DE102004007331A1

DE102004007331A1 - Kugelgelenk

Info

Publication number: DE102004007331A1
Application number: DE200410007331
Authority: DE
Inventors: Stephan Grundey
Original assignee: ContiTech Vibration Control GmbH
Current assignee: ContiTech Vibration Control GmbH
Priority date: 2004-02-14
Filing date: 2004-02-14
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2024-02-15
Also published as: DE102004007331B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk (1) mit einem Gehäuse (2), einem Zapfen (3), der mit einem Ende (4) im Gehäuse (2) angeordnet ist, und einem Schutz- oder Dichtungsbalg (5), der mit seinem ersten Ende (6) dichtend am Zapfen (3) und mit seinem zweiten Ende (7) durch ein Befestigungsmittel dichtend am Gehäuse (2) befestigt ist. Erfindungsgemäß ist das Befestigungsmittel ein Kunststoffring (8), der mit seinem ersten ende (9) über eine vorgegebene Länge fest mit dem zweiten Ende (7) des Schutz- oder Dichtungsbalges (5) verbunden ist und mit seinem zweiten Ende (10) am Gehäuse (2) befestigt ist, wobei das zweite Ende (10) des Kunststoffringes (8) wenigstens einen Vorsprung (11) aufweist, der in eine vorgegebene Ausnehmung (12) am Gehäuse 2 durch Aufschieben des Kunstoffringes (8) auf das Gehäuse (2) eingerastet ist, wobei sich wenigstens ein Teil des mit dem Kunststoffring (8) verbundenen zweiten Endes (7) des Schutz- oder Dichtungsbalges (5) abdichtend zwischen dem ersten Ende (9) des Kunststoffringes (8) und dem Gehäuse (2) einfügt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit einem Gehäuse, einem Zapfen, der mit einem Ende im Gehäuse angeordnet ist, und einem Schutz- oder Dichtungsbalg, der mit seinem ersten Ende dichtend am Zapfen und mit seinem zweiten Ende durch ein Befestigungsmittel dichtend am Gehäuse befestigt ist

Ein derartiges Kugelgelenk ist beispielsweise aus der DE 101 35 822 A1 bekannt. Zur Befestigung des Schutz- oder Dichtungsbalges am Gehäuse weist dieses an seiner Außenseite einen umlaufenden Kanal auf, in dem das zweite Ende des Schutz- oder Dichtungsbalges eingefügt und mit einem elastischen Ring, nämlich einem so genannten Spannring, fixiert ist. Ein weiteres gattungsgemäßes Kugelgelenk ist aus der DE 101 24 295 A1 bekannt, bei dem das zweite Ende des Schutz- oder Dichtungsbalges ebenfalls mittels eines Federrings in einer umlaufenden Nut am Umfang des Gehäuses statisch befestigt ist. Nachteilig an derartigen Befestigungen des Schutz- oder Dichtungsbalges am Gehäuse ist die relativ aufwendige Montage, wobei leicht Beschädigungen am Schutz- oder Dichtungsbalg auftreten können, die dann zu Undichtigkeiten des Kugelgelenks und zum Eindringen von Verunreinigungen in das Kugelgelenk führen. Diese Verunreinigungen verursachen einen vorzeitigen Verschleiß des Kugelgelenks.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kugelgelenk bereitzustellen, bei dem der Schutz- oder Dichtungsbalg in einfacher Montage am Gehäuse befestigt und die Gefahr auftretender Undichtigkeiten herabgesetzt ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Kugelgelenk der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das Kugelgelenk umfasst ein Gehäuse, einen Zapfen, der mit einem Ende im Gehäuse angeordnet ist, und einen Schutz- oder Dichtungsbalg, der mit seinem ersten Ende dichtend am Zapfen und mit seinem zweiten Ende durch ein Befestigungsmittel dichtend am Gehäuse befestigt ist.

Erfindungsgemäß ist das Befestigungsmittel ein Kunststoffring, der mit seinem ersten Ende über eine vorgegebene Länge fest mit dem zweiten Ende des Schutz- oder Dichtungsbalges verbunden ist und mit seinem zweiten Ende am Gehäuse befestigt ist, wobei das zweite Ende des Kunststoffringes wenigstens einen Vorsprung aufweist, der in eine vorgegebene Ausnehmung am Gehäuse durch Aufschieben des Kunststoffringes auf das Gehäuse eingerastet ist. Beim Einrasten ist wenigstens ein Teil des mit dem Kunststoffring verbundenen zweiten Endes des Schutz- oder Dichtungsbalges abdichtend zwischen dem ersten Ende des Kunststoffringes und dem Gehäuse einfügt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Kugelgelenkes wird erreicht, dass der Schutz- oder Dichtungsbalg durch einfaches Aufklipsen am Gehäuse befestigt werden kann und im montierten Zustand sicher befestigt ist, wobei die Gefahr auftretender Undichtigkeiten sowohl während als auch nach der Montage, nämlich während des Betriebes des Kugelgelenkes, herabgesetzt ist.

Hierbei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass die Undichtigkeiten während des Betriebes des Kugelgelenkes insbesondere dadurch entstehen, dass die Befestigungsmittel bei herkömmlichen Kugelgelenken nicht nur der Befestigung des Schutz- oder Dichtungsbalges am Gehäuse dienen, sondern gleichzeitig auch die Abdichtung gewährleisten sollen, in dem sie unmittelbar auf das Ende des Schutz- oder Dichtungsbalges drücken und diesen gegen das Gehäuse pressen. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass der Schutz- oder Dichtungsbalg durch die beim Betrieb des Kugelgelenkes auftretenden Kräfte insbesondere dort undicht wird, wo die Befestigungsmittel das Ende des Schutz- oder Dichtungsbalges gegen das Gehäuse pressen. Die Befestigungsfunktion ist hierbei quasi direkt mit der Abdichtungsfunktion gekoppelt.

Das erfindungsgemäße Kugelgelenk sieht dagegen eine Trennung von Befestigungsfunktion und Abdichtungsfunktion vor. Die Befestigung des Schutz- oder Dichtungsbalges am Gehäuse erfolgt durch Aufschieben des mit dem Schutz- oder Dichtungsbalg fest verbundenen, erfindungsgemäß ausgestalteten Kunststoffringes auf das Gehäuse, wobei der wenigstens ein Vorsprung in eine vorgegebene Ausnehmung am Gehäuse einrastet. Die Montage ist gegenüber herkömmlichen Befestigungsverfahren deutlich vereinfacht. Der wenigstens eine Vorsprung steht hierbei vorteilhaft in keinem direkten Kontakt mit dem Schutz- oder Dichtungsbalg, sondern erfindungsgemäß nur mit der Ausnehmung des Gehäuses. Kräfte, die auf den wenigstens einen Vorsprung wirken, werden direkt auf das Gehäuse übertragen, so dass der Kunststoffring eine reine Befestigungsfunktion hat. Die Abdichtungsfunktion wird dagegen beim Einrasten des Kunststoffringes dadurch erreicht, dass wenigstens ein Teil des mit dem Kunststoffring verbundenen zweiten Endes des Schutz- oder Dichtungsbalges sich abdichtend zwischen dem ersten Ende des Kunststoffringes und dem Gehäuse einfügt.

Die Verwendung einer Hülse bzw. einer Scheibe aus einem Kunststoff zur Befestigung eines Dichtungsbalges ist für sich zwar aus der DE 198 34 678 A1 bekannt, jene ist jedoch vollständig mit dem zu befestigenden Ende des Dichtungsbalges verbunden und dient zur Versteifung eines hülsenförmigen Abschnitts bzw. eines radial verlaufenden Abschnitts des Dichtungsbalges, der mit diesem Abschnitt in einer Ausnehmung eines Außenringes eines Gelenklagers befestigt ist. Eine Trennung von Befestigungsfunktion und Abdichtungsfunktion ist nicht gegeben.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Kunststoffring an seinem zweiten Ende mehrfach eingeschnitten ist, wobei jeder Abschnitt einen radial nach innen gerichteten Vorsprung aufweist.

Dadurch wird erreicht, dass der Schutz- und Dichtungsbalg besonders schnell, sicher und einfach durch Aufschieben des Kunststoffringes auf das Gehäuse am Gehäuse befestigt werden kann. Durch die Einschnitte lässt sich der Kunststoffring an seinem zweiten Ende beim Aufschieben auf das Gehäuse kurzfristig radial nach außen dehnen, bis die Vorsprünge in die Ausnehmung des Gehäuses einrasten. Der Kunststoffring bzw. der mit dem Kunststoffring verbundene Schutz- und Dichtungsbalg wird also quasi auf das Gehäuse geklipst. Entsprechend kann auch von einer so genannten „Clip"-Montage gesprochen werden.

Weiterhin ist vorgesehen, dass das erste Ende des Kunststoffringes über eine vorgegebene Länge in das zweite Ende des Schutz- oder Dichtungsbalges eingelassen bzw. eingebettet ist. Das erste Ende des Kunststoffringes ist somit sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite von dem Schutz- oder Dichtungsbalg umschlossen. Durch diese Einbettung wird eine gute kraft- bzw. reibschlüssige Verbindung zwischen Kunststoffring und Schutz- oder Dichtungsbalg sichergestellt und ein starker Halt des Schutz- oder Dichtungsbalges am Gehäuse gewährleistet.

Vorzugsweise weist das erste Ende des Kunststoffringes in dem Bereich, der mit dem zweiten Ende des Schutz- oder Dichtungsbalges verbunden ist, Öffnungen auf. Bei der Herstellung der Verbindung von Kunststoffring und Schutz- oder Dichtungsbalg können diese Öffnungen vom Material des Schutz- oder Dichtungsbalg durchsetzt werden, so dass eine gute formschlüssige Verbindung zwischen Kunststoffring und Schutz- oder Dichtungsbalg sichergestellt und ein starker Halt des Schutz- oder Dichtungsbalges am Gehäuse gewährleistet wird.

Eine noch stärkere Verbindung zwischen Kunststoffring und Schutz- oder Dichtungsbalg kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, dass zwischen dem zweiten Ende des Schutz- oder Dichtungsbalges und dem ersten Ende des Kunststoffringes ein Haftvermittler vorgesehen ist.

Vorzugsweise besteht der Schutz- oder Dichtungsbalg aus Gummi oder einem gummiähnlichen Material.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass das zweite Ende des Schutz- oder Dichtungsbalges durch Vulkanisation mit dem ersten Ende des Kunststoffringes verbunden ist. Auch hierdurch wird eine besonders feste Verbindung gewährleistet.

Der Schutz- oder Dichtungsbalg kann auch aus wenigstens einem thermoplastischen Polyolefin, thermoplastischen Polyurethan oder Polyurethan bestehen. Geeignet ist beispielsweise das thermoplastische Polymer Polytetrafluorethylen.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der zwischen dem ersten Ende des Kunststoffringes und dem Gehäuse eingefügte Teil des mit dem Kunststoffring verbundenen zweiten Endes des Schutz- oder Dichtungsbalges wenigstens eine, vorzugsweise bis zu drei Dichtungslippen aufweist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigen
1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Kugelgelenkes im Querschnitt,
2 einen schematischen Einzelausschnitt des am Gehäuse montierten Schutz- oder Dichtungsbalges im Querschnitt,
3 eine perspektivische Ansicht des mit dem Kunststoffring fest verbundenen Schutz- oder Dichtungsbalges, und
4 einen Querschnitt des mit dem Kunststoffring fest verbundenen Schutz- oder Dichtungsbalges.
In 1 ist das erfindungsgemäße Kugelgelenk 1 im Querschnitt dargestellt.
Das Kugelgelenk 1 umfasst ein Gehäuse 2, einen Zapfen 3, der mit einem Ende 4 im Gehäuse 2 angeordnet ist, und einen Schutz- oder Dichtungsbalg 5, der mit seinem ersten Ende 6 dichtend am Zapfen 3 und mit seinem zweiten Ende 7 durch ein Befestigungsmittel dichtend am Gehäuse 2 befestigt ist. Das Befestigungsmittel ist ein Kunststoffring 8, der mit seinem ersten Ende 9 fest und dicht mit dem zweiten Ende 7 des Schutz- oder Dichtungsbalges 5 verbunden ist. Das erste Ende 9 des Kunststoffringes 8 ist hierbei sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite von dem zweiten Ende 7 des Schutz- oder Dichtungsbalges 5 umhüllt. Diese Einbettung gewährleistet einen sicheren und dichten Halt. Der Schutz- oder Dichtungsbalg 5 besteht aus Gummi, wobei das zweite Ende 7 des Schutz- oder Dichtungsbalges 5 durch Vulkanisation mit dem ersten Ende 9 des Kunststoffringes 8 verbunden ist.
Das zweite Ende 10 des Kunststoffringes 8 ist durch Aufschieben auf das Gehäuse 2 am Gehäuse 2 befestigt. Die Montage ist gegenüber den herkömmlichen Verfahren vereinfacht, da das zweite Ende 10 des Kunststoffringes 8 nur auf das Gehäuse 2 aufgeklipst werden muss. Hierzu weist das zweite Ende 10 des Kunststoffringes 8 wenigstens einen Vorsprung 11 auf, der in eine vorgegebene Ausnehmung 12 am Gehäuse 2 durch Aufschieben des Kunststoffringes 8 auf das Gehäuse 2 einrastet. 1 zeigt das Kugelgelenk 1 im bereits montierten Zustand, in dem der wenigstens eine Vorsprung 11 bereits eingerastet ist. Der am Kunststoffring 8 angeordnete Vorsprung 11 hält den Schutz- oder Dichtungsbalg 5 sicher am Gehäuse 2 fest und besitzt eine reine Befestigungsfunktion.
Die Abdichtung des Schutz- oder Dichtungsbalges 5 gegenüber dem Gehäuse 2 erfolgt dagegen dadurch, dass sich ein Teil des mit dem Kunststoffring 8 verbundenen zweiten Endes 7 des Schutz- oder Dichtungsbalges 5 beim Aufklipsen abdichtend zwischen dem ersten Ende 9 des Kunststoffringes 8 und dem Gehäuse 2 einfügt. Hierdurch wird eine Trennung von Abdichtung und Befestigung erreicht. Der zwischen dem ersten Ende 9 des Kunststoffringes 8 und dem Gehäuse 2 eingefügte Teil dient allein zur Abdichtung des Schutz- oder Dichtungsbalges 5. Die Befestigung und Kräfteübertragung des Schutz- oder Dichtungsbalges 5 erfolgt dagegen über den Kunststoffring 2 bzw. den daran angeordneten Vorsprung 11.
Durch die Trennung von Befestigungsfunktion und Abdichtungsfunktion wird eine verbesserte Abdichtung insbesondere während des Betriebes des Kugelgelenkes erreicht.
In 2 ist ein schematischer Einzelausschnitt des am Gehäuse 2 montierten Schutz- oder Dichtungsbalges 5 im Querschnitt dargestellt.
Der Schutz- oder Dichtungsbalg 5 ist – wie dargestellt – mit seinem zweiten Ende 7 durch den Kunststoffring 8 am Gehäuse 2 befestigt. Hierzu ist der Kunststoffring 8 mit seinem ersten Ende 9 in das zweite Ende 7 des Schutz- oder Dichtungsbalges 5 eingebettet und mit diesem fest und dicht verbunden. Eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Kunststoffring 8 und dem Schutz- oder Dichtungsbalg 5 ist dadurch gegeben, dass das erste Ende 9 des Kunststoffringes 8 in dem Bereich, der mit dem zweiten Ende 7 des Schutz- oder Dichtungsbalges 5 verbunden ist, Öffnungen 14 aufweist, die vom zweiten Ende 7 des Schutz- oder Dichtungsbalges 5 ausgefüllt sind.
Das zweite Ende 10 des Kunststoffringes 8 weist einen Vorsprung 11 auf, der in eine Ausnehmung 12 am Gehäuse 2 eingerastet ist. Hierbei ist ein Teil des mit dem Kunststoffring 8 verbundenen zweiten Endes 7 des Schutz- oder Dichtungsbalges 5 abdichtend zwischen dem ersten Ende 9 des Kunststoffringes 8 und dem Gehäuse 2 eingefügt. Die Abdichtung des Schutz- oder Dichtungsbalges 5 wird durch zwei Dichtungslippen 15 gewährleistet und ist von der Befestigung des Schutz- oder Dichtungsbalges 5 getrennt.
In 3 ist eine perspektivische Ansicht des mit dem Kunststoffring 8 fest verbundenen Schutz- oder Dichtungsbalges 5 dargestellt.
Der Schutz- oder Dichtungsbalg 5 wird mit seinem ersten Ende 6 dichtend an einem hier nicht dargestellten Zapfen und mit seinem zweiten Ende 7 dichtend an einem hier nicht dargestellten Gehäuse befestigt. Die Befestigung am Gehäuse erfolgt mittels eines Kunststoffringes 8, der mit seinem ersten Ende in das zweite Ende 7 des Schutz- oder Dichtungsbalges 5 eingebettet ist und mit seinem zweiten Ende 10 an dem hier nicht dargestellten Gehäuse durch einfaches Aufklipsen befestigt werden soll. Hierzu ist der Kunststoffring 8 an seinem zweiten Ende 10 mehrfach eingeschnitten, wobei jeder Abschnitt 13 einen radial nach innen gerichteten Vorsprung 11 aufweist.
Beim Aufschieben bzw. Aufklipsen des Kunststoffringes 8 auf das hier nicht dargestellte Gehäuse 2 werden die Abschnitte 13 kurzzeitig nach radial außen gedehnt, bis die Vorsprünge 11 in eine vorgegebene Ausnehmung 12 am hier nicht dargestellten Gehäuse 2 einrasten. Nach dem Einrasten ist der Kunststoffring 8 und damit der Schutz- oder Dichtungsbalg 5 sicher am Gehäuse 2 befestigt.
Der Querschnitt des unmontierten Schutz- und oder Dichtungsbalges 5 ist im Wesentlichen kreisförmig.
In 4 zeigt schließlich einen Querschnitt des mit dem Kunststoffring 8 fest verbundenen und bereits in 3 dargestellten Schutz- oder Dichtungsbalges 5. Es wird auf die Beschreibung zu 3 verwiesen, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Bauteile bezeichnen.

1: Kugelgelenk
2: Gehäuse
3: Zapfen
4: Ende des Zapfens
5: Schutz- oder Dichtungsbalg
6: erstes Ende des Schutz- oder Dichtungsbalges
7: zweites Ende des Schutz- oder Dichtungsbalges
8: Kunststoffring
9: erstes Ende des Kunststoffringes
10: zweites Ende des Kunststoffringes
11: Vorsprung
12: Ausnehmung
13: Abschnitt
14: Öffnung
15: Dichtungslippe

Claims

Kugelgelenk (1) mit einem Gehäuse (2), einem Zapfen (3), der mit einem Ende (4) im Gehäuse (2) angeordnet ist, und einem Schutz- oder Dichtungsbalg (5), der mit seinem ersten Ende (6) dichtend am Zapfen (3) und mit seinem zweiten Ende (7) durch ein Befestigungsmittel dichtend am Gehäuse (2) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel ein Kunststoffring (8) ist, der mit seinem ersten Ende (9) über eine vorgegebene Länge fest mit dem zweiten Ende (7) des Schutz- oder Dichtungsbalges (5) verbunden ist und mit seinem zweiten Ende (10) am Gehäuse (2) befestigt ist, wobei das zweite Ende (10) des Kunststoffringes (8) wenigstens einen Vorsprung (11) aufweist, der in eine vorgegebene Ausnehmung (12) am Gehäuse (2) durch Aufschieben des Kunststoffringes (8) auf das Gehäuse (2) eingerastet ist, wobei sich wenigstens ein Teil des mit dem Kunststoffring (8) verbundenen zweiten Endes (7) des Schutz- oder Dichtungsbalges (5) abdichtend zwischen dem ersten Ende (9) des Kunststoffringes (8) und dem Gehäuse (2) einfügt.
Kugelgelenk (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffring (8) an seinem zweiten Ende (10) mehrfach eingeschnitten ist, wobei jeder Abschnitt (13) einen radial nach innen gerichteten Vorsprung (11) aufweist.
Kugelgelenk (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (9) des Kunststoffringes (8) über eine vorgegebene Länge in das zweite Ende (7) des Schutz- oder Dichtungsbalges (5) eingelassen ist.
Kugelgelenk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (9) des Kunststoffringes (8) in dem Bereich, der mit dem zweiten Ende (7) des Schutz- oder Dichtungsbalges (5) verbunden ist, Öffnungen (14) aufweist.
Kugelgelenk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Ende (7) des Schutz- oder Dichtungsbalges (5) und dem ersten Ende (9) des Kunststoffringes (8) ein Haftvermittler vorgesehen ist.
Kugelgelenk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutz- oder Dichtungsbalg (5) aus Gummi oder gummiähnlichem Material besteht.
Kugelgelenk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende (7) des Schutz- oder Dichtungsbalges (5) durch Vulkanisation mit dem ersten Ende (9) des Kunststoffringes (8) verbunden ist.
Kugelgelenk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutz- oder Dichtungsbalg (5) aus wenigstens einem thermoplastischen Polyolefin, thermoplastischen Polyurethan oder Polyurethan besteht.
Kugelgelenk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen dem ersten Ende (9) des Kunststoffringes (8) und dem Gehäuse (2) eingefügte Teil des mit dem Kunststoffring (8) verbundenen zweiten Endes (7) des Schutz- oder Dichtungsbalges (5) wenigstens eine, vorzugsweise bis drei Dichtungslippen (15) aufweist.