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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleichlaufdrehgelenkanordnung mit Dichtelement.
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Aus der
DE 10 2010 060 844 A1 ist eine Gleichlaufdrehgelenkanordnung mit einem Dichtelement bekannt. Diese weist ein Gelenkaußenteil mit einer äußeren Umfangsfläche auf, wobei innerhalb des Gelenkaußenteils ein mit einer Welle verbundenes Gelenkinnenteil angeordnet ist. Das Dichtelement ist zur Abdichtung eines Gelenkraumes innerhalb des Gelenkaußenteils vorgesehen und mit einem ringförmigen ersten Ende (mit einem kleineren Durchmesser) an der Welle und mit einem ringförmigen zweiten Ende (mit einem größeren Durchmesser) zwischen zwei ringförmigen Hülsen angeordnet. Die äußere der zwei Hülsen ist auf der äußeren Umfangsfläche angeordnet und erstreckt sich in einer axialen Richtung über die erste Stirnseite und über das zweite Ende des Dichtelements und in einer radialen Richtung nach innen bis zu einem zweiten Hülsenende. Die zweite Hülse ist zwischen der ersten Hülse und der ersten Stirnseite des Gelenkaußenteils eingeklemmt und erstreckt sich von dort in der radialen Richtung nach innen.
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Im Hinblick auf den Großserieneinsatz solcher Gleichlaufdrehgelenkanordnungen, z. B. für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, existiert das ständige Bestreben, die Komplexität sowie Teile- und Herstellkosten solcher Baugruppen zu reduzieren.
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Weiter ist anzumerken, dass die Befestigungen von Faltenbälgen aus TPE (TPE = Thermoplastisches Elastomer) am großen Rindersitz zu Durchmessern führen, die deutlich über den eigentlichen Außendurchmessern der Gelenke liegen, was bei modernen Fahrzeugkonzepten zu Bauraumproblemen führen kann.
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest zu lindern oder gar zu lösen. Insbesondere soll eine Gleichlaufdrehgelenkanordnung vorgeschlagen werden, die einfach aufgebaut ist und deren Teile- und Herstellkosten weiter reduziert sind. Insbesondere soll eine platzsparende Befestigung eines (TPE-)Faltenbalges mit abstützendem Design angegeben werden.
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Zur Lösung dieser Aufgaben trägt eine Gleichlaufdrehgelenkanordnung mit Dichtelement gemäß den Merkmalen des unabhängigen Schutzanspruchs bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Schutzansprüche. Die in den Schutzansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
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Es wird eine Gleichlaufdrehgelenkanordnung mit Dichtelement vorgeschlagen, wobei die Gleichlaufdrehgelenkanordnung zumindest ein Gelenkaußenteil mit einer äußeren Umfangsfläche und einer ersten Stirnseite aufweist, wobei innerhalb des Gelenkaußenteils ein mit einer Welle verbundenes Gelenkinnenteil angeordnet ist, wobei das Dichtelement zur Abdichtung eines Gelenkraumes innerhalb des Gelenkaußenteils mit einem ringförmigen ersten Ende des Dichtelements an der Welle und mit einem ringförmigen zweiten Ende des Dichtelements an der ersten Stirnseite des Gelenkaußenteils angeordnet ist, wobei eine ringförmige Hülse mit einem ersten Hülsenende auf der äußeren Umfangsfläche angeordnet ist und sich in einer axialen Richtung über die erste Stirnseite und über das zweite Ende des Dichtelements und in einer radialen Richtung nach innen bis zu einem zweiten Hülsenende erstreckt, wobei zumindest das zweite Ende des Dichtelements zwischen der Hülse und der ersten Stirnseite angeordnet ist.
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Die Gleichlaufdrehgelenkanordnung umfasst insbesondere ein Gleichlaufkugeldrehgelenk mit einem Gelenkaußenteil und einem darin angeordneten Gelenkinnenteil. Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil weisen jeweils Kugelbahnen auf, die zusammen Paare bilden, in denen Kugeln angeordnet sind. Gelenkaußenteil und Gelenkinnenteil sind relativ zueinander verschwenkbar. Das Dichtelement schließt einen Gelenkraum gegenüber der Umgebung zumindest an einer Stirnseite des Gelenkaußenteils ab, so dass ein Schmierstoff innerhalb des Gelenkraums am Austreten gehindert wird ein Eintreten von Verunreinigungen verhindert wird. Das Dichtelement ist insbesondere ein so genannte Faltenbalg, insbesondere hergestellt mit TPE und ganz besonders bevorzugt ohne Versteifungsrippen.
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Das Dichtelement ist mit dem ringförmigen ersten Ende, an dem das Dichtelement insbesondere einen kleineren Durchmesser aufweist, an einer Außenfläche der Welle und mit einem ringförmigen zweiten Ende, an dem das Dichtelement insbesondere einen größeren Durchmesser aufweist, an der ersten Stirnseite des Gelenkaußenteils angeordnet.
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Insbesondere ist das Dichtelement mit dem ersten Ende in einer, in Umfangsrichtung umlaufenden Nut auf der Außenfläche der Welle angeordnet. Insbesondere kann das erste Ende in der Nut über ein Fixierelement, z. B. über einen Sicherungsring, fixiert werden.
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Insbesondere greift die Hülse auf der äußeren Umfangsfläche in eine in eine Umfangsrichtung verlaufende Nut ein, so dass die Hülse in der axialen Richtung formschlüssig mit dem Gelenkaußenteil verbunden ist.
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Bevorzugt ist die Hülse elastisch ausgeführt, so dass das ringförmige erste Hülsenende (mit einem größeren Durchmesser) entlang der axialen Richtung auf die äußere Umfangsfläche des Gelenkaußenteils aufschiebbar ist und dann in die, insbesondere umlaufend ausgeführte Nut auf der äußeren Umfangsfläche einrasten kann. Insbesondere wird die Hülse über ein Fixierelement, z. B. über einen Sicherungsring, in der Nut fixiert.
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Insbesondere ist die Hülse in der Umfangsrichtung umlaufend und geschlossen ausgeführt. Es ist aber auch möglich, die Hülse in Umfangsrichtung nicht geschlossen oder mit Öffnungen auszuführen, so dass die Hülse einfacher zu verformen und auf dem Gelenkaußenteil mit geringerem Kraftaufwand angeordnet und dort dann ggf. fixiert werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das zweite Ende des Dichtelements zwischen der Hülse und der ersten Stirnseite geklemmt angeordnet. Insbesondere weist die Hülse eine Vorspannung auf, so dass die Hülse, insbesondere zumindest mit dem zweiten Hülsenende, eine in der axialen Richtung wirkende Kraft in Richtung hin zu der ersten Stirnseite des Gelenkaußenteils ausübt.
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Insbesondere weist das Dichtelement im Bereich des ersten Endes eine, insbesondere in Umfangsrichtung umlaufend ausgeführte Verdickung und/oder Profilierung auf. Die Verdickung ist eine entlang der radialen Richtung, ausgehend vom zweiten Ende hin zum ersten Ende sich verändernde Wanddicke des Dichtelements. Eine Profilierung ist eine in Umfangsrichtung und/oder in der radialen Richtung sich ändernde Form des Dichtelements.
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Eine Verdickung kann mit einer entsprechenden Gegenform in der Hülse oder im Gelenkaußenteil eine formschlüssige Verbindung z. B. in der radialen Richtung und/oder in der Umfangsrichtung bilden.
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Eine Profilierung kann mit einer entsprechenden Gegenprofilierung in der Hülse oder im Gelenkaußenteil eine formschlüssige Verbindung z. B. in der radialen Richtung und/oder in der Umfangsrichtung bilden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich die Hülse entlang der ersten Stirnseite S-förmig in der radialen Richtung nach innen.
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Insbesondere erzeugt die S-Form in der radialen Richtung außen eine Gegenform für eine Verdickung des Dichtelements. Weiter bildet die S-Form in der radialen Richtung innen eine Abrollfläche für das Dichtelement, so dass sich bei einem Abbeugen der Welle gegenüber dem Gelenkaußenteil das Dichtelement an der Hülse, zumindest im Bereich des zweiten Hülsenendes, anlegen kann. Damit kann das Dichtelement beim Abbeugen stabilisiert und geführt werden, so dass Beschädigungen des Dichtelements infolge von Faltenwürfen oder scharfen Kanten vermieden werden.
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Mit Hilfe der hier vorgeschlagenen Konstruktion kann der nach außen gehende zur Befestigung notwendige Bauraum auf ein sehr geringes Maß reduziert werden. Die Befestigung des Dichtelements bzw. des des TPE-Faltenbalges kann durch die Hülse erfolgen, welche in einer Nut im Außendurchmesser des Außenteils gecrimpt wird. Hervorzuheben ist, dass die bisher für die Abstützung an TPE-Faltenbälgen angebrachten (Versteifungs-)Rippen durch den Einsatz dieser Hülse ersetzt werden können.
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Die Erfindung, sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen schematisch:
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1: eine Gleichlaufdrehgelenkanordnung mit Dichtelement in einer Seitenansicht im Schnitt; und
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2: die Gleichlaufdrehgelenkanordnung mit Dichtelement nach 1 in einer Seitenansicht.
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1 zeigt eine Gleichlaufdrehgelenkanordnung 1 mit Dichtelement 2 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Gleichlaufdrehgelenkanordnung 1 umfasst ein Gelenkaußenteil 3 mit einer äußeren Umfangsfläche 4 und einer ersten Stirnseite 5. Innerhalb des Gelenkaußenteils 3 ist ein mit einer Welle 6 verbundenes Gelenkinnenteil 7 angeordnet. Das Dichtelement 2 ist zur Abdichtung eines Gelenkraumes 8 innerhalb des Gelenkaußenteils 3 vorgesehen und mit einem ringförmigen ersten Ende 9 des Dichtelements 2 an der Welle 6 und mit einem ringförmigen zweiten Ende 10 des Dichtelements 2 an der ersten Stirnseite 5 des Gelenkaußenteils 3 angeordnet. Eine ringförmige Hülse 11 ist mit einem ersten Hülsenende 12 auf der äußeren Umfangsfläche 4 des Gelenkaußenteils 3 angeordnet und erstreckt sich in einer axialen Richtung 13 über die erste Stirnseite 5 und über das zweite Ende 10 des Dichtelements 2 und in einer radialen Richtung 14 nach innen bis zu einem zweiten Hülsenende 15. Das zweite Ende 10 des Dichtelements 2 ist zwischen der Hülse 11 und der, sich in der radialen Richtung erstreckenden ersten Stirnseite 5 angeordnet.
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Die Gleichlaufdrehgelenkanordnung 1 umfasst ein Gleichlaufkugeldrehgelenk mit einem Gelenkaußenteil 3 und einem darin angeordneten Gelenkinnenteil 7. Gelenkaußenteil 3 und Gelenkinnenteil 7 weisen jeweils Kugelbahnen auf, die zusammen Paare bilden, in denen Kugeln 22 angeordnet sind. Gelenkaußenteil 3 und Gelenkinnenteil 7 sind relativ zueinander verschwenkbar, so dass deren Mittelachsen 23 einen Winkel miteinander ausbilden (hier ist die Gleichlaufdrehgelenkanordnung im gestreckten Zustand dargestellt – mit einem Winkel von 0 Winkelgrad). Das Dichtelement 2 schließt einen Gelenkraum 8 gegenüber der Umgebung an der ersten Stirnseite 5 des Gelenkaußenteils 3 ab, so dass ein Schmierstoff innerhalb des Gelenkraums 8 am Austreten gehindert und ein Eintreten von Verunreinigungen verhindert wird.
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Das Dichtelement 2 ist mit dem ringförmigen ersten Ende 9, an dem das Dichtelement 2 einen kleineren Durchmesser aufweist, an einer Außenfläche der Welle 6 und mit einem ringförmigen zweiten Ende 10, an dem das Dichtelement 2 einen größeren Durchmesser aufweist, an der ersten Stirnseite 5 des Gelenkaußenteils 3 angeordnet.
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Das Dichtelement 2 ist mit dem ersten Ende 9 in einer, in Umfangsrichtung 16 umlaufenden Nut auf der Außenfläche der Welle 6 angeordnet.
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Auf der äußeren Umfangsfläche 4 greift die Hülse 11 in eine in eine Umfangsrichtung 16 verlaufende Nut 17 ein, so dass die Hülse 11 in der axialen Richtung 13 formschlüssig mit dem Gelenkaußenteil 3 verbunden ist.
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Das zweite Ende 10 des Dichtelements 2 ist zwischen der Hülse 11 und der ersten Stirnseite 5 geklemmt angeordnet. Das Dichtelement 2 weist im Bereich des ersten Endes 9 eine, in Umfangsrichtung 16 umlaufend ausgeführte Verdickung 18 und eine Profilierung 19 auf. Die Verdickung 18 ist eine entlang der radialen Richtung 14, ausgehend vom zweiten Ende 10 hin zum ersten Ende 9 sich vergrößernde Wanddicke des Dichtelements 2. Eine Profilierung 19 ist eine in Umfangsrichtung in der radialen Richtung 14 sich ändernde Form des Dichtelements 2. Hier weist das Dichtelement am ersten Ende 9 einen, sich in axialer Richtung 13 erstreckenden Fortsatz auf, der in eine Gegenprofilierung 21 am Gelenkaußenteil 3 eingreift.
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Die Verdickung 18 bildet mit einer entsprechenden Gegenform 20 in der Hülse 11 (hier der außenliegende Bogen der S-Form der Hülse 11) eine formschlüssige Verbindung in der radialen Richtung 14.
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Die Hülse 11 erstreckt sich entlang der ersten Stirnseite 5 S-förmig in der radialen Richtung 14 nach innen. Die S-Form erzeugt in der radialen Richtung 14 außen eine Gegenform 20 für die Verdickung 18 des Dichtelements 2. Weiter bildet die S-Form in der radialen Richtung 14 innen eine Abrollfläche 24 für das Dichtelement 2, so dass sich bei einem Abbeugen der Welle 6 gegenüber dem Gelenkaußenteil 3 das Dichtelement 2 an der Hülse 11, zumindest im Bereich des zweiten Hülsenendes 15, anlegen kann. Damit kann das Dichtelement 2 beim Abbeugen stabilisiert und geführt werden, so dass Beschädigungen des Dichtelements 2 infolge von Faltenwürfen oder scharfen Kanten vermieden werden.
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2 zeigt die Gleichlaufdrehgelenkanordnung 1 mit Dichtelement 2 nach 1 in einer Seitenansicht. Auf die Ausführungen zu 1 wird verwiesen. Die Gleichlaufdrehgelenkanordnung 1 umfasst ein Gelenkaußenteil 3. Innerhalb des Gelenkaußenteils 3 ist ein mit einer Welle 6 verbundenes Gelenkinnenteil 7 angeordnet. Das Dichtelement 2 ist zur Abdichtung des Gelenkraumes 8 innerhalb des Gelenkaußenteils 3 vorgesehen und mit einem ringförmigen ersten Ende 9 des Dichtelements 2 an der Welle 6 angeordnet. Eine ringförmige Hülse 11 ist mit einem ersten Hülsenende 12 auf der äußeren Umfangsfläche 4 des Gelenkaußenteils 3 in einer Nut 17 angeordnet und erstreckt sich in einer axialen Richtung 13 über die erste Stirnseite 5 und über das zweite Ende 10 des Dichtelements 2 und in einer radialen Richtung 14 nach innen bis zu einem zweiten Hülsenende 15. Die Hülse 11 ist in der Umfangsrichtung 16 umlaufend und geschlossen ausgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gleichlaufdrehgelenkanordnung
- 2
- Dichtelement
- 3
- Gelenkaußenteil
- 4
- äußere Umfangsfläche
- 5
- erste Stirnseite
- 6
- Welle
- 7
- Gelenkinnenteil
- 8
- Gelenkraum
- 9
- erstes Ende
- 10
- zweites Ende
- 11
- Hülse
- 12
- erstes Hülsenende
- 13
- axiale Richtung
- 14
- radiale Richtung
- 15
- zweite Hülsenende
- 16
- Umfangsrichtung
- 17
- Nut
- 18
- Verdickung
- 19
- Profilierung
- 20
- Gegenform
- 21
- Gegenprofilierung
- 22
- Kugel
- 23
- Mittelachse
- 24
- Abrollfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010060844 A1 [0002]
