Umfangsabschnitte umfaßt. Hierbei wird insbesondere vorgeschlagen, daß der Spannring aus einem Bandabschnitt rundgebogen und an den Enden zusammengeschweißt ist. Als Material ist hochwertiger Stahl zu bevorzugen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend im Vergleich mit einer Ausführung nach dem Stand der Technik in den Zeichnungen dargestellt.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Tripodegelenkanordnung

a) im Gesamtlängsschnitt
b) im Längsschnitt durch das Außenteil als Einzelheit
c) im Querschnitt durch das Außenteil als Einzelheit;

2 zeigt Einzelheiten einer erfindungsgemäßen Tripodegelenkanordnung

a) im Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Faltenbalg
b) im Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Faltenbalg
c) im Längsschnitt durch ein Tripodegelenkaußenteil als Einzelheit
d) im Querschnitt durch das Gelenkaußenteil nach 2c
e) im Querschnitt durch das Gelenkaußenteil und den Faltenbalg vor dem Umformen des Spannringes
f) im Querschnitt durch das Gelenkaußenteil und den Faltenbalg nach dem Umformen des Spannringes;

3 zeigt Einzelheiten einer Tripodegelenkanordnung nach dem Stand der Technik

a) im Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Faltenbalg
b) im Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Faltenbalg
c) im Längsschnitt durch ein Tripodegelenkaußenteil als Einzelheit
d) im Querschnitt durch das Gelenkaußenteil nach 2c
e) im Querschnitt durch das Gelenkaußenteil und den Faltenbalg.

Die Darstellungen der 1 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Eine erfindungsgemäße Tripodegelenkanordnung besteht im wesentlichen aus einem Tripodegelenk 11, einem Faltenbalg 15 und einer Welle 16. Hierbei weist das Tripodegelenk ein im Querschnitt dreiblättriges Gelenkaußenteil 12, einen Tripodestern 13 und Rollenanordnungen 14 auf, von denen drei umfangsverteilt auf dem Tripodestern 13 angeordnet sind. Die Rollen sind in Kontakt und längsverschieblich gehalten im Gelenkaußenteil 12. In den Tripodestern 13 ist die Welle 16 eingesteckt. Mit dem Gelenkaußenteil 12 ist ein Rohr 17 und weiterer Gelenkzapfen 18 verschweißt. Der Faltenbalg 15 umfaßt einen ersten Bund 21 und einen zweiten Bund 22. Der erste Bund 21 ist auf dem Gelenkaußenteil 12 aufgezogen und mit einem erfindungsgemäßen Spannring 23 auf diesem festgelegt. Der zweite Bund 22 ist mit einem konventionellen Spannband 24 auf der Welle 16 festgelegt. Im Querschnitt nach Figur c ist erkennbar, daß das Gelenkaußenteil 12 drei nach außen vortretende Außenbereiche 25 und drei dazwischen liegende außen konkave Zwischenbereiche 26 umfaßt.
Die einzelnen Darstellungen in 2 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. Aus dieser Figur wird ersichtlich, daß der erste Bund 21 des Faltenbalgs 15 einen dem dreiblättrigen Querschnitt des Gelenkaußenteils 12 formangepaßten ersten Bund 21 etwa gleichförmiger Dicke, d. h. mit gleichbleibendem Profil, aufweist, an dem hier eine Verstärkungsrippe 19 zusätzlich sichtbar ist. Der Bund 21 weist damit wie das Gelenkaußenteil 14 drei nach außen vortretende Außenbereiche 27 und drei außen konkave Zwischenbereiche 28 auf. Der an das Gelenkaußenteil 12 formangepaßte Bund 21 kann mit Umfangskontakt spielfrei auf das Gelenkaußenteil 12 aufge zogen werden. Ein im Ausgangszustand kreisrunder Spannring 23 ist nach Darstellung e) auf den ersten Bund 21 aufgeschoben und nach Darstellung f) durch radiale Umformung an den dreiblättrigen Querschnitt des Gelenkaußenteils 12 und des ersten Bundes 21 angepaßt, so daß er mit radialer Vorspannung umlaufend am ersten Bund 21 des Faltenbalgs 15 anliegt. Somit hat auch der Spannring 23 drei nach außen weisende Außenbereiche 29 und drei dazwischen liegende Zwischenbereiche 30. Die Umformung des Spannrings 23 kann insbesondere durch ein Magnetimpulsumformverfahren vollzogen werden.
Die einzelnen Darstellungen in 3 werden nachstehend gemeinsam beschrieben. In der Darstellung eines Faltenbalgs 15' nach dem Stand der Technik wird erkennbar, daß dieser eine innere Umfangsfläche hat, die dem dreiblättrigen Außenquerschnitt des Gelenkaußenteils 12 formangepaßt ist, wobei jedoch durch ein stark veränderliches Profil über dem Umfang eine äußere kreisringförmige Umfangsfläche 20 gebildet wird, die einen ebenfalls kreisringförmigen Spannring 23' aufnimmt, der den ersten Bund 21 des Faltenbalgs 15' auf dem außen kleeblattförmigen Querschnitt des Gelenkaußenteils 12 festlegt. Auch dieser Spannring 23' kann durch radiale Umformung, insbesondere mechanisches Crimpen, mit radialer Vorspannung auf dem ersten Bund 21 des Faltenbalgs 15' festgelegt werden. Es ist jedoch auch die Verwendung konventioneller sich an den Enden überlappender Spannbänder und/oder Spannbänder mit einem Ω-förmigen Ohr im Umfangsverlauf möglich.

11: Tripodegelenk
12: Außenteil
13: Innenteil
14: Rollenanordnung
15: Faltenbalg
16: Welle
17: Rohrwelle
18: Wellenzapfen
19: Innenrippe
20: Umfangsfläche
21: erster Bund
22: zweiter Bund
23: Spannring
24: Spannband
25: Außenabschnitt
26: Zwischenabschnitt
27: Außenabschnitt
28: Zwischenabschnitt
29: Außenabschnitt
30: Zwischenabschnitt

Claims

Abdichtungsanordnung, die zur Abdichtung des Gelenkraums eines Tripodegelenks bestimmt ist, wobei das Tripodegelenk (11) ein Außenteil (12) umfaßt, das an einem Öffnungsende einen dreiblättrigen Außenquerschnitt hat, und ein Innenteil (13) umfaßt, das mit einer aus dem Öffnungsende des Außenteils (12) austretenden Welle (16) verbunden ist, mit einem Faltenbalg (15), der mit einem ersten Bund (21) auf dem dreiblättrigem Außenquerschnitt des Außenteils (12) und mit einem zweiten Bund (22) auf der Welle (16) festgelegt ist, und einem Spannring (23), der auf dem ersten Bund (21) des Faltenbalgs (15) sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bund (21) umlaufend ein gleichmäßiges Profil aufweist und einen dem dreiblättrigen Außenquerschnitt des Außenteils (12) abdichtend angepaßten Umfangsverlauf hat und daß der Spannring (23) bandförmig umlaufend geschlossen ist und einen dem ersten Bund (21) angepaßten im Querschnitt dreiblättrigen Umfangsverlauf hat.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (15) eine Mehrzahl von rotationssymmetrischen Ringfalten und einen Übergangsabschnitt zwischen dem ersten Bund (21) und der nächstliegenden ersten Ringfalte aufweist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsabschnitt aus einer im wesentlichen konischen Ringflanke und drei konkav in dieser eingeformten Taschen besteht.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (23) drei nach außen vortretende Außenabschnitte (25) und drei konkave nach innen gebogene Zwischenabschnitte (26) umfaßt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (23) aus einem Bandabschnitt rundgebogen und an den Enden zusammengeschweißt ist.
Tripodegelenkanordnung aus einem Tripodegelenk (11), das ein Außenteil (12) umfaßt, das an einem Öffnungsende einen dreiblättrigen Außenquerschnitt hat, und ein Innenteil (13) umfaßt, das mit einer aus dem Öffnungsende des Außenteils (12) austretenden Welle (16) verbunden ist, einem Faltenbalg (15), der mit einem ersten Bund (21) auf dem dreiblättrigen Außenquerschnitt des Außenteils (12) und mit einem zweiten Bund (22) auf der Welle (16) festgelegt ist, und einem Spannring (23), der auf dem ersten Bund (21) des Faltenbalgs (15) sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bund (21) des Faltenbalgs über dem Umfang ein gleichmäßiges Profil aufweist und abdichtend auf dem dreiblättrigen Außenquerschnitt des Außenteils (12) aufsitzt und daß der Spannring (23) bandförmig umlaufend geschlossen ist und am ersten Bund (21) anliegend einen diesem formangepaßten im Querschnitt dreiblättrigen Umfangsverlauf hat.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg eine Mehrzahl von rotationssymmetrischen Ringfalten und einen Übergangsabschnitt zwischen dem ersten Bund (21) und der nächstliegenden ersten Ringfalte aufweist.
Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsabschnitt aus einer im wesentlichen konischen Ringflanke und drei konkav in dieser eingeformten Taschen besteht.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (23) drei nach außen vortretende Außenabschnitte (25) und drei konkave nach innen gebogene Zwischenabschnitte (26) umfaßt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (23) aus einem Bandabschnitt rundgebogen und an den Enden zusammengeschweißt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (23) in situ magnetimpulsumgeformt ist.