DE69813604T2

DE69813604T2 - Schutzfaltenbalg für ein antriebswellengelenk

Info

Publication number: DE69813604T2
Application number: DE69813604T
Authority: DE
Inventors: Patrick Mersch; Bernard Lagier
Original assignee: Yamajany (sarl); YAMAJANY Sarl MARSEILLE
Current assignee: Yamajany (sarl); YAMAJANY Sarl MARSEILLE
Priority date: 1997-11-12
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2018-11-11
Also published as: DE69813604D1; ES2196618T3; EP1029182A1; CA2310100A1; EP1029182B1; FR2770883B1; WO1999024729A1; FR2770883A1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Schutzbalg für Gelenkverbindungen von Antriebswellen (Siehe beispielsweise Dokument WO 96/231 43).
Er ist dazu bestimmt um geschmierte Verbindungen der Art von „Kardangelenken" oder homokinetischen Gelenken herum angeordnet zu werden, die insbesondere im Bereich der Straßenfahrzeuge dazu verwendet werden, eine Drehbewegung auf bewegliche Organe zu übertragen, und betrifft vor allem den Industriesektor Ersatzteilherstellung für Reparatur- und Wartungswerkstätten für Fahrzeuge oder Schwerlastfahrzeuge.
Diese Vorrichtungen haben zwei wesentliche Funktionen. Zum einen dienen sie dazu, die Verbindungen und Gelenke vor Fremdkörpern, Aufprall und sonstigen äußeren Elementen zu schützen und zum anderen das Schmiermittel dicht einzuschließen, das die Gelenkverbindung für ihre Haltbarkeit benötigt. Diese Bälge unterliegen hinsichtlich Länge und Schräge ständigen Formänderungen und gleichzeitig Drehbewegungen mit ganz variabler Drehzahl.
Sie bestehen im Allgemeinen aus einem konischen Tubus aus weichem Elastomer, der in der Regel in einem Stück geformt ist, gebildet wird aus einem mittleren, Falten aufweisenden Teil, die das Biegen und die axiale Dehnung des Körpers zulassen, und aus zwei Enden, die beide versehen sind mit zylindrischen Befestigungszonen mit einem Innendurchmesser, der ihren Anschluss an die entsprechenden Elemente der Gelenkverbindung gestattet.
Meistens gewährleisten Klemmschellen, die an den beiden Enden der Bälge in zu diesem Zweck vorgesehenen Nuten angebracht werden, das Halten und die Dichtheit. Nach Einbringung des Balgs werden diese Schellen an den geeigneten Stellen positioniert und mit Hilfe eines manuell oder mechanischen wirkenden Werkzeugs angeklemmt. Um einen Ausbau des Übertragungsorgans zu verhindern erfolgt der Einbau der Bälge, insbesondere beim Auswechseln defekter Teile, häufig mit Hilfe eines unelastischen Hohlkonus, dessen Basis gegen den „Bolus" (Element mit dem größeren Durchmesser) der Gelenkverbindung angesetzt wird, und über den man den Balg mit Gewalt schiebt, so dass eine ausreichende radiale Aufdehnung für die Positionierung des breiteren Endes auf dem Umfang des genannten „Bolus" bewirkt wird, und des Endes mit dem kleineren Durchmesser auf der Antriebswelle. Wenn er am Ende des Konus angelangt ist, zieht sich der Tubus jäh zusammen, um sich an der richtigen Seite des „Bolus" zu positionieren.
Die Dauer dieser Arbeitsvorgänge kann insbesondere wegen des schwierigen Zugangs zu den Übertragungsorganen relativ groß sein. Außerdem wird die auf die Schellen angewandte Klemmkraft im Allgemeinen nicht überprüft, was bei einem falschen Wert eine verminderte Betriebssicherheit des Aufbaus bewirken kann. Eine zu starke Klemmung birgt die Gefahr, die Wand des Balgs anzureißen und nach einer gewissen Zeit einen Riss auszulösen, eine unzureichende Klemmung kann die Ursache für ein Verschieben oder Ausscheren der Schutzeinrichtung sein, was die Gefahr beinhaltet, schwerwiegende Schäden durch Schmiermittelverlust nach sich zu ziehen.
Durch diese Zwänge sowie die Notwendigkeit, über spezielles Werkzeug zu verfügen, wird diese Arbeit natürlich Fachmechanikern vorbehalten. Für ein optimales Arbeiten ist es nämlich erforderlich, über Einbaukegel oder Dehnungsringe mit unterschiedlichem Durchmesser zu verfügen.
Außerdem neigt das im Balg enthaltene Schmiermittel dazu sich unabhängig von der Qualität der Montage unter dem Einfluss der Bewegungen des Balgs, der von den Wälzlagern freigesetzten Wärme und der Fliehkraft von den Teilen der Verbindung zu entfernen, die nahe an der Drehachse liegen, was bei einer Leckage oder einer schlechten Befüllung den Betrieb oder die Haltbarkeit der Vorrichtung ernsthaft gefährden kann.
Ziel der Erfindung ist es, den Einbau eines Schutzbalgs so weit zu erleichtern, dass es einem Hobbybastler möglich wird, diesen selbst einzubauen. Sie gewährleistet dank der richtigen Klemmung der Befestigungszonen außerdem eine ausgezeichnete Schmierung der Gelenkverbindung sowie eine einwandfreie Dichtheit des Tubus.
Die Vorrichtung besteht aus einem konischen Balg, dessen Ende mit dem kleinen Durchmesser dehnbar ist und einen sägezahnförmigen Abschnitt aufweist, dessen Zähne in axialer Richtung durch Falten verlängert sind, so dass es sich ohne Anstrengungen radial aufweiten lässt, so dass der Einbau des Balgs über den „Bolus" der Gelenkverbindung ohne Werkzeug möglich wird, wobei der mittlere Teil vorteilhafterweise innen eine oder mehrere spiralförmige Rippen besitzt, die das in der Vorrichtung vorhandene Fett zum Gelenk transportieren, wenn das Gelenk läuft.
Auf den beigefügten Zeichnungen, die als nicht einschränkende Beispiele für Ausführungsarten des Gegenstands der Erfindung angegeben werden:
stellt 1 in der Seitenansicht einen Balg dar wie er gefertigt wird,
zeigt 2 den gleichen Balg gesehen am Ende der Seite des Endes mit dem kleinen Durchmesser,
stellen 3 und 4 unter den gleichen Bedingungen einen Balg dar, wie er nach dem Klemmen des Endes mit dem kleinen Durchmesser auf die Antriebswelle der Gelenkverbindungen erscheint,
ist 5 eine Ansicht am Ende des dehnbaren, maximal geweiteten Endes,
ist 6 eine Seitenansicht eines Balgs, der auf einer Gelenkverbindung angebracht ist,
sind 7 und 8 Axialschnitte zweier Balgvarianten mit spiralförmigen Rippen innen gemäß den Pfeilen F-F aus 4,
ist 9 eine Teilansicht des dehnbaren mit einer integrierten Klemmeinrichtung versehenen Endes, welche aus einem gleichzeitig mit dem Balg geformten Band besteht,
und 10 ist ein Detail, das ein Ende mit großem Durchmesser zeigt, das mit einer integrierten, aus einem umkantbaren zylindrischen Ring gebildeten Klemmeinrichtung versehen ist, die ebenfalls gleichzeitig mit dem Balg geformt wird.
Die Vorrichtung, 1 bis 10, besteht aus einem Tubus oder Konus, der aus einem weichen schmiermittelbeständigen Material, wie zum Beispiel Kautschuk oder Elastomer gefertigt wird, und drei Teile beinhaltet: zwei Enden 1, 2, die es ermöglichen, den bezeichneten Tubus dicht auf dem Gelenk 3 und auf der Antriebswelle 4 der Gelenkverbindung zu befestigen, und einen mittleren, mit Umfangsfalten 6 versehenen Körper, die dessen Biegen und axiale Verformungen zulassen.
Um einen einfachen Einbau ohne Ausbau der Transmission zu ermöglichen weist das Ende mit dem kleinen Durchmesser 2 einen radial aufweitbaren sägezahnförmigen Abschnitt 7 auf, die entlang eines Teils des mittleren Körpers 5 durch Falten 8 in axialer Richtung und mit identischem, jedoch degressivem Querschnitt verlängert werden. Die Form dieser Zähne und dieser Falten ist so festgelegt, dass der gesamte Balg ohne Anstrengungen über das Gelenk 3 geschoben werden kann, wenn das Ende mit dem kleinen Durchmesser aufgeweitet ist, und dass nach dem Aufschieben dieses Endes auf die Antriebswelle 4 eine Klemmeinrichtung, beispielsweise eine Schelle 9 montiert werden kann, die die Falten aufeinander legt und die Verbindung abdichtet.
Die Schmierung der Organe des Gelenks 3 der Verbindung kann mit Hilfe einer oder mehrerer innen liegender spiralförmiger Rippen 10, 10' erheblich verbessert werden, die so festgelegt sind, dass eine Bewegung des Schmiermittels hin zu diesen bewirkt wird. Auf 7 kann man solche Rippen sehen, die auf einen Balg mit Parallelfalten 6 Anwendung fanden, wobei diese Rippen jene Falten „überlappen", während auf 8 die Falten 6' selbst spiralförmig sind, und die Rippen 10' auf der Innenseite der Vertiefung dieser Falten angeordnet sind.
Die Drehbewegung der Transmission und somit des mittleren Körpers 5 des Balgs und des enthaltenen Schmiermittels treibt letzteres unter dem Einfluss der Fliehkraft dazu, den Rippen 10, 10' in Richtung des Endes mit dem großen Durchmesser 1 zu folgen. In eben diesem Bereich liegen die mechanischen Elemente, die der Schmierung bedürfen (Verbindungen, Wälzlager, usw.). Diese Wirkung nimmt mit der Drehzahl zu.
Wie 8 zeigt kann das Ende mit dem großen Durchmesser 1 in so genannter „Universalausführung" gestaltet sein, das heißt mehrfache stufenförmige zylindrische Befestigungszonen beinhalten, die es gestatten, ein und denselben Tubus für mehrere Gelenkverbindungen mit unterschiedlichen Abmessungen zu verwenden.
Der Balg beinhaltet vorteilhafterweise an mindestens einem seiner Enden 1, 2, und eventuell an den beiden Enden, eine integrierte Klemmeinrichtung aus Elastomer, die in einem Arbeitsgang mit dem Balg hergestellt wird, ohne Werkzeug montiert wird und deren Klemmkraft von der Arbeitsweise des Mechanikers, der diese Vorrichtung montiert, unabhängig ist.
Diese Klemmeinrichtung kann aus einem Band 11 (9) bestehen, das die zylindrischen Enden 1, 2 des Balgs umschlingen kann, wobei diese eventuell mit seitlichen Führungsrippen 12 versehen sind, die mit jenen vergleichbar sind, die in der Regel für die nicht integrierten Klemmschellen verwendet werden. Die Bänder beinhalten ein Blockiermittel, beispielsweise bestehend aus einem oder mehreren am Ende angeordneten Löchern 13, welche zusammenwirken mit mindestens einem „Knopf" oder einem Niet (14), der mit dem zylindrischen Ende 1, 2, fest verbunden ist, oder aus Kugeln oder Sperrvorrichtungen mit geeigneter Form, die mit dem Band 11 fest verbunden sind, wobei das Ganze so gestaltet ist, dass das Ende des Bandes unter das Band selbst geführt wird, um ein Blockieren zu erreichen.
Die in das Ende mit dem größeren Durchmesser 1 integrierte Klemmeinrichtung kann aus einem zylindrischen Ring 15 bestehen, der mit dem Balg eine in einem Stück geformte Einheit bildet, das bezeichnete Ende verlängert und dazu bestimmt ist, über dieses Ende umgeschlagen zu werden. Die Klemmkraft kann durch Veränderung der Dicke des Klemmrings 15 und der Differenz zwischen den Innenradien des zylindrischen Endes 1 und des Rings ( 10) an den Bedarf angepasst werden.
Die Positionierung der verschiedenen Elemente, welche Bestandteile sind, verleiht dem Gegenstand der Erfindung ein Maximum an sachdienlichen Wirkungen, die bisher nicht durch vergleichbare Vorrichtungen erzielt wurden.

Claims

Schutzbalg für Gelenkverbindungen von Antriebswellen bestehend aus einem konischen Tubus aus weichem Elastomer mit einem mittleren, Falten aufweisenden Körper (5), die dessen Biegen und axiale Dehnung zulassen und dessen beide Enden (1, 2) mit zylindrischen Befestigungszonen versehen sind, der für geschmierte Gelenkverbindungen der Art von Kardangelenken oder homokinetischen Gelenken bestimmt ist, wie sie insbesondere für Straßenfahrzeuge verwendet werden, und der vor allem unter dem Gesichtspunkt, als Ersatzteil zu dienen, konzipiert ist, gekennzeichnet dadurch, dass das Ende mit dem kleinen Durchmesser (2), das auf der Antriebswelle (4) der Gelenkverbindung befestigt wird, dehnbar ist und sich ohne Anstrengungen radial aufweiten lässt, so dass der Faltenbalg bei der Montage ohne Werkzeug über das Gelenk geschoben werden kann.
Schutzbalg gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Ende mit dem kleinen Durchmesser (2) einen sägezahnförmigen Abschnitt (7) aufweist, dessen Zähne in axialer Richtung durch Falten (8) auf einem Teil des mittleren Körpers (5) verlängert sind, wobei die Form der Zähne und der Falten so festgelegt ist, dass nach dem Aufschieben dieses Endes auf die Antriebswelle (4) eine Klemmeinrichtung, zum Beispiel eine Schelle (9) montiert werden kann, die die Falten aufeinander legt und die Verbindung abdichtet.
Faltenbalg gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass der mittlere Körper (5) innen eine oder mehrere spiralförmige Rippen (10, 10') besitzt, die in der Lage sind, das in der Vorrichtung vorhandene Fett zum Gelenk (3) zu transportieren, wenn die Antriebswelle läuft.
Schutzbalg gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, dass der mittlere Körper (5) parallele Falten (6) aufweist und die spiralförmigen Rippen (10) über diesen Falten sitzen.
Schutzbalg gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, dass der mittlere Körper (5) spiralförmige Falten (6') aufweist und die Rippen (10') auf der Innenseite der Vertiefungen dieser Falten angeordnet sind.
Schutzbalg gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass mindestens eines der beiden Enden (1, 2) mit einer in das Elastomer eingelassenen Klemmeinrichtung versehen ist, die in einem Arbeitsgang mit dem Balg hergestellt wird, ohne Werkzeug montiert wird und deren Klemmkraft von der Arbeitsweise des Mechanikers, der diese Vorrichtung montiert, unabhängig ist.
Schutzbalg gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass die integrierte Klemmeinrichtung aus einem Band (11) besteht, das eines der zylindrischen Enden (1, 2) umschlingen kann und ein Blockiermittel besitzt, zum Beispiel eines oder mehrere, am Ende angeordnete Löcher (13) und mindestens einen „Knopf" oder einen Niet (14), der mit dem Ende des Balges fest verbunden ist, oder eine Sperrvorrichtung, die so gestaltet ist, dass das Ende des Bandes unter das Band selbst geführt wird, um ein Blockieren zu erreichen.
Schutzbalg gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass die in das Ende mit dem größeren Durchmesser (1) integrierte Klemmeinrichtung aus einem zylindrischen Ring (15) besteht, der mit dem Balg eine in einem Stück geformte Einheit bildet, und der das Ende mit dem größeren Durchmesser verlängert und dazu bestimmt ist, über dieses Ende umgeschlagen zu werden.