DE4408831A1

DE4408831A1 - Abdichtung für Gelenkkreuzbüchsen

Info

Publication number: DE4408831A1
Application number: DE4408831A
Authority: DE
Inventors: Guido Rieder; Siegfried Goetz
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-09-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine Lagerung eines Zapfens in einer Lagerbüchse, insbesondere für wälzgelagerte Kreuzge lenke gemäß den oberbegriffsbildenden Merkmalen von Anspruch 1.

Eine Dichtungsanordnung dieser Art für Lagerbüchsen von Kreuzgelenken ist durch die DE-A 41 28 179 bekannt. Dort ist eine Dichtungsanordnung beschrieben, bestehend aus zwei Dichtringen, einem am offenen Ende der Lagerbüchse eingepreßten Radialwellendichtring sowie einem vorgelager ten, drehfest auf dem Zapfen angeordneten Dichtring. Zur Erreichung einer Lagefixierung ist die Armierung des Radialwellendichtrings in einer Umlaufnut verschnappt. Der teilweise nach außen von einer Armie rung umschlossene, dem Radialwellendichtring vorgelagerte Dichtring besitzt eine Abwinkelung, die den radial abgesetzten Bereich der Lagerbüchse umgreift und deren freies Ende eine radial nach innen weisende Dichtlippe bildet, die dichtend an der Lagerbüchse anliegt.

Bei dieser bekannten Ausführung ist die an der Lagerbüchse anliegende Dichtlippe ungeschützt und damit direkt Umwelteinflüssen ausgesetzt. Dadurch ist die Gefahr, daß die Dichtlippe durch Verunreinigungen beschädigt werden kann, sehr groß, wodurch ein Ausfall der Lagerung hervorgerufen werden kann. Außerdem ist zu dieser bekannten Ausführung anzumerken, daß der Radialwellendichtring einen nur mit großem Aufwand zu fertigenden Dichtkörper aufweist, der drei in unterschiedlichen radialen Ebenen am Zapfen angeordnete Dichtlippen aufweist. Schließ lich umfaßt diese Dichtungsanordnung eine Abdichtung zwischen dem Radialwellendichtring und dem Dichtring, bestehend aus einer Dicht lippe, die endseitig an einem Schenkel des Radialwellendichtrings angeordnet ist und sich am Dichtring abstützt. Für diese Abdichtung, bei der Bauteile gleichen Werkstoffs jeweils aneinandergleiten, be steht die Gefahr eines erhöhten Verschleißes und damit verringerter Dichtwirkung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dichtungsanordnung zu schaffen, die eine dauerhafte Abdichtung der Lagerbüchse sicherstellt und damit die Standzeit erhöht, außerdem eine einfache, automatenge rechte Montage gewährleistet sowie eine definierte Einbaulage aller Komponenten der Dichtungsanordnung sicherstellt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Dichtungsanordnung vorzusehen, die neben einem Radialwellendichtring und einem Dichtring weiterhin eine formschlüssig an der Lagerbüchse befestigte Dichtkappe aufweist, die eine Vordichtung darstellt und mit der Armierung des Dichtrings einen Labyrinthspalt bildet.

Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung stellt damit eine vorteilhafte mehrstufige Abdichtung sicher, deren einzelne Abdichtstufen zum Wälz körperraum hin betrachtet, zunehmend eine verbesserte Abdichtung bewirken. Der erfindungsgemäße Aufbau vergrößert vorteilhaft die Anzahl der Dichtspalte und bewirkt damit eine verbesserte Abdichtung des Wälzkörperraums der Lagerbüchse. Durch die an der Außenwandung befestigte und am Zapfen ein Labyrinth bildende Dichtkappe stellt sich aufgrund des Durchmesserunterschiedes zwischen der Lagerbüchse und dem Zapfen eine vorteilhaft verringerte Umfangslänge der Dichtung ein im Vergleich zur bekannten Dichtungsanordnung, bei der eine Dichtlippe an der Außenwandung der Lagerbüchse anliegt. Vorteilhaft ergibt sich bedingt durch die Gestaltung der Dichtkappe auch ein wirksamer Schutz der Lagerung gegen äußere Einflüsse, insbesondere Verunreinigungen, die damit von den nachgeordneten Dichtungselementen ferngehalten werden.

Bedingt durch den einfachen Aufbau jedes einzelnen Dichtungselementes, die zueinander abgestimmt einfach und auch durch Automaten (Roboter) unterstützt montierbar sind, stellt sich außerdem ein Kostenvorteil der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ein. Die Dichtungskappe ist so gestaltet, daß sich ein Labyrinthspalt zwischen der auf dem Lager zapfen drehfest angeordneten Dichtung und der Dichtkappe einstellt.

In einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ist die der Dichtkappe nachgeordnete Dichtung mit einer Dichtlippe versehen, die unter Vorspannung unmittelbar an der Innenseite der Armierung des Radialwellendichtrings anliegt. Dabei kann die Dichtlippe in Richtung des Radialwellendichtrings oder zur Dichtkappe zeigend geneigt an geordnet sein, abhängig von den jeweiligen Erfordernissen, wie z. B. der Entlüftung des Wälzkörperraums beim Einbau der Dichtungsanordnung.

Nach Anspruch 3 verfügt der Dichtring über eine Armierung, die sich über einen radialen, scheibenartig ausgebildeten Abschnitt stirnseitig an dem offenen Ende der Gelenkbüchse abstützt. Die Anlage der beiden metallischen Bauteile bewirkt eine definierte Lageposition des Dicht rings, was für eine durch Automaten unterstützte Montage von Vorteil ist, sowie eine gewünschte Dichtstufe. Zur weiteren Ausgestaltung der Abdichtung ist gemäß Anspruch 4 die Armierung der Dichtung mit einer Kröpfung versehen. Dazu weist die Armierung am freien Ende einen rechtwinkeligen Schenkel auf, der in Richtung der Dichtkappe zeigend in eine entsprechende Ausnehmung der Dichtkappe ragt. Vorteilhaft verlängert sich dadurch der Labyrinthspalt und damit verbunden die Dichtwirkung.

Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung umfaßt gemäß Anspruch 5 drei Dichtungsbereiche. Ausgehend vom Wälzkörperraum ist diesen ein Dich tungsraum unmittelbar vorgelagert, der eine axiale Begrenzung durch den Radialwellendichtring und den Dichtring erfährt. Daran schließt sich ein Ringraum an, der von der Dichtlippe und der Armierung des Dichtrings begrenzt ist. Als dritter Dichtungsbereich dient ein Laby rinthspalt, der sich zwischen der Dichtkappe und dem Dichtring ein stellt. Vorteilhaft bilden die einzelnen Dichtungen der Dichtungs bereiche, die zum Wälzkörperraum eine zunehmende Abdichtgüte aufwei sen, eine wirkungsvolle, auch für extreme Einsätze, z. B. bei Nutz fahrzeugen, geeignete Lagerbüchsen-Abdichtungen.

Gemäß Anspruch 6 weist der Radialwellendichtring zwei Dichtlippen, die an einer Mantelfläche des Zapfens gleichen Durchmessers anliegen, wobei die Dichtlippen axial voneinander beabstandet kraftschlüssig, bedingt durch eine Schlauchbandfeder auf der Lagerzapfenoberfläche anliegen.

Gemäß Anspruch 7 ist als Maßnahme zur Unterstützung einer axialen Sicherung des Radialwellendichtrings in der Lagerbüchse innenseitig eine Umlaufnut eingebracht, in die elastisches Material des Dicht körpers vom Radialwellendichtring eindringen kann. Die scharfkantig gestaltete Umlaufnut wird in der Einbaulage des unter Vorspannung in die Bohrung der Lagerbüchse eingepreßten Radialwellendichtrings vom elastischen Material ausgefüllt, wodurch eine verbesserte Lagefixie rung erreicht wird.

Zur Schaffung einer wirkungsvollen, montagefreundlichen Anbindung der Dichtkappe an die Lagerbüchse ist nach Anspruch 8 die topfartig ge staltete und einen Endbereich der Lagerbüchse überdeckende Dichtkappe mittels einer Haltenase in einer radialen Umlaufnut formschlüssig verschnappt. Vorteilhaft ist dazu die Außenwandung der Lagerbüchse im Bereich der Überdeckung abgesetzt, so daß die Dichtkappe in der Ein baulage die radiale Außenkontur der Lagerbüchse nicht überragt.

Gemäß Anspruch 9 ist eine radiale Überdeckung zwischen dem Zapfen und dem Innendurchmesser der Dichtkappe im Bereich einer Schulter vor gesehen, die ebenfalls eine die Abdichtung verbessernde Wirkung be sitzt.

Die Dichtkappe ist nach Anspruch 10 aus einem zäh elastischen, schlag festen Elastomer hergestellt, zur Erreichung einer robusten standfe sten Auslegung der Dichtungsanordnung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge stellt, die nachfolgend beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Dichtungsanordnung für eine Lagerbüchse im Längs schnitt und

Fig. 2 die Dichtungsanordnung nach Fig. 1, die eine abwei chend gestaltete Dichtkappe und Dichtung aufweist.

Die in Fig. 1 abgebildete Dichtungsanordnung 1 setzt sich zusammen aus drei Komponenten, einem Radialwellendichtring 2, einem Dichtring 3 sowie einer Dichtkappe 4, die im eingebauten Zustand teilweise zu sammenwirken. Die Dichtungsanordnung 1 dient zur Abdichtung eines kreisringförmigen Wälzkörperraums 5, der sich zwischen einem Zapfen 6 und einer Lagerbüchse 7 einstellt, wobei das radiale Maß des Wälzkör perraums 5 vom Durchmesser der zylindrischen Wälzkörper 8 bestimmt wird, über die der Zapfen 6 drehbar gelagert ist. Der an der Innenwan dung 9 am einseitig offenen Ende der topfartig gestalteten Lagerbüchse 7 eingepreßte und durch einen Preßsitz gehaltene Radialwellendichtring 2 weist eine Armierung 10 auf. Die als ein Blechrohr ausgeführte Armierung 10 liegt teilweise unmittelbar an der Innenwandung 9 an. An dem zu den Wälzkörpern weisenden Ende weist die Armierung 10 eine Kröpfung 11 auf, die weitestgehend von einem elastischen Dichtkörper 12, einem Elastomer umgeben ist. Der Dichtkörper 12 liegt unter Vor spannung, bedingt durch eine Schlauchbandfeder 13 über zwei axial zueinander versetzt angeordnete Dichtlippen 14, 15 an einem Abschnitt der Mantelfläche gleichen Durchmessers am Lagerzapfen 6 an. Zur Errei chung einer Axialfixierung des Radialwellendichtrings 2 weist die Innenwandung 9 der Lagerbüchse 7 eine zumindest zum offenen Ende scharfkantig ausgebildete Umlaufnut 16 auf, die in der Einbaulage des Radialwellendichtrings 2, bedingt durch die radiale Vorspannung vom elastischen Material des Dichtkörpers 12 ausgefüllt wird. Der radiale Abschnitt des Dichtkörpers 12 dient außerdem zur Abstützung einer Tellerfeder 17, die sich gegenseitig an den Wälzkörpern 8 abstützt.

Der Dichtring 3, der im Vergleich zur Dichtfläche der Dichtlippen 14, 15 auf einem radial nach außen gestuften Abschnitt des Zapfens 6 drehfest aufgepreßt ist und damit statisch abdichtet, besitzt eine Dichtlippe 18, die unter Vorspannung an einer Innenwandung 19 der Armierung 10 anliegt. Eine radial aus dem Dichtring 3 ragende Armie rung 20 liegt an einer Stirnseite 21 der Lagerbüchse 7 an. Dem Dicht ring 3 ist die Dichtkappe 4 vorgelagert. Die aus einem zähelastischen, schlagfesten Elastomer gefertigte Dichtkappe 4 übergreift ein endsei tig radial abgesetztes Ende der Lagerbüchse 7. Zur Lagefixierung der Dichtkappe 4 dient eine umlaufende, endseitig radial nach innen ge richtete Haltenase 22 bzw. Wulst, die in eine Ringnut 23 der Lager büchse 7 formschlüssig verschnappt ist. Der radiale Abschnitt der Dichtkappe 4 ist mit einer Aussparung 24 versehen zur Schaffung einer radialen Oberdeckung 25 zwischen dem Innendurchmesser der Dichtkappe 4 und der Schulter 26 des Zapfens 6. Die erfindungsgemäße Dichtungs anordnung 1 bildet somit drei Dichträume, einen Labyrinthspalt 27, der sich im wesentlichen zwischen der Dichtkappe 4 und der Armierung 20 bildet, einen Ringraum 28, der axial von der Dichtlippe 18 und der Armierung 20 begrenzt ist sowie den Dichtraum 29 zwischen dem Radial wellendichtring 2 und dem Dichtring 3.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dich tungsanordnung sind die mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein stimmenden Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen, so daß be züglich deren Beschreibung auf die Ausführungen zum ersten Ausfüh rungsbeispiel verwiesen werden kann.

Die in Fig. 2 abgebildete Dichtungsanordnung 31 zeigt eine abweichend zur Dichtungsanordnung 1 (Fig. 1) ausgebildete Dichtkappe 34, die gemeinsam mit dem Dichtring 33 einen Labyrinthspalt 57 bilden. Zur Verlängerung des Labyrinthspaltes 57 und damit einer weiter verbes serten Abdichtung zeigt die Armierung 50 einen Schenkel 59 auf, der in eine Ausnehmung 60 der Dichtkappe 34 ragt. Diese Gestaltung der Dicht kappe 34 bewirkt außerdem eine vergrößerte radiale Überdeckung 55 der Schulter 56 bedingt durch eine entsprechend gestaltete Aussparung 54, die sich ergibt aufgrund der größeren axialen Erstreckung der Dicht kappe 34 im Vergleich zur Dichtkappe 4.

Bezugszeichenliste

1 Dichtungsanordnung
2 Radialwellendichtring
3 Dichtring
4 Dichtkappe
5 Wälzkörperraum
6 Zapfen
7 Lagerbüchse
8 Wälzkörper
9 Innenwandung
10 Armierung
11 Kröpfung
12 Dichtkörper
13 Schlauchbandfeder
14 Dichtlippe
15 Dichtlippe
16 Umlaufnut
17 Tellerfeder
18 Dichtlippe
19 Innenwandung
20 Armierung
21 Stirnseite
22 Haltenase
23 Ringnut
24 Aussparung
25 Überdeckung
26 Schulter
27 Labyrinthspalt
28 Ringraum
29 Dichtraum
31 Dichtungsanordnung
33 Dichtring
34 Dichtkappe
50 Armierung
54 Aussparung
55 Überdeckung
56 Schulter
57 Labyrinthspalt
59 Schenkel
60 Ausnehmung
61 Kröpfung

Claims

1. Dichtungsanordnung für eine Lagerung eines Zapfens in einer Lager büchse, insbesondere für wälzgelagerte Kreuzgelenke, bestehend aus einem mit einer Armierung versehenen Radialwellendichtring, der dreh fest in eine Bohrung der Lagerbüchse eingesetzt ist und mit einer Dichtlippe an dem Zapfen anliegt und aus einem weiteren armierten Dichtring, der im Bereich eines offenen Endes der Lagerbüchse drehfest an einer Schulter des Zapfens anliegend angeordnet und mit einer zur Lagerbüchse weisenden Dichtlippe versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsanordnung (1, 31) als weiteres Bauteil eine form schlüssig an einer Außenwandung der Lagerbüchse (7) gehaltene Dicht kappe (4, 34) aufweist, die mit einer Armierung (20, 50) des Dicht rings (3, 33) einen Labyrinthspalt (27, 57) bildet.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (18) des Dichtrings (3, 33) dichtend an der Innenwandung (19) der zum Radialwellendichtring (2) gehörenden Armierung (10) an liegt.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Armierung (20, 50) des Dichtrings (3, 33) stirnseitig an dem offenen Ende der Gelenkkreuzbüchse (7) abstützt.

4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (50) einen von dem stirnseitigen Ende der Gelenkkreuzbüchse (7) abweisenden, in axialer Richtung verlaufenden Schenkel (59) auf weist, der in eine Ausnehmung (60) der Dichtkappe (34) ragt.

5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsanordnung (1, 31) mit drei Dichtungsbereichen versehen ist, und zwar einem Dichtraum (29) zwischen dem Radialwellendichtring (2) und dem Dichtring (3), einem Ringraum (28) zwischen der Dichtlippe (18) und der Armierung (20, 50) des Dichtrings (3) und einem Laby rinthspalt (27, 57) zwischen der Dichtkappe (4, 34) und der Armierung (20, 50) des Dichtrings (3, 33).

6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialwellendichtring (2) zwei auf einer Mantelfläche des Zapfens (6) mit gleichem Durchmesser anliegende Dichtlippen (14, 15) aufweist.

7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (7) innenseitig eine scharfkantig gestaltete Umlaufnut (16) aufweist, die im eingebauten Zustand des Radialwellendichtrings (2) von einem elastischen Material eines Dichtkörpers (12) ausgefüllt werden kann.

8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die topfartig gestaltete Dichtkappe (4, 34) über eine Haltenase (22) in eine auf der Außenseite der Lagerbüchse (7) angebrachte Ringnut (23) eingreift.

9. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkappe (4, 34) eine radiale Überdeckung bildet zwischen dem Zapfen (6) und dem Innendurchmesser der Dichtkappe (4, 34) im Bereich einer Schulter (26, 56).

10. Dichtungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkappe (4, 34) aus einem zähelastischem, schlagfesten Elasto mer hergestellt ist.