DE2242860A1

DE2242860A1 - SEALING SLEEVE FOR DRIVE JOINTS, ESPECIALLY IN LONGITUDINAL SHAFTS FOR MOTOR VEHICLES

Info

Publication number: DE2242860A1
Application number: DE2242860A
Authority: DE
Inventors: Theodor Hadick; Karl-Heinz Mueller
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Automotive GmbH
Priority date: 1972-08-31
Filing date: 1972-08-31
Publication date: 1974-03-28
Also published as: JPS5312657B2; GB1397515A; JPS4964752A; IT997193B; SE394830B; DE2242860B2

Description

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UNI-CARDAN Aktiengesellschaft 23. August 1972UNI-CARDAN Aktiengesellschaft August 23, 1972

5204 Lohmar 1, Hauptstraße UC-IO - Ha/le5204 Lohmar 1, main street UC-IO - Ha / le

Dichtungsmanschette für Antriebsgelenke, insbesondere in Längswellen für KraftfahrzeugeSealing sleeve for drive joints, in particular in longitudinal shafts for motor vehicles

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsmanschette aus
elastischem Material hoher Festigkeit und großer Härte bzw. Steifigkeit für mit hohen Drehzahlen rotierende Antriebsgelenke, insbesondere Längswellengelenke für Kraftfahrzeuge, die einerseits mit dem Gelenk oder
einem zugehörigen Bauteil und andererseits mit der
Welle fest und dicht verbunden ist, wobei Gelenk und Welle zueinander winkel- und/oder axialbewegbar sind und die Dichtungsmanschette neben jeder ihrer beiden Befestigungsstellen einen Verformungsbereich und dazwischen ein im wesentlichen forrnstabiles Abstandsstück aufweist.The invention relates to a sealing collar from
elastic material of high strength and great hardness or rigidity for drive joints rotating at high speeds, in particular propeller shaft joints for motor vehicles that are on the one hand with the joint or
an associated component and on the other hand with the
Shaft is firmly and tightly connected, the joint and shaft being angularly and / or axially movable to each other and the sealing sleeve next to each of its two fastening points has a deformation area and a substantially dimensionally stable spacer between them.

Bei einer derartigen bekannten Dichtungsmanschette sind die beiden Verformungsbereiche als Falten ausgebildet (DT-AS 1 600 429). Die Dichtungsmanschette ist ihrem gewählten Aufbau nach im wesentlichen nur zur Verwendung bei Seitenwellen von Kraftfahrzeugen geeignet. EinIn such a known sealing collar are the two deformation areas formed as folds (DT-AS 1 600 429). The sealing sleeve is yours The chosen structure is essentially only suitable for use with side shafts of motor vehicles. A

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wesentlicher Nachteil ist darin begründet, daß anschließend an die Befestigungsstelle eine zunächst mit einem Sprung nach außen gerichtet verlaufende Falte vorgesehen ist, die durch die Fliehkräfte und das der Fliehkraft unterliegende Schmiermittel stark belastet wird.The main disadvantage is that the attachment point is followed by an initially jump outwardly extending fold is provided, which is caused by the centrifugal forces and that which is subject to the centrifugal force Lubricant is heavily loaded.

Ist die Manschette für ein Verschiebegelenk vorgesehen, so müssen die Falten entsprechend gut verformbar sein, damit der Verschiebung keine zu großen Kräfte entgegengesetzt werden. Wird eine Ausbildung danach vorgenommen, so wirkt sich dies insbesondere in dem Manschettenbereich nachteilig aus, der den größten Durchmesser aufweist, d.h. der Bereich, der· dem Gelenk zugeordnet ist, denn gerade dieser Bereich wird durch das Schmiermittel beim Rotieren stark beansprucht.If the cuff is intended for a sliding joint, the folds must be correspondingly easy to deform, so that the displacement is not opposed to excessive forces. If training is carried out afterwards, this has a particularly disadvantageous effect in the cuff area, which has the largest diameter, i.e. the area to which the joint is assigned, because it is precisely this area that is exposed to the lubricant heavily used when rotating.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsmanschette zu schaffen, die klare Verhältnisse hinsichtlich Beugung, Gegenbeugung und Verschiebung aufweist und bei der die Beanspruchung der Dichtungsmanschette infolge der auf das Schmiermittel und die Manschette selbst einwirkenden Fliehkräfte weitgehend herabgesetzt wird und infolgedessen bei hohen Drehzahlen ohne Einfluß auf den Rundlauf der Manschette bleiben. Bei Längswellen tritt ein Drehzahlbereich auf, der bis etwa 6000 Umdrehungen pro Minute reicht.Taking this as a starting point, the invention is based on the object of creating a sealing sleeve which clearly defines the situation in terms of flexion, counter-flexion and displacement and in which the stress on the sealing sleeve largely due to the centrifugal forces acting on the lubricant and the sleeve itself is reduced and as a result remain at high speeds without affecting the concentricity of the sleeve. In the case of longitudinal shafts, a speed range occurs that extends up to about 6000 revolutions per minute.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ausgehend von der gelenkseitigen Befestigungsstelle ein axial sich erstreckender zylindrischer, ein sich erweiternder oder verjüngender Bereich vorgesehen ist, der in eine im wesentlichen normal nach innen gerichtet verlaufende Membran übergeht, an welche sich das gegenüber dem axial sich erstreckenden Bereich einen verringerten Durchmesser aufweisende zylindrische oder konisch sich verjüngendeThis object is achieved according to the invention in that Starting from the fastening point on the joint side, an axially extending cylindrical, an expanding one or tapering area is provided which extends in a substantially normal inward direction Membrane passes over to which the opposite to the axially extending area has a reduced diameter having cylindrical or conically tapering

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Abstandsstück anschließt, und daß an das Abstandsstück sich eine oder mehrere im Außendurchmesser gestuft abnehmende Falten angeschlossen sind, wobei die letzte Falte in den wellenseitigen Befestigungsbereich übergeht. Spacer adjoins, and that one or more stepped in outer diameter to the spacer decreasing folds are connected, the last fold merging into the shaft-side fastening area.

Es erfolgt also eine Aufteilung nach Beugung einerseits und Gegenbeugung und gegebenenfalls zusätzliche Verschiebung andererseits. Die Verschiebung wird in dem wellenseitigen Verformungsbereich aufgenommen. Dies. ist besonders günstig, denn in diesem Bereich weisen die Falten einen kleinen Durchmesser auf, was eine kleine Volumenänderung- bei Verschiebung bedeutet. Ferner ist dies vorteilhaft, weil die Falten im Lauf nicht vom Schmiermittel umgeben sind und beaufschlagt werden und weil die Fliehkräfte infolge des kleinen Durchmessers geringer sind und dadurch ein stabiler Lauf erhalten bleibt. Die im Durchmesser kleinen Falten lassen sich also gut für die Verschiebung ausbilden» Die letzte Falte oder - wenn keine Verschiebung vorgesehen ist - die einzige Falte hat lediglich die Gegenbeugung aufzunehmen, kann also relativ steif ausgebildet werden. Die im gelenkseitigen Bereich vorhandene Membran in Verbindung mit dem Abstandsstück bietet einen guten Wiederstand gegen die auftretenden Fliehkräfte. Zusätzlich ist es möglich, dem Abstandsstück durch Ringwulste eine erhöhte Stabilität gegen die auftretenden Fliehkräfte (aus der eigenen Masse und der Schmiermittelmenge) zu verleihen. Auch kann die Wanddicke -eines konischen Abstandsstückes zum größeren Durchmesser zunehmen. Die Membran und der annähernd zylindrische Bereich unterliegen nur der Beugung.So there is a division according to diffraction on the one hand and counter-diffraction and possibly additional displacement on the other hand. The shift is in that Shaft-side deformation area added. This. is particularly cheap, because in this area they are wise the folds have a small diameter, which means a small change in volume when shifted. Further this is advantageous because the folds in the barrel do not come off Lubricants are surrounded and acted upon and because the centrifugal forces as a result of the small diameter are lower and thus a stable run is maintained. The small folds in diameter can be so train well for the shift »The last fold or - if no shift is planned - the single fold only has to accommodate the counter-flexion, so it can be made relatively stiff. The one on the joint side The area of the existing membrane in connection with the spacer offers good resistance against the occurring Centrifugal forces. In addition, it is possible to provide the spacer with increased stability by means of annular beads to give the occurring centrifugal forces (from their own mass and the amount of lubricant). The wall thickness of a conical spacer to the larger diameter can also be used gain weight. The membrane and the approximately cylindrical area are only subject to diffraction.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Manschette nunmehr auch bei einem Längswellengelenk, d.h. bei einem mit einer großen Drehzahl laufendendem Gelenk, auf dem Außenumfang des äußeren Gelenkkörpers befestigt werden kann. Die Membran in Verbindung mit dem Abstandsstück sorgt für eine entsprechend große Festigkeit.Another advantage is that the cuff can now also be used with a propeller shaft joint, i.e. with a a high speed running joint on the outer circumference the outer joint body can be attached. The membrane in conjunction with the spacer provides a correspondingly great strength.

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Sollten es die Einbaumaße erfordern bzw. die Gelenkkonzeption, so ist nach der Erfindung vorgesehen, zwischen der gelenkseitigen Befestigungsstelle und dem zylindrischen Bereich einen dazu im wesentlichen radial nach außen gerichtet verlaufenden, annähernd formstabilen Steg anzuordnen. Dieser Steg dient rein der Abstandsüberbrflckung.Should the installation dimensions require or the joint design, the invention provides between the fastening point on the joint side and the cylindrical area are directed essentially radially outward to arrange running, approximately dimensionally stable web. This web serves purely to bridge the gap.

Um den zylindrischen Bereich bzw. geringfügig sich erweiternden Bereich oder auch den Steg von den Beanspruchungen weitgehend freizuhalten, ist vorgesehen, diese durch eine Hülse, insbesondere aus Metall, zu umgeben. Diese Hülse hat außerdem den Vorteil, daß sie dieAround the cylindrical area or the slightly widening area or also the web from the stresses To keep them largely free, provision is made for them to be surrounded by a sleeve, in particular made of metal. This sleeve also has the advantage that it has the

Dichtungsmanschette in ihrem hoch beanspruchten Bereich vor von außen einwirkende Beschädigungen, z.B. Steinschlag usw., schützt.Sealing sleeve in its highly stressed area against external damage, e.g. stone chips etc., protects.

Ferner ist nach einem Merkmal der Erfindung vorgesehen, die an das Abstandsstück sich anschließende erste Falte ausgehend vom Ende des Abstandsstückes zunächst nach außen und dann nach innen gerichtet verlaufen zu lassen. Eine solche Ausbildung ist bevorzugt dann einzusetzen, wenn infolge der Gelenkkonzeption eine gute kontinuierliche Abnahme des Durchmessers der Manschette möglieh ist. Ein bevorzugter Einsatzbereich ist ferner bei Gelenken, die eine Winkel- und Axialbewegung zulassen;Furthermore, according to a feature of the invention, the first fold adjoining the spacer is provided starting from the end of the spacer to run first outwards and then inwards. This type of training is preferred when the joint design results in a good continuous joint Decrease in the diameter of the cuff is possible. A preferred area of use is also in joints that have a Allow angular and axial movement;

Bevorzugt ist für Gelenke, die nur Winkelbewegungen zulassen, nach der Erfindung vorgesehen j daß der an das Abstandsstück sich anschließende Verformungsbereich zunächst einen nach innen gerichtet verlaufenden Bereich aufweist, der in den wellenseitigen Befestigungsbereich übergeht, also iriembränaftig ausgebildet ist oder zusätzlich eine Falte bildend anschließend nach außen gerichtet verläuft und dann in den wellenseitigen Befestigungsbereich übergeht *For joints that only allow angular movements, preference is given to according to the invention provided j that the to the spacer adjoining deformation area initially has an inwardly extending area which extends into the Fastening area on the shaft side merges, ie iriembränaftig is formed or additionally forming a fold then runs outwards and then into the mounting area on the shaft side merges *

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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Dichtungsmanschette nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. A preferred embodiment of the sealing sleeve according to the invention is shown schematically in the drawing.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1. die Dichtungsmanschette im Halbschnitt;1. the sealing collar in half section;

Fig. 2 die in ein Gelenk eingebaute Dichtungsmanschette,2 shows the sealing sleeve built into a joint,

Die Dichtungsmanschette weist eine gelenkseitige Befestigungsstelle 1 auf, die im wesentlichen aus einer nach innen gerichteten Wulst besteht und zusätzlich mit ein oder mehreren Dichtlippen versehen ist. An diese Befestigungsstelle 1 schließt sich ein sich axial erstreckender zylindrischer Bereich 2 an. Dieser zylindrische Bereich 2 geht mit einem Radius 3 in eine im wesentlichen normal zum zylindrischen Bereich nach innen gerichtet verlaufende Membran U über. Die Membran U in Verbindung mit dem zylindrischen Bereich 2 dient zur Aufnahme der Gelenkbeugung. An den kleineren Durchmesser der Membran schließt sich ein sich konisch verjüngendes Abstandsstück an. Dieses ist annähernd formstabil ausgebildet. Es kann zusätzlich - falls erforderlich - eine größere Formsteif igkeit dadurch erreicht werden, daß im Bereich der Enden des Abstandsstückes 5 ringartige Verstärkungen (nicht dargestellt) über den Innenumfang verlaufend angeordnet sind. Auf das Abstandsstück 5 folgen zwei Falten 6, 7, deren Durchmesser gestuft abnimmt. Die zweite Falte 7 dient vorwiegend zur Aufnahme der Gegehbeugung, während die erste Falte 6 überwiegend zur Aufnahme des Schiebeweges dient. Die letzte Falte 7 geht in den wellenseitigen Befestigungsbereich 8 über. Dieser besteht aus einem zylindrischen Bereich, der auf seinem Innenumfang mit Dichtlippen versehen ist und der auf seinem äußeren Umfang eine Nut 8 zur Aufnahme eines Spannbandes 18 hat.The sealing collar has an attachment point 1 on the joint side, which essentially consists of an inwardly directed bead and is additionally provided with one or more sealing lips. This fastening point 1 is followed by an axially extending cylindrical region 2. This cylindrical area 2 merges with a radius 3 into a membrane U extending inwardly directed essentially normal to the cylindrical area. The membrane U in connection with the cylindrical area 2 serves to accommodate the flexion of the joint. A conically tapering spacer connects to the smaller diameter of the membrane. This is designed to be approximately dimensionally stable. In addition, if necessary, greater dimensional rigidity can be achieved in that ring-like reinforcements (not shown) are arranged over the inner circumference in the region of the ends of the spacer piece 5. The spacer 5 is followed by two folds 6, 7, the diameter of which decreases in steps. The second fold 7 is mainly used to accommodate the counter-flexion, while the first fold 6 is mainly used to accommodate the sliding path. The last fold 7 merges into the fastening area 8 on the shaft side. This consists of a cylindrical area which is provided with sealing lips on its inner circumference and which has a groove 8 on its outer circumference for receiving a tensioning band 18.

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In Fig. 2 ist die Dichtungsmanschette in ein Gelenk einge-. baut dargestellt. Die nach innen gerichtete Wulst der Befestigungsstelle 1 sitzt in einer Umfangsnut 10 des äußeren Gelenkkörpers 11 eines Gelenkes. Ober die Befestigunps- stelle 1 ist· eine Hülse 12 geschoben, die auch den zylindrischen Bereich 2 überdeckt. Die Hülse 12 ist auf einer Seite 13 verjüngt ausgebildet und greift mit dieser Seite in eine weitere Nut 14 des äußeren Gelenkkörpers 11 ein, wodurch eine axiale Sicherung gegeben ist. Die Hülse 12 dient der Entlastung des zylindrischen Bereiches 2 von den auftretenden Fliehkräften. Der Befestigungsbereich 8 der Manschette ist zwischen zwei Verdickungen 15, 16 der zum Gelenk gehörenden Welle 1?, die mit dem inneren Gelenkkörper verbunden ist, angeordnet. Außerdem befindet sich in der Nut 9 des Befestigungsbereiches 8 ein Spannband 18, welches die Dichtungsmanschette und die Welle 17 fest miteinander verbindet.In Fig. 2, the sealing sleeve is incorporated into a joint. builds shown. The inwardly directed bead of the fastening point 1 sits in a circumferential groove 10 of the outer joint body 11 of a joint. A sleeve 12, which also covers the cylindrical area 2, is pushed over the fastening point 1. The sleeve 12 is tapered on one side 13 and engages with this side in a further groove 14 of the outer joint body 11, whereby an axial securing is given. The sleeve 12 is used to relieve the cylindrical area 2 from the centrifugal forces that occur. The fastening area 8 of the cuff is arranged between two thickenings 15, 16 of the shaft 1? Belonging to the joint, which is connected to the inner joint body. In addition, there is a tension band 18 in the groove 9 of the fastening area 8, which tightly connects the sealing sleeve and the shaft 17 to one another.

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Claims

1.) Sealing sleeve made of elastic material high Strength and great hardness or rigidity for drive joints rotating at high speeds, in particular propeller shaft joints for motor vehicles ^ on the one hand with the joint or an associated component and on the other hand with the shaft fixed and is tightly connected, the joint and shaft being angularly and / or axially movable to one another and the sealing collar next to each of its two fastening parts, a deformation area and essentially one between them having dimensionally stable spacer, characterized in that

that starting from the joint-side fastening point (1) an axially extending cylindrical, a widening or tapering area (2) is provided, which in a substantially normal after inwardly extending membrane (4) merges, to which the opposite to the axially extending Area (2) having a reduced diameter cylindrical or conically tapered spacer (5) adjoins, and that on the spacer (5) one or more folds gradually decreasing in the outer diameter (6,7) are connected, the last fold (7) in the shaft-side fastening area (8) merges;

2. Sealing sleeve according to claim 1, characterized in that

that between the joint-side fastening parts (1) and to the cylindrical area (2) a substantially radially outwardly directed, approximately dimensionally stable web is arranged.

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3. Sealing sleeve according to claim 1, characterized in that the cylindrical, widening or tapering Area (2) and / or the web are surrounded by a sleeve (12), in particular made of metal.

4. Sealing sleeve according to claim 1, characterized in that the spacer (5) is adjoining first fold (6) starting from the end of the spacer (5) initially directed outwards and then inwards runs.

5. Sealing sleeve according to claim 1, characterized in that that the deformation area adjoining the spacer (5) is initially directed inwards having extending area which merges into the shaft-side fastening area, so Is designed like a membrane or additionally forms a fold then runs outwardly and then merges into the fastening area on the shaft side.

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