DE19707838A1 - Rollbalg aus thermoplastischem Elastomer - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Rollbalg zur Abdichtung eines Dreh
gelenks, mit einem ersten Bund größeren Durchmessers zum Festle
gen auf einem Gelenkaußenteil des Drehgelenks und mit einem
zweiten Bund kleineren Durchmessers zum Festlegen auf einer
Welle an einem Gelenkinnenteil des Drehgelenks und einer halbto
rusförmigen, die Bunde verbindenden Balgwandung.
Insbesondere bei Gelenkanwendungen mit hoher Drehzahl sind Roll
bälge den ebenfalls bekannten Faltenbälgen vorzuziehen, da sie
weniger empfindlich gegen die Einwirkung hoher Fliehkräfte sind
und auch unter dem Einfluß der Fettfüllung des Gelenkes form
stabil bleiben.
Bei fortschrittlichen Gelenkkonstruktionen, die bei hohen Dreh
zahlen auch hohe Beugewinkel zulassen, haben sich bisher einge
setzte Rollbälge aus Gummi als unzureichend erwiesen. Aufgrund
der inneren Wärmeentwicklung im Gelenk sind hierbei ausreichende
Standzeiten des Rollbalges nicht mehr möglich. Gummi ist nicht
ausreichend beständig gegen das Fett der Fettfüllung. Ein Kon
takt mit dem Fett ist jedoch aufgrund eines hohen erforderlichen
Füllungsgrades unvermeidlich.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, einen Rollbalg bereitzustellen, der extremen Belastun
gen, d. h. sehr hohen Beugewinkeln auch bei hohen Drehzahlen
über die gesamte Gelenklebensdauer bei üblichen Lastkollektiven
standhält.
Die Lösung hierfür umfaßt die Kombination der Merkmale:
- - der Rollbalg stellt ein Spritzgieß- oder Blasformerzeugnis dar,
- - der Rollbalg besteht aus einem thermoplastischen Elastomer,
- - das Elastomer ist zu einem Grad zwischen 15 und 85% ver netzt.
Wesentlich für die gewünschte Formstabilität auch bei hohen
Drehzahlen und hohen Beugewinkeln ist die Verwendung eines ther
moplastischen Elastomers beim Spritzgießen oder Blasformen und
die anschließende Vernetzung des eingesetzten thermoplastischen
Elastomers im Bereich eines Vernetzungsgrades zwischen 15 und 85
%. Gegenüber unvernetztem thermoplastischem Elastomer gibt die
irreversible Vernetzung einen wirksamen Schutz gegen unerwünsch
te Verformungen bei zeitweilig hohen Betriebstemperaturen des
Rollbalges. Der erfindungsgemäße Rollbalg kann somit schadens
frei erhöhten Belastungen, d. h. hohen Drehzahlen bei hohen
Beugewinkeln, auch unter Temperaturerhöhung des Materials unter
worfen werden, ohne daß hierbei Schäden oder Ausfälle eintreten.
Bei einem Übergang vom Blasformverfahren auf das Spritzgieß
verfahren läßt sich der Rollbalg mit erhöhter Präzision, ins
besondere mit exakt eingehaltener Wandstärke herstellen, so daß
der Einfluß von Unwuchten wesentlich reduziert werden kann. Im
Hinblick auf die angestrebten hohen Drehzahlen ist dies von
besonderer Bedeutung.
Die erfindungsgemäße Vernetzung ist durch chemische oder ther
mische Verfahren oder insbesondere durch Bestrahlung des
Spritzgießteils mit β- oder γ-Strahlen herzustellen.
Als bevorzugte thermoplastische Elastomere, die die erforderli
chen Festigkeitseigenschaften haben und die in der gewünschten
Weise vernetzbar sind, werden solche auf Esterbasis vorgeschla
gen.
Als besonders bevorzugte Bereiche des Vernetzungsgrades können
Werte von 45 bis 65° angegeben werden, bei denen einerseits die
Flexibilität des Rollbalges noch ausreichend groß ist, anderer
seits die verbesserten Eigenschaften hinsichtlich mechanischer
Belastbarkeit und Temperaturbeständigkeit wesentlich gesteigert
sind.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rollbalgs und
geeignete Verfahren zu seiner Herstellung sind in den Unter
ansprüchen genannt, auf die hiermit Bezug genommen wird.
Ein erfindungsgemäßer Rollbalg wird nachstehend anhand einer
Zeichnung erläutert.
In einem Längsschnitt ist ein Quadripode-Gelenk 1 mit einer
eingesteckten Welle 2 und einem Rollbalg 3 gezeigt. Der Rollbalg
hat in üblicher Weise einen äußeren Bund 4, der wulstförmig ist
und der mit einem Haltering 5 an einem Ringteil 6 eingeklemmt
ist. Dieses Ringteil 6 ist wiederum auf dem Gelenkaußenteil 7
des Quadripode-Gelenks 1 aufgeklemmt. Das Gelenkaußenteil 7 hat
einen Flansch 8 zum Anschluß an ein erstes Anschlußteil.
Ein zweiter Bund 9 des Rollbalgs ist mittels eines Spannbandes
10 auf der Welle 1 festgelegt. Diese Welle 1 ist in das Gelen
kinnenteil 11 des Gelenks 1 eingesteckt. Der erste Bund 4 und
der zweite Bund 9 werden über eine im wesentlichen gleichmäßig
dicke halbtorusförmige Balgwandung 12 miteinander verbunden, die
das Gelenk somit wellenseitig abdichtet. Die Form des Rollbalges
ist im wesentlichen übereinstimmend mit Rollbälgen nach dem
Stand der Technik. Der erfindungsgemäße Rollbalg wird in der
dargestellten Form als Spritzgießerzeugnis hergestellt.
Claims (5)
1. Rollbalg zur Abdichtung eines Drehgelenks, mit einem ersten
Bund größeren Durchmessers zum Festlegen auf einem Gelenk
außenteil des Drehgelenks und mit einem zweiten Bund klei
neren Durchmessers zum Festlegen auf einer Welle an einem
Gelenkinnenteil des Drehgelenks und einer halbtorusförmi
gen, die Bunde verbindenden Balgwandung, wobei
der Rollbalg ein Spritzgieß- oder Blasformerzeugnis dar stellt,
der Rollbalg aus einem thermoplastischen Elastomer besteht, und
das Elastomer zu einem Grad zwischen 15 und 85% vernetzt ist.
der Rollbalg ein Spritzgieß- oder Blasformerzeugnis dar stellt,
der Rollbalg aus einem thermoplastischen Elastomer besteht, und
das Elastomer zu einem Grad zwischen 15 und 85% vernetzt ist.
2. Rollbalg nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Elastomer ein solches auf Esterbasis ist.
3. Rollbalg nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Elastomer zu einem Grad zwischen 45 und 65%
vernetzt ist.
4. Verfahren zur Herstellung eines Rollbalgs nach einem der
Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rollbalg aus unvernetztem thermoplastischen Elasto
mer mittels Spritzgießen oder Blasformen ausgeformt wird
und durch eine Nachbehandlung das Elastomer zu einem Grad
zwischen 15 und 85% vernetzt wird.
5. Verfahren zur Herstellung eines Rollbalgs nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vernetzung durch β- oder γ-Bestrahlung erzeugt
wird.
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