DE19705061A1 - Kugelgelenk mit verbesserter Abdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugelgelenk mit verbesser­ ter Abdichtung, insbesondere für eine Scheibenwischervorrich­ tung eines Fahrzeuges, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Derartige Kugelgelenke, bei denen sich an einer offenen Seite der zugehörigen Kugelschale eine Balgdichtung wirksam dichtend zwischen dem Kugelzapfen und der Kugelschale und/oder zwischen dem ersten Getriebeglied und dem zweiten Getriebeglied er­ streckt, sind bereits bekannt, beispielsweise aus der DE 32 41 551 A1. Es ist auch bekannt, daß der durch die Balgdichtung eingeschlossene Raum als Reservoir für ein Schmiermittel nutz­ bar ist und dementsprechend mit Schmiermittel, insbesondere mit Fett befüllbar ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß derartige Balgdichtungen bei in Fahrzeugen verwendeten Antrie­ ben, insbesondere bei Scheibenwischervorrichtungen, nicht über eine ausreichend lange Zeit den extremen Anforderungen voll­ ständig gerecht werden.

Aus der Praxis sind auch an Fahrzeugen, und dabei insbesondere an Scheibenwischervorrichtungen, verwendete Kugelgelenke be­ kannt, die keine derartige Balgdichtung aufweisen. Statt des­ sen ist an der offenen Seite der Kugelschale ein Lippendicht­ ring angeordnet, dessen Dichtlippe linienförmig am Kugelab­ schnitt des Kugelzapfens anliegt, um die beim Betrieb zusam­ menwirkenden Gleitflächen des Kugelgelenkes gegenüber der Um­ welt abzudichten. Derartige Lippendichtringe allein sind eben­ falls nicht geeignet, solche Kugelgelenke wirksam abzudichten. Beim Betrieb des Kugelgelenkes gleitet die Dichtlippe auch über Schmutzpartikel oder dergleichen, welche am Kugelzapfen anhaften. Dadurch wird einerseits die Dichtlippe beschädigt, andererseits kann das dazu führen, daß die Dichtlippe einen Teil der Schmutzpartikel ablöst und zwischen die wirksamen Gleitflächen des Kugelgelenkes befördert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kugelgelenk mit einer ver­ besserten Abdichtung zu entwickeln, welche über lange Zeit den rauhen Bedingungen beim Einsatz am Fahrzeug gerecht wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Kugelgelenk mit verbesserter Ab­ dichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Wesentlich hierbei ist, daß zusätzlich zu einer an sich bekannten Balgdichtung ein an sich bekannter Lippendichtring zur Anwen­ dung kommt, welcher in dem durch die Balgdichtung geschützten Kugelgelenk angeordnet ist. Die Balgdichtung hält groben Schmutz von der offenen Seite der Kugelschale und damit von dem Lippendichtring fern, und der Lippendichtring sorgt dann für eine endgültige und sichere Abdichtung der wirksamen Gleitflächen des Kugelgelenkes. Besonders wirksam ist diese Dichtungskombination, wenn der Raum zwischen der Balgdichtung und dem Lippendichtring vollständig mit Fett befüllt ist. Da­ durch wird verhindert, daß sich eventuell eingedrungene fein­ ste Festkörperpartikel auf der durch die Dichtlippe des Lip­ pendichtringes beaufschlagten Fläche des Kugelzapfens festset­ zen und die Dichtwirkung des Lippendichtringes herabsetzen können. Außerdem wird somit ständig die Dichtlippe des Lippen­ dichtringes mit Fett versorgt, so daß deren Elastizität und deren Gleiteigenschaften auf dem Kugelzapfen erhalten bleiben.

Ergebnisse von Tests erfindungsgemäßer Kugelgelenke, die mit extrem verschmutztem Wasser beaufschlagt wurden, deuten auf eine vielfach längere Lebensdauer derartiger Kugelgelenke ge­ genüber bekannten Kugelgelenken mit entweder nur einer Balgdichtung oder nur einem Lippendichtring hin.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine Weiterbildung eines Kugelgelenkes gemäß Anspruch 2 sieht vor, daß der Lippendichtring an der Kugelschale gehaltert ist und mit seiner Dichtlippe an der kugeligen Gleitfläche des Kugelzapfens dichtend anliegt. Dieses ist ein besonders ein­ facher konstruktiver Aufbau, der die Herstellbarkeit eines Kugelgelenks vereinfacht. Außerdem ist eine derartige platz­ sparende Anordnung besonders gut geeignet, eine optimale Dichtwirkung zu erzielen.

Eine Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3, welche vor­ sieht, daß der Lippendichtring an der offenen, durch die Balgdichtung abgedichteten Seite der Kugelschale in einer um­ laufenden Ausnehmung der Kugelschale gehaltert ist, bietet den Vorteil einer einfachen Montierbarkeit des Kugelgelenkes.

Bevorzugt wird eine Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4, wonach der Lippendichtring durch Umbördeln oder zumindest lokales Verstemmen eines stirnseitigen Randes der Kugelschale, welcher entlang der Ausnehmung verläuft, in welcher der Lip­ pendichtring gehaltert ist, an der Kugelschale befestigt ist. Diese Maßnahme ist ebenfalls auf eine einfache Herstellbarkeit bzw. Montierbarkeit des Kugelgelenkes gerichtet.

Im Zusammenhang mit in Fahrzeugen verwendeten Antrieben, ins­ besondere von Scheibenwischervorrichtungen, sind auch soge­ nannte Doppelkugelgelenke bekannt, bei denen der Kugelzapfen zwei in axialer Richtung übereinander angeordnete Kugelab­ schnitte aufweist, auf die jeweils eine an einem weiteren Ge­ triebeglied befestigte Kugelschale aufgeknöpft ist. In einem solchen Fall ist notwendigerweise die innere Kugelschale an beiden axialen Stirnseiten offen ausgebildet, weil sie zu­ nächst über den äußeren Kugelabschnitt des Kugelzapfens ge­ schoben werden muß, um auf den inneren Kugelabschnitt des Ku­ gelzapfens aufgeknöpft werden zu können. Eine Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 bietet hierfür eine mögliche Lösung an, welche vorsieht, daß bei der an beiden Seiten offen ausgebildeten Kugelschale an jeder der offenen Seiten jeweils eine Balgdichtung und ein zusätzlicher Lippendichtring vor­ gesehen sind. Hierbei bietet sich an, die Abdichtungen an bei­ den offenen Seiten dieser Kugelschale in der Art eines der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.

Anhand einer Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil einer Scheibenwischervorrichtung eines Fahr­ zeuges mit einem Kugelgelenk in teilweise geschnittener Darstellung,

Fig. 2 in geschnittener Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer an einem Getriebeglied befestigten Kugelschale und

Fig. 3 in geschnittener Darstellung ein anderes Ausführungs­ beispiel einer an einem Getriebeglied befestigten Ku­ gelschale.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Teil einer Scheibenwischervor­ richtung eines Fahrzeuges ist ein Wischlager 1 zu erkennen, welches als sogenanntes loses Wischlager ausgebildet ist. Das ist daran zu erkennen, daß das Gehäuse 2 des Wischlagers 1 zwei Bohrungen 3 aufweist, die dazu dienen, das Wischlager 1 mittels in Fig. 1 nicht dargestellter Befestigungsschrauben am Fahrzeug zu befestigen. In dem Gehäuse 2 des Wischlagers 1 ist in bekannter Weise drehbar eine Wischerwelle 4 gelagert, an welcher ein Wischhebel befestigt werden kann. Am unteren Ende der Wischerwelle 4 ist drehfest eine Lagerschwinge befestigt, welche im Sinne der vorliegenden Erfindung ein erstes Getrie­ beglied 5 darstellt. Am freien Ende dieses ersten Getriebe­ gliedes 5 ist ein Kugelzapfen 6 befestigt, der Bestandteil eines Kugelgelenkes 7 ist. Zu dem Kugelgelenk 7 gehört weiter­ hin eine Kugelschale 8, die am Ende eines zweiten Getriebe­ gliedes 9 und dabei im wesentlichen in einem entsprechenden Durchbruch befestigt ist. Das zweite Getriebeglied 9 ist eine Gelenkstange, welche in bekannter Weise von einem nicht dar­ gestellten Wischermotor antreibbar ist.

Es ist zu erkennen, daß die Kugelschale 8 an ihrer in axialer Richtung obenliegenden Seite 10 hutartig geschlossen ausge­ bildet ist. An der gegenüberliegenden unteren Seite 11 ist die Kugelschale 8 offen. Mit der unteren Seite 11 voran ist die Kugelschale 8 auf den Kugelabschnitt 12 des Kugelzapfens 6 auf geknöpft. In dem an der hutartig geschlossenen Seite 10 der Kugelschale 8 ist in den zwischen der Kugelschale 8 und dem Kugelzapfen 6 gebildeten Raum mit 13 bezeichnetes Fett zu er­ kennen, welches vor dem Zusammenbau des Kugelgelenks 7 in die Kugelschale 8 eingebracht worden ist.

Wesentlich ist im weiteren die Abdichtung des Kugelgelenkes 7 an der offenen Seite 11 der Kugelschale 8. Hier ist eine Balgdichtung 14 zu erkennen, die an der offenen Seite 11 der Kugelschale 8 angeordnet ist und dabei am Sockel des Kugel­ zapfens 6 und an der Außenseite der Kugelschale 8 sowie an dem ersten Getriebeglied 5 und an dem zweiten Getriebeglied 9 dichtend anliegt. Weiterhin ist ein Lippendichtring 15 (siehe auch Fig. 2 und 3) zu erkennen, der an der offenen Seite 11 der Lagerschale 8 angeordnet und gehaltert ist und dessen Dichtlippe 16 im wesentlichen radial an dem Kugelabschnitt 12 des Kugelzapfens 6 anliegt. In Fig. 1 ist noch zu erkennen, daß der zwischen der Balgdichtung 14, dem Kugelzapfen 6, der Kugelschale 8 und dem Lippendichtring 15 gebildete Raum eben­ falls vollständig mit Fett 13 befüllt ist. Ein mit einer der­ artigen verbesserten Abdichtung versehenes Kugelgelenk 7 hält den beim Betrieb eines Fahrzeuges auftretenden rauhen Bean­ spruchungen ohne Beanstandungen über den erforderlichen langen Zeitraum stand. Außerdem ist zu erkennen, daß dieses Kugelge­ lenk 7 mit verbesserter Abdichtung einfach aufgebaut ist und daher einfach und kostengünstig herstellbar ist.

In den Fig. 2 und 3 ist deutlich ersichtlich, wie der zusätz­ liche Lippendichtring 15 an der Lagerschale 8 angeordnet und gehaltert ist. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist die Kugelschale 8 wiederum an der oberen Seite 10 hutartig ge­ schlossen ausgebildet, so daß an dieser Seite 10 bereits eine absolut dichte Abdichtung des Kugelgelenks 7 gewährleistet ist. An der gegenüberliegenden, offenen Seite 11 besitzt die Kugelschale 8 eine umlaufende, stirnseitig offene Ausnehmung 17, in die der Lippendichtring 15 eingelegt ist. Um den Lip­ pendichtring 15 an der Kugelschale 8 zu arretieren, ist der um die Ausnehmung 17 umlaufende, stirnseitige Rand 18 nach ein­ wärts verformt, um zumindest den äußeren Rand des Lippendicht­ ringes 15 zu übergreifen. Die Verformung des Randes 18 kann entweder insgesamt, und dabei vorzugsweise durch Umbördeln, oder auch nur örtlich begrenzt, und dabei vorzugsweise durch Verstemmen, herbeigeführt sein. Um dem Lippendichtring 15 ei­ nen sicheren Halt zu verleihen, ist noch ein Stabilisierungs­ ring 19 zwischen den elastischen Lippendichtring 15 und den einwärts verformten Rand 18 eingelegt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu erkennen, daß die Kugelschale 8 zwei gegenüberliegende, offene Seiten 11 aufweist, weil diese Kugelschale 8 für die Verwen­ dung an einem Doppelkugelgelenk bestimmt ist. Wesentlich hier­ bei ist, daß an den beiden offenen Seiten 11 der Kugelschale 8 nunmehr zusätzlich zu einer in Fig. 3 nicht dargestellten Balgdichtung ein Lippendichtring 15 vorgesehen ist. Die An­ ordnung und Halterung der beiden Lippendichtringe 15 an der Kugelschale 8 ist dabei im wesentlichen symmetrisch. Auf jeden der beiden Lippendichtringe 15 trifft die im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 gegebene Beschreibung sinn­ gemäß zu, so daß hier auf eine wiederholende Beschreibung ver­ zichtet werden kann.

Bezugszeichenliste

1

Wischlager

2

Gehäuse

3

Bohrung

4

Wischerwelle

5

Erstes Getriebeglied

6

Kugelzapfen

7

Kugelgelenk

8

Kugelschale

9

Zweites Getriebeglied

10

Seite

11

Seite

12

Kugelabschnitt

13

Fett

14

Balgdichtung

15

Lippendichtung

16

Dichtlippe

17

Ausnehmung

18

Rand

19

Stabilisierungring

Claims (5)

1. Kugelgelenk mit verbesserter Abdichtung, insbesondere für eine Scheibenwischervorrichtung eines Fahrzeuges, mit einem an einem ersten Getriebeglied (5) befestigten Kugelzapfen (6), auf den eine an einem zweiten Getriebeglied (9) be­ festigte Kugelschale (8) auf geknöpft ist, und mit einer Balgdichtung (14), die sich an einer offenen Seite (11) der Kugelschale (8) wirksam dichtend zwischen dem Kugelzapfen (6) und der Kugelschale (8) und/oder zwischen dem ersten Getriebeglied (5) und dem zweiten Getriebeglied (9) er­ streckt, wodurch außerdem ein als Schmiermittelreservoir nutzbarer und mit Schmiermittel, insbesondere mit Fett (13), befüllbarer Raum gebildet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß an der durch die Balgdichtung (14) abgedichteten Seite (11) der Kugelschale (8) ein zusätzlicher Lippen­ dichtring (15) angeordnet ist.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippendichtring (15) an der Kugelschale (8) gehaltert ist und mit seiner Dichtlippe (16) an der kugeligen Gleit­ fläche des Kugelzapfens (6) dichtend anliegt.

3. Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippendichtring (15) an der offenen, durch die Balgdichtung (14) abgedichteten Seite (11) der Kugelschale (8) in einer umlaufenden Ausnehmung (17) der Kugelschale (8) gehaltert ist.

4. Kugelgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippendichtring (15) durch Umbördeln oder zumindest lokales Verstemmen des stirnseitigen Randes (18) der Ku­ gelschale (8) entlang der Ausnehmung (17) an der Kugel­ schale (8) gehaltert ist.

5. Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer für ein Dop­ pelkugelgelenk ausgebildeten Kugelschale (8), die an beiden axial gegenüberliegenden Seiten (11) offen ist, an beiden gegenüberliegenden Seiten (11) der Kugelschale (8) jeweils eine Balgdichtung (14) und ein zusätzlicher Lippendichtring (15) in der Art eines der vorhergehenden Ansprüche vorgese­ hen sind.