DE2810942C3 - Dichtungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Überbrückung und Abdichtung des freien Raumes zwischen treibendem und getriebenem Teil einer Gleichlaufdrehgelenkkupplung mit Wälzkörpern zur Drehmomentübertragung, welche in Rillen eines äußeren und inneren Gelenkkörpers aufgenommen sind und auf den halben Beugewinkel geführt werden, wobei die Dichtungsanordnung am treibenden und getriebenen Teil gehalten ist.

Bei einer derartigen Ausführung überbrückt die Manschette also den gesamten freien Raum zwischen dem treibenden, z. B. inneren Gelenkkörper und dem getriebenen Teil, z. B. äußeren Gelenkkörper, und unterliegt daher der gesamten relativen Bewegung.

Es sind Dichtungsmanschetten zum Abdichten von Gleichlaufdrehgelenkkupplungen bekannt (z. B. DE-PS 2205798), bei denen bei einer mehrteiligen Ausbildung der Dichtungsmanschette zur Halterung eine weitere Befestigung am Käfig vorgesehen ist. Durch die Befestigung von Dichtungsmanschetten am Käfig wird eine Aufteilung des von der Manschette zu überbrückenden freien Raumes erreicht, d.h., eine exakte Aufteilung des Beugewinkels und auch des Schiebeweges. Da der Käfig innerhalb des äußeren

Gelenkkörpers angeordnet ist, erhält man bei einer Zwischenbefestigung der Manschette am Käfig zwei unsymmetrisch zueinander verlaufende Teilstücke, die während des Betriebes unterschied]ichen BeIastungen und Anforderungen unterworfen werden, so daß es sich in diesem Falle anbietet, daß die jeweiligen Manschettenteile aus einem Material unterschiedlicher Beschaffung hergestellt werden.

Bei einem Gleichlaufdrehgelenk, das als Festgelenkkupplung ausgebildet ist und während des Betriebes überwiegend unter maximalem Beugewinkel arbeitet, ist die Verwendung einer derartigen Dichtungsmanschette kaum möglich. In der Praxis hat sich herausgestellt, daß die Dichtungsmanschette unter der enorm starken Beanspruchung während der maximalen Auslenkung vorzeitig zum Ausfall kommt.

Ferner ist eine Abdichtung (z. B. US-PS 2331982) für ein Kreuzgelenk mit einem ortsfesten Lagerring bekannt, die aus zwei Teilen besteht und deren Teile dazu dienen, jeweils den Raum zwischen Lagerring und einem Schaft zu überbrücken. Die Manschettenteile können daher entweder nur am Lagerring oder am Schaft befestigt sein. Im übrigen ist eine Befestigung des Lagerringes in der Winkelhalbierenden nicht vorgesehen. Es ist also zum einen ein dichter Abschluß des Gelenkes und zum anderen eine Verteilung der Beanspruchung nicht gegeben.

Darüber hinaus sind Abdichtungen bekannt (z. B. US-PS 2547734), welche gegen Eindringen von Staub und Schmutz zwar einen Schutzbalg besitzen, der jedoch keinerlei Dehnungsfalten aufweist. Nachteilig ist hierbei, daß ein Einsatz nur dort erfolgen kann, wo mit geringen Beugewinkeln gerechnet werden kann.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, die Beanspruchung der Dichtungsmanschette, insbesondere bei Gleichlauffestgelenken, deren überwiegender Arbeitsbereich in der Nähe des maximalen Beugewinkels liegt, zu verringern und damit die Lebensdauer zu erhöhen. Darüber hinaus soll der Beugewinkel ständig kleiner sein als der des abgewinkelten Gelenkes, so daß die Betriebssicherheit der Manschette nicht durch aneinanderreihende Teile gefährdet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) zwei eine gleich große axiale Vorspannung aufweisende kegelige Faltenbälge vorgesehen sind, die

b) mir ihren größeren Durchmessern auf den äußeren Mantelflächen einer als Ring ausgebildeten weiteren Befestigung gehalten und mit ihren kleineren Durchmessern auf dem treibenden und getriebenen Teil befestigt sind, und

c) der Ring mit seiner Innenfläche auf der Außenfläche des äußeren Gelenkkörpers geführt ist.

Bei dieser Ausbildung ist es von Vorteil, daß durch die Zwischenbefestigung der Dichtungsmanschette auf dem Ring diese nur einen Teil des Beugewinkels auszuführen hat. Der Ring ist auf der Außenfläche des äußeren Gelenkkörpers geführt und wird durch die Dichtungsmanschette auf einen Zwischenwert geführt, welcher abhängig ist von dem Widerstandswert der Dichtungsmanschette sowie der Vorspannung. Dadurch, daß die Dichtungsmanschette das gesamte Gelenk überspannt, ergeben sich auf der Seite, an der die beiden Wellen den kleineren Winkel zueinander einnehmen, besonders günstige Verhältnisse, so daß

ohne weiteres gewährleistet werden kann, daß die benachbarten Falten dieser Dichtungsmanschette nicht während des Betriebes aneinanderreihen und dadurch beschädigt werden, was schließlich zum Ausfall des gesamten Gelenkes führen würde, da oie Schmierung, insbesondere wenn Öl als Schmiermittel vorgesehen ist, sofort zusammenbrechen würde.

Nach einer fertigungstechnisch besonders günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Außenfläche des äußeren Gelenkkörpers als Kugelfläche und die Innenfläche des Ringes zylindrisch ausgeführt ist.

Des weiteren ist vorgesehen, daß auf der zylindrischen Innenfläche des Ringes im Bereich jeder Öffnung ein Sicherungselement vorgesehen ist, dessen Innendurchmeser kleiner ist als der Außendurchmesser des äußeren Gelenkkörpers. Sollten Dichtungsmanschetten unterschiedlicher Materialqualität verwendet werden und trotzdem gewährleistet sein, daß auch bei ungleicher Vorspannung, d. h., bei ungleichem Widerstandswert des Material", diese Dichtungsmanschette auf den halben Beugewinkel geführt werden, so kann durch die Sicherungselemente gewährleistet werden, daß diese sich auf einem bestimmten Bereich des äußeren Gelenkkörpers bewegen und durch Sicherungselemente gegen axiale Verschiebung gesichert sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Dichtungsmanschette für ein Gleichlauffestgelenk, die aus zwei Teilhälften besteht und auf einem Ring befestigt ist im Schnitt,

Fig. 2 eine Dichtungsmanschette im Prinzip wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch sind in diesem Ausführungsbeispiel keine Sicherungselemente gegen die axiale Verschiebung des Ringes vorgesehen,

Fig. 3 eine Dichtungsmanschette im Prinzip wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, jedoch mit einer die Dichtungsmanschetten nach außen abstützenden Blechkappe.

Die in Fig. 1 gezeigte Dichtungsanordnung besteht im wesentlichen aus dem äußeren Gelenkkörper 1, dem inneren Gelenkkörper 2 und dem die Kugeln 3 enthaltenden Käfig 4. Äußerer Gelenkkörper 1 und innerer Gelenkkörper 2 weisen Rillen 5, 6 zur Aufnahme der Kugeln 3 auf. Der Käfig 4 ist mit einer Außenkugel 7 versehen, die in einer entsprechenden Hohlkugel 8 des äußeren Gelenkkörpers 1 gelagert ist. Des weiteren weist der Käfig 4 eine innere Kugelfläche 9 auf, die auf der äußeren Kugelfläche 10 des inneren Geienkkörpers 2 geführt ist. Der innere Gelenkkörper 2 ist über eine Keilverzahnung 11 mit einer Welle 12 verbunden. Der äußere Gelenkkörper 1 ist mit einem Achszapfen 13 versehen.

Die Dichtungsanordnung zur Abdichtung dieses Gleichlaufdrehgelenkes besteht aus zwei Dichtungsmanschetten 14 und 15, wobei die Dichtungsman schette 14 eine Befestigungsstolle 16 auf dem Achszapfen 13 aufweist und die Dichtungsmanschette 15 ebenfalls eine Befestigungsstelle 17 auf der Welle 12. An den entgegengesetzten Seiten dieser Befesügungsstellen 16 und 17 sind beide Dichtungsmanschetten 14 und 15 auf einem Ring 18 gehalten. Dieser Ring 18 besitzt auf seiner äußeren Mantelfläche 19 zvrei umlaufende Nuten 20, in die die verdickten Enden der Dichtungsmanschetten 14 und 15 eingreifen

ι ο und fixiert sind über ein beispielsweise Metallband 21. Der Ring 18 weist eine Innenfläche 22 auf, die zylindrisch verläuft, und an den Enden dieser zylindrischen Innenfläche 22 ist auf jeder Seite ein Sicherungsring 23 in einer entsprechenden Nut gehalten.

Durch diese Sicherungsringe 23, deren Innendurchmesser im montierten Zustand kleiner ist als der Außendurchmesser der kugeligen Außenfläche 24 des äußeren Gelenkkörpers 1 ist gewährleistet, daß der Ring 18 lediglich geringe Axialbewegungen ausführen kann.

Bei Verwendung von zwei gleichen Dichtungsmanschetten 14 und 15, die sowohl in ihrem Widerstandswert wie auch in ihrer Materialgüte übereinstimmen, ist es gewährleistet, daß der Ring 18 bei Abwinkelung des Gelenkes den halben Beugewinkel einnimmt, so daß der Winkel a, der die Drehachse 25 der Welle 12 und die Mittelachse 26 des Ringes 18 einschließt, gleich ist, wie der Winkel ß, der die Drehachse 27 des Achszapfens 13 mit der Mittelachse 26 des Ringes

jo bildet.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform handelt es sich im Prinzip um die bereits in Fig. 1 gezeigte, lediglich mit dem Unterschied, daß die Sicherungsringe 23 nicht notwendig sind, da aufgrund der Sym-

J) metrie der beiden Dichtungsmanschetten 14 und 15, deren Widerstandswert sowie deren Materialqualität gleich ist, wird gewährleistet, daß der Ring 18 auch ohne Sicherungsringe auf den halben Beugewinkel geführt wird. Hierbei spielt natürlich auch eine Rolle, daß die Abstände A und B der Befestigungsstellen 16 und 17 vom Gelenkmittelpunkt 28 gleich beabstandet sind, so daß sämtliche Verhältnisse zwischen beiden Teilhälften gleich sind und der Ring 18 deswegen ohne weiteres auf dem halben Beugewinkel fixiert werden kann.

In Fig. 3 sind wiederum gleiche Verhältnisse wie in den Fig. 1 und 2 vorhanden, es wurde lediglich eine Dichtungsmanschette mit radial verlaufenden Falten 29 versehen, wobei durch Verwendung einer Blechkappe 30 einerseits Zentriefugalkräfte während des Betriebes aufgefangen werden können, und andererseits kann durch die Blechkappe 30 die verdickten Enden der Dichtungsmanschetten 14 und 15 in den Nuten 20 ohne Verwendung von zusätzlichen Metallbändern oder dergleichen fixiert werden. Die Blechkappe 30 selbst ist in einer weiteren Nut 31 eingerollt und somit gegen axiales Verschieben gesichert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Dichtungsanordnung zur überbrückung und Abdichtung des freien Raumes zwischen treibendem und getriebenem Teil einer Gleichlaufdrehgelenkkupplung mit Wälzkörpern zur Drehmomentübertragung, welche in Rillen eines äußeren und inneren Gelenkkörpers aufgenommen sind und auf den halben Beugewinkel geführt werden, wobei die Dichtungsanordnung am treibenden und getriebenen Teil gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) zwei eine gleich große axiale Vorspannung aufweisende kegelige Faltenbälge (14, 15) vorgesehen sind, die

b) mit ihren größeren Durchmessern der äußeren Mantelfläche (19) einen als Ring (18) ausgebildeten weiteren Befestigung gehalten und mit ihren kleinen Durchmessern (16,17) auf dem treibendem und getriebenen Teil (12, 13) befestigt sind, und

c) der Ring (18) mit seiner Innenfläche (22) auf der Außenfläche des äußeren Gelenkkörpers (1) geführt ist.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

d) die Außenfläche des äußeren Gelenkkörpers (1) als Kugelfläche (24) und die Innenfläche (22) des Ringes (18) zylindrisch ausgeführt ist.

3. Dichtungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß

e) auf der zylindrischen Innenfläche (22) des Ringes (18) im Bereich jeder öffnung ein Sicherungselement (23) vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der Außenfläche (24) des äußeren Gelenkkörpers (1).