DE1834301U

DE1834301U - Abdichtung fuer fettgeschmierte keilwellenverbindungen.

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Publication number: DE1834301U
Application number: DEF18492U
Authority: DE
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1959-05-26
Filing date: 1960-05-11
Publication date: 1961-07-06
Also published as: US3016722A

Description

Gebrauchsmusteranmeldung

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Abdichtung für fettgeschmierte Keilwellenverbindungen.
Die Neuerung bezieht sich auf Keilwellenverbindungen an Kraftfahrzeugen und betrifft eine besonders einfache Fettabdichtung und Abkapselung derartiger Eeilwellenverbindungen, insbesondere zwischen der Getriebeabtriebswelle und dem vorderen Kreuzgelenk der Antriebswelle.
Bekanntlich neigen die Antriebe moderner Kraftfahrzeuge beim Beschleunigen oder Verzögern zur Erzeugung eines deutlich hörbaren, grunzenden Geräuschs. Dieses rührt von dem schlechten Eingriff der Keilverzahnung an der'xetriebeabtriebswelle und der darauf gleitenden Gabelnabe des vorderen Kreuzgelenks der Antriebswelle her, wodurch sich die Gabelnabe nicht mehr frei auf der Abtriebswelle vor-und zurückbewegen kann. Das Geräusch ist vor allem beim Beschleunigen hörbar. Dabei will sich die Gabelnabe auf der Abtriebswelle nach vorn bewegen, wird aber infolge der großen ruhenden Reibung, die durch die hohe Flächenpressung bei geringem Keileingriff noch verstärkt wird, in axialer Richtung zurückgehalten. Erst wenn Stöße auf das Fahrzeug einwirken und den Antrieb erschüttern, bricht die Gabelnabe los und schnellt unter Erzeugung des oben erwähnten Geräusches nach vorn.
Diese Schwierigkeiten lassen sich durch Schmierung der Keilwellenverbindung mit Abschmierfett oder anderen schweren Fetten weitgehend beseitigen, jedoch ist der Nutzen einer solchen Fettung nur von kurzer Dauer, da das Fett nach wenigen Kilometern durch das Getriebeöl aus der Keilwellenverbindung herausgewaschen wird.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die miteinander verbundenen Jellenteile mit einer an jedem Ende fest mit einem Wellenteil verbundenen, in axialer Richtung nachgiebigen Manschette zu umhüllen. Eine derartige lose Abkapselung kann jedoch nicht verhindern, daß das Abschmierfett allmählich aus dem Bereich der ineinandergreifenden Gleitflächen herausgedrückt wird und sich, durch die Zentrifugalkraft begünstigt, an der Innenwandung der Manschette ansammelt. Die bekannte Konstruktion beansprucht außerdem verhältnismäßig viel Raum, ist aufwendig und in der Lebensdauer wegen der fortgesetzten Materialbeanspruchung der Manschette sehr begrenzt.
Diese Mängel werden gemäß der Neuerung dadurch beseitigt, daß das nabenförmige Verbindungselement auf der dem wellenförmigen Verbindungselement zugekehrten Seite mit einem rohrförmigen profillosen Ansatz versehen ist und auf dem wellenförmigen Verbindungselement hinter dem Mitnehmerprofil ein hülsenförmiger, elastischer Dichtkörper eng anliegend sitzt, dessen Mantelfläche in axialen Abständen zu konzentrischen wulstförmigen, sich im Verschiebungsbereich dichtend gegen die Innenwandung des rohrförmigen Ansatzes anlegenden Dichtungsrippen ausgebildet ist. weitere Einzelheiten der Neuerung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen : Fig. 1, 2 und 3 die teilweise geschnittenen Seitenansichten einer Keilwellenverbindung in drei verschiedenen Eingriffsstellungen mit der neuerungsgemäßen Fettdichtung (Fig. 2 Normalstellung), Fig. 4 die teilweise geschnittene Seitenansicht der Fettdichtung in vergrößerter Darstellung, Fig. 5 einen stark vergrößerten Ausschnitt der Fettdichtung nach Fig. 1-4 im Schnitt.
Die Keilwellenverbindung verbindet ein treibendes Element 11 und ein getriebenes Element 12. Bei der in den Figuren Ibis 3 abgebildeten Ausführung wird das treibende Element 11 durch die Abtriebswelle des Kraftfahrzeuggetriebes und das getriebene Element 12 durch die Gabelnabe des vorderen Kreuzgelenks der Fahrzeugantriebswelle gebildet. Das treibende Element 11 trägt auf der zylindrischen Oberfläche am vorderen Ende die nach außen gerichteten Keile 13.

Das getriebene Element 12 ist an seinem vorderen Ende als

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rohrformige Nabe 14 ausgebildet, die auf ihrer Ihnnenwandung die nach innen gerichteten Keile 15 enthält. Am anderen Ende trägt das getriebene Element 12 den Gabelkopf 16 eines Universalgelenks (nicht abgebildet), welches die kraftschlüssige Verbindung zur Kraftfahrzeugantriebswelle herstellt.
Es ist bemerkenswert, daß das treibende Element 11 hinter den Keilen 13 mit einem hinterdrehten Abschnitt 17 versehen ist, der an seinem Ende über den schrägen Absatz 19 in den normalstarken Teil 18 der Welle 11 übergeht.
Der hinterdrehte Abschnitt 17 trägt auf seiner Oberfläche die neuerungsgemäße Fettdichtung 21, die aus synthetischem Gummi hergestellt ist. Zwischen dem schrägen Absatz 19 und der Fettdichtung 21 ist ein geeigneter flacher Klemmring 22 aus Federstahl aufgeschoben.
Der nabenförmige Teil 14 des getriebenen Elements 12 ist im Bereich 23 auf eine größere Länge zylinderförmig ausgedreht. An das Ende der Ausdrehung schließt sich das Keilprofil so an, daß bei vollständig hineingeschobener Fettdichtung (Fig. 3) noch ein schmaler Abstand zwischen dem Ende der Dichtung und dem Anfang des Keilprofils übrig bleibt.
Nie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, besteht die Fettdichtung aus einem hülsenförmigen Grundkörper aus synthetischem Gummi, der am vorderen Ende an der Außenseite eine Anzahl von in gleichen Abständen angeordneten, wulstförmigen, konzentrischen Dichtungsrippen trägt. Die erste Rippe ist gegenüber dem Anfang des Dichtungskörpers etwas zurück

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versetzt, und die übrigen Rippen folgenietwa gleichen Ab-

ständen dahinter.
Wie aus der vergrößerten Darstellung in Fig. 5 ersichtlich, ist jede Rippe an ihrer Peripherie mit einer abgerundeten Abstreifkante 27 versehen. Auf der Hinterseite 28 geht die Abstreifkante in eine weitgehend flache Radialfläche gegenüber der Längsachse der Dichtung über, deren Übergang 29 zum hülsenförmigen Grundkörper leicht ausgerundet ist.
Auf der Vorderseite 28 fällt das Rippenprofil in zwei Stufen ab. Dadurch wird die Rippe versteift, und es wird sichergestellt, daß sie sich nur nach der Hinterseite zu umbiegen kann. Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich, fällt das Rippenprofil auf der Vorderseite in einem ersten Abschnitt 31 verhältnismäßig steil und darauf in einem zweiten Abschnitt 32 flacher gegenüber der Längsachse der Dichtung ab. Bei einer Musterausführung betrug der Winkel des ersten Abschnittes 31 etwa 150 gegenüber der Normalen auf der Dichtungslängsachse und der Winkel des zweiten Ab-

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schnittes 32 betrug etwa 45

An seinem hinteren Ende ist der Dichtkörper 21, wie aus Fig. 4 ersichtlich, mit einer schräg ansteigenden Verdickung 33 versehen, der zur Verstärkung der Dichtung im Bereich des Klemmringes dient.
Im normalen Betrieb oder in der Ruhelage befindet sich die Dichtung in der in Fig. 2 dargestellten Lage innerhalb des nabenförmigen Elementes. Der äußere Durchmesser der Rippen 25 ist etwas größer als der Innendurchmesser der Ausdrehung 23 ausgeführt, so daß die Rippen leicht gegenüber ihrer normalen lage gekippt bzw. gebogen werden. Wegen der konstruktiven Verstärkung der Rippen auf der einen Seite erfolgt diese Kippung normalerweise gegen das Getriebe zu bzw. von der Keilverbindung fort. Wenn nun das Fahrzeug beschleunigt wird, bewegt sich das angetriebene Element 12 gegenüber der Abtriebswelle nach vorn in Richtung auf das Getriebe zu, so daß die in Fig. 3 dargestellte Stellung im Extremfall erreicht wird. Das auf der Innenfläche der Nabe 14 befindliche Fett wird dabei in Richtung auf die Keilprofile abgestreift und etwa vorhandenes Getriebeöl, das in den nabenförmigen Teil 14 eindringen will, wird durch die Rippen 25 wirksam zurückgehalten, und später bei Umkehr der Schubrichtung abgestreift.
Fig. 1 zeigt das treibende Element und das getriebene Element in extrem weit auseinander gezogener Lage. Diese Lage tritt im normalen Betrieb nicht auf, das heißt, der Dichtkörper 21 wird nie ganz aus dem ausgedrehten Teil 14 des getriebenen Elementes 12 herausgezogen. Dadurch bleibt die Wirksamkeit der Dichtungsrippen als Trennwand zur Abkapselung des Fettes in der Keilwellenverbindung zur Zurückhaltung des fettverdünnenden Getriebeöles in jeder Betriebslage erhalten. Der in Fig. 1 dargestellte Zustand tritt nur beim Zusammenbau von Getriebeabtriebswelle und Gabelnabe auf. Zu diesem Zweck ist die Ausdrehung der Nabe am Anfang mit einer Fase versehen, um das Einfüllen des Fettes in die Ausdrehung zu erleichtern. Schutzansprüche/

Claims

Schutzansprüche 1. Abdichtung für fettgeschmierte, axial verschiebbare Wellenverbindungen, insbesondere Keilwellenverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß das nabenförmige Verbindungselement (12) auf der dem wellenförmigen Verbindungselement (11) zugekehrten Seite mit einem rohrförmigen profillosen Ansatz (14) versehen ist und auf dem wellenförmigen Verbindungselement (11) hinter dem Mitnehmerprofil (13) ein hülsenförmiger, elastischer Dichtkörper (21) eng anliegend sitzt, dessen Mantelfläche in axialen Abständen zu konzentrischen wulstförmigen, sich im Verschiebungsbereich dichtend gegen die Innenwandung des rohrförmigen Ansatzes (14) anlegenden Dichtungsrippen (25) ausgebildet ist.
2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Dichtungsrippen (25) auf der einen, vorzugsweise dem Mitnehmerprofil abgekehrten Seite (28) lotrecht und auf der anderen, vorzugweise dem Mitnehmerprofil zugekehrten Seite (31, 32) schräg gegen die Längsachse der Wellenverbindung abfallend ausgebildet ist.
3. Abdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Dichtungsrippen (25) auf der schräg abfallenden Seite im Kopfteil (31) steiler und im Fußteil (32) weniger steil gegenüber der Längsachse der Wellenverbindung abfallend ausgebildet ist.
4. Abdichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (21) vorzugsweise an dem vom Mitnehmerprofil (13) wegweisenden Ende mit einem verstärkten Ansatz (33) versehen ist, der sich in axialer Richtung kraftschlüssig an einen vom wellenförmigen Verbindungselement (11) getragenen Anschlag (22) anlegt.