DE4109133C2 - Dichtungsanordnung für die Abdichtung eines Zapfenkreuzes eines Kreuzgelenkes - Google Patents

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.