DE19647024A1

DE19647024A1 - Kugelgelenk für in Fahrzeugen verwendete Antriebe, insbesondere für Scheibenwischervorrichtungen

Info

Publication number: DE19647024A1
Application number: DE19647024A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Edele
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Valeo Wischersysteme GmbH
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2016-11-15
Also published as: DE19647024B4

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugelgelenk für in Fahr zeugen verwendete Antriebe, insbesondere für Scheibenwi schervorrichtungen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein solches Kugelgelenk wird bereits serienmäßig bei Fahr zeugscheibenwischervorrichtungen verwendet und ist der bes seren Verständlichkeit wegen in Fig. 1 zur näheren Erläute rung in teilweise geschnittener Darstellung zeichnerisch dargestellt. Auf einem Kurbelhebel als erstes Getriebeglied 1 ist ein Kugelzapfen 2 befestigt. Auf den Kugelzapfen 2 ist eine aus Kunststoffmaterial gefertigte Kugelschale 3 aufge knöpft, die an einer Gelenkstange als zweites Getriebeglied 4 befestigt ist, das heißt in die Durchgangsöffnung 5 des zweiten Getriebegliedes 4 eingespritzt ist. Die Kugelschale 3 ist an ihrem Oberteil 6 hutartig geschlossen ausgebildet, an dem offenen Unterteil 7 ist eine Balgdichtung 8 zur Ab dichtung des Kugelgelenkes vorgesehen. Die Balgdichtung 8 ist einstückig aus einem synthetischen Kautschuk, nämlich ECO (Epichlorhydrin-Copolymer), gefertigt und ist mit seinen gegenüberliegenden Öffnungen 9, 10 mit durch Dehnung in Um fangsrichtung erfolgter Vorspannung auf den Umfang des Soc kels 11 des Kugelzapfens 2 bzw. auf der Mantelfläche 12 des Unterteiles 7 der Kugelschale 3 dichtend fixiert. Die Wan dung der Balgdichtung 8 ist deshalb im Bereich der Öffnungen 9, 10 wulstartig verdickt. Außerdem stützt sich die Balgdich tung 8 mit Vorspannung mit der an ihrer unteren Öffnung 9 befindlichen Stirnseite 13 gegen das erste Getriebeglied 1 und mit der an ihrer oberen Öffnung 10 befindlichen Stirn seite 14 gegen das zweite Getriebeglied 4 ab. Die Balgdich tung 8 wird im wesentlichen von zwei ineinander übergehenden Wänden 15, 16 gebildet, die zwischen sich einen Winkel β ein schließen, der in der in Fig. 1 gezeigten neutralen Be triebsstellung des Kugelgelenkes ca. 40-60 Grad beträgt, so daß die beiden Wände 15, 16 eine Verformungsfalte bilden, deren "Spitze" in bezug auf den Mittelpunkt 17 radial nach auswärts absteht.

Nachteilig an diesem Kugelgelenk ist, daß die Herstellung der Balgdichtung aus ECO mit hohen Kosten verbunden ist, weil der Werkstoff ECO teuer ist und das Rohteil der Balgdichtung vulkanisiert werden muß. Weitere Kosten werden bei der Herstellung durch erforderliche Maßnahmen für den Gesundheits- und Umweltschutz verursacht. Darüber hinaus besteht ein weiterer Nachteil darin, daß die Balgdichtung 8 durch normal auftretende äußere Krafteinwirkungen, bei spielsweise durch einen Wasserstrahl oder den Reinigungs strahl eines Hochdruckreinigers, weggedrückt werden kann. Letzteres ist insbesondere dann der Fall, wenn die Kraftein wirkung in einem steilen Winkel, in Fig. 1 mit den verschie denen Kraftpfeilen F dargestellt, auf die die Falte bilden den Wände 15, 16 auftrifft. Dabei wird das Kugelgelenk zu mindest zeitweise undicht. Fettreserven können ausgespült werden und Schmutz und Feuchtigkeit können in das Kugelge lenk gelangen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Kugelgelenk der ein gangs beschriebenen Art eine kostengünstige und den rauhen Betriebsbedingungen besser gerechtwerdende Abdichtung her bei zuführen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Kugelgelenk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß die Balgdichtung nunmehr aus dem Werkstoff TPE (Thermoplastischer Elastomer) gefertigt ist, tritt eine be deutende Kostenvergünstigung ein. Der Werkstoff TPE ist bil liger, außerdem ist die Balgdichtung nunmehr durch ein ko stengünstiges Spritzgießverfahren herstellbar, wobei ein Vulkanisieren der Balgdichtung entfällt. Letztendlich wird der Herstellungsaufwand auch dadurch verringert, daß bei Verwendung von TPE kein derartig großer Aufwand für den Gesundheits- und Umweltschutz betrieben werden muß.

Dadurch, daß die Balgdichtung nunmehr eine elastische Ver formungszone aufweist, die auf einen ringförmigen Bereich begrenzt ist, wird der Widerstand der Balgdichtung gegen äußere Krafteinwirkungen insgesamt wesentlich verstärkt. Nunmehr kann die Balgdichtung selbst durch die Einwirkung des Reinigungsstrahles eines Hochdruckreinigers nicht von ihrem dichtenden Sitz weggedrückt werden. Die neue Balgdich tung gewährleistet somit eine funktionsgerechte Abdichtung des Kugelgelenkes auch unter rauhen Betriebsbedingungen. Die erfindungsgemäße Abdichtung eines solchen Kugelgelenkes ist also kostengünstiger und wird ihrer Abdichtungsfunktion un ter rauhen Betriebsbedingungen besser gerecht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 2, wonach die Wand dicke der Balgdichtung in Bereichen außerhalb der elasti schen Verformungszone gegenüber dieser elastischen Verfor mungszone verstärkt ist, wird die allgemeine Stabilität der Balgdichtung gegenüber äußeren Druckeinwirkungen erhöht, wohingegen die für entsprechende Ausweichbewegungen erfor derliche elastische Verformbarkeit durch die ringförmig be grenzte elastische Verformungszone gewährleistet ist.

Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 3, weil die elastische Verformungszone im wesentlichen auf den Über gang zwischen den beiden Wänden der Balgdichtung konzen triert ist, in welchem die größten elastischen Verformungen beim Betrieb des Kugelgelenkes erfolgen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 4 sieht vor, daß die beiden ineinander übergehenden Wände der Balgdich tung im spannungsfreien Zustand, d. h. vor dem Einbau der Balgdichtung, einen Winkel von ca. 110 Grad bis 130 Grad und in der neutralen Betriebsstellung des Kugelgelenkes einen Winkel von ca. 85 Grad bis 115 Grad zwischen sich einschlie ßen. Die unterschiedlichen Winkel im spannungsfreien Zustand und im neutralen Betriebszustand des Kugelgelenkes entstehen dadurch, daß die Balgdichtung bei der Montage des Kugelge lenkes in axialer Richtung um vorzugsweise ein Viertel ihrer ursprünglichen Höhe zusammengedrückt wird, um die erforder liche Vorspannung in axialer Richtung zu erhalten. Es ist erkennbar, daß dieser Winkel in der neutralen Betriebsstel lung des Kugelgelenkes wesentlich größer ist als derjenige des eingangs beschriebenen, zum bekannten Stand der Technik gehörenden Kugelgelenkes. Der besondere Vorteil besteht dar in, daß von außen einwirkende Kräfte ohne gefährliche, die Dichtwirkung unterbrechende Verformungen der Balgdichtung abgefangen werden.

Bevorzugt wird eine Ausgestaltung der Erfindung gemäß An spruch 5, welche vorsieht, daß die Balgdichtung ihre Dicht funktion im wesentlichen durch ihre gegenüberliegenden axia len Stirnseiten erfüllt, welche mit Vorspannung in axialer Richtung dichtend gegen das ihnen jeweils zugeordnete Ge triebeglied drücken. Bei der erfindungsgemäß gestalteten Balgdichtung ist es möglich, die erforderlichen Andrückkräf te durch das elastische Rückstellungsvermögen des Werkstoffs der Balgdichtung zu gewährleisten. Zusätzliche Mittel zur Arretierung der Balgdichtung und zur Gewährleistung der si cheren Abdichtung, wie Federeinlagen, Schlauchbänder oder dergleichen, sind nicht erforderlich. In radialer Richtung stützen sich die Öffnungen jeweils nur ab, um von außen ein wirkende radiale Kraftkomponenten abzufangen. Eine Dicht wirkung durch die an dem Sockel des Kugelzapfens bzw. an der Mantelfläche des Unterteiles der Kugelschale anliegende In nenseite der Öffnungen ist für die Funktionsfähigkeit der Dichtung nicht erforderlich, kann aber zielgerichtet zusätz lich herbeigeführt werden, um eine noch bessere Funktions fähigkeit der Abdichtung zu gewährleisten.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 ist dazu bestimmt, die Balgdichtung speziell mit ihrem oberen Ende noch besser gegen die Einwirkung extremer äußerer Kräfte abzustützen und dadurch ein Wegdrücken der Balgdichtung auch bei sehr großen äußeren Kräften auszuschließen.

Für extrem harte Einsatzbedingungen wird eine Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 7 empfohlen, welche einen zu sätzlichen O-Ring zur Abdichtung des Ringspaltes zwischen dem Kugelzapfen und der Kugelschale an der offenen Seite der Kugelschale vorsieht.

Eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 ist auf ein Doppelkugel gelenk gerichtet. Das bedeutet, daß an dem ersten Getrie beglied ein Kugelzapfen mit zwei übereinander angeordneten Gelenkkugeln befestigt ist und daß auf jede dieser Gelenkku geln jeweils eine Kugelschale aufgeknöpft ist, die an einem zweiten bzw. einem dritten Getriebeglied befestigt ist. Zwi schen dem ersten Getriebeglied und dem unmittelbar benach barten zweiten Getriebeglied kommt eine Balgdichtung zum Einsatz, welche die bisher beschriebenen Merkmale aufweist. Eine, aus TPE gefertigte weitere Balgdichtung ist zwischen dem zweiten und dem dritten Getriebeglied vorgesehen. Hier herrschen jedoch andere geometrische Bedingungen vor, so daß die Gestalt dieser zweiten Balgdichtung trotz Beibehaltung prinzipieller Merkmale von derjenigen der ersten Balgdich tung abweicht. Eine nähere Beschreibung hierzu und zu einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 ist in dem betreffenden Aus führungsbeispiel zu finden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 10 ist des halb von Vorteil, weil sie mit geringem Aufwand eine Zen tralschmierung des Kugelgelenkes ermöglicht, wobei vorzugs weise alle Hohlräume des Kugelgelenkes über Kanäle mitein ander verbunden sind. Über die verschließbare Öffnung in dem hutförmig geschlossenen Oberteil der Kugelschale ist somit nach Erstmontage des Kugelgelenkes bzw. bei Bedarf eine, vorzugsweise dosierte, Fettmenge zuführbar. An dieser Stelle wird noch extra darauf hingewiesen, daß eine Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 10 prinzipiell auch bei einem Doppelkugelgelenk anwendbar ist.

Anhand von Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbei spiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in teilweise geschnittener Darstellung ein zum be kannten Stand der Technik gehörendes Kugelgelenk einer Scheibenwischervorrichtung eines Kraftfahr zeuges, welches bereits in der Beschreibungseinlei tung beschrieben worden ist,

Fig. 2 in teilweise geschnittener Darstellung ein Ausfüh rungsbeispiel eines in einer Fahrzeugscheiben wischervorrichtung verwendeten Kugelgelenkes,

Fig. 3 in Schnittdarstellung eine Balgdichtung im span nungsfreien Zustand,

Fig. 4 in teilweise geschnittener Darstellung ein Ausfüh rungsbeispiel eines Kugelgelenkes für extrem hohe Belastungen,

Fig. 5 in teilweise geschnittener Darstellung ein Doppelku gelgelenk einer Fahrzeugscheibenwischervorrichtung und

Fig. 6 in teilweise geschnittener Darstellung ein Kugelge lenk mit Zentralschmierung.

Da das in Fig. 1 dargestellte, zum bekannten Stand der Tech nik gehörende Kugelgelenk einer Fahrzeugscheibenwischervor richtung bereits in der Beschreibungseinleitung beschrieben worden ist, beginnt nachfolgende Beschreibung mit dem Aus führungsbeispiel von Fig. 2.

In Fig. 2 wird ein erstes Getriebeglied 1 von einem Kurbel hebel gebildet, der bei einer Fahrzeugscheibenwischervor richtung beispielsweise auf der Abtriebswelle einer An triebseinheit befestigt sein kann. An diesem ersten Getrie beglied 1 ist ein Kugelzapfen 2 aus Stahl durch Vernieten befestigt. Eine Kugelschale 3 aus Kunststoffmaterial, die in eine Durchgangsöffnung 5 eines zweiten Getriebegliedes 4 eingespritzt ist, ist auf den Kugelzapfen 2 aufgeknöpft. Der Oberteil 6 der Kugelschale 3 ist hutförmig geschlossen aus gebildet, um das Kugelgelenk an dieser Seite abzudichten.

Der offene Unterteil 7 der Kugelschale 3 weist eine in bezug auf den Mittelpunkt 17 des Kugelgelenkes im wesentlichen konzentrische, kugelige Mantelfläche 12 auf. Weiterhin ist eine Balgdichtung 8 vorgesehen, die einstückig aus TPE (Thermoplastischer Elastomer) hergestellt ist und das Kugel gelenk an der offenen Seite der Kugelschale 3 gegen Umwelt einflüsse abdichtet.

Diese Balgdichtung 8 ist im wesentlichen von den beiden ringförmigen Wänden 15 und 16 gebildet, die im Bereich des Übergangs 18 ineinander übergehen und zwischen sich einen Winkel β einschließen, der in der in Fig. 2 dargestellten neutralen Betriebsstellung des Kugelgelenkes einen Betrag von ca. 95 Grad annimmt. Die Balgdichtung 8 überbrückt den Abstand zwischen dem ersten Getriebeglied 1 und dem zweiten Getriebeglied 4, um das Kugelgelenk abzudichten. Dabei um faßt die Balgdichtung 8 mit ihrer unteren Öffnung 9 den Soc kel 11 des Kugelzapfens 3 und mit ihrer oberen Öffnung 10 die Mantelfläche 12 des Unterteiles 7 der Kugelschale 3, um sich jeweils radial an dem Sockel 11 bzw. der Mantelfläche 12 abzustützen. Wichtig ist jedoch, daß die Balgdichtung 8 in axialer Richtung zwischen dem ersten Getriebeglied 1 und dem zweiten Getriebeglied 4 verspannt ist. Das bedeutet, daß die untere Stirnseite 13, welche im Querschnitt kreisbogen förmig gerundet ist, mit Vorspannung drückend an der Ober seite 19 des ersten Getriebegliedes 1 und die obere Stirn seite 14 der Balgdichtung 8 mit Vorspannung drückend an der Unterseite des zweiten Getriebegliedes 4 anliegt. Die Ab dichtung des Kugelgelenkes erfolgt somit an den Kontaktflä chen bzw. Kontaktstellen zwischen der Balgdichtung 8 und dem ersten Getriebeglied einerseits sowie der Balgdichtung 8 und dem zweiten Getriebeglied 4 andererseits. Die Vorspannung der Balgdichtung resultiert dabei aus ihren elastischen Rückstellkräften, welche dadurch aktiviert sind, daß die Balgdichtung 8 im Betriebszustand eine Höhe h einnimmt, die gegenüber ihrer Höhe H im spannungsfreien Zustand (Fig. 3) um etwa ein Viertel verringert ist. Bei der Montage des Ku gelgelenkes muß die Balgdichtung 8 zwangsläufig auf eine dem Abstand zwischen den beiden Getriebegliedern 1 und 4 ent sprechende Höhe h zusammengedrückt werden. Durch dieses Zu sammendrücken erfolgt ein Falten der beiden Wände 15 und 16 in gegenseitigem Bezug, wobei der von den Wänden 15, 16 ein geschlossene Winkel β (Fig. 3) von ca. 120 Grad in den Win kel β im neutralen Betriebszustand (Fig. 2) von ca. 95 Grad verkleinert wird.

Wenn man die in Fig. 2 in einem neutralen Betriebszustand des Kugelgelenkes dargestellte Balgdichtung 8 mit der in Fig. 3 im spannungsfreien Zustand dargestellten Balgdichtung 8 vergleicht, ist deutlich die elastische Verformungszone 20 der Balgdichtung 8 zu erkennen, die auf einen ringförmigen Bereich der Balgdichtung 8 begrenzt ist und dabei den Über gang 18 zwischen den beiden Wänden 15, 16 einschließt und sich jeweils ein Stück bis in die Wand 15 bzw. 16 hinein erstreckt. Die Wanddicke der Balgdichtung 8 ist außerhalb dieser elastischen Verformungszone 20 deutlich größer, als in der elastischen Verformungszone 20 selbst. Das bedeutet, daß außerhalb der elastischen Verformungszone 20 die Balgdichtung 8 eine bedeutend größere Formstabilität als in der Verformungszone 20 besitzt. Diese Ausgestaltung der Balgdichtung 8 mit der elastischen Verformungszone 20 in Kombination mit dem Winkel β zwischen den beiden Wänden 15, 16, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel in neutraler Betriebsstellung des Kugelgelenkes etwa 95 Grad beträgt, sorgt für eine voll funktionsfähige Abdichtung des Kugelge lenkes auch gegenüber starken äußeren Einwirkungen, wie bei spielsweise gegenüber dem Reinigungsstrahl eines Hochdruck reinigers.

In Fig. 2 ist noch zu erkennen, daß am oberen Ende 21 die Stirnseite 14 der Balgdichtung 8 an die Form der korrespon dierenden Unterseite des zweiten Getriebegliedes 4 sowie die Innenfläche 22 der Öffnung 10 der Balgdichtung 8 an die Form der Mantelfläche 12 des Unterteiles 7 der Kugelschale 3 an gepaßt sind. Das obere Ende 21 der Balgdichtung 8 liegt so mit formschlüssig an der zwischen dem zweiten Getriebeglied 4 und dem Unterteil 7 der Kugelschale 3 gebildeten Kontur formschlüssig an. Durch diese stabile Abstützung der Balgdichtung 8 wird deren Widerstand gegenüber äußeren Druckeinwirkungen noch wesentlich erhöht, so daß ihre Dicht funktion zusätzlich verbessert ist. Am unteren Ende 23 ist der Rand der Balgdichtung 8 gerundet, um die erforderliche Beweglichkeit beim Falten der Wände 15, 16 zu gewährleisten.

Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Kugel gelenkes einer Fahrzeugscheibenwischervorrichtung ist für extrem starke Belastungen ausgelegt. Es entspricht im Grund aufbau dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2, so daß an dieser Stelle nur die wesentlichen Unterschiede beschrieben werden. Von besonderer Bedeutung ist der O-Ring 24, welcher an der offenen Seite der Kugelschale 3 in eine entsprechende Ring nut eingelegt ist, um den Ringspalt 25 zwischen dem Kugel zapfen und der Kugelschale 3 zusätzlich abzudichten. Eine stirnseitig offene Ringnut 26 im Unterteil 7 der Kugelschale 3 sorgt dafür, daß sich beim Aufknöpfen der Kugelschale 3 auf den Kugelzapfen 2 der Ringspalt 25 vorübergehend wegen des eingelegten O-Ringes 24 ausreichend weit aufweiten kann.

Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Doppelkugelgelenk. Das bedeutet, daß der mit dem ersten Getriebeglied 1 vernietete Kugelzapfen 2 die zwei Gelenkkugeln 27 und 28 aufweist, die in Richtung der Mittel achse 29 übereinander angeordnet sind. An dem zweiten Ge triebeglied 4 ist die Kugelschale 3 befestigt, welche in diesem Fall an beiden Seiten offen ist, weil sie, um auf die untere Gelenkkugel 28 zu gelangen, zunächst die obere Ge lenkkugel 27 überwinden muß. An dem dritten Getriebeglied 4', welches eine zweite Gelenkstange ist, ist die Kugelscha le 3' befestigt, deren Aufbau derjenigen des Ausführungsbei spiels von Fig. 4 entspricht. Deutlich zu erkennen ist die Balgdichtung 8, welche sich zwischen dem ersten Getriebe glied 1 und dem zweiten Getriebeglied 4 erstreckt und welche in ihrem Aufbau und ihrer Funktion der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten bzw. beschriebenen Balgdichtung 8 entspricht. Eine wiederholende Beschreibung kann also an dieser Stelle ent fallen.

In Fig. 5 ist weiterhin eine zweite, ebenfalls aus TPE be stehende Balgdichtung 8' zu sehen, welche sich zwischen dem zweiten Getriebeglied 4 und dem dritten Getriebeglied 4' erstreckt und dabei mit ihren gegenüberliegenden Öffnungen den Oberteil der Kugelschale 3 bzw. den Unterteil der Kugel schale 3' umfaßt und sich an deren Mantelflächen im wesent lichen radial abstützt. Die Balgdichtung 8' liegt ebenfalls mit Vorspannung in axialer Richtung mit ihren gegenüberlie genden Stirnseiten an den einander zugewandten Seiten der beiden Getriebeglieder 4 und 4' an, so daß an den betreffen den Kontaktflächen eine Abdichtung erfolgt. Die Balgdichtung 8' weist trotz etwas veränderter geometrischer Gestalt ge genüber der Balgdichtung 8 prinzipiell gleiche, erfindungs wesentliche Merkmale auf. Im spannungsfreien Zustand besitzt die Balgdichtung 8' im wesentlichen eine hohlzylindrische Gestalt, wobei der mittlere Bereich dieser Balgdichtung 8' als ringförmige elastische Verformungszone 20' ausgebildet ist. In der in Fig. 5 gezeigten neutralen Betriebsstellung des Doppelkugelgelenkes ist die elastische Verformungszone 20' der Balgdichtung 8' konvex nach außen gewölbt, weil bei der Montage des Kugelgelenkes die Balgdichtung 8' in axialer Richtung zusammengedrückt worden ist. Es ist zu erkennen, daß die Wanddicke der Balgdichtung 8' außerhalb der elasti schen Verformungszone 20' wesentlich dicker ist als in der elastischen Verformungszone 20' selbst. Ebenso sind in die sem Fall beide gegenüberliegenden Enden der Balgdichtung 8' so ausgebildet, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 das obere Ende 21 der Balgdichtung 8.

Die spezielle Ausgestaltung der Balgdichtung 8' mit erfin dungswesentlichen Mitteln sorgt auch in diesem Bereich des Doppelkugelgelenkes für eine Abdichtung, die sehr starken äußeren Einwirkungen standhält. Für extreme Belastungen sind zusätzliche Abdichtungen der Ringspalte zwischen den Kugel schalen 3, 3' und den Gelenkkugeln 27 und 28 durch die ent sprechenden O-Ringe 24 vorgesehen.

Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Kugel gelenkes entspricht im wesentlichen demjenigen von Fig. 2, so daß an dieser Stelle wiederum nur die wesentlichen Unter schiede beschrieben werden sollen. Der entscheidende Unter schied besteht darin, daß das in Fig. 6 gezeigte Kugelgelenk mit einer Zentralschmierung ausgestattet ist. In den hutför mig geschlossenen Teil der Kugelschale 3 ist eine Öffnung 30 eingearbeitet, die mit einem Stopfen 31 oder einem Schmier nippel oder dergleichen verschließbar ist. Außerdem befinden sich in den kraftneutralen Bereichen der Kugelschale 3, das heißt an den Längsseiten der Gelenkstange 4 Schmiermittelnu ten 32, welche den zwischen dem Kugelzapfen 2 und der hut förmigen Abdeckung der Kugelschale 3 gebildeten Raum 33 mit dem zwischen dem Kugelzapfen 2 und dem Unterteil 7 der Ku gelschale 3 und der Balgdichtung 8 gebildeten Raum 34 mit einander verbinden. Über die Öffnung 30 kann nunmehr dem Kugelgelenk entweder nach dessen Montage oder bei Bedarf Schmiermittel, vorzugsweise Schmierfett, zugeführt werden. Die Räume 33 und 34 werden dabei als Schmiermittelreservoir genutzt.

Bezugszeichenliste

1

Erstes Getriebeglied

2

Kugelzapfen

3

Kugelschale

3

' Kugelschale

4

Zweites Getriebeglied

4

' Drittes Getriebeglied

5

Durchgangsöffnung

6

Oberteil

7

Unterteil

8

Balgdichtung

8

' Balgdichtung

9

Öffnung

10

Öffnung

11

Sockel

12

Mantelfläche

13

Stirnseite

14

Stirnseite

15

Wand

16

Wand

17

Mittelpunkt

18

Übergang

19

Oberseite

20

elastische Verformungszone

20

' elastische Verformungszone

21

oberes Ende

22

Innenfläche

23

unteres Ende

24

O-Ring

25

Ringspalt

26

Ringnut

27

Gelenkkugel

28

Gelenkkugel

29

Mittelachse

30

Öffnung

31

Stopfen

32

Schmiermittelnut

33

Raum

34

Raum
F Kraftpfeil
H Höhe
h Höhe
α Winkel
β Winkel
β Winkel

Claims

1. Kugelgelenk für in Fahrzeugen verwendete Antriebe, ins besondere für Scheibenwischervorrichtungen, mit einem an einem ersten Getriebeglied (1) befestigten Kugelzapfen (2), auf den eine an einem zweiten Getriebeglied (4) befestigte Kugelschale (3) aufgeknöpft ist, und mit ei ner einstückigen Balgdichtung (8), die sich mit Vorspan nung an den gegenüberliegenden Getriebegliedern (1, 4) abstützt und mit ihren gegenüberliegenden Öffnungen (9, 10) den Kugelzapfen (2) bzw. die Kugelschale (3) um schließt, wobei die Balgdichtung (8) im wesentlichen von zwei ineinander übergehenden, ringförmigen Wänden (15, 16) gebildet ist, die im gegenseitigen Bezug ela stisch faltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Balgdichtung (8) aus dem Werkstoff TPE (Thermoplasti scher Elastomer) gefertigt ist und daß die Balgdichtung (8) eine elastische Verformungszone (20) aufweist, die auf einen ringförmigen Bereich begrenzt ist.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der Balgdichtung (8) außerhalb der elasti schen Verformungszone (20) größer ist als in der elasti schen Verformungszone (20) selbst.

3. Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige, elastische Verformungszone (20) der Balgdichtung (8) den Übergang (18) zwischen den beiden Wänden (15, 16) einschließt und sich von diesem Übergang (18) jeweils ein Stück bis in die Wand (15) und die Wand (16) erstreckt.

4. Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (15, 16) im span nungsfreien Zustand der Balgdichtung (8) einen Winkel (β) von 110 bis 130 Grad und in der neutralen Betriebs stellung des Kugelgelenkes einen Winkel (β) von 85 bis 115 Grad zwischen sich einschließen.

5. Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfunktion der Balgdichtung (8) durch deren gegenüberliegenden axialen Stirnseiten (13, 14) erfüllt wird, die mit Vorspannung drückend an dem ersten bzw. an dem zweiten Getriebeglied (1 bzw. 4) dichtend anliegen.

6. Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende (21) der Balgdichtung (8) die Stirnseite (14) an die Form der Kontaktfläche am zweiten Getriebeglied (4) und die In nenfläche (22) der Öffnung (10) an die Form der Mantel fläche (12) des Unterteiles (7) der Kugelschale (3) an gepaßt ist, so daß das obere Ende (21) der Balgdichtung (8) formschlüssig an der zwischen dem zweiten Getrie beglied (4) und dem Unterteil (7) der Kugelschale (3) gebildeten Kontur anliegt.

7. Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein O-Ring (24) in eine um laufende Nut in der Öffnung der Kugelschale (3) einge legt ist und zusätzlich den Ringspalt (25) zwischen dem Kugelzapfen (2) und der Kugelschale (3) abdichtet.

8. Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kugelzapfen (2) ein Doppelkugelzapfen mit zwei zusammenhängenden Gelenkkugeln (27, 28) ist und auf die vom ersten Getriebeglied (1) entferntere Gelenkkugel (27) eine an einem dritten Getriebeglied (4') befestigte Kugelschale (3') aufgeknöpft ist und zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebeglied (1 und 4) eine Balgdich tung (8) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche vor gesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten und dem dritten Getriebeglied (4 und 4') eine andere aus TPE gefertigte Balgdichtung (8') mit axialer Vorspannung angeordnet ist, welche mit ihren gegenüber liegenden Öffnungen jeweils eine der Kugelschalen (3, 3') umfaßt und in ihrem mittleren Bereich eine ringförmige, elastische Verformungszone (20') besitzt.

9. Kugelgelenk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im spannungsfreien Zustand der Balgdichtung (8') im wesentlichen hohlzylindrische Wand der Balgdichtung (8') in neutraler Betriebsstellung des Kugelgelenkes im Be reich ihrer elastischen Verformungszone (20') nach aus wärts gewölbt ist.

10. Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hutförmig geschlosse nen Oberteil (6) der Kugelschale (3) eine verschließbare Öffnung (30) zur Schmiermittelzufuhr vorgesehen ist und daß der zwischen dem Kugelzapfen (2) und dem hutförmig geschlossenen Oberteil (6) gebildete Raum (33) über, vorzugsweise in kraftneutralen Bereichen des Kugelgelen kes, in der Kugelschale (3) vorgesehene Schmiermittelnu ten (32) mit dem zwischen dem Unterteil (7) der Kugel schale (3) und dem Kugelzapfen (2) und der Balgdichtung (8) gebildeten Raum (34) verbunden ist.