DE2714983A1

DE2714983A1 - Vorrichtung zur abdichtung einer gelenkkupplung

Info

Publication number: DE2714983A1
Application number: DE19772714983
Authority: DE
Inventors: Leopold F Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-04-04
Filing date: 1977-04-04
Publication date: 1978-10-05

Description

Vorrichtung zur Abdichtung einer GelenkkuPPlunq
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abdichtung einer Gelenkkupplung, mit der eine drehfeste aber winkelbewegliche Verbindung einer Welle mit einem äusseren Kupplungsteil zustandekommt, und bei der ein Faltenbalg aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Gummi, so verwendet wird, dass ein Ende des Faltenbalges mit dem äusseren Kupplungsteil und sein anderes Ende mit der Welle verbunden ist.
Gelenkkupplungen der vorgenannten Art werden vor allem im Kraftfahrzeugbau verwendet. Für ein Kraftfahrzeug mit einer Einzelradaufhängung werden, gleichgültig, ob man die Vorder-oder die Hinterräder antreibt, vier solcher Gelenkkupplungen benötigt. Da schon der Ausfall einer Gelenkkupplung den Ausfall des ganzen Kraftfahrzeuges und eine teure Reparatur zur Folge hat, und da feststeht, dass die meisten Schäden an Gelenkkupplungen Folgeschäden von undicht gewordenen Dichtungsmanschetten sind, befasst sich die Erfindung mit der Verbesserung und der Weiterentwicklung der Abdichtung von Gelenkkupplungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abdichtung einer Gelenkkupplung zu schaffen, deren Lebensdauer so gross ist wie die Gesamt lebensdauer des Kraftfahrzeuges. Da es schwierig ist, exakte Angaben über die Lebensdauer von Verschleissteilen eines Kraftfahrzeuges zu machen, wird angenommen, dass die durchschnittliche Lebensdauer der heute allgemein verwendeten Abdichtungen für Gelenkkupplungen zum Antrieb der Räder eines Kraftfahrzeuges bei 50.000 km liegt. Diese Annahme stützt sich auf zwei Test- Testberichte der Fachzeitschrift "Auto, motor, Sport".
In Heft 3/1972 dieser Zeitschrift wird berichtet, dass die linke Antriebswelle eines einem 50.000 km- Dauertest unterworfenen Kraftfahrzeuges zweimal erneuert werden musste, weil die Dichtungsmanschette defekt wurde. In Heft 6/1977 wird in der gleichen Zeitschrift berichtet, dass bei einem anderen einem Dauertest unterworfenen Kraftfahrzeug bei Km- Stand 48.609 das Gelenk einer Antriebswelle ersetzt werden musste, weil es infolge einer schadhaft geuordenen Dichtungsmanschette funktionsunfähig wurde. Für die Gssamtlebensdauer eines Kraftfahrzeuges, die natürlich auch grossen Schuankungen unterliegt, wird für die Beurteilung der Erfindung der eher optimistische Wert von 250.000 km angenommen. Das bedeutet, dass der Erfindung die Aufgabe zugrundeliegt, eine Vorrichtung zur Abdichtung einer Gelenkkupplung zu schaffen, deren Lebensdauer fünfmal so gross ist wie die der heute allgemein verwendeten Ausführungsformen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass sich innerhalb des Faltenbalges ein weiteres Dichtungselement aus einem elastisch verformbaren Werkstoff befindet, welches so gestaltet ist, dass das für die Schmierung der Gelenkkupplung erforderliche Schmiermittel nur mit einem kleinen Teil der Innenwand des Faltenbalges oder garnicht in Berührung kommt. Hierbei ist es möglich, dass das Dichtungselement als Rollbalg ausgebildet ist, und zwar so, dass ein Ende des Rollbalges mit dem Faltenbalg und sein anderes Ende mit der Welle fest verbunden ist; das Dichtungselement kann aber auch an seinen beiden Enden fest mit dem Faltenbalg verbunden sein.
Nach einer anderen Ausbildungsform kann das Dichtungselement als Gleitdichtung ausgebildet sein, die nahe dem äusseren Kupplungsteil aus dem Faltenbalg herausrächst. Es ist auch möglich, dass sich das Dichtungselement über die ganze Lunge des Faltenbalges erstreckt, und dass seine beiden Enden von den Enden und den Spannbändern des Feltenbalges umschlossen und gespannt sind. Bei allen diesen Ausführungsformen ist das Dichtungselement so gestaltet, dass ein Vorratsraum für das zur Schmierung der Gelenkkupplung erforderliche Schmiermittel mittel entsteht, der sich in unmittelbarer Nähe des äusseren Kupplungsteiles befindet. Bei den Ausführungsformen des Dichtungselementes, bei dem ein kleiner Teil der Innenwand des Faltenbalges mit dem Schmiermittel in Berührung kommt, ist die Wanddicke des Faltenbalges im Bereich dieses mit dem Schmiermittel in Berührung kommenden Teiles dicker als die Wanddicke seines allseitig von Luft umgebenen Hauptteiles.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beschränken sich nicht nur auf die bereits erwähnte Verlängerung der Lebensdauer um ein mehrfaches, die dadurch zustandekommt, dass nach einer Beschädigung des Faltenbalges das Schmiermittel nicht ausfliessen und dass eindringender Schnutznicht in das Schmiermittel gelangen kann. Neben dem Hauptvorteil, dass ein lebenswichtiges Konstruktionselement eines Kraftfahrzeuges als Folge einer schadhaft gewordenen Abdichtung nicht mehr ausfallen kann (die Kosten für die Erneuerung einer Gelenkkupplung liegen je nach Fahrzeugtyp z.Zt. zwischen Dm 105.-und Dm 300.-) hat eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Abdichtung einer Gelenkkupplung noch zwei weitere grosse Vorteile: Einmal werden, verglichen mit den heutigen Ausführungsformen, zog der Füllmenge des relativ teuren Schmiermittels eingespart, sodass die durch das innere Dichtungselement entstehenden Mehrkosten voll kompensiert werden. Zum anderen ist der durch das innere Dichtungselement gebildete und in unmittelbarer Nähe des äusseren Kupplungsteiles liegende Vorratsraum für das Schmiermittel so gestaltet, dass dieser Vorrat wirklich an die Gelenkteile herankommt, die einer Schmierung bedürfen, was bei den heute üblichen Ausführungsformen nicht der Fall ist, weil das von der Fliehkraft in die Falten des Faltenbalges gedrückte Schmiermittel nie wirksam werden kann.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
Fig.1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Gelenkwelle zum Antrieb der Vorderräder eines Kraftfahrzeuges, die radseitig (links) ein sogenanntes Festgelenk mit einem grossen Beugungswinkel und differentialseitig (rechts) ein sogenanntes sogenanntes Verschiebegelenk mit einem kleineren Beugungswinkel aufweist.
Fig.2 zeigt eine stark verkleinerte und schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges, dessen Vorderräder mit zwei Gelenkwellen nach Fig.1 angetrieben sind.
Die Welle 16 zum Antrieb der Vorderräder des Kraftfahrzeuges nach Fig.2 ist radseitig mit dem äusseren Kupplungsteil 1 und differentialseitig mit dem äusseren Kupplungsteil 25 über die inneren Kupplungsteile 3, 24 und die Kugeln 4 drehfest aber winkelbeweglich verbunden, wobei ein Faltenbalg 8, 17, 29, 32 aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Gummi, in heute üblicher Weise so verwendet wird, dass ein Ende des Faltenbalges mit dem äusseren Kupplungsteil und sein anderes Ende mit der Welle mittels der Spannbänder 6, 14 verbunden ist. Innerhalb des Faltenbalges 8, 17, 29, 32 befindet sich ein weiteres Dichtungselement 10, 20 28, 36 aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, welches so gestaltet ist, dass das für die Schmierung der Gelenkkupplung erforderliche Schmiermittel 2 nur mit einem kleinen Teil der Innenwand 23, 38 des Faltenbalges 17, 32 oder, wie bei Faltenbalg 8, garnicht in Berührung kommt. Hierbei ist das Dichtungselement 20 als Rollbalg ausgebildet, und zwar so, dass ein Ende 22 des Rollbalges mit dem Faltenbalg 17 und sein anderes Ende 19 mit der Welle 16 fest verbunden ist. Nach einer anderen Ausführungsform für besonders grosse Beugungswinkel ist das Dichtungselement 28 an seinen beiden Enden 27, 30 fest mit dem Faltenbalg 29 verbunden. Das Dichtungselement 36 ist als Cleitdichtung ausgebildet, die nahe dem äusseren Kupplungsteil 25 aus dem Faltenbalg 32 herauswächst, sodass bei einer Axialbewegung 26 der Dichtring 35 auf der Welle 16 eine entsprechende Gleitbewegung vollführt. Für besonders grosse Seugungswinkel 11 ist es vorteilhaft, wenn das Dichtungselement 10 so gestaltet ist, dass es sich über die ganze Länge des Faltenbalges 8 erstreckt, und dass seine beiden Enden 5, 13 von den Enden 7, 15 und den Spannbändern 6, 14 des Faltenbalges umschlossen und gespannt sind.
Alle Alle Dichtungselemente 10, 20, 28, 36 sind so gestaltet, dass ein Vorratsraum 9, 21 für das zur Schmierung der Gelenkkupplung erforderliche Schmiermittel 2 entsteht, der sich in unmittelbarer Nähe des äusseren Kupplungsteilas 1, 25 befindet. Da bei Verwendung der Dichtungselemente 20, 28, 36 ein kleiner Teil der Innenwand 23, 38 des Faltenbalges 17, 29, 32 mit dem Schmiermittel 2 in Berührung kommt, ist die Wanddicke 37 des Faltenbalges 32 im Bereich dieses mit dem Schmiermittel 2 in Berührung kommenden Teiles 38 dicker als die Wanddicke 31 seines allseitig von Luft 18 umgebenen Hauptteiles 34. 33 versinnbildlicht den relativ kleinen Beugungswinkel der differentialseitigen Gelenkkupplung, die als Verschiebegelenk ausgebildet ist, und 39 versinnbildlicht den Innendurchmesser des Ringes, den das Schmiermittel 2 bei Rotation infolge der Fliehkraft bildet. Da das Schmiermittel infolge des Dichtungaelementes 10, 20, 28, 36 nicht den Hohlraum des Faltenbalges 8, 17, 29, 32 ausfüllen kann, und da das Dichtungselement ausserdem einen in unmittelbarer Nähe des äusseren Kupplungsteiles befindlichen kleinen aber direkt wirkenden Vorratsraum bildet, wird nur eine kleine Menge des relativ teuren Schmiermittels benötigt, und das Schmiermittel kann auch nach einer Beschädigung des Faltenbalges nicht ausfliessen oder durch Eindringen von Schmutz verunreinigt werden. Infolge der Trennung der Funktion kann für den Faltenbalg ein besonders widerstandsfähiger Werkstoff und für das Dichtungselement ein weicherer Werkstoff von besonders hoher Elastizität verwendet werden.
Patentansprüche: Leerseite

Claims

Patentansprüche : 1. Vorrichtung zur Abdichtung einer Gelenkkupplung, mit der eine drehfeste aber winkelbewegliche Verbindung einer Welle mit einem äusseren Kupplungsteil zustandekommt, und bei der ein Faltenbalg aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Gummi, so verwendet wird, dass ein Ende des Faltenbalges mit dem äusseren Kupplungsteil und sein anderes Ende mit der Welle verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dass sich innerhalb des Faltenbalges (8, 17, 29, 32) ein ueiteres Dichtungselement (10, 20, 28, 36) aus einem elastisch verformbaren Werkstoff befindet, welches so gestaltet ist, dass das für die Schmierung der Celenkkupplung erforderliche Schmiermittel (2) nur mit einem kleinen Teil der Innenwand (23, 38) des Faltenbalges (17, 32) oder garnicht (8) in Berührung kot.
2. Vorrichtung zur Abdichtung einer Gelenkkupplung 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 das Dichtungselement (20) als Rollbalg ausgebildet ist, und zwar so, dass ein Ende (22) des Rollbelges mit dem Faltenbalg (17) und sein anderes Ende (19) mit der Welle (16) fest verbunden ist.
3. Vorrichtung zur Abdichtung einer Gelenkkupplung 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 das Dichtungselement (28) an seinen beiden Enden (27, 30) fest mit dem Faltenbalg (29) verbunden ist.
4. Vorrichtung zur Abdichtung einer Gelenkkupplung 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 das Dichtungselement (36) als Gleitdichtung (35) ausgebildet ist, die nahe dem äusseren Kupplungsteil (25) aus dem Faltenbalg (32) herauswächst.
5. Vor- 5. Vorrichtung zur Abdichtung einer Gelenkkupplung 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 sich das Dichtungselement (10) über die ganze Länge des Faltenbalges (8) erstreckt, und dass seine beiden Enden (5, 13) von den Enden (7, 15) und den Spannbändern (6, 14) des Faltenbalges (8) umschlossen und gespannt sind.
6. Vorrichtung zur Abdichtung einer Gelenkkupplung nach den Ansprüchen 1 - 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dass das Dichtungselement (10, 20) so gestaltet ist, dass ein Vorratsraum (9, 21) für das zur Schmierung der Gelenkkupplung erforderliche Schmiermittel (2) entsteht, der sich in unmittelbarer Nähe des äusseren Kupplungsteiles (1, 25) befindet.
7. Vorrichtung zur Abdichtung einer Gelenkkupplung nach den Ansprüchen 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dass die Wanddicke (37) des Faltenbalges (32) im Bereich des kleinen mit dem Schniermittel (2) in Berührung kommenden Teiles (38) dicker ist als die Wanddicke (31) seines allseitig von Luft (18) umgebenen Hauptteiles (34).