DE2445105A1

DE2445105A1 - Schutzdichtung fuer ein kugelgelenk

Info

Publication number: DE2445105A1
Application number: DE19742445105
Authority: DE
Inventors: Yasuo Uchida
Original assignee: Ishikawa Tekko KK
Current assignee: Ishikawa Tekko KK
Priority date: 1973-09-25
Filing date: 1974-09-20
Publication date: 1975-04-17
Also published as: IT1020419B; AU7262374A; FR2244931B1; US3901518A; JPS5058459A; JPS523068B2; FR2244931A1; CA1010669A; BR7407911D0; GB1465100A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DIPL.-ING.

H. KINKELDEY

OR.-ΙΝΘ.

W. STOCKMAIR

DR.-INQ. · AeE(CAUTECH)

2445105 ^K> SCHUMANN

. DR. RER. NAT. ■ DIPL-PHYS.

P. .H. JAKOB

DlPl INS.

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · OIPL.-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR. RER. OEC. INS.

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

20. Sept. 1974-PH 8510

ISHIKAWA TEKKO KABUSHIKI KAISHA

ETo. 34—-6, Hon j ο 1-Chome, Sumida-Ku, Tokyo, Japan

SchutzcLichtung für ein Kugelgelenk

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzdichtung für die Befestigung auf einer Außenfläche der Kugelpfanne
eines Kugelgelenks.

509816/0734

TtiLEPON (009)22 28 62 TELS=X 0S-2038O TELEGRAMME MONAPAT

BAD ORiGfNAL

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzdichtung für ein Kugelgelenk etwa in der Lenkung oder Aufhängung eines Kraftfahrzeugs od. dergl. zu schaffen, Vielehe sich zur Erzielung einer verläßlichen Abdichtung mühelos, fesr und sicher an der Kugelfassung oder -pfanne eines Kugelgelenks anbringen läßt und sowohl beim Einbau als auch im Gebrauch wenig anfällig für Beschädigungen ist und daher eine verlängerte Lebensdauer hat.

Bei einer Schutzdichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß Erfindung gelöst durch eine etwa zylindrische Manschette aus einem elastischen Werkstoff, mit einer an einem Ende vorhandenen großen Öffnung, deren Innendurchmesser etwas kleiner ist als der Außendurchmesser eines Dichtungssitzes· an der Eugelpfanne, mit einem in ein die große Öffnung umgebendes Randteil eingebetteten Ring aus ziemlich steifem, elastisch dehnbarem Werkstoff, dessen Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Dichtungssitzes an der Kugelpfanne, mit einem von der großen Öffnung aus einwärts konvergierenden inneren Wandungsteil, an welches sich ein im wesentlichen zylindrisches inneres Wandungsteil anschließt, dessen Innendurchmesser somit kleiner"ist als der der großen Öffnung, und mit einer entlang dem Übergang zwischen dem konvergierenden Wandungsteil und dem zylindrischen inneren Wandungsteil verlaufenden Kante, wobei der Dichtungssitz der Kugelpfanne beim Anbringen der Dichtungsmanschette unter der Einwirkung des federnd expandiebaren Ringes elastisch vom Randteil der großen Öffnung umspannt wird und die nahe der großen Öffnunggebildete Ringkante in abdichtende Anlage an die Außenfläche des Dichtungssitzes an der Kugelpfanne gepreßt wird.

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Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es seigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines ,mit einer erfindungsgeraäßen Schutzdichtung versehenen Kugelgelenks in senkrechtem Schnitt,

Pig. 2 eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Staubschutzdichtung für sich allein und

Fig. 3 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht einer Einzelheit der an einem Kugelgelenk angebrachten Dichtung gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 erkennt man ein Kugelgelenk 1 etwa in einem Lenkgestänge. Das an sich bekannte Kugelgelenk 1 hat einen Kugelbolzen 4 mit einem kugeligen Kopf 2 und einem von diesem ausgehenden Schaft 3 für die Befestigung an einem anderen Teil 9, sowie eine Fassung oder Pfanne 7 mit einem darin sitzenden Lagerteil 5» einem Schaft 6 für die Befestigung an einem anderen Teil, und einem Deckel 8, v/elcher die Fassung 7 dichtend abschließt und das Lagerteil 5 darin festhält. Der kugelige Kopf 2 des Kugelbolzens 4 ist allseitig schwenkbar im Lagerteil 5 gehalten. Der Schaft 3 des Kugelbolzens 4 ist mittels eines Keils drehfest in das andere Teil 9, etwa einen Lenkerhebel, eingesetzt und mittels einer Mutter 10 gesichert.

Die Kugelfassung 7 hat einen Dichtungssitz 11. Zwischen diesem und dem Schaft 3 des Kugelbolzens 4 ist eine bis zu einem gewissen Maße zusammengedrückte Schutzdichtung gemäß der Erfindung angeordnet. Diese ist je nach den Relativbewegungen zwischen der Pfanne 7 und dem Kugelbolzen 4- Dehungen und Stauchungen ausgesetzt.

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■ H-

Fig. 2 zeigt die Staubschutzdichtung 21 vor dem Zusammenbau mit einem Kugelgelenk. Die Dichtung 21 hat die Form einer etwa zylindrischen Manschette 22 aus einem gummiartigen Werkstoff, mit einer großen Öffnung 23, deren Innendurchmesser etwas kleiner ist als der Außendurchmesser des Dichtungssitzes 11 an der Kugelpfanne 7- In ein die große Öffnung 23 umgebendes, flanschähnlich auswärts hervorstehendes Randteil 24 ist ein ziemlich steifer, federnder Ring 25 etwa aus Blech eingebettet und durch Erhitzung eingeschmolzen. Der federnde Ring kann gegebenenfalls an einer Stelle aufgeschlitzt sein.

Ein von der großen Öffnung 23 der Manschette 22 ausgehend einwärts konvergierendes inneres Wandungsteil 26 geht über in ein mittleres Wandungsteil 2? von etwa zylindrischer Form, dessen Innendurchmesser d2 kleiner ist als der Innendurchmesser d1 der großen öffnung 23· Das mittlere Wandungsteil 27 setzt sich abwärts in einem konvergierenden Wandungsteil fort, welches eine kleinere Öffnung 29 am anderen Ende der Manschette 22 bildet. In den Rand 30 der Öffnung 29 ist ein ziemlich steifer Ring 31 aus hartem Kunststoff oder Metall eingebettet bzw. eingeschmolzen.. Der Ring 31 hat ein L-förmiges Profil.

Etwa in der Mitte hat die Manschette 22 ein erstes dünnwandiges Teil ti, von welchem aus die Wandstärke aufwärts und abwärts fortlaufend zunimmt, so daß sich zum Randteil 24 der großen Öffnung 23 sowie zum Rand 30 der kleineren Öffnung 29 hin jeweils ein etwa keilförmiges Profil der Wandung ergibt. Nach oben hin hört die Dickenzunahme der V/andung an einer zwischen den Wandungsteilen 26 und 27 verlaufenden Ringkante 28 auf. Von dieser Kante 28 an nimmt die Wandstärke bis zum Randteil 24 hin wieder stetig ob. Die Übergangsstelle 32 zwischen dem Randteil 24 und der sich viedor verjüngenden Wandung bildet in wesentlichen den Ausgangspunkt der konvergierenden Wandung .⁰C, po daß an dieser Stelle ein zweiter; dünnes Wan-

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dungsteil t2 zx^ischen dem Randteil 24- und der Ringkante gebildet ist.

Zum Anbringen der Staubschutzdichtung 21 an dem Kugelgelenk 1 wird die Manschette 22 so auf die Kugelfassung oder -pfanne 7 aufgepreßt, daß die große Öffnung 23 diese umschließt. Da der Innendurchmesser d1 der großen Öffnung der Manschette 22 etwas kleiner ist als der Didfcungssitz 11 der Kugelpfanne 7, wird das die Öffnung 23 begrenzende Randteil 24· sowie der darin eingebettete Ring 25 beim Aufsetzen der Manschette entsprechend aufgeweitet, so daß der Dichtungssitz 11 dann an seiner Umfangsflache federnd von dem Ring 25 umschlossen ist. Gegebenenfalls kann in der Umfangsfläche des Dichtungssitzes· 11 an der Kugelpfanne 7 eine Ringnut für den Eingriff des elastischen Ringes 25 gebildet sein. Da der Innendurchmesser d2 der Eingkante 28 ebenfalls kleiner ist als der Außendurchmesser des Dichtungssitzes 11, wird die Manschette 22 im Bereich der Ringkante 28 beim Aufsetzen auf die Passung 7 ebenfalls aufgeweitet, so daß die Ringkante 28 dann aufgrund der Elastizität der Manschette in fester Anlage an der Umfangsfläche der Passung 7 gehalten ist. An der Ringkante 28 bildet das konvergierende Wandungsteil 26 einen Winkel θ mit dem mittleren Wandungsteil 27 (Pig. 3)· Da die Wandung im Bereich der Ringkante 28 ihre größte Dicke hat, bleibt der betreffende Winkel θ in wesentlichen unverändert, auch wenn die Ringkante 28 beim Aufschieben auf die Kugelpfanne 7 aufgeweitet wird. Dadurch wird die Wandung der Manschette mit ihrem mittleren Teil 27 um die Übergangsstelle 32 zwischen dem Randteil PA und dem sich verjüngenden Wandungsteil herum auswärts hervorgewölbt, wobei das konvergierende Innenwandungnteil 26 in abdichtende Anlage an dor Umfar.gs flache des Dichtungssitzes 11 kommt.

In Pig. 3 ist der Zustand der Manschette 22 vor der nobben bescririebensn Verformung restricholt dargestellt. Die

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dann eintretende Verformung der Wandung der Manschette im Bereich der Ringkante 28 ist durch die oberhalb und unterhalb derselben vorhandenen dünneren Wandungsteile ti und t2 ermöglicht. Die Eingkante 28 bildet dann eine sichere Abdichtung und verhindert den Austritt von im Kugelgelenk vorhandenem Schmiermittel sowie das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in das Kugelgelenk. Da das abwärts an die Ringkante 28 anschließende mittlere Wandungsteil 27 auswärts hervorgewölbt ist, bleibt es bei Schwenkbewegungen des Schafts 3 des Kugelbolzens 4 frei von der Kugelpfanne 7 und kann daher nicht durch diese beschädigt werden.

Der federelastische Ring 25 kann aus verschiedenen Werkstoffen gefertigt sein und verschiedene Form haben. So kann er etwa als scheibenförmiger Ring aus KyIon, als ein Ring aus Federstahldraht oder als ringförmige Tellerfeder ausgebildet sein. Das zwischen dem Ring 25 und einer Stufe 11a der Kugelpfanne 7 eingeklemmte Randteil 24 der Manschette 22 verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in das Kugelgelenk.

Der in den Rand 30 der kleineren Öffnung 29 eingebettete Ring 31 verhindert die elliptische Verformung der kleineren Öffnung 29 beim Verschwenken des Schafts des Kugelbolzens 4 sovrie ferner eine Einwärtsverschiebung des Randes 30 auf das Kugelgelenk 1 zu. Der federnde Ring 31 kann ebenfalls auf einem geeigneten Kunststoff oder aus Metall sein.

Die vorstehend beschriebene Staubschutzdichtung läßt sich in einen] einzigen Arbeitsgang mühelos im Preßsitz an einem .KujyL^elonk anbringen. Dexⁱ in deia gumaiarti/'o:·}. Material el·;!· flanschet te eingebettete;, federnd οχραΐκ). i ^r-bare Rin;/; v^ving-jrt ei ie Gefahr einer JBeschädipjunr· u.or DichUmp: bein yinbau. Im Gebrauch tritt keinerlei. Ι'":·1αί;1ν-be\'e-'"unp" υηύ α· nit Roibun«? sv;ische:i der Manschette, dor

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Kugelpfanne und dem federelastischen Ring auf, so daß Verschleiß und Ermüdung der Manschette auf ein Mindestmaß beschränkt "bleiben, was der Dichtung eine verlängerte Lebensdauer verleiht. Die Herstellung der Manschette aus einem gummiartigen Werkstoff ist durch die an der Innenseite im wesentlichen glattwandige Profilform derselben erleichtert.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern erstreckt sich auf zahlreiche Abwandlungen und Änderungen desselben.

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Claims

Patentansprüche:

1.j/ Schutzdichtung für die Befestigung auf einer Außenfläche der Kugelpfanne eines Kugelgelenks, gekennzeichnet durch eine etwa-zylindrische Manschette (22) aus einem elastischen Werkstoff, mit einer an einem Ende vorhandenen großen Öffnung (23)» deren Innendurchmesser (d1) etwas kleiner ist als der Außendurchmesser eines Dichtungssitzes (11) an der Kugelpfanne (7)» mit einem in ein die große Öffnung umgebendes Randteil (24) eingebetteten, ziemlich steifen, federelastischen Ring (25), dessen Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchniesser des Dichtungssitzes an der Kugelpfanne, mit einem von der großen Öffnung aus einwärts konvergierenden inneren Wandungsteil (26), an welches sich ein im wesentlichen zylindrisches inneres Wandungsteil (27) anschließt, dessen Innendurchmesser (d2) somit kleiner ist als der der großen öffnung, und mit einer entlang dem Übergang zwischen dem konvergierenden Wandungsteil und dem im wesentlichen zylindrischen Wandungsteil verlaufenden Eingkante (28), wobei der Dichtungssits der Kugelpfanne beim Anbringen der Dichtungsmanschette unter Einwirkung des federnd expandierbaren Eings elastisch vom Randteil der großen Öffnung umspannt wird und die nahe der großen öffnung gebildete Ringkante in abdichtende Anlage an die Außenfläche des Dichtungssitzes an der Kugelpfanne gepreßt wird.

2. Schutzdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem konvergierenden Wandungsteil (26) gegenüber angesetztes Teil der im wesentlichen zylindrischen Wandung (27) zu einer im anderen Ende der Manschette (22) gebildeten kleineren öffnung (29) hin konvergiert und daß im Rand (30) der kleineren Öffnung ein steifer Ring (31) eingebettet ist.

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3. Schutzdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (22) etwa im mittleren Teil ein erstes dünnwandiges Teil (ti) aufweist, von welchem aus die Wandstärke in Richtung auf das Randteil (24) der großen öffnung (23) und zum Rand (30) der kleineren Öffnung (29) stetig zunimmt, wobei die Wandstärke in Richtung auf das Randteil der großen Öffnung ihren größten Wert an der Ringkant'e (28) erreicht und von dieser Stelle aus stetig abnimmt, um zwischen dem Randteil (24) und der Ringkante (28) ein zweites dünnwandiges Teil (t2) zu bilden, welches mit der Ansatzstelle des konvergierenden inneren Wandungsteils (26) zusammenfällt.

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