DE3805443A1

DE3805443A1 - Dichtung, insbesondere radialwellendichtung oder manschettendichtung

Info

Publication number: DE3805443A1
Application number: DE3805443A
Authority: DE
Inventors: Heinz Strathmann
Original assignee: Gelenkwellenbau GmbH
Current assignee: Gelenkwellenbau GmbH
Priority date: 1988-02-22
Filing date: 1988-02-22
Publication date: 1989-08-31
Also published as: IT1233461B; GB2216202A; GB8903886D0; DE3805443C2; FR2628814A1; IT8905118A0

Description

Dichtung, insbesondere Radialwellendichtung oder Man schettendichtung, zur Abdichtung zwischen einem hohlen Außenteil und einem darin gelagerten Innenteil, die einen einem Teil ortsfest zugeordneten Befestigungsabschnitt und einem an dem anderen Teil mit mindestens einer Dichtlippe anliegenden Dichtabschnitt aufweist, wobei zumindest der Dichtabschnitt elastisch ausgebildet ist.

Bei Radialwellendichtung aber auch bei Manschetten dichtungen sind häufig im Bereich der Dichtlippe zur Erreichung der nötigen Vorspannung bzw. der Gewährleistung einer bestimmten Vorspannung über eine vorgegebene Lebensdauer Federn, insbesondere Wurmfedern vorgesehen. Darüber hinaus besteht bei anderen Dichtungsformen von Manschettendichtungen, beispielsweise bei Nutringen oder Dachmanschetten keine besondere konstruktive Maßnahme, um die Vorspannung bzw. Anlage der Dichtlippen zu regeln, mit Ausnahme der eigenen Vorspannung, die sich aus der Formgebung und/oder dem Werkstoff ergibt.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung vorzuschlagen bei der keine besonderen mechanisch wirkenden Maßnahmen zur Erzielung der nötigen Vorspannung oder Haftkraft der Dichtlippe oder sonstige Maßnahmen für das Festhalten einer Dichtung in bezug auf ein Lagerteil in vormontierter Art erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dichtabschnitt und/oder der Befestigungsabschnitt mit aus magnetisierbarem Werkstoff bestehenden Körpern versehen sind.

Das Halten der Dichtung in vormontierter Weise oder aber auch die Anlage der Dichtlippen an dem abzudichtenden Teil erfolgt über die magnetisierbaren Körper. Hierdurch ist zum einen, entsprechend den Anwendungsfällen, ein mehr oder minder starkes Magnetisieren erforderlich. Mechanische Vorspannmittel werden dadurch überflüssig. Darüber hinaus kann auch eine Anordnung der magnetisierten oder magnetisierbaren Körper im Bereich der Befestigungs abschnitte einer Dichtung für den nötigen Halt der Dichtung gegenüber dem Teil, in den sie aufgenommen ist, erfolgen.

Bevorzugt sind als Körper, die magnetisierbar sind, in die Dichtung bei deren Herstellung einzubetten; z. B. in Form von Metallpulver. Das Einbetten des Metallpulvers oder sonstiger Körper ist sowohl bei aus Kunststoff herge stellten Dichtungen während des Spritzens, als auch bei Gummidichtungen möglich.

Es ist jedoch auch denkbar, die Körper als eine aufge brachte Beschichtung aus einem magnetisierbaren Werkstoff auszubilden.

Schließlich können die magnetisierbaren Körper auch als Drahtring oder Drahtringabschnitte ausgebildet sein, die in die Dichtung eingebettet sind.

Ferner ist es möglich, lokal, insbesondere umfangsver teilt, einige Körper einzubetten. Diese können dabei beispielsweise die Form von Zylinderabschnitten haben.

Die einzubringenden Körper, beziehungsweise vor der Beschichtung magnetisierte Magnetkörper oder aber auch als nach dem Einbringen magnetisierbare Körper ausgebildet sein.

Eine besonders günstige Anwendung ergibt sich in bezug auf die Vordichtung für die Lagerung eines Zapfens eines Zapfenkreuzes eines Kreuzgelenkes, wobei der Befestigungsabschnitt dem Zapfen zugeordnet ist und der Dichtabschnitt mit einer Dichtlippe an oder im Bereich der Stirnfläche der Lagerbüchse anliegt. Bei Kreuzgelenken werden die Lagerbüchse, die Lagernadeln und Haupt- und Vordichtung als vormontierte Baueinheit hergestellt. Nachher erfolgt der Zusammenbau dieser Baueinheit mit dem Zapfenkreuz, indem die Lagerbüchse mit der Vordichtung nach Einfädeln des Kreuzes in die Bohrungen der Gabelarme von außen auf die Zapfen und in die Bohrung der Gabelarme eingeschoben werden. Durch das Versehen der Vordichtung mit magnetisierbaren bzw. magnetisierten Körpern wird die Vormontage erleichtert. Es sind keine besonderen mechanischen Maßnahmen erforderlich, um die Vordichtung an die Hauptdichtung oder die Lagerbüchse anzuhängen. Der Zusammenhalt von Lagerbüchse und Vordichtung wird über die magnetisierten Körper erreicht.

Ferner kann durch Konzentration der magnetisierten Körper, beispielsweis durch Anbringung mit größerer Anhäufung im Bereich des Befestigungsabschnittes auch dafür genutzt werden, der Vordichtung einen festen Halt auf dem Zapfen zu gewährleisten.

Als weiteres bevorzugtes Anwendungsgebiet kommt die Hauptdichtung einer Lagerung eines Kreuzgelenkes in Betracht, wobei der Befestigungsabschnitt einem Träger zugeordnet ist und die zum Dichtabschnitt gehörenden Dichtlippen, die aus magnetisierbarem oder magnetisierten Werkstoff bestehenden Körper aufweisen. In diesem Fall kann die Vorspannung der Dichtlippen gegenüber dem Zapfen oder der Lagerbüchse bestimmt werden.

Für den Fall, daß die Körper Teil einer Beschichtung sind, ist vorgesehen, die Beschichtung auf der Dichtlippe des Dichtabschnittes anzubringen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in bezug auf den Anwendungsfall Kreuzgelenkwelle anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine Kreuzgelenkwelle in Seitenansicht, teilweise geschnitten,

Fig. 2 eine Kreuzgarnitur, wobei diese im Bereich einer Lagerung eines Zapfens geschnitten ist,

Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer vormontierten Baueinheit mit Dichtungen mit als magnetisierten Körpern eingebetteten Magnetpulver,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Lagerbüchse mit Haupt- und Vordichtung mit magnetisierbarer Beschichtung,

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Lagerbüchse mit Haupt- und Vordichtung mit magnetisierten Drahtringabschnitten und

Fig. 6 einen Schnitt entsprechend Fig. 3, bei dem in dem Befestigungsabschnitt der Vordichtung umfangsverteilt angeordnete magnetisierte Körper eingesetzt sind.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist anhand eines Anwendungsbeispieles, nämlich bei Abdichtungen von Kreuzgelenkwellen näher erläutert. Eine Anwendung der erteilten Lehre ist jedoch generell auf Radialwellen dichtungen und Manschettendichtungen, beispielsweise in Form von Hutmanschetten, Topfmanschetten, Nutringen und Dachmanschetten denkbar.

In Fig. 1 ist eine Gelenkwelle 1 dargestellt, Diese Gelenkwelle weist zwei Kreuzgelenke 2 und 3 auf, die durch eine Zwischenwelle 4 miteinander verbunden sind. Jedes der beiden Kreuzgelenke 2 und 3 besteht aus einer Flanschgabel 8 zum Anschluß an ein zu treibendes oder getriebenes Maschinenteil sowie einer mit der Zwischenwelle 4 drehfest verbundenen Mitnehmergabel 9. Mitnehmergabel 9 und Flanschgabel 8 besitzen Gabelarme, in denen Bohrungen 7 angeordnet sind. In den Bohrungen 7 sind Zapfenkreuze 5, die jeweils vier rechtwinklig zueinander stehende Zapfen aufweisen, unter Zwischenschaltung von Lagerungen aufgenommen. Diese Lagerung umfaßt eine Lagerbüchse 6, die in die Bohrung 7 eingesetzt ist und den zugehörigen Zapfen des Zapfenkreuzes 5 in sich aufnimmt.

Die Zwischenwelle 4 besteht in Richtung auf das Kreuzgelenk 3 aus einem Rohr, das an die Mitnehmergabel 9 angeschweißt ist und einem an dem Rohr 10 befestigten Innenteil 11, das zapfenförmig ausgebildet ist und mit einer Verzahnung 13 versehen ist, die zu einer Innenverzahnung eines Außenteiles 12, das ein Bauteil mit der Mitnehmergabel 9 des anderen Kreuzgelenkes 2 bildet, in Eingriff ist. Über die Verzahnung 13 ist eine Relativverschiebung von Außenteil 12 zu Innenteil 11 möglich, wobei jedoch über die Verzahnung gleichzeitig die Drehmomentübertragung gesichert ist.

Fig. 2 zeigt ein Zapfenkreuz 5 mit den auf den Zapfen 14 gelagerten Lagerbüchsen 6. Das Zapfenkreuz 5 besitzt vier rechtwinkelig zueinander stehende Zapfen 14, die eine zylindrische Außenfläche 15 besitzen. Auf der Außenfläche 15 sind Lagernadeln 17 abrollend angeordnet. Die Lagernadeln 17 sind ferner an der zylindrischen Bohrungswandung der Bohrung 16 der Lagerbüchse 6 abrollend aufgenommen. Die Lagerbüchse 6 stützt sich mit der Innenfläche ihres Bodens an der Endfläche 18 des Zapfens 14 ab. Im Zwischenraum zwischen der Außenfläche 15 des Zapfens 14 und der Bohrungswandung 16 der Lagerbüchse 6 sind an die Lagernadeln 17 zunächst in Richtung auf das Zentrum des Zapfenkreuzes hin, jeweils eine Hauptdichtung 20 und eine Vordichtung 19 angeordnet. Die Vordichtung 19 dient zu einer Grobabdichtung, d. h. des Verhinderns des Eindringens von Schmutz von außen, während die Hauptdichtung 20 vor allem dazu dient, das für die Schmierung der Lagerung erforderliche Fett in dem Bereich der Lagernadeln 17 und der Zapfeninnenfläche 18 zurückzuhalten.

Die Ausbildung und Anordnung von Hauptdichtung 20 und Vordichtung 19 in der Lagerbüchse ist anhand der Zeichnungsfiguren 3 bis 6 näher erläutert.

Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel. Für alle Zeichnungsfiguren 3 bis 6 ist gemeinsam, daß die Lagerbüchse 6 im Schnitt dargestellt ist. Sie besitzt als vormontierte Lagerungseinheit die bereits eingelegten Lagernadeln 17, welche sich axial an zusätzlichen Scheiben abstützen.

In die Lagerbüchse 6 ist eine sich an deren Innenfläche 16 abstützende Hauptdichtung 20 anschließend an die Lagernadeln 17 in Richtung auf das offeneEnde der Lagerbüchse 6 anschließend angeordnet. Die Hauptdichtung 20 weist einen Blechmantel 24 als Träger auf, an den die Hauptdichtung 20 mit ihrem Befestigungsabschnitt 21 b beispielsweise durch Vulkanisieren befestigt ist, auf. Der Träger 24 in Form des Blechmantels weist einen in Richtung auf das offene Ende der Lagerbüchse 6 gerichteten Vorsprung auf, der zur Sicherung radial nach außen in eine Umfangsnut 25 abgebogen ist. Die Hauptdichtung 20 weist neben dem Befestigungsabschnitt 21 b zwei Dichtlippen 22 b auf, die in Richtung auf das offene Ende der Lagerbüchse 6 geneigt angeordnet sind. An das offene Ende der Lager büchse 6 ist die Vordichtung 19 angeschlossen. Diese besitzt ebenfalls einen Befestigungsabschnitt 21 a, mit dem sie fest auf den Zapfen 14 aufschiebbar ist. Sie weist ferner einen Dichtabschnitt 22 a auf, der mit der Dichtlippe 26 an der Stirnfläche 28 bzw. im Bereich der Stirnfläche 28 der Lagerbüchse 6 dichtend anliegt. Die Dichtlippen der Hauptdichtung 20 sind mit 27 bezeichnet.

Wie aus den Zeichnungsfiguren hervorgeht, ist die Vordichtung 19 im Querschnitt etwa V-förmig, d. h. als Nutmanschette ausgebildet. In die Vordichtung 19 und die Hauptdichtung 20 sind magnetisierbare Körper bzw. magnetisierte Körper in Form von Magnetpulver verteilt eingebettet.

Bei der Hauptdichtung 20 sind solche Magnetpulverkörper 23 nur im Bereich der Dichtlippen 27 angeordnet. Über diese magnetisierten Körper 23 werden die Dichtlippen 27 in Anlage zur Außenfläche des zugehörigen Zapfens 14 des Kreuzes 5 unter der vorgewählten Vorspannung, die durch den Magnetisierunggrad bestimmt ist, in Anlage gehalten. Hierdurch wird gewährleistet, daß selbst bei über die Lebensdauer auftretendem Verschleiß immer eine gute Dichtungsanlage gewährleistet ist.

Bei der Vordichtung 19 sind die Magnetpulverkörper 23 verteilt angeordnet und zwar sowohl im Befestigungs abschnitt 21 a als auch im Dichtabschnitt 22 a. Hierdurch wird zum einen eine vorgebbare Anlagevorspannung der Dichtlippe 26 an der Stirnfläche 28 der Lagerbüchse 6 gewährleistet, als auch, daß für den in Fig. 3 dargestellten Zustand der Vormontage, die Vordichtung 19 zur Lagerbüchse 6 vormontiert gehalten wird. Die Baueinheit bestehend aus Lagerbüchse 6, den Lagernadeln 17, der Hauptdichtung 20 und Vordichtung 19 und kann zur Lagerung für die Montage so aufbewahrt werden und gemeinsam dann in die Bohrung 7 der zugehörigen Gelenkgabel 8 bzw. 9 auf den Zapfen 14 aufgeschoben werden. Ferner sorgen die magnetisierten Körper 23 im Bereich des Befestigungsabschnittes 21 dafür, daß die Dichtung 19 undrehbar in bezug auf den Zapfen 14 gehalten werden kann. Hierzu ist beispielsweise vorgesehen, daß im Bereich des Befestigungsabschnittes eine höhere Konzentration von magnetisierten Körpern 23 in Form des Magnetpulvers vorhanden sind, als im übrigen Bereich. Das Magnetpulver ist während des Herstellungsprozesses der Hauptdichtung 20 bzw. Vordichtung 19 eingebracht worden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind im wesentlichen dieselben Anordnungsverhältnisse wie die im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen, gegeben. Der einzige Unterschied besteht in Hinsicht auf die Anordnung der magnetisierbaren Körper 23 der Vordichtung 19, während die Hauptdichtung 20 keine magnetisierbaren Körper aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist auf die Dichtlippe 26, mit der die Vordichtung 19 an der Stirnfläche 28 der Lagerbüchse 6 anliegt mit einer der magnetisierbaren Körper 23 bildenden Schicht versehen. Die Schicht kann beispielsweise durch Spritzen der Dichtung im Zwei-Komponentenverfahren, d. h. mit 2 Extrudern erfolgen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind zur Halterung der Vordichtung 19 an der Stirnfläche 28 in den Bereich des Dichtabschnittes 22 a entweder ein umlaufender, aus einem magnetisierbaren Werkstoff bestehender, Draht ring oder Drahtringabschnitte, die die magnetisierbaren Körper 23 bilden, eingelegt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 schließlich sind in dem Befestigungsbereich 21 a der Vordichtung 19 umfangs verteilt stabförmige magnetisierbare Körper 23 angeordnet. Diese sorgen dafür, daß die Vordichtung 29 zur Erzielung einer vormontierten Baueinheit gegenüber der Innenfläche 16 der Lagerbüchse 6 im Bereich deren offenen Ende ge halten werden. Bevorzugt können drei solcher eingebetteter Stabmagnete 23 vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste

1 Gelenkwelle
2, 3 Kreuzgelenke
4 Zwischenwelle
5 Zapfenkreuz
6 Lagerbüchsen
7 Bohrungen
8 Flanschgabel
9 Mitnehmergabel
10 Rohr
11 Innenteil
12 Außenteil
13 Verzahnung
14 Zapfen
15 Zapfenaußenfläche
16 Lagerbüchseninnenfläche
17 Nadeln
18 Zapfenendfläche
19 Vordichtung
20 Hauptdichtung
21 a, 21 b Befestigungsabschnitt
22 a, 22 b Dichtabschnitt
23 Magnetkörper
24 Träger
25 Nut
26 Dichtlippe der Vordichtung
27 Dichtlippe der Hauptdichtung
28 Stirnfläche der Lagerbüchse

Claims

1. Dichtung, insbesondere Radialwellendichtung oder Manschettendichtung, zur Abdichtung zwischen einem hohlen Außenteil und einem darin gelagerten Innenteil, die einen einem Teil ortsfest zugeordneten Befestigungsabschnitt und einen an dem anderen Teil mit mindestens einer Dichtlippe anliegenden Dichtabschnitt aufweist, wobei zumindest der Dichtabschnitt elastisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtabschnitt (22 a, 22 b) und/oder der Befestigungsabschnitt (21 a, 21 b) mit aus magnetisierbaren Werkstoff bestehenden Körpern (23) versehen sind.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (23) in die Dichtung (19, 20) bei deren Herstellung eingebettetes Metallpulver sind.

3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (23) als eine aufgebrachte und aus einem magnetisierbaren Werkstoff bestehende Beschichtung ausgebildet sind.

4. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (23) als magnetisierbare Drahtringe oder Drahtringabschnitte, die in die Dichtung (19, 20) eingebettet sind, ausgebildet sind.

5. Dichtung nach Anspruch 1, daß die Körper (23) lokal, insbesondere umfangsverteilt angeordnete Zylinderabschnitte sind.

6. Dichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (23) als vor der Einbringung magnetisierte Magnetkörper ausgebildet sind.

7. Dichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (23) nach dem Einbringen in die Dichtung (19, 20) magnetisiert werden.

8. Dichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Vordichtung (19) für die Lagerung eines Zapfens (14) eines Zapfenkreuzes (5) eines Kreuzgelenkes (2, 3), wobei der Befestigungsabschnitt (21 a) dem Zapfen (14) zugeordnet ist und der Dichtabschnitt (22 a) mit seiner Dichtlippe (26) an oder im Bereich der Stirnfläche (29) der Lagerbüchse (6) anliegt.

9. Dichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Hauptdichtung (20) für die Lagerung eines Zapfens (14) eines Zapfenkreuzes (5) eines Kreuzgelenkes (2, 3) wobei der Befestigungsabschnitt (21 b) einem Träger (24) zugeordnet ist und die zum Dichtabschnitt (22 b) gehörenden Dichtlippen (27), die aus magnetischem oder magnetisierbarem Werkstoff bestehenden Körpern (23) aufweisen.

10. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung auf der Dichtlippe (26) des Dichtabschnittes (22 a) angebracht ist.