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Die Erfindung betrifft einen Aktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Durch die
DE 10 2015 211 419 A1 wurde ein Aktuator einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges bekannt, wobei der Aktuator ein Gehäuse, ein gegenüber dem Gehäuse bewegliches Stellglied sowie einen Faltenbalg aufweist, welcher den Innenraum des Gehäuses gegenüber Schmutz und Feuchtigkeit von außen abdichtet. Der Faltenbalg weist zwei Endabschnitte, nämlich einen ersten mit dem Gehäuse zu verbindenden Bund und einen zweiten mit dem Stellglied, insbesondere einem Balgring zu verbindenden Bund auf. Die Endabschnitte des Faltenbalgs sind jeweils in gehäuseseitig oder stellgliedseitig angeordneten Balgnuten aufgenommen und gegenüber der Balgnut mittels Spannelementen, z. B. Klemmschellen oder Spannbändern befestigt. Der Faltenbalg ist somit kraftschlüssig mit den Balgnuten verbunden. Um eine Korrosionsunterwanderung des Faltenbalgs im Bereich der Endabschnitte zu verhindern, ist es bekannt, dass die Balgnut mechanisch bearbeitet und gefettet wird. Dennoch kann das Eintreten von Schmutz oder Feuchtigkeit von außen in den Innenraum des Gehäuses bzw. des Faltenbalgs nicht gänzlich verhindert werden, d. h. es kann zu einer Korrosionsunterwanderung kommen. Für die Montage ist ein Aufwand zu verzeichnen, wenn der Balg wie vorgenannt verspannt wird.
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JP 2017-48843 A und
DE 10 2007 034 760 A1 offenbaren jeweils einen Dichtungsbalg, der mittels eines Spannbandes endseitig auf einem jeweiligen Gehäuse fixiert ist. Aus der
EP 1890047 A1 und der
US 2013/0029772 A1 sind des weiteren Dichtungsbälge für Antriebswellen gezeigt, welche mittels Spannbändern auf Wellenabschnitten gehalten werden. Die Spannelementen halten die Dichtungsbälge jeweils kraftschlüssig auf Gehäuse bzw. Wellenabschnitt. Der Montageaufwand ist ähnlich wie bei der oben genannten Hinterachslenkung.
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Die Erfindung verfolgt den Zweck eine Korrosionsunterwanderung zu verhindern oder zumindest zu vermindern, d. h. die Abdichtung zu verbessern.
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Die Erfindung umfasst die Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Balgnut ein V-förmiges Profil aufweist, welches durch eine erste Kegelaußenfläche und eine zweite Kegelaußenfläche gebildet wird. Die Kegelaußenflächen bilden somit die Flanken der V-förmigen Balgnut, d. h. der Nut, in welcher ein Endabschnitt des Faltenbalgs aufgenommen wird. Die Kegelaußenflächen, welche am Gehäuse und/oder am Stellglied angeordnet sind, bedürfen grundsätzlich keiner mechanischen Bearbeitung, d. h. die Außenhaut des Bauteil durch Gießen der im Druckgießverfahren herstellbaren Balgnut bildet die fertige Oberfläche. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Oberfläche keine Poren aufweist, welche korrosionsanfällig sind. Eine geschlossene Oberfläche ist dagegen weniger anfällig gegenüber Korrosion. Es ergibt sich ein Kostenvorteil, wenn die Oberfläche mechanisch nicht bearbeitet werden muss.
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Das erfindungsgemäße V-Profil von Balgnut und Faltenbalg führt einer formschlüssigen Verbindung, die nicht durch zusätzliche Spannmittel mit der Balgnut verpresst werden muss. Der Formschluss ist dabei wesentlich von der Bemessung des V-Winkels abhängig: je kleiner der V-Winkel, desto besser der Formschluss.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform durchdringen sich die Kegelaußenflächen in einem als umlaufende Kehle ausgebildeten Bereich, welcher einen gemeinsamen minimalen Durchmesser beider Kegelaußenflächen aufweist. Dadurch ergibt sich zwischen den beiden Kegelaußenflächen eine Einschnürung der Balgnut. Der Balg hat somit einen optimalen Sitz für den Dichtungsbalg.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Endabschnitte des Faltenbalgs ein korrespondierendes V-förmiges Profil, kurz V-Profil, auf, welches von einer ersten und einer zweiten Kegelinnenfläche gebildet wird. Korrespondierend heißt, dass der von den V-Schenkeln eingeschlossene Winkel, der V-Winkel, in etwa, vorzugsweise der gleiche, ist. Das Profil des Endabschnittes des Faltenbalgs ist somit an das Profil der Balgnut angepasst, so dass beide V-Profile ineinander passen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Bereich der Kehle ein flüssiges Dichtmittel deponierbar, d. h. die umlaufende Kehle bildet ein Reservoir für die flüssige Dichtung, welche vor der Montage des Faltenbalgs in der Kehle der Balgnut deponiert wird.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegen die Kegelinnenflächen des Endabschnittes nach dem Fügen des Faltenbalgs formschlüssig auf den Kegelaußenflächen der Balgnut, so dass eine formschlüssige Verbindung hergestellt ist.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das flüssige Dichtmittel nach dem Fügen zwischen den Kegelinnenflächen und den Kegelaußenflächen verteilt - dies erfolgt durch das Eindringen des V-förmigen Keils in die V-förmige Nut, so dass das bereits in der Kehle deponierte flüssige Dichtmittel seitlich verdrängt wird. Das flüssige Dichtmittel härtet nach einer definierten Aushärtezeit aus, wodurch eine feste und dichte Verbindung zwischen Faltenbalg und Balgnut hergestellt wird. Vorteilhaft ist, dass - wegen des Formschlusses - keine Spannbänder oder Klemmschellen zum Anpressen der Endabschnitte benötigt werden. Die erforderliche Radialspannung der Endabschnitte wird durch die Elastizität des elastomeren Materials des Faltenbalgs, insbesondere der Endabschnitte selbst aufgebracht.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erste Kegelaußenfläche einer Balgnut ein Stirnende auf, an welchem eine Einführschräge für die Montage des Faltenbalgs angebracht ist. Da der Endabschnitt des Faltenbalgs einen minimalen Innendurchmesser aufweist, welcher geringer als der Außendurchmesser des Stirnendes der Balgnut ist, muss der Endabschnitt aufgeweitet werden, damit er über das Stirnende geschoben werden kann. Dieser Montageschritt erfolgt vorzugsweise mit einem geeigneten Werkzeug, z. B. einer Spreizzange. Nach dem Aufweiten, welches im elastischen Bereich erfolgt, schnürt sich der Endabschnitt wieder derartig ein, dass eine allseitige Anlage der Kegelinnenflächen und der Kegelaußenflächen erfolgt und damit ein Formschluss hergestellt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
- 1 eine erfindungsgemäße Verbindung eines Faltenbalgs mit einem Gehäuse eines Aktuators,
- 2 einen vergrößerten Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Balgnut mit Dichtmittelreservoir und
- 3 einen vergrößerten Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Endabschnittes des Faltenbalgs.
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1 zeigt einen Ausschnitt einer Verbindung zwischen einem Faltenbalg 1 und einem Gehäuse 2 eines nicht dargestellten Aktuators, welcher vorzugsweise für die Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges verwendbar und aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt ist. Das Gehäuse 2 weist einen Anschlussstutzen 3 auf, an dessen Außenumfang eine Balgnut 4 mit einem V-förmigen Profil angeordnet ist. Der Faltenbalg 1 weist einen Endabschnitt 5 mit einem V-förmigen Profil 6 auf, welches mit dem V-förmigen Profil der Balgnut 4 korrespondiert, so dass sich die Innenseite des V-förmigen Profils 6 an die Außenseite des V-förmigen Profils 4 anschmiegt. Der Faltenbalg 1, welcher nur unvollständig dargestellt ist, weist einen zweiten nicht dargestellten Endabschnitt auf, welcher mit einem nicht dargestellten Stellglied verbunden ist, vorzugsweise auf ähnliche oder gleiche Weise wie der erste Endabschnitt 5 mit dem Gehäuse 2. Das nicht dargestellte Stellglied ist in einem gehäuseseitigen Gleitlager 7 in Richtung einer Längsachse a gegenüber dem Gehäuse 2 axial verschiebbar.
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2 zeigt den Anschlussstutzen 3 des Gehäuses 2 in vergrößerter Darstellung. Die Balgnut 4 weist eine erste Kegelaußenfläche 4a und eine zweite Kegelaußenfläche 4b auf, welche sich in einem als Kehle 8 ausgebildeten Bereich mit einem minimalen Durchmesser d durchdringen. Die Kehle 8 ist ausgerundet und nach innen, d. h. in Richtung der Längsachse a vertieft und bildet ein Reservoir zum Deponieren eines flüssigen Dichtmittels 9. Der Anschlussstutzen 3 weist ein Stirnende 3a auf, an welchem eine Einführschräge 10 derart angeordnet ist, dass der Endabschnitt 5 des Faltenbalgs 1 (1) leichter montiert, d. h. über das Stirnende 3a des Anschlussstutzens 3 geschoben werden kann. Hierzu ist eine elastische Aufweitung des Endabschnittes 5 erforderlich, welcher sich nach seiner definitiven Positionierung in der Balgnut 4 zurückverformt.
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3 zeigt den Endabschnitt 5 des Faltenbalgs 1 in einer vergrößerten Darstellung. Das V-Profil 6 wird durch eine erste Kegelinnenfläche 6a und eine zweite Kegelinnenfläche 6b gebildet, welche sich im Bereich eines gemeinsamen minimalen Durchmessers 6c, der dem Durchmesser d in 2 entspricht, durchdringen. Nach dem Fügen des Endabschnittes 5 mit der Balgnut 4 (2) liegt die erste Kegelinnenfläche 6a an der ersten Kegelaußenfläche 4a und die zweite Kegelinnenfläche 6b an der zweiten Kegelaußenfläche 4b (2) an.
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Hier dargestellt ist lediglich die Verbindung des ersten Endabschnittes 5 mit dem Anschlussstutzen 3 des Gehäuses 2. Die nicht dargestellte Verbindung des zweiten Endabschnittes des Faltenbalgs 1 mit dem Stellglied kann auf die gleiche Weise erfolgen, d. h. über eine Balgnut am Stellglied, insbesondere an einem Balgring mit V-Profil und einem zweiten Endabschnitt mit V-Profil. Es ist so eine einfache Möglichkeit der Abdichtung des gegen Korrosion empfindlichen Bereichs eines Akuators einer Hinterachslenkung zu erreichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Faltenbalg
- 2
- Gehäuse
- 3
- Anschlussstutzen
- 3a
- Stirnende
- 4
- Balgnut mit V-Profil
- 4a
- erste Kegelaußenfläche
- 4b
- zweite Kegelaußenfläche
- 5
- Endabschnitt
- 6
- V-Profil von Endabschnitt
- 6a
- erste Kegelinnenfläche
- 6b
- zweite Kegelinnenfläche
- 6c
- Durchmesser
- 7
- Gleitlager
- 8
- Kehle
- 9
- flüssiges Dichtmittel
- 10
- Einführschräge
- a
- Längsachse
- d
- Durchmesser
