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Rollmanschette, insbesondere für Keilwellen Die Erfindung betrifft
eine Rollmanschette aus elastomerem oder plaste merem Werkstoff zur Abdichtung an
rotierenden, axial gegeneinander verschiebbaren Teilen, insbesondere an drehmomentübertragenden
Keiluellen, mit einem Anschlußstück größeren und einem Anschlußstück kleineren Durchmessers
zum Befestigen der auf diese Durchmesser abgestimmten Enden der im Rollbereich eingestülpten
Manschette, die in einem ringförmigen zylindrischen Raum von außen nach innen oder
umgekehrt abrollt.
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Die bekannten in genannter Weise verwendeten Rollmanschetten sind
meist zylindrisch mit entsprechenden Absetzungen zu den Anschlußenden größeren und
kleineren Durchmessers, aber auch konisch, wobei die Anschlußenden unterschiedlichen
Durchmessers durch ein gleichbleibend konisches Manschettenstück verbunden sind.
Es ist ferner bekannt, zur Vermeidung von Faltenbildungen in der Rollzone die Konizität
in verschiedene Bereiche zu unterteilen, so daß stärker und schwächer konische Bereiche
vorhanden sind, die sich in einer Richtung, nämlich zum Ende kleineren Durchmessers
hin verjüngen. Bei den Rollmanschetten der eingangs erwähnten Art treten jedoch
in dem abgedichteten, weitestgehend mit Schmiermittel gefüllten Raum je nach der
axialen Verschiebung der Teile gegeneinander neben ausgeglichenem Druck t;ber- und
Unterdrücke auf, die ein faltenfreies Abrollen der Manschette erheblich beeinträchtigen.
Durch die wechselnden Druckverhältnisse sind aber auch die Manschetten an den Anschlußstellen
nicht dicht, sofern man die Anschlußenden nicht durch für die Montage aufwendigen
und räumlich störende Schellen festlegen will.
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Auf den genannten Nachteilen fußt die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe, nach der unter den erwähnten schwierigen Bedingungen eine möglichst faltenfrei
abrollende und besser abdichtende Manschette zu schaffen ist.
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Durch die Erfindung wird die Aufgabe hinsichtlich der Vermeidung der
Falten dadurch gelöst, daß die Manschette im Fertigungszustand (nicht eingestülpt)
vom Ende größeren Durchmessers ausgehend einen schwach konisch erweiterten Bereich
etwa bis zum Enda des Rollbereichs aufweist und zunächst in einen umgekehrt liegenden
konischen Bereich wesentlich stärkerer Neigung und schließlich in einen1 am Ende
kleinen Durchmessers vorgesehenen, vorzugsweise zylindrischen Bereich übergeht.
Der Rollbereich der Manschette ist demnach im Durchmesser großer als ihr Ende größeren
Durchmessers und wird zum anderen Ende hin durch den stärker konischen Bereich verhäl;nismäßig
schnell kleiner, um den Durchmesser des anderen Endes zu erreichen. Wird eine solche
Manschette mit dem Ende kleineren Durchmessers nach innen eingestülpt, wird durch
gut gerundete Ubergänge zwischen dem konischen Bereich und dem im wesentlichen zylindrischen
Bereich eine Rundung für die Rollzone vorgegeben, die sich beim weiteren Eintauchen
des Endes kleineren Durchmessers und damit beim Abrollen faltenfrei fortsetzt, auch
wenn sich wechselnde Druckverhältnisse auf die Manschette auoilirl;en.
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Die in dem xingförmigen Raum -gebildet durch eine äußere Stützhülse
und die Wellenhülse- liegende Manschette ist durch die vorgegebenen Konizitäten
im Rollbereich leicht gestaucht und kann den gegebenenfalls auftretenden Unterdrücken
gut widerstehen, während bei auftretenden Uberdrücken weniger leicht ein Abheben
der äußeren Wandung von der Stützhülse eintreten kann.
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Die Rollmanschette wird gegen Faltenbildungen noch unempfindlicher,
wenn sie gemäß einer Weiterbildung des Grundgedankens der Erfindung so ausgebildet
wird, daß wenigstens im Rollbereich die Wanddicke mit zunehmenden Durchmesser kleiner
gehalten wird, so daß die Widerstandsmomente der Biegung in allen Querschnitten
gleich sind. Dem Umbiegen in der Rollzone setzt demnach die Manschette stets gleichen
Widerstand entgegen, ganz gleich, ob das größere Ende oder das kleinere Ende des
konischen Rotlbereichs bewegt wird. Durch die konstanten Widerstandsmomente werden
die Spannungen und damit auch Erwärmungen und Verschleißerscheinungen gleichmäßig
auf die Rollzone verteilt, so daß neben der geringeren Neigung zur Faltenbildung
auch die Lebensdauer verbessert wird.
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Um die im Ro lbereich der Manschette ständig auftretenden Bewegungen
möglichst vo an beiden Enden zum Einspannen und Dichten vorgesehenen Wülsten ernzuhalten,
wird zur Verbesserung d<s eigentlichen Zweckes der Zanschette, nämlich der Abdichtung
vorgeschlagen, daß zwischen den an beiden Enden vorgesehenen Wülsten und der anschließenden
Manschettenwandung ringförmige Nuten angeordnet sind, die die Höhe der nach innen
oder nach außen radial vorspr ngenden Wülste relativ vergroßern. Diese Maßnahme
steht im unmitte@baren Zusammenhang mit der Verb<sserung der faltenfreien Rolleigensc1iaften
der Manschette, da die Dicht@irkung der Wülste nicht durch die Ro½lzone und umgekehrt
die Rollzone nicht durch eventuelle Veränderungen der Lage der Wülste beeinflußt
w rden darf. Die zwischengeschaltete N-lt ist eine wirksame Pufferstelle an beiden
Enden der Rollmanschette. s ist ferner zum Zwecke der Abdichtung vorteilhaft, daß
die Nut an dem Wulst des Endes größeren Dur hmessers an der zur Manschettenmitte
liegenden Seite von einem wenige als der Wulst vorspringenden Bund begrenzt ist
und die so gebildete Nut auf einer vcrspringenden Rippe der Anschlußteile sitzt.
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Der die Manschette haltende wulst wird durch die I4ut wirksam von
der angrenzenden Wandung der Manschette getrennt, doch hat diese den zusätzlichen
Bind, um die Dichtwirkung an dieser Übergangsstelle zu verbessern.
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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung wird durch
die Zeichnung ve anschaulicht.
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Es zeigen: Fi;. 1 eine in eine Keilwelle eingebaute Dichtung im Axialschnitt,
Filz 2 eine Manschette im Fertigungszustand u n d Fig. 3 eine eingestülpte Manschette.
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Eine in eine Keilwellenanordnung eingebaute Manscltette 1 ist am Ende
kleineren Du chmcssers mit einem Wulst 2 in einer ringförmigen Ausnehmung Pfl(2
II be 3 der Gelenkwelle iestgelegt und sit dem am Ende größeren
Durchmessers
vorgesehenen Wulst 4 in eine entsprechende Ausnehmung der Welle 5 gespannt. Die
Nabe 3 und die Welle 5 sind axial gegeneinander verschiebbar und übertragen ein
Drehmoment von dem mit der Nabe 3 vertndenen Gelenk 6 auf ein am nichtdargestellten
Ende der Welle 5 befindliches Ubertragungsglied. Zur Schmierung der in entsprechenden
Nuten der Nabe 3 axial bewegten Zähne der Welle 5 ist der Raum 7 mit.;chmiermittel
gefüllt, das durch einen Durchbruch 8 in den Raum 9 les Manschettenbereichs ausweichen
kann.
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Die linke Elfte der Figur 1 zeigt eine in die Nabe 3 eingefahrene
Welle 5, während die rechte Hälfte eine fast maximal ausgefahrene Lage der Welle
5 veranschaulicht. Das Schmiermittel wird durch eine von einer Schraube 10 verschlossenen
Öffnung hindurch eingefüllt, so daß die Räume 7 und 9 und die Verbindungszonen mit
einer möglichst für die Lebensdauer der Keilwelle ausreichenden Menge versorgt ist.
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Die Manschette 1 ist außen von einer mit der Welle 5 verbundenen Stützhülse
11 eingeschlossen, so daß bei Axialbewegungen der Welle die Manschettenwand von
der Außenfläche der Nabe 3 zur Innenfläche der Stützhülse 11 hin und umgekehrt abrollt.
Durch die Axialbewegungen der Welle 5 treten in den Räumen 7 und 9 ständig über
einen Ausgleich hinweg wechselnde -Drücke auf, die den einwandfreien Abrollvorgang
der Manschette 1 nicht beeinflussen dürfen.
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Die Manschette wird deshalb gemäß Figur 2 gestaltet. Vom Ende größeren
Durchmessers mit dem Wulst 4 ausgehend ist die Manschette sich leicht konisch erweiternd
gehalten, und zwar im wesentlichen bis zum Ende des vorgesehenen Rollbereiches 12,
während sie im weiteren Verlauf über Rundungen stark verjüngt den Durchmesser des
den Wulst 2 tragenden Endes erreicht. Beim Einstülpen des den Wulst 2 tragenden
Endes in die in Figur 3 veranschaulicHB Lage entsteht eine verhältnismäßig weit
offene Rundung, die beim Einbau (Figur 1) durch den zwischen der Nabe 3 Raum und
der äußeren Hülse 11 begrenzte von außen her leicht gestaucht und von innen her
leicht erweitert wird. Dadurch entsteht eine Vorspannung, die den Rol'bereich auch
bei weclselnden Druckverhältnissen gerundet hält und Faltenbildungen wirksam verhindert
Zwischen dem Wulst 2 und
der Wandung der Manschette 1 ist eine Nut
13 vorgesehen, die die Abdichtung verbessert und Bewegungen zwischen der Manschettenwandung
und dem Wulst 2 abbaut. Eine entsprechende Nut 14 ist hinter dem Wulst 4 vorgesehen,
die aber durch einen Bund 15 eine Verstärkung für das Ende der Manschettenwand bildet,
so daß eine weiter verbesserte Abdichtung und ein noch stärkerer Abbau der Spannung
zwischen dem Wulst 4 und der Manschettenwandung erreicht wird.
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Die Manschette besteht aus einem hochelastischen schmiermittelbeständigen
Kunstkaut3chuk oder einem Elastoner oder Plastoiner mit ähnlichen Eigenschaften
und wi: d aus einem Stück frei von Verstärkungseinlagen hergestellt.