DE3936640C2 - Faltenbalg, insbesondere für Antriebsgelenke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Faltenbalg aus elastischem Werkstoff, insbesondere für Antriebsgelenke, mit einem endseitigen Kragen, der gegenüber dem umschlossenen Bauteil über ein Spannband mit Spannschloß fixierbar ist.

Faltenbälge dieser Art sind üblich und beispielsweise aus der DE 36 41 393 C1 bekannt. Sie laufen in endseitigen Kragen aus, die über Spannbänder mit Spannschlössern gegenüber der umschlossenen Welle oder einem Gelenkteil fixierbar sind.

Im Einsatz sind derartige Bälge sehr hohen Belastungen ausgesetzt, wobei einerseits eine hohe Flexibilität des Materials und damit eine geringe Materialhärte zur Anpassung an die jeweiligen Knicklagen wünschenswert ist und wobei andererseits eine verhältnismäßig hohe Materialsteifigkeit zweckmäßig wäre, um Unwuchtbildungen und die negativen Auswirkungen von der Rotationssymmetrie abweichender Manschettenformen zu vermeiden. Den geeigneten Kompromiß herauszufinden, ist in der Praxis nicht einfach, zumal sich gezeigt hat, daß gerade Materialien, die sehr gute Haltbarkeitseigenschaften aufweisen, in der Praxis häufig zu starker Unwuchtbildung neigen.

aus der DE-OS 23 25 556 ist in Verbindung mit Faltenbälgen eine Dichtungsanordnung bekannt, bei der die Kragen der Faltenbälge über Spannbänder an den jeweiligen Wellenteilen festgehalten sind, die einerseits gegen die Welle gepfeilt V-förmige Querschnittskontur aufweisen und zum anderen mit nach außen gerichteten, zusammenbiegbaren, bügelartigen Ausformungen anstelle von Schraubspannschlössern versehen sind.

Diese bügelartigen Ausformungen sind massemäßig leichter als Schraubspannschlösser und sie sind zudem achssymmetrisch in mehrfacher Anordnung vorgesehen, um Unwuchten zu vermeiden. In Verbindung mit der V-förmigen Profilierung, die zu erhöhter Flächenpressung und damit verbesserter Dichtung führt, gleichzeitig aber eine erhöhte Ruhereibung zur Folge hat, soll eine solche Ausgestaltung dazu führen, daß das auf der Dichtfläche festgehaltene Dichtelement keine Pumpbewegungen ausführen kann.

Die Flächenpressung zu erhöhen, die Dichtung zu verbessern und gleichzeitig durch Mehrfachanordnung gewichtsmäßig leichter Spannschlösser Unwuchten zu vermeiden sind hier die angestrebten Ziele, wobei analog zu sonstigen bekannten Lösungen so beispielsweise gemäß "DE-Prospekt, JURID-Tip 2/69, JURID-Schlauchstellen rostfrei und antimagnetisch", und der Verwendung von rostfreiem Material für die Schlauchschellen die Spannbänder aus einem durch Verzinkung oder Cadmierung oberflächenveredeltem Stahlband bestehen können.

Die DE-PS 26 22 548 befaßt sich zwar mit der Problematik, daß das vom Schlauchband umschlossene Material im Bereich der im Schlauchband für das Zusammenwirken mit dem Spannschloß vorgesehenen Profilierungen in Umfangsrichtung mitgenommen wird. Als Abhilfemaßnahme wird hier aber vorgeschlagen, einen nicht profilierten Streifen des Schlauchbandes quasi als Zwischenlage in der Überdeckung zum profilierten Bereich vorzusehen und diesen überdeckten Bereich als Lauffläche für den nicht profilierten Bereich zu nutzen. Hierbei soll nur der glatte Bereich der Bandinnenfläche mit dem elastischen Werkstoff in Berührung kommen, um Faltenbildungen und damit Unwuchten zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Faltenbalg der eingangs genannten Art und in Verbindung damit eingesetzten Spannbändern mit Spannschlössern zur Verminderung der Unwuchtbildungen einen weiteren Weg aufzuzeigen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß Spannband und/oder Spannschloß einerseits und Kragen andererseits zumindest im Bereich des Spannschlosses eine Materialpaarung hoher Gleitfähigkeit bilden und auch unter Druck gegeneinander gleitfähig sind.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei der Montage des Fal­ tenbalges im Bereich des Spannschlosses beim Anziehen des Spannbandes Materialanhäufungen durch Zusammenziehen des Kragens entstehen, die ein Ausbeulen der Manschette in diesem Bereich begünstigen und die entsprechende Unwuchten zur Folge haben. Wird nun die Gleitfähigkeit zwischen Spannband bzw. Spannschloß einerseits und dem Kragen an­ dererseits verbessert, so wird der Kragen beim Anziehen des Spannbandes nicht gegen das Schloß verdichtet, sondern es kann sich das Spannband auch unter zunehmendem Spann­ druck gegenüber dem Kragen verschieben, mit der Folge, die angesprochenen Materialverdichtungen im Bereich des Spannschlosses und die dadurch bedingte "Rucksackbildung" vermieden werden.

Im Rahmen der Erfindung können hierzu verschiedene Maß­ nahmen ergriffen werden. Eine besteht darin, die Gleitfä­ higkeit des Spannbandes bzw. Spannschlosses gegenüber dem Kragen zu verbessern, beispielsweise durch Wahl eines ge­ eigneten Materials für das Spannband, wie etwa Edelstahl. Hierdurch lassen sich, insbesondere in Verbindung mit Werkstoffen für den Faltenbalg, die einen hohen Wachsan­ teil aufweisen, bereits Verbesserungen erzielen. Entspre­ chendes gilt auch allein beim Einsatz entsprechender Werkstoffe für den Faltenbalg. Ein hoher Wachsanteil im Werkstoff für den Faltenbalg kann aber auf die Lebensdauer nachteilige Auswirkungen haben bzw. das Rutschen der Man­ schette auf der Antriebswelle begünstigen.

Eine erfindungsgemäß besonders vorteilhafte Lösung besteht demgegenüber darin, daß Spannband bzw. Spannschloß und/oder der Kragen mit einer die Gleitfähigkeit verbessernden Beschichtung versehen sind. Bei einer derartigen Vorge­ hensweise können die Materialien für Spannband, Spann­ schloß und Faltenbalg unter Preis- und/oder Lebensdauer­ gesichtspunkten und im wesentlichen ohne Rücksicht auf die sich ergebende Reibpaarung ausgewählt werden und es kann durch ein- oder beidseitige Beschichtung an Spannband, Spannschloß und/oder Kragen eine Reibpaarung erreicht werden, die eine Gleitfähigkeit auch unter Druck beim An­ ziehen des Spannschlosses gewährleistet.

Im Rahmen der Erfindung kann hierzu beispielsweise der Kragen mit einer aliphatischen Verbindung, wie beispiels­ weise Fett, Öl oder Wachs beschichtet werden. Es eignen sich für diesen Zweck auch grenzflächenaktive Substanzen wie beispielsweise Seife oder Elastomer-Trennmittel, Si­ likonöle, Molybdändisulfid oder PTFE-Beschichtungen. So kann beispielsweise Spannband und/oder Spannschloß mit PTFE beschichtet sein und es kann auf der Gegenseite der Kragen an seiner dem Spannband zugewandten Fläche eine Beschichtung mit einer grenzflächenaktiven Substanz, wie Silikonöl oder Molybdändisulfid aufweisen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher dargestellt, wobei

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Faltenbalg zeigt, der im Bereich seines endseitigen Kragens gegenüber einer Welle verspannt ist, und

Fig. 2 ein Spannschloß, wie es beispielsweise in Verbindung mit Spannbändern zur Befestigung von Faltenbälgen Anwendung findet.

Der in Fig. 1 teilweise dargestellte Faltenbalg 1 besteht aus elastomerem Material und ist endseitig jeweils mit einem Kragen 2, 2′ versehen. Der Kragen 2 dient zur dich­ tenden Befestigung am Außenumfang eines Bauteiles, hier einer Welle 6, die in bekannter Weise im Anschluß an ein nicht gezeigtes Gelenk beispielsweise in der Antriebsver­ bindung eines Vorder- oder Hinterrades eines Fahrzeuges liegen kann.

Der Kragen 2 ist an seinem Außenumfang mit einer Umfangs­ nut 8 versehen, die der Führung und Aufnahme eines Spann­ bandes 5 mit Spannschloß 4 dient. Fig. 2 zeigt eine Ein­ zeldarstellung des Spannbandes 5 mit Spannschloß 4 und diesem zugehöriger Spannschraube 7.

Wird über das Spannschloß 4 durch Drehen der Spannschraube 7 das Spannband 5 zusammengezogen, so bewegt sich der über die Spannschraube 7 erfaßte Spannbandendteil 3 gegenüber dem Spannschloß und dem mit diesem fixierten Endteil 3a des Spannbandes in Umfangsrichtung. In Verbindung mit der mit zunehmender Verspannung des Kragens vermehrt auftre­ tenden Reibung zwischen Spannschloß 4 und in diesem fi­ xierten Spannbandendteil 3a einerseits und dem anderen Endteil 3 des Spannbandes 5 andererseits kann sich, un­ günstige Reibpaarung zwischen dem Kragen 2 einerseits und Spannband 5 bzw. Spannschloß 4 andererseits vorausgesetzt, ein Zusammenschieben des Kragens im Bereich des Spann­ schlosses 4 ergeben. Dies hätte eine Unwucht im Bereich des Kragens und damit auch im anschließenden Bereich der Manschette zur Folge.

Um dies zu verhindern sieht die erfindungsgemäße Lösung eine verbesserte Gleitfähigkeit zwischen dem Kragen 2 und dem Spannband 5 bzw. dem Spannschloß 4 vor, bevorzugt durch eine entsprechende Beschichtung des Kragens 2 bzw. von Spannband 5 und Schloß 4 an den jeweils einander zu­ gewandten Flächen vor.

Anstelle des hier dargestellten Spannbandes mit gesonder­ tem Spannschloß kann selbstverständlich auch ein Spannband Verwendung finden, bei dem das Spannschloß in das Spann­ band integriert ist, beispielsweise dadurch, daß das in sich geschlossene Spannband mit einer Spannschlaufe ver­ sehen wird, die zur Verspannung des Spannbandes zusammen­ gedrückt wird.

Im Bereich des Kragens 2′ sind, entsprechende Befestigun­ gen vorausgesetzt, vergleichbare Verhältnisse gegeben und sind dort die entsprechenden Teile mit 4′, 5′, 7′ und 8′ analog bezeichnet. Da die Unwuchtbildung in ihrem Einfluß mit zunehmendem Durchmesser des jeweiligen Kragens stärker wird, erweist sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung an dem Kragen mit jeweils größerem Durchmesser als besonders vorteilhaft.

Claims (11)

1. Faltenbalg aus elastischem Werkstoff, insbesondere für Antriebsgelenke, mit einem endseitigen Kragen, der gegenüber dem umschlossenen Bauteil über ein Spannband mit Spannschloß fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Spannband (5) und/oder Spannschloß (4) einerseits und Kragen (2) andererseits zumindest im Bereich des Spannschlosses (4) eine Materialpaarung hoher Gleitfähigkeit bilden auch unter Druck gegeneinander gleitfähig sind.

2. Faltenbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannband (5) aus Edelstahl, insbesondere Chromnickelstahl besteht.

3. Faltenbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (1) zumindest im Bereich seines Kragens (2) aus einem Werkstoff mit hohem Wachsanteil besteht.

4. Faltenbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (1) im Bereich seines Kragens (2) aus einem Werkstoff, der unter Druck an seiner Oberfläche eine gleitfähigkeitsverbessernde Substanz abgibt.

5. Faltenbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Spannband (5) und/oder Spannschloß (4) einerseits und/oder Kragen (2) anderseits gleitfähigkeitsverbessernd beschichtet sind.

6. Faltenbalg nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch eine aliphatische Verbindung, wie beispielsweise Fett, Öl oder Wachs gebildet ist.

7. Faltenbalg nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch eine grenzflächenaktive Substanz, wie Seife, Elastomer-Trennmittel oder dergleichen gebildet ist.

8. Faltenbalg nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch ein Silikonöl gebildet ist.

9. Faltenbalg nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch Molybdändisulfid gebildet ist.

10. Faltenbalg nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch PTFE bzw. eine PTFE-Folie gebildet ist.

11. Faltenbalg nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch Beflockung gebildet wird.