DE1266074B - Dichtungsbalg fuer Kugelgelenke od. dgl. - Google Patents

Description

• Dichtungsbalg für Kugelgelenke od. dgl. Die Erfindung betrifft einen Dichtungsbalg für Kugelgelenke od. dgl., welcher mit seinem einen Ende auf einem Bund des Kugelgelenkgehäuses aufgezogen ist und unter federnder Eigenspannung des BaIgmaterials gegen eine Stirnfläche des den Gelenkzapfen haltenden Teils, den Zapfen umschließend, m it seinem anderen Ende anliegt, welches axiale und radiale Fettaustrittskanäle aufweist.
• Derartige Dichtungsbälge sind bei Schwenkbewegungen des Zapfens um die Kugel erheblichen einseitigen Belastungen ausgesetzt., die ihre Ursache in einer starken Winkelverlagerung der Ebene beider Stirnseiten haben.
• Es besteht dabei insbesondere bei gealtertem und damit wenig elastischem Balgmaterial die Gefahr, daß der Balg mit seinem auf dem Bund es Kugelgelenkgehäuses aufgezogenen Ende vom Bund an der der Schwenkrichtung entgegengesetzten Seite abgehoben wird, wenn nicht dieses Ende mittels eines starren Sitzringes mit starkem Preßsitz auf dem Bund aufgepreßt oder auf andere Weise befestigt ist. Durch diese Notwendigkeit des Aufpressens wird die Dichtungsanordnung jedoch wesentlich verteuert, da der Sitzring mit seiner Sitzfläche am. Bund sehr genau bearbeitet sein muß, um eine entsprechende Preßpassung zu erreichen, und außerdem spezielle Werkzeuge zum Aufziehen erforderlich sind, da bei bekannten Balgformen der Sitzring in der Regel :durch eine Falte des Balges überdeckt ist.
• Ferner besteht beim Füllen des Kugelgelenks und ; des Balginneren mit Fett die Gefahr, daß durch Unachtsamkeit ein zu hoher Druck aufgebaut und dadurch der Balg gespannt wird, so daß seine Bewegbarkeit mit der Schwenkbewegung des Zapfens um die Kugel beeinträchtigt ist. Um dies zu vermeiden, sind bei einem bekannten derartigen Balg mit einem gegen.die Stirnfläche des den Gelenkzapfen haltendes Teiles anliegenden starren Gleitring in der Gleitfläche rinnenartige Fettaustrittskanäle zu schaffen, durch welche das Fett aus dem Inneren des Balges frei austreten kann (USA: Patent 2 559 857). Durch diese bekannte Anordnung wird nicht nur unabhängig von der eingepreßten Fettmenge ständig atmosphärischer Druck aufrechterhalten, sondern es wird auch möglich, zur Erneuerung des Fetts im Inneren das Gelenk »durchzuschmieren«, d. h. an dem dem Dichtungsbalg gegenüberliegenden Ende des Gelenks Fett einzupressen und durch dieses eingepreßte Fett das verbrauchte Fett durch die Fettaustrittskanäle auszupressen.
• Andererseits besteht jedoch die Gefahr, daß bei der Betriebsbewegung des Balges ein Unterdruck im Inneren sich aufbaut, welcher durch die Fettaustrittskanäle Verunreinigungen nach innen saugen kann. Auch bei diesem bekannten Dichtungsbalg muß, um ein unbeabsichtigtes Abheben des gehäuseseitigen Balgendes vom Gehäusebund und ein Austreten von Fett an dieser Stelle zu verhindern, dieses Ende des Balges mit Preßsitz auf dem Gehäusebund aufgepreßt sein. Infolge der relativ zum Querschnitt großen Länge jedes Fettaustrittskanals besteht bei starrem Fett bei Kälte oder mit beigemischten Verunreinigungen die Gefahr eines Verstopfens und damit eines zwangsweise erheblichen Überdruckes im Inneren des Balges.
• Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, einen derartigen Dichtungsbalg so auszubilden, daß ein leichtes Aufziehen des Dichtungsbalges möglich ist. Dies wird durch einen entsprechenden leichten Sitz der Balgenden auf ihren Aufnahmeteilen erzielt. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, daß sich die Balgenden bei Bewegung des Balges von ihren Sitzen axial abheben und daß die Sitzflächen nicht mehr abdichten. Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß überwunden durch die Gesamtkombination folgender Merkmale: Das gelenkgehäuseseitige Ende des Balges sitzt lose auf dem Bund des Gehäuses, am Inneren dieser Sitzfläche ist in an sich bekannter Weise zur Abdeckung dieses Sitzes eine radial sich nach innen erstreckende, aus dem Material des Balges herausgebildete und an der Stirnseite des Bundes anliegende Dichtlippe vorgesehen, und am zapfenseitigen Ende des Balges ist außerhalb der Fettaustrittsöffnungen eine an sich bekannte, nach außen gerichtete Dichtlippe vorgesehen, die an der Stirnwand des den Zapfen aufnehmenden Teiles unter Eigenspannung anliegt.
• Infolge der federnden Eigenspannung des Balges und eines infolge der angeführten Konstruktion im Balg aufrechterhaltenen geringen Überdruckes werden die an den beiden Balgenden angebrachten Dichtlippen dichtend gegen ihre Anlage gedrückt. Dieser überdruck, der bereits beim Einbau hergestellt wird und beim Nachschmieren wieder aufgebaut wird, kann nur dadurch erhalten werden, daß die Balgenden in der beanspruchten Weise abgedichtet sind. Durch die Dichtlippen wird außerdem das ungewollte Austreten von Fett aus dem Balgraum verhindert, während bei zu starkem überdruck die zapfenseitige Dichtlippe rückschlagventilartig abgehoben wird. Letzteres ist für sich allein jedoch nicht Gegenstand der Erfindung, da es bei Bälgen bereits bekannt ist, im Balg selbst rückschlagventilartige Öffnungen (französische Patentschrift 1215 375 und USA.-Patentschrift 2 819 918) und auch an der Stirnseite ; eines Balges angebrachte rückschlagventilartig wirkende Dichtlippen (deutsche Patentschrift 1032 679) anzubringen. Weiterhin ist auch die Dichthippe am gehäuseseitigen Ende des Balges für sich allein nicht Gegenstand der Erfindung, da derartige auf die Stirnseite von Sitzbunden anliegende, am Innenumfang einer elastischen Dichtung angeordnete statisch wirkende Dichtlippen ebenfalls bekannt sind. Schutz wird also nur für die Gesamtkombination der im Anspruch 1 enthaltenen Merkmale begehrt.
• Die in an sich bekannter Weise in einem Versteifungsring am zapfenseitigen Ende des Balges vorgesehenen Fettaustrittskanäle können durch am Umfang verteilte Ausnehmungen eines kronenartigen Zylinderringes gebildet sein, dessen zwischen den Ausnehmungen liegenden Teile über das angeordnete Ende des Balges an der Ansatzstelle der Dichtungslippe vorspringen. Durch diese Anordnung wird nicht nur eine gute Versteifung des Balgendes ohne wesentliche Behinderung des Fettaustritts geschaffen, sondern gleichzeitig ein Begrenzungsanschlag gebildet, der die Abbiegung der Dichtlippe unter der Vorspannung auf das gewünschte Maß begrenzt. Es wird also unabhängig von der Schräglage des Zapfens und damit der Winkellage der beiden durch die entsprechenden Enden des Balges gehenden Ebenen in jedem Fall eine gleichmäßige Abbiegung der Dichtlippe und damit eine gleichmäßige Drosselwirkung -in Austrittsrichtung erreicht. Um ein axiales Verschieben des Versteifungsringes im zapfenseitigen Ende des Balges zu verhindern, kann der Versteifungsring in bekannter Weise an seinem inneren Ende einen Ringflansch aufweisen, dessen Außenkanten im Balgmaterial eingebettet sind.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht des Dichtungsbalges gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen senkrechten Schnitt nach Linie II-II in F i g.1, F i g. 3 eine Draufsicht aus Richtung der Linie III-III in F i g. 1, F i g. 4 einen Axialschnitt durch das Gelenk eines Lenkgestänges, F i g. 5 eine Draufsicht auf das zapfenseitige Ende des Dichtungsbalges und F i g. 6 einen Teilaxialschnitt durch das in F i g.'5 gezeigte Ende, in dem Zustand, wenn überschüssiges Fett aus dem Inneren der Dichtung ausgepreßt wird.
• Der Dichtungsbalg 10 hat einen elastischen Körper 11 aus ölbeständigem synthetischem Kautschuk. An dem einen Ende des Körpers 11 ist ein Metallsitzring 12 angebracht, während an dem anderen Ende ein Versteifungsring 13 sitzt, welcher vorzugsweise aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften, wie Polytetrafluoräthylen, besteht.
• Der Körper 11 hat am einen Ende einen größeren Durchmesser, ist offen, hat eine zylindrische Innenwand 14 und einen äußeren Wulst 15. Aus der zylindrischen Wand 14 steht eine Dichtlippe 16 nach innen vor. Der Körper 11 geht von der Dichtlippe 16 aus in einem konischen Abschnitt 17 nach innen bis zu einer U-förmigen Falte 18. Alsdann verläuft der Körper in einem Abschnitt 19 nach außen (radial) bis zu einer U-förmigen Falte 20. Von dieser Falte 20 aus verläuft der Körper 11 mit einem Abschnitt 21 radial nach innen und aufwärts und endigt in einer von einer zylindrischen Wand 22 gebildeten Öffnung kleineren Durchmessers. Von der Zylin= drischen Wand 22 aus biegt der Körper 11 radial nach außen und axial nach oben und bildet eine Dichtlippe 23, die etwas dünner und biegsamer ist als der Körper 11. Diese Lippe besitzt eine flache Dichtfläche 24.
• Der Sitzring 12 weist einen inneren Zylinderwandabschnitt 25 auf, der die zylindrische Wand 14 des Körpers 11 bis zur Dichtlippe 16 abdeckt. Von dieser Zylinderwand 25 aus erweitert sich der über eine abgerundete Ecke 26 nach außen in einen Radialflansch 27 und umschließt mit einem U-förmig gekrümmten Teil 28 den Wulst 15, so daß der Ring 12 mit dem Körper 11 fest verbunden ist.
• Der Versteifungsring 13 besteht am anderen Ende des Balges 10 aus einem zylindrischen Teil 29, der die zylindrische Wand 22 bedeckt und von dessen innerem Rand sich ein etwas gebogener Radflansch 30 nach außen erstreckt, der mit seiner Außenkante in den Abschnitt 21 des Körpers 11 eingebettet ist. Dieser Radialflansch ist aus F i g. 5 erkennbar. Er besitzt am äußeren Umfang verteilte Durchbrechungen 31, die vom Kautschukmaterial durchsetzt. sind, so daß kleine Ankerstege 32 gebildet werden. Wie aus F i g. 2 erkennbar, ist der Abschnitt 21 bei 21 a etwas verdickt, damit der Radialflansch 30 völlig eingebettet ist.
• Der zylindrische Teil 29 des Versteifungsringes 13 bildet mit seiner Innenfläche 33 eine Lagerfläche für den Zapfen und mit seiner Stirnfläche 34 eine axiale Anlage für die Stirnfläche 65. Die Innenfläche 33 weist eine Anzahl axial durchlaufender Nuten 35 auf, die in Ausnehmungen 36 in die Stirnfläche 34 münden. Diese Nuten 35 und 36 bilden Fettdurchtrittsöffnungen, welche den Innenraum 37 des Balges mit einer Ringkammer 38 am Ansatz der Lippe 23 verbinden, welche um den Endteil des Zylinderteils 29 liegt.
• Beim Einbau gemäß F i g. 4 ist die Dichtung 14 in einem Kugelgelenk 40 etwas zusammengedrückt. Das Kugelgelenk besteht aus einem Kugelgelenk 41 mit Gehäuse 42, das z. B. an einer Sperrstange 43 mittels Gewindezapfen 46 und Mutter 47 befestigt ist. Der Kugelzapfen 44 sitzt mit seinem Abschnitt 61 in einer Konusbohrung 63 eines Lenkers 45 und ist durch eine Mutter 64 auf dem Gewinde 64 gesichert. Der Gewindezapfen 46 enthält einen Schmierkanal 48 mit Schmiernippel 49. Das Gehäuse 42 besitzt am anderen Ende einen zylindrischen Bund 50 mit einem Radialflansch 51. Im Bund 50 ist ein halbkugeligen Lagerring 52 durch Umbördeln der Außenkante 55 unter Zwischenlage eines Ringes 54 gegen eine Schulter 53 festgelegt. Im Lagerring 52 ist der Kugelkopf des Kugelzapfens mit seinem zapfenseitiden Teil 56 mit größerem Radius gelagert, während der Außenteil 57 mit kleinerem Radius in einer Haltescheibe 58 sitzt, die durch eine Feder 59 gegen den Kugelkopf 57 gedrückt wird.
• Der Zapfen 44 besitzt anschließend an die Kugel einen zylindrischen Schaft 60.
• Der Dichtungsbalg 10 umschließt mit dem einen Metallring 12 die zylindrische Wand des Bundes 50, wobei der radiale Flansch 27 sich auf den Flansch 51 abstützt. Die Lippe 16 der Manschette liegt abdichtend auf der Stirnseite des Bundes 50 auf. Die Stirnfläche 34 des Sitzringes 13 liegt an der unteren Stirnfläche 65 des Lenkers 45 an. Auch die freie Kante 24 der Dichtlippe 23 legt sich gegen die Fläche 65 unter Vorspannung an.
• Da der Körper 11 nachgiebig ist, wird die Stirnfläche 34 des Sitzringes gegen die Fläche 65 des Gelenkteiles 45 gedrückt. Da außerdem die Endfläche 24 der Lippe 23 normalerweise über die Stirnfläche 34 vorsteht, drückt die Elastizität der Lippe ihre Endfläche 24 gegen die Fläche 65, außer wenn der Druck in der Ringkammer 38 den Biegungswiderstand der Lippe übersteigen, worauf, wie aus F i g. 6 erkennbar, die Lippe 23 aufgebogen wird und die Endfläche 24 von der Fläche 65 abhebt, so daß die Kammer 38 entlüftet wird bzw. überschüssiges Fett austritt.
• Die Hauptkammer 37 des Balges steht dauernd mit der Ringkammer 38 durch die Durchgänge, die durch die axialen Nuten 35 und die Ausnehmungen 36 im Stützring 13 gebildet werden, in Verbindung.
• Werden also überschußmengen an Fett oder anderem Schmiermittel durch den Nippel 49 in die Hülse 42 eingeführt, die von der Hülse z. B. durch Schmiernuten 56a im Kugelkopf 56 in die Balgkammer 37 gelangen, so werden sie durch die Durchgänge bei sich öffnender Dichtlippe 23 abgelassen. Sobald ein überschuß an Fett über die Lippe ausgetreten ist, federt diese Lippe in Dichtlage zurück.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Dichtungsbalg für Kugelgelenke o@d. dgl., welcher mit seinem einen Ende auf einem Bund des Kugelgelenkgehäuses aufgezogen ist und unter federnder Eigenspannung des Balgmaterials gegen eine Stirnfläche des den Gelenkzapfen haltenden Teils, den Zapfen umschließend, mit seinem anderen Ende anliegt, welches axiale und radiale Fettaustrittskanäle aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das gelenkseitige Ende des Balges (10) lose auf dem Bund (50) sitzt, am inneren Ende (55) dieser Sitzfläche in an sich bekannter Weise zur Abdeckung dieses Sitzes eine radial sich nach innen erstreckende, aus dem Material des Balges (10) herausgebildete und an der Stirnseite (55) des Bundes (50) anliegende Dichtlippe (16) vorgesehen ist, und am zapfenseitigen Ende des Balges (10) außerhalb der Fettaustrittsöffnungen (36) eine an sich bekannte nach außen gerichtete Dichtlippe (23) vorgesehen ist, die an der Stirnwand (65) des den Zapfen (44) aufnehmenden Teil (40) unter Eigenspannung anliegt.
2. 2. Dichtungsbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d@aß im zapfenseitigen Ende des Balges (10) ein in bekannter Weise mit den Fettaustrittsöffnungen (35, 36) versehener Versteifungsring (13) vorgesehen ist, der mit seinem radiale Fettaustrittsöffnungen bildende Ausnehmungen (36) aufweisenden Außenende über das Ende des Balges (10) an der Ansatzstelle der Lippendichtung (23) vorsteht.
3. 3. Dichtungsbalg nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Versteifungsring (13) in an sich bekannter Weise an seinem inneren Ende einen Radialflansch (30) aufweist, dessen freie Kante im Material (11) des Balges (10) eingebettet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 726 603, 1032 679; deutsche Auslegeschriften Nr. 1079 41.0, 1056 438, 1126 747; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1853 874; französische Patentschriften Nr. 1215 375, 920 900; britische Patentschrift Nr. 886 545; USA.-Patentschriften Nr. 2 819 918, 2 527 787, 2 527 787, 2 054 864, 2 778 695, 3 016 251, 2 957 713, 2 559 857, 2 936188, 2 860 615, 2 966 376, 2 352 784.