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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Universalisolierschlauch mit Balg für Gelenk sowie Werkzeuge zum
Anbringen dieses Schlauchs.
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Sie betrifft den industriellen und
kommerziellen Bereich der Herstellung und des Vertriebs von Ausstattungen
für Reparatur-
und Wartungswerkstätten
für Kraftfahrzeuge.
Der Isolierschlauch ist zum Schützen
der geschmierten Gelenke des Typs Kardan, Dreibein, Kugelgelenk,
Gelenkscheibe oder ähnlichen
bestimmt, die zum Übertragen
einer Bewegung auf bewegliche Organe verwendet werden. Die Vorrichtung
kann an alle Schutzschlauchtypen angepasst werden und insbesondere
an die, die für
die mechanischen Übertragungsorgane
oder die Lenkungszahnstangen verwendet werden.
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Die Schutzschläuche für Gelenke dienen einerseits
dazu, die Gelenke vor Fremdkörpern,
Stößen und
anderen externen Elementen zu schützen und andererseits, die
Schmiermasse, die der Mechanismus für seine Dauerhaftigkeit braucht,
dicht aufzunehmen.
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Sie bestehen aus einem röhrenförmigen Element
aus Kautschuk oder aus geschmeidigem Elastomer, das gewöhnlich in
einem Stück
geformt wird, gebildet aus einem mittleren kegel stumpfförmigen Teil
mit Wellungen, die das Biegen und das axiale Dehnen des Körpers erlauben,
und aus zwei Enden, die zylindrische Befestigungszonen mit einem
Innendurchmesser umfassen, der ihr Anschließen an die entsprechenden Elemente
des Gelenks erlaubt, und enthalten im Allgemeinen Hohlkehlen, die
Sitze bilden, die dazu bestimmt sind, die Spannvorrichtungen aufzunehmen,
die die Dichtheit der Einheit gewährleisten.
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Die meisten Isolierschläuche sind
für jede Anwendung
spezifisch, insbesondere für
die Ausstattung neuer Fahrzeuge. Um die Anzahl von Referenzen auf
dem Ersatzteilmarkt zu verringern, sind bestimmte Modelle „universal", das heißt, dass
sie auf eine weite Reihe von Gelenken mit verschiedenen Durchmessern
und Längen
montiert werden können. Dieser
universale Charakter wird insbesondere mittels vielfacher abgestufter
Befestigungszonen erzielt, wie man das zum Beispiel in der Patentschrift
Nummer
EP 0 339 387 feststellen
kann, die einen Schutzbalg für
mechanische Übertragungsgelenke
betrifft, der an jedem Ende mehrere Befestigungszonen mit verschiedenen
Durchmessern umfasst.
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Die Isolierschläuche werden ständigen Verformungen
in die Länge
und Neigung unterworfen und gleichzeitig Rotationen mit sehr veränderlicher Geschwindigkeit.
Unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft und der Verformungen der
Schlauchwand tendiert das Schmiermittel dazu, sich von den Teilen des
Gelenks zu entfernen, die der Rotationsachse und den Gelenkmechanismen
nahe liegen, was bei einem Leck oder schlechter Füllung das
Funktionieren oder die Dauer der Vorrichtung schwer beeinträchtigen
kann.
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Im Fall von Austauschen, und um die
Demontage des Übertragungsorgans
zu vermeiden, erfolgt das Anbringen der Isolierschläuche oder Schutzbälge gewöhnlich mit
Hilfe eines starren Montagehohlkegels, der mit Erweiterungsringen
versehen ist oder nicht, wie die, die in der Patentschrift Nr. FR
2 727 644 beschrieben sind, die ein Werkzeug behandelt, das aus
einem Hohlkegel besteht, dessen Basis je nach Bedarf mittels einer
Reihe kegelstumpfförmiger
Ringe vergrößert werden
kann, die auf den Kegel montiert werden und deren Maße den verschiedenen
Durchmessern der Gelenke entsprechen, die mit einem Isolierschlauch
ausgestattet werden müssen.
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Die Basis des Kegels ist um die Gelenkscheibe
oder die „Schale" des Elements mit
dem größten Durchmesser
des Gelenks angeordnet, auf den der Balg unter Kraftanwendung so
geschoben wird, dass er ausreichend gedehnt wird, damit sich sein
breitestes Ende auf der Peripherie dieses Elements anlegt. Der Kegel
dient daher dazu, das starke Dehnen zu erleichtert, dem der Kegel
unterzogen werden muss. Am Ende des Kegels angekommen, zieht sich
der Isolierschlauch plötzlich
zusammen, um sich auf der richtigen Seite der Schale oder der Gelenkscheibe
zu positionieren.
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Diese herkömmlichen Kegel sind sowohl starr
als auch platzaufwändig;
sie benötigen
in Abhängigkeit
von den Kardandichtungen, die man auf dem Markt findet, unterschiedliche
Durchmesser und sind daher relativ kostspielig.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung verfolgt das
Ziel, diesem Stand der Dinge abzuhelfen. Sie erlaubt es in der Tat, Schutzschläuche für Gelenke
herzustellen, in welchen die Verformungen der Außenwand ein Mitnehmen des Fetts,
das im Schlauch enthalten ist, in Richtung des größeren Durchmessers bewirken,
zur Zone, in der sich die mechanischen Elemente befinden, die ein
Schmieren benötigen
(Lager, Gelenkverbindungen, Kugellager, usw.). Ferner schlägt die Erfindung
Montagekegel für
diese Isolierschläuche
vor, die sowohl anpassbar als auch Platz sparend sind.
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Der Schutzschlauch besteht aus einem
röhrenförmigen Element
mit Befestigungszonen an den Enden und mittlerem kegelstumpfförmigem Balg,
wobei die Falten dieses Balgs schräge Flanken umfassen, die auf
der Seite des großen
Schlauchdurchmessers einen Winkel zu 0 bis 45° zur Schlauchachse und auf der
Seite des kleinen Durchmessers zu 60 bis 80° bilden, sodass die Verformungen
des Balgs ein Fördern
des Fetts zum Ende des großen
Durchmessers hervorrufen, wobei der Schutzschlauch mit biegsamen
oder verformbaren Montagekegeln verbunden wird, deren Basisdurchmesser
veränderlich ist.
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Auf den anliegenden Zeichnungen,
die als nicht einschränkende
Beispiele für
Ausführungsformen
des Gegenstands der Erfindung gegeben werden:
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ist 1 ein
axialer halber Schnitt eines Schutzschlauchs für Übertragungsgelenk,
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stellt 2 einen
Schlauch des gleichen Typs auf ein Gelenk montiert in einem anderen
Maßstab
dar,
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stellt 3 in
Seitenansicht einen Schutzschlauch für Lenkungszahnstange dar,
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ist 4 eine
vergrößerte Ansicht
des Details D2 der vorhergehenden Figur,
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ist 5 eine
vergrößerte Ansicht
des Details D1 der 2,
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stellen 6 und 7 unter
den gleichen Bedingungen eine Schlauchvariante dar, die auf das Übertragungsgelenk
jeweils mit oder ohne periphere Hohlkehle als Eingriffrille montiert
werden kann,
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zeigt 8 flach
ein Blatt, das aufgerollt werden kann, um einen Montagekegel für Isolierschlauch
zu bilden,
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stellt 9 das
Blatt der 8 nach dem Aufrollen
dar,
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sind 10 und 11 Ansichten eines dehnbaren
Montagekegels von der Seite und perspektivisch,
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und stellt 12 einen in einen Isolierschlauch eingebauten
Montagekegel dar.
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Der Schlauch, 1 bis 5,
besteht aus einem röhrenförmigen Stutzen,
der aus einem geschmeidigen Werkstoff, der Schmiermitteln standhält, wie
zum Beispiel Kautschuk oder Elastomer hergestellt wird und drei
Teile aufweist: einen zentralen kegelstumpfförmigen verformbaren und dehnbaren Balg 1 und
zwei Enden 2, 3, die es erlauben, den Schlauch
dicht auf das Gelenk zu montieren.
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Die Enden 2, 3 bilden
jeweils Befestigungszonen mit kleinem und großem Durchmesser und bestehen
aus einem oder mehreren im Wesentlichen zylindrischen Elementen 4, 5, 6, 7 und 8, 9, 10 mit
unterschiedlichen Innendurchmessern, die mit äußeren Hohlkehlen versehen sind,
die eine Spannschelle, die die Abdichtung der Einheit sicherstellt,
aufnehmen können.
Diese zylindrischen Elemente können untereinander
durch verformbare Wellungen 11 verbunden werden.
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Die äußeren Auflageflächen der
Spannschellen können
glatt oder im Gegenteil mit kreisförmigen Rillen 12 versehen
werden, die unterschiedliche Kompressionen übertragen, die zu einer besseren
Abdichtung führen.
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Die Falten des Balgs 1 umfassen
schräge Flanken,
die nach asymmetrischen Winkeln zur Längsachse des Schlauchs geneigt
sind: einerseits auf der Seite des großen Durchmessers Winkel A1 zwischen
0 und 45° und
andererseits, auf der Seite des kleinen Durchmessers, Winkel A2
zwischen 60 und 80° zur
gleichen Längsachse.
Wenn der Balg Rotations- oder Biegebewegungen unterworfen wird, wird
das Fett, das bei den bisher bekannten Bälgen dazu tendiert, aus dem
Gelenk 13 auszutreten, um sich zum kleinen Schlauchdurchmesser
zu begeben, zu diesem Gelenk zurückbefördert. Die
offenen Winkel A2 (60 bis 80°)
tendieren nämlich
dazu, eine bewegliche Barriere zu bilden, während die geschlossenen Winkel
A1 (10 bis 30°)
das Durchgehen des Schmiermittels begünstigen.
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Die Hersteller von Fahrzeugen mit
Servolenkung sehen Entlüftungen
vor, die die Druckunterschiede ausgleichen, die zwischen den zwei
Balgschutzschläuchen
bestehen, die an jedem Ende der Lenkungszahnstange montiert sind.
Diese Entlüftungen
sind untereinander durch Röhren
verbunden, die je nach Fahrzeugmodellen unterschiedliche Durchmesser
haben und unterschiedlich konfiguriert sind. In allen bekannten
Fällen
sind diese Entlüftungsröhren an
Schutzschläuche
angeschlossen oder durchqueren diese. Die derzeit auf dem Markt
verfügbaren anpassbaren
Schläuche
weisen weder Öffnung
noch Anschluss für
diese Entlüftungsröhren auf.
Die Schwierigkeit besteht in der großen Diskrepanz der Montagen,
die von den Fahrzeugherstellern ausgewählt werden, sowie in der Komplexheit
des Formens eines wirklich anpassbaren Schutzschlauchs.
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Die erfindungsgemäßen Schutzschläuche, die
für Lenkungszahnstangen
bestimmt sind, sind mit einem geschmeidigen Anschluss 14 ausgestattet, der
so positioniert wird, dass er an den größten Teil der Entlüftungsröhren der
derzeit marktgängigen Fahrzeuge
angeschlossen werden kann. Das offene Ende dieses Anschlusses umfasst
mehrere Abschnitte mit verschiedenen Durchmessern, die es erlauben,
dort durch einfaches Festziehen die verschiedenen auf dem Markt
existierenden Röhren
anzuschließen.
Das andere Ende ist verschlossen, um die Montage des Schlauchs auf
die Zahnstangen von Nicht-Servolenkungen zu erlauben, die daher
keine Entlüftung
haben. Dieser Verschluss wird durch einen Deckel 15 erzielt,
der beim Formen in den Balg eingebaut wird. Dieser Deckel kann leicht
vom Montagetechniker abgerissen oder durchbohrt werden, wenn die
Lenkung eine Servolenkung und daher mit einer Entlüftungsröhre versehen
ist, sodass Letztere mit dem Inneren des Schlauchs kommuniziert
(3 und 4).
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Um wirtschaftlich lebensfähig zu sein,
muss die Einheit aus einem Stück
durch einfachen Spritzguss oder Spritzblasen in einem herkömmlichen Werkzeug
mit Öffnung
auf zwei Ebenen hergestellt werden. Das wird durch das Positionieren
und die Form des geschmeidigen Anschlusses 14 und vor allem
durch die Stellung des Deckels 15, der in die Schlauchwand
eingebaut ist, möglich
gemacht.
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Die herkömmlichen Schutzschläuche, wie sie
zum Beispiel in der Patentschrift US-5 645 286 beschrieben sind,
umfassen im Allgemeinen auf der Innenfläche zylindrische Befestigungselemente 4 bis 10,
um allgemein in der Mitte jeder Auflagefläche angeordnete kreisförmige Eingriffrillen 16.
Diese Rillen sind dazu bestimmt, in periphere Hohlkehlen 17 einzugreifen,
die auf der „Schale" 13 der Übertragungsgelenke
oder auf den Lenkungszahnstangengehäusen vorgesehen sind. Diese
Hohlkehlen befinden sich sehr oft in der Nähe des Rands der betreffenden Vorrichtung,
sodass die Auflagefläche 18 des
zylindrischen Elements teilweise überhängend ist. Um eine Ausklinkgefahr
zu vermeiden, sind die Eingriffrillen 16 der erfindungsgemäßen Schutzschläuche zum Balg 1 hin
so versetzt, dass die Spannschellen auf einer ebenen Zone aufliegen
und nicht kippen können (5).
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Bestimmte Schalen 13 von
Gelenken oder Zahnstangengehäusen
verfügen
nicht über
eine periphere Hohlkehle 17. Um wirk lich universal zu sein, müssen sich
die Ersatzschläuche
an alle Fälle
anpassen können.
Wenn die innere Befestigungsfläche des
Schlauchs eine Eingriffrille 16 umfasst, kann sie schwerlich
auf eine glatte Fläche
montiert werden, anderenfalls ist die Befestigung aufgrund der kleinen Auflagefläche der
Schalen, die mit einer peripheren Hohlkehle versehen sind, nicht
sehr sicher.
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Um die Anpassung des erfindungsgemäßen Schutzschlauches
an alle Schalen- oder Zahnstangengehäusetypen zu erlauben, ob diese
nun eine periphere Hohlkehle 17 umfassen oder nicht, umfassen bestimmte
Befestigungszonen 4 – 10 vorteilhafterweise
an Stelle der Eingriffrille eine ringförmige Falte 20 in „V" mit Spitze, die
zum Inneren gerichtet ist und deren Form so festgelegt ist, dass
es der Rille erlaubt wird, in die periphere Hohlkehle 17 der
Elemente, die damit versehen sind (6)
einzudringen oder sich im Gegenteil zu öffnen und beim Befestigen der Spannschelle 21 im
Fall der Elemente mit glatter Außenfläche (Figur) 7 abgeflacht zu
werden. Die Falten 20 sind vorteilhafterweise von zwei
ebenen zylindrischen Bereichen umgeben, die auf der Außenfläche der
Schale oder des Zahnstangengehäuses
aufliegen.
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Die bekannten starren Montagekegel
werden vorteilhafterweise durch Vorrichtungen zum Anbringen des
Schlauchs ersetzt, die sich automatisch auf den Durchmesser jeder
Schale 13 für Übertragungsgelenk
oder jedes Lenkungszahnstangengehäuse anpassen.
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Die erste Variante dieses automatischen
Kegels besteht aus einem einfachen halb starren Blatt 22 mit
Kreisform, zum Beispiel aus Thermoplast, das flach ausgeschnitten,
in seiner Mitte durchbohrt und über
einen Radius aufgeschlitzt oder nach einem Sektor ausgeschnitten
wird. Dieses Blatt wird anschließend aufgerollt, um eine Kegelform
anzunehmen, die es, auf das Übertragungsgelenk
oder den Lenkhebel gehalten, erlaubt, den Schutzschlauch der Übertragung
oder Zahnstange leicht aufzuschieben. Um zu verhindern, dass das
Kegelblatt mit dem Schlauch auf die andere Seite der Schale 13 oder des
Lenkungsgelenks übergeht,
kann man geformte Arretierungen 23 oder Arretierungen bestehend
aus faltbaren Zungen, die aus dem Blatt 19 ausgeschnitten
werden, vorsehen. Je nach der vom Hersteller ausgewählten Sorte,
kann dieses einfache Blatt anschließend weggeworfen oder weiterverwendet
werden (8 und 9).
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Eine weitere Ausführungsvariante eines automatischen
Montagekegels besteht aus einem dehnbaren halb starren Kegel 25,
der einen Abschnitt in hohlen Sägezähnen 25 auf
einem Teil oder seiner ganzen Länge
aufweist. Diese Sägezähne strecken sich
oder ziehen sich in Abhängigkeit
vom Durchmesser der Schale 13 des Übertragungsgelenks zurück und sind
so ausgelegt, dass sie dem Balg, der über sie gezwungen wird, nie
scharfe Kanten präsentieren.
Man kann natürlich
innere Arretierungen zum Beispiel in Form von Reliefs oder röhrenförmig hinzufügen, um
zu vermeiden, dass der Kegel den Schlauch beim Überwinden der „Schale" begleitet. Bei den
bekannten Montagekegeln tendiert der geschmierte Schlauch dazu,
zum kleinen Durchmesser zu entkommen. Um dem abzuhelfen, umfasst
die erfindungsgemäße Vorrichtung
einen zylindrischen Abschnitt 27, der das Ende des Kegels
mit kleinerem Durchmesser verlängert
und auf dem man den Schlauch vorübergehend
vor dem Anbringen anordnen kann, was die Montageoperationen erleichtert (10 und 11) .
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Wie bei der vorhergehenden Variante
ist der Vorteil dieser Vorrichtung vielfach:
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- – Ein
einziger Kegel kann für
alle Gelenke verwendet werden.
- – Es
bedarf minimaler Kraft, um das Aufziehen des Schlauchs zu bewältigen,
egal wie groß der zu überwindende
Durchmesser ist.
- – Er
kann aus einem Stück
geformt werden.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform
ist der Schlauch mit einem eingebauten Montagekegel 28 versehen,
wobei der Kegel und der Schlauch aus einem Stück entweder aus Spritzguss
aus zwei Werkstoffen, biegsam für
den Schlauch und halb starr für den
Kegel, oder durch Spritzguss eines Werkstoffs geformt werden. Der
Schlauch wird auf der Seite seines kleinen Durchmessers von einem
geschlitzten oder geschlossenen, glatten oder geriffelten Kegel, Kegel
mit Sägezähnen oder
welligen Kegel verlängert.
Bei der Montage wird der Kegel auf die Schale 13 des Gelenks
platziert, der Schlauch wird auf sich selbst gewendet, bevor er über den
eingebauten Kegel 28 gezwungen wird, wobei Letzterer eine
sanfte Dehnung des Schlauchs über
die Schale erlaubt. Der Montagetechniker kann den Kegel vom Schlauch durch
ein faches Abschneiden vor oder nach dem Übergang über die Schale des Gelenks
abschneiden (12).
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Die Positionierung der verschiedenen
Bestandteile verleiht dem erfindungsgemäßen Gegenstand ein Maximum
an Nutzeffekten, die bisher durch ähnliche Vorrichtungen nicht
erzielt wurden.