DE19637553C1 - Zapfenkreuzgarnitur mit einer Abdichtungsanordnung - Google Patents
Zapfenkreuzgarnitur mit einer AbdichtungsanordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zapfenkreuzgarnitur für Kreuzgelen
ke, mit einem Zapfenkreuz mit vier Zapfen, von denen jeweils
zwei eine gemeinsame Längsachse aufweisen und wobei jeder Zapfen
eine Stirnfläche, eine zylindrische Lagerfläche im Anschluß an
die Stirnfläche, daran wiederum anschließend zumindest eine
Dichtfläche und ferner einen Sitzabschnitt aufweist, mit je
Zapfen einer Lagerbüchse, welche einen rohrförmigen, zylindri
schen Mantel mit einer als Lauffläche gestalteten Innenfläche,
der koaxial um den Zapfen mit einem Ringspalt angeordnet ist,
einen Boden, der die Stirnfläche überdeckt, und ein offenes Ende
mit einer Anlagefläche aufweist, mit Wälzkörpern in Form von
Rollen oder Nadeln, die im Ringspalt in Form eines Kranzes um
den Zapfen auf der Lagerfläche des Zapfens und der Innenfläche
des Mantels abwälzend angeordnet sind, mit je Lagerbüchse einer
ringförmigen Hauptdichtung, die vom offenen Ende her in die La
gerbüchse fest eingesetzt ist und mindestens eine Dichtlippe zur
Abdichtung an der Dichtfläche des Zapfens besitzt und mit je La
gerbüchse einer ringförmigen Vordichtung, die auf dem Sitzab
schnitt des Zapfens aufsitzt und eine Dichtlippe zur dichtenden
Anlage an der am offenen Ende der Lagerbüchse vorgesehenen An
lagefläche besitzt, wobei die ringförmige Vordichtung in einer
Schnittebene gesehen, welche die Achse enthält, U-förmig gestal
tet ist, einen der Achse nahen ersten Schenkel besitzt, der mit
einer an den Verlauf des Sitzabschnittes des Zapfens angepaßten
Bohrung versehen ist und auf dem Sitzabschnitt mit Vorspannung
fest aufsitzt, einen radial außenliegenden zweiten Schenkel be
sitzt, der die Dichtlippe zur Anlage an der Anlagefläche der
Lagerbüchse aufweist und der mit dem ersten Schenkel durch einen
Steg verbunden ist, wobei ferner zwischen beiden ein Ringzwi
schenraum vorhanden ist und der erste Schenkel auf seiner zum
Ringzwischenraum weisenden Fläche mit einer Zusatzdichtfläche
versehen ist und daß die Hauptdichtung einen ringförmigen Fort
satz besitzt, der in den Ringzwischenraum hineinragt und an
seinem Ende eine Zusatzdichtlippe trägt, die zur Abdichtung an
der Zusatzdichtfläche der Vordichtung anliegt.
Eine solche Zapfenkreuzgarnitur ist in der DE 41 28 179 A1 be
schrieben. Dabei ist die Hauptdichtung mit einem Metallträger
versehen, der mit einem abgeknickten Ende in eine Ausnehmung in
der Bohrung der Lagerbüchse zur axialen Abstützung eingreift.
Die Hauptdichtung weist eine erste in Richtung auf die Wälzkör
per zu verlaufende Dichtungslippe auf, die auf einer kegeligen
Dichtfläche des Zapfens abdichtet und ferner in Richtung auf die
Vordichtung eine weitere Dichtlippe, die auf einer zylindrischen
Dichtfläche des Zapfens anliegt, sowie eine dritte Dichtlippe,
die an einer Dichtfläche der Vordichtung zur Abdichtung anliegt.
Die Vordichtung weist eine zylindrische Bohrung auf und sitzt
mit dieser auf einer zylindrischen Sitzfläche des Zapfens. Die
Vordichtung umgreift das offene Ende der Lagerbüchse und dichtet
radial auf einer zylindrischen Außenumfangsfläche der Lagerbüch
se ab. Ferner ist die Vordichtung gegen eine radial verlaufende
Schulter des Zapfens abgestützt.
In der US 39 06 746 ist eine Zapfenkreuzgarnitur beschrieben,
bei der zwischen der Lagerbüchse und dem Zapfen eine einzige
Dichtung vorgesehen ist, die dem Zapfen fest zugeordnet ist. Sie
sitzt auf einer zylindrischen oder gestuften Fläche des Zapfens
auf und weist einen ersten, zur Zapfenachse rechtwinklig verlau
fenden Abschnitt auf, der mit Rippen oder Stegen versehen ist,
die zur Anlage an einer radial gerichteten Fläche eines Kragens
am Ende der Lagerbüchse gedacht sind. Um auch bei unterschiedli
chen Einbauverhältnissen durch Fertigungstoleranzen die nötige
Vorspannung zu erzielen, weist die Dichtung weitere Rippen bzw.
Stege auf, die an einer kegelig verlaufenden Fläche des Zapfens
abgestützt sind. Durch die weiteren Rippen, die an der kegeligen
Fläche anliegen, wird das Federungsverhalten der Dichtung ver
bessert. Eine solche Dichtung ist jedoch nur für geringe Lauf
leistungen geeignet, weil keine Maßnahmen betroffen sind, die
das Eindringen von Schmutz von außen verhindern.
In der DE 88 05 833 U1 ist eine nachschmierbare Ausführungsform
einer Zapfenkreuzgarnitur beschrieben, bei der die Hauptdichtung
fest in der Lagerbüchse einsitzt und mit zwei Dichtlippen auf
einer zylindrischen Dichtfläche des Zapfenkreuzes dichtet. Die
Vordichtung ist mit einem Ringabschnitt auf einen zylindrischen
Abschnitt des Zapfens, der in Verlängerung der Dichtfläche für
die Dichtlippen der Hauptdichtung angeordnet ist, aufgesetzt und
stützt sich, in axialer Richtung des Zapfens gesehen, gegen eine
Kurvenfläche ab. Die Vordichtung weist des weiteren ausgehend
von diesem ersten, zur Festlegung am Zapfen dienenden Schenkel
einen, bezogen auf die Längsachse radial beabstandeten zweiten
Schenkel auf, der mit dem ersten Schenkel durch einen Steg ver
bunden ist und die Lagerbüchse außen übergreift.
In der EP 03 21 076 A1 ist eine Zapfenkreuzgarnitur mit einer
Hauptdichtung beschrieben, die über einen metallischen Träger an
der Innenfläche der Lagerbüchse festgelegt ist. Sie weist zwei
Dichtlippen auf, von denen eine an einer zylindrischen und die
andere an einer kegelig verlaufenden Dichtfläche des Zapfens des
Zapfenkreuzes dichtend anliegt. Ferner ist eine Vordichtung nach
Art eines Winkelringes vorgesehen, welche auf einer zylindri
schen Fläche des Zapfens, die sich an die Dichtfläche für die
Dichtlippen der Hauptdichtung anschließt, aufsitzt. Mit einem
parallel zur Innenfläche der Lagerbüchse verlaufenden Schenkel
übergreift die Vordichtung die Außenfläche der Lagerbüchse. Sie
bildet mit einem nach innen gerichteten Wulst, der in eine Nut
in der Außenfläche der Lagerbüchse eingreift, eine Labyrinth
dichtung. Zwischen der Lagerbüchse und der Vordichtung ist kein
Reibkontakt gegeben. Die Vordichtung sitzt selbst jedoch mit
Reibkontakt auf dem zugehörigen Sitzabschnitt des Zapfens des
Zapfenkreuzes auf. Es handelt sich um eine nachschmierbare Zap
fenkreuzgarnitur, bei der von Zeit zu Zeit eine Schmiermittel
menge über den Schmiernippel zugeführt wird, und zwar in einem
derartigen Umfang, daß Fett durch den Labyrinthspalt der Vor
dichtung austritt.
Bei Nutzkraftwagen, insbesondere solchen mit höherer Leistung,
ist es das Ziel, die Wartungsintervalle auf ein Minimum zu redu
zieren bzw. möglichst eine vorgegebene Lebensdauer, die bei
Laufleistungen für Nutzkraftwagen in der Größenordnung von 1
Million Kilometer liegt, ohne Wartung zu gewährleisten. Dies be
trifft vor allen Dingen Fahrzeuge mit einem zulässigen Gesamtge
wicht größer 15 Tonnen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zapfenkreuzgarni
tur für Kreuzgelenke vorzuschlagen, die eine verbesserte Lebens
dauer aufweist und weitestgehend eine Wartungsfreiheit gewähr
leistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vor
dichtung in ihrer dem Sitzabschnitt des Zapfens angepaßten Boh
rung mit entlang der Achse beabstandet angeordneten umlaufenden
Nuten versehen ist, daß die Vordichtung an dem Abschnitt, in dem
der erste Schenkel mit dem ersten Steg verbunden ist, eine um
laufende Dichtstulpe zur dichtenden Anlage am Sitzabschnitt des
Zapfens aufweist und daß die Hauptdichtung einen ringförmigen
Träger umfaßt, der aus dem offenen Ende der Lagerbüchse heraus
ragt und mit einem von der Achse weg nach außen gerichteten Kragen
versehen ist, und die Vordichtung an der zum Ringzwischenraum
weisende Fläche des zweiten Schenkels einen Haltewulst und/oder
eine zweite Dichtlippe aufweist, die im unmontierten Zustand
eine Öffnung freiläßt, die kleiner ist, als der Außendurchmesser
des Kragens.
Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß ein weiterer Dicht
spalt erzielt wird, der zu einer Verbesserung der Abdichtung der
Lagerung führt, so daß der Schmiermittelaustritt verringert
wird. Die Zusatzdichtfläche der Vordichtung weist aufgrund der
Materialwahl für die Vordichtung in Form eines Elastomers eine
ideale Oberflächenqualität auf. Durch den Einsatz eines geeigne
ten Werkstoffs für die Vordichtung wird erreicht, daß sowohl
übermäßiger Verschleiß als auch Korrosion vermieden wird. Beide
Dichtlippen der Hauptdichtung sind so orientiert, daß sie vom
Boden der Lagerbüchse weg in Richtung auf die Achse vorstehen,
so daß für eine Einmalschmierung bzw. eine Nachschmierung ein
Austritt von Schmiermittel unter Druck gegeben ist, wodurch auch
die Dichtlippen bzw. die Zusatzdichtlippe mit Schmiermittel ver
sorgt werden, so daß kein Trockenlauf eintritt. Dadurch, daß die
Vordichtung mit Vorspannung auf dem Sitzabschnitt des Zapfens
des Zapfenkreuzes aufsitzt, ist ein statischer Sitz gewährlei
stet, so daß eine Bewegung nur an den Stellen eintritt, die hin
sichtlich der Abdichtung dazu vorgesehen sind, nämlich zwischen
den Dichtlippen und den entsprechenden Anlageflächen am Zapfen
bzw. in Form der Zusatzdichtfläche an der Vordichtung selbst.
Die Vormontage und Abdichtung wird dadurch verbessert, daß die
Hauptdichtung einen Träger aufweist, der in den Zwischenraum
zwischen beiden Schenkeln der Vordichtung reicht und die Vor
dichtung an der zum Ringzwischenraum weisenden Fläche des zwei
ten Schenkels einen Haltewulst aufweist, der im unmontierten
Zustand der Lagerbüchse mit der Vordichtung eine Öffnung frei
läßt, die kleiner ist als der Außendurchmesser des zweiten Kra
gens. Die Vordichtung kann so der noch unmontierten Lagerbüchse
mit den Wälzkörpern und der bereits fest einsitzenden Dichtung
angehängt werden. Die Vormontagemöglichkeit und Wirkung werden
auch alternativ durch eine an der zum Ringzwischenraum weisenden
Fläche des zweiten Schenkels an der Außenfläche des Trägers an
liegende weitere Dichtlippe erreicht. Hierdurch wird die von
äußeren Einwirkungen besonders beaufschlagte Dichtlippe an dem
zweiten Schenkel, die an der Anlauffläche am offenen Ende der
Lagerbüchse abdichtet, unterstützt. Dieser Teil der Vordichtung
wird insbesondere bei Einwirkungen von Steinschlag, bei Dampf
strahlreinigung und dergleichen beansprucht. Durch die weitere
Dichtlippe an der Vordichtung wird also das Eindringen von
Schmutzwasser oder von Feuchtigkeit oder Schmutz verhindert,
auch wenn die Dichtlippe, die an der Anlauffläche anliegt, all
mählich verschleißt. Die Nuten der Vordichtung bewirken eine
Verbesserung der statischen Abdichtung der Vordichtung gegenüber
dem Zapfen, da diese bei Einwirken von Wasser die Kapillarwir
kung unterbrechen. Jedes der Segmente der Vordichtung, welche
den Sitzabschnitt berühren, kann dadurch im wesentlichen unab
hängig voneinander wirken. Ferner wird die statische Dichtwir
kung auch noch durch eine umlaufende Dichtstulpe zur dichtenden
Anlage am Sitzabschnitt des Zapfens verbessert.
Vorzugsweise weist die Hauptdichtung zwei entlang der Achse in
Richtung auf das offene Ende der Lagerbüchse hintereinander an
geordnete Dichtlippen zur Anlage an der Dichtfläche des Zapfens
neben der sich daran in Axialrichtung anschließenden Zusatz
dichtlippe auf.
Die Hauptdichtung selbst besteht hinsichtlich der abdichtenden
Teile aus einem Elastomer. Zusätzlich kann zur Verstärkung und
zur Verbesserung des Sitzes ein ringförmiger, metallischer Trä
ger vorgesehen sein, mit dessen Außenfläche die Hauptdichtung an
der Innenfläche der Lagerbüchse festgelegt ist. Um eine beson
ders günstige Verbindung zwischen dem Träger und dem elasti
schen, aus einem Elastomer bestehenden Teil der Hauptdichtung zu
erzielen, ist der Träger an seinem dem Boden der Lagerbüchse
nahen Ende mit einem nach innen auf die Achse zu verlaufenden
ersten Kragen versehen.
Hierdurch wird insbesondere eine Verstärkung in dem Bereich er
reicht, in dem beispielsweise die Möglichkeit gegeben ist, daß
die Wälzkörper in Form von Lagernadeln sich hiergegen abstützen
können, wenn nicht eine entsprechende Querschnittsreduzierung am
Zapfen dazu führt, daß die Wälzkörper in ihrer axialen Lage im
wesentlichen verbleiben müssen.
Um die statische Abdichtung der Hauptdichtung im Verhältnis zur
Lagerbüchse noch zu verbessern, ist dem Träger an seinem dem Bo
den der Lagerbüchse nahen Ende ein Dichtwulst zur Anlage an der
Innenfläche der Lagerbüchse angebracht. Durch die Nutzung der
Innenfläche der Lagerbüchse für die Festlegung der Hauptdichtung
wird erreicht, daß die Rundlaufabweichung der Dichtlippen in
akzeptablen Grenzen gehalten wird.
Um das gleichzeitige Aufschieben der Lagerbüchse mit der Haupt
dichtung und der Vordichtung auf den Zapfen zu gewährleisten,
d. h. insbesondere zu erreichen, daß die Vordichtung auf den zu
gehörigen Sitzabschnitt mit Vorspannung lagegerecht aufgeschoben
wird, ist die Vordichtung im Ringzwischenraum mit an dem Steg
angeformten und umfangsverteilt angeordneten Podesten versehen,
welche dem zweiten Kragen des Trägers der Hauptdichtung gegen
überliegen. Bei der Montage stützt sich der Träger mit seinem
zweiten Kragen gegen die Podeste ab und sorgt für das lage-ge
rechte Aufschieben der Vordichtung auf den Sitzabschnitt des
zugehörigen Zapfens, ohne daß es zur Überbeanspruchung der Vor
dichtung kommen kann. Die Podeste sind umfangsverteilt angeord
net, um ferner Durchlässe zu bilden, durch die Schmiermittel
nach außen durchtreten kann, wenn beispielsweise eine Nach
schmierung erfolgt bzw. Schmiermittel im Verlaufe der Nutzung in
dem gewollten Maße austritt. Um keine unnötige Versteifung der
Vordichtung für das Aufschieben zu erzielen, ist ferner vorge
sehen, daß die Podeste nur mit dem Steg und dem außenliegenden
zweiten Schenkel der Vordichtung verbunden sind.
Besonders günstige Sitzverhältnisse werden dadurch erreicht, daß
der umlaufende Sitzabschnitt und/oder die umlaufende Dichtfläche
des Zapfens, in einer Schnittebene, welche die Achse enthält,
nach Art einer Hohlkehle mit einem kurvenförmigen Verlauf ge
staltet sind.
Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie zwei
Anwendungsbeispiele für erfindungsgemäße Zapfenkreuzgarnituren
sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und anhand dersel
ben näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Halblängsschnitt durch eine Kreuzgelenk
welle mit zwei Kreuzgelenken, bei denen eine
erfindungsgemäße Zapfenkreuzgarnitur Anwendung
findet,
Fig. 2 eines der beiden Kreuzgelenke der Kreuzgelenk
welle gemäß Fig. 1 als Detail im vergrößerten
Maßstab,
Fig. 3 ein Doppelkreuzgelenk in der Seitenansicht im
gestreckten Zustand des Gelenkes,
Fig. 4 das in Fig. 3 dargestellte Doppelkreuzgelenk im
vergrößerten Maßstab im abgebeugten Zustand, im
Halbschnitt,
Fig. 5 eine Zapfenkreuzgarnitur, die beispielsweise An
wendung in einer der Gelenkwellen gemäß Fig.
1 bis 4 Anwendung finden kann,
Fig. 6 das Detail X gemäß Fig. 5 im vergrößerten Maß
stab für eine erste Ausführungsform,
Fig. 7 das Detail X gemäß Fig. 5 im vergrößerten Maß
stab für eine zweite Ausführungsform,
Fig. 8 das Detail Y der Ausführungsform gemäß Fig. 6
in nochmals vergrößertem Maßstab,
Fig. 9 die in Fig. 8 enthaltene Hauptdichtung als Ein
zelteil geschnitten, und zwar in einer Ebene,
welche die Achse enthält, und
Fig. 10 das Detail Y der in Fig. 7 dargestellten Aus
führungsform in einem nochmals vergrößerten Maß
stab.
In Fig. 1 ist eine Kreuzgelenkwelle mit den zum Ende hin an
geordneten beiden Kreuzgelenken 1, 1′ dargestellt. Die beiden
Kreuzgelenke 1, 1′ sind im wesentlichen mit Ausnahme der An
schlüsse gleich ausgebildet und umfassen jeweils eine erste
Gelenkgabel 2 zum Anschluß an ein treibendes oder getriebenes
Bauteil, welche dazu mit einem Flansch versehen ist. Sie umfas
sen ferner jeweils eine zweite Gelenkgabel 3, wobei die dem
Kreuzgelenk 1 zugeordnete Gelenkgabel 3 mit einem Anschluß für
ein Rohr 5 versehen ist und die zum Kreuzgelenk 1′ gehörende
Gelenkgabel mit einem Schiebezapfen 7 versehen ist. Die beiden
Gelenkgabeln 2, 3 sind durch eine Zapfenkreuzgarnitur 4 derart
miteinander verbunden, daß Abwinklungen um zwei Achsen zwischen
den beiden Gelenkgabeln 2, 3 ausgeführt werden können. Das an
die Gelenkgabel 3 des Kreuzgelenkes 1 angeschlossene Rohr 5
trägt eine Schiebehülse 6, in deren Bohrung eine Profilverzah
nung angebracht ist, in welcher der zum Kreuzgelenk 1′ gehörende
Schiebezapfen 7 mit einer entsprechenden Profilverzahnung axial
verstellbar einsitzt. Das aus Fig. 1 ersichtliche Kreuzgelenk
1 ist in Fig. 2 nochmals im vergrößerten Maßstab dargestellt.
Es ist ersichtlich, daß die zweite Gelenkgabel 3 für die Auf
nahme der Lagerbüchse 9 der Zapfenkreuzgarnitur 4 eine Gabelboh
rung 8 besitzt. Ferner ist erkennbar, daß die beiden Gelenkga
beln 2, 3 zueinander um die Achsen 11 bzw. 12 der Zapfenkreuz
garnitur 4 schwenkbar angeordnet sind. Somit ist eine räumliche
Abwinklung dieser beiden Gelenkgabeln 2, 3 zueinander möglich.
Die bei der Kreuzgelenkwelle gemäß Fig. 1 und 2 verwendeten
Zapfenkreuzgarnituren 4 sind anhand der Fig. 5 bis 10 näher
erläutert.
Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte Doppelkreuzgelenk 1′′
besitzt eine erste Gelenkgabel 2′, an welche eine Welle 13 zur
Verbindung mit einem treibenden oder getriebenen Bauteil an
geschlossen ist. Die Gelenkgabel 2′ ist mit der Doppelgabel 10
mittels einer ersten Zapfenkreuzgarnitur 4′ verbunden, welche
räumliche Abwinklungen der ersten Gelenkgabel 2′ zur Doppelgabel
10 zuläßt. Die zweite Gelenkgabel 3′ mit der angeschlossenen
Welle 14 zur Verbindung mit einem treibenden oder getriebenen
Bauteil eines Antriebsstranges ist ebenfalls über eine Zapfen
kreuzgarnitur 4′ mit der Doppelgabel 10 räumlich abwinkelbar
verbunden. Aus Fig. 4 ist insbesondere erkennbar, daß die bei
den Zapfenkreuzgarnituren 4′ von der Zapfenkreuzgarnitur, wie
sie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 verwendet
wird, insofern abweicht, als zwei der auf einer Achse 11′ lie
genden Zapfen der Zapfenkreuzgarnitur zu denen der Achse 12′ der
beiden anderen Zapfen der Zapfenkreuzgarnitur versetzt sind. Die
beiden Achsen 11′, 12′ kreuzen sich damit mit Abstand.
Die Fig. 5 zeigt eine Zapfenkreuzgarnitur 4, 4′ mit dem Zapfen
kreuz 15, das vier Zapfen 16 aufweist. Von diesen vier Zapfen 16
sind zwei auf der Achse 11 bzw. 11′ und zwei auf der Achse 12
bzw. 12′ zentriert. Für eine Kreuzgelenkwelle gemäß Fig. 1
und 2 befinden sich die beiden Achsen 11, 12 in einer Ebene,
während für das Ausführungsbeispiel des Doppelkreuzgelenkes ge
mäß Fig. 3 und 4 die beiden Achsen 11′ und 12′ sich mit Ab
stand kreuzen. Die Achsen 11, 12 schneiden sich in der Ebene
derart, daß sie senkrecht aufeinander stehen, während sich die
beiden Achsen 11′, 12′ im Abstand rechtwinklig kreuzen. Aus
Fig. 5 ist ferner erkennbar, daß dem Zapfen 16 eine Lagerbüchse
9 zugeordnet ist, welche einen zylindrischen Mantel 17 und einen
Boden 18 umfaßt. Der Boden 18 überdeckt die Stirnfläche 19 des
Zapfens 16. Ferner ist eine Dichtungsanordnung vorgesehen, die
anhand der nachfolgenden Figuren hinsichtlich der einzelnen Aus
führungsvarianten näher erläutert ist.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6, 8 und 9 ist ebenfalls
die Zuordnung der Lagerbüchse 9 zu dem Zapfen 16 zu sehen. Es
ist ein Teil des Bodens 18 der Lagerbüchse 9 erkennbar, der mit
seiner Innenfläche an der Stirnfläche 19 des Zapfens 16 entweder
unmittelbar oder unter Zwischenschaltung einer Stirnscheibe zur
Anlage kommt. Der zylindrische Mantel 17 der Lagerbüchse 9 weist
eine Innenfläche 20 auf, welche im radialen Abstand zur zylin
drischen Lagerfläche 21 des Zapfens 16 angeordnet ist. Im Rings
palt zwischen beiden sind Wälzkörper 22, beispielsweise Lagerna
deln oder Rollen, in Form eines Kranzes angeordnet, so daß sie
bei einer Relativbewegung von der Lagerbüchse 9 und dem Zapfen
16 um die Achse 12 zueinander auf der Lagerfläche 21 bzw. an der
Innenfläche 20 abwälzen können. Der Mantel 17 ist über die Länge
der Wälzkörper 22 hinaus vom Boden 18 weg verlängert und endet
in dem offenen Ende 25. In dem Ringspalt im Bereich des offenen
Endes 25 zwischen der Innenfläche 20 der Lagerbüchse 9 und der
Dichtfläche 23 des Zapfens 16, die im Anschluß an die Lagerflä
che 21 von der Stirnfläche 19 weg angeordnet ist, ist die Haupt
dichtung 26 angebracht. Die Hauptdichtung 26 sitzt fest in der
Lagerbüchse 9 ein. Zusätzlich ist eine Vordichtung 27 vorhanden,
welche die Hauptdichtung 26 vor äußeren Einflüssen schützt und
die auf dem Sitzabschnitt 24 fest aufsitzt, so daß sie sich mit
dem Zapfen 16 drehen muß, während sich die Hauptdichtung 26 mit
der Lagerbüchse 9 drehen muß. Die Vordichtung 27 dichtet darüber
hinaus gegenüber der im Bereich des offenen Endes 25 vorgesehe
nen Anlauffläche 28 ab.
Aus den Fig. 8 und 9 ist die Hauptdichtung 26 in ihrer Ge
staltung nochmals im vergrößerten Maßstab ersichtlich, während
aus Fig. 8 auch noch die Gestaltung der Vordichtung 27 in einer
ersten Ausführungsvariante erkennbar ist. Die aus den Fig. 8
und 9 ersichtliche Hauptdichtung 26, die im übrigen auch für die
Ausführungsform gemäß Fig. 7 eingesetzt wird, umfaßt einen
weichelastischen Teil, der die beiden Dichtlippen 29, 30 auf
weist, die entlang der Achse 12 hintereinander angeordnet sind
und deren freie Enden in Richtung auf die Dichtfläche 23 des
Zapfens 16 des Zapfenkreuzes 15 vorstehen und an dieser mit Vor
spannung anliegen. Die Hauptdichtung 26 ist ringförmig aufge
baut, so daß die beiden Dichtlippen 29, 30 im entspannten Zu
stand einen kleineren Öffnungsquerschnitt freilassen, als der
Querschnitt, der jeweils im Bereich der Berührung zwischen den
beiden Dichtlippen 29, 30 und der Dichtfläche 23 gegeben ist.
Die beiden Dichtlippen 29, 30 sind fest mit einem metallischen
Träger 31 verbunden. Der Träger 31 umfaßt einen zylindrischen
Abschnitt mit einer zylindrischen Außenfläche 32 und zu den
Wälzkörpern 22 hin einen ersten einwärts in Richtung auf die
Achse 12 gerichteten Kragen 33 sowie an dem aus dem offenen Ende
25 vorstehenden Ende einen nach außen weisenden zweiten Kragen
34, dessen Außendurchmesser größer ist, als der Durchmesser der
zylindrischen Außenfläche 32. Die Hauptdichtung 26 weist in
Richtung auf den zweiten Kragen 34, ausgehend von der letzten
der beiden Dichtlippen 29, 30, einen Fortsatz 36 auf, an dessen
Ende eine Zusatzdichtlippe 37 angeordnet ist, die ebenfalls von
den Wälzkörpern 22 weg vorsteht. Des weiteren ist im Bereich des
ersten Kragens 33 außen zur Innenfläche 20 der Lagerbüchse 9 hin
ein Dichtwulst 35 angeordnet, der bewirkt, daß eine sichere Ab
dichtung zwischen der Hauptdichtung 26 und der Lagerbüchse 9 ge
geben ist. Der Spalt zwischen dem Träger 31 und der Lagerbüchse
9 ist verschlossen und verhindert den Austritt von Schmiermit
tel. Das Schmiermittel im Lagerinnenraum bzw. solches, das im
Wege der Nachschmierung in den Ringspalt und von diesem in Rich
tung auf die Dichtlippen 29, 30 gerät, kann nur zwischen den
beiden Dichtlippen 29, 30 und der zugehörigen Dichtfläche 23 in
Richtung auf das offene Ende 25 entweichen.
Die Vordichtung 27 ist dazu da, die Hauptdichtung 26 vor dem
Eindringen von Schmutz oder Wasser von außen zu schützen. Die
ringförmige Vordichtung 27 ist im Querschnitt U-förmig gestal
tet. Sie weist einen ersten Schenkel 38 auf, der die Bohrung 39
besitzt, welche im Querschnitt gesehen dem Verlauf des Sitzab
schnittes 24 des Zapfens 16 angepaßt ist. Der Sitzabschnitt 24
verläuft kurvenförmig, nach Art einer Hohlkehle, an welchem die
Vordichtung 27 festgelegt ist, und zwar mit Vorspannung, so daß
sich statische Dichtverhältnisse ergeben. Zur Verbesserung der
Dichtwirkung der statischen Abdichtung in diesem Bereich sind in
der Bohrung 39 mehrere Nuten 40 vorhanden, welche die Kapillar
wirkung, die eintreten kann, unterbrechen. Zusätzlich ist im Be
reich des unteren Endes des ersten Schenkels 38, und zwar bevor
zugt im Übergangsbereich zu dem auswärts gerichteten Steg 42,
der sich an den ersten Schenkel 38 anschließt, eine Dichtstulpe
41 angeordnet, die vom Steg 42 weggerichtet ist. Im Abstand zum
ersten Schenkel 38 ist an den Steg 42 der radial außenliegende
zweite Schenkel 43 angeschlossen. Dieser verläuft in Richtung
auf das offene Ende 25 der Lagerbüchse 9 und weist an seinem
äußersten Ende eine umlaufende Dichtlippe 47 auf, die an der ke
geligen Anlauffläche 28 am offenen Ende 25 der Lagerbüchse 9 ab
dichtend anliegt. Zu dem zwischen den beiden Schenkeln 38, 43
vorgesehenen Ringzwischenraum 44 hin weist der erste Schenkel 38
eine Zusatzdichtfläche 46 auf, an welcher die Zusatzdichtlippe
37 der Hauptdichtung 26 zur weiteren und verbesserten Abdichtung
anliegt. Die Vordichtung 27, die ebenfalls aus einem elastomeren
Material besteht, dessen Eigenschaften jedoch von dem der Haupt
dichtung 26 unterschiedlich ausgelegt sein können, bietet eine
saubere Anlagefläche für die Zusatzdichtlippe 37, so daß eine
hervorragende Dichtwirkung erzielt wird. An der ebenfalls zum
Ringzwischenraum 44 weisenden Innenfläche des zweiten Schenkels
43 ist ein Haltewulst 48 angebracht, der zum Ringzwischenraum 44
vorsteht und der bei unmontierter Vordichtung 27 einen Öffnungs
querschnitt freiläßt, der kleiner ist als der Querschnitt, der
durch die Außenfläche des zweiten Kragens 34 gebildet wird. Mit
diesem Haltewulst 48 kann die Vordichtung 27 zur Vormontage an
den Träger 31 der Hauptdichtung 26 angehängt werden. Um diese
gemeinsam mit der Lagerbüchse 9, in welcher die Hauptdichtung 26
fest montiert ist, auf den Zapfen 16 aufschieben zu können, ohne
daß die Vordichtung 27 beschädigt wird, sind im Ringzwischenraum
44 zwischen den beiden Schenkeln 38, 43 umfangsverteilt Podeste
45 angeordnet, die jeweils nur mit dem zweiten Schenkel 43 und
dem Steg 42 verbunden sind und dem zweiten Kragen 34 gegenüber
liegen, so daß dieser über die Podeste 45 auf die Vordichtung 27
zum Aufschieben auf den Sitzabschnitt 24 einwirkt.
Die Fig. 7 und 10 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform
einer Zapfenkreuzgarnitur, wobei jedoch in Fig. 7 wiederum die
Zuordnung einer Lagerbüchse 9 zu einem Zapfen 16 eines Zapfen
kreuzes 15 dargestellt und ebenfalls eine Hauptdichtung 26 vor
handen ist, die entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 7, 8 und 9 gestaltet ist. Bei der Ausführungsvariante gemäß
Fig. 7 ist jedoch die Vordichtung 27′ abweichend zu der gemäß
Fig. 6, 8 und 9 ausgelegt. Die Ausbildung der Lagerbüchse 9
mit dem Boden 18, dem Mantel 17 und der Innenfläche 20, welche
der zylindrischen Lagerfläche 21 des Zapfens 16 gegenüberliegt,
entspricht dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel. Wie aus
Fig. 10 ersichtlich, weist die Vordichtung 27′ ebenfalls eine
U-Gestalt auf, wobei der erste Schenkel 38 ebenfalls fest auf
dem Sitzabschnitt 24 des Zapfens 16 aufgenommen ist und in sei
ner Bohrung 39 beabstandete Nuten 40 zur Unterbrechung der Ka
pillarwirkung aufweist. Diese Dichtung besitzt jedoch einen
zusätzlichen Verstärkungsring 50, welcher aus Metall besteht und
nach Art eines Winkelringes gestaltet ist. Sie weist außerdem
einen in Richtung von den Wälzkörpern 22 weg gerichteten Wulst
auf, der im Bereich des Steges 42 liegt. Der äußere Abschnitt
des Verstärkungsringes 50 bildet gleichzeitig einen Teil der
Außenfläche der Vordichtung 27′. Der zweite Schenkel 43 der
Vordichtung 27 umfaßt somit den außenliegenden Abschnitt des
Verstärkungsringes 50 und einen entsprechend innen liegenden
elastomeren Abschnitt, der an seinem Ende die Dichtlippe 47
trägt, die zur Anlage an der Anlagefläche 28 am offenen Ende 25
der Lagerbüchse 9 bestimmt ist. Im Ringzwischenraum 44 zwischen
den beiden Schenkeln 38, 43 der Vordichtung 27′, in den auch der
Träger 31 hineinragt, ist eine weitere Dichtlippe 49 angebracht,
die radial nach innen in Richtung auf die Außenfläche 32 des
Trägers 31 vorsteht und zu diesem hin abdichtet. Die weitere
Dichtlippe 49 steht in Richtung auf das offene Ende 25 der La
gerbüchse 9 vor. Somit kann beim Nachschmieren über die Dicht
lippen 29, 30, die Zusatzdichtlippe 37 austretendes Schmiermit
tel auch zwischen der weiteren Dichtlippe 49 und der Außenfläche
32 des Trägers 31 durchtreten und über die Dichtlippe 47 nach
außen austreten. Dabei ist die weitere Dichtlippe 49 in ihren
Abmessungen so gestaltet, daß sie gleichzeitig die Haltefunktion
zur Vormontage der Vordichtung 27′ übernimmt, d. h. diese im Ver
hältnis zur Lagerbüchse 9 bzw. dem der Hauptdichtung 26 zugehö
rigen Träger 31 vormontiert hält, weil der zweite Kragen 34 des
Trägers 31 einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als
der Wirkdurchmesser der weiteren Dichtlippe 49.
Bezugszeichenliste
1, 1′, 1′′ Kreuzgelenk/Doppelkreuzgelenk
2, 2′ Gelenkgabel
3, 3′ Gelenkgabel
4, 4′ Zapfenkreuzgarnitur
5 Rohr
6 Schiebehülse
7 Schiebezapfen
8 Gabelbohrung
9 Lagerbüchse
10 Doppelgabel
11, 11′ Achse
12, 12′ Achse
13, 14 Welle
15 Zapfenkreuz
16 Zapfen
17 Mantel
18 Boden
19 Stirnfläche
20 Innenfläche
21 Lagerfläche
22 Wälzkörper
23 Dichtfläche
24 Sitzabschnitt
25 offenes Ende
26 Hauptdichtung
27, 27′ Vordichtung
28 Anlagefläche
29, 30 Dichtlippen
31 Träger
32 Außenfläche
33 erster Kragen
34 zweiter Kragen
35 Dichtwulst
36 Fortsatz
37 Zusatzdichtlippe
38 erster Schenkel
39 Bohrung
40 Nuten
41 Dichtstulpe
42 Steg
43 zweiter Schenkel
44 Ringzwischenraum
45 Podest
46 Zusatzdichtfläche
47 Dichtlippe
48 Haltewulst
49 weitere Dichtlippe
50 Verstärkungsring
2, 2′ Gelenkgabel
3, 3′ Gelenkgabel
4, 4′ Zapfenkreuzgarnitur
5 Rohr
6 Schiebehülse
7 Schiebezapfen
8 Gabelbohrung
9 Lagerbüchse
10 Doppelgabel
11, 11′ Achse
12, 12′ Achse
13, 14 Welle
15 Zapfenkreuz
16 Zapfen
17 Mantel
18 Boden
19 Stirnfläche
20 Innenfläche
21 Lagerfläche
22 Wälzkörper
23 Dichtfläche
24 Sitzabschnitt
25 offenes Ende
26 Hauptdichtung
27, 27′ Vordichtung
28 Anlagefläche
29, 30 Dichtlippen
31 Träger
32 Außenfläche
33 erster Kragen
34 zweiter Kragen
35 Dichtwulst
36 Fortsatz
37 Zusatzdichtlippe
38 erster Schenkel
39 Bohrung
40 Nuten
41 Dichtstulpe
42 Steg
43 zweiter Schenkel
44 Ringzwischenraum
45 Podest
46 Zusatzdichtfläche
47 Dichtlippe
48 Haltewulst
49 weitere Dichtlippe
50 Verstärkungsring
Claims (10)
1. Zapfenkreuzgarnitur (4, 4′) für Kreuzgelenke (1, 1′, 1′′),
mit einem Zapfenkreuz (15) mit vier Zapfen (16), von denen
jeweils zwei eine gemeinsame Längsachse (11, 12; 11′, 12′)
aufweisen und wobei jeder Zapfen (16) eine Stirnfläche
(19), eine zylindrische Lagerfläche (21) im Anschluß an die
Stirnfläche (19), daran wiederum anschließend zumindest
eine Dichtfläche (23) und ferner einen Sitzabschnitt (24)
aufweist,
mit je Zapfen (16) einer Lagerbüchse (9), welche einen rohrförmigen, zylindrischen Mantel (17) mit einer als Lauf fläche gestalteten Innenfläche (20), der koaxial um den Zapfen (16) mit einem Ringspalt angeordnet ist, einen Boden (18), der die Stirnfläche (19) überdeckt, und ein offenes Ende (25) mit einer Anlagefläche (28) aufweist,
mit Wälzkörpern (22) in Form von Rollen oder Nadeln, die im Ringspalt in Form eines Kranzes um den Zapfen (16) auf der Lagerfläche (21) des Zapfens (16) und der Innenfläche (20) des Mantels (17) abwälzend angeordnet sind,
mit je Lagerbüchse (9) einer ringförmigen Hauptdichtung (26), die vom offenen Ende (25) her in die Lagerbüchse (9) fest eingesetzt ist und mindestens eine Dichtlippe (29, 30) zur Abdichtung an der Dichtfläche (23) des Zapfens (16) besitzt und
mit je Lagerbüchse (9) einer ringförmigen Vordichtung (27, 27′), die auf dem Sitzabschnitt (24) des Zapfens (16) auf sitzt und eine Dichtlippe (47) zur dichtenden Anlage an der am offenen Ende (25) der Lagerbüchse (9) vorgesehenen Anla gefläche (28) besitzt, wobei die ringförmige Vordichtung (27) in einer Schnittebene gesehen, welche die Achse (12, 12′) enthält, U-förmig gestaltet ist, einen der Achse (12, 12′) nahen ersten Schenkel (38) besitzt, der mit einer an den Verlauf des Sitzabschnittes (24) des Zapfens (16) ange paßten Bohrung (39) versehen ist und auf dem Sitzabschnitt (24) mit Vorspannung fest aufsitzt, einen radial außenlie genden zweiten Schenkel (43) besitzt, der die Dichtlippe (47) zur Anlage an der Anlagefläche (28) der Lagerbüchse (9) aufweist und der mit dem ersten Schenkel (38) durch einen Steg (42) verbunden ist, wobei ferner zwischen bei den ein Ringzwischenraum (44) vorhanden ist und der erste Schenkel (38) auf seiner zum Ringzwischenraum (44) weisen den Fläche mit einer Zusatzdichtfläche (46) versehen ist und daß die Hauptdichtung (26) einen ringförmigen Fortsatz (36) besitzt, der in den Ringzwischenraum (44) hineinragt und an seinem Ende eine Zusatzdichtlippe (37) trägt, die zur Abdichtung an der Zusatzdichtfläche (46) der Vordich tung (27) anliegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vordichtung (27, 27′) in ihrer dem Sitzabschnitt (24) des Zapfens (16) angepaßten Bohrung (39) mit entlang der Achse (12, 12′) beabstandet angeordneten umlaufenden Nuten (40) versehen ist, daß die Vordichtung (27, 27′) an dem Abschnitt, in dem der erste Schenkel (38) mit dem er sten Steg (42) verbunden ist, eine umlaufende Dichtstulpe (41) zur dichtenden Anlage am Sitzabschnitt (24) des Zap fens (16) aufweist und daß die Hauptdichtung (26) einen ringförmigen Träger (31) umfaßt, der aus dem offenen Ende der Lagerbüchse (9) herausragt und mit einem von der Achse (12, 12′) weg nach außen berichteten Kragen (34) versehen ist, und die Vordichtung (27) an der zum Ringzwischenraum wei sende Fläche des zweiten Schenkels (43) einen Haltewulst (48) und/oder eine zweite Dichtlippe (49) aufweist, die im unmontierten Zustand eine Öffnung freiläßt, die kleiner ist, als der Außendurchmesser des Kragens (34).
mit je Zapfen (16) einer Lagerbüchse (9), welche einen rohrförmigen, zylindrischen Mantel (17) mit einer als Lauf fläche gestalteten Innenfläche (20), der koaxial um den Zapfen (16) mit einem Ringspalt angeordnet ist, einen Boden (18), der die Stirnfläche (19) überdeckt, und ein offenes Ende (25) mit einer Anlagefläche (28) aufweist,
mit Wälzkörpern (22) in Form von Rollen oder Nadeln, die im Ringspalt in Form eines Kranzes um den Zapfen (16) auf der Lagerfläche (21) des Zapfens (16) und der Innenfläche (20) des Mantels (17) abwälzend angeordnet sind,
mit je Lagerbüchse (9) einer ringförmigen Hauptdichtung (26), die vom offenen Ende (25) her in die Lagerbüchse (9) fest eingesetzt ist und mindestens eine Dichtlippe (29, 30) zur Abdichtung an der Dichtfläche (23) des Zapfens (16) besitzt und
mit je Lagerbüchse (9) einer ringförmigen Vordichtung (27, 27′), die auf dem Sitzabschnitt (24) des Zapfens (16) auf sitzt und eine Dichtlippe (47) zur dichtenden Anlage an der am offenen Ende (25) der Lagerbüchse (9) vorgesehenen Anla gefläche (28) besitzt, wobei die ringförmige Vordichtung (27) in einer Schnittebene gesehen, welche die Achse (12, 12′) enthält, U-förmig gestaltet ist, einen der Achse (12, 12′) nahen ersten Schenkel (38) besitzt, der mit einer an den Verlauf des Sitzabschnittes (24) des Zapfens (16) ange paßten Bohrung (39) versehen ist und auf dem Sitzabschnitt (24) mit Vorspannung fest aufsitzt, einen radial außenlie genden zweiten Schenkel (43) besitzt, der die Dichtlippe (47) zur Anlage an der Anlagefläche (28) der Lagerbüchse (9) aufweist und der mit dem ersten Schenkel (38) durch einen Steg (42) verbunden ist, wobei ferner zwischen bei den ein Ringzwischenraum (44) vorhanden ist und der erste Schenkel (38) auf seiner zum Ringzwischenraum (44) weisen den Fläche mit einer Zusatzdichtfläche (46) versehen ist und daß die Hauptdichtung (26) einen ringförmigen Fortsatz (36) besitzt, der in den Ringzwischenraum (44) hineinragt und an seinem Ende eine Zusatzdichtlippe (37) trägt, die zur Abdichtung an der Zusatzdichtfläche (46) der Vordich tung (27) anliegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vordichtung (27, 27′) in ihrer dem Sitzabschnitt (24) des Zapfens (16) angepaßten Bohrung (39) mit entlang der Achse (12, 12′) beabstandet angeordneten umlaufenden Nuten (40) versehen ist, daß die Vordichtung (27, 27′) an dem Abschnitt, in dem der erste Schenkel (38) mit dem er sten Steg (42) verbunden ist, eine umlaufende Dichtstulpe (41) zur dichtenden Anlage am Sitzabschnitt (24) des Zap fens (16) aufweist und daß die Hauptdichtung (26) einen ringförmigen Träger (31) umfaßt, der aus dem offenen Ende der Lagerbüchse (9) herausragt und mit einem von der Achse (12, 12′) weg nach außen berichteten Kragen (34) versehen ist, und die Vordichtung (27) an der zum Ringzwischenraum wei sende Fläche des zweiten Schenkels (43) einen Haltewulst (48) und/oder eine zweite Dichtlippe (49) aufweist, die im unmontierten Zustand eine Öffnung freiläßt, die kleiner ist, als der Außendurchmesser des Kragens (34).
2. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hauptdichtung (26) zwei entlang der Achse (12, 12′)
in Richtung auf das offene Ende (25) der Lagerbüchse (9)
hintereinander angeordnete Dichtlippen (29, 30) zur An
lage an der Dichtfläche (23) des Zapfens (16) umfaßt.
3. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger (31) aus einem Metall besteht.
4. Zapfenkreuzgarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hauptdichtung (26) mit der Außenfläche (32) des
Trägers (31) an der Innenfläche (20) der Lagerbüchse (9)
festgelegt ist.
5. Zapfenkreuzgarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger (31) an seinem dem Boden (18) der Lagerbüch
se (9) nahen Ende einen nach innen auf die Achse (12, 12′)
zu verlaufenden ersten Kragen (33) versehen ist.
6. Zapfenkreuzgarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger (31) an seinem dem Boden (18) der Lagerbüch
se (9) nahen Ende einen Dichtwulst (35) zur Anlage an der
Innenfläche (20) der Lagerbüchse (9) aufweist.
7. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vordichtung (27) im Ringzwischenraum (44) mit an
den Steg (42) angeformten und umfangsverteilt angeordneten
Podesten (45) versehen ist, welche dem zweiten Kragen (34)
des Trägers (31) der Hauptdichtung (26) gegenüberliegen.
8. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Podeste (45) nur mit dem Steg (42) und dem außen
liegenden zweiten Schenkel (43) der Vordichtung (27) ver
bunden sind.
9. Zapfenkreuzgarnitur nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weitere Dichtlippe (49) zur abdichtenden Anlage an
der aus dem offenen Ende (25) der Lagerbüchse (9) heraus
ragenden Abschnitt der Außenfläche (32) des Trägers (31)
dient.
10. Zapfenkreuzgarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der umlaufende Sitzabschnitt (24) und/oder die umlau
fende Dichtfläche (23) des Zapfens (16), in einer Schnitt
ebene, welche die Achse (12, 12′) enthält, nach Art einer
Hohlkehle mit einem kurvenförmigen Verlauf gestaltet sind.
Applications Claiming Priority (1)
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