DE2605459A1 - Seal for universal joint between shafts - has semitoroidal muff connected between inner and outer shaft with cylindrical section lying inside metal sleeve - Google Patents

Seal for universal joint between shafts - has semitoroidal muff connected between inner and outer shaft with cylindrical section lying inside metal sleeve

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DE2605459A1 DE19762605459 DE2605459A DE2605459A1 DE 2605459 A1 DE2605459 A1 DE 2605459A1 DE 19762605459 DE19762605459 DE 19762605459 DE 2605459 A DE2605459 A DE 2605459A DE 2605459 A1 DE2605459 A1 DE 2605459A1
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Abstract

The Seal is for a universal joint between inner and a tubular outer shaft ends (1) and comprises an annular muff having a ring portion gripping the inner shaft at a position clear of the joint. The ring portion merges with a half-toroidal portion whose convex side faces the joint. The latter portion merges into a generally cylindrical portion lying at the inside of a metal sleeve extending from the outer shaft end. The free end of the cylindrical portion is secured between axially facing shoulders of the sleeve and the outer shaft end.

Description

Abdichtung für eine Wellenqelenkkupplunq Sealing for a shaft joint coupling

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für eine Wellengelenkkupplung mit einen äusseren und einem inneren Kupplungsteil, zwischen denen Wälzkörper, beispielsweise Kugeln oder Rollen, zur Übertragung des Drehmomentes vorgesehen sind, einer Welle, die mit dem inneren Kupplungsteil fest verbunden ist, und einer aus einem elastisch verformbaren Werkstoff gefertigten Dichtungsmanschette zur Abdichtung des äusseren Kupplungsteiles gegenüber der Welle.The invention relates to a seal for a universal joint coupling with an outer and an inner coupling part, between which rolling elements, for example Balls or rollers intended to transmit the torque, a shaft, which is firmly connected to the inner coupling part, and one of an elastic deformable material made sealing sleeve for sealing the outer Coupling part opposite the shaft.

Wellengelenkkupplungen der vorgenannten Art werden vor allem im Kraftfahrzeugbau verwendet. Nach dem heutigen Stande der Technik gibt es bereits funktionstüchtige Ausführungsformen mit einer ausreichenden Lebensdauer für die Abdichtung von Wellengelenkkupplungen, wie sie für den Antrieb der Hinterräder eines Personenkraftwagens mit einer Einzelradaufhängung benötigt werden. Im Gegensatz zu einem solchen Anwendungsfall, bei dem die aus einem elastisch verformbaren Werkstoff gefertigte Dichtungsmanschette zur Abdichtung des äusseren Kupplungsteiles gegenüber der Welle infolge der kleinen Winkelbewegungen, der geringen Axialverschiebungen und der relativ niedrigen Drehzahlen entsprechend niedrig beansprucht wird, gibt es bis jetzt noch keine Abdichtung, welche den schwierigen Betriebsbedingungen gewachsen wäre, die bei Wellengelenkkupplungen für eine Gleichlaufgelenkwelle zur Übertragung der AntriebsWraft auf die Antriebsachse eines Lastkraftwagens auftreten. Es ist in der Fachwelt bekannt, dass alle bis jetzt durchgeführten Versuche, die Antriebskraft auf die Antriebsachse eines Lastkraftwagens mittels einer Gleichlaufgelenkwelle zu übertragen, die aus einer Welle besteht, an deren beiden Enden je eine Gleichlaufgelenkkupplung angeordnet ist, an der ungenügenden Lebensdauer der heutigen Ausführungsformen für eine Abdichtung des äusseren Kupplungsteiles gegenüber der der Welle gescheitert sind. Aus diesem Grunde erfolgt, trotz des Vorhandenseins von funktionstüchtigen, kleinvolumigen und preisgünstigen Gleichlaufgelenkkupplungen bei allen Lastkraftwagen auf der ganzen Welt die Übertragung der Antriebskraft auf die Antriebsachse mit Hilfe von zwei Kreuzgelenken, von denen je eines an den beiden Enden einer teleskopartig ausgebildeten Welle angeordnet ist. Diese Art der Übertragung der Antriebskraft hat aber folgende entscheidende Nachteile: 1. Der für einen gleichförmigen Antrieb erforderliche Gleichlauf der heute üblichen sogenannten Kardanwellen kann nur dann zustandekommen, wann die Beugungswinkel bei beiden Kreuzgelenken gleich gross sind, was einschränkende maB-nahmen für die Anordnung der An- und Abtriebsaggregate zur Folge haben kann.Universal joint couplings of the aforementioned type are mainly used in motor vehicle construction used. According to the current state of the art, there are already functional ones Embodiments with a sufficient service life for the sealing of universal joint couplings, as they are used to drive the rear wheels of a passenger car with independent suspension are needed. In contrast to such an application, in which the from a elastically deformable material made sealing sleeve for sealing the outer coupling part opposite the shaft as a result of the small angular movements, the small axial displacements and the relatively low speeds accordingly If the stress is low, there is still no seal that can handle the difficult Operating conditions would have grown with universal joint couplings for a constant velocity universal joint shaft occur to transfer the driving force to the drive axle of a truck. It is known in the professional world that all experiments carried out to date that Driving force on the drive axle of a truck by means of a constant velocity universal joint shaft to be transmitted, which consists of a shaft, at both ends of which a constant velocity joint coupling is arranged, due to the inadequate service life of today's embodiments for a seal of the outer coupling part against the the wave failed. For this reason, despite the presence of functional, small-volume and inexpensive constant velocity joint couplings on all trucks all over the world with the transmission of the drive power to the drive axle With the help of two universal joints, one of which is telescopic at both ends formed shaft is arranged. This type of transmission of the driving force but has the following decisive disadvantages: 1. The one for a uniform drive The necessary synchronization of the so-called cardan shafts customary today can only then come about when the flexion angles are the same for both universal joints, what restrictive measures for the arrangement of the input and output units Can have a consequence.

2. Die die beiden Kreuzgelenke verbindende Welle läuft bei gebeugten Gelenken ungleichförmig, sodass bei ihrem relativ grossen Gewicht eine Laufunruhe entsteht, die wiederum nur durch einschränkende bauliche maßnahmen, wie Verringe-0 rung des Beugungswinkels auf weniger als 3 , vermieden werden kann.2. The shaft connecting the two universal joints runs with the flexed one Joints uneven, so that with their relatively large weight they run unevenly arises, which in turn is only due to restrictive structural measures, such as Verringe-0 tion of the diffraction angle to less than 3, can be avoided.

3. Die die beiden Kreuzgelenke verbindende Welle muss taleskopartig ausgebildet Fein, um die beim Durchfedern der Räder und der starren Antriebsachse des Kraftfahrzeuges auftretenden Längenveränderungen aufnehmen zu können. Der hierfür notwendige Verschiebemechanismus ist nicht nur teuer sondern auch störanfällig, weil hohe Flächenpressungen auftreten, und weil es schwierig ist ihn abzudichten.3. The shaft connecting the two universal joints must be like a talescope trained fine to reduce the deflection of the wheels and the rigid drive axle of the motor vehicle occurring changes in length to be able to absorb. The one for this necessary shifting mechanism is not only expensive but also prone to failure, because high surface pressures occur and because it is difficult to seal it.

Es ist in der Fachwelt bekannt, dass beim Blockieren eines solchen Verschiebemechanismus schon grosse Folgeschäden aufgetreten sind, beispielsweise die Zerstörung der Lagerung des sogenannten Trieblings der Antriebsachse und damit der Ausfall des gesamten Kraftfahrzeuges. It is known in the art that when blocking such Shift mechanism, major consequential damage has occurred, for example the destruction of the bearing of the so-called drive axle and thus the failure of the entire vehicle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche auch den vorgenannten schwierigen Betriebsbedingungen gewachsen ist.The invention has for its object to provide a seal of the initially to create the type described, which also the aforementioned difficult operating conditions has grown.

Diese Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Vereinigung der folgenden, für sich allein zum Teil bereits bekannten merkmale gelöst: a) Die Dichtungsmanschette ist als Rollbalg ausgebildet und zwar so, dass die konvexe Seite der Wölbung des Rollbalges der Wellengelenkkupplung zugekehrt ist; b) das äussere Ende der Wölbung uächstaus einem Ringteil heraus, das sich in Richtung auf das äussere Kupplungsteil erstreckt und mit diesem luft- und flüssigkeitsdicht verbunden ist; c) die luft- und flüssigkeitsdichte Verbindung des Ringteiles mit dem äusseren Kupplungsteil kommt durch ein axiales Andrücken seines Endes mittels eines Ringes zustande, welcher den Aussendurchmesser des Ringteiles radial abstützt. These This object is achieved according to the invention by the Combination of the following features, some of which are already known for themselves, solved: a) The sealing sleeve is designed as a roll bellows in such a way that the convex Side of the curvature of the rolling bellows facing the universal joint coupling; b) that outer end of the bulge out of a ring part, which extends in the direction of the outer coupling part extends and is connected to it in an airtight and liquid-tight manner is; c) the air- and liquid-tight connection of the ring part with the outer one Coupling part comes from an axial pressing of its end by means of a ring comes about, which radially supports the outer diameter of the ring part.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Wölbung des Rollbalges zum Schutz gegen Deformationen infolge der Fliehkraft mit einer oder mehreren umlaufenden Verstärkungen versehen ist.Another feature of the invention is that the curvature of the rolling bellows to protect against deformations due to centrifugal force with an or is provided with several circumferential reinforcements.

Der mit der Erfindung erzielte Hauptvorteil besteht darin, dass mit dem geringen Aufwand an Einzelteilen, Bauvolumen, Herstellungskosten und montagezeit, wie er für die heutigen Ausführungsformen mit einer nicht ausreichenden Lebensdauer üblich ist, eine Abdichtung geschaffen wird, die selbst unter den schwierigen Betriebsbedingungen, die beim Übertragen der Antriebskraft auf die Antriebsachse eines Lastkraftwagens auftreten, eine Lebensdauer von mehr als 400.0ûOkm erreicht.The main advantage achieved by the invention is that with the low cost of individual parts, construction volume, manufacturing costs and assembly time, as it is for today's embodiments with an insufficient service life It is common practice to create a seal which, even under the difficult operating conditions, when the drive force is transmitted to the drive axle of a truck occur, a service life of more than 400.0ûOkm is reached.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung der Zeichnung hervor, in der ein Beispiel für eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemässen Abdichtung dargestellt ist. Es zeigen: Fiq.1 Fig.1 einen Längsschnitt durch eine Abdichtung gemäss der Erfindung für eine Wellengelenkkupplung, die als Gleichlaufgelenkkupplung zur Übertragung der Antriebekraft auf die Antriebsachse eines Lastkraftwagens ausgebildet ist und zwar so, dass die das Drehmoment übertragenden Wälzkörper Rollen sind, die auf dem inneren Kupplungsteil drehbar und radial verschiebbar gelagert sind, im maßstab 1s1; Fig.2 einen Querschnitt durch eine Gleichlaufgelenkkupplung nach Fig.1 im rnaßstab 1s2 und Fig.3 eine Seitenansicht einer kompletten Gleichlaufgelenkwelle mit zwei Gleichlaufgelenkkupplungen nach Fig.1 für die Übertragung der Antriebskraft von der Antriebsquelle auf die Antriebsachse eines Lastkraftwagens im maßstab 1:10.Further advantages of the invention emerge from the description of the drawing in which an example of a possible embodiment of an inventive Seal is shown. It shows: Fiq. 1 1 shows a longitudinal section by a seal according to the invention for a universal joint coupling, which as Constant velocity joint coupling to transfer the drive force to the drive axle of a truck is designed in such a way that the torque transmitting Rolling elements are rollers that are rotatable and radially displaceable on the inner coupling part are stored, on a scale of 1s1; 2 shows a cross section through a constant velocity joint According to FIG. 1 in rnaßstab 1s2 and FIG. 3 a side view of a complete constant velocity universal joint shaft with two constant velocity joint couplings according to Fig. 1 for the transmission of the driving force from the drive source to the drive axle of a truck on a scale of 1:10.

Die Dichtungsmanschette 9, die aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Polyurethan gefertigt ist, ist als Rollbalg ausgebildet und zwar so, dass die konvexe Seite der Wölbung in des Rollbalges der Wellengelenkkupplung zugekehrt ist. Das äussere Ende 11 der Wölbung 10 wächst aus einem Ringteil 12 heraus, das sich in Richtung auf das äussere Kupplungsteil 1 erstreckt und mit diesem luft- und flüssigkeitsdicht verbunden ist. Diese Verbindung des Ringteiles 12 mit dem äusseren Kupplungsteil 1 kommt durch ein axiales Andrücken seines Endes 15 mittels eines Ringes 16 zustande, welcher den Ausssndurchmesser des Ringteiles 12 radial abstützt. Die Wölbung i0 des Rollbalges ist zum Schutz gegen Deformationen infolge der Fliehkraft mit einer oder mehreren umlaufenden Verstärkungen 13, 14 versehen.The sealing sleeve 9, which is made of an elastically deformable material, For example, polyurethane is made, is designed as a roll bellows and that so that the convex side of the bulge in the rolling bellows of the universal joint coupling is facing. The outer end 11 of the bulge 10 grows out of a ring part 12, which extends in the direction of the outer coupling part 1 and with this air- and is connected in a liquid-tight manner. This connection of the ring part 12 with the outer coupling part 1 comes through an axial pressing of its end 15 by means of a ring 16 which has the outer diameter of the ring part 12 radially supports. The curvature i0 of the roll bellows is to protect against deformations as a result The centrifugal force is provided with one or more circumferential reinforcements 13, 14.

Die Übertragung des Drehmomentes erfolgt über drei in Umfangsrichtung gleichmässig verteilte Rollen 3, die mit einer Kugelfläche 4 versehen sind, und die mit dem inneren Kupplungsteil 2 drehbar und radial verschiebbar verbunden sind.The torque is transmitted via three in the circumferential direction evenly distributed rollers 3, which are provided with a spherical surface 4, and which are rotatably and radially displaceably connected to the inner coupling part 2.

Die Die Rollen 3 greifen in gerade und achsparallel verlaufende Nuten 5 des äusseren Kupplungsteiles 1 ein und werden von einem Federelement 7, welches als Schraubenfeder ausgebildet ist, konstant an den Grund 6 der Nuten 5 angedrückt. Die luft- und flüssigkeitsdichte Verbindung des inneren Endes der Dichtungsmanschette 9 mit der Welle 8 erfolgt mittels des Spannbandes 20. Die feste Verbindung des Ringes 16 mit dem äusseren Kupplungsteil 1 kommt durch das Umbördeln 17 des Ringendes zustande. Beim Durchfedern der starren Antriebsachse 19 ergibt sich ein maximaler Verschiebeweg 21 und ein maximaler Beugungewinkel 22. the The rollers 3 grip straight and axially parallel extending grooves 5 of the outer coupling part 1 and are of a spring element 7, which is designed as a helical spring, constantly to the base 6 of the grooves 5 pressed. The air- and liquid-tight connection of the inner end of the Sealing sleeve 9 with the shaft 8 takes place by means of the tightening strap 20. The fixed The ring 16 is connected to the outer coupling part 1 by the flanging 17 of the end of the ring. When the rigid drive axle 19 is deflected a maximum displacement path 21 and a maximum flexion angle 22.

Die in der Zeichnung dargestellte und vorstehend beschriebene Gleichlaufgelenkkupplung eignet sich besonders gut für Gleichlaufgelenk-ellen zur Übertragung der Antriebskraft von der Antriebsquelle 18 auf die Antriebsachse 19 eines Lastkraftwagens, weil sie nur aus uenigen und robusten Einzelteilen besteht und sehr funktionstüchtig ist. Aus diesem Grunde wurde sie für die zeichnerische Darstellung einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgeiässen Abdichtung ausgewählt. Es ist aber selbstverständlich, dass Abdichtungen gemäss der Erfindung nicht auf diese eine Ausführungsform einer Wellengelenkkupplung beschränkt bleiben, sondern auch für alle anderen möglichen Ausführungsformen von Wellengelenkkupplungen der eingangs beschriebenen Art verwendet werden können.The constant velocity joint coupling shown in the drawing and described above is particularly suitable for constant velocity joint shafts to transmit the drive force from the drive source 18 to the drive axle 19 of a truck because they consists of only few and robust individual parts and is very functional. For this reason it was used for the graphic representation of a possible embodiment selected the seal according to the invention. But it goes without saying that Seals according to the invention do not apply to this one embodiment of a universal joint coupling remain limited, but also for all other possible embodiments of Universal joint couplings of the type described above can be used.

Patentansprüche: Patent claims:

Claims (2)

Patentansprüche : Abdichtung für eine Wellengelenkkupplung mit einem äusseren und einem inneren Kupplungsteil, zwischen denen Wälzkörper, beispielsweise Kugeln oder Rollen, zur Übertragung des Drehmomentes vorgesehen sind, einer Welle, die mit dem inneren Kupplungsteil fest verbunden ist, und einer aus eine. elastisch verformbaren Werkstoff gefertigten Dichtungsmanschette zur Abdichtung des äusseren Kupplungsteiles gegenüber der Welle, g e -k e n n z e i c h n e t durch die Vereinigung der folgenden, für sich allein zum Teil bereits bekannten merkmale: a) Die Dichtungsmanschette (9) ist als Rollbalg ausgebildet und zwar so, dass die konvexe Seite der Wölbung (10) des Rollbalges der Wellengelenkkupplung zugekehrt ist; b) das äussere Ende (11) der Wölbung (10) tuächst aus einem Ringteil (12) heraus, das sich in Richtung auf das äussere Kupplungsteil (1) erstreckt und mit diesem luft- und flüssigkeitsdicht verbunden ist; c) die luft- und flüssigkeitsdichte Verbindung des Ringteiles (12) mit dem äusseren Kupplungsteil (1) kommt durch ein axiales Andrücken seines Endes (15) mittels eines Ringes (16) zustande, welcher den Aussendurchmesser des Ringteiles (12) radial abstützt. Claims: Sealing for a universal joint coupling with a outer and an inner coupling part, between which rolling elements, for example Balls or rollers intended to transmit the torque, a shaft, which is firmly connected to the inner coupling part, and one of a. elastic deformable material made sealing sleeve for sealing the outer Coupling part opposite the shaft, g e -k e n n n z e i c h n e t by the union The following features, some of which are already known for themselves: a) The sealing collar (9) is designed as a roll bellows in such a way that the convex side of the curvature (10) of the rolling bellows faces the universal joint coupling; b) the outer end (11) of the bulge (10) emerges from a ring part (12) which extends in the direction extends onto the outer coupling part (1) and is airtight and liquid-tight with it connected is; c) the airtight and liquid-tight connection of the ring part (12) with the outer coupling part (1) comes through an axial pressing of its end (15) by means of a ring (16) which has the outer diameter of the ring part (12) is supported radially. 2. Abdichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dass die Wölbung (10) des Rollbalges zum Schutz gegen Deformationen infolge der Fliehkraft mit einer oder mehreren umlaufenden Verstärkungen (13, 14) versehen ist.2. Seal according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c n e t that the curvature (10) of the roll bellows to protect against deformations as a result the centrifugal force is provided with one or more circumferential reinforcements (13, 14) is.
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