DE202005011802U1 - Kugelgelenk und Dichtungsmanschette für ein solches Kugelgelenk - Google Patents
Kugelgelenk und Dichtungsmanschette für ein solches Kugelgelenk Download PDFInfo
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Abstract
Kugelgelenk
mit einem Gehäuse
(12), einem Kugelzapfen (14), einem Kugelkopf (20) und einer Dichtungsmanschette
(28), die am Gehäuse
(12) und am Kugelzapfen (14) anliegt, um zwischen diesen abzudichten,
wobei die Dichtungsmanschette (28) einen Zusatzdichtabschnitt (36)
aufweist, der einstückig
mit der Dichtungsmanschette (28) ausgebildet ist und zusätzlich zwischen
dem Gehäuse
(12) und dem Kugelkopf (20) abdichtet.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk und eine Dichtungsmanschette für ein solches Kugelgelenk.
- Kugelgelenke sind aus dem Stand der Technik bekannt und kommen in verschiedensten Ausführungsformen zur Anwendung. Insbesondere im Kraftfahrzeugbau müssen im wesentlichen alle Kugelgelenke durch Dichtungsmanschetten gegen Schmutz und Feuchtigkeit geschützt werden. Eine Dichtungsmanschette muß daher einerseits dicht wirkend und zuverlässig am Gelenkgehäuse und am Gelenkzapfen befestigt sein, sie darf allerdings andererseits die Bewegungsmöglichkeiten des Kugelgelenks nicht einschränken oder durch Gelenkbewegungen beschädigt werden.
- Bekannte Kraftfahrzeugkugelgelenke mit einer Dichtungsmanschette haben den Nachteil, daß sie bei Undichtigkeit - und damit verbundenen Eindringen von Flüssigkeit oder Partikel - oder bei Zerstörung der Dichtungsmanschette sehr schnell verschleißen.
- Die Erfindung schafft ein Kugelgelenk, dessen Funktion selbst bei defekter Dichtungsmanschette noch über einen gewissen Mindestzeitraum gewährleistet ist.
- Zu diesem Zweck sieht die Erfindung ein Kugelgelenk vor, mit einem Gehäuse, einem Kugelzapfen, einem Kugelkopf und einer Dichtungsmanschette, die am Gehäuse und am Kugelzapfen anliegt, um zwischen diesen abzudichten, wobei die Dichtungsmanschette einen Zusatzdichtabschnitt aufweist, der einstückig mit der Dichtungsmanschette ausgebildet ist und zusätzlich zwischen dem Gehäuse und dem Kugelkopf abdichtet. Der Zusatzdichtabschnitt der Dichtungsmanschette übernimmt bei Versagen der Dichtungsmanschette die Dichtfunktion für das Kugelgelenk, wodurch eine sichere Funktion wenigstens bis zum nächsten Wartungsintervall des Kraftfahrzeugs gewährleistet ist. Flüssigkeit und Partikel können aufgrund des Zusatzdichtabschnitts nicht in den Raum zwischen Kugelkopf und Gehäuse eindringen, so daß ein Verschleiß des Kugelgelenks verhindert wird.
- Bevorzugt ist ein Spannring vorgesehen, der die Dichtungsmanschette befestigt, wodurch eine sichere und einfache Anbringung der Dichtungsmanschette am Gehäuse bzw. Kugelzapfen gewährleistet ist.
- Alternativ ist ein Krallenring vorgesehen, der die Dichtungsmanschette befestigt. Der Krallenring ist dabei kein gesondertes Bauteil, sondern in der Dichtungsmanschette integriert. Durch die Lage des Krallenrings im Inneren der Dichtungsmanschette ist dieser vor Korrosion geschützt.
- Gemäß einer Ausführungsform greift die Dichtungsmanschette an einem Teil des Gehäuses an, wobei der Teil des Gehäuses einen geschlossen umlaufenden Vorsprung hat. Der geschlossen umlaufende Vorsprung verhindert ein Verrutschen des Spann- bzw. Krallenrings und hilft so bei der Befestigung der Dichtungsmanschette am Gehäuse bzw. am Kugelzapfen.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform greift die Dichtungsmanschette an einem Teil des Gehäuses an, wobei der Teil des Gehäuses eine vom Kugelkopf weg geneigte, umlaufende Kante aufweist. So kann ein Verrutschen des Spann- bzw. Krallenrings verhindert werden.
- Vorzugsweise greift der Zusatzdichtabschnitt der Dichtungsmanschette an dem Gehäuse und an einer Schale an, die den Kugelkopf aufnimmt. Der Zusatzdichtabschnitt der Dichtungsmanschette liegt somit direkt am Kugelkopf an und dichtet wenigstens bis zum nächsten Wartungsintervall des Kraftfahrzeugs zwischen dem Gehäuse und dem Kugelkopf ab.
- Vorzugsweise ist der Zusatzdichtabschnitt der Dichtungsmanschette so ausgebildet, daß er innerhalb der Dichtungsmanschette liegt. „Innerhalb" bezeichnet dabei den Raum, der zwischen dem Gehäuse, der Dichtungsmanschette und einem Kugelhals gebildet wird. Der Kugelhals ist zwischen dem Kugelkopf und dem Kugelzapfen ausgebildet. Der Zusatzdichtabschnitt der Dichtungsmanschette teilt damit den Raum zwischen dem Gehäuse, der Dichtungsmanschette und dem Kugelhals in zwei Kammern. Bei einem Versagen der Dichtungsmanschette übernimmt der Zusatzdichtabschnitt der Dichtungsmanschette die Dichtfunktion für das Kugelgelenk.
- Gemäß einer Ausführungsform kann ein Teil des Zusatzdichtabschnitts der Dichtungsmanschette an einem Rand des Gehäuses angreifen. Der Zusatzdichtabschnitt der Dichtungsmanschette und damit verbunden die Dichtungsmanschette selbst kann somit nicht bzw. nur unwesentlich verrutschen, so daß selbst bei starker Bewegung des Kugelzapfens und damit verbundenen großen Zugbelastungen die Dichtungsmanschette in der Stellung bleibt und zuverlässig abdichtet.
- Zwischen dem Kugelkopf und dem Kugelzapfen ist ein Kugelhals vorgesehen, an dem bevorzugt ein Teil des Zusatzdichtabschnitts der Dichtungsmanschette angreift. Der Teil des Zusatzdichtabschnitts der Dichtungsmanschette greift dabei umlaufend an den Kugelhals an, wodurch eine große anliegende Fläche entsteht, die der Abstützung der Dichtungsmanschette selbst bei starken Bewegungen des Kugelzapfens dient.
- Vorzugsweise ist der Zusatzdichtabschnitt der Dichtungsmanschette im Schnitt wellenförmig ausgebildet, wobei der Zusatzdichtabschnitt der Dichtungsmanschette insbesondere ungleichmäßig gekrümmt ist. Dadurch wird die Beweglichkeit und Flexibilität des Zusatzdichtabschnitts der Dichtungsmanschette vergrößert.
- Bevorzugt sind zwei unterschiedliche Fette vorgesehen, wobei ein erstes Fett im Bereich des Kugelkopfes und ein zweites Fett im Bereich zwischen dem Zusatzdichtabschnitt der Dichtungsmanschette und der Dichtungsmanschette selbst angeordnet ist. Das zweite Fett ist also beispielsweise in dem Raum angeordnet, der zwischen dem Kugelhals, dem Zusatzdichtabschnitt und der Dichtungsmanschette gebildet ist, kann aber auch in dem Raum zwischen der Dichtungsmanschette und dem Zusatzdichtabschnitt vorliegen. Bei dem ersten Fett handelt es sich dabei um ein Gelenkfett, während das zweite Fett ein Abdichtungsfett ist. Je nach Anforderung kann also ein passendes Fett verwendet werden.
- Die Erfindung betrifft ferner eine Dichtungsmanschette für ein Kugelgelenk mit einem Zusatzdichtabschnitt, der sich wellenförmig nach innen erstreckt. Der Zusatzdichtabschnitt der Dichtungsmanschette, der einstückig mit der Dichtungsmanschette selbst ausgebildet ist, kann, in einem Kugelgelenk eines Kraftfahrzeugs eingebaut, bei einem Versagen der Dichtungsmanschette die Dichtfunktion für das Kugelgelenk übernehmen, wodurch eine sichere Funktion wenigstens bis zum nächsten Wartungsintervall des Kraftfahrzeugs gewährleistet ist.
- Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Ire den Zeichnungen zeigen:
- –
1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsmanschette gemäß einer ersten Ausführungsform; - –
2 einen Längsschnitt durch die Dichtungsmanschette in1 , - –
3 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsmanschette gemäß einer zweiten Ausführungsform, - –
4 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsmanschette gemäß einer dritten Ausführungsform, - –
5 einen Längsschnitt durch die Dichtungsmanschette in4 , - –
6 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsmanschette gemäß einer vierten Ausführungsform, - –
7 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsmanschette gemäß einer fünften Ausführungsform, - –
8 einen Längsschnitt durch die Dichtungsmanschette in7 , - –
9 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsmanschette gemäß einer sechsten Ausführungsform, und -
10 einen Längsschnitt durch die Dichtungsmanschette in9 . - Das in
1 dargestellte Kugelgelenk10 umfaßt als wesentliche Bauteile ein Gehäuse12 und einen Kugelzapfen14 . Der Kugelzapfen14 weist einen Anschlußbolzen16 auf, an den sich ein Gewinde18 (schematisch gezeigt) anschließt. Ein Kugelkopf20 , der über einen Kugelhals22 mit dem Kugelzapfen14 verbunden ist, ist in einer Schale24 aufgenommen, die wiederum im Gehäuse12 festgelegt ist. - Das Kugelgelenk
10 ist an einem Bauteil26 angebracht, das beispielsweise ein Teil eines Fahrwerks für ein Kraftfahrzeug sein kann. Der Kugelzapfen14 ist mit seinem Anschlußbolzen16 und dem Gewinde18 durch das Bauteil26 hindurchgesteckt und kann mittels einer Mutter (nicht gezeigt) am Bauteil26 befestigt werden. - Eine Dichtungsmanschette
28 besteht aus einem elastischen und dichtenden Material und ist an seiner gemäß der Darstellung in der Figur oberen Seite am Gehäuse12 angebracht. Das obere Ende der Dichtungsmanschette28 ist hierzu in eine umlaufende Gehäusenut30 eingelegt und mit einem Spannring32 gegen das Gehäuse12 beaufschlagt. An seiner unteren Seite liegt die Dichtungsmanschette28 an einer Haltefläche des Kugelzapfens14 an. Ein Metallring34 drückt das untere Ende der Dichtungsmanschette28 gegen die Haltefläche des Kugelzapfens14 . - Ein Zusatzdichtabschnitt
36 der Dichtungsmanschette28 , der einstückig mit dieser ausgebildet ist, ist in dem Raum zwischen der Dichtungsmanschette28 , dem Gehäuse12 und dem Kugelhals22 angeordnet. Der Zusatzdichtabschnitt36 der Dichtungsmanschette28 ist insbesondere wellenförmig ausgebildet (2 ), wobei ein Teil38 an dem Kugelhals22 anliegt und sich umlaufend am Kugelhals22 abstützt. - Ein Endstück
40 des Zusatzdichtabschnitts36 der Dichtungsmanschette28 greift an der Dichtungsmanschette28 an. - Der Zusatzdichtabschnitt
36 der Dichtungsmanschette28 berührt ferner mit einem Teil42 einen Rand der Schale24 , die den Kugelkopf20 aufnimmt. - Der Zusatzdichtabschnitt
36 der Dichtungsmanschette28 liegt im Bereich des Spannrings32 an einem Vorsprung44 des Gehäuses12 an, wobei der geschlossen umlaufende Vorsprung44 und die Gehäusenut30 ein Verrutschen des Spannrings32 und damit verbunden ein Lösen der Dichtungsmanschette28 verhindern. - In
2 ist ein Längsschnitt durch die Dichtungsmanschette28 dargestellt, die rotationssymmetrisch zu einer Mittelachse A ist. Die Dichtungsmanschette28 weist eine obere axiale Öffnung46 und eine untere axiale Öffnung48 auf, die an ihren Rändern profiliert sind, um später eine besonders dichte und zuverlässige Verbindung in radialer Richtung zu erhalten. Zusätzlich befinden sich im Umfangsbereich der unteren axialen Öffnung48 nach unten vorstehende Dichtlippen50 , die im eingebauten Zustand eine axiale Abdichtung sicherstellen. - Die Dichtungsmanschette
28 wird in einem Arbeitsschritt axial von unten (gemäß1 ) montiert. Sie wird dabei über den Kugelzapfen14 geführt. Die Dichtungsmanschette28 gelangt in die Gehäusenut30 und wird mittels dem Spannring32 am Gehäuse befestigt. Ferner wird die Dichtungsmanschette28 mit dem Metallring34 am Kugelzapfen14 fixiert. - In
3 ist die Dichtungsmanschette28 in einer zweiten Ausführungsform gezeigt, die als Unterschied zur ersten Ausführungsform (1 und2 ) statt eines Spannrings32 einen Krallenring52 aufweist. Der Krallenring52 ist in die Dichtungsmanschette28 integriert und muß nicht als gesondertes Bauteil angebracht werden. Ferner weist das in3 gezeigte Gehäuse12 keinen Vorsprung44 auf. -
4 und5 zeigen ein Kugelgelenk10 in einer dritten Ausführungsform. Das Gehäuse12 des Kugelgelenks10 hat hier im Bereich, in dem die Dichtungsmanschette28 mit dem Spannring32 an dem Gehäuse12 befestigt wird, eine vom Kugelkopf20 weg geneigte, umlaufende Kante54 . Die Kante54 unterstützt dabei wie der Vorsprung44 der ersten Ausführungsform (1 und2 ) die Befestigung der Dichtungsmanschette28 am Gehäuse12 und verhindert ein Verrutschen des Spannrings32 und der Dichtungsmanschette28 . - Ferner ist hier der Zusatzdichtabschnitt
36 der Dichtungsmanschette28 bereits im Bereich des Spannrings32 ausgebildet, so daß der Spannring32 sowohl die Dichtungsmanschette28 als auch den Zusatzdichtabschnitt36 der Dichtungsmanschette befestigt. - Der Zusatzdichtabschnitt
36 der Dichtungsmanschette28 greift nicht an die Kante der Schale24 an, die den Kugelkopf20 aufweist. Die Anlagefläche des Teils38 des Zusatzdichtabschnitts36 ist jedoch so groß, daß selbst bei einer starken Bewegung des Kugelgelenks10 und damit verbunden entstehende Zugbelastungen der Zusatzdichtabschnitt36 nicht entlang des Kugelhalses22 rutscht. Ein Verrutschen des Zusatzdichtabschnitts36 würde zu einer Beeinträchtigung der Dichtfunktion führen. - In
6 ist das Kugelgelenk10 mit der Dichtungsmanschette28 in einer vierten Ausführungsform gezeigt. Das Gehäuse12 des Kugelgelenks10 hat hier gleichfalls wie die erste Ausführungsform (1 und2 ) den Vorsprung44 . - Das Endstück
40 des Zusatzdichtabschnitts36 der Dichtungsmanschette28 weist hier zum Kugelkopf20 . Ferner ist hier der Zusatzdichtabschnitt36 der Dichtungsmanschette28 mehrfach gekrümmt. - Die in den
7 bis10 gezeigten beiden Ausführungsformen des Kugelgelenks10 unterscheiden sich von den oben genannten Ausführungsformen darin, daß der Zusatzdichtabschnitt36 der Dichtungsmanschette28 an dem Gehäuse12 und der Schale24 , die den Kugelkopf20 aufnimmt, angreift. - Diese Ausführungsformen (
7 –10 ) verwenden zwei unterschiedliche Fette. Ein erstes Fett ist dabei im Bereich des Kugelkopfes20 vorgesehen, während ein zweites Fett in dem Raum zwischen dem Kugelhals 22, dem Zusatzdichtabschnitt36 der Dichtungsmanschette28 und der Dichtungsmanschette28 selbst vorliegt. Bei dem ersten Fett handelt es sich um ein Gelenkfett. Das zweite Fett ist ein Abdichtungsfett. Die Fette sind also an die unterschiedlichen Anforderungen angepaßt. - Der Zusatzdichtabschnitt
36 der Dichtungsmanschette28 , der in den7 und8 gezeigt ist, lehnt sich abschnittsweise an den Kugelkopf20 an. Das Gehäuse12 ist hier mehrteilig ausgebildet und hat einen Verschlußring56 . Ferner ist ein Krallenring52 anstatt eines Spannrings32 vorgesehen. - Die in den
9 und10 gezeigte sechste Ausführungsform des Kugelgelenks10 hat eine Dichtungsmanschette28 , die wiederum mit einem Krallenring52 an dem Gehäuse12 befestigt ist. Das Endstück40 des Zusatzdichtabschnitts36 der Dichtungsmanschette28 greift an den Kugelkopf20 an. - Die in den
7 bis10 gezeigten Ausführungsformen können ebenfalls bei einem Ausfall der Dichtwirkung der Dichtungsmanschette28 zwischen dem Gehäuse12 und dem Kugelkopf20 abdichten.
Claims (15)
- Kugelgelenk mit einem Gehäuse (
12 ), einem Kugelzapfen (14 ), einem Kugelkopf (20 ) und einer Dichtungsmanschette (28 ), die am Gehäuse (12 ) und am Kugelzapfen (14 ) anliegt, um zwischen diesen abzudichten, wobei die Dichtungsmanschette (28 ) einen Zusatzdichtabschnitt (36 ) aufweist, der einstückig mit der Dichtungsmanschette (28 ) ausgebildet ist und zusätzlich zwischen dem Gehäuse (12 ) und dem Kugelkopf (20 ) abdichtet. - Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannring (
32 ) vorgesehen ist, der die Dichtungsmanschette (28 ) befestigt. - Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Krallenring (
52 ) vorgesehen ist, der die Dichtungsmanschette (28 ) befestigt. - Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmanschette (
28 ) an einem Teil des Gehäuses (12 ) angreift, wobei der Teil des Gehäuses (12 ) einen geschlossen umlaufenden Vorsprung (44 ) hat. - Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmanschette (
28 ) an einem Teil des Gehäuses (12 ) angreift, wobei der Teil des Gehäuses (12 ) eine vom Kugelkopf (20 ) weg geneigte, umlaufende Kante (54 ) aufweist. - Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzdichtabschnitt (
36 ) der Dichtungsmanschette (28 ) an dem Gehäuse (12 ) und an einer Schale (24 ), die den Kugelkopf (20 ) aufnimmt, angreift. - Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (
12 ) einen Verschlußring (56 ) hat. - Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzdichtabschnitt (
36 ) der Dichtungsmanschette (28 ) so ausgebildet ist, daß er innerhalb der Dichtungsmanschette (28 ) liegt. - Kugelgelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Zusatzdichtabschnitts (
36 ) der Dichtungsmanschette (28 ) an einem Rand des Gehäuses (12 ) angreifen kann. - Kugelgelenk nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kugelkopf (
20 ) und dem Kugelzapfen (14 ) ein Kugelhals (22 ) vorgesehen ist, an dem ein Teil (38 ) des Zusatzdichtabschnitts (36 ) der Dichtungsmanschette (28 ) angreift. - Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzdichtabschnitt (
36 ) der Dichtungsmanschette (28 ) ein Endstück (40 ) aufweist, wobei das Endstück (40 ) an die Dichtungsmanschette (28 ) angreift. - Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzdichtabschnitt (
36 ) der Dichtungsmanschette (28 ) ein Endstück (40 ) aufweist, wobei das Endstück (40 ) von der Dichtungsmanschette (28 ) wegweist. - Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzdichtabschnitt (
36 ) der Dichtungsmanschette (28 ) im Schnitt wellenförmig ausgebildet ist. - Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei unterschiedliche Fette vorgesehen sind, wobei ein erstes Fett im Bereich des Kugelkopfes (
20 ) und ein zweites Fett im Bereich zwischen dem Zusatzdichtabschnitt (36 ) der Dichtungsmanschette (28 ) und der Dichtungsmanschette (28 ) selbst angeordnet ist. - Dichtungsmanschette für ein Kugelgelenk mit einem Zusatzdichtabschnitt (
36 ), der sich wellenförmig nach innen erstreckt.
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