DE4323686A1 - Abdichtung von Gelenken - Google Patents

Abdichtung von Gelenken

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Description

Die Erfindung betrifft einen Faltenbalg aus elastischem Material zum Abdichten eines mit Schmiermittel versehenen, drehmomentübertragenden Gelenkes, der mit zumindest einem Bund an einem Gelenkanschlußteil und mit einem weiteren Bund am Gelenkaußenteil befestigt ist und der das Gelenk in einem Balginnenraum von der Umgebung abschließt, wobei an dem Bund am Gelenkanschlußteil ein Durchlaß zum Druckausgleich zwischen Balginnenraum und Umgebung vorge­ sehen ist.
Gelenke zur Übertragung von Drehmomenten sind in Antriebs­ systemen häufig Schwachstellen, da für ihr funktionsge­ rechtes Arbeiten die Sauberkeit und die Schmierung der bewegten Teile gesichert sein muß. Vor allem in Kraftfahr­ zeugen und Arbeitsmaschinen liegen die Gelenke meist in Bereichen, die einer erheblichen Verschmutzung ausgesetzt sind. Die Schmierung wird bei vielen Gelenkanordnungen von Lebensdauer-Fettbefüllungen gewährleistet. Zum Abdichten der Gelenke nach außen werden Faltenbälge eingesetzt. Die Ausgestaltung dieser er fordert neben dem ausreichenden Abdichten des Balginnenraumes gegen Schmiermittelverluste sowie Verschmutzung und Wassereintritt auch die Möglichkeiten des Druckausgleiches und der Be- und Entlüftung.
Druckschwankungen, die in einem vollständig abge­ schlossenen Balginnenraum aufgrund der Schiebebewegungen und der Wärmeerzeugung eines in Betrieb befindlichen Gelenkes entstehen, führen häufig zu Schäden am Balg­ material. Es ist deshalb notwendig, den Druckausgleich in der Weise zu gestalten, daß dessen Funktion nicht durch Verschmutzungen der Umgebung des Gelenkes verhindert wird.
Ausführungen eines Faltenbalges mit Möglichkeiten des Druckausgleiches sind aus der DE 35 00 429 bekannt. Hier ist der Durchlaß so vorgesehen, daß er radial im Bezug auf die Drehachse eines Gelenkanschlußteiles verläuft und dabei von der Balgaußenfläche in den Balginnenraum führt, wobei er als nippelförmiger Materialfortsatz ausgebildet ist.
Die Balginnenfläche dient als Auffangfläche für Schmier­ mittel, welches durch die an dem Gelenk auftretenden Fliehkräfte nach außen geschleudert wird. Dadurch ist bei dieser Ausgestaltung des Durchlasses die Innenöffnung so zu halten, daß sie nicht zu nahe an der Balginnenfläche liegt, so daß das Schmiermittel den Durchlaß nicht ver­ stopft. Die radiale Führung des Durchlasses mit einer in Achsnähe liegenden Innenöffnung an einem nippelförmigen Materialfortsatz ist geeignet, den Druckausgleich zu gewährleisten.
Die Bedingungen, denen radiale Durchlaßführungen ausge­ setzt sind, stellen erhöhte Anforderungen an deren Festig­ keit beziehungsweise deren Materialstärke sowie der Qualität der Öffnung, um eine dauerhafte Funktion des Druckausgleichs sicherzustellen. Dies macht einen höheren Aufwand und zusätzliche Kontrollen bei der Herstellung erforderlich.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun­ de, einen Faltenbalg mit einem verbesserten und günsti­ geren Durchlaß vom Balginnenraum zur Außenumgebung zu schaffen, um den Druckausgleich zu gewährleisten.
Eine Lösung besteht darin, daß der Durchlaß an der Bundin­ nenfläche zwischen Balginnenraum und Umgebung in minde­ stens einem Teilbereich des Bundes mit einem Abschnitt in Umfangrichtung um die Drehachse eines entsprechenden Ge­ lenkanschlußteiles verläuft und zwei anschließende, dem­ gegenüber zur Achsrichtung hin abgeknickte Abschnitte aufweist. Diese Abschnitte können somit unter einem Winkel oder parallel zur Achsrichtung verlaufen.
Eine zweite Lösung wird dadurch erreicht, daß der Durchlaß an der Bundinnenfläche zwischen Balginnenraum und Umgebung in mindestens einem Teilbereich des Bundes mit einem Ab­ schnitt schraubenförmig um die Drehachse eines ent­ sprechenden Gelenkanschlußteiles verläuft.
Eine dritte Lösung besteht darin, daß der Durchlaß an der Bundinnenfläche zwischen Balginnenraum und Umgebung in mindestens einem Teilbereich des Bundes in verschiedenen Radialebenen mit einzelnen Abschnitten in Umfangsrichtung um die Drehachse eines entsprechenden Gelenkanschlußteiles verläuft, die durch gegeneinander umfangsversetzte in Achsrichtung geführte Abschnitte verbunden sind.
Da der Durchlaß auf der Bundinnenfläche in unmittelbarer Nähe der Anlagefläche des Gelenkanschlußteiles gehalten wird, ist die Gefahr gering, daß er durch Schmiermittel verstopft, da das Schmiermittel aufgrund der Fliehkraft an dem bewegten Gelenk nach außen geschleudert wird und von der Balginnenfläche aufgefangen wird.
Die zusätzlichen Maßnahmen, um den Durchlaß nicht in geraden Verlauf von innen nach außen zu führen, sondern ihn in einem Teilbereich auf der innenzylindrischen Bundinnenfläche im Umfang umlaufen zu lassen, bietet insbesondere gegen Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit Schutz.
Desweiteren sind Ausführungen des Faltenbalges mit mehreren Bünden vorgesehen, die jeweils mit den ent­ sprechenden Durchlässen ausgestaltet sind. Diese Ausge­ staltung des Faltenbalges schließt zwischen den beiden Bünden eine Falte oder eine Umfangsnut ein, so daß hier zusätzlich ein Puffer gegen Schmiermittelverlust und ein Schutz vor Verschmutzung des Balginnenraumes gegeben ist.
Um ein Verstopfen des Durchlasses mit Schmiermittel wirkungsvoll zu vermeiden, können die Faltenbälge an der Falte zwischen den beiden Bünden zusätzliche mit einer Entlüftung versehen sein, die radial bezüglich der Dreh­ achse des entsprechenden Gelenkanschlußteiles verläuft und somit eine weitere Möglichkeit des Druckausgleichs bietet. Diese kann auch mit einer geeigneten einseitigen Schutzab­ deckung versehen sein, da sie nicht ausschließlich zum Druckausgleich vorgesehen ist.
In verschiedenen gleichberechtigten Ausführungsformen wird der Durchlaß so gehalten, daß er auf der Bundinnenfläche zwischen dem Bund und der Anlagefläche an dem ent­ sprechenden Gelenkanschlußteil verläuft und dabei durch eine spezielle Profilform auf der Bundinnenfläche in Form einer Nut ausgebildet ist oder durch Wülste erzeugt wird und so auf die verschiedenen oben genannten Anforderungen an den Faltenbalg eingeht. Insbesondere werden die Wülste beim Herstellen des Faltenbalges durch Blasformen mittels Ringstegen im Werkzeug beziehungsweise beim Pressformen am Außenprofil des Innenteils des Werkzeuges ausgeformt.
Die Verwendung von wulstförmigen Profilen ist insbesondere bei dünnen Wanddicken des Bundes günstiger, weil sie die Gesamtfestigkeit nicht schwächen. Diese Sicherheit kann auch mit anderen wulstförmigen Profilen erreicht werden.
Bei schraubenförmig gehaltenen Abschnitten des Durchlasses ist es zudem möglich die Drehrichtung des Durchlasses entsprechend der Hauptdrehrichtung des Gelenkes so zu wählen, daß eindringendes Wasser oder Schmutz durch die Eigenträgheit wieder nach außen gedrückt werden.
Eine weitere Ausführungsform wird durch ein Einlageform­ stück erzeugt, dessen Material gegenüber dem Balgmaterial minderelastisch ist und das so den Durchlaß nach einer der beschriebenen Möglichkeiten zwischen der Balginnenfläche und der Anlagefläche eines Gelenkanschlußteiles erzeugt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1a zeigt einen axialen Schnitt durch ein Gelenk mit einem Faltenbalg in einer Ausführung mit zwei Bünden und auf den Bundinnenflächen ausgebildeten Nuten;
Fig. 1b zeigt einen Querschnitt durch einen Bund gemäß Fig. 1a;
Fig. 2a zeigt einen axialen Schnitt durch ein Gelenk mit einem Faltenbalg in der Ausführung mit einem ein­ fachen Bund, dessen Durchlaß sich um die Drehachse schraubt;
Fig. 2b zeigt einen Querschnitt durch einen Bund gemäß Fig. 2a;
Fig. 3 zeigt einen axialen Schnitt durch ein Gelenk mit einem Faltenbalg in einer Ausführung mit einem Bund dessen Durchlaß in verschiedenen Radialebenen mit einzelnen Abschnitten in Umfangrichtung um die Drehachse (11) eines entsprechenden Gelenkan­ schlußteiles (2) verläuft;
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch einen Bund mit einer beidseitig um 180° in Umfangrichtung umlaufenden Nut zwischen zwei in Achsrichtung geführten Be­ reichen des Durchlasses.
In Fig. 1a ist der Schnitt durch ein Gelenk 8, das mit einem Faltenbalg 1 mit zwei an einem Gelenkanschlußteil 2 angebrachten Bünden 3, 3′ abgedichtet ist, in einer axiale Ebene des Faltenbalges 1 bezogen auf die Drehachse 11 des Gelenkanschlußteiles 2 wiedergegeben. Der Durchlaß ist als einfache Nut auf der Bundinnenfläche ausgebildet. Die beiden Bünde 3, 3′ schließen eine Falte 12 ein, die einen zusätzlichen radialen Durchlaß 14 aufweist. Bei dieser Ausführung liegt der im Umfang umlaufende Abschnitt des Durchlasses 6.1 in einer radialen Ebene. Dieses Aus­ führungsbeispiel ist wegen der einfachen Herstellung und der Montage an der Anlagefläche des Gelenkanschlußteiles 2 günstig.
Fig. 1b stellt einen Schnitt durch einen Bund dar, der mit einem Durchlaß ausgestattet ist, wie es in Fig. 1a beschrieben ist.
In Fig. 2a ist der Schnitt durch ein Gelenk 8 und einem Faltenbalg 1 mit einem Bund 3 in einer axialen Ebene be­ zogen auf die Drehachse 11 des Faltenbalges 1 mit einer einfachen Nut als Profilform des Durchlasses 6.2 in der Bundinnenfläche 7 dargestellt. Der Durchlaß 6.2 dreht sich schraubenförmig um die Drehachse 11.
Fig. 2b stellt einen Schnitt durch einen Bund 3 dar, der mit einem Durchlaß 6.2 ausgestattet ist, wie es in Fig. 2a beschrieben ist.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch ein Gelenk 8 mit einem Faltenbalg 1, dessen Bund 3 mit hintereinander in Richtung der Drehachse angeordneten Wülsten als Profilform ausge­ stattet ist, die gegeneinander verschobene Unterbrechungen aufweisen. Ein so ausgestatteter Faltenbalg 1 ist be­ sonders für gut zu belüftende Gelenke 8 geeignet.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen weiteren Bund mit zwei in Umfangrichtung um 180° beidseitig umlaufenden Durchlässen 6.4, 6.4′, die an zwei in Achsrichtung ver­ laufenden Abschnitte anschließen und damit den Durchlaß 6 zwischen Umgebung 5 und Balginnenraum 4 herstellen.
Bezugszeichenliste
1 Faltenbalg
2 Gelenkanschlußteil
3, 3′ Bund
4 Balginnenraum
5 Umgebung
6, 6.1, 6.2, 6.3,6.4, Durchlaß
6′, 6.4′ zweiter Durchlaß
7 Bundinnenfläche
8 Gelenk
11 Drehachse
12 Falte
13 Gelenkaußenteil
14 zusätzlicher radialer Durchlaß

Claims (9)

1. Faltenbalg (1) aus elastischem Material zum Abdichten eines mit Schmiermittel versehenen, drehmomentüber­ tragenden Gelenkes (8), der mit zumindest einem Bund (3) an einem Gelenkanschlußteil (2) und mit einem weiteren Bund (3) am Gelenkaußenteil (13) befestigt ist und der das Gelenk (8) in einem Balginnenraum (4) von der Umgebung (5) abschließt, wobei an dem Bund (3) am Gelenkanschlußteil (2) ein Durchlaß (6) zum Druck­ ausgleich zwischen Balginnenraum (4) und Umgebung (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (6.1) an der Bundinnenfläche (7) zwischen Balginnenraum (4) und Umgebung (5) in minde­ stens einem Teilbereich des Bundes (3) mit einem Ab­ schnitt in Umfangrichtung um die Drehachse (11) eines entsprechenden Gelenkanschlußteiles (2) verläuft und zwei anschließende, demgegenüber zur Achsrichtung hin abgeknickte Abschnitte aufweist.
2. Faltenbalg (1) aus elastischem Material zum Abdichten eines mit Schmiermittel versehenen, drehmomentüber­ tragenden Gelenkes (8), der mit zumindest einem Bund (3) an einem Gelenkanschlußteil (2) und mit einem weiteren Bund (3) am Gelenkaußenteil (13) befestigt ist und der das Gelenk (8) in einem Balginnenraum (4) von der Umgebung (5) abschließt, wobei an dem Bund (3) am Gelenkanschlußteil (2) ein Durchlaß (6) zum Druck­ ausgleich zwischen Balginnenraum (4) und Umgebung (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (6.2) an der Bundinnenfläche (7) zwischen Balginnenraum (4) und Umgebung (5) in minde­ stens einem Teilbereich des Bundes (3) mit einem Ab­ schnitt schraubenförmig um die Drehachse (11) eines entsprechenden Gelenkanschlußteiles (2) verläuft.
3. Faltenbalg (1) aus elastischem Material zum Abdichten eines mit Schmiermittel versehenen, drehmomentüber­ tragenden Gelenkes (8), der mit zumindest einem Bund (3) an einem Gelenkanschlußteil (2) und mit einem weiteren Bund (3) am Gelenkaußenteil (13) befestigt ist und der das Gelenk (8) in einem Balginnenraum (4) von der Umgebung (5) abschließt, wobei an dem Bund (3) am Gelenkanschlußteil (2) ein Durchlaß (6) zum Druck­ ausgleich zwischen Balginnenraum (4) und Umgebung (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (6.3) an der Bundinnenfläche (7) zwischen Balginnenraum (4) und Umgebung (5) in minde­ stens einem Teilbereich des Bundes in verschiedenen Radialebenen mit einzelnen Abschnitten in Umfangsrich­ tung um die Drehachse (11) eines entsprechenden Ge­ lenkanschlußteiles (2) verläuft, die durch gegeneinan­ der umfangsversetzte in Achsrichtung geführte Ab­ schnitte verbunden sind.
4. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (1) zusätzlich zu dem Bund (3) mit dem Durchlaß (6) einen weiteren Bund (3′) mit einem Durchlaß (6′) zum Druckausgleich an dem Gelenkan­ schlußteil (2) aufweist, die beide eine Falte (12) zwischen sich einschließen.
5. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (1) zusätzlich zu dem Bund (3) mit dem Durchlaß (6) einen weiteren Bund (3′) mit einem Durchlaß (6′) zum Druckausgleich an dem Gelenkan­ schlußteil (2) aufweist, die beide eine Nut zwischen sich einschließen.
6. Abdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Falte (12) eine zusätzliche radiale Entlüf­ tungsöffnung (14) aufweist.
7. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (6) auf der Bundinnenfläche (7) zu­ mindest abschnittsweise die Form einer Nut hat.
8. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (6) auf der Bundinnenfläche (7) zu­ mindest abschnittsweise durch Wülste erzeugt wird.
9. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (3) ein gegenüber dem Faltenbalgmaterial minderelastischen Einlageformstück aufnimmt, welches zwischen der Bundinnenfläche (7) und der Anlagefläche des Gelenkanschlußteiles (2) den Durchlaß (6) erzeugt.
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