DE2314770A1

DE2314770A1 - Schutzvorrichtung fuer eine kardangelenkanordnung

Info

Publication number: DE2314770A1
Application number: DE19732314770
Authority: DE
Inventors: Jacques Mangiavacchi
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1972-05-05
Filing date: 1973-03-24
Publication date: 1973-11-15
Also published as: IT979768B; GB1422976A; JPS5257159U; JPS538830Y2; JPS4961540A

Description

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IMPIvING. K. SPARING pustfach 404T

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Beschreibung

zum Patentgesuch 9 *3 1 A 7 7 Π

der Firma GLAENZER SPICER, 10, rue Jean-Pierre Timbaud, Poissy (Yvelines) / Frankreich

betreffend:
"Schutzvorrichtung für eine Kardangelenkanordnung"

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung gegen das Eindringen von Staub und Fremdkörpern zwischen die Hohlwelle und den in ihr gleitverschieblichen Wellenstumpf einer Kardangelenkanordnung.

Bekanntlich erfordern Kardangelenkanordnungen einen erheblichen Wartungsauf wand, und infolgedessen verlangen die Benutzer von den Herstellern, Maßnahmen zu treffen, um den Abstand zwischen den regelmäßigen Wartungsarbeiten zu vergrößern, oder sogar solche Wartungsarbeiten ganz überflüssig zu machen.

Bekanntlich umfaßt eine Kardangelenkanordnung ein Gabelteil mit einer Nabe sowie ein Gabelteil mit einer Hohlwelle oder Verschiebewelle, die miteinander über ein Kreuzstücklager und die üblichen Befestigungsmittel verbunden sind. Die Gabel

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mit Hohlwelle nimmt innen einen Wellenstumpf auf, der verbunden ist mit einer der anzukuppelnden Welle. Es ergibt sich infolge dieser Ankupplung demgemäß eine gerade Kammer, in die der Wellenstumpf eingeführt ist, und der Antrieb des verschieblichen Gabelstücks durch den Wellenstumpf erfolgt entweder durch eine Nut- und Federanordnung zwischen dem Innern der Kammer einerseits und dem Äußeren des zylindrischen Wellenstumpfs andererseits, wobei Nut und Federn ineinandergreifen, oder aber auch mittels Rollen oder Kugeln.

Um das Eindringen von Fremdkörpern in die rohrförmige Kammer des verschieblichen Gabelteils zu verhindern, wird die Kammer durch eine Abdichtung aus Kork oder Kautschuk verschlossen, die von dem WeIlenstumpf durchsetzt ist, und in Richtung der eigentlichen Gabel durch ein Scheibchen mit einem Lüftungsloch,durch das das Innere der Kammer in dem verschieblichen .Gabelteil mit der Atmosphäre kommunizieren kann, um so einen Überdruck in der Kammer abzubauen, welcher der gewünschten Funktion der Verschiebung abträglich sein könnte.

Eine solche Abdichtanordnung um eine verschiebliche und/oder drehende Welle in einem Element, das seinerseits fest oder beweglich ist, wird im allgemeinen mit Hilfe von Dichtungen aus Elastomermaterial realisiert, die der Ringform angenähert sind, und einerseits an das Element angedrückt sind, etwa durch Anschrauben mittels eines Ringes mit Innenverzahnung, oder durch Einsetzen in eine Ausnehmung im Innern des Elements unter Verwendung einer klassischen Ring- und Scheibenanordnung, und daß andererseits eine oder mehrere Lippen oder Flansche aufweist, die sich an die Welle anlegen. Eine solche Anordnung ist relativ kompliziert, kostspielig und erfordert eine ziemlich große Arbeitszeit beim Zusammenbau.

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Andererseits weist das Belüftungsloch den Nachteil auf, daß immer noch Fremdkörper eindringen können, insbesondere dann, wenn die Gelenkanordnung in sehr aggressiven Umgebungsmedien eingesetzt wird, und wenn die Verschieberichtung des Wellenstumpfs in der Kammer so ist, daß durch die Belüftungsöffnung Fremdkörper angesaugt werden könnten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen, ohne die gewünschte gute Funktion des Gelenks zu beeinträchtigen, wobei eine Anordnung vorgesehen werden soll, die eine gute Abdichtung sicherstellt, und soweit als überhaupt möglich, das Eindringen von Fremdköerpern ins Innere des Gelenks verhindert, wobei andererseits eine einfache und wirtsachaftliche Konzeption und Ausführung geschaffen werden sollen, bei denen die üblicherweise vorgesehenen Wartungsarbeiten so selten als möglich durchzuführen sein sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Schutzvorrichtung gegen das Eindringen von Staub und Fremdkörpern zwischen die Hohlwelle und den in ihr gleitverschieblichen Wellenstumpf einer Kardangelenkanordnung vorgeschlagen, die gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch eine Abdichtanordnung, die von dem Wellenstumpf durchsetzt ist und eine Ringdichtung aus elastomerem «Material mit mindestens einer Lippe oder einem Flansch in Anlage an dem Wellenstumpf umfaßt, welche Ringdichtung axialkomprimiert an die Hohlwelle mittels einer Schließkappe angedrückt ist, die mit einem etwas radialelastischen Flansch auf die Hohlwelle aufgeschoben und mit einer am Flanschende innen angeordneten ümfangsrippe in eine äußere Ringnut der Hohlwelle eingeschnappt ist und am anderen Flanschende mittels eines im wesentlichen flachen Bodens geschlossen ist, der eine öffnung für den Durchtritt des Wellenstumpfes aufweist, wobei vorzugsweise ein Entlastungsventil vorgesehen

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ist, das den Innenraum der Kammer des schiebend arbeitenden Gabelstücks mit der Atmosphäre kommunizieren läßt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung so getroffen, daß auf der dem Wellenstumpf abgewandten Seite der Hohlwelle die zwischen Wellenstumpf und Hohlwelle, ausgebildete Kammer mittels eines Scheibchens verschlossen ist, das ein Mittelloch und mehrere um dieses verteilte Durchbrüche aufweist, die von einem scheibenförmigen Membranabschnitt eines aus natürlichem oder künstlichem Kautschuk gefertigten Klappventils in Gelenkruheposition verschließbar sind, das einen Stopfenabschnitt aufweist, der in das Mittelloch eingepreßt ist zur Verbindung des Klappeventils mit dem Scheibchen.

Weitere bevorzugte Merkmale des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen.

Bevorzugte Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt ein Schiebekardangelenk mit einer Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt das Dämpfungsglied für die Schubkammer in Draufsicht,

Fig. 3 zeigt im Schnitt das Ventil, das das Entweichen der Luft bei Erzeugung eines Überdrucks im Innern der Schubkammer gestattet,

Fig. 4 zeigt in Einzeldarstellung die Dichtungsanordnung am Ende der Fig. 1, und

Fig. 5 zeigt in Einzeldarstellung die Schließkappe der Dichtungsanordnung am Ende der Fig. 1.

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Fig. 1 zeigt ein Kardangelenk, das in klassischer Weise ein Gabelteil 1 mit Brücke 2 und ein Gabelteil 3 umfaßt, das durch eine Hohlwelle 4 mit Innennuten 5 verlängert ist.

Die beiden Gabelstücke sind miteinander verbunden über ein Kreuzstück 6 und Lager 7.

In der Hohlwelle 4 relativ geringer Länge ist ein Stumpf 8 eingesetzt, der an seinem in die Hohlwelle ragenden Ende Federn 9 aufweist, die in die Nuten 5 der Hohlwelle eingreifen. Der Stumpf 8 ist an seinem anderen Ende mit einer Welle oder einem anderen umlaufenden Element verbunden.

Der Stumpf 8 kann mithin in der Hohlwelle 4 verschoben werden, und die Längenänderungen bei der übertragung absorbieren.

Die Abdichtung dieser Schiebeanordnung wird sichergestellt durch eine Garnitur, bestehend aus einer Dichtung aus Naturgummi oder künstlichem Gummi, die aufgenommen ist in eine Schließkappe 11, welche auf der Hohlwelle 4 befestigt ist.

Die von der Hohlwelle 4 umschlossene Kammer ist mit einem Entlastungsventil verschlossen.

Wie man Fig. 4 entnimmt, umfaßt die aus einem Elastomer, wie natürlichem oder synthetischem Kautschuk, bestehende Dichtung 10 einen Grundkörper 10a mit einem seitlichen Stützkörper 10b, zwei Lippen 10c und iod sowie einer Manschette 1Oe.

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Die Schließkappe 11, welche deutlicher in Fig. 5 dargestellt ist, besteht beispielsweise aus Kunststoff und umfaßt einen seitlichen Flansch lla mit einem ringförmigen Innenvorsprung 11b sowie einen Boden lic mit einer öffnung lld für den Durchtritt des Stumpfes 8 und der Manschette 1Oe der Dichtung 10, welche von der Kappe umschlossen wird. In der freien Kante des Flansches lla der Kappe 11 sind Ausnehmungen lie eingearbeitet, die ihr Weichheit und Elastizität verleihen.

Beim Zusammenbau der Vorrichtung werden die Dichtung 10 und die Kappe 11 auf den Stumpf 8 geschoben, und die Kappe 11 wird mit der Dichtung so verschoben, daß der Flansch lla auf das freie Ende der Hohlwelle 4 aufgesetzt wird, bis der innere Ringvorsprung 11b der Kappe in eine Wut 4a einschnappt, die in den umfang der Hohlwelle 4 eingearbeitet ist. In dieser Stellung liegt der Abstützkörper 10b der Dichtung 10 an der Stirnfläche der Hohlwelle 4 an, wodurch eine Abdichtung zwischen der Dichtung und der Lagerstelle sichergestellt wird. Andererseits liegen die Lippen 10c und 1Od dicht an dem Stumpf 8 an, und bewirken die Abdichtung längs des Stumpfes 8. Das Vorhandensein des Stützkörpers 10b ermöglicht die gewünschte Kompression der Dichtung 10 gegen die Hohlwelle 4, ohne Einfluß auf die Geometrie der Lippen löa und 10b.

Das Entlastungsventil, welches die Kammer 12 schließt, umfaßt ein ebenes, rundes Scheibchen 13 (Fig. 2) mit einem Loch 14 im Zentrum, um das herum mehrere Durchbrüche 15 vorgesehen sind, deren Zentren vorzugsweise auf einer zum Loch 14 konzentrischen Linie liegen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs Durchbrüche vorgesehen, die gleichförmig

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um das mittlere Loch verteilt angeordnet sind, doch kann die Anzahl abweichend sein, je nach dem Durchmesser für den einzelnen Durchbruch.

In das axiale Loch 14 des Scheibchens 13 ist ein Stopfen 16a mit einer Klappe 16 hineingedrückt, der beispielsweise aus Kautschuk besteht und eine runde Membran ausbildet, deren Durchmesser so bemessen ist, daß alle Durchbrüche 15 des Scheibchens 13 gesperrt werden können, solange das Kardanübertragunsgelenk keiner Deformation unterworfen wird, die zu einem Verschieben des Stumpfes 8 in der Hohlwelle 4 führt.

Mit anderen Worten nimmt die Membran der Klappe 16 die in Fig. 1 dargestellte Position ein, solange das Kardangelenk in Ruhe ist.

Das Klappventil 16 wird in dem Scheibchen 13 dank einem Schulterflansch 16b (Fig. 3) mit einem Durchmesser gehalten, der größer ist als der des Loches 14 in dem Scheibchen.

Solange sich der Stumpf 8 schnell in Richtung des Scheibchens 13 bewegt, wird die in der Schubkammer 12 befindliche Luft komprimiert und entweicht durch die Durchbrüche 15 unter Verformung der Membran des Klappventils 16, wie in Fig. 3 angedeutet. Wenn die Kammer 12 mit Schmiermittel gefüllt ist, entweicht der Schmiermittelüberschuß durch die Durchbrüäae 15.

Die Durchbrüche 15 müssen einen so großen Durchmesser haben, daß der sich in der Kammer 12 entwickelnde überdruck innerhalb vernünftiger Grenzen bleibt.

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Andererseits ist eine Ausnehmung 16c in dem Klappenventil vorgesehen, um das Einsetzen des Stopfens 16a in das Loch 14 des Scheibchens zu- erleichtern, und das Sitzen des Klappventils auf dem Scheibchen zu erleichtern durch umfangsmäßige Deformation der Schultern 16b, sobald ein Druckanstieg in der Schubkammer 12 auftritt.

Umgekehrt verursacht das Zurückziehen des Stumpfes 8 einen Unterdruck in dieser Kammer, wobei die Membran des Klappventils 16 wiederum die Durchbrüche 15 des Scheibchens unter der Wirkung des Atmosphärendticks und unter der Wirkung seiner Elastizität verschließt. Dieses Verschließen verhindert demgemäß das Eindringen von Fremdkörpern, die die Punktion und die Lebensdauer des Schiebekardangelenks beeinträchtigen würden, in die Kammer 12.

Aus vorstehender Erläuterung ergibt sich, daß die Anordnung 10-11 auf der Seite des Stumpfes 8 den Austritt von Schmiermittel (falls solches vorhanden ist) aus der Kammer 12 verhindert, wie auch das Eindringen in die Kammer von Staub oder anderen Vereunreinigungen bei der Schiebebewegung des Stumpfes 8 relaitiv zur Hohlwelle 4. Umgekehrt kann unter überdruck stehende Luft in der Kammer 12 oder überschüssiges Schmiermittel aus der Kammer 12 durch das Ventil entweichen, gebildet d von den Durchdrücken 15 des Scheibchens 13 und dem Klappventil· 16, wobei das letztere das Eindringen von Fremdkörpern in die Kammer 12 unterbindet, sobald der Stumpf 8 herausgezogen wird.

(Patentansprüche)

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Claims

"*~ 23H770 Patentansprüche

1) Schutzvorrichtung gegen das Eindringen von Staub~und Fremdkörpern zwischen die Hohlwelle und den in ihr gleitverschieblichen Wellenstumpf einer Kardangelenkanordnung, gekennzeichnet durch eine Abdichtanordnung, die von dem Wellenstumpf durchsetzt ist und eine Ringdichtung aus elastomerem Material mit mindestens einer Lippe oder einem Flansch in Anlage an dem Wellenstumpf umfaßt, welche Ringdichtung axialkomprimiert an die Hohlwelle mittels einer Schließkappe angedürückt ist, die mit einem etwas radialelastischen Flansch auf die Hohlwelle aufgeschoben und mit einer am Flanschende innen angeordneten Umfangsrippe in eine äußere Ringnut der Hohlwelle eingeschnappt ist und am anderen Flanschende mittels eines im wesentlichen flachen Bodens geschlossen ist, der eine öffnung für den Durchtritt des Wellenstumpfs aufweist.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkappe aus Kunststoff besteht.

3) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkappe am Flanschumfang die Elastizität vergrößernde Ausnehmungen aufweist.

4) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Wellenstumpf abgewandten Seite der Hohlwelle die zwischen Wellenstumpf und Hohlwelle ausgebildete Kammer mittels eines Scheibchens verschlossen ist, das ein Mittelloch und mehrere um dieses verteilte Durchbrüche aufweist, die von einem scheibenförmigen Membranabschnitt eines aus natürlichem oder künstlichem Kautschuk gefertigten Klappenventils in Gelenkruheposition verschließbar sind, das einen Stopfenabschnitt aufweist, der in das Mittelloch ehgepreßt ist zur Verbindung des Klappenventils mit dem Scheibchen.

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