DE4222689A1 - Kreuzstueckanordnung fuer ein kardangelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreuzstückanordnung für ein Kardangelenk, mit einem Kreuzstück mit mindestens einem Zapfen, mit einem Lagerblock, der auf dem Zapfen gelagert ist, mit Dichtungseinrichtungen zum Herstellen einer Abdich­ tung zwischen dem Zapfen und den Dichtungseinrichtungen und mit Sicherungseinrichtungen zum axialen Sichern des Lager­ blockes an dem Zapfen.

Speziell befaßt sich die Erfindung mit der Ausgestaltung eines Kreuzstücks eines Kardangelenks, wie es bei Gelände­ fahrzeugen und dergl. verwendet wird, die unter schwierigen Umgebungsbedingungen betrieben werden. Bei einem Kardangelenk umfaßt das Kreuzstück typischerweise in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Zapfen sowie Lagerblöcke und Wälz- bzw. Nadellager oder jeweils mehrere Nadeln zum dreh­ baren Lagern der Zapfen in den Lagerblöcken.

Wenn ein übermäßiger Verschleiß verhindert werden soll, müssen die Wälz- und Nadellager angemessen geschmiert und gegen Verschmutzung geschützt werden. Um dies zu erreichen wird typischerweise eine ringförmige Gummidichtung verwendet, um das Schmiermittel in dem Lagerblock zurückzuhalten und um Verschmutzungen fernzuhalten. Außerdem ist der Dichtung typischerweise ein Staubschutz zugeordnet, um zu verhindern, daß Staub und Schmutz einen Abrieb an der Gummidichtung ver­ ursachen.

Bei Versand und Handhabung der Kreuzstücke müssen Sicherungs­ einrichtungen vorgesehen sein, um die Lagerblöcke mit den Nadellagern in axialer Richtung an den Zapfen der Kreuzstücke zu sichern. In einigen vorbekannten Kreuzstückanordnungen um­ fassen diese Sicherungseinrichtungen einen Draht, der über die Lagerblöcke geschweißt ist, um diese (zeitweilig) an ihren Lagerzapfen zu sichern.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, eine verbesserte Kreuzstückanordnung anzuge­ ben, insbesondere eine Dichtungs/Staubschutz-Kombination, welche geeignet ist, einen Lagerblock in axialer Richtung an einem Zapfen des Kreuzstücks eines Kar­ dangelenks zu sichern, und zwar unter Verwendung weniger Teile, die leichter zusammengebaut werden können als dies bei den vorbekannten Anordnungen der Fall war.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer gattungs­ gemäßen Kreuzstückanordnung dadurch gelöst, daß die Dich­ tungseinrichtungen eine Metallhülse umfassen, die im Preßsitz in den Lagerblock eingesetzt ist, sowie einen Dichtungsring aus einem elastomeren Material, der in der Metallhülse derart festgelegt ist, daß die Hülse und der Dichtungsring eine ein­ stückige Einheit bilden, daß der Dichtungsring eine Innen­ seite aufweist, welche die Außenseite des Zapfens zur Her­ stellung der Abdichtung erfaßt, und daß die Sicherungsein­ richtungen lösbar verrastbare Rasteinrichtungen mit einem Wulst und einer damit zusammenwirkenden Nut an der Außenseite des Zapfens und an der Innenseite des Dichtungsrings umfassen.

Aus der US-PS 48 10 233 ist zwar bereits eine Kreuzstückan­ ordnung bekannt, bei der eine Dichtung und ein Staubschutz zusammenwirken, um einen Lagerblock in axialer Richtung auf einem Zapfen zu sichern, dabei werden jedoch drei Bauteile benötigt, wobei außer einem Preßsitz zwischen der Dichtung und dem Lagerblock ein weiterer Preßsitz zwischen dem Staub­ schutz und dem Zapfen erforderlich ist, um das angestrebte Ziel zu erreichen.

Es ist ein besonderer Vorteil der Kreuzstückanordnung gemäß der Erfindung, daß eine Dichtung und ein Staubschutz in Form einer Metallhülse als einstückige Einheit hergestellt werden können, die dadurch an dem Kreuzstück montiert werden kann, daß der Staubschutz im Preßsitz in den Lagerblock eingesetzt wird und daß die Dichtung auf den Zapfen aufgeschoben wird, um auf diese Weise eine lösbare Rastverbindung zwischen Zap­ fen und Dichtung zu schaffen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Rastver­ bindung aus einem Ringwulst an der Dichtung, welcher mit einer Ringnut an dem Zapfen dichtend und lösbar verrastet werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nach­ stehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand weiterer Ansprüche. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kardangelenks, bei dem eine erfindungsgemäße Kreuzstückanordnung realisiert ist;

Fig. 2 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf eine erfindungsgemäße Kreuzstückanordnung;

Fig. 3 einen vergrößerten Teilquerschnitt durch einen der Zapfen des in Fig. 2 gezeigten Kreuzstücks und durch angrenzende Teile der Lageranordnung mit einer er­ findungsgemäßen Dichtungs/Staubschutz-Kombination und

Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der in Fig. 3 gezeigten Bauteile.

Im einzelnen wird die Erfindung anhand der Zeichnungen in Verbindung mit einem Universal- oder Kardangelenk 10 erläu­ tert, welches zwei drehbaren Wellen 11 und 12 miteinander verbindet, von denen die eine die andere über das Kardange­ lenk 10 antreibt. Das Kardangelenk 10 umfaßt ein Paar von Mitnehmern 13 und 14, die in geeigneter Weise an den Enden der Wellen 11 bzw. 12 befestigt sind. Die komplette Anordnung mit den vorstehend angesprochenen Teilen ist in Fig. 1 ge­ zeigt.

Wie speziell aus Fig. 2 deutlich wird, umfaßt das Kardan­ gelenk 10 ein Kreuzstück 15 mit einem kreuzförmigen Mittel­ teil 16, an dem in Umfangsrichtung in gleichen Abständen Zapfen 17 vorgesehen sind, auf denen jeweils eine Lageranord­ nung 18 montiert ist. Jede der Lageranordnungen 18 umfaßt einen Lagerblock 21 bzw. 22, der mit Hilfe von Wälzkörpern bzw. Nadeln 19 drehbar auf seinem zugeordneten Zapfen 17 mon­ tiert ist. Der Mitnehmer 13 ist an den beiden einander gegen­ überliegenden Lagerblöcken 21 befestigt, während der Mitnehmer 14 an dem anderen Paar von Lagerblöcken 22 befestigt ist, die gegenüber den Lagerblöcken 21 des ersten Paares um 90° ver­ setzt sind.

Gemäß der Erfindung ist jedem der Lagerblöcke 21, 22 eine zweiteilige Dichtungs/Staubschutz-Kombination bzw. -anordnung 25, 26 zugeordnet, welche eine Dichtung für das Schmiermittel in dem zugeordneten Lagerblock bildet, welche Staub und Schmutz von dem Lagerblock fernhält und welche den zugeord­ neten Lagerblock bei Versand und Handhabung außerdem in axialer Richtung auf dem zugehörigen Zapfen 17 sichert. Die Dichtungs/Staubschutz-Anordnung zeichnet sich dabei nicht nur durch ihren relativ einfachen und kostengünstigen Aufbau aus sondern auch dadurch, daß sie sehr einfach, daß sie sehr ein­ fach mit dem zugehörigen Lagerblock und dem diesen tragenden Zapfen verbunden werden kann.

Im einzelnen umfaßt jede der Anordnungen 25, 26 eine Dichtung 25 in Form eines ringförmigen Elementes aus Gummi oder einem anderen elastomeren Material, welches mit einer inneren und einer äußeren Lippe 27, 28 versehen ist, um den Zapfen 17 in der Nähe seiner Basis zu erfassen und eine Dichtung für das Schmiermittel zu bilden. Außerdem gehört zu jeder Anordnung 25, 26 ein Staubschutz 26 in Form einer Buchse bzw. Hülse in Form aus einem geeigneten Metall.

Wie Fig. 3 zeigt, wird der Staubschutz 26 teleskopartig über die Dichtung 25 geschoben und mit dieser verbunden bzw. ver­ klebt. Vorzugsweise wird die Dichtung 25 an dem Staubschutz 26 angegossen bzw. angeformt, wobei eine innige Verbindung zwischen den beiden Bauteilen entsteht, während die Dichtung geformt wird. Flansche 30, 31 am inneren bzw. äußeren Ende der Dichtung 25 stehen über die Enden des Staubschutzes 26 radial nach außen vor und unterstützen das einstückige Zusammenhalten von Dichtung 25 und Staubschutz 26.

Gemäß der Erfindung ist der Staubschutz 26 so dimensioniert, daß er teleskopartig im Preßsitz in eine Senkbohrung 33 (Fig. 3) eingesetzt werden kann, die in dem betreffenden Zagerblock 21 bzw. 22 vorgesehen ist. Dabei erfaßt das äußere bzw. vor­ dere Ende der Dichtung 25 eine in axialer Richtung weisende Stirnfläche der Senkbohrung 33. Die Dichtung 25 und der Staubschutz 26 können somit als Einheit mit dem zugehörigen Lagerblock verbunden werden, in dem einfach der Staubschutz 26 in die Senkbohrung 33 gepreßt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Zapfen 17 einerseits und die Dichtungen 25 andererseits jeweils mit Rasteinrichtungen versehen, die beim Aufschieben der Dichtung auf ihren zugeordneten Zapfen eine Rastverbindung schaffen. Beim Ausführungsbeispiel umfassen die Rasteinrichtungen eine ringförmige Nut 35, die rings um die Basis des Zapfens 17 verläuft, und zwar radial einwärts von dem Bereich, in wel­ chem die Dichtlippe 27 an dem Zapfen 17 anliegt. Weiterhin ist als Rasteinrichtung der Dichtung 25 auf der Innenseite des unteren bzw. inneren Teils derselben ein radial nach innen vorstehender Wulst 36 vorgesehen, welcher bei mon­ tierter Dichtung 25 in die Nut 35 eingreift. Der Wulst 36 ist im Querschnitt im wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet, während die Nut 35 mit einem etwas größeren Radius gekrümmt ist. Der Durchmesser der Nut ist etwas größer als der Durch­ messer des Wulstes im nichtverformten Zustand des elastomeren Materials der Dichtung, so daß die Oberfläche der Nut 35 von dem Wulst elastisch dichtend erfaßt wird, wenn der Wulst 36 in die Nut 35 gepreßt wird.

Der Zusammenbau bzw. die Installation erfolgt, indem zunächst die Nadeln 19 bzw. ein Nadellager in den Lagerblock 21, 22 eingesetzt werden bzw. wird und indem anschließend der Staubschutz 26 mit der damit fest verbundenen Dichtung 25 in die Senkbohrung 33 gepreßt wird. Anschließend wird diese Unteranordnung einfach auf den zugeordneten Zapfen 16 auf­ gesteckt. Dabei wird der Wulst 36 derart verformt, daß er über eine Schulter 40 vergrößerten Durchmessers am äußeren Ende der Nut 35 hinweg bewegt wird und dann hinter der Schul­ ter 40 in die Nut 35 einfällt. Dabei wird eine Rastverbindung zwischen Wulst 36 und Nut 35 hergestellt, wobei der Wulst in Verbindung mit der Schulter 40 den jeweiligen Lagerblock 21, 22 in axialer Richtung an seinem Zapfen sichert, wenn das Kreuzstück 15 versandt oder gehandhabt wird und ehe die Mit­ nehmer 13 und 14 an dem Kreuzstück befestigt sind.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß erfin­ dungsgemäß ein neues und verbessertes Kardangelenk 10 ge­ schaffen wird, bei dem jeder Lagerblock 21, 22 bezüglich sei­ nes Zapfens 17 sowohl abgedichtet als auch axial gesichert ist, und zwar durch eine einfache, kompakte, zweiteilige Ein­ heit aus einer Dichtung 25 und einem Staubschutz bzw. einer Metallhülse 26. Die Möglichkeit, den Wulst 36 einfach über den Zapfen 17 zu schieben und dichtend mit der Nut 35 zu ver­ rasten, erleichtert dabei den Zusammenbau von Lagerblock und Zapfen erheblich.

Claims (6)

1. Kreuzstückanordnung für ein Kardangelenk, mit einem Kreuzstück mit mindestens einem Zapfen, mit einem Lager­ block, der auf dem Zapfen gelagert ist, mit Dichtungs­ einrichtungen zum Herstellen einer Abdichtung zwischen dem Zapfen und den Dichtungseinrichtungen und mit Siche­ rungseinrichtungen zum axialen Sichern des Lagerblockes an dem Zapfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dich­ tungseinrichtungen eine Metallhülse (26) umfassen, die im Preßsitz in den Lagerblock (21, 22) eingesetzt ist, sowie einen Dichtungsring (25) aus einem elastomeren Material, der in der Metallhülse (26) derart festgelegt ist, daß die Hülse und der Dichtungsring eine einstücki­ ge Einheit (25, 26) bilden, daß der Dichtungsring (25) eine Innenseite (27, 28) aufweist, welche die Außenseite des Zapfens (17) zur Herstellung der Abdichtung erfaßt, und daß die Sicherungseinrichtungen lösbar verrastbare Rasteinrichtungen mit einem Wulst (36) und einer damit zusammenwirkenden Nut (35) an der Außenseite des Zapfens (17) und an der Innenseite des Dichtungsrings (25) umfassen.

2. Kreuzstückanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rasteinrichtungen einen ringförmigen Wulst (36) umfassen, der einstückig an dem Dichtungsring (25) angeformt ist und von dessen Innenseite radial nach innen vorsteht, sowie eine Ringnut (35), die zur Auf­ nahme des Ringwulstes (36) in Umfangsrichtung verlaufend an der Außenseite des Zapfens (17) vorgesehen ist.

3. Kreuzstückanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ringwulst (36) und die Ringnut (35) solche Durchmesser aufweisen, daß der Ringwulst (36), wenn er mit der Ringnut (35) verrastet ist, elastisch dichtend an dem Zapfen (17) anliegt.

4. Kreuzstückanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den axialen Enden des Dichtungsrings (25) radial nach außen abstehende Flansche (30, 31) ein­ stückig angeformt sind und die Enden der Metallhülse (26) übergreifen.

5. Kreuzstückanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dichtungsring (25) mit der Metallhülse (26) verklebt ist.

6. Kreuzstückanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dichtungsring (25) direkt an der Metallhülse (26) angeformt ist.