DE1775265A1 - Elastische Faltenmanschette - Google Patents

Description

• Elastische Faltenmanschette Die Erfindung betrifft eine elastische Faltenmanschette aus Gummioder Kunststoff zur Abdichtung von bewegten Maschinenteilen, wie z. B. Achsen, Gelenke, Lager od.dergl., in Form einer zylindrischen, kegeligen oder sonstwie geformten Hülle mit an den Enden vorgesehenen, die dichtende Verbindung mit dem jeweiligen Maschinenteil ermöglichenden Anschlußöffnungen bzwo Einspannstellen und Faltungen in den Manschettenwandungen.
• Aus elastischem Material hergestellte Manschetten sind in verschiedenen Hauarten bekannt. Der Mantel solcher Manschetten wird aus radialen, d.ho in Umfangsrichtung des Körpers verlaufenden, Falten gebildet, deren Querschnitte halbkreisförmig-ausgebildet oder aus winklig zueinander gerichteten Wandungen gebildet sind. Solche bekannten Manschetten können in axialer Richtung gestreckt oder gestaucht werden, sie sind jedoch quer zur Längsachse, d.ho in ihrer Umfangsrichtung, steif und lassen sich nicht auf Verdrehung beanspruchen. Diese Manschetten werden vor allem zur Abdichtung des freien Raumes zwischen den beiden Anschlußteilen von Gelenken und dergl. eingesetzt, um die auftretenden Längenausdehnungen aufzunehmen. Der Hauptnachteil dieser bekannten Manschettenart ist jedoch der, daß sie keine oszillierenden Schwingungen aufnehmen können, die axial bzw. radial oder in beiden Bewegungsrichtungen gleichzeitig auftreten. Bedingt durch die Struktur des Materials sind Manschetten aus Gummi oder Kunststoff herkömmlicher Bauart von begrenzter Lebensdauer, insbesondere dann, wenn oszillierende Schwingungen in verschiedenen Richtungen auftreten.
• Da die bereits verwendeten elastischen Materialien inkompressibel sind, ist die Aufnahme der in verschiedenen Richtungen wirkenden Bewegungen der abzudichtenden Maschinenteile nur durch die besondere Anordnung der Falten in der Manschette möglich. Die bisher bekannten Faltenmanschetten mit in Umfangsrichtung angeordneten Falten ließen sich zoBo schlecht für Drehstabfederungen verwenden, bei der ein Stabende des Drehstabes fest eingespannt wird. Das freie Stabende, in der Führung gleitend, wird über einen Hebelarm beaufschlagt. Entsprechend der Länge des Drehstabes f;_ihrt derselbe eine um die Längsachse gerichtete Bewegung durch. Diese Bewegung bann aus der neutralen Lage heraus z.B. ca. + 154 betragen. Vielfach ist zwischen der festen Einspannstelle des ;tabes und der Führung dienenden Gleitbuchse eine Abdichtung notwendig, um das Eindringen von Schmutzwasser oder anderen aggressiven Medien zu unterbinden. Andererseits soll auch das Austreten irgendwelcher Gleitmittel, wie Ölelzw. Fette verhindert werden. Um eine vollkommene Abdichtung zu erreichen, müssen die hierbei angeordneten Schutzmanschetten sowohl an der festen Einspannstelle als auch auf dem Gleitring befestigt werden. .üie in bekannter Weise ausgebildeten Manschetten mit radial zur Längsachse laufenden. Falten sind so nicht imstande, die bei diesem Einsatzfall auftretenden radial zur Längsachse des Drehstabes gerichteten Verformungen aufzunehmen. In solchen Fällen war es bisher üblich, an einer der beiden Einspannstellen der ?Manschette einen Gleitring anzuordnen, auf dem die Manschette befestigt wird. Dieser Gleit'ring iäßt bei entsprechender Dimensionierung die freie Bewegung zwischen Manschette und Drehstab zu, ist andererseits jedoch nicht imstande das Eindringen fremder Medien bzw. das Austreten von Schmiermitteln zu verhindern.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Faltenmanschetten zu beseitigen bzw. eine Faltenmanschette so auszubilden, daß .sie sowohl axiale' Längenänderungen als auch radiale bzw. in Umfangsrichtung wirkende Be`oegungen aufnimmt.
• Liese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Manschettenwandungen außer den in Umfangsrichtung verlaufenden Falten zusätzlich in Achsrichtung verlaufende Falten vorgesehen sind. Treten bei den abzudichtenden Maschinenteilen keine axialen Längenänderungen auf, sondern nur Längenänderungen in Umfangsrichtung der Manschette, so sind nur in axialer Richtung verlaufende Falten vorgesehen.
• Je nach der Richtung der auftretenden Bewegungen der Maschinenteile sind die' in axialer i;ichtung verlaufenden Falten nach Art steiler Schraubenlinien, erforderlichenfalls gegenläufiger ,Schraubenlinien angeordnet, oder die Faltungen verlaufen entsprechend der zylindrischen, kegelstumpfförniigen, kugeligen, parabolischen oder Honstwie gestalteten Form der Manschette in Richtung der Mantellinien.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Anschlußöffnungen verschieden groß und die Axial-Falten winklig zur Längsachse verlaufend bzw. keilförmig ausgebildet, wobei die Faltenquerschnitte in den verschiedenen Querschnittsebenen rechtwinklig zur Längsachse unterschiedlich sind. Je nach Art der aufzunehmenden Bewegungen der Maschinenteile sind in dem aus Axial-Falten gebildeten Mittelteil der Faltenmanschette mehrere Radial-Falten angeordnet, oder aber die zwischen den Anschlußöffnungen vorgesehenen Radial-Falten sind durch ein oder mehrere aus Axial-Falten gebildete Abschnitte unterbrochen.
• Der Manschettenmantel bildet entweder einen einteiligen, in Umfangsrichtung,geschlossenen rohrförmigen Körper oder aber einen einteiligen, jedoch in Längsrichtung entsprechend dem Verlauf der Axial-Falten durch eine Montagenaht aufgeteilten Körper.
• In einer anderen Ausführungsform ist der Manschettenkörper mehrteilig ausgebildet, besteht jedoch vorzugsweise aus zwei spiegelbildlichen Manschettenhälften mit spiegelbildlichen Nahtverbindungen. Die Verbindungsmittel für eine solche '11,-Iontagenaht bestehen aus in axialer Richtung verlaufenden Manschettenflanschen, die im Bereich der aufeinanderliegenden Flanschflächen abdichtende, nach Art einer Druckverbindung wirkende, erhaben und vertieft angebrachte Sicken und konische Knüpfe, Noppen od.dergl. aufweisen..
• Der in die Sicke eindringende oder diese durchdringende Schaft des Knopfes od.dergl. ist zur Erzielung einer auf die Flanschflächen einwirkenden Vorspannung kürzer gehalten als das entsprechende Teil der Sicke bzw. des Knopfwiderlagers. Zur Erhöhung der Festigkeit der Montagenaht sind die F1anschflächen außer mit den konischen Sicken einerseits und den konischen Knöpfen ododergl. andererseits mit die Flanschflächen dichtend verbindenden Klammern, Klammerleisten od. dergl. ausgestattet, die gegebenenfalls die Sicken und Knöpfe durchdringen. Außerdem ist es möglich, die aufeinanderliegenden Flanschflächen mit mechanischen Verbindungsmitteln und/ oder klebenden, dichtenden Verbindungsmitteln auszustatten.
• Der Erfindungsgedanke, der die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zuläßt, ist anhand der beiliegenden Zeichnung in mehreren Beispielen näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 einen in ichtung der Längsachse geführten "chnitt nach der Linie A - B in zig. 3 bei einer im wesentlichen zvlindrischen.Faltenman:: che t t e y Fig. 2 -analog zu Figo 1 einen Axial-Schnitt durch eine kegel.stumpfförmige Faltenmanschette nach der Linie A-B in Fig. 3; Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie C-D in Fig. bzi%. C-D in Fig. 2', Figo 4 einen Ausschnitt aus Fig. 3 im Bereich der Montagenaht in vergrößertem 'ILaßstab und Fig. 5 eine Variante zu rig: 4.
• Die erfindungsgemäße :Manschette nach Fig. 1 und Figo 3 %.ei.st zwei Austrittsöffnungen 1 und 2 bzw. Einspannstellen zum Festlegen des Manschettenkörpers auf den bewegten und abzudichtenden ha-#chiiientei len auf, wobei in diesem _=susführungsbeisniel die beiden Anschlußöffnungen 1 und 2 etwa den gleichen Durchmesser aufweisen. Zur Festlegung der Faltenmanschette auf den entsprechenden Maschinenteilen sind die Ränder der Einspannstellen 1 und 2 mit je einem Bund 1a bzw. 2a versehen, der ein Abgleiten der sich auf den Einspannflachen 1b und 2b anlegenden Schellenbändern, ipannringen od.dergl. verhindern. Der Übergang von den Einspannstellen . 1 und 2 zu den Axial-Falten 5 wird durch die im Manschettenkörper angeordneten und in Umfangsrichtung verlaufenden Radial-Falten 3 und 4 gebildet. Tri dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind zwei Radialfalten 3 und 4 vorgesehen: Es ist jedoch auch möglich, nur eine Radial-Falte vorzusehen oder aber Radial-Falten und Axial-Falten so anzuordnen, daß sie einander abwechseln. Die "nordnung hängt jeweils von der Art und Größe der auszugleichenden Bewegungen der Maschinenteile ab. Dies gilt auch für die Form der Faltenmanschette, die entweder nach Fig. 1 im wesentlichen eine, zylindrische, gemäß Fig. 2 eine kegelstumpfförmige Form aufweist oder aber kugelige oder parabolische Gestalt haben.
• Der Durchmesser der Radialfalten 3, 4 kann entsprechend den gewünschten Konstruktions- und Funktionsmerkmalen gleich groß oder größer sein als der größte Durchmesser des Querschnitts der Axial-Falten 5. Des weiteren können die- liadial-Falten 3, 4 kreisförmig ausgebildet sein. Gemäß Fig. 1 und 2 werden dabei die tiadial-Falten 3, 4 durch die Flanken 3a, 3b bzw:. 4a"4b gebildet, deren Ausmaß und Ausbildung die größt mögliche Zusammendrückung der Manschette (ätzuchung) bzw. die größt mögliche Zugbeanspruchung (Streckung) bestimmen und beeinflussen. Andererseits ist es auch möglich, die Radial-Falten 3, 4 bzw. deren Flanken spitz- bzw. stumpfwinklig zusammenzuführen, wobei der Schnittpunkt der beiden Winkel den größten Bruchmesser bildet.
• In gleicher gleise beeinflußt Anordnung, Größe, Form und Anzahl der Axial-Falten die mögliche Verdrehung der l4anschetteo Die lkxial-Falten 5 werden durch die seitlichen Flanken 5c und 5d gebildet, die in einem äußeren Scheitelpunkt 5a und einem inneren Scheitelpunkt 5b spitzwinklig aufeinandertreffen. Der äußere Scheitelpunkt 5a bestimmt gleichzeitig den größten Durchmesser der Manschette. ;.hnlich den Radial.-Falten 3,'4 können natürlich auch die Axial-Falten 5 kreisbogenförmig ausgebildet sein.
• Bei der Manschette gemäß Fig. 2 ist der Durchmesser der Anschlußöffnung 2 wesentlich größer gehalten als der Durchmesser der Anschlußöffnung 1, so daß eine im wesentlichen kegelstumpffürmige Faltenmanschette gebildet wird. Die Axial-Falten 5 verlaufen entsprechend winklig zur Manschettenlängsachse,bzw, sind als Keilfalten ausgebildet. Der verhältnismäßig flache Übergang 3 von der kleine Anschlußöffnung 1 zu den Axial-Falten 5 läßt ebenfalls eine Druck- bzw, Zugverformung der Manmchette zu. An der größeren Anschlußöffnung2 wird dieser tbergang durch die Radial-Falte 4 gebildet. In nicht weiter dargestellten Ausführungsformen sind die Axial-Falten nach Art steiler 'Schraubenlinien im Manschettenkörper angeordnet, die gegebenenfalls einander kreuzen können, je nach Art der auftretenden Bevegungen der zlaschinenteile. Um die als Verschleißprodukt bestehende Faltenmanschette zwecks Erneuerung leicht auswechseln zu können, ohne daß die miteinander verbundenen Maschinenteile getrennt werden müssen, wie dies bei den bisher üblichen einteiligen und in sich geschlossenen Manschetten der Fall war, ist weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, den Manschettenkörper zwar einteilig auszubilden, aber in Längsrichtung eine Montagenaht anzuordnen. Gebildet wird diese Montagenaht gemäß Fig. 1 bis durch in axialer Richtung verlaufende Flanschflächen 6, die aufeinanderliegend durch Verbindungsmittel festgelegt und abgedichtet sind.
• Gemäß Fig. 3 und 4 bestehen diese Verbindungsmittel aus vertieft angebrachten Sicken 7a, 7c, 6a und. konischen Knöpfen 7b auf den beiden aufeinanderliegenden Flanschflächen 6 und 7. Nach Art einer Druckknopfverbindung Wird der Knopf 7b durch die Siclte 6a der Flanschfläche 6 hindurch-

Claims (1)

1. i- a t e n t a n s ) r ü c 1i e 1. Ela-.ti @clie Faltenmanschette aus Guniini oder Kunststoff zur _itdiclitung von bewegten Ma,ichinenteilen wie z,13. Achsen, Gelenke, Lager od.dergl., in Form einer zylindrischen, ke seligen oder sonstwie geformten Hülle mit an den Znden vorg(--.,#;elienen, die dichtende Verbindung mit dem jeweiligen ';a,3cliinentel l ermöglichenden Anschlußöffnungen bzw. Einspannstellen und Faltungen in den Manschettenwandungen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Illanschettenwandungen außer den in ZTmiang:=riciitung verlaufenden Falten (3, 4) zusätzlich in Achsrichtung verlaufende Falten (5) vorgesehen sind. ?_. Elastische Faltenmanschette, insbesondere nach Ans2ruch 1, dadurch gekennzeichnet,. da!,- die nur in axialer Richtung verlaufenden malten (5) vorgesehen sind. 3. lla:;tis che Faltenmanschette nach Anspruch 1 und 2, dadurch Gekennzeichnet, daß die in axialer Richtung verlaufenden Falten (5) nach Art steiler Schraubenlinien, erforderlichenfalls gegenläufiger Schraubenlinien, angeordnet sind. geführt, wobei der Schaft 7c des Knopfes 7b etwas kürzer gehalten ist als die Tiefe der Bohrung "bzw, die Sicke 6a,, so daß dadurch eine auf die Flanschfläche-n einwirkende Vor-Spannung erzielt wird. Des weiteren ist rdie erhabene Sicke 7a der Flanschfläche 7 als umlaufende, konische Dichtleiste ausgebildet, die sich in eine entsprechend konisch ausge-i bildete und vertieft angeordnete Sicke aha des Flansehteiles dichtend einfügt. Infolge der Montagenaht läßt sich die Manschette um die abzudichtenden Maschinenteile legen und zusammenfügen, ohne daß zusätzliche mechanische Verbindungsmittel nötig sind. Bei dem in Fig3 gezeigten Ausführungsbeispiel " gelangt eine zweiteilige Faltenmanschette zur Anwendung, die aus. zwei spiegelbildlichen Manschettenhälften besteht,. wobei jeweils ein Flansch einer Hälfte mit Druckknöpfen 7b und der andere Flansch dieser Hälfte mit Sicken 6a ausgestattet ist,. Es ist jedoch möglich, zusätzliche mechanische Verbindungsmittel, wie Klammern oder Klammerleisten 8 anzuwenden, die gemäß Fig. 5 die erhaben und vertieft angeordneten Sicken 7a und 6a durchdringen. Es ist natürlich auch möglich, die aufeinanderliegenden Planschflächen 6,1 zu verkleben., zu vulkanisieren oder aber eine Verbindung aus:einer Dru.ckknopfverbindung, einer Klammerverbindung und einer Klebeverbindung zu kombinieren. Diese erfindungsgemäße Ausbildung der Man- schette aus zwei spiegelbildlichen Mansche£tenhälften ist besonders bezüglich der Herstellung und Montage wirtschaft-lich und zweckmäßig. 4. Elastische Faltenmanschette nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet» daß die in axialer Richtung ver- laufenden Falten (,5) entsprechend der zylindrischen, kegelstumpfförmigen, kugeligen, parabolischen oder sonstwie gestalteten Form der Manschette in Richtung der Mantellinien verlaufen, 5. Elastische Faltenmanschette, insbesondere nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußöffnungen (1, 2) verschieden groß und die Axial-Falten (5) winklig zur Längsachse verlaufend bzw. keilförmig ausgebildet sind, wo- bei die Faltenquerschnitte in den verschiedenen Querschnittsebenen rechtwinklig .zur Längsachse unterschiedlich sind. 6. Elastische Faltenmanschette nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem aus (5) gebildeten Mittelteil der Faltenmanschette je nach Art der aufzunehmenden Bewegungen der Maschinenteile eine oder mehrere Radial-Palten (34) angeordnet sind. 7, Elastische: Paltenmanschatte nach Anspruch 1 bis _59 dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Anschlußöffnunaen (1, 2) vorgesehenen Radial-Palten (,3 , 4) durch einen oder mehrere aus Axial-Falten (S) gebildete Abschnitte unter- brochen sind, 8, Elastische Faltenmanschette nach Anspruch 1 bis 7, da- durch gekennzeichnet,.daß der Manschettenmantel-(1 bis einen einteiligen, in Umfangsrichtung geschlossenen, röhrförmigen Körper bildet, 9. Elastische Faltenmanschette nach Anspruch 1 bis 7, da- durch gekennzeichnet, däß der Manschettenmantel (1 bis 7) einen einteiligen, jedoch in Längsrichtung entsprechend dem Verlauf der Axial-Falten durch eine Montagenaht aufgeteilten Körper bildete 10. Elastische Faltenmanschette nach Anspruch 1 bis 7, da- durch gekennzeichnet, daß der Manschettenkörper mehrteilig ausgebildet ist, vorzugsweise jedoch aus zwei spiegelbild- lichen Manschettenhälften mit spiegelbildlichen Nahtverbindungen besteht 11, Elastische Paltenmanschette nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel einer Montagenaht aus in axialer Richtung verlaufenden Manschetten- flanschen bestehen, die im Bereich aufeinanderliegender Flanschflächen (6, 7) abdichtende, nach Art einer Druckknopfverbindung wirkende, erhaben und vertieft angebrachte ticken (7a, 7c, 6a) und konische Knöpfe' Koppen od.derglo aufweisen. 12. Elastische Faltenmanschette nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Sicke (6a) eindringende oder diese durchdringende Schaft (7c) des Knopfes (7b) odsdergl. zur Erzielung einer auf die Flanschflächen (6, 7) einwirkenden Vorspannung kürzer gehalten ist als das entsprechende Teil der Sicke (6a) bzw: des Knopfwiderlagers, 13. Elastische Faltenmanschette nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschlöcher (6, 7) außer den konischen Sicken einerseits und den konischen Knöpfen od.dergl. andererseits mit die Planschflächen (6, 7) dichtend verbinden Klammern, Klammerleisten (8) od.derglo ausgestattet sind, die gegebenenfalls die Sicken (6ct, 7a) und Knöpfe durchdringen. 14. Elastische Faltenmanschette: nach Anspruch 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderliagenden Flansch= flächen (6, 7) mechanische Verbindungsmittel und/oder klebende und dichtende Verbindungsmittel aufweisen.