WO2004104438A1 - Faltenbalganordnung - Google Patents

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WO2004104438A1
WO2004104438A1 PCT/EP2004/004938 EP2004004938W WO2004104438A1 WO 2004104438 A1 WO2004104438 A1 WO 2004104438A1 EP 2004004938 W EP2004004938 W EP 2004004938W WO 2004104438 A1 WO2004104438 A1 WO 2004104438A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
adapter ring
bellows
holes
section
joint part
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/004938
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Deisinger
Original Assignee
Gkn Driveline International Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gkn Driveline International Gmbh filed Critical Gkn Driveline International Gmbh
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Priority to US10/557,505 priority patent/US7607986B2/en
Publication of WO2004104438A1 publication Critical patent/WO2004104438A1/de

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/84Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor
    • F16D3/843Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor enclosed covers
    • F16D3/845Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor enclosed covers allowing relative movement of joint parts due to the flexing of the cover
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/202Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
    • F16D3/205Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part
    • F16D3/2055Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part having three pins, i.e. true tripod joints

Definitions

  • the invention relates to a bellows arrangement with a longitudinal axis A for sealing an annular gap between an outer joint part of a tripod joint and a shaft connected to an inner joint part of the tripod joint.
  • Joint outer parts of tripod joints are three-leaf in cross-section on their opening side on the outer circumference, i. H. corresponding to the tripod pins and roller arrangements of the inner joint part, they have three elevations and three recesses over the circumference with a uniform pitch angle. This means that they do not meet the requirements for immediate opening of rotationally symmetrical bellows.
  • bellows which comprise an adapter ring and a bellows section connected thereto.
  • the adapter ring can be fitted with a suitably designed inner surface on the cloverleaf-shaped outer surface of the outer joint part.
  • DE 101 23 216 A1 shows such a bellows arrangement in which the adapter ring is connected to the bellows section by thermal welding or by gluing. Areas with radial thickenings are regularly formed on the adapter ring over the circumference. Due to these mass accumulations, sink marks and cavities can occur in the adapter ring when the adapter ring is manufactured. In addition, the mass accumulations lead to an uneven cooling of the adapter ring, which increases the tendency to warp due to differences in shrinkage.
  • EP 0 915 264 A2 discloses a bellows arrangement which is produced in the blow molding process and which comprises a bellows and an adapter ring connected to it in one piece.
  • the adapter ring has inner wall sections which are adapted to an external geien part and a cylindrical outer wall section. Radially extending resilient ribs are provided between the inner wall sections and the cylindrical outer wall section, the thickness of which corresponds approximately to the thickness of the wall sections.
  • EP 1 182 372 A2 shows a similar bellows arrangement produced in one piece in the blow molding process with a bellows for connecting to a shaft and an adapter ring for connecting to an outer joint part.
  • the adapter ring has a radially outer cylindrical and a three-leaf contour adapted radially on the inside to the outer contour of the outer joint part. In the regions of greater radial thickness of the wall formed in this way, a plurality of parallel slots are provided in planes perpendicular to the longitudinal axis of the bellows arrangement.
  • a bellows which serves to seal an annular space between an outer joint part of a tripod joint and a shaft connected to an inner joint part of the tripod joint, which has an elastic adapter ring for connection to the outer joint part and an elastic bellows section connected therewith, which is located between the adapter ring and a collar for fastening to the shaft, the adapter ring having a cylindrical outer surface and an inner surface which is adapted in cross-section to the outer contour of the outer joint part for form-fitting seating on the outer joint part, a plurality of holes being provided at least in partial regions of the adapter ring is, which start from an end face of the adapter ring and are arranged like a honeycomb.
  • Such a bellows has the advantage that there is no accumulation of material even in the area of radial thickenings between the inner surface and the outer surface of the adapter ring. In this way, the risk of void formation when the injection molded adapter ring cools is minimized and there is only slight warpage due to shrinkage.
  • the adapter ring according to the invention is designed to be radially resilient, so that the inner surface bears tightly against the cloverleaf-shaped outer surface of the outer joint part even in the region of the thickening by tightening a tensioning band and is acted upon radially inwards.
  • the perforated structure has the advantage that the adapter ring has a high rigidity in these regions provided with holes in comparison with an adapter ring with ribs.
  • the holes run parallel to the longitudinal axis of the bellows.
  • the holes are preferably designed as blind holes and the bellows section is connected radially in the region of the outer surface to the adapter ring. So that the mass accumulations in the adapter ring are kept as low as possible, the holes extend almost over the entire axial depth of the adapter ring.
  • This has the advantage that a blow-molded bellows section can be designed rotationally symmetrically with a circular cylindrical cross-section in the connection area to the adapter ring, so that stresses in the bellows section are evenly distributed when the tripod joint is in operation.
  • the holes are designed as through holes and the bellows section is connected radially in the region of the inner surface to the adapter ring.
  • the holes are designed as through holes and the bellows section is connected radially in the region of the inner surface to the adapter ring.
  • at least in a radial section through the adapter ring at least two holes are arranged adjacent to one another on circles with different radii.
  • three or more holes can also be arranged radially adjacent to one another. In this way it is ensured that the areas with radial thickenings have a particularly high rigidity.
  • a bellows with a longitudinal axis which is used to seal an annular space between an outer joint part of a trip odo joint and a shaft connected to an inner joint part of the tripod joint, comprising an elastic adapter ring for connection to the outer joint part and an elastic bellows section connected thereto, which extends between the adapter ring and a collar for fastening on the shaft, the adapter ring having a cylindrical outer surface and has an inner surface adapted in cross section to the outer contour of the outer joint part for form-fitting seating on the outer joint part, a plurality of holes being provided at least in peripheral partial regions of the adapter ring, which holes start from an outer surface of the adapter ring and are arranged in a honeycomb manner.
  • This embodiment offers the same rigidity advantages as the above embodiment.
  • the holes run radially to the longitudinal axis. They have approximately the same cross-section with each other and are essentially evenly distributed in the wall and packed with the same density.
  • the holes are preferably designed as blind holes, so that the joint space is sealed and no lubricant or dirt can get into the joint space.
  • the bellows section is connected to the adapter ring in a rotationally symmetrical and radial manner in the region of the outer surface. In order to keep the areas with large mass accumulation low, it is provided that the holes of the adapter ring extend almost radially to the inner surface.
  • the holes in the adapter ring are slightly conical. This facilitates demolding after the injection blow molding process.
  • the holes can have a round or elliptical, but also a polygonal, in particular a hexagonal cross section.
  • a hexagonal cross section has the advantage that the wall formed between adjacent holes has a constant thickness. This ensures that the adapter ring has a uniform strength in the area of the holes.
  • the holes are preferably arranged next to one another in the highest packing density, a supporting web being formed in each case between two adjacent holes.
  • a further solution to the above-mentioned object consists in a bellows with a longitudinal axis, which serves to seal an annular space between an external part of a tripod joint and a shaft connected to an inner part of the tripod joint, comprising an elastic adapter ring for connection to the outer part of the joint and an elastic part connected thereto Bellows section which extends between the adapter ring and a collar for fastening on the shaft, the adapter ring having a cylindrical outer surface and an inner surface which is adapted in cross section to the outer contour of the outer joint part for positive seating on the outer joint part, at least in circumferential partial regions of the adapter ring a plurality of pore-shaped cavities is provided.
  • This bellows offers the same advantages as the bellows described above with a large number of holes in the adapter ring.
  • the cavities preferably have approximately the same diameter and are distributed essentially uniformly. It is particularly provided that the cavities are arranged in the tightest packing density, so that the adapter ring has a particularly high rigidity in the areas with radial thickenings. According to a preferred embodiment, the cavities are closed on all sides, so that the adapter ring seals the annular space of the joint and no lubricant can escape to the outside. According to an alternative embodiment, it is provided that the cavities are at least partially open-pored with one another, at least one of the two end faces and at least one of the two peripheral surfaces being designed to be closed without pores. This also ensures that the annulus of the joint is sealed off.
  • the adapter ring and the bellows section are formed in one piece in accordance with the above-mentioned solutions and are produced in the injection blow molding process.
  • the adapter ring and the bellows section are made of a thermoplastic elastomer.
  • the adapter ring and the bellows section are formed in two parts and subsequently connected to one another. Can be used to connect the two components Conventional positive or material joining processes, in particular gluing or welding, are used.
  • the adapter ring and the bellows section are preferably made of a thermoplastic elastomer, other material combinations, for example adapter ring made of rubber and bellows section made of thermoplastic elastomer, are not excluded.
  • Figure 1 shows a bellows according to the invention in a first embodiment in a perspective view
  • Figure 2 shows a detail of the bellows of Figure 1 in an axial view of the adapter ring
  • Figure 3 shows the bellows of Figure 1 in longitudinal section
  • Figure 4 shows a bellows according to the invention in a second embodiment in a perspective view.
  • Figure 5 shows the bellows of Figure 4 in cross section through the adapter ring
  • FIG. 6 shows a bellows according to the invention in a third embodiment in longitudinal section
  • Figure 7 shows the bellows of Figure 6 in cross section through the adapter ring.
  • a bellows 1 which has an adapter ring 2 and a bellows section 3.
  • the adapter ring 2 and the bellows section 3 are formed in one piece and consist of an elastic material, in particular of thermoplastic or elastomeric plastic.
  • the bellows 1 serves to seal the joint space of a tripod joint, not shown, which has an outer joint part with a transverse cut trefoil-shaped outer contour, an inner joint part which engages in the outer Geienkausteil, and includes a tripodestem and roller assemblies.
  • a shaft for torque transmission is used in the tripodestem.
  • the joint space between the outer joint part and the shaft is bridged by the bellows section 3, which is designed to be rotationally symmetrical.
  • a first annular fold 4 of the bellows section 3 is connected to the adapter ring 2.
  • a collar 5 is seated on the shaft in a sealed manner, an annular bead 17, which runs around radially on the inside, can engage in a corresponding annular groove of the shaft for axial fixation.
  • an annular groove 6 is provided, in which a tightening strap, not shown, can engage.
  • the adapter ring 2 has a radially outer cylindrical outer surface 10 with radial projections 7 which are regularly distributed over the circumference and against which a tensioning band, also not shown, for attaching the adapter ring to the external part of the outside can be brought into contact.
  • Radially on the inside, the adapter ring 2 has an inner surface 8 with a partially circumferential annular bead 16, which can engage in a corresponding annular groove in the outer surface of the outer joint part.
  • the inner surface 8 is adapted in cross section to the outer contour of the outer joint part, so that the adapter ring 2 can be fitted onto the outer joint part in a sealing manner.
  • the adapter ring 3 has recesses 9 and thickenings 11 that are distributed alternately over the circumference.
  • holes 12 extending and axially extending are provided from the radial surface 13, several holes being arranged radially adjacent to one another in a longitudinal plane.
  • the holes have approximately the same cross section and are essentially evenly distributed and arranged parallel to one another in a high packing density, which is referred to here as a honeycomb-like structure.
  • the holes 12 are designed as blind holes, the hole ends being located at an axial distance from the radial surface 14 facing the bellows section 3, so that the joint space is sealed off from the outside.
  • the holes 12 are over their axial extension slightly conical.
  • the bellows 1 according to the invention with a honeycomb structure in the adapter ring 2 has the advantage that mass accumulations are reduced. In this way it is ensured that shrinkage occurring during cooling and the resulting distortion are minimized and weight is saved. Furthermore, the adapter ring 2 with a honeycomb structure is relatively stiff in relation to an adapter ring with radial ribs and has a high elasticity in comparison with a solid body. In this way, when the adapter ring 2 is in the mounted state, the inner surface 8 lies on the outer joint part in a sealing manner over the entire circumference on the outer surface of the outer joint part and is acted upon radially inwards.
  • FIGS. 4 and 5 A second embodiment of a bellows according to the invention is shown in FIGS. 4 and 5, which are described together below. The same details are provided with the same reference numerals as in Figures 1 to 3, which is why reference is made to the above description.
  • the present adapter ring 2 ' has in the region of its radial thickenings 11' from the cylindrical outer surface 10 'and radially inwardly extending holes 12'. These have approximately the same cross section and are essentially evenly distributed and arranged in a high packing density with respect to one another, so that they form a honeycomb-like structure.
  • the holes 12 ' are designed as blind holes, the hole ends being located at a radial distance from the inner surface 8' of the adapter ring 2 ', as can be seen in particular from FIG. 5.
  • the holes 12 ' have a round cross section and taper radially inwards.
  • the conical design ensures that the molds used for the production can be easily removed from the mold with cores to form the holes after the injection blow molding, since the frictional forces between the cores and the walls of the holes 12 'are low.
  • This embodiment with radially running holes 12 'offers the same advantages as the embodiment with axially running holes according to FIGS. 1 to 3.
  • FIGS. 6 and 7, which are described together below, show a further embodiment of a bellows according to the invention.
  • the present foldable 1 has a multiplicity of pore-shaped cavities 15.
  • the cavities 15 all have approximately the same diameter and are arranged in a high packing density. It can be seen that the inner surface 8", the outer surface 10 "and the bellows section 3" facing radial surface 14 "of the adapter ring 2" are designed to be non-porous so that the joint space is sealed off from the outside and no dirt or lubricant can get out.
  • the bellows 1 "according to the invention with a foam-like structure in the areas with thickened portions 11" of the adapter ring 2 " has the advantage that mass accumulations are reduced. This ensures that shrinkage occurring during cooling and the resulting distortion are minimized, and weight is saved Furthermore, the adapter ring 2 "with a foam-like structure is relatively stiff in relation to an adapter ring with ribs. In this way, the inner surface 8 "in the mounted state of the adapter ring 2" on the outer joint part seals over the entire circumference of the outer surface of the outer joint part and is acted upon radially inwards.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Diaphragms And Bellows (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Faltenbalg, der zum Abdichten eines Ringspalts zwischen einem Gelenkaussenteil eines Tripodegelenks und einer mit einem Gelenkinnenteil des Tripodegelenks verbundenen Welle dient. Der Faltenbalg (1) umfasst einen elastischen Adapterring (2) zum Anschliessen an das Gelenkaussenteil und einen hiermit verbundenen elastischen Balgabschnitt (3), der sich zwischen dem Adapterring (2) und einem Bund (5) zum Befestigen auf der Welle erstreckt. Der Adapterring (2) weist eine zylindrische Aussenfläche (10) und eine im Querschnitt an die Aussenkontur des Gelenkaussenteils angepasste Innenfläche (8) zum formschlüssigen Aufsitzen auf dem Gelenkaussenteil auf. Dabei sind zumindest in Teilbereichen der zwischen der Innenfläche (8) und der Aussenfläche (10) gebildeten Wandung eine Vielzahl von Löchern (12) vorgesehen, die von einer Stirnfläche oder Radialfläche des Adapterrings ausgehen und mit wabenartiger Struktur angeordnet sind.

Description

Faltenbalganordnung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Faltenbalganordnung mit einer Längsachse A zum Abdichten eines Ringspalts zwischen einem Gelenkaußenteil eines Tripodegelenks und einer mit einem Gelenkinnenteil des Tripodegelenks verbundenen Welle. Gelenkaußenteile von Tripodegelenken sind an ihrer Öffnungsseite am Außenumfang im Querschnitt dreiblättrig, d. h. entsprechend den Tripodezapfen und Rollenanordnungen des Gelenkinnenteils weisen sie drei Erhebungen und drei Ausnehmungen über dem Umfang mit gleichmäßigem Teilungswinkel auf. Sie erfüllen damit nicht die Voraussetzungen zu einem unmittelbaren Aufziehen von rotationssymmetrischen Faltenbälgen.
Es ist aus diesem Grund üblich, Faltenbälge zu verwenden, die einen Adapterring sowie einen hiermit verbundenen Balgabschnitt umfassen. Dabei kann der Adapterring mit einer entsprechend ausgebildeten Innenfläche auf der kleeblattförmige Außenfläche des Gelenkaußenteils aufgezogen werden.
Die DE 101 23 216 A1 zeigt eine solche Faltenbalganordnung bei der der Adapterring durch thermisches Schweißen oder durch Kleben mit dem Balgabschnitt verbunden ist. Am Adapterring sind über den Umfang regelmäßig verteilte Bereiche mit radialen Verdickungen ausgebildet. Im Adapterring können aufgrund dieser Massenanhäufungen beim Herstellen des Adapterrings Einfallstellen und Lunker entstehen. Außerdem führen die Massenanhäufungen zu einer ungleichmäßigen Abkühlung des Adapterrings, wodurch die Verzugsneigung aufgrund von Schwindungsdifferenzen erhöht wird. Aus der EP 0 915 264 A2 ist eine im Blasformverfahren hergestellte Faltenbalganordnung bekannt, die einen Faltenbalg sowie einen hiermit einstückig verbundenen Adapterring umfaßt. Der Adapterring weist - im Querschnitt betrachtet - an ein Geienkaußenteil angepaßte innere Wandabschnitte sowie einen zylindrischen äußeren Wandabschnitt auf. Zwischen den inneren Wandabschnitten und dem zylindrischen äußeren Wandabschnitt sind radial verlaufende federnde Rippen vorgesehen, deren Dicke in etwa der Dicke der Wandabschnitte entspricht.
Die EP 1 182 372 A2 zeigt eine ähnliche im Blasformverfahren einstückig hergestellte Faltenbalganordnung mit einem Faltenbalg zum Verbinden mit einer Welle und einem Adapterring zum Verbinden mit einem Gelenkaußenteil. Der Adapterring hat radial außen eine zylindrische und radial innen eine der Außenkontur des Gelenkaußenteils angepaßte dreiblättrige Kontur. In den so gebildeten Bereichen radial größerer Dicke der Wandung sind eine Mehrzahl paralleler Schlitze in zur Längsachse der Faltenbalganordnung senkrechten Ebenen vorgesehen.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Faltenbalg zum Abdichten eines Ringspalts zwischen einem Gelenkaußenteil eines Tripodegelenks und einer mit einem Gelenkinnenteil des Tripodegelenks verbundenen Welle vorzuschlagen, der gute Abdichtungseigenschaften bei gleichzeitig verbesserter Herstellbarkeit sowie einen geringen Verzug beim Erstarren aufweist.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Faltenbalg, der zum Abdichten eines Ringraums zwischen einem Gelenkaußenteil eines Tripodegelenks und einer mit einem Gelenkinnenteil des Tripodegelenks verbundenen Welle dient, vorgeschlagen, welcher einen elastischen Adapterring zum Anschließen an das Gelenkaußenteil und einen hiermit verbundenen elastischen Balgabschnitt, der sich zwischen dem Adapterring und einem Bund zum Befestigen auf der Welle erstreckt, umfaßt, wobei der Adapterring eine zylindrische Außenfläche und eine im Querschnitt an die Außenkontur des Gelenkaußenteils angepaßte Innenfläche zum formschlüssigen Aufsitzen auf dem Gelenkaußenteil aufweist, wobei zumindest in Teilbereichen des Adapterrings eine Vielzahl von Löchern vorgesehen ist, die von einer Stirnfläche des Adapterrings ausgehen und wabenartig angeordnet sind. Ein derartiger Faltenbalg hat den Vorteil, daß es auch im Bereich radialer Verdickungen zwischen der Innenfläche und der Außenfläche des Adapterrings nicht zu einer Materialanhäufung kommt. Auf diese Weise ist die Gefahr von Lunkerbildung beim Abkühlen des spritzgeformten Adapterrings minimiert und es entsteht nur geringer Verzug aufgrund von Schrumpfungen. Des weiteren ist der erfindungsgemäße Adapterring radial elastisch federnd ausgebildet, so daß die Innenfläche durch Festziehen eines Spannbandes auch im Bereich der Verdickungen gut dichtend an der kleeblattförmigen Außenfläche des Gelenkaußenteils anliegt und radial nach innen beaufschlagt wird. Außerdem bietet die löchrige Struktur den Vorteil, daß der Adapterring in diesen mit Löchern versehenen Bereichen eine hohe Steifigkeit im Vergleich mit einem Adapterring mit Rippen aufweist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen die Löcher parallel zur Längsachse des Faltenbalgs. Dabei sind die Löcher vorzugsweise als Sacklöcher ausgebildet und der Balgabschnitt ist radial im Bereich der Außenfläche mit dem Adapterring verbunden. Damit im Adapterring die Massenanhäufungen möglichst gering gehalten werden, erstrecken sich die Löcher nahezu über die gesamte axiale Tiefe des Adapterrings. Dies hat den Vorteil, daß ein blasgeformter Balgabschnitt rotationssymmetrisch mit kreiszylindrischem Querschnitt im Anschlussbereich zum Adapterring gestaltet sein kann, so daß Spannungen im Balgabschnitt bei Betrieb des Tripodegelenks gleichmäßig verteilt sind. Für bestimmte Anwendungsfälle kann auch vorgesehen sein, daß die Löcher als Durchgangslöcher gestaltet sind und der Balgabschnitt radial im Bereich der Innenfläche mit dem Adapterring verbunden ist. In Konkretisierung der Erfindung ist vorgesehen, daß zumindest in einem Radialschnitt durch den Adapterring zumindest zwei Löcher auf Kreisen mit unterschiedlichen Radien benachbart zueinander angeordnet sind. Insbesondere können auch drei und mehr Löcher radial benachbart zueinander angeordnet sein. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die Bereiche mit radialen Verdickungen eine besonders hohe Steifigkeit aufweisen.
Nach einer zweiten Lösung wird ein Faltenbalg mit einer Längsachse vorgeschlagen, der zum Abdichten eines Ringraums zwischen einem Gelenkaußenteil eines Trip- odegelenks und einer mit einem Gelenkinnenteil des Tripodegelenks verbundenen Welle dient, umfassend einen elastischen Adapterring zum Anschließen an das Geienkaußenteil und einen hiermit verbundenen elastischen Balgabschnitt, der sich zwischen dem Adapterring und einem Bund zum Befestigen auf der Welle erstreckt, wobei der Adapterring eine zylindrische Außenfläche und eine im Querschnitt an die Außenkontur des Gelenkaußenteils angepaßte Innenfläche zum formschlüssigen Aufsitzen auf dem Gelenkaußenteil aufweist, wobei zumindest in Umfangs- Teilbereichen des Adapterrings eine Vielzahl von Löchern vorgesehen ist, die von einer Außenfläche des Adapterrings ausgehen und wabenartig angeordnet sind. Diese Ausführungsform bietet dieselben Vorteile hinsichtlich der Steifigkeit wie die obengenannte Ausführungsform.
In Konkretisierung ist vorgesehen, daß die Löcher radial zur Längsachse verlaufen. Sie haben untereinander einen in etwa gleichen Querschnitt und sind im wesentlichen gleichmäßig in der Wandung verteilt und gleich dicht gepackt. Vorzugsweise sind die Löcher als Sacklöcher gestaltet, so daß der Gelenkraum abgedichtet ist und keinerlei Schmiermittel aus dem oder Schmutz in den Gelenkraum gelangen kann. Dabei ist der Balgabschnitt in bevorzugter Ausgestaltung rotationssymmetrisch und radial im Bereich der Außenfläche mit dem Adapterring verbunden. Um die Bereiche mit größerer Massenanhäufung gering zu halten, ist vorgesehen, daß sich die Löcher des Adapterrings nahezu bis zur Innenfläche radial erstrecken.
In bevorzugter Ausgestaltung der beiden genannten Ausführungsformen, d. h. derjenigen mit von der Stirnfläche ausgehenden Löchern und derjenigen mit von der Außenfläche ausgehenden Löchern, sind die Löcher im Adapterring leicht konisch gestaltet. Hierdurch wird die Entformung nach dem Spritzblasvorgang erleichtert. Die Löcher können einen runden oder elliptischen, aber auch einen mehreckigen, insbesondere einen sechseckigen Querschnitt aufweisen. Ein sechseckiger Querschnitt hat den Vorteil, daß die zwischen benachbarten Löchern gebildete Wandung eine konstante Dicke aufweist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Adapterring im Bereich der Löcher eine gleichmäßige Festigkeit aufweist. Vorzugsweise sind die Löcher in höchster Packungsdichte nebeneinander angeordnet, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Löchern ein tragender Steg gebildet ist. Eine weitere Lösung der oben genannten Aufgabe besteht in einem Faltenbalg mit einer Längsachse, der zum Abdichten eines Ringraums zwischen einem Geienkaußenteil eines Tripodegelenks und einer mit einem Gelenkinnenteil des Tripodegelenks verbundenen Welle dient, umfassend einen elastischen Adapterring zum Anschließen an das Gelenkaußenteil und einen hiermit verbundenen elastischen Balgabschnitt, der sich zwischen dem Adapterring und einem Bund zum Befestigen auf der Welle erstreckt, wobei der Adapterring eine zylindrische Außenfläche und eine im Querschnitt an die Außenkontur des Gelenkaußenteils angepaßte Innenfläche zum formschlüssigen Aufsitzen auf dem Gelenkaußenteil aufweist, wobei zumindest in Umfangs-Teilbereichen des Adapterrings eine Vielzahl von porenförmigen Hohlräumen vorgesehen ist. Dieser Faltenbalg bietet dieselben Vorteile, wie die oben beschriebenen Faltenbalge mit einer Vielzahl von Löchern im Adapterring.
Vorzugsweise weisen die Hohlräume in etwa gleiche Durchmesser auf und sind im wesentlichen gleichmäßig verteilt. Es ist insbesondere vorgesehen, daß die Hohlräume in engster Packungsdichte angeordnet sind, so daß der Adapterring eine besonders hohe Steifigkeit in den Bereichen mit radialen Verdickungen aufweist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Hohlräume allseitig geschlossen, so daß der Adapterring den Ringraum des Gelenks dichtend abschließt und kein Schmiermittel nach außen gelangen kann. Nach einer hierzu alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Hohlräume zumindest teilweise untereinander offenporig ausgebildet sind, wobei zumindest eine der beiden Stirnflächen und zumindest eine der beiden Umfangsflächen porenfrei geschlossen ausgestaltet ist. Auf diese Weise ist ebenfalls gewährleistet, daß der Ringraum des Gelenks dichtend abgeschlossen ist.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der Adapterring und der Balgabschnitt nach den oben genannten Lösungen einstückig ausgebildet und im Spritzblasverfahren hergestellt. Dabei sind der Adapterring und der Balgabschnitt aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt. Nach einer hierzu alternativen Ausführungsform sind der Adapterring und der Balgabschnitt zweiteilig ausgebildet und nachträglich miteinander verbunden. Zum Verbinden der beiden Bauteile können herkömmliche formschiüssige oder stoffschlüssige Fügeverfahren, insbesondere Kleben oder Schweißen, Anwendung finden. Vorzugsweise sind der Adapterring und der Balgabschnitt aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt, wobei andere Werkstoffkombinationen, beispielsweise Adapterring aus Gummi und Balgabschnitt aus thermoplastischem Elastomer, nicht ausgeschlossen sind.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend beschrieben. Darin zeigt
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Faltenbalg in einer ersten Ausführungsform in perspektivischer Ansicht;
Figur 2 einen Ausschnitt vom Faltenbalg nach Figur 1 in Axialansicht auf den Adapterring;
Figur 3 den Faltenbalg nach Figur 1 im Längsschnitt;
Figur 4 einen erfindungsgemäßen Faltenbalg in einer zweiten Ausführungsform in perspektivischer Ansicht.
Figur 5 den Faltenbalg nach Figur 4 im Querschnitt durch den Adapterring;
Figur 6 einen erfindungsgemäßen Faltenbalg in einer dritten Ausführungsform im Längsschnitt und
Figur 7 den Faltenbalg nach Figur 6 im Querschnitt durch den Adapterring.
In den Figuren 1 , 2 und 3, welche im folgenden gemeinsam beschrieben werden, ist ein Faltenbalg 1 dargestellt, welcher einen Adapterring 2 und einen Balgabschnitt 3 aufweist. Der Adapterring 2 und der Balgabschnitt 3 sind einstückig ausgebildet und bestehen aus einem elastischen Material, insbesondere aus thermoplastischem oder elastomerem Kunststoff. Der Faltenbalg 1 dient zum Abdichten des Gelenkraumes eines nicht dargestellten Tripodegelenks, welches ein Gelenkaußenteil mit im Quer- schnitt kleeblattförmige Außenkontur, ein Gelenkinnenteil, das in das Geienkaußenteil eingreift, sowie einen Tripodestem und Rollenanordnungen umfaßt. In den Trip- odestem ist eine Welle zur Drehmomentübertragung eingesetzt. Der Gelenkraum zwischen dem Gelenkaußenteil und der Welle wird durch den Balgabschnitt 3 überbrückt, der rotationssymmetrisch gestaltet ist. Eine erste Ringfalte 4 des Balgabschnitts 3 ist mit dem Adapterring 2 verbunden. Ein Bund 5 sitzt auf der Welle abgedichtet auf, wobei eine radial innen teilweise umlaufende Ringwulst 17 in eine entsprechende Ringnut der Welle zur axialen Fixierung eingreifen kann. Zum Befestigen des Bundes 5 auf der Welle ist eine Ringnut 6 vorgesehen, in die ein nicht dargestelltes Spannband eingreifen kann.
Der Adapterring 2 weist radial außen eine zylindrische Außenfläche 10 mit regelmäßig über den Umfang verteilten radialen Vorsprüngen 7 auf, gegen die ein ebenfalls nicht dargestelltes Spannband zum Befestigen des Adapterringes auf dem Geienkaußenteil in Anlage bringbar ist. Radial innen weist der Adapterring 2 eine Innenfläche 8 mit einer teilweise umlaufenden Ringwulst 16 auf, die in eine entsprechende Ringnut in der Außenfläche des Gelenkaußenteils eingreifen kann. Die Innenfläche 8 ist im Querschnitt an die Außenkontur des Gelenkaußenteiles angepaßt, so daß der Adapterring 2 auf das Gelenkaußenteil dichtend aufgezogen werden kann. Durch diese Ausgestaltung hat der Adapterring 3 regelmäßig über den Umfang abwechselnd verteilte Ausnehmungen 9 und Verdickungen 11.
Um im Bereich der Verdickungen 11 Massenanhäufungen, die zu einer ungleichmäßigen Abkühlung des Adapterringes und damit zu Verzug führen, zu vermeiden, sind von der Radialfläche 13 ausgehende und sich axial erstreckende Löcher 12 vorgesehen, wobei in einer Längsebene mehrere Löcher radial benachbart zueinander angeordnet sind. Die Löcher weisen in etwa einen gleichen Querschnitt auf und sind im wesentlichen gleichmäßig verteilt und in hoher Packungsdichte parallel zueinander angeordnet, was hier als wabenartige Struktur bezeichnet ist. Wie insbesondere aus Figur 3 hervorgeht, sind die Löcher 12 als Sacklöcher gestaltet, wobei sich die Lochenden mit axialem Abstand zu der dem Balgabschnitt 3 zugewandten Radialfläche 14 befinden, so daß der Gelenkraum nach außen abgedichtet ist. Um eine gute Entformbarkeit nach dem Spritzblasen zu gewährleisten, sind die Löcher 12 über ihre axiale Erstreckung leicht konisch gestaltet.
Der erfindungsgemäße Faltenbalg 1 mit wabenartiger Struktur im Adapterring 2 hat den Vorteil, daß Massenanhäufungen reduziert sind. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß beim Abkühlen auftretende Schrumpfungen und sich hieraus ergebender Verzug minimiert, sowie Gewicht eingespart wird. Des weiteren ist der Adapterring 2 mit wabenartiger Struktur in Bezug auf einen Adapterring mit radialen Rippen relativ steif ausgebildet und hat im Vergleich mit einem Vollkörper eine hohe Elastizität. Auf diese Weise liegt die Innenfläche 8 in aufgezogenem Zustand des Adapterringes 2 auf das Gelenkaußenteil über den ganzen Umfang dichtend an der Außenfläche des Gelenkaußenteiles an und wird nach radial innen beaufschlagt.
In den Figuren 4 und 5, die im folgenden gemeinsam beschreiben werden, ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Faltenbalgs dargestellt. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugziffern versehen wie in den Figuren 1 bis 3, weswegen auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Im Unterschied zur Ausführungsform nach Figur 1 weist der vorliegende Adapterring 2' im Bereich seiner radialen Verdickungen 11' von der zylindrischen Außenfläche 10' ausgehende und sich radial nach innen erstreckende Löcher 12' auf. Diese haben in etwa einen gleichen Querschnitt und sind im wesentlichen gleichmäßig verteilt und in hoher Pak- kungsdichte zueinander angeordnet, so daß sie eine wabenartige Struktur bilden. Dabei sind die Löcher 12' als Sacklöcher gestaltet, wobei sich die Lochenden mit radialem Abstand zur Innenfläche 8' des Adapterrings 2' befinden, wie insbesondere aus Figur 5 hervorgeht. Die Löcher 12' weisen einen runden Querschnitt auf und verjüngen sich nach radial innen. Durch die konische Ausgestaltung wird gewährleistet, daß die zum Herstellen eingesetzten Formwerkzeuge mit Kernen zur Bildung der Löcher nach dem Spritzblasen leicht wieder entformt werden können, da so die Reibungskräfte zwischen den Kernen und den Wandungen der Löcher 12' gering sind. Diese Ausführungsform mit radial verlaufenden Löchern 12' bietet dieselben Vorteile wie die Ausführungsform mit axial verlaufenden Löchern nach den Figuren 1 bis 3.
Die Figuren 6 und 7, welche im folgenden gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Faltenbalgs. Dabei sind gleiche Einzelheiten mit gleichen Bezugsziffern versehen wie in Figur 1 ; insofern wird auf die obige Beschreibung Bezug genommen. Im Unterschied zu den anderen Ausführungsformen weist der vorliegende Faltenbaig 1" eine Vielzahl von porenförmigen Hohlräumen 15 auf. Die Hohlräume 15 haben alle in etwa den gleichen Durchmesser und sind in hoher Packungsdichte angeordnet. Es ist ersichtlich, daß die Innenfläche 8", die Außenfläche 10" sowie die dem Balgabschnitt 3" zugewandte Radialfläche 14" des Adapterrings 2" porenfrei geschlossen ausgebildet sind, so daß der Gelenkraum nach außen hin abgedichtet ist und kein Schmutz hinein oder Schmiermittel heraus gelangen kann. Der erfindungsgemäße Faltenbalg 1" mit schaumförmiger Struktur in den Bereichen mit Verdickungen 11" des Adapterrings 2" hat den Vorteil, daß Massenanhäufungen reduziert sind. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß beim Abkühlen auftretende Schrumpfungen und sich hieraus ergebender Verzug minimiert, so wie Gewicht eingespart wird. Des weiteren ist der Adapterring 2" mit schaumförmiger Struktur in Bezug auf einen Adapterring mit Rippen relativ steif ausgebildet. Auf diese Weise liegt die Innenfläche 8" in aufgezogenem Zustand des Adapterrings 2" auf das Gelenkaußenteil über den ganzen Umfang dichtend an der Außenfläche des Gelenkaußenteiles an und wird nach radial innen beaufschlagt.
Faltenbalganordnung
Bezugszeichenliste
1 Faltenbalg
2 Adapterring
3 Balgabschnitt
4 Erster Bund
5 Zweiter Bund
6 Ringnut
7 Vorsprung
8 Innenfläche
9 Ausnehmung
10 Außenfläche
11 Verdickung
12 Loch
13 Radialfläche
14 Radialfläche
15 Hohlraum
16 Ringwulst
17 Ringwulst
A Längsachse

Claims

FaltenbalganordnungPatentansprüche
1. Faltenbalg mit einer Längsachse (A), der zum Abdichten eines Ringraums zwischen einem Gelenkaußenteil eines Tripodegelenks und einer mit einem Gelenkinnenteil des Tripodegelenks verbundenen Welle dient, umfassend einen elastischen Adapterring (2) zum Anschließen an das Gelenkaußenteil und einen hiermit verbundenen elastischen Balgabschnitt (3), der sich zwischen dem Adapterring (2) und einem Bund (5) zum Befestigen auf der Welle erstreckt, wobei der Adapterring (2) eine zylindrische Außenfläche (10) und eine im Querschnitt an die Außenkontur des Gelenkaußenteils angepaßte Innenfläche (9) zum formschlüssigen Aufsitzen auf dem Gelenkaußenteil aufweist, wobei zumindest in Umfangs-Teilbereichen des Adapterrings (2) eine Vielzahl von Löchern (12) vorgesehen ist, die von einer Stirnfläche (13) des Adapterrings (2) ausgehen und mit wabenartiger Struktur angeordnet sind.
2. Faltenbalg nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Löcher (12) parallel zur Längsachse (A) verlaufen.
3. Faltenbalg nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (12) als Sacklöcher ausgebildet sind und der Balgabschnitt (3) radial im Bereich seiner Außenfläche (10) mit dem Adapterring (2) verbunden ist.
4. Faltenbalg nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Löcher (12) nahezu über die gesamte axiale Tiefe des Adapterrings (2) erstrecken.
5. Faltenbalg nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Löcher (12) als Durchgangslöcher gestaltet sind und der Balgabschnitt (3) radial im Bereich seiner Innenfläche (9) mit dem Adapterring (2) verbunden ist.
6. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest in einem Radialschnitt zumindest zwei Löcher (12) auf Kreisen mit unterschiedlichen Radien benachbart zueinander angeordnet sind.
7. Faltenbalg mit einer Längsachse (A), der zum Abdichten eines Ringraumes zwischen einem Gelenkaußenteil eines Tripodegelenks und einer mit einem Gelenkinnenteil des Tripodegelenks verbundenen Welle dient, umfassend einen elastischen Adapterring (2) zum Anschließen an das Gelenkaußenteil und einen hiermit verbundenen elastischen Balgabschnitt (3), der sich zwischen dem Adapterring (2) und einem Bund (5) zum Befestigen auf der Welle erstreckt, wobei der Adapterring (2) eine zylindrische Außenfläche (10) und eine im Querschnitt an die Außenkontur des Gelenkaußenteils angepaßte Innenfläche (9) zum formschlüssigen Aufsitzen auf dem Gelenkaußenteil aufweist, wobei zumindest in Umfangs-Teilbereichen des Adapterrings (2) eine Vielzahl von Löchern (12) vorgesehen ist, die von einer Außenfläche (10) des Adapterrings (2) ausgehen, und mit wabenartiger Struktur angeordnet sind.
8. Faltenbalg nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Löcher (12) radial zur Längsachse (A) verlaufen.
9. Faltenbalg nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Löcher (12) als Sacklöcher ausgestaltet sind und sich die Löcher (12) im Adapterring (2) nahezu bis zur Innenfläche (8) erstrecken.
10. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Balgabschnitt (3) radial im Bereich der Außenfläche (10) mit dem Adapterring (2) verbunden ist.
11. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Löcher (12) leicht konisch ausgestaltet sind.
12. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Löcher (12) einen runden oder elliptischen Querschnitt aufweisen.
13. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Löcher (12) einen mehreckigen, insbesondere einen sechseckigen, Querschnitt aufweisen.
14. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Löcher (12) einen untereinander gleichen Querschnitt aufweisen.
15. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Löcher (12) in der Wandung gleichmäßig verteilt und gleich dicht gepackt sind.
16. Faltenbalg nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Löcher (12) in höchster Packungsdichte nebeneinander angeordnet sind, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Löchern (12) ein tragender Steg gebildet ist.
17. Faltenbalg mit einer Längsachse (A), der zum Abdichten eines Ringspalts zwischen einem Gelenkaußenteil eines Tripodegelenks und einer mit einem Gelenkinnenteil des Tripodegelenks verbundenen Welle dient, umfassend einen elastischen Adapterring (2) zum Anschließen an das Gelenkaußenteil und einen hiermit verbundenen elastischen Baigabschnitt (3), der sich zwischen dem Adapterring (2) und einem Bund (5) zum Befestigen auf der Welle erstreckt, wobei der Adapterring (2) eine zylindrische Außenfläche (10) und eine im Querschnitt an die Außenkontur des Gelenkaußenteils angepaßte Innenfläche (9) zum formschlüssigen Aufsitzen auf dem Gelenkaußenteil aufweist, wobei zumindest in Umfangs-Teilbereichen des Adapterrings (2) eine Vielzahl von porenförmigen Hohlräumen (15) vorgesehen ist.
18. Faltenbalg nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hohlräume (15) in etwa einen gleichen Durchmesser aufweisen und im wesentlichen gleichmäßig verteilt sind.
19. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hohlräume (15) in engster Packungsdichte angeordnet sind.
20. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hohlräume (15) allseitig geschlossen sind.
21. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hohlräume (15) zumindest teilweise untereinander offenporig ausgebildet sind, wobei zumindest eine der beiden Stirnflächen (13, 14) und zumindest eine der beiden Umfangflächen (8, 10) porenfrei geschlossen ausgestaltet ist.
22. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 21 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Adapterring (2) und der Balgabschnitt (3) mit dem Bund (5) einstückig ausgebildet sind.
23. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 21 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Adapterring (2) und der Balgabschnitt (3) mit dem Bund (5) zweiteilig hergestellt und nachträglich umlaufend miteinander verbunden sind.
24. Faltenbalg nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Adapterring (2) und der Balgabschnitt (3) formschlüssig miteinander verbunden sind.
25. Faltenbalg nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterring (2) und der Balgabschnitt (3) stoffschlüssig, insbesondere mittels Schweißen oder Kleben, miteinander verbunden sind.
26. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 22 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Adapterring (2) und der Balgabschnitt (3) aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt sind.
27. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 23 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Adapterring (2) aus Gummi und der Balgabschnitt (3) aus thermoplastischem Material hergestellt ist.
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