DE2025118A1

DE2025118A1 - Flüssigkeitsdichtung fur eine Achse

Info

Publication number: DE2025118A1
Application number: DE19702025118
Authority: DE
Inventors: Arthur Milton Twin Fall Id Scott (V St A) P F16j 15 36
Original assignee: Federal Mogul LLC
Current assignee: Federal Mogul LLC
Priority date: 1969-07-30
Filing date: 1970-05-22
Publication date: 1971-02-11
Also published as: SE352156B; NL7008577A; ES379984A1; US3563556A; DE2025118B2; FR2056242A5; GB1273292A; BR7020699D0; BE751617A

Description

Dip!.-Ing. W. PAAP 8 MÖNCHEN Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH ίϊϊΓϊί,"*, Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN _Wi

Dr. rer. not. W. KORBER PATENTANWÄLTE

22. Mai 197o

FEDEii AL-MOGUL CORPORATION
2655 Northwestern Highway
Southfieia, Michigan 48075
(T.St.A.)

Patentanmeldung

Flüssigkeitsdichtung für eine. Achse

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Flüssigkeitsdichtung zwischen einer ortsfesten Ausbohrung und einer umlaufenden Achse. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf solche Fälle, in denen die Achse einer hin- und hergehenden Bewegung ausgesetzt ist,

8ehr wiohtig ist die Anwendung der Erfindung bei der Riickwärtsiibertragung bei Fahrzeugen mit Eigenantrieb. Hier ist die Flüssigkeitsdichtung einer Abnutzung ausgesetzt, die sich durch das Hin- und Herbewegen der Antriebsachse ergibt und durch die Spann- (chucking)bewegung der Hinterräder des Fahrzeuges verursacht wird. Wenn sich die Achse nach aussen bewegt, ist sie gegen Feuchtigkeit, Schmutz, Öl usw. ungeschützt. Bewegt sie sich dann wieder zurück und dann hin und her durch die Dichtung, führt sie abschleifende Teilchen mit sich. Die Achse neigt auch zum Korrodieren, und jede auf einer korrodierten Achse angeordnete Dichtung nutzt sich ab.

Das Hauptproblem wurde mit Hilfe einer Konstruktion (US-Patentschrift 2 983 125) gelöst, die, zusätzlich zu der

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radialen Achsendichtung, eine verlängerte, von der Dichtungsvorrichtung getragene, schuhähnliche und zusammendrückbare Hülse vorsieht, die einen wesentlichen Teil der Achse umgibt. Wenn sich die Gelenkkupplung dagegen bewegte, faltete sich die Hülse und rollte sich ein. Auf diese Weise war die Achse nicht den korrodierenden und eine Abnutzung bewirkenden Elementen ausgesetzt, und sie war ihnen gegenüber so lange nicht ungeschützt, wie die Hülse länger war als die Hin- und Herbewegung der. Achse,

Die vorliegende Erfindung bewirkt eine Verbesserung der zuvor beschriebenen bekannten Konstruktion dadurch, dass sie eine gleich wirksame und viel weniger aufwendige Vorrichtung sohafft. Die bekannte Dichtung umfasst zwei Metallgehäuse, die miteinander verbunden werden müssen; das innere der Gehäuse musste ähnlich wie eine Schrotflinte geformt sein, um einen geeigneten Verankerungsteil zu schaffen, in den das andere oder äussere Gehäuse eingespannt ist. Der Schuhteil ist mit dem äusseren Metallteil und das elastomerische Dichtungsglied mit dem inneren Teil verbunden. Die Konstruktion ist sehr befriedigend, in der Herstellung jedoch teuer.

Die vorliegende Erfindung schlägt eine Konstruktion mit nur einem Metallglied vor. Die schuhähnliche Hülse wird durch Reibung in einer ringförmigen Vertiefung dieses Metallgliedes gehalten, so dass sie wirklich von ihm trennbar ist. Die Hülse ist ferner aus einem einzigen Pressteil aus Elastomer ohne Metallglied hergestellt. Wenn sie zum Verschliessen in die Vertiefung mit einem Verankerungsteil zusammengebaut ist, sitzt sie sehr fest und wird sich nicht unabsichtlich von dem Metallglied lögen. Ausserdem benötigt man keine relativ teure Metallverbindung und keine dafür erforderlichen Formarbeiten < Das einzige Metallgehäuse stützt die elastomerische Dichtung ab, die mit ihm verbanden werden kann; dazu kann die elasto-

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merische Dichtung In einer Form gefertigt werden, die nur den inneren Teil des Gehäuses einschließet. Dieselbe Form ist daher zur Herstellung anderer Dichtungen für Achsen der gleichen Grosse zu verwenden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen,

Es zeigen:

Fig· Γ eine Ansicht im Endaufriss eines Fllissigkeitsdichtungszusammenbaue nach der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrösserte Teilansicht im Schnitt entlang dt*" Linie 2 - 2 in Fig. 1,

Fig· 3 eine Tailansicht im Schnitt des Endverankerungsteils der schuhähnlichen Hülse der Fig. 2 vor ihrem Einbau in das Metallgehäuse,

Fig. 4 eine ieilansicht im Schnitt des entgegengesetzten Enaes der schuhähnlichen Hülse, die eine abgeänderte Form der Konstruktion zeigt, in der die einteilige Hülse der Fig. 2 durch eine Einheit mit einem starren, an der schuhähnlichen Hülse haftenden Ring gezeigt ist,

Fig. 5 eine Ansicht im Aufriss und im Schnitt in einem Maßstab, der zwischen denen der Fig. 1 und 2 liegt, von einem Ceil eines Zusammenbaus, der die Dichtung der Fig. 1 enthält, wobei die schuhähnliche Hülse in ihrer gestreckten Lage gezeigt ist,

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Pig. 6 die gleiche Ansicht wie Fig. 3, aber mit z.T. zu- ■ sammengefaliener Hülse,

Pig· 7 die gleiche Ansicht' wie Pig. 5 .mit völlig zusammengefallener Hülse.

₍ Wie die Zeichnungen zeigen, umfasst die zusammengesetzte j Dichtung 10 grundsätzlich eine Flüssigkeitsdichtungseinheit 11 und-ein schuhähnliches Glied 12,

Die Dichtungseinheit 11 (Pig. 1 und 2) umfasst vorzugsweise ein Metallgehäuse 13 mit einem äusseren zylindrischen Teil 14, der in die Ausbohrung 15 eines Gehäuses 16 eingreift (Pig.5). Das linke Ende des zylindrischen Teils 14 geht in einen radialen Plansch 17 über, der mit der Endwand 18 des Gehäuses 16 in Eingriff kommt. Ein sich radial erstreckender Teil 19 in Porm eines kreisförmigen Bogens (wie im Schnitt zu sehen ist) verbindet den äusseren zylindrischen Teil 14 mit einem inneren zylindrischen Teil 20 und zwar derart, dass er eine im we_ sentlichen ringförmige Vertiefung oder Behälter 21 zwischen den beiden zylindrischen Teilen 14 und 20 schafft. Sin sich radial erstreckender Verankerungsteil 22 erstreckt sich von dem inneren zylindrischen Teil 20 radial nach innen, an den ein elastomerisches Dichtungselement 23 gepresst ist. Dies kann in einer der bekannten Arten geschehen, z.B. durch Anbringen des elastomerischen Gliedes 23 an das Metallgehäuse 13 ohne Rücksicht auf die Porm des äusseren Teiles des Gehäuees 13. Wie in Pig. 1 gezeigt ist, hat das elastomerische Glied 23 eine Hauptlippe 24 und einen ge^en Staub abschliessenden Deckel 25. Die ^auptlippe 24 ist durch eine in einer passenden Vertiefung 27 liegende, in sich geschlossene ringförmige Schraubenfeder 26 gegen die Achse gedruckt. Mit Ausnahme der Porm des Gehäuses 13 gleicht die Dichtungseinheit 11 einer grossen Anzahl von Standard-Plüssigkeitadichtungen.

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Statt des gezeigten Aufbaus können andere Konstruktionen oder andere Mittel verwendet werden.

Die schuhähnliche Hülse 12 besteht aus einem Endverankerungsteil 30 (siehe besonders.Fig. 3)» einem axial zusammendriickbaren Mittelteil 31 und einem Ringteil 32. Vor seiner Einführung in die ringförmige Vertiefung 21 kann der Verankerungsteil 30 die in Fig. 3 gezeigte Form haben, mit einer äusseren zylindrischen Wandung 331 einer inneren zylindrischen Wandung 34, einer Endwandung 35 und zwei geneigten Wandungen 36 und 37» die die zylindrischen Wandungen 33 und 34 mit der Endwandung 35 verbinden. Der axial zusammendrückbare Teil 31 ist wesentlich dünner als der Endverankerungsteil 30· Er kann mit einem stumpf-kegeligen Teil 38 verseilen sein_t der ihn mit einem radialen Endwandteil 39 des Verankerungsteil-s 30 verbindet. Die innere zylindrische Wandung 34 kann sich axial über die äussere zylindrische Wandung 33 hinaus erstrecken und endet in einer kurzen Stufe 40. Der axial zusammendrückbare Teil 31 kann im allgemeinen einen zylindrischen Teil 41 haben, der zwischen seinen Enden mit einem Wulst 42 versehen ist, der dazu beiträgt, das Biegen des Teils 42 beim axialen Zusammenfallen zu richten.

Über den Wulst 42 und über das Ende des zusammendrückbaren Teils 31 hinaus ist der Ringteil 32 mit dem axial zusaramendrückbaren Teil 31 durch zwei Wandungen 43 und 44 in stumpfer Kegelform verbunden, die in Richtung zum zylindrischen Teil 41, zusammenlaufen und dadurch steifere Teile 30 und 32 an jedem Ende der Hülse 12 mit dem dünnen biegsamen oder zusam-"mendrückbaren Teil 31 dazwischen schaffen. Der Ringteil 32 endet mit einer Stirnwandung 45 and in einen zylindrischen Teil 46, der in leichter hin- und herlaufender und umlaufender Berührung mit einer Achse 47 steht.

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Wie Fig. 2 zeigt, kann die ganise Einheit 12 ein einziger einteiliger elastomerisoher Pressteil sein, der vollständig aus demselben Material gefertigt und deshalb homogen ist. Andererseits kann der Ringteil 32, gemäas Fig« 4» ein besonderes Ringglied 47 aus Metall oder aus Kunststoff oder ein anderes geeignetes starres Glied aufweisen, das mit dem elastomerischen Teil in einer Vertiefung 48 von passender Form und Grösae verbunden ist.

Das Weglassen der schuhähnlichen Hülse 12 des Metallgehäuses gemäSB der Erfindung bringt beachtliche Ersparnisse. Das Gehäuse 13 des FlUssigkeits-Dichtungsgliedes 11. ist billiger als dasjenige na_oh der schon erwähnten. Patentschrift 2 983 125, und ebenso ist die zusammengebaute arfindungsgemässe Dichtungieinheit billiger und genauso gut. Der leichte Reibungsaits des Verankerungsteils 30 in der Vertiefung 21 ermöglicht tatsächlich den Ersatz des einen oder anderen Teiles, ohne beide Teile auswechseln zu müssen» obgleich normalerweise beid« gleichzeitig ausgewechselt werden«,

Fig. 5 zeigt den Einbau der Dichtung nach der Erfindung und die rückwärtige EndÜbertragung· Das Gehäuse 16 ist mit seiner Ausbohrung 15 zur Aufnahme des Gehäuseteil 14 im P_reßsitz gezeigtj der zylindrische Teil 14 der Dichtung wird in die Ausbohrung 15 eingeführt, wobei der äussere Flansch 17 in die Endwand 18 eingreift, um ein zu weites Einschieben zu verhindern und um die Lage der Dichtung genau festzulegen. Die Achse 47 ist hier eine Hülse, die sich mit einer längsgenuteten Achse 48 gegenüber dem Gehäuse 16 dreht und bezüglich des Gehäuses 16, der Dichtungslippe 24 und der Achse 48 hin- und hergehen kann. Ein Gelenkkupplungsglied 50 und die Hülse 47 können einteilig, oder es kann an sie angeschraubt sein» Die gegen Staub und Schmiermittel abdichtenden Dichtungslippen 24 und 25 sind gemäss Fig» 2 an der Hülse 47 angebracht,

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während der Bingumfang 46 die HUlae 47 blank berührt.

wenn das Übertragungsgehäuse 16 der Gelenkkupplung 50 genähert wird, greift die Wand 51 oder die Gelenkkupplung in die Ringwand 45 ein und druckt es gegen das Gehäuse 16, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Da der Ringteil 32 dicker als der* sich biegende Teil 31 ist, zwingt der sieh bewegende Ring 32 den Teil 31 dazu, sich zu biegen, wie in Pig. 6 gezeigt ist, wobei ein Teil über die Rippe 42 hinaus und um sie herum ver- läuft. Eine weitere-Bewegung führt gemäss Fig. 7 dazu, dass sich der Teil 31 vollständig biegt. Der Aufbau mit der Rippe 42 und* den sich biegenden Teilen 41 sowie den sich verdickenden Endteilen 30 und 32 schafft ein stetiges und sich wiederholendes Biegen an den gleichen Linien entlang, jedes Mal, wenn der zylindrische Teil 42 nach kurzem Gebrauch leicht konkav i

wird. ' ' j

Wenn die Hülse 12 gebogen wird, verschliesst sie die Hülse 47 | gegen ataub, Schmutz, Feuchtigkeit und andere Fremdkörper,

und ihr Widerlager mit der Wand 51 verhindert den Zugang de« ; Staubes usw. zu der Hülse 47. Auf diese Weise beeinträchtigt die Bewegung in der Antriebsachse 48 und der Hülse 47 nicht

die Sauberkeit, wenn die Hinterräder über holperige Stellen :

auf der Stresse fahren. Infolgedessen ist die Lebensdauer :

des Dichtungselementes 23 wesentlich langer als die Lebens- \

dauer der in αer Fachwelt bekannten Dichtungselemente, ι

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Claims

- 8 Ansprüche

1, Flüssigkeitsdichtung des Schuh-Typs zum Eingriff mit einer umlaufenden, einer Hin_ und Herbewegung ausgesetzten Achse, bei der ein, eine Passbohrung aufweisendes, ringförmiges Metallgehäuse ein mit der Achse im umlaufenden Dichtungseingriff stehendes elastomerisches Dichtungsglied und ein elastomerisches ochuh- glied mit einem axial zusammenknickbaren Hülsenteil sowie einen Endteil mit einem Ring in leichter hin- und hergehender und umlaufender Berührung mit der Achse abstützend enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Metallgehäuse (13) eine zweite zylindrische Wandung (20) aufweist, die konzentrisch mit der die Pagsbohrung enthaltenden ausseien zylindrischen Wandung (14) liegt, so dags zwischen beiden Landungen eine ringförmige Vertiefung (21) gebildet ist, und dass in dieser Vertiefung· ein Ende des elastomerischen Hülsenteils (30) lösbar und durch rieibung verankert ist.

2· Flüssigkeitsdichtung n^_ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, aass das elastomerische Schuhglied (12) einstückig" ist,

3· Vorrichtung n^ch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hingteil (32) ein besonderes, an dem zweiten Endteil befestigtes, starres Glied ist.

4· Flüssigkeitsdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein/rteil (32) ein starres Ringglied zur Berührung mit der Achse (47)aufweist und an der elastomerischen Hülse (12) haftet.

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5· ' Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgehäuse (13) einen mit dem äusseren zylindrischen Teil (14) verbundenen äusseren Teil (17) hat, der radial nach aussen zum Eingriff mit einer Endwand des Gehäuses (13) vorspringt,

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige zusammenpressbare Teil (31) der Hülse (12) einen-verdickten Endteil (30) mit einer inneren (34) und einer äusseren (33) zylindrischen Wandung, eine Endwandung (39) sowie zwei schräge Wandungen (36, 37) aufweist, die die Bndwandung mit den zylindrischen Wandungen (33» 34) ver-.. binden, und dass der unmittelbar neben dem Endteil (30) befindliche Teil (31) der Httlse (12) wesentlich dünner als der Endteil ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass der axial zusammenknickbare Teil (31) im wesentlichen zylindrisch ist und einen Wulst (42) an seiner Innenfläche zwischen den äusseren Enden des axial zusammenknickbaren Teils (31) aufweist.

Der Patentanwalt

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