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Schutzverkleidung für Gelenke beliebiger Art Die Erfindung bezieht
sich auf eine einstückige Schutzvorrichtung aus gummielistischem Werkstoff für Gelenke,
insbesondere Kreuzgelenke bei Wellen. . Bei Gelenken dieser Art, insbesondere
bei Kreuzgelenken, Spurstangengelenken od. dgl. im Fahrzeugbau besteht die Schwierigkeit,
die Gelenke gegen das Austreten von Fett und Eindringen von Wasser und Schmutz zu
schützen.
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Zu diesem Zweck werden in die Gelenke häufig O-Ringe, Simmerringe
od. dgl. eingebaut, die das Gelenkinnere nach außen hin abschließen bzw. abdichten
sollen. Diese Abdichtungen unterliegen je-
doch durch die ständigen Gelenkbewegungen
einem starken Verschleiß, so daß ihre Funktionsfähigkeit nach einer gewissen Betriebszeit
in Frage gestellt ist. Bei Gelenkteilen, z. B. an Fahrzeugen, die während des Betriebes
warm und dann plötzlich durch Schmutzwasser oder durch Eintauchen in Wasser abgekühlt
werden, kommt es außerdem vor, daß die im Gelenk vorhandene Luft durch die Abkühlung
ihr Volumen vermindert, so daß dadurch die Gefahr besteht, daß Wasser in das Gelenkinnere
eingesogen wird.
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Es sind auch bereits Schutzvorrichtungen bekanntgeworden, die aus
schlauch- bzw. blasenartig die Gelenke umgebenden elastischen Hüllen bestehen und
zwecks Dauerschmierung mit einer Fettmasse gefüllt sind. Bei diesen die Gelenke
mit Abstand umgebenden Hüllen besteht die Gefahr, daß diese - insbesondere
wenn sie bei Fahrzeugen eingebaut sind -
beschädigt werden, so daß sie ihre
Aufgabe, die Gelenke gegen Eindringen von Wasser und Schmutz zu schützen, nicht
erfüllen können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Unzulänglichkeiten und
Nachteile der bisher bekannten Abdichtungsmittel zu beseitigen und eine Schutzvorrichtung
für Gelenke, insbesondere Kreuzgelenke bei Wellen, zu schaff en, die die empfindlichen
Gelenkteile vollkommen nach außen hin abschließt, so daß diese Teile gegen Verschmutzung
und sonstige äußeren Einflüsse sicher geschützt sind.
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Die Erfindung geht dabei ebenfalls von einer einstückigen und das
Gelenk umgebenden Schutzvorrichtung aus gummielastischem Werkstoff aus und ist dadurch
gekennzeichnet, daß die das ganze Gelenk, einschließlich der benachbarten Wellenbereiche,
umhüllende Schutzverkleidung aus einem die fertigmontierten Gelenkteile hauteng
umschließenden Überzug besteht, der in einem an sich bekannten Tauch- oder Schmelzverfahren
aufgebracht ist. Diese Ummantelung sitzt weitgehend formschlüssig auf den einzelnen
Gelenkteilen und umhüllt sie allseitig, so daß das ganze Gelenk mit einer Schutzhaut
überzogen ist. Die Ummantelung macht dabei im großen und ganzen die Gelenkausscl-fläge
mit, was durch die Elastizität ihres Werkstoffes ermöglicht wird. Dies wird dadurch
noch erleichtert, daß die Ummantelung auf den Gelenkteilen nicht fest und unter
Spannung aufliegt, sondern daß die Gelenkteile unter der Ummantelung noch relative
Bewegungen ausführen können.
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Nach der Erfindung ist ferner vorteilhafterweise vorgesehen, daß die
Stärke des Überzugs in den einzelnen Bereichen des Gelenks je nach der Größe
der Beanspruchung unterschiedlich ausgeführt ist, und zwar z. B. bei Anwendung eines
Tauchverfahrens durch Verändern der Eintauchgeschwindigkeit während des Eintauchens
bzw. durch Verändern der Einwirkungsdauer und durch das Verändern des Wärmezustandes,
d. h. der Temperatur der einzelnen Gele»kteile zueinander. Hierdurch wird
ermöglicht, daß die erfindungsgemäße Schutzverkleidung auch auf die nicht sich bewegenden
Teile des Gelenks in günstiger, d. h. kostensparender Weise ausgedehnt werden
kann.
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Im Rahmen der Erfindung ist es des weiteren vorgesehen, daß der die
Gelenkteile ummantelnde Überzug an der An- und/oder Abtriebsseite des Gelenks in
eine balgartige Umhüllung, insbesondere in einen Faltenbalg, übergeht. Eine solche
balgartige Umhüllung, die dazu dienen soll, die Anschlußteile des Gelenks bzw. die
Koppelstellen mit den benachbarten Wellen zu schützen, kann dabei auf technisch
sehr einfache Weise zusammen mit dem Gelenküberzug hergestellt werden.
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Gemäß der Erfindung geht ferner der Überzug an der An- und/oder Abtriebsseite
des Gelenks in einen zum Schutz während des Transports und der Lagerung bestimmten,
abtrennbaren Schutzüberzug über. Dieser Schutzüberzug wird vorteilhafterweise zusammen
mit
der Schutzverkleidung für das Gelenk hergestellt und dient dazu, die Anschlußteile
des Gelenks, z. B. Keilverzahnungen, Simmerringsitze und feinbearbeitete Anschlußflächen
an der An- und/oder Abtriebsseite des Gelenks od. dgl. während der Zeit zwischen
Herstellung und Gebrauch zu schützen.
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In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß es bereits bekannt
ist, abstreifbare Ummantelungen aus elastischem Kunststoff als Schutzhüllen für
Versand und Aufbewahrung-empfindlicher Güter, z. B. Bohrer, Meßdorne, Drehstähle
u. dgl., herzustellen. Dies muß,aber stets in einem besonderen Arbeitsverfahren
vor sich gehen, während der im Sinne der Erfindung vorgesehene Schutzüberzug in
einem Arbeitsgang mit dem Aufbringen der Gelenkummantelung herstellbar ist.
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Der das Gelenk ummantelnde Überzug besteht vorteilhafterweise aus
einem Kunststoff, vorzugsweise auf der Basis von lose vernetztem, z. -B. mit Polyvinylchlorid
behandeltem Polyurethan, von Siliconkautschuk oder von Lösungen von Mischpolymerisaten.
Diese Kunststoffe haben den Vorteil, daß sie gumrnielastische Eigenschaften besitzen,
jedoch in ihren mechanischen Werten und auch in ihrer Beständigkeit gegenüber
öl, Benzin und Alterung den Üblichen Gummiarten überlegen sind.
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-. Die erlindungsgemäße Schutzverkleidung eignet sich für Gelenke
-im Fahrzeugbau, z. B. für Kreuzgelenke oder Spurstangengelenke. Als Beispiel
hierzu ist im nachfolgenden die Anwendung der Erfindung auf ein im Kraftfahrzeugbau
übliches Kardangelenk beschrieben.
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Dieses Kardangelenk- besteht wie üblich aus zwei Wellenstümpfen, die
einerseits derart ausgebildet sind, daß sie mit den benachbarten Wellen gekoppelt
werden können, und die andererseits mit einer Gelenkgabel versehen sind. Diese beiden
Gelenkgabeln, die senkrecht zueinander stehen, sind wie üblich über ein Zapfenkreuz
miteinander gekoppelt, wobei die einzelnen Zapfen drehbar in den Gabelköpfen gelagert
sind.
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Erfindungsgemäß sind nun die beiden Gelenkgabeln und das Zapfenkreuz,
also die eigentlichen Gelenkteile, mit einem hautartig umhüllenden ÜBerg zug aus
gummielastischem Werkstoff umman elt. Der Überzug liegt dabei weitgehend unter Formschluß
auf den Gelenkteilen auf, gestattet jedoch, daß die Gelenkteile unter dem Überzug
noch zu einem gewissen Grad relative Bewegungen ausführen können.
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Bei einer Abbeugung des Gelenks wird der Überzug durch die Drehbewegungen
zwischen Zapfen und Gabelkopf elastisch verformt und hauptsächlich verdrehend beansprucht.
Durch seine gununielastischen Eigenschaften nimmt er jedoch diese Verformungen auf,
ohne der Gelenkbewegung einen wesentlichen Widerstand entgegenzusetzen. Die Lebensdauer
der erfindungsgemäßen Schutzverkleidung wird dabei dadurch erhöht, daß der Überzug
nicht unter Spannung auf den Gelenkteilen aufliegt, was den Verformungswiderstand
erhöhen würde, sondern daß der -Überzug die Gelenkteile derart umhüllt, daß geringe
relative Bewegungen auf den Teilen möglich sind.
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Die Gelenke werden mit einem Heißlagerfett abgeschmiert, dessen Tropfpunkt
über der Tauchtemperatur liegt. Die Menge des Heißlagerfettes wird dabei so reichlich
bemessen, daß die Gelenke auf Lebensdauer geschmiert sind. In Sonderfällen kann
nacl-u dem #.,Aufbringert -dßs -hautartigen Überzugs ider üblicherweise an dem
, -Zapfenkreuz vorgesehene Schmiernippel freigelegt werden, so daß das Gelenk
über ihn abgeschmiert werden kann.
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Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der hautartige
Überzug auch jenseits der-.GelenkT gabeln fortgeführt, und zwar bis zu den als Koppelstellen
mit den, benachbarten Wellen ausgebildeten Anschlußteilen des Gelenks. Dabei ist
dieser Teil des Überzugs, der hier hauptsächlich als Korrosionsschutz dient, dünner
ausgeführt, da er nicht so beansprucht wird wie an und zwischen den Gabelteilen
des Gelenks.
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Bei diesem.-,Beispiel--ist--fer-ner- der- immiantelnde Überzug an
der An- und Abtriebsseite des Gelenks über die mit den benachbarten Wellen koppelnden
Anschlußteile fortgesetzt, so daß er diese zum größten Teil feinbearieiteten Teile
ähnlich wie -das Gelenk selbst mit einem hautartigen Schutzüberzug Vera sieht. Dieser
Teil des -Überzugs stellt jedoch nur einen Verpackungsschutz dar, der diese Anschlußteile
des Gelenks während des Transports und der Lagerung insbesondere, vor»Korrosion,
schützen soll. Vor dem Einbau des Gelenks beispielsweise in das Fahrzeug wird dieser
Überzug abgetrennt und abgestreift, was ohne Schwierigkeiten möglich ist.
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Die Schutzverkleidung kann aber auch in Richtung auf die Anschlußteile
des Gelenks in eine balartige Umhüllung übergehen, insbesondere in einen Faltenbalg,
der die Anschlußteile des Gelenks, z. B '
Keilverzahnungen, lose umhüllt und
nach außen hin abschirmt.
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Beim Herstellen des erfindungsgemäßen haut:.-artigen Überzugs kann
auf verschiedene Art und Weise vorgegangen werden. Der Überzug kann z. B-. in einem
Tauch-, Schmelzbad- oder Wirbelsinterverfahren aufgebracht werden.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ein Tauchverfahren
angewendet. Das fertigmontierte Gelenk wird hierbei auf ungefähr 200 bis 2501
C erwärmt und in einen ölartig flüssigen, kalten Kunststoff getaucht. Die
Eintauchzeit beträgt ungefähr 1 bis 3 Minuten, richtet sich jedoch
nach der gewünschten Stärke des Überzugs. Das Ein' und Austauchen sollte langsam
vor sich gehen, damit keine Luftblasen in den sich bildenden Überzug eingeschlossen
werden. Durch Verändern der Eintauchgeschwindigkeit während des Eintauchens kann
dabei erreicht werden, daß sich eine unterschiedliche Stärke des Überzugs, in den
einzelnen Bereichen des Gelenks ergibt, was unter bestimmten Bedingungen
wünschenswert ist. Die Stärke des Überzugs kann vorteilhafterweise nach der Größe
der Beanspruchung gerichtet werden, d. h., der Überzug kann beispielsweise
im Bereich der Gabelköpfe und des Gelenkkreuzes stärker ausgeführt sein als im Bereich
der benachbarten Gelenkteile.
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Nach dem Tauchen wird das Gelenk in einen Wärmebehandlungsofen, insbesondere
in einen Durchlaufofen, gebracht, wo der Kunststoffüberzug ungefähr bei einer Temperatur
von 200 bis 250' C
und während einer Zeit von 1 bis 4 Minuten ausgelatiniert.
Daraufhin wird das hautartig überzogene Gelenk in Wasser gekühlt und ist bereits
fertig zum Versand bzw. nach dem Abtrennen der Versandschutzüberzüge zum Einbau.
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Soll das nachfolgende Freilegen des Schiniernippels am Zapfenkreuz
und das Abschmieren des
Gelenks vermieden werden, so kann das fertigmontierte
Gelenk bereits vor dem Eintauchen in die überzugsmasse mit einem Heißlagerfett,
das beispielsweise einen Tropfpunkt von 280'C aufweist, abgeschmiert werden,
so daß daraufhin das Gelenk ohne weiteres auf 200 bis 250' C erhitzt werden
kann.
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Bei der Anwendung des an sich bekannten sogenannten Schmelzbadverfahrens,
das beispielsweise zum Herstellen von Schutzhüllen für Transport und Lagerung empfindlicher
Einzelteile, z. B. Bohrer, Meßdorne, Drehstähle u. dgl., üblich ist, wird im Rahmen
der Erfindung ähnlich vorgegangen. Auch hier entsteht der erfindungsgemäße überzug
durch Eintauchen des fertigmontierten Gelenks in den flüssigen Kunststoff, jedoch
mit dem Unterschied, daß nicht das Gelenk, sondern die Kunststofflösung erhitzt
ist. Auch hier läßt sich also die Stärke des überzugs durch unterschiedliche Eintauchgeschwindigkeit
verändern.
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Bei Anwendung des Wirbelsinterverfahrens wird an das auf
160 bis 240' C erwärmte Gelenk Kunststoffpulver gewirbelt, das zu
einer geschlossenen Kunststoffschicht aufsintert und durch die vom Gelenk abgegebene
Wärme zu einem porenlosen überzug verschmilzt. Bei diesem Verfahren ist es auch
möglich, das Werkstück während des Wirbelsinterns zu bewegen, um die Gleichmäßigkeit
der sich bildenden Schicht zu erhöhen.
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Bei all diesen Verfahren ist es möglich, an dem fertigmontierten Gelenk
vorher einen Formkern anzubringen, der die Gestalt eines Balges oder Faltenbalges
aufweist und auf dem während des Herstellens des Schutzüberzugs zugleich eine balgartige
Umhüllung oder ein Faltenbalg entsteht. Nach Abschluß des Verfahrens kann dann der
Formkern infolge der Elastizität der balgartigen Umhüllung leicht von dem Gelenk
abgezogen und entfernt werden.
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Die erfindungsgemäße Schutzverkleidung für Gelenke kann auch auf andere
Art und Weise, z. B. durch Aufspritzen, Aufstreichen od. dgl., hergestellt sein.
Ferner kann dazu jeder Werkstoff, der eine genügende Elastizität aufweist, verwendet
werden.