DE3132826A1 - Universalgelenk mit flaechendichtungs- und rueckhalteeinheit - Google Patents

Universalgelenk mit flaechendichtungs- und rueckhalteeinheit

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DE3132826A1
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Description

Universalgelenk mit Flächendichtungs- und Rückhalteeinheit
Die vorliegende Erfindung betrifft Universal- bzw. Kardangelenke. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Universalgelenk mit einer Flächendichtungs- und Rückhalteeinheit zum Zurückbehalten des Schmiermittels im Lagerbereich und zur Verhinderung von Verschmutzungen desselben.
Die allgemein bei Automobilen und speziell im Bau- bzw. landwirtschaftlichen Bereich verwendeten Universalgelenke müssen oft unter sehr harten Umwelteinflüssen arbeiten. Wenn hierbei ein übermäßiger Verschleiß vermieden werden soll, müssen die zu diesen Gelenken gehörenden Lager in angemessener Weise geschmiert werden. Desweiteren müssen sie gegenüber Verschmutzungen durct Fremdpartikel geschützt werden.
In der Vergangenheit sind verschiedenartige Formen von Dichtungen entwickelt worden, um die nutzbare Lebensdauer von derartigen Universalgelenken zu verlängern.
Diese Dichtungen des Standes der Technik waren jedoch nicht zufriedenstellend,in erster Linie deswegen, weil sie keine ausreichende Dichtung zur Zurückbehaltung des Schmiermittels und zum Ausschließen von Fremdpartikeln vorsahen. Auch bei häufiger Schmierung stellte man fest, daß Fremdpartikel in den Lagerbereich eindrangen und einen übermäßig hohen Verschleiß verursachten. Es wurden auch Versuche in bezug auf die Entwicklung von sogenannten dauerhaft geschmierten Dichtungen durchgeführt, um eine perfekte Abdichtung zu erzielen. Man stellte jedoch fest, daß auch bei diesen Dichtungen des Standes der Technik ein übermäßiger Verschleiß und damit verbundene Ausfälle der Universalgelenke auftraten. Bei den
Dichtungen des Standes der Technik handelt es sich im allgemeinen um Lippendichtungen, da Raumbeschränkungen die Verwendung von Flächendichtungen ausschlossen. Auch führten die derartigen Universalgelenken eigenen angehäuften Toleranzen zu einem Arbeitsbereich, von dem man annahm, daß er den der Flächendichtungen überschreiten würde.
Darüber hinaus wurden die Dichtungen des Standes der Technik oft während der Endmontage der typischen Universalgelenke zerdrückt. Auch bestand die Notwendigkeit, während des Transportes und der Installation der Universalgelenke äußere Mechanismen zur Halterung der Lagerblöcke auf ihren entsprechenden Gelenkzapfen vorzusehen.
Es besteht daher ein Bedürfnis nach einer einfachen, billigen Dichtungs- und Rückhalteeinheit für ein Universalgelenk, die die nutzbare Lebensdauer des Gelenkes in wirksamer Weise erhöht. Die Einheit sollte vorzugsweise eine Flächendichtung enthalten, ein Zerdrücken der Montage verhindern und den zugehörigen Lagerblock während des Transportes und der Installation haltern..
Hauptziel der Erfindung ist es, die vorstehend aufgeführten Bedürfnisse zu erfüllen. Hierzu wird erfindungsgemäß ein Universalgelenk vorgeschlagen, das eine Flächend!chtungs- und Rückhalteeinheit aufweist, welche eine Verwendung des Universalgelenkes über eine verlängerte Zeitdauer ohne Verlust an Schmiermitteln und Verschmutzung durch Fremdpartikel ermöglicht.
Jede Einheit umfaßt eine Patrone, die auf einen Gelenkzapfen gepreßt ist, und eine in die Gegenbohrung eines zugehörigen Lagerblockes eingepreßte Haube. Eine Unterlegscheibe wird von einer Feder zur Erzielung eines Flächenkontaktes mit einer entsprechenden passenden
Pläciie unter Vorspannung gehalten, um eine Flächendichtung zu schaffen.
Das Spiel der Einheit wird durch die Wechselwirkung zwisehen der Patrone und der Haube begrenzt und gering gehalten. Dieses begrenzte Spiel verhindert ein Zerdrücken der Dichtungselemente während der Montage und hält den Lagerblock auf dem G-elenkzapfen während des Transportes und der Installation. Dadurch, daß externe Haltemechanismen in Portfall kommen können, kann eine einzige Einheit sowohl bei rechten als auch bei linken Universalgelenken Verwendung finden.
Erfindungsgemäß wird somit eine einfache, billige und verschleißfeste Flächendichtungs- und Rückhalteeinheit zur Verwendung in einem Universalgelenk geschaffen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht eines Universalgelenkes;
Figur 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Universalgelenkes, das ein Lagerkreuz
mit auf den jeweiligen Gelenkzapfen montierten Lagerblöcken aufweist; und
Figur 3 einen vergrößerten Teilschnitt durch die Flächendichtungs- und Rückhalteeinheit.
Es versteht sich, daß das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel die Erfindung in keiner Weise begrenzt, welche in mannigfachen unterschiedlichen Ausführungsformen ihren Ausdruck finden kann. Die nachfolgend beschriebene Ausführungsform stellt daher lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, ohne deren Schutzumfang einzuschränken.
In der Zeichnung ist ein Universal- oder Kardangelenk 10 dargestellt, das zwei drehbare Wellen 12 und 14 miteinander verbindet. Das Universalgelenk 10 umfaßt zwei Joche 16 und 1fc, die jeweils an den Wellen 12 und 14 befestigt sind. Ein Gelenkkreuz 20 umfaßt vier voneinander beabstandete Gelenkzapfen 22, auf denen vier Lagereinheiten 24 montiert sind, die sich jeweils aus einer Vielzahl von Nadellagerelementen 26 zusammensetzen, welche in einem Lagerblock 28 montiert sind. Diese Anordnung ermöglicht eine Relativdrehung zwischen jedem Lagerzapfen 22 und dem zugehörigen Lagerblock 2Ö. Gegenüberliegende Paare von Lagerblöcken 28 sind jeweils an den Jochen und 18 befestigt.
Eine Plächendichtungs- und Rückhalteeinheit 30 ist für jeden Lagerzapfen 22 und.jeden zugehörigen Lagerblock vorgesehen. Jede Einheit 30 umfaßt eine ringförmige Patrone 32, die auf einen zugehörigen Zapfen 22 gepreßt ist, so daß sie darauf im Pestsitz angeordnet ist. Die Patrone umfaßt einen Basisabschnitt 34, einen axial verlaufenden Innenabschnitt 36» der eine Vielzahl von voneinander beabstandeten, sich auswärts erstreckenden Antriebsnasen 38 aufweist, und einen axial verlaufenden äußeren Abschnitt 40, der eine Vielzahl von voneinander beabstandeten, nach innen weisenden Vertiefungen 42 umfaßt.
Eine ringförmige Haube 44 ist in eine Gegenbohrung des Lagerblockes 2& eingepreßt und befindet sich somit im Pestsitz in dieser. Die Haube 44 umfaßt einen oberen Abschnitt 46, der als Halterung für die Lagerelemente dient. Sie umfaßt auch einen axial verlaufenden Mantelabschnitt 48, der zur Ausbildung eines nach außen verlaufenden Planscha-bschnittes 50 an seinem unteren Ende gebördelt ist.
BAOORfGSNAL
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Eine ringförmige Unterlegscheibe 52, vorzugsweise aus Phenolharz, umfaßt eine Vielzahl von voneinander beabstandeten, sich einwärts erstreckenden Nasen 54, die sich mit den Antriebsnasen 38 in Eingriff befinden, so daß sie von diesen angetrieben werde.i können. Die Unterlegscheibe 52 weist auch einen oberen Aoschnitt 56 auf, der eine erste Dichtungsfläche 58 bildet.
Ein ringförmiges Haubenelement 60, das vorzugsweise aus einem elastomeren Material besteht, befindet sich in dichtendem Eingriff mit der Unterlegscheibe 52. Das Haubenelement 60 umfaßt eine Lippe 62, die durch den Druck des zwischen dem Haubenelement 60 und dem inneren Abschnitt 36 vorhandenen Schmiermittels unter Vorspannung gehalten wird, um diese Dichtung zu verbessern. Das Haubenelement 60 weist desweiteren eine Vielzahl von Dichtungsflächen 64 auf, die sich in Gleitkontakt mit dem inneren Abschnitt 36 befinden. Polglich kann das Haubenelement 60 relativ zur Patrone 32 in Axialrichtung gleiten, ohne dabei verbogen zu werden und ohne Biegespannungen aufrechtzuerhalten
Das Haubenelement 60 umfaßt desweiteren eine Lippe 66, die sich nach außen erstreckt, um einen Eisenring 68 teilweise zu haltern. Eine geeignete Feder 70 in der Form einer wellenförmigen Unterlegscheibe o.a. wirkt gegen den Basisabschnitt 34 und auf den Eisenring 68, um die Unterlegscheibe 52 nach oben zu drücken.
Ein ringförmiges Element 72 mit einer passenden Fläche, vorzugsweise pulvermetallurgisch hergestellt, bildet eine zweite Dichtungsfläche 74. Die Flächen 58 und 74 bilden zusammen eine Flächendichtung 76.
Eine ringförmige Buchse 78, die vorzugsweise aus einem elastomeren Material hergestellt ist, ist dichtend zwischer dem Element 72 und der Haube 44 angeordnet.
313282G
Bei der Montage werden die Buchse 78 und das Element in die Haube 44 eingesetzt. Die Feder 70, der Eisenring 68, das Haubenelement 60 und die Unterlegscheibe 52 werden in die Patrone 32 eingesetzt, die dann nach oben gedrückt wird, so daß die Vertiefungen 42 über den Plansch 50 schnappen.
Die Patrone 32 und die Haube 44 stehen so in Relation zueinander, daß zwischen ihnen eine ausreichende Relativverbiegung auftritt, damit bei Aufbringung einer ausreichenden axialen Last während der Montage die Vertiefungen 42 axial aufwärts über den Flansch 50 bewegt werden können. Danach stößt der Flansch 50 gegen den Basisabschnitt 34, um die Abwärtsbewegung des Lagerblockes 28 zu begrenzen, und gegen die Vertiefungen 42, um die Aufwärtsbewegung des Lagerblockes 2δ bei einer vorgege-
". _ Zvigbeanspruchung
benen axialen / zu begrenzen. Diese Zugbeanspruchung kann beispielsweise im Bereich von 10 bis 50 Pfund (4,53 - 22,65 kg) liegen.
Die Einheiten 24 und 30 werden auf den Gelenkzapfen 22 gebracht, und es wird eine axiale Last von beispielsweise 200 Pfund (90,6 kg) nach unten auf den Lagerblock 28 aufgebracht, so daß die Patrone 32 auf den Lagerzapfen 22 gepreßt wird. Der Flansch 50 stößt gegen den Basisabschnitt 34 und begrenzt somit die Abwärtsbewegung der Haube 44 relativ zur Patrone 32. Dadurch wird sichergestellt, daß die die Einheit 30 bildenden Elemente während des Montagevorganges nicht zerdrückt werden.
Nach diesem Vorgang führt eine geringfügige Entspannung des Universal.^elenkes zu einer Bewegung des Flansches 50 weg vom Basisabschnitt 34 in die in Figur 3 dargestellte Lage. Diese Bewegung beträgt nicht mehr als etwa 0,005 Zoll.
Während des Transportes und der Installation hält die Einheit 10 den Lagerblock 28 auf dem Lagerzapfen 22, was darauf zurückzuführen ist, daß die Aufwärtsbewegung der Haube 44 bewirkt, daß der Plansch 50 gegen die Vertiefungen 42 stößt. An diesem Punkt, bei dem der Plansch gegen die Vertiefungen stößt, drückt die Feder 70 weiterhin die Unterlegscheibe 52 nach obens so daß die Flächen 58 und 74 die Flächendichtung 76 aufrechterhalten. Somit hebt die vorgegebene begrenzte Axialbewegung, die zwischen dem Lagerblock 28 und dem Lagerzapfen 22 möglich ist, nicht die Flächendichtung auf.
Während des Betriebes wird die geringste Reibung vorzugsweise zwischen den Flächen 58 und 74 entwickelt. Auf diese Weise wird eine relative Drehbewegung zwischen dem Lagerzapj 22 und dem Lagerblock 28 an der Fläctiendichtung 76 ermöglicht.
Das Universalgelenk umfaßt somit eine Flächendichtungs- und Rückhalteeinheit, die einen einfachen. Aufbau aufweist und einfach und billig herzustellen, zu montieren und zu installieren ist und die die nutzbare Lebensdauer des Universalgelenkes in signifikanter Weise verlängert.
Wie bereits erwähnt, ist die vorliegende Erfindung nicht auf das hier gezeigte Ausführungsbeispiel eines Universalgelenkes beschränkt. Die Erfindung kann statt dessen für eine Vielzahl von Anwendungszwecken Verwendung finden, bei denen es wünschenswert ist, zwei relativ zueinander bewegliche Teile abzudichten.
f/.
Leerseite

Claims (8)

  1. ■~> 1 ""> O Π "ι Γ
    Patentansprüche
    Π.J Universalgelenk mit einem durch Lagerelemente in einem Lagerblock gelagerten Gelenkzapfen, gekennzeichnet durch eine Einheit (30) mit einer am Gelenkzapfen (22) befestigten Patrone (32), einer im axialen Abstand von der Patrone angeordneten und am Lagerblock (2S) befestigten Haube (44), einer mit der Patrone in Triebverbindung stehenden Unterlegscheibe (52), die eine erste axial gerichtete Dichtungsfläche (58) bildet, einem eine passende Fläche aufweisenden Element (72), das sich mit der Haube in Eingriff befindet und eine zweite axial gerichtete Dichtungsfläche (74) aufweist, einem Haubenelement (60), das sich mit der Unterlegscheibe (52) in Eingriff und mit der Patrone (32) in axialem abgedichteten Gleitkontakt befindet, und einer Feder (70) die das Haubenelement und die Unterlegscheibe in Axialrichtung gegen das Element (72) drückt, so daß die Flächen miteinander in Eingriff treten und eine Flächendichtung (76) bilden.
  2. 2. Universalgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit so konstruiert und angeordnet ist, daß sie den Lagerblock auf dem Gelenkzapfen hält, indem sie nur eine begrenzte axiale Relativbewegung zwischen der Patrone (32) und der Haube (44) zwischen einer zurückgezogenen Position, in der die Elemente nicht zerdrückt werden, und einer expandierten Position, in der die Flächendichtung (76) durch die Vorspannkraft der Feder aufrechterhalten wird, erlaubt.
    BAD ORIGINAL
  3. 3· Universalgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone einen inneren Abschnitt (36) aufweist, der an dem Gelenkzapfen befestigt ist, einen Basisabschnitt (34) und einen äußeren Abschnitt (40), der eine Vielzahl von einwärts gerichteten Vertiefungen (42) umfaßt, und daß die Haube (44) einen einen auswärts verlaufenden Plansch (50) bildenden Mantel (48) aufweist, wobei der Basisabschnitt (34) und der Flansch [5Q) so orientiert sind, daß sie die zusammengezogene Position festlegen, und wobei die Vertiefungen und der Plansch so orientiert sind, daß sie die expandierte Position festlegen.
  4. 4. Universalgelenk nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß der innere Abschnitt (36) eine Vielzahl von sich auswärts erstreckenden Antriebsnasen (38) aufweist und daß sich die Unterlegscheibe (52) in Eingriff mit den Antriebsnasen (38) befindet, um dadurch die Triebverbindung mit der Patrone herzustellen.
  5. 5. Universalgelenk nach Anspruch 1 „ 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (44) so orientiert ist, daß sie die Lagerelemente in dem lagerblock hält.
  6. 6. Universalgelenk nach Anspruch 1,2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit desweiteren ein Eingelc (68) umfaßt, das sich mit dem Haubenelement (60) und der Feder (70) in Eingriff befindet, und eine Buchse (78), die sich mit dem Element (72) und der Haube (44) in Eingriff befindet, wobei beide Eingriffsarten durch Reibschluß verursacht werden und der Eingriff zwischen den erwähnten Flächen eine geringere Reibung entwickeil als der Eingriff dieser Elemente.
    BAD ORIGINAL
  7. 7· Universalgelenk mit einem in einem Lagerblock gelagerten Gelenkzapfen, gekennzeichnet durch eine auf den Gelenkzapfen (22) gepreßte Patrone (32), eine in den Lagerblock (28) gepreßte Haube (44), eine in dichtendem Kontakt mit der Haube (44) stehende Buchse (78), eine passende Fläche (72) in dichtendem Kontakt mit der Buchse (78), eine Unterlegscheibe (52), die sich in Eingriff mit der Patrone befindet, wobei die passende Fläche (72) und die Unterlegscheibe (52) zusammen eine Flächendichtung (76) bilden, ein Haubenelement (60) in dichtendem Kontakt mit der Unterlegscheibe (52) und in dichtendem Gleitkontakt mit der Patrone (32), ein Ringelement (68) in Kontakt mit dem Haubenelement
    (60) und eine Feder (70), die gegen die Patrone (34) reagiert und auf das Ringelement (68), das Haubenelement (60), die Unterlegscheibe (52), die passende Fläche (72) und die Buchse (78) in Richtung auf die Haube (44) einwirkt.
  8. 8. Universalgelenk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkzapfen (22) und der Lagerblock (28) während der Montage des Universalgelenkes in Axialrichtung· relativ zueinander beweglich sind und daß die Patrone (32) und die Haube (44) so konstruiert und angeordnet sind, daß sie das Ausmaß der Relativbewegung begrenzen, so daß die Einheit nicht zerquetscht wird.
    9· Universalgelenk nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkzapfen (22) und der Lagerblock (28) vor der Installation des Universalgelenkes relativ zueinander bewegbar sind und daß die Patrone (32) und die Haube (44) so konstruiert und angeox'dnet sind, daß sie das Ausmaß der Relativbewegung derart begrenzen, daß die Flächendichtung aufrechterhalten wird.
    BAD ORIGINAL
DE3132826A 1980-08-20 1981-08-19 Gleitringdichtung für ein Universal-Kreuzgelenk Expired DE3132826C2 (de)

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