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Die Erfindung betrifft einen Dichtungsbalg, insbesondere zur Abdichtung eines Kugelgelenks mit einem schwenkbeweglich gegenüber einem Gelenkgehäuse gelagerten Kugelzapfen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kugelgelenk mit einem solchen Dichtungsbalg.
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Im Fahrzeugbau kommen Kugelgelenke auf vielfältige Weise zum Einsatz. Insbesondere im Fahrwerk dienen Kugelgelenke dazu, Fahrwerkskomponenten wie beispielsweise Lenkerbauteile, Radträger, Spurstangen oder dergleichen gelenkig miteinander oder mit dem Fahrzeugaufbau beziehungsweise einem daran befestigten Achsträger zu verbinden. Kugelgelenke bestehen üblicherweise aus einem wenigstens einseitig offenen Gelenkgehäuse mit einer Gehäuseausnehmung sowie einem in der Gehäuseausnehmung schwenkbeweglich gegenüber dem Gelenkgehäuse gelagerten Kugelzapfen, dessen Zapfenabschnitt aus der Gehäuseöffnung herausragt. Zumeist wird zwischen dem Gelenkgehäuse und einer dem Kugelzapfen zugeordneten Gelenkkugel eine Lagerschale angeordnet, welche die Reibung und somit den Verschleiß des Gelenks trotz der zuweilen hohen betrieblichen Belastungen reduziert.
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Zur Gewährleistung einer dauerhaft möglichst widerstandsarmen Beweglichkeit des Kugelgelenks ist es notwendig, konstruktive Maßnahmen zu treffen, die eine Dauerschmierung mit Gelenkfett ermöglichen, um die Reibung zwischen den relativ zueinander beweglichen Bauteilen zu reduzieren. Als Reservoir für das Gelenkfett dient bei herkömmlichen Gelenken ein sogenannter Dichtungsbalg. Dem Dichtungsbalg kommt dabei die Funktion zu, den Gelenkbereich des Kugelgelenks gegenüber äußeren Umwelteinflüssen wie beispielsweise Verunreinigungen, Feuchtigkeit, mechanischen Einflüssen und dergleichen zu schützen. Zur Erfüllung dieser Funktion sind Dichtungsbälge aus einem flexiblen, insbesondere elastischen Material, vorzugsweise einem Elastomer, als schlauchähnlicher Hohlkörper mit zwei offenen Enden ausgebildet. Dabei umfasst der Dichtungsbalg an einem dem Gelenkgehäuse zugewandten axialen Ende einen gehäuseseitigen Randabschnitt, an einem gegenüberliegenden, dem Kugelzapfen zugewandten Ende einen zapfenseitigen Randabschnitt sowie einen diese Randabschnitte verbindenden Mantel. Der Mantel kann dabei prinzipiell unterschiedlich ausgebildet sein, wobei zur Gewährleistung der Gelenkbeweglichkeit eine Kontur gewählt werden kann, die sowohl stauchbar als auch streckbar ist, wie beispielsweise eine bauchige Kontur und/oder eine mit Falten versehene Kontur. Im letzteren Fall spricht man von einem sogenannten Faltenbalg, bei Vorhandensein mehrerer Falten spezieller von einem Mehrfaltenbalg.
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Aus dem Stand der Technik gemäß
DE 100 05 979 A1 ist ein Dichtungsbalg bekannt, bei dem am zapfenseitigen Randabschnitt ein nach innen weisender umlaufender Vorsprung ausgebildet ist, der – im Montagezustand des Kugelgelenks – in eine am Kugelzapfen ausgebildete Ringnut eingreift. Ein den Dichtungsbalg auf axialer Höhe des Vorsprungs außen umfänglich umgreifendes Spannelement in Form eines Flachdrahtspannrings bewirkt, dass der Vorsprung unter elastischer Verformung des Materials des Dichtungsbalges in die am Kugelzapfen ausgebildete Nut radial nach innen gedrückt wird. In Zusammenwirkung mit dem Kugelzapfen bildet der Vorsprung somit einen Dichtbereich, wobei die durch den Flachdrahtspannring ausgeübte Vorspannkraft die Dichtwirkung beeinflusst.
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Aufgrund der Geometrie des zapfenseitigen Randabschnitts liegt das Material des Dichtungsbalges über den Nutverlauf (axialer Verlauf) unterbrechungsfrei am Kugelzapfen an, so dass bei dem aus
DE 100 05 979 A1 vorbekannten Dichtungsbalg sich die durch den Flachdrahtspannring ausgeübte Rückstellkraft auf eine verhältnismäßig große Fläche verteilt, somit also eine Flächendichtung mit verhältnismäßig gleichmäßig verteilter Dichtkraft vorliegt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dichtungsbalg anzugeben, der im Bereich des zapfenseitigen Randabschnitts eine erhöhte sowie besonders langlebige Dichtwirkung aufweist.
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Die genannte Aufgabe wird gelöst durch einen Dichtungsbalg gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Demnach wird ein insbesondere zur Abdichtung eines Kugelgelenks mit einem schwenkbeweglich gegenüber einem Gelenkgehäuse gelagerten Kugelzapfen dienender Dichtungsbalg angegeben, wobei der Dichtungsbalg einen gehäuseseitigen Randabschnitt, einen zapfenseitigen Randabschnitt und einen diese verbindenden Mantel umfasst. Am zapfenseitigen Randabschnitt ist ein Vorsprung zum Eingriff in eine am Kugelzapfen ausgebildete Nut ausgebildet, um in Zusammenwirkung mit dem Kugelzapfen einen Dichtbereich zu bilden. Erfindungsgemäß zeichnet sich der Dichtungsbalg dadurch aus, dass am zapfenseitigen Randabschnitt wenigstens ein weiterer Vorsprung ausgebildet ist, der in Zusammenwirkung mit dem Kugelzapfen wenigstens einen weiteren Dichtbereich bildet.
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Indem am zapfenseitigen Randabschnitt erfindungsgemäß wenigstens ein weiterer Vorsprung ausgebildet ist, sind am zapfenseitigen Randabschnitt des Dichtungsbalges zumindest zwei Vorsprünge vorgesehen, die durch Kontaktieren des Kugelzapfens jeweils einen eigenständigen Dichtbereich bilden. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, dass eine radial nach innen weisende Anpresskraft sich auf mehrere voneinander getrennte Dichtbereiche aufteilt, wobei an zumindest einem der Dichtbereiche eine besonders hohe Dichtkraft erzielt werden kann. Dies liegt darin begründet, dass zwischen den wenigstens zwei Vorsprüngen jeweils ein Bereich liegt, der den Kugelzapfen entweder gar nicht oder nur mit geringer Anpressung kontaktiert. Eine von außen aufgebrachte Anpresskraft konzentriert sich demnach auf die den Vorsprüngen zugeordneten Dichtbereiche, welche in Summe eine kleinere Kontaktfläche gegenüber dem Kugelzapfen aufweisen als eine unterbrechungsfreie Flächendichtung, wie aus
DE 100 05 979 A1 bekannt. Der erfindungsgemäße Dichtungsbalg weist daher eine erhöhte Dichtwirkung auf.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Dichtungsbalges weist dieser im Bereich des der Nut zugeordneten Vorsprungs einen minimalen Innendurchmesser auf. Der Dichtungsbalg ist in diesem Zusammenhang als etwa rotationssymmetrischer Hohlkörper mit einer Mittelachse aufzufassen, wobei der Innendurchmesser des Hohlkörpers im Bereich des der Nut zugeordneten Vorsprungs minimal ist.
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Vorteilhaft weist der Dichtungsbalg weiterhin ausgehend von dem der Nut zugeordneten Vorsprung über den Verlauf des zapfenseitigen Randabschnitts eine sich etwa trichterförmig erweiternde Innenkontur auf. Der Dichtungsbalg erweitert sich somit an seiner Innenfläche, ausgehend von dem der Nut zugeordneten Vorsprung hin zum axialen zapfenseitigen Ende des Dichtungsbalges.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Dichtungsbalges sind am zapfenseitigen Randabschnitt des Dichtungsbalgs vorteilhaft drei Vorsprünge ausgebildet.
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Auf besonders vorteilhafte Weise bildet ein am axialen Ende des zapfenseitigen Randabschnitts ausgebildeter Vorsprung in Zusammenwirkung mit dem Kugelzapfen einen Vordichtbereich, bildet der in die Nut eingreifende Vorsprung einen Nachdichtbereich, und bildet ein bezogen auf den Verlauf der Innenkontur des zapfenseitigen Randabschnitts dazwischen ausgebildeter Vorsprung einen Hauptdichtbereich. Den durch die drei Vorsprünge in Zusammenwirkung mit dem Kugelzapfen gebildeten Dichtbereichen kommen somit unterschiedliche Funktionen zu. Dabei dient der Vordichtbereich insbesondere einer ersten Abdichtung gegenüber der äußeren Umgebung. Hingegen liegt am Hauptdichtbereich die größte Dichtkraft vor. Der Nachdichtbereich gewährleistet, dass Verunreinigungen, welche dennoch den Vordichtbereich und den Hauptdichtbereich passiert haben, nicht in das Gelenkinnere eindringen können. Zudem gewährleistet der Nachdichtbereich aufgrund des Eingriffs in die Nut am Kugelzapfen die axiale Sicherung des zapfenseitigen Randabschnitts des Dichtungsbalges.
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Die am zapfenseitigen Randabschnitt vorgesehenen Vorsprünge sind zweckmäßigerweise umlaufend ausgebildet. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Dichtungsbalg im Bereich des dem Vordichtbereich zugeordneten Vorsprungs einen dritten Innendurchmesser, im Bereich des dem Hauptdichtbereichs zugeordneten Vorsprungs einen zweiten Innendurchmesser und im Bereich des dem Nachdichtbereich zugeordneten Vorsprungs einen ersten Innendurchmesser auf, wobei gilt erster Innendurchmesser < zweiter Innendurchmesser < dritter Innendurchmesser.
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Zur Gewährleistung einer dauerhaften Dichtwirkung sowie zur axialen Sicherung ist dem Dichtungsbalg vorzugsweise eine im Bereich des zapfenseitigen Randabschnitts außen umfänglich ausgebildete Ringnut zur Aufnahme eines den Dichtungsbalg umgreifenden Spannelements zugeordnet, wobei es sich bei dem Spannelement vorzugsweise um einen Flach- oder Runddrahtspannring handelt.
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In vorteilhafter Weise ist die Ringnut am Dichtungsbalg axial derart positioniert, dass im Montagezustand des Dichtungsbalgs an einem Kugelzapfen ein in die Ringnut eingelegtes Spannelement seine radial nach innen gerichtete Anpressung vorrangig auf den Hauptdichtbereich ausübt. Die Ringnut ist zu diesem Zweck vorzugsweise axial so positioniert, dass sie mit dem den Hauptabdichtbereich zugeordneten Vorsprung korrespondiert, das heißt eine diesem entsprechende Axialposition aufweist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der dem Hauptdichtbereich zugeordnete Vorsprung des Dichtungsbalgs so angeordnet und ausgebildet, dass dieser im Montagezustand des Dichtungsbalgs an einem Kugelzapfen eine zur Mittelachse des Kugelzapfens geneigte, insbesondere konische Fläche des Kugelzapfens dichtend kontaktiert. Durch diese Maßnahme ist auf vorteilhafte Weise eine Nachstellfunktion realisiert, die sich durch ein Nachrutschen des durch das Spannelement von außen gespannten zapfenseitigen Randabschnitts gegenüber der geneigten insbesondere konischen Fläche des Kugelzapfens ergibt.
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Eine besonders hohe Dichtwirkung lässt sich mit dem Dichtungsbalg erzielen, indem vorteilhaft der dem Vordichtbereich zugeordnete Vorsprung so angeordnet und ausgebildet ist, dass dieser im Montagezustand des Dichtungsbalgs an dem Kugelzapfen über eine am Kugelzapfen ausgebildete Kuppe greift. Ein auf diese Weise verwirklichtes Umgreifen sorgt dafür, dass ein für den Eintritt von Verunreinigungen beziehungsweise Feuchtigkeit bestehender Spalt zwischen Dichtungsbalg und Kugelzapfen verringert und/oder schwerer zugänglich für Verunreinigungen bzw. Feuchtigkeit wird. Zudem sorgt eine so gestaltete Formgebung des dem Vordichtbereich zugeordneten Vorsprungs dafür, dass selbst bei einem betriebsbedingten Nachrutschen des zapfenseitigen Randabschnitts in Richtung Gelenkgehäuse eine hohe Dichtkraft im Vordichtbereich aufrechterhalten werden kann.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kugelgelenk gemäß Anspruch 11, das einen schwenkbeweglich gegenüber einem Gelenkgehäuse gelagerten Kugelzapfen sowie einen wie zuvor beschriebenen Dichtungsbalg aufweist.
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Die Erfindung wird nun anhand eines in der nachfolgenden Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Aus dem gezeigten Ausführungsbeispiel gehen auch weitere vorteilhafte Wirkungen der Erfindung hervor. In der Zeichnung zeigt:
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1 ein Kugelgelenk mit einem aus dem Stand der Technik vorbekannten Dichtungsbalg,
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2 einen Dichtungsbalg gemäß dem einzigen Ausführungsbeispiel der Erfindung im eingebauten Zustand an ein teilweise dargestelltes Kugelgelenk im Halbschnitt,
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3 den Dichtungsbalg gemäß einzigem Ausführungsbeispiel der Erfindung im nichtmontierten Zustand in Schnittdarstellung.
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1 zeigt in einer Schnittdarstellung ein mit einem Dichtungsbalg ausgestattetes Kugelgelenk, das aus dem Stand der Technik gemäß
DE 100 05 979 A1 bekannt ist. Das gezeigte Kugelgelenk
1 weist als wesentliche Elemente auf ein einseitig offenes Gelenkgehäuse
2, einen schwenkbeweglich gegenüber dem Gelenkgehäuse
2 gelagerten Kugelzapfen
3 sowie einen herkömmlichen Dichtungsbalg
10. Der Kugelzapfen
3 ist an seinem dem Gelenkgehäuse
2 zugewandten Ende mit einer Gelenkkugel
4 versehen, welche vom Gelenkgehäuse
2 aufgenommen wird. Ein dem Gelenkgehäuse
2 abgewandtes Ende des Kugelzapfens
3 ragt entlang einer Mittelachse
6 aus dem Gelenkgehäuse
2 heraus. Der Kugelzapfen
3 einschließlich Gelenkkugel
4 ist als ein bezogen auf die Mittelachse
6 rotationssymmetrisches Bauteil ausgebildet. Zwischen dem Gelenkgehäuse
2 und der Gelenkkugel
4 des Kugelzapfens
3 ist eine aus Kunststoff gefertigte Kugelschale
5 angeordnet, welche die Gelenkkugel
4 innerhalb des Gelenkgehäuses
2 umgibt. Aufgrund einer gewissen Nachgiebigkeit sowie der Oberflächenbeschaffenheit der Kugelschale
5 lässt sich der Kugelzapfen
3 gegenüber dem Gelenkgehäuse
2 auch unter Einwirkung verhältnismäßig hoher Kräfte über eine lange Betriebsdauer mit verhältnismäßig geringer Reibung schwenken und drehen. Die Öffnung des Gelenkgehäuses
2 ist durch einen umlaufenden Verschlussring
8 verschlossen, der einen kleineren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der Gelenkkugel
4 aufweist, so dass der Kugelzapfen
3 durch den Verschlussring
8 am Herausrutschen aus der Öffnung des Gelenkgehäuses
2 gehindert wird. Bei dem dargestellten Kugelgelenk
1 ist der Verschlussring
8 nach Einbringen in den Bereich der Gehäuseöffnung durch Umbördeln des Materials des Gelenkgehäuses
2 gesichert worden.
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Das in 1 gezeigte, aus dem Stand der Technik vorbekannte Kugelgelenk 1 weist weiterhin einen Dichtungsbalg 10 auf, der das Kugelgelenk 1 gegenüber der äußeren Umgebung abdichtet. Dabei dient der Dichtungsbalg 10 insbesondere dazu, das Eindringen von Verunreinigungen oder Feuchtigkeit in den inneren Bereich des Kugelgelenks 1, insbesondere den Kontaktbereich zwischen Gelenkkugel 4 und Kugelschale 5 zu verhindern. Der Dichtungsbalg 10 ist aus einem flexiblen, elastischen Material, insbesondere einem Elastomer, in Form eines Hohlkörpers hergestellt. Der Dichtungsbalg 10 weist einen gehäuseseitigen Randabschnitt 13, einen zapfenseitigen Randabschnitt 14 und einen diese verbindenden Mantel 15 auf, wobei sich der gehäuseseitige Randabschnitt 13 und der zapfenseitige Randabschnitt 14 an den sich gegenüberliegenden axialen Enden dieses Hohlkörpers befinden.
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Am zapfenseitigen Randabschnitt 14 des Dichtungsbalgs 10 ist ein nach innen weisender umlaufender Vorsprung 16 ausgebildet, der in eine am Kugelzapfen 3 umlaufend ausgebildeten Nut 7 umfänglich eingreift. Auf axialer Höhe der Nut 7 ist am Außenumfang des Dichtungsbalgs 10 eine umlaufende Nut ausgebildet, die einen umlaufenden Spannring 12 in Form eines Flachdrahtspannrings aufnimmt. Der Spannring 12 übt auf den zapfenseitigen Randabschnitt 14 eine radial nach innen gerichtete Vorspannung aus und bewirkt somit eine axiale Sicherung des zapfenseitigen Randabschnitts 14 des Dichtungsbalgs 10 gegenüber dem Kugelzapfen 3. Durch diese axiale Sicherung ist gewährleistet, dass der zapfenseitige Randabschnitt 14 des Dichtungsbalgs 10 auch bei Schwenk- und Drehbewegungen des Kugelzapfens 3 gegenüber dem Gelenkgehäuse 2 im Bereich der Nut 7 am Kugelzapfen 3 anliegt.
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Neben der axialen Sicherung übt der Spannring 12 über das im Bereich der Nut 7 des Kugelzapfens 3 anliegende Material des Dichtungsbalgs 10 eine Dichtkraft aus. Das Material des Dichtungsbalgs 10 liegt im Bereich des zapfenseitigen Randabschnitts 14 unterbrechungsfrei am Kugelzapfen 3 an, wodurch sich im Kontaktbereich zwischen Kugelzapfen 3 und zapfenseitigen Randabschnitt 14 des Dichtungsbalgs 10 ein einziger, zusammenhängender Dichtbereich im Sinne einer Flächendichtung ausbildet.
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Am gehäuseseitigen Randabschnitt 13 des Dichtungsbalgs 10 kommt der Dichtungsbalg 10 mit dem Gelenkgehäuse 2 zur Anlage und ist gegenüber dem Gelenkgehäuse 2 mittels eines in einer außenumfänglich ausgebildeten umlaufenden Nut angeordneten Spannrings 11 in Form eines Flachdrahtspannrings axial gegenüber dem Gelenkgehäuse 2 gesichert.
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Anhand der 2 und 3 wird nun ein erfindungsgemäßer Dichtungsbalg 20 gemäß dem einzigen Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Während 2 den Dichtungsbalg 20 in einer vergrößerten Ansicht im Einbauzustand an ein – im Übrigen wie 1 gezeigtes – Kugelgelenk im Halbschnitt zeigt, zeigt 3 den Dichtungsbalg 20 im nicht montierten, und somit unverformten Zustand. Aufbau und Gestaltung des Dichtungsbalgs 20 sollen zunächst anhand der 3 beschrieben werden.
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3 zeigt demnach einen Dichtungsbalg 20, der sich zur Abdichtung eines Kugelgelenks eignet. Insbesondere eignet sich der Dichtungsbalg 20 zur Abdichtung eines wie in 1 gezeigten Kugelgelenks 1 und kann dabei vorteilhaft den herkömmlichen Dichtungsbalg 10 ersetzen. Der Dichtungsbalg 20 ist als ein bezogen auf eine Mittelachse 6 rotationssymmetrischer Hohlkörper aus einem flexiblen, elastischen Material, insbesondere aus Elastomermaterial in Form eine Mehrfaltenbalgs hergestellt. Der Dichtungsbalg 20 weist an seinen sich axial gegenüberliegenden Enden jeweils eine Öffnung auf. Der Dichtungsbalg 20 umfasst einen gehäuseseitigen Randabschnitt 23, einen zapfenseitigen Randabschnitt 24 und einen diese verbindenden Mantel 25. Am Außenumfang des gehäuseseitigen Randabschnitts 23 ist eine – nicht näher bezeichnete – umfängliche Nut ausgebildet, die zur Aufnahme eines Spannrings 21, beispielsweise in Form eines Flachdraht – oder Runddrahtspannrings dient.
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Am zapfenseitigen Randabschnitt 24 ist ein Vorsprung 26 zum Eingriff in eine am Kugelzapfen 3 ausgebildeten Nut 7 ausgebildet. Es handelt sich bei dem Vorsprung 26 um eine umlaufende Verengung des Dichtungsbalges 10, welche einen Innendurchmesser d1 aufweist.
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Der Dichtungsbalg 20 zeichnet sich dadurch aus, dass an dem zapfenseitigen Randabschnitt 24 zusätzliche zu dem Vorsprung 26 ein weiterer Vorsprung 27 und ein weiterer Vorsprung 28 ausgebildet sind. Auch bei den Vorsprüngen 27 und 28 handelt es sich jeweils um umlaufend ausgebildete Vorsprünge, wobei der Dichtungsbalg 20 im Bereich des Vorsprungs 27 einen Innendurchmesser d2 und im Bereich des Vorsprungs 28 einen Innendurchmesser d3 aufweist. Der Dichtungsbalg 20 weist im Bereich des Vorsprungs 26 einen minimalen Innendurchmesser d1 auf. Mit anderen Worten befindet sich bezogen auf die axiale Erstreckung des Dichtungsbalgs 20 dessen engste Stelle im Bereich des Vorsprungs 26.
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Wie aus 3 hervorgeht, weist der Dichtungsbalg 20 ausgehend von dem Vorsprung 26 über den Verlauf des zapfenseitigen Randabschnitts 24 eine sich etwa trichterförmig erweiternde Innenkontur auf. Über diesen sich etwa trichterförmig erweiternden Innenbereich des zapfenseitigen Randabschnitts 24 sind die drei Vorsprünge 26, 27 und 28 ausgebildet, die sowohl axial als auch radial voneinander beabstandet sind.
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Im Einbauzustand des Dichtungsbalgs 20 an einem Kugelgelenk (wie in 2 gezeigt) bildet der am axialen Ende des zapfenseitigen Randabschnitts 24 ausgebildete Vorsprung 28 in Zusammenwirkung mit dem Kugelzapfen 3 einen Vordichtbereich 31, bildet der in die Nut 7 eingreifende Vorsprung 26 einen Nachdichtbereich 29 und bildet ein bezogen auf den Verlauf der Innenkontur des zapfenseitigen Randabschnitts 24 dazwischen ausgebildeter Vorsprung 27 einen Hauptdichtbereich 30. Bedingt durch die sich trichterförmig erweiternde Innenkontur des zapfenseitigen Randabschnitts 24 gilt dabei: d1 < d2 < d3.
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Der in 3 gezeigte Dichtungsbalg 20 zeichnet sich im Bereich des zapfenseitigen Randabschnitts 24 weiterhin aus durch eine außenumfänglich ausgebildete Ringnut 32 zur Aufnahme eines den Dichtungsbalg 20 umgreifenden Spannelements 22, insbesondere in Form eines Flach- oder Runddrahtspannrings (vgl. 2). Die Verwendung eines Flachdrahtspannrings weist gegenüber einem Runddrahtspannring den Vorteil einer verringerten Anfälligkeit für montagebedingtes Überdehnen auf.
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Die weitere Gestaltung und Wirkungsweise des Dichtungsbalgs 20 wird nun anhand von 2 näher erläutert, welche den in 3 gezeigten Dichtungsbalg 20 in einem schematisierten Halbschnitt im Einbauzustand an ein Gelenkgehäuse 2 beziehungsweise einen Kugelzapfen 3 eines Kugelgelenks zeigt. Bezüglich des übrigen Aufbaus kann es sich bei dem Kugelgelenk um ein bereits anhand von 1 beschriebenes Kugelgelenk handeln, wobei bezüglich dessen Aufbaus auf die vorigen diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird. Im Folgenden sei insbesondere auf die aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung des zapfenseitigen Randabschnitts 24 erzielten Wirkungen des erfindungsgemäßen Dichtungsbalgs 20 Bezug genommen.
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Aus 2 geht hervor, dass der zapfenseitige Randabschnitt 24 des Dichtungsbalgs 20 eine Gestaltung aufweist, die sich von der Gestaltung des Randabschnitts 14 des aus dem Stand der Technik gemäß 1 vorbekannten Dichtungsbalgs 10 unterscheidet. Aufgrund der zuvor anhand von 3 beschriebenen Geometrie des zapfenseitigen Randabschnitts 24 sorgen nämlich die mehreren am zapfenseitigen Randabschnitt 24 ausgebildeten Vorsprünge 26, 27 und 28 dafür, dass der Dichtungsbalg 20 im Bereich des zapfenseitigen Randabschnitts 24 unter Ausbildung von drei Dichtbereichen 29, 30 und 31 den Kugelzapfen 3 kontaktiert. Dabei ist der am axialen Ende des zapfenseitigen Randabschnitts 24 ausgebildete Vorsprung 28 so angeordnet und ausgebildet, dass dieser über eine am Kugelzapfen 3 ausgebildete umlaufende Kuppe 33 greift und sich unter elastischer Verformung des Materials des Dichtungsbalgs 20 dieser anpasst. Auf diese Weise wird ein Vordichtbereich 31 gebildet, welcher aufgrund der umgreifenden Formgebung ein erstes Eindringen von Verunreinigungen beziehungsweise Feuchtigkeit in die weiter innen liegenden Gelenkdichtbereiche 30, 29 wirksam verhindert. Es wird durch den Vordichtbereich somit eine gezielte Abdichtung gegenüber der äußeren Umgebung erzielt.
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Die Ringnut 32 ist am Dichtungsbalg 20 axial korrespondierend mit dem den Hauptabdichtbereich 30 zugeordneten Vorsprung 27 positioniert. Diese Anordnung bewirkt, dass das in der Ringnut 32 angeordnete Spannelement 22 seine radial nach innen gerichtete Anpressung vorrangig auf den Hauptdichtbereich 30 ausübt. Die größte Dichtkraft innerhalb des zapfenseitigen Randabschnitts 24 besteht somit zwischen dem Kugelzapfen 3 und dem Vorsprung 27, welcher sich gemäß Darstellung von 2 unter Einwirkung der radial nach innen gerichteten Anpresskraft elastisch verformt hat.
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Wie weiterhin der 2 zu entnehmen, ist der dem Hauptdichtbereich 30 zugeordnete Vorsprung 27 so angeordnet und ausgebildet, dass dieser eine zur Mittelachse 6 des Kugelzapfens 3 geneigte, insbesondere konische Fläche des Kugelzapfens 3 dichtend kontaktiert. Der Vorsprung 27 drückt somit nicht auf eine senkrechte, sondern auf eine geneigte Fläche. Dadurch werden auf vorteilhafte Weise sowohl eine radiale als auch eine axiale Abdichtwirkung erzielt. Zudem wird ein selbsttätiges Nachstellen (Nachrutschen in Richtung Nut 7) begünstigt. Ein über die Lebensdauer stattfindendes verschleißbedingtes Nachrutschen, einhergehend mit einem Zusammenziehen des Dichtungsbalgs 20 unter weitgehender Beibehaltung der Vorspannung des Spannrings 22, gewährleistet vorteilhaft, dass eine gewünschte Dichtkraft aufrechterhalten werden kann.
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Der in die Nut 7 des Kugelzapfens 3 eingreifende Vorsprung 26 bildet zusammen mit dem Kugelzapfen 3 einen Nachdichtbereich 29. Daneben bewirkt der Vorsprung 26 eine axiale Sicherung des zapfenseitigen Randabschnitts 24 des Dichtungsbalgs 20 gegenüber dem Kugelzapfen 3.
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Insgesamt wird durch die Gliederung des zapfenseitigen Randabschnitts 24 in mehrere Dichtbereiche 29, 30, 31 gewährleistet, dass insbesondere an dem Hauptdichtbereich 30 eine verhältnismäßig hohe Dichtkraft aufgebracht wird, wodurch sich im Bereich des zapfenseitigen Randabschnitts 24 eine insgesamt besonders hohe Dichtwirkung erzielen lässt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kugelgelenk
- 2
- Gelenkgehäuse
- 3
- Kugelzapfen
- 4
- Gelenkkugel
- 5
- Kugelschale
- 6
- Mittelachse
- 7
- Nut
- 8
- Verschlussring
- 10
- Dichtungsbalg (gemäß Stand der Technik)
- 11
- Spannring
- 12
- Spannring
- 13
- gehäuseseitiger Randabschnitt
- 14
- zapfenseitiger Randabschnitt
- 15
- Mantel
- 16
- Vorsprung
- 20
- Dichtungsbalg
- 21
- Spannring
- 22
- Spannring
- 23
- gehäuseseitiger Randabschnitt
- 24
- zapfenseitiger Randabschnitt
- 25
- Mantel
- 26
- Vorsprung
- 27
- Vorsprung
- 28
- Vorsprung
- 29
- Nachdichtbereich
- 30
- Hauptdichtbereich
- 31
- Vordichtbereich
- 32
- Ringnut
- 33
- Kuppe
- d1
- Innendurchmesser
- d2
- Innendurchmesser
- d3
- Innendurchmesser
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10005979 A1 [0004, 0005, 0008, 0023]
