DE2235364A1 - Kraftuebertragendes gelenk - Google Patents

Description

NORTH AMERICAN ROCKWELL CORPORATION, Fifth Avenue and Wood Street

Pittsburgh, Pennsylvania 15 222/V.St.A,

Unser Zeichen: N 583/

Kraftübertragendes Gelenk

Die Erfindung betrifft ein kraftübertragendes Gelenk, bei welchem ein Dichtungskontakt zwischen Gelenkgliedern erwünscht ist, die sich relativ zueinander drehen. Insbesondere betrifft, die Erfindung die Schaffung eines einteiligen, integralen, elastischen Dichtungsbauteiles an einem Armkreuz eines Universalgelenke,s, welches vier Achszapfen aufweist, wobei die Achszapfen des Gelenkes drehbar Lagerkappen tragen, üblicherweise sind die Lagerkappen mit Gelenkbügeln verbunden und bewegen sich mit diesen Bügeln relativ zu den Achszapfen. Um diese Bewegung zu erleichtern, weist jedes Lager eine innere Oberfläche auf, die geschmiert ist, um eine freie Drehung relativ zu einer Achszapfenoberfläche zu ermöglichen. Für einen störungsfreien Betrieb des Gelenkes ist es wünschenswert', die Berührungsfläche zwischen jeder inneren Lageroberfläche und den entsprechenden Achszapfen abzudichten, damit ein Eintritt von Verschmutzungen und Fremdkörpern verhindert werden, die üblicherweise in der Umgebung des Gelenkes vorhanden sind.

Es ist bekannt, eine Dichtungsscheibe vorzusehen, die jeden Achszapfen umgibt und das innere Ende der Lagerkappe berührt, um das Schmiermittel in der Lagerkappe zu halten und um einen Schutz

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gegen den Eintritt von Schmutz und anderen Fremdstoffteilchen von der Außenseite her zu verhindern. Derartige Scheiben werden durch Scheibensitze gehalten, die um jeden Achszapfen herum am Körper des Armkreuzes ausgebildet sind. Ein Beispiel hierfür ist in der US-Patentschrift 2 916 896 beschrieben und zwar werden hier Dichtungsringe beschrieben, die aus einem elastischen Material bestehen und die eine ringförmige Lippe haben, welche das innere Ende der Lagerkappe berühren. Beim Zusammenbau eines derartigen Universalgelenkes, wie es in dieser US-Patentschrift . beschrieben ist, ist es erforderlich, jeden Dichtungsring auf jeden Achszapfen durch eine manuelle Montage einzeln aufzubringen.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine neue Dichtung zu schaffen, wobei es sich um eine einstückige, elastische Dichtung handelt, die eine Anzahl von Dichtungen aufweist, wobei diese Dichtung um den Kreuzabschnitt des Armkreuzes herum geformt werden kann. Ein Hauptvorteil einer derartigen integralen Dichtung besteht darin, daß sie genau und in billiger Weise um ein Armkreuz herum geformt werden kann und zwar schneller als es mit der langsameren „und schwierigen Methode der individuellen und manuellen Montage von vier Dichtungsringen möglich ist. Durch die Erfindung wird das Erfordernis ausgeschaltet, Dichtungsscheibensitze am Armkreuz auszubilden.

Es ist ein Ziel der Erfindung, einen verbesserten Dichtungsbauteil zu schaffen, der zwei endlose Dichtungsvorsprünge oder Lippen hat, die jede Lagerkappe berühren und die in wirkungsvoller Weise einen Eintritt von Fremdstoffen in die Lageroberflächen verhindern,

Ferner ist es Ziel der Erfindung, einen Dichtungsbauteil zu schaffen, der in seiner Stellung gegen mögliche Auswärtsbewegung gehalten wird, die durch Zentrifugalkräfte hervorgerufen werden, welche während des Betriebes des Gelenkes auftreten können. Durch eine Verhinderung einer derartigen Bewegung des Dichtungsbauteiles wird ein richtiger Dichtungskontakt aufrechterhalten.

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Die Erfindung"bezieht sich auf ein Armkreuz, welches bei einem Kraftübertragungsgelenk verwendet wird, wobei dieses Armkreuz eine Anzahl von vorspringenden Achszapfen aufweist und wobei jeder Achszapfen eine Lagerkappe aufnimmt, die sich relativ zum Achszapfen drehen kann. Erfindungsgemäß ist ein integraler elastischer Dichtungsbauteil vorgesehen, der Endoberflächendichtungseinrichtungen aufweist, die jeden Achszapfen umgeben und die in Dichtungskontakt mit der Oberfläche des Endes eines jeden Lagers in der Nähe des Armkreuzes stehen, wobei eine relative Bewegung zwischen jedem Lager und jedem Achszapfen ermöglicht wird.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Universalgelenk-Achszapfenarmkreuz und -lageranordnung nach der Erfindung, wobei eine Lagerkappe in einer abgezogenen Stellung dargestellt ist,

Fig. 2 eine Endansicht, gesehen von der Linie 2-2 der Fig.l aus,

Fig. 3 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 3-3 der Fig. 1,

Fig. 4 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 4-4 der

Fig. 2

und

Fig. 5 eine vergrößerte Detailansicht der Fig. 4.

In den Figuren der Zeichnung ist ein Universalgelenk-Achszapfenarmkreuz 10 dargestellt, welches eine Anzahl von Lagerkappen trügt, wobei jede Lagerkappe drehbar an je einem Ende eines der

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ORIGINAL INSPECTED

Armkreuzzapfen 14 gelagert ist. Teile 15 der äußeren Oberflächen der Achszapfen sind auf enge Toleranzwerte bearbeitet, um mit ähnlichen bearbeiteten inneren Oberflächen 16 der Lager zusammenzuarbeiten, um geeignete LagerberUhrungsflächen zu schaffen. Die Lager 12 sind so ausgebildet, daß sie wie üblich mit nicht dargestellten, mit öffnungen versehenen Bügelgabeln verbunden werden können, die ihrerseits an sich drehenden Bauteilen befestigt sind, wie beispielsweise an Antriebswellen. Wie es üblich ist, erlaubt diese Anordnung Schwenkbewegungen in Querebenen der sich drehenden Bauteile, so daß sich eine Universalbewegung ergibt. Das Armkreuz IO ist aus einem vierarmigen Schmiedestück gebildet.

Eine einteilige Dichtung 17 ist am Armkreuz 10 angeformt und hüllt vollständig den Hauptkörperabschnitt 18 des Armkreuzes ein. Es wurde gefunden, daß Neopren ein zufriedenstellendes elastisches elastomeres Material ist, aus dem die Dichtung 17 hergestellt werden kann. Andere geeignete Kunststoffe oder Kautschuke, die entsprechende Eigenschaften der Flexibilität und der Elastizität für Dichtungszwecke haben, können ebenfalls verwendet werden. An jedem Ende der Oberflächen der Dichtung 17, die die Achszapfen umgeben« ist ein Paar von endlosen inneren und äußeren Dichtungsvorsprüngen 20 und 22 vorgesehen. Diese Vorsprünge sind als im radialen Abstand voneinander angeordnete, konzentrische ringförmige konische Lippen ausgebildet. Die Dichtungsvorsprünge sind zwischen dem Bauteil 18 und dem Ende eines jeden Achszapfens 14 vorgesehen.

Das Ende einer jeden Lagerkappe 12 weist in der Nähe des Armkreuzes eine kegelstumpfförmige äußere Oberfläche 26 und eine benachbarte ringförmige flache Endoberfläche 28 auf. Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, befindet sich jeder äußere, spitz zulaufende Vorsprung 22 in einer Dichtungsanlage mit der kegelstumpffurmigen Oberfläche 26, während jeder innere spitz zulaufende Vorsprung 20 sich in Dichtungskontakt mit einer Endfläche 28 befindet. Da diese Dichtungsvorsprünge 20 und 22 elastisch sind,

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ORIGiNAL INSPECTED

unterbrechen geringe axiale Bewegungen der Lagerkappe den Dichtungskontakt nicht. Diese Ausbildung ermöglicht, daß der Dichtungskontakt aufrechterhalten wird, während eine relative Drehbewegung zwischen den zugeordneten Lagerkappen und Achszapfen ermöglicht wird. Die inneren Dichtungsvorsprünge 20 begrenzen eine axiale Bewegung der Lagerkappen zum Abschnitt 18 hin und unterstützen somit die axiale Einstellung der Lager* kappen.

Die doppelten Dichtungsvorsprünge halten zusätzlich Schmiermittel, das innerhalb der Lager 12 angeordnet ist, um die Berührungsfläche zwischen den Oberflächen 15 und 16 zu schmieren und es wird verhindert, daß Schmutz oder andere Fremdstoffteilchen die Achszapfen 1*1 verschmutzen.

Da die Dichtung 15 ein integral geformter Teil ist, der den Abschnitt 18 umgibt, sind Zentrifugalkräfte, die im Betrieb des Universalgelenkes auftreten, nicht in der Lage, diese Dichtung relativ zum Armkreuz zu bewegen. Dadurch wird der Dichtungskontakt aufrechterhalten, da eine Bewegung des Dichtungsgliedes längs der Achszapfen nicht möglich ist.

Es sei bemerkt, daß die integrale Dichtung 17 nicht für eine Verwendung bei einem Universalgelenk begrenzt ist, sondern daß diese Dichtung bei anderen Typen von Kraftübertragungsgelenken verwendet werden kann, bei denen ein Dichtungskontakt zwischen relativ drehbaren Teilen erwünscht ist»

Durch die Erfindung wird eine Universalgelenkanordnung geschaffen, mit der eine Dichtung erzielt wird, um die Lägerkäppen-Achszapfenberührungsfläche zu schützen und zwar mittels eines einteiligen geformten Dichtungsgliedes, welches um den Mittfeiabschnitt des Armkreuzes herum geformt ist. Das Anordnen feines äefartigen Dichtungsgliedes schältet das Erfordernis von eiriZeifien DichtungsScheiben aus und das Erfordernis von manueller Ge-

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schicklichkeit beim Zusammenbau jeder dieser Scheiben mit dem Armkreuz. Ferner wird die Notwendigkeit von bearbeiteten Scheibensitzen am Armkreuz ausgeschaltet. Diese Ausbildung dient ferner zur Unterstützung der Aufrechterhaltung der gewünschten Abdichtungen, da das integrale Dichtungsglied zwangsläufig angeordnet ist und eine Bewegung dieses Dichtungsbauteils relativ zum Armkreuz verhindert wird.

In der vorstehenden Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene Konstruktion und Anordnung von Teilen beschränkt, da die Erfindung in verschiedenster Weise ausgeführt werden kann.

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Claims (7)

' Patentansprüche

1.) Kraftübertragungsgelenk mit einem Armkreuz» das eine Anzahl von vorspringenden Achszapfen aufweist, wobei eine becherförmige Lagerkappe jeden Achszapfen aufnimmt und sich relativ zu diesem drehen kann, gekennzeichnet durch einen integralen elastischen Bauteil, der Endoberflächendichtungen aufweist, die jeden Achszapfen umgeben und die sich in Dichtungskontakt mit der Oberfläche des Endes einer jeden Lagerkappe am Armkreuz befinden, · wobei eine relative Drehbewegung zwischen jeder Lagerkappe und jedem Achszapfen ermöglicht wird.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endoberflächendichtungen eine ringförmige innere und ringförmige äußere . .Dichtung aufweisen, die im. radialen Abstand voneinander angeord- - net sind.. . ...

3* Gelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Lagerkappe eine kegelstumpfförmige äußere Oberfläche aufweist, die eine flache Lagerendoberfläche schneidet, daß das äußere Dlentufigsglied elastisch gegen die kegelstumpfförmige äußere Oberfläche anliegt und daß das innere Dichtungsglied elastisch die Lagerendoberfläche berührt.

Ί. Universalgelenk mit einem vierarmigen Armkreuz, wobei jeder der Arme dieses Kreuzes einen Achszapfen aufweist und mit Lagerkappen, die drehbar jeden Achszapfen aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß ein einteiliger, elastischer Dichtungsbauteil um dieses Armkreuz herum geformt ist und Endoberflächen aufweist, die sich um den Umfang eines jeden Achszapfens an einer Stelle zwischen der Mitte des Armkreuzes und dem Ende eines jeden Achszapfens herum erstrecken und daß jede der Endoberflächen wenigstens einen endlosen Dichtungsvorsprung aufweist, der sich von der Endoberfllche fort erstreckt und in Dichtungskontakt mit der Lagerkappe steht.

5. Universalgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Endoberfläche dee einteiligen elastischen Dichtungsbauteiles konzentrische innere und äußere Dichtungsvorsprünge aufweist, die radial im Abstand voneinander angeordnet sind.

6· Universalgelenk nach Anspruch 5« dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkappe eine kegelstumpfförmige äußere Oberfläche aufweist, die eine flache Lagerendoberfläche schneidet, daß der äußere Dichtungsvorsprung elastisch die kegelstumpfförmige äußere Oberfläche berührt und dass das innere Dichtungsglied elastisch die flache Lagerendoberfläche berührt.

7. Universalgelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die endlosen inneren und äußeren Dichtungsvorsprünge elastische, spitz zulaufende Lippen sind, .

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