DE2833149C2

DE2833149C2 - Doppelkardangelenk

Info

Publication number: DE2833149C2
Application number: DE2833149A
Authority: DE
Inventors: Gerd Ing.(Grad.) 4300 Essen Faulbecker
Original assignee: Gelenkwellenbau 4300 Essen GmbH
Current assignee: GKN Gelenkwellenbau GmbH
Priority date: 1978-07-28
Filing date: 1978-07-28
Publication date: 1980-08-28
Also published as: ES485426A1; GB2026629A; GB2026629B; DE2833149B1; ES251136Y; SE439049B; PL122378B1; JPS5520977A; IT7907013V0; IT1120673B; SE7905259L; FR2433675B1; ES251136U; PL215325A1; US4276759A; DD144948A5; FR2433675A1; IT7905188A0; JPS5731008B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Doppelkardangelenk, bestehend aus zwei Einzelkardangelcnken, die durch eine Zentriervorrichtung je etwa den halben Gesamtbeugewinkel ausführen, wobei als Zentriervorrichtung ein axial zwischen den Gelenken mit einem Gelenkteil des ersten Gelenkes verbundener Zapfen angeordnet ist, der über ein Zwischenelement, welches eine Führungsfläche aufweist, mit einer entsprechenden Gegenfläche eines Gelenkteiles des zweiten Gelenkes zusammenarbeitet und daß die Zentriervorrichtung von einer Dichtungsmanschette überspannt wird, die einerseits mit ihrem einen Ende auf dem Gelenkteil des zweiten Gelenkes und andererseits mit ίο ihrem entgegengesetzten Ende mit einem kleineren Befestigungsdurchmesser auf dem Zapfen befestigt ist.

Bei Doppelgelenken (z. B. DE-OS 2144467) treten häufig Schaden am Zentrierlager auf. Diese Schäj den haben vielfach ihre Ursache darin, daß ein Abrutschen der Dichtungsmanschette von ihrem Befestigungsdurchmesser auftritt, es ergibt sich daraus ein Schmiermittelmangel im Zentrierelement, was schließlich zum Ausfall des gesamten Gelenkes führt. Es ist ein besonders hoher Anteil an Ausfällen auf dem Gebiet der Fahrzeuge mit Knicklenkung zu verzeichnen, da hier die Beanspruchung im rauhen Fahrbetrieb besonders groß ist.

Darüber hinaus ist die Montage der Dichtungsmanschette sehr schwierig, denn sie muß bei einem komplett montierten Gelenk von außen mit Drahthaken oder ähnlichen Hilfsmitteln durchgeführt werden. Mit diesen Hilfsmitteln muß die Dichtungsmanschette von außen durch die Zwischenräume von Zapfenkreuz so und den einzelnen Gelenkteilen auf ihren Befestigungssitz gezogen werden. Es treten dabei sehr häufig Montagefehler auf, die dann ebenfalls zum Ausfall des Gelenkes führen, da das Zentrierelement aufgrund des Schmierstoffmangels ausfällt,
π Es sind darüber hinaus Doppelgelenke bekannt (DE-PS 1 175495) die ebenfalls den Nachteil besitzen, daß die Montage der Dichtungsmanschette sehr aufwendig und schwierig ist, so daß auch hier leicht mit Montagefehlcrn gerechnet werden muß. Des weitcren ist die Herstellung derartiger Zentrierzapfen aus einem Stück sehr teuer und aufwendig, da die kugelige Führungsfläche einteilig mit dem Gelenkteil hergestellt werden muß.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Doppelgelenk mit einer Abdichtung des Zentrierlagers zu schaffen, hei dem eine ausreichende Befestigung der Dichtungsmanschette auch unier schwierigen Betriebsbedingungen gewährleistet ist, sowie ein Verfahren zur einfachen und problemlosen Montage der Dichtungsmanschette.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß

a) das im Durchmesser kleinere Ende der Dichtungsmanschelte mit einem Verstärkungsring verbunden ist, der auf der dem Zwischenelcment zugewandten Seite eine ringförmige Anschlagfläche aufweist, deren Durchmesser etwa dem der Stirnfläche des Zwischenelementes entspricht,

M) b) der Verstärkungsring auf einer dem Zapfen benachbart liegenden, im Durchmesser größer als der Zapfen ausgebildeten zylindrisch verlaufenden Schulter aufgenommen ist,
c) der Verstärkungsring mit der Anschlagfläche auf der Schulter durch die Stirnfläche des Zwischenelementes axial gehalten ist.
Vorteilhaft ist hierbei, daß die Dichtungsmanschette lediglich auf dem im Durchmesser größeren

ίο

15

20

Zentrierteil in der herkömmlichen Art befestigt werden muß. Das im Verhältnis schwieriger zu befestigende kleinere Ende der Dichtungsmanschette ist an einen Verstärkungsring anvulkanisiert und in einer dafür vorgesehenen Stufe des Zapfens gehalten. Die Sicherung des Verstärkungsringes mit Preßsitz auf den Zapfen aufgeschoben wird. Ein Abrutschen der Dichtung ist danach nicht mehr zu befürchten, da der Verstärkungsring im Durchmesser kleiner ist als das mit ihm zusammenarbeitende, mit einer Anschlagfläche versehene Zwischenelement.

Um eine Beschädigung der elastischen Dichtung durch das Zwischenelement zu vermeiden ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß der Verstärkungsring einen rechtwinkeligen Querschnitt aufweist, wobei der erste Schenkel auf der Stufe angeordnet ist und der zweite Schenkel als Anschlagfläche ausgebildet ist.

Des weiteren ist vorgesehen, daß Her Verstärkungsring einen U-förmigen Querschnitt aufweist.

Es ist dabei von Vorteil, daß sowohl eine Beschädigung des elastischen Dichtungsendes durch den Zapfen selbst wie auch durch das Zwischenelement vermieden wird. Darüber hinaus wird erreicht, daß ein besonders guter Verbund zwischen Dichtungsende und dem Verstärkungsring beim Anvulkanisieren erreicht wird.

Es wird des weiteren eine gute Befestigung zwischen der Dichtungsmanschette und dem Verstärkungsring erreicht, wobei nach einem weiteren wesentlichen Merkmal vorgesehen ist, daß der eiste Schenkel des Verstärkungsringes an seinem Ende einen radial nach außen verlaufenden, in das Ende der Dichtungsmanschette hineinragenden Ansatz aufweist, oder daß der zweite Schenkel des Verstärkungsringes an seinem Ende einen in axialer Richtung verlaufenden, in das Ende der Dichtung hineinragenden Ansatz aufweist.

Es ist dabei ein Teil des Verstärkungsringes in den Außenrand der elastischen Dichtung eingebettet.

Die Montage der Dichtung erfolgt problemlos, in der Weise, daß zunächst das Ende mit dem größeren Durchmesser der Dichtungsmanschette auf dem Gelenkteil des zweiten Gelenkes befestigt wird und anschließend der Zapfen durch den kleineren Durchmesser hindurch in das Zwischenelement eingeführt und danach die Dichtungsmanschette zusammen mit dem Verstärkungsring mittels des Zwischcnelementes, insbesondere durch dessen Stirnfläche über die sich vergrößernde Ringfläche auf die Stufe des Gelenkteiles des zweiten Gelenkes gedrückt wird.

Besonders günstig wirkt sich dabei aus, daß vor der Montage der Einzelteile bereits die Dichtungsmanschette auf ihrem großen Befestigungssitz fixiert werden kann und daß nach erfolgter Montage der Zapfenkreuze, sowie der Gelenkgabeln, die Dichtungsmanschette mit ihrem im Durchmesser kleineren Befestigungsende beim axialen Zusammenschieben durch die Stirnfläche des Zwischenelementes über die konische sich vergrößernde Ringfläche zunächst zentriert wird und durch weiter- ;> ..,ii'c Verschiebung des Zwischenelementes ohne weiteres auf die Stufe des Zapfen gedrückt werden kann. Durch den dafür vorgesehenen Preßsitz des Verstärkungsringes ist eine ausreichende Fixierung sowie eine einwandfreie Abdichtung des Zentrierlagers gewährleistet.

Das erfindungsgemäße Doppelgclenk mit seiner Dichtungsmanschette und das Verfahren zu der Mon-

30

35 tage sind im folgenden anhand einiger Beispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein zentriertes Doppelgelenk, teils geschnitten,

Fig. 2 einen Zentrierzapfen mit der Stufe sowie der Dichtungsmanschette mit ihrem Stützring als Einzelheit der Fig. 1,

Fig. 3 bis Fig. 7 weitere Ausführuugsbeispiele eines Verstärkungsringes im Prinzip wie in Fig. 2 dargestellt.

Das in Fig. 1 dargestellte zentrierte Doppelgelenk besteht im wesentlichen aus dem Mitnehmerring 1 und den beiden äußeren Gelenkgabeln 2 und 3, die über zwei Gelenkkreuze 4 und 5 miteinander verbunden sind. Im Hohlraum 6 des Mitnehmerringes 1 ist das eigentliche Zentrierlager 7 angeordnet. Das eigentliche Zentrierlager 7 besteht aus einem an der nach innen gerichteten Seite der Gelenkgabel 2 angeordneten Zapfen 8. Auf diesem. Zapfen 8 ist ein Zwischenelement 9 mit seiner zylindrischen Bohrung aufgenommen, wobei dieses Zwischenelement 9 mit einer kugeligen Außenfläche in einer entsprechenden Gegenfläche des Zapfens 10 der Gelenkgabel 3 gehalten ist. Das Zwischenelement 9 ist auf dem Zapfen 8 axial verschiebbar angeordnet und im Zapfen 10 der Gelenkgabel 3 drehbar gelagert. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, aß bei Abwinkelung des Gelenkes jeweils die Einzelgelenke etwa den halben BeugewinkeJ ausführen. Zur Verminderung der auftretenden Reibung wird das Zwischenelement 9 mit Schmiermittel versorgt, gegen dessen Austreten ist die Dichtungsmanschette 11 vorgesehen. Die Dichtungsmanschette 11 ist auf der Außenfläche des Zapfens 10 mittels eines Sicherungselementes 12 (z. B. Schlauchbinder) fixiert. Auf der der Gelenkgabel 2 zugewandten Seite geht die zylindrische Außenfläche des Zapfens 8 in eine sich vergrößernde Ringfläche 13 über und im Anschluß hieran ist eine im wesentlichen zylindrische Schulter 14 angeordnet. Auf dieser Schulter 14 ist mit Preßsitz der Verstärkungsring 15 fixiert. Dieser Verstärkungsring 15 ist mit der eigentlichen Dichtungsmanschette 11 unlösbar verbunden (z. B. Aufvulkanisierung). Der Verstärkungsring 15 besitzt auf der der Gelenkgabel 3 zugewandten Seite eine Anschlagfläche 16, welche als Ringfläche ausgebildet ist, deren Durchmesser in etwa der Stirnfläche 17 des Zwischenelementes 9 entspricht.

Nach der Montage des Zwischenelementes 9 in die entsprechende Führungsfläche des Zapfens 10 und der Befestigung der Dichtungsmanschette 11 mit ihrem größeren Durchmesser auf der Außenfläche des Zapfens 10 kann die Gelenkgabel 3 in den Milnehmerring 1 eingeführt werden und nach dem das Zwischenelement 9 auf den Zapfen 8 geschoben worden ist, kann der Verstärkungsring 15 über die zylindrische Außenfläche des Zapfens 8 und der konischen Ringfläche 13 auf seinen eigentlichen Sitz in der Schulter 14 mittels des Zwischenelementes 9 geschoben werden.

In der Fig. 2 ist der Zapfen 8 mit der Ringfläche 13 und der Schulter 14 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die Dichtungsmanschette 11 ist mit dem Verstärkungsring 15 fest verbunden und dichtet das eigentliche Zentrierlager gegenüber der Gelenkgabel 2 ab. Der Verstärkungsring 15 besitzt einen Schenkel 18, der im Preßsitz durch die Schulter 14 aufgenommen ist und einen zweiten Schenkel dessen Anschlag-

fläche 16 mit der Stirnfläche 17 des Zwischenelementes 9 zusammenarbeitet.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Verstärkungsringes 15, dessen Querschnitt U-förmig verläuft, so daß eine günstige Verbindung mit der Dichtungsmanschette 11 vorhanden ist.

Diese Ausführungsform läßt sich dahingehend erweitern, daß eine Befestigung der Dichtungsmanschette 11 ohne Hilfsmittel vorgesehen werden kann, bei der das Ende der Dichtungsmanschette 11 im U-förmigen Profil des Verstärkungsringes 15 eingeklemmt wird.

Ebenfalls eine gute Verbindungsrhöglichkeit zwischen dem Verstärkungsring 15 und der Dichtungsmanschette 11 ist in Fig. 4 dargestellt, bei dem der in axialer Richtung verlaufende Schenkel des Verstärkungsringes 15 einen in den Dichtungsfuß 20 hineinragenden Ansatz 21 aufweist, so daß die Vulkanisationsfläche vergrößert wird und Bindungsfehler zwischen Gummi und Verstärkungsring weitgehend vermieden werden.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Verstärkungsringes 15 gezeigt, dessen radial nach außen verlaufender Schenkel einen in die Dichtungsmanschette 11 hineinragenden Ansatz 22 aufweist, so daß hier nach Aufdrücken der Manschette formschlüssige Verbindung beider Teile entsteht.

Darüber hinaus sind in den Fig. 6 und 7 ebenfalls zwei Ausführungsformen der Verstärkungsringe 16

Ij QeZC!!

A\f> ——

Prnklem incan

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Ί -u f

1, i· i"f i"

Claims

b) Patentansprüche:

1. Doppelkardangelenk, bestehend aus zwei Einzelkardangelenken, die durch eine Zentriervorrichtung je etwa den halben Gesamtbeugewinkel ausführen, wobei als Zentriervorrichtung ein axial zwischen den Gelenken mit einem Gelenkteil des ersten Gelenkes verbundener Zapfen angeordnet ist, der über ein Zwischenelement, welches eine Führungsfläche aufweist, mit einer entsprechenden Gegenfläche eines Gelenkteiles des zweiten Gelenkes zusammenarbeitet und daß die Zentriervorrichtung von einer Dichtungsmanschette überspannt wird, die einerseits mit ihrem einen Ende auf dem Gelenkteil des zweiten Gelenkes und andererseits mit ihrem entgegengesetzten Ende mit einem kleineren Befestigungsdurchmesser auf dem Zapfen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das im Durchmesser kleinere Ende der Dichtungsmanschette (11) mit einem Verstärkungsring (15) verbunden ist, der auf der dem Zwischenelement (9) zugewandten Seite eine ringförmige Anschlagfläche (16) aufweist, deren Durchmesser etwa dem der Stirnfläche (17) des Zwischenelementes (9) entspricht,

der Verstärkungsring (15) auf einer dem Zapfen (8) benachbart liegenden, im Durchmesser größer als der Zapfen (8) ausgebildeten zylindrisch verlaufenden Schuller (14) aufgenommen ist,

c) der Verstärkungsring (15) mit der Anschlagfläche (16) auf der Schulter (14) durch die Stirnfläche (17) des Zwischenelementes (9) axial gehalten ist.

2. Doppelkardangelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eier Verstärkungsring (15) einen rechtwinkeligen Querschnitt aufweist, wobei der erste Schenkel auf der Stufe (14) angeordnet ist und der zweite Schenkel als Anschlagfläche (16) ausgebildet ist.

3. Doppelkardangelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsring (15) einen U-förmigen Querschnitt aufweist.

4. Doppelkardangelenk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schenkel des Verstärkungsringes (15) an seinem Ende einen radial nach außen verlaufenden, in das Ende der Dichtungsmanschette (11) hineinragenden Ansatz (22) aufweist.

5. Doppelkardangelenk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schenkel des Verstärkungsringes (15) an seinem Ende einen in axialer Richtung verlaufenden, in das Ende der Dichtungsmanschette (11) hineinragenden Ansatz (21) aufweist.