DE4109133C2 - Dichtungsanordnung für die Abdichtung eines Zapfenkreuzes eines Kreuzgelenkes - Google Patents
Dichtungsanordnung für die Abdichtung eines Zapfenkreuzes eines KreuzgelenkesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zum
Abdichten jeweils eines Zapfens eines zu einem Kreuzgelenk
gehörenden Zapfenkreuzes gegenüber der den jeweiligen
Zapfen lagernden, einseitig geschlossenen Lagerbüchsen,
mit einer Haupt- und einer Vordichtung.
In der US 32 18 692 ist eine Dichtungsanordnung zur
Abdichtung des Spaltes zwischen der Außenfläche eines
Zapfens eines Zapfenkreuzes eines Kreuzgelenkes zu der
diesen lagernden Lagerbüchse beschrieben. Die Dichtungs
anordnung umfaßt ein ringförmiges metallisches Träger
element und ein ringförmiges Dichtungselement, das aus
einem Elastomer besteht. Das Dichtungselement ist dem
Trägerelement angeformt oder mit diesem fest verbunden.
Das Dichtungselement erstreckt sich über die gesamte im
Querschnitt J-förmige Innenfläche des Trägerelementes und
das Trägerelement ist mit seinem innenliegenden Schenkel
auf eine Sitzfläche des Zapfens aufgepreßt. Das Dichtungs
element weist eine erste Dichtungslippe auf, die vorge
spannt gegen die Stirnfläche der Lagerbüchse anliegt. Das
Trägerelement übergreift zusammen mit dem angeformten
Dichtungselement die Außenfläche der Lagerbüchse und liegt
mit einer zweiten Dichtungslippe vorgespannt gegen die
Außenfläche eines Absatzes der Lagerbüchse an. Mit der
Anordnung des metallischen Trägerelementes auf dem Zapfen
ist eine mangelhafte Abdichtung verbunden. Ferner ist die
zweite Dichtlippe ungeschützt und kann beschädigt werden.
Es ist des weiteren erforderlich, daß die Dichtung,
bestehend aus Trägerelement und Dichtungselement separat
auf den Zapfen aufgepreßt werden muß.
Zapfenkreuzgarnituren werden in verschiedenen technischen
Bereichen eingesetzt, wie z. B. in Personenkraftwagen,
Lastkraftwagen, Acker- und Forstschleppern, landwirt
schaftlichen Maschinen, sowie Bau- und Erdbewegungs
maschinen, und dienen der Übertragung von Drehmoment und
Drehzahl unter einem bestimmten Beugungswinkel. In diesen
Fahrzeugen sind die Zapfenkreuzgarnituren äußeren Ein
flüssen wie Staub, Wasser, Sand, Schlamm, Erde, Kies,
kleinen Steinen usw. ausgesetzt. Dies führt dazu, daß
Zapfenkreuzgarnituren, die an den vier Zapfen Präzisions
lagerbüchsen aufweisen, eine begrenzte Lebensdauer
erreichen. Nach einer bestimmten Zeitspanne ist ein
Austauschen der Zapfenkreuzgarnituren notwendig. Es ist
ein nicht zu vernachlässigender mechanischer Eingriff
erforderlich, der einen unerwünschten Fahrzeugstillstand
mit sich bringt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dichtungs
anordnung für die Zapfen eines Zapfenkreuzes ein Kreuz
gelenk zu schaffen, bei der diese so verbessert ist, daß
damit eine längere Lebensdauer erreicht werden kann. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dichtungsanordnung
zum Abdichten jeweils eines Zapfens eines zu einem Kreuz
gelenk gehörenden Zapfenkreuzes gegenüber der den
jeweiligen Zapfen lagernden, einseitig geschlossenen
Lagerbüchse gelöst, die eine Hauptdichtung aufweist, die
zwei vom Zapfen weggerichtete Dichtlippen besitzt, von
denen eine an der Innenfläche und die andere an der
Stirnfläche der Lagerbüchse anliegt, und die ferner einen
Sitz für einen radial einwärts gerichteten Abschnitt eines
Versteifungsringes besitzt, der die Lagerbüchse außen
übergreift und mit einem radial nach innen gerichteten
Bund in eine ringförmige Vertiefung in der Außenfläche der
Lagerbüchse relativ zu dieser bewegbar eingreift und wobei
der Versteifungsring eine Vordichtung bildet.
Durch diese Anordnung wird eine wesentlich verbesserte
Dichtwirkung und damit erhöhte Lebensdauer erreicht, weil
die Hauptdichtung zwei Dichtlippen aufweist, die geschützt
in dem Versteifungsring untergebracht sind. Ferner bildet
der Versteifungsring mit seinem in die Vertiefung in der
Außenfläche der Lagerbüchse eingreifenden Bund eine Vor
dichtung, die das Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit
verhindert.
Des weiteren ist ein Vorteil insofern gegeben, als eine
unmittelbare Abdichtung zwischen der Hauptdichtung und dem
Zapfen gegeben ist. Die Hauptdichtung bildet also die
statische Dichtung.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Hauptdichtung
über den Versteifungsring vormontiert an die Lagerbüchse
angehängt werden kann und mit dieser zusammen auf den
Zapfen aufgeschoben werden kann.
Neben der verbesserten Lebensdauer wird trotzdem eine
Durchschmierbarkeit gewährleistet, so daß die Dichtlippen
der Hauptdichtung unter dem Druck des eingepreßten
Schmiermittels abheben und ein Entweichen des verbrauchten
Schmiermittels nach außen zugelassen wird.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Versteifungsring die Hauptdichtung am Zapfen festlegt.
Hierdurch wird erreicht, daß die Hauptdichtung einer
festen Position gegenüber dem Zapfen zugeführt wird, dem
gegenüber die statische Abdichtung erfolgen soll. Durch
die Festlegung wird gewährleistet, daß keine undefinierten
Dichtverhältnisse auftreten können.
Um den festen Sitz noch zu verbessern, ist vorgesehen, daß
die Hauptdichtung auf einer konischen Dichtfläche und in
einer Kehle des Zapfens festgelegt ist.
Ferner ist vorgeschlagen den Versteifungsring aus einem im
wesentlichen formstabilen, jedoch elastischen Werkstoff,
insbesondere Kunststoff auszubilden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und anhand
derselben näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Zapfenkreuz
garnitur mit einem Teil-Schnitt einer Lagerbüchse
und
Fig. 2 einen Teil des Zapfens eines Zapfenkreuzes und der
Lagerbüchse, sowie die Dichtungsanordnung im
Schnitt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, hat die Zapfenkreuzgarnitur 1
radial vorstehende Zapfen 2. Auf diesen Zapfen ist eine
Lagerbüchse 4 durch Wälzkörper 3 gelagert. Die Lager
büchsen 4 sind ähnlich einer Abschlußkappe ausgeführt. Der
Raum zwischen Zapfen 2 und Lagerbüchse 4 wird durch eine
Dichtungsanordnung mit Dichtelementen abgedichtet, die als
Ganzes mit T bezeichnet ist.
Die Elemente der Dichtungsanordnung T sind eine ring
förmige Hauptdichtung 13 aus weichem, elastischen
Material, dessen erste Lippe 13a mit der Innenwand der
Lagerbüchse 4 und dessen zweite Lippe 13b mit der unteren,
ringförmigen Stirnfläche der Lagerbüchse 4 in Berührung
ist. Die Hauptdichtung 13 wird durch einen Versteifungs
ring 18 an der konischen Sitzfläche 14 und in der Kehle 15
des Zapfens 2 positioniert. Hierzu weist die Hauptdichtung
13 zusätzlich eine Verlängerung 13c auf, die in der
umlaufenden Kehle 15 des Zapfens 2 sitzt. Die Verlängerung
13c formt einen Sitz 16 für den radialen Abschnitt 17 des
Versteifungsringes 18, der L-förmig ausgebildet ist. Der
zylindrische Teil 19 des Versteifungsringes 18 weist auf
seiner Innenseite einen ringförmigen Bund 20 auf, der in
eine am unteren Ende der Lagerbüchse 4 angeordnete ring
förmige Vertiefung 21 eingreift. Der Versteifungsring 18
ist aus einem starr-elastischen Material hergestellt. Die
dynamische Abdichtung erfolgt an den Dichtlippen 13a und
13b, die an der Innenseite und am unteren Ende der Lager
büchse 4 anliegen, sowie zwischen Teil 19 des Versteifungs
ringes 18 und der Vertiefung 21 der Lagerbüchse 4. Mit dem
Anliegen der Dichtung 13 auf dem konischen Sitz 14 des
Zapfens 2 wird eine statische Abdichtung erreicht. Der
radiale Abschnitt 17 des formstabilen, jedoch elastischen
Versteifungsringes 18 liegt an der Verlängerung 13c der
Dichtung 13 an; dadurch wird eine zusätzliche statische
Abdichtung erzielt.
Die Sitzfläche 16, an der der Versteifungsring 18 an der
Hauptdichtung 13 festgelegt ist, ermöglicht des weiteren
eine Vormontage der Dichtungsanordnung T an der Lager
büchse 4. Hierzu greift der Versteifungsring 18 mit seinem
einwärts gerichteten Bund 20 in die Vertiefung 21 ein. Die
Erstreckung der ringförmigen Vertiefung 21 in Axialrichtung
der Lagerbüchse 4 ist so bemessen, daß ein Aufschieben der
Einheit aus Lagerbüchse 4 und den Wälzkörpern und der
Einheit aus Versteifungsring 18 und Hauptdichtung 13 auf
den Zapfen 2 möglich ist, so daß die Hauptdichtung 13 mit
ihrem einwärts gerichteten Wulst 13c in die Kehle 15 ein
gepreßt wird. Gleichzeitig wird über die radiale Vor
spannung, die vom Versteifungsring 18 ausgeübt wird, die
Hauptdichtung 13 auf dem Zapfen 2 festgelegt. Die Abmaße
der ringförmige Vertiefung 21 in der Lagerbüchse 4 und die
des Bundes 20 des Versteifungsringes 18 erlauben zwischen
beiden eine Relativbeweglichkeit. Der Versteifungsring 18
ist selbst aus einem Material hergestellt, das einerseits
formstabil genug ist, um das Aufschieben der Hauptdichtung
13 auf den Zapfen 2 zu gewährleisten, andererseits aber
radial genügend nachgiebig ist, um die Wirkung der Vor
dichtung zu übernehmen.
Mit den oben beschriebenen Dichtelementen wird eine
Zapfenkreuzgarnitur geschaffen, deren "long-life"
Abdichtungen die Lagerung der Zapfenkreuzgarnitur vor
Eindringen von Fremdkörpern schützt sowie deren Ausfall
verhindert. Durch die beschriebenen Dichtelemente wird
außer der beträchtlichen Verbesserung der Funktion ein
hoher Grad an Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit
erreicht. Die Dichtungsteile sind automatisch montierbar,
was aufgrund großer Serie von erheblicher Wichtigkeit ist.
Claims (4)
1. Dichtungsanordnung (T) zum Abdichten jeweils eines
Zapfens (2) eines zu einem Kreuzgelenk gehörenden
Zapfenkreuzes gegenüber der den jeweiligen Zapfen (2)
lagernden, einseitig geschlossenen Lagerbüchse (4),
mit einer Hauptdichtung (13), die zwei nach außen vom
Zapfen (2) weggerichtete Dichtlippen (13a, 13b) auf
weist, von denen eine (13a) an der Innenfläche und die
andere (13b) an der Stirnfläche der Lagerbüchse (4)
anliegt, und die ferner einen Sitz (16) für einen
radial einwärts gerichteten Abschnitt (17) eines Ver
steifungsringes (18) aufweist, der die Lagerbüchse (4)
außen übergreift und mit einem radial nach innen
gerichteten Bund (20) in eine ringförmige Vertiefung
(21) in der Außenfläche der Lagerbüchse (4) relativ zu
dieser bewegbar eingreift, und wobei der Versteifungs
ring (18) eine Vordichtung bildet.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Versteifungsring (18) die Hauptdichtung (13)
am Zapfen (2) festlegt.
3. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hauptdichtung (13) auf einer konischen
Sitzfläche (14) und in einer Kehle (15) des Zapfens
(2) festgelegt ist.
4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Versteifungsring (18) aus einem im
wesentlichen formstabilen, jedoch elastischen
Werkstoff, insbesondere Kunststoff, besteht.
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