DE2242860C3 - Manschette für Antriebsgelenke, insbesondere in Längswellen für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Manschette aus elastischem Material hoher Festigkeit und Steifigkeit für mit hohen Drehzahlen rotierende Antriebsgelenke, insbesondere Längswellengelenke für Kraftfahrzeuge, die Schmiermittel enthält und einerseits mit dem Gelenkaußenteil und andererseits mit der Welle fest und dicht verbunden ist, wobei Gelenkaußenteil und Welle zueinander winkel- oder winkel- und axialbewegbar sind und die Manschette neben jeder ihrer beiden Befestigungsstellen einen Verformungsbereich und dazwischen ein im wesentlichen formst-ibiles Abstandsstück aufweist.

Bei einer derartigen bekannten Manschette sind die beiden Verformungsbereiche als Falten ausgebildet (DT-AS 1 600 429), Die Manschette ist ihrem gewählten Aufbau nach im wesentlichen nur zur Verwendung bei Seitenwellen von Kraftfahrzeugen geeignet. Ein wesentlicher Nachteil ist darin begründet, daß anschließend an die Befestigungsstelle am Gelenkaußenieil 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. Ferner wird der dem Gelenkaußenteil benachbarte Verformungsbereich aus der Auslenkung und Verschiebung beansprucht.

Es ist eine weitere Manschette bekannt (FR-PS 1 34? 249), die nur für den Einsatz bei Festgelenken gedachtist. welche jedoch bereits ein Abstandsstück zeigt Für die beidseitig davon angeordneten Verformungsbereiche sind Radialfalten oder die Kombination von Radial- und Axialfallen vorgesehen. Hierbei ist jedoch von Nachteil, daß unter Auslenkung und Einwirkung der Fliehkräfte, wie sie bei Längswellengelenken durch die hohen Drehzahlen auftreten, ein Anlegen der radialen Faltenteile die Folge sein kann, wobei diese Tendenz durch das ebenfalls der Fliehkraft unterliegende Schmiermittel verstärkt wird.

1st eine Manschette für ein Verschiebegelenk vorgesehen so ergibt sich die Forderung, daß die Falten entsprechend gut verformbar sind, damit der Verschiebung keine zu großen Kräfte entgegengesetzt weiden. Wird eine Ausbildung danach vorgenommen, so wirkt sich dies insbesondere in dem Manschettenbereich nachieilig aus, der den größten Durchmesser aufweist, d h. dem Bereich, der dem Gelenkaußenteil zugeordnet ist, denn gerade dieser Bereich wird durch das Schmiermittel beim Rotieren am meisten beansprucht.

Ausgehend hiervon, liegt der Erfindung die Aulgabe zugrunde, eine Manschette mit einer Formgebung zu schaffen, bei der die aus der Auslenkung, der Gegenlenki'ng -.ind axialen Verschiebung resultierenden Verformungen auf voneinander getrennte Verformungsbereiche aufgeteilt sind und bei der die Beanspruchung der Manschette infolge der auf das Schmiermittel und die Manschette selbst einwirkenden Fliehkräfte weitgehend herabgesetzt wird und infolgedessen bei hohen Drehzahlen - bei Längswellen bis etwa 6000 Umdrehungen pro Minute - ohne Einfluß auf den Rundlauf der Manschette bleiben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß, ausgehend von der dem Gelenkaußenteil zugeordneten Befestigungsstelie, ein sich axial erstrekkender zylindrischer Bereich vorgesehen ist, der in eine im wesentlichen normal nach innen gerichtet verlaufenden Membran übergeht, an welche sich ein zylindrisches oder sich konisch verjüngendes Abstandsstück anschließt, und daß an das Abstandsstück eine oder mehrere im Außendurchmesser abnehmende Falten angeschlossen sind, wobei die htzte Falte in den wellenseitigen Befestigungsbereich übergeht.

Es erfolgt a'so eine Aufteilung der Verformung der Manschette nach Auslenkung einerseits und Gegenlenkung und gegebenenfalls zusätzliche Verschiebung andererseits auf getrennte Verformungsbereiche. Die Verschiebung wird in dem wellenseitigen Verformungsbereich aufgenommen, und zwar im wesentlichen durch die zwischen dem Abstandsstück und der in den wellenseitigen Befestigungsbereich übergehenden Falte angeordnete Falte bzw. Falten. 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 Gegenlenkung aufzunehmen, kann also relativ steif ausgebildet werden. Die im gc-

lenkseitigen Bereich vorhandene Membran in Verbindung mit dem Abstandsstück bietet einen guten Widerstand 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 Abstandsslückes zum größeren Durchmesser zunehmen. Die Membran und der annähernd .ylindrische Bereich unterliegen nur der Auslenkung. Die erlindungsj.emäße Manschette zeigt bei großen Drehzahlen, wie sie beispielsweise bei Längswellengelenken auftreten, einen ruhigen Lauf, was einen positiven Einfluß auf die Lebendauer hat.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Manschette bei einem mit einer großen Drehzahl laufendem Gelenk, auf dem Außenumfang des Gelenkaußentcils befestigt werden kann. Membran und Abstandsstück sorgen für eine entsprechend große Fertigkeit.

Ferner ist nach einem weiteren 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 Gclenkkonzeption eine kontinuierliche Abnahme des Durchmessers der Manschette möglich ist. Ein bevorzugter Einsatzbereich ist ferner bei Gelenken, die eine Auslenkung und Axialverschiebung zulassen.

Bevorzugt ist für Gelenke, die nur Auslenkungen zulassen, nach der Erfindung vorgesehen, daß der an das Abslandsstück sich anschließende Verformungsbereich nach innen gerichtet ist und an diesen sich eine Falte anschließt.

Es ist jedoch auch möglich, daß der an das Abstandsstück sich anschließende Verformungsbereich einen nach innen gerichtet verlaufenden Bereich aufweist, der in den wellenseiligen Befestigungsbereich übergeht.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Manschette nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 die Manschette im Halbschnitt,

F i g. 2 die in ein Gelenk eingebaute Dichtungsmanschette.

Die Manschette weist eine dem Gelenkaußenteil zugeordnete 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 2 nach innen gerichtet verlaufende Membran 4 über. Die Membran 4 in Verbindung mit dem zylindrischen Bereich 2 dient zur Aufnahme der Auslenkung des Gelenks. An den kleineren Durchmesser der Membran 4 schließt sich ein konisch verjüngtes Abstandsstück 5 an. Dieses ist annähernd formstabil ausgebildet. Es kann zusätzlich — falls erforderlich — eine größere Formsteifigkeit dadurch erreicht werden, daß im Bereich der Enden des Abstandsstücks 5 ringartige Verstärkungen (nicht dargestellt) über den Innenumfang verlaufend angeordnet sind. Auf das Abstandsstück 5 folgen zwei Falten 6, 7; die im Durchmesser abnehmen. Die zweite Falte 7 dient vorwiegend zur Aufnahme der Gegenlenkung, während die erste Falte 6 überwiegend zur Aufnahme der Verschiebung dient. Die letzte Falte 7 geht in den wellenseitigen Befestigungsbereich 8 über. Dieser besteht aus einem zylindrischen Bereich, der auf sei-

ao nem Innenumfang mit Dichtlippen versehen ist und der auf seinem äußeren Umfang eine Nut 8 zur Aufnahme eines Spannbandes 18 hat.

In F i g. 2 ist die Dichtungsmanschette in ein Gelenk eingebaut dargestellt. Die nach innen gerichtete Wulst

as der Befestigungsstelle 1 sitzt in einer Umfangsnut 10 des Gelenkaußenteils 11. Über die Befestigungssielie 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 Gelenkaußenteils 11 ein, wodurch eine axiale Sicherung gegeben ist. Die Hülse 12 dient der Entlastung des zylindrischen Bereichs 2 von den auftretenden Fliehkräften und schützt die Manschette in ihrem hoch beanspruchten Bereich vor Beschädigungen, /.. B. durch Steinschlag. Je nachdem, ob es die Enbaumaße oder die Gelenkkonstruktion erfordern, daß der Durchmesser des zylindrischen Bereichs 2 gegenüber dem des Gelenkaußenteils 11 zu vergrößern ist, kann an die Befestigungsstelle 1 zunächst ein annähemd formstabiler nach außen gerichtet verlaufender Steg zur Abstandsüberbrückung angeschlossen sein, an dessen größerem Durchmesser der zylindrische Bereich 2 beginnt. Der Befestigungsbereich 8 der Manschette ist zwischen zwei Verdickungen 15, 16 der zum Gelenk gehörenden Welle 17, die mit dem inneren Gelenkkörper verbunden ist, angeordnet. Außerdem befindet sich in der Nut 9 des Befestigungsbereichs 8 ein Spannband 18, welches die Dichtungsmanschette und die Welle 17 fest miteinander verbindet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche: ^"^

1. Dichtungsmanschette aus elastischem Material hoher Festigkeit und Steifigkeit für mit hohen Drehzahlen rotierende Antriebsgelenke, insbesondere Längswellengelenke für Kraftfahrzeuge, die Schmiermittel enthält und einerseits mit dem Gelenkaußenteil und andererseits mit der Welle fest und dicht verbunden ist, wobei Gelenkaußenteil und Welle zueinander winkel- oder winkel· und axialbewegbar sind und die Manschette neben jeder ihrer beiden Befestigungsstellen einen Verformungsbereich und dazwischen ein formstabiles Abstandsstück aufweist, dadurch gekennzeichnet. daß, ausgehend von der dem Gelenkaußenteil zugeordneten Befestigungsstelle (1), ein sich axial erstreckender zylindrischer Bereich (2) vorgesehen isü, der in eine im wesentlichen normal· nach innen gerichtet verlaufende Membran (4) übergeht, an ao weiche sich ein zylindrisches oder sich konisch verjüngendes Abstandsstück (5) anschließt, und daß an das Abstandsstück eine oder mehrere im Außendurchmesser abnehmende Falten (6, 7) angeschlossen sind, wobei die letzte Falte (7) in den wellensei- »5 tigen Befestigungsbereich (8) übergeht.

2. Dichtungsmanschette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an das Abstandsstück (5) sich anschließende erste Falte (6) ausgehend vom Ende des Abstandsstückes (S) zunächst nach außen und dann nach innen gerichtet verläuft.

3. Dichtungsmanschette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an das Abstandsstück (5) sich anschließende Verformungsbereich nach innen gerichtet ist, an den sich eine Falte (7) anschließt.

4. Dichtungsmanschette nach Anspruch 1, für nur Auslenkungen zulassende Gelenke, dadurch gekennzeichnet, daß der an das Abstandsstück (5) sich anschließende Verformungsbereich einen nach innen gerichtet verlaufenden Bereich aufweist, der in den wellenseitigen Befestigungsbereich übergeht.