DE19754699A1

DE19754699A1 - Abdichtung für eine Lagerbüchse

Info

Publication number: DE19754699A1
Application number: DE19754699A
Authority: DE
Inventors: Guido Rieder; Manfred Wuerch; Siegfried Goetz; Martin Dipl Ing Kruppa
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 1999-06-17
Also published as: US6357754B1; WO1999030064A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abdichtung für eine Gelenkkreuzbüchse, in die Zapfen eines zu einem Kreuzgelenk gehörenden Zapfenkreuzes eingesetzt sind. Kreuzgelenke werden in verschiedenen technischen Bereichen eingesetzt, wie z. B. in Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, landwirtschaftlichen Maschi nen sowie Baumaschinen. Dabei sind die Kreuzgelenke Bestandteil einer unter einem Beugungswinkel angeordneten Welle, die zum Antrieb und damit zur Drehmomentübertragung einer Triebachse dient. In diesen Fahrzeugen sind die Kreuzgelenke äußeren Einflüssen wie Staub, Wasser, Sand ausgesetzt. Diese Einflüsse erfordern eine wirkungsvolle Abdichtung der Kreuzgelenke zur Ver meidung eines vorzeitigen Ausfalls der Lagerbüchsen, der zu einem uner wünschten Stillstand des Fahrzeugs oder der Maschine führt.

Hintergrund der Erfindung

Aus der DE 41 28 179 A1 beispielsweise ist eine Abdichtung für Lagerbüchsen bekannt, die einen in der Lagerbüchse lagefixierten Radialwellendichtring sowie eine am Zapfen drehfixierte Vordichtung umfaßt. Dabei ist der Radialwellen dichtring so in die Lagerbüchse eingesetzt, daß deren durch eine Schlauchfeder an die Mantelfläche des Zapfens gedrückte Dichtlippe zwischen der Vordich tung und einem radialen Schenkel der Armierung angeordnet ist. Zur Sicher stellung eines lageorientierten Einbaus der dem Radialwellendichtring zugeord neten Armierung ist der zylindrische Schenkel der Armierung abgekantet und greift in der Einbaulage in eine ringförmige Ausnehmung der Lagerbüchse. Der Radialwellendichtring verfügt über eine weitere Dichtlippe, die an einer schrä gen Fläche der Gummierung der Vordichtung abgestützt ist. Die auf dem Zapfen drehfixierte Vordichtung besitzt eine Armierung, deren U-förmige Gestaltung auf der zur Lagerbüchse gerichteten Seite vollständig von einer Gummierung umschlossen ist. Die Gummierung stützt sich dabei an einer Stirnseite der Lagerbüchse ab und bildet weiterhin eine Dichtlippe, die in einer Radialnut schleifend an der Lagerbüchse anliegt. Dieser bekannte Stand der Technik stellt eine wirkungsvolle Abdichtung für Lagerbüchsen dar, deren Aufbau jedoch einen erhöhten Fertigungsaufwand erfordert, insbesondere zur Darstellung einer Ausnehmung zur Rastierung der Armierung des Radialwellen dichtrings. Weiterhin erfordert die bekannte Abdichtung eine große Sorgfalt bei der Montage. Aufgrund der Gestaltung der dem Radialwellendichtring vor gelagerten Dichtlippe besteht die Gefahr, daß die Dichtlippe nicht an der vorgesehenen schrägen Fläche der Vordichtung, sondern an einem vorstehen den Ansatz der Vordichtung anliegt, wodurch auch die Funktion des Radialwel lendichtrings beeinträchtigt ist. Außerdem erfordert die in die Radialnut der Lagerbüchse eingreifende Dichtlippe der Vordichtung eine erhöhte Aufmerksam keit bei der Montage, damit diese beim Einführen nicht beschädigt wird.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirkungsvolle, kostengünstig herstellbare Abdichtung zu schaffen, die eine einfache Montage ermöglicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Zur Lösung der zuvor genannten Problemstellung wird erfindungsgemäß vor geschlagen, einen die Funktion einer Schutzkappe ausübenden Armierungsring mit einer Vordichtung zu einem Dichtelement zu vereinen. Dazu weist der Armierungsring einen radialen Bord auf, der eine kreisringförmige Öffnung zwischen dem Zapfen und der Lagerbüchse abdeckt, und dabei bis nahe an die Mantelfläche des Zapfens geführt ist. An der Innenseite des radialen Bordes des Armierungsrings stützt sich eine einstückig mit dem Radialwellendichtring verbundene Dichtlippe unmittelbar ab. An die von der Lagerbüchse abgewandte Stirnseite des radialen Bordes ist eine scheibenartig gestaltete Gummierung vulkanisiert, die weiterhin das freie Ende des Bordes umgreift unter Bildung eines beidseitig des Bordes überstehenden Ringteils, das auf der Zapfenmantel fläche drehfixiert ist. Weiterhin bildet die Gummierung ein Distanzelement, das in der Einbaulage zwischen der Stirnseite der Lagerbüchse und dem Bord des Armierungsrings angeordnet ist. Das Distanzelement ist dabei über Ausnehmun gen im Bord des Armierungsrings einstückig mit der stirnseitigen Scheiben gummierung verbunden. Die Erfindung schließt dabei ein umlaufend geschlos senes Distanzelement ein sowie ein sektionsweise angeordnetes Distanzel ement.

Das erfindungsgemäße Dichtelement besitzt den Vorteil, daß der Aufbau in der Hauptschmutzrichtung keine Bauteile umfaßt, die einen nachteiligen Spalt bilden. Weiterhin zeichnet sich das Dichtelement durch einen einfachen kosten günstig herstellbaren Aufbau aus. Ebenfalls stellt die Montage keine besonderen Anforderungen an die Sorgfalt, da keine Gefahr einer Dichtlippenbeschädigung oder Verschiebung der Dichtlippe besteht. Aufgrund der nach außen schräg gerichteten, dem Radialwellendichtring zugeordneten Dichtlippe verschiebt sich die Kontaktfläche dieser Dichtlippe beim axialen Zuführen des erfindungs gemäßen Dichtelementes radial nach außen, wobei dieser Bereich nicht einge grenzt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der An sprüche 2 bis 7.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, den Armierungsring mit einem zylindrischen Ansatz zu versehen, der radial beabstandet einen Endbereich der Lagerbüchse umgreift. Dieser Endbereich der Lagerbüchse ist dabei radial abgesetzt, so daß bei eingebautem Dichtelement deren Außenkon tur die die Mantelfläche der Lagerbüchse nicht übertrifft. Am freien Ende ist der zylindrische Ansatz des Armierungsrings mit radial nach innen gerichteten Abkantungen oder Bördelungen versehen, die in eine Umlaufnut der Lagerbüch se verrasten. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Bördelungen vorzugsweise nach Erreichen einer Einbaulage des Dichtelementes am zylin drischen Abschnitt des Armierungsrings angebracht werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der zylindrische Ansatz des Armierungsrings am freien Ende mit umfangsverteilt angeordneten Rastnasen versehen, die selbsttätig bei Erreichen einer Einbaulage in die Um laufnut verrasten. Die Rastnasen sind dabei so gestaltet, daß deren Überdeckung zu der abgesetzten Mantelfläche der Lagerbüchse im Bereich der Elastizität des Armierungsrings liegt. Diese Auslegung ermöglicht, daß vor dem Einbau die Haltesicherung des Dichtelementes am Armierungsring angebracht werden können. Beim Einbau weitet sich der zylindrische Abschnitt des Armierungsrings radial auf, bis zum Erreichen der Umlaufnut in die die Rastnasen eingreifen. Zur Erreichung einer vereinfachten Montage kann der zylindrische Ansatz des Armierungsrings mit umfangsverteilten axialen Einschnitten versehen werden.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, den zum Radialwellendichtring gerichteten Abschnitt des zylindrischen Ringteils der Gummierung, das dreh fixiert auf dem Zapfen angeordnet ist, außen mit einer zum freien Ende abfallen den Kontur zu versehen. Diese Kontur dient bei der Montage dazu, das freie Ende der axial vorstehenden, einstückig mit dem Radialwellendichtring ver bundenen Dichtlippe in Richtung des Armierungsringes zu lenken.

Als Maßnahme zur verbesserten Befestigung der Gummierung am Armierungs ring ist der radiale Bord endseitig abgekantet. Vorzugsweise ist dabei keine umlaufende, sondern eine sektionsweise in Richtung des Radialwellendichtrings oder wechselweise ausgerichtete Abkantung vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Abdichtung umfaßt außerdem eine Anordnung des Radialwellendichtrings, deren Armierung so angeordnet ist, daß der radial nach innen gerichtete Schenkel zwischen dem Dichtelement und der Dichtlippe angeordnet ist, die über eine Schlauchringfeder am Zapfen anliegt. Dieser Aufbau ermöglicht eine vorteilhafte, getrennte Anordnung und Wirkungsweise der Dichtlippen des Radialwellendichtrings. Somit ist weder bei der Montage noch im eingebauten Zustand eine gegenseitige Beeinflussung der Dichtlippen möglich. Zur Vermeidung von Korrosion ist vorgesehen, den Armierungsring aus einem nichtrostenden Material herzustellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Zeichnungen und die zugehörigen Beschreibungen erläutern die Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Abdichtung im Halbschnitt, die einen armierten Radialwellendichtring umfaßt, dem ein Dichtele ment vorangestellt ist;

Fig. 2 eine zur Fig. 1 alternative Befestigung des Dichtelementes an der Lagerbüchse.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 zeigt eine Lagerbüchse 1, die mit einer erfindungsgemäßen Ab dichtung versehen ist. Die im eingebauten Zustand abgebildete Lagerbüchse 1 umfaßt eine erste Dichtung 2, die über eine Armierung kraftschlüssig an einer Innenwandung 4 der Lagerbüchse 1 anliegt. Der Dichtung 2 ist ein Dichtele ment 5 vorangestellt, das einen Ringspalt zwischen einem Zapfen 6 und der Lagerbüchse 1 überbrückt. Der Zapfen 6 ist über Wälzkörper 7 drehbar in der Lagerbüchse 1 gelagert. Die Dichtung 2 umfaßt einen Radialwellendichtring 8, deren Dichtlippe 9 unterstützt durch die Kraft einer Schlauchfeder 10 auf einem im Vergleich zur Lauffläche der Wälzkörper 7 radial versetzten Abschnitt 11 des Zapfens 6 anliegt. Die Armierung 3 der Dichtung 2 verfügt über einen sich axial erstreckenden Schenkel 12, an dessen freies Ende sich eine zwischen den Wälzkörpern 7 der Armierung 3 eingesetzte Tellerfeder 13 abstützt. An den radial nach innen gerichteten Schenkel 14 der Gummierung 3 ist in Richtung der Wälzkörper gerichtet der Radialwellendichtring 8 angeordnet und auf der Gegenseite eine Dichtlippe 15, die am Dichtelement 5 abgestützt ist.

Der Aufbau des Dichtelementes 5 umfaßt einen Armierungsring mit einem zylindrischen Ansatz 17 sowie einem radial ausgerichteten Bord 18. Der Ansatz 17 umschließt dabei einen radial abgesetzten Endbereich 19 der Lagerbüchse 1. Am freien Ende ist der Ansatz 17 mit einer radial nach innen gerichteten Ab kantung 20 versehen, die in eine Umlaufnut 21 der Lagerbüchse 1 eingreift. Die umlaufend oder sektionsweise angeordnete Abkantung 20 wird vorzugsweise nach Erreichen einer Einbaulage des Dichtelementes 5 durch ein spanloses Bördelverfahren umgeformt. An die von der Lagerbüchse 1 abgewandte Stirnsei te des Bordes 18 ist eine scheibenartig gestaltete Gummierung 22 anvulkani siert, die im Bereich des Zapfens 6 in ein zylindrisches Ringteil 23 übergeht, das auf einer Mantelfläche des Abschnittes 24 vom Zapfen 6 drehfixiert ist. Im Bereich einer Stirnseite 25 der Lagerbüchse 1 bildet die Gummierung 22 ein Distanzelement 26. Zur Schaffung einer einstückigen Verbindung zwischen dem Distanzelement 26 und der Gummierung 22, ist der Bord 18 mit umfangs verteilt angeordneten Ausnehmungen 27 versehen, die vom Werkstoff der Gummierung 22 ausgefüllt sind.

Zur Abdichtung eines sich zwischen dem Schenkel 12 der zur Dichtung 2 gehörigen Armierung 3 und der Innenwandung 4 der Lagerbüchse 1 einstellen den Ringspaltes 28 ist eine Überdeckung 29 zwischen der Gummierung 30 und der Bohrungswandung 4 vorgesehen. Die Dichtlippe 15 ist ausgehend von der Gummierung 30 nach außen gespreizt und stützt sich mit ihrem freien Ende unmittelbar am Bord 18 des Armierungsrings 16 ab. Zur Erzielung dieser Ein baulage ist das Ringteil 23 der Gummierung 22 des Dichtelementes 5 außenseitig schrägverlaufend angeordnet, d. h. die Außenkontur des Ringteils 23 verjüngt sich vom Bord 18 aus gesehen kontinuierlich bis zum freien Ende. Zur Erzie lung einer verbesserten Befestigung bzw. Haftung der Gummierung 22 am Bord 18 des Armierungsringes 8 ist das freie Ende abgekantet. Die Abkantung 31 ist vorzugsweise in Richtung der Wälzkörper 7 ausgerichtet und dabei umlaufend oder sektionsweise gestaltet.

Die Fig. 2 zeigt eine mit der Fig. 1 übereinstimmende Lagerbüchse 1 sowie eine übereinstimmende Dichtung 2. Die Fig. 2 unterscheidet sich lediglich in der Gestaltung der Haltesicherung des Dichtelements 5 an der Lagerbüchse 1 von der in Fig. 1. Die in Fig. 2 abgebildete Haltesicherung verrastet selbst tätig in der Einbaulage des Dichtelementes 5. Dazu ist der Ansatz 17 innenseitig mit umfangsverteilt angeordneten Rastnasen 32 versehen, die selbsttätig in die Umlaufnut 21 verrasten. Eine Überdeckung zwischen der Mantelfläche von dem Endbereich 19 zu einem sich einstellenden Innendurchmesser der Rastnasen 32 ist dabei so gewählt, daß dieser von der Eigenelastizität des Ansatzes 17 bei der Montage kompensierbar ist. Als Montagehilfe kann dabei der Ansatz 17 zusätz lich mit Einschnitten 33 versehen werden, die ein Aufspreitzen des Ansatzes 17 ermöglichen zur Erreichung einer vereinfachten Montage.

Bezugszeichenliste

1

Lagerbüchse

2

Dichtung

3

Armierung

4

Innenwandung

5

Dichtelement

6

Zapfen

7

Wälzkörper

8

Radialwellendichtring

9

Dichtlippe

10

Schlauchfeder

11

Abschnitt

12

Schenkel

13

Tellerfeder

14

Schenkel

15

Dichtlippe

16

Armierungsring

17

Ansatz

18

Bord

19

Endbereich

20

Abkantung

21

Umlaufnut

22

Gummierung

23

Ringteil

24

Abschnitt

25

Stirnseite

26

Distanzelement

27

Ausnehmung

28

Ringspalt

29

Überdeckung

30

Gummierung

31

Abkantung

32

Rastnase

33

Einschnitt

Claims

1. Abdichtung einer Lagerbüchse (1) für einen wälzgelagerten Zapfen (6) von Kreuzgelenken, umfassend eine Dichtung (2), die als armierter Radialwellen dichtring (8) gestaltet ist, wobei eine Armierung (3) einen an einer Innenwan dung (4) der Lagerbüchse (1) angeordneten axialen Schenkel (12), sowie einen den Radialwellendichtring (8) aufnehmenden radialen Schenkel (14) aufweist, wobei der Radialwellendichtring (8) über zumindest eine Dichtlippe am Zapfen (6) dichtend anliegt und wobei der Dichtung (2) in axialer Richtung eine separa te armierte Vordichtung vorangestellt ist, die einen Ringspalt zwischen dem Zapfen (6) und der Lagerbüchse (1) abdichtet und die an einer Stirnseite (25) der Lagerbüchse (1) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zapfen (6) und der Lagerbüchse (1) ein die Funktion einer Schutzkappe aus übender Armierungsring (16) einstückig mit der Vordichtung verbunden ist, zur Bildung eines Dichtelementes (5), das folgendermaßen angeordnet und ausgebil det ist:

- ein radialer Bord (18) des Armierungsrings (16) ist bis nahe an den Zapfen (6) geführt, wobei an eine der Lagerbüchse (1) abgewandte Stirnseite des Bordes (18) eine scheibenartig gestaltete Gummierung (22) vulkanisiert ist;
- die Gummierung (22) umschließt unter Bildung eines beiderseits des Bordes (18) überstehenden zylindrischen Ringteils (23) ein freies Ende vom Bord (18), das am Zapfen (6) drehfixiert angeordnet ist;
- zwischen einer Stirnseite (25) der Lagerbüchse (1) und dem Bord (18) ist ein Distanzelement (26) angeordnet, das über im Bord (18) eingebrachte Ausneh mungen (27) einstückig mit der stirnseitigen Gummierung (22) verbunden ist;
- die Dichtung (2) bildet eine in Richtung des Dichtelementes (5) ausgerichtete, zum freien Ende sich konisch aufweitende Dichtlippe (15), die unmittelbar am Bord (18) des Armierungsrings (16) abstützt.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrischer Ansatz (17) des Armierungsrings (16) zu einem radial abgesetzten Endbereich (19) der Lagerbüchse beabstandet angeordnet, wobei der Ansatz (17) am freien Ende mit einer radial nach innen gerichteten Abkantung (20) versehen ist, die in eine Umlaufnut (21) der Lagerbüchse (1) eingreift.

3. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Ansatz (17) am freien Ende mit umfangsverteilt angeordneten Rastnasen (32) versehen ist, die in die Umlaufnut (21) verrasten.

4. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Richtung des Radialwellendichtrings (8) zeigende auf dem Zapfen (6) drehfixierte Ab schnitt (24) des Ringteils (23) eine vom Bord (18) ausgehende, zum freien Ende kontinuierlich abfallende Außenkontur aufweist.

5. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Bord (18) des Armierungsrings (16) am freien Ende eine in Richtung des Radialwel lendichtrings (8) gerichtete Abkantung (31) aufweist.

6. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialwel lendichtring (8) zwischen dem radialen Schenkel (14) der Armierung (3) und den Wälzkörpern (7) angeordnet ist.

7. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Armierungs ring (16) aus einem nichtrostenden Material hergestellt ist.