DE2242860A1

DE2242860A1 - Dichtungsmanschette fuer antriebsgelenke, insbesondere in laengswellen fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2242860A1
Application number: DE2242860A
Authority: DE
Inventors: Theodor Hadick; Karl-Heinz Mueller
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Automotive GmbH
Priority date: 1972-08-31
Filing date: 1972-08-31
Publication date: 1974-03-28
Also published as: JPS5312657B2; IT997193B; SE394830B; DE2242860B2; GB1397515A; JPS4964752A

Description

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UNI-CARDAN Aktiengesellschaft 23. August 1972

5204 Lohmar 1, Hauptstraße UC-IO - Ha/le

Dichtungsmanschette für Antriebsgelenke, insbesondere in Längswellen für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsmanschette aus
elastischem Material hoher Festigkeit und großer Härte bzw. Steifigkeit für mit hohen Drehzahlen rotierende Antriebsgelenke, insbesondere Längswellengelenke für Kraftfahrzeuge, die einerseits mit dem Gelenk oder
einem zugehörigen Bauteil und andererseits mit der
Welle fest und dicht verbunden ist, wobei Gelenk und Welle zueinander winkel- und/oder axialbewegbar sind und die Dichtungsmanschette neben jeder ihrer beiden Befestigungsstellen einen Verformungsbereich und dazwischen ein im wesentlichen forrnstabiles Abstandsstück aufweist.

Bei einer derartigen bekannten Dichtungsmanschette sind die beiden Verformungsbereiche als Falten ausgebildet (DT-AS 1 600 429). Die Dichtungsmanschette ist ihrem gewählten Aufbau nach im wesentlichen nur zur Verwendung bei Seitenwellen von Kraftfahrzeugen geeignet. Ein

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wesentlicher Nachteil ist darin begründet, daß anschließend an die Befestigungsstelle eine zunächst mit einem Sprung nach außen gerichtet verlaufende Falte vorgesehen ist, die durch die Fliehkräfte und das der Fliehkraft unterliegende Schmiermittel stark belastet wird.

Ist die Manschette für ein Verschiebegelenk vorgesehen, so müssen die Falten entsprechend gut verformbar sein, damit der Verschiebung keine zu großen Kräfte entgegengesetzt werden. Wird eine Ausbildung danach vorgenommen, so wirkt sich dies insbesondere in dem Manschettenbereich nachteilig aus, der den größten Durchmesser aufweist, d.h. der Bereich, der· dem Gelenk zugeordnet ist, denn gerade dieser Bereich wird durch das Schmiermittel beim Rotieren stark beansprucht.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsmanschette zu schaffen, die klare Verhältnisse hinsichtlich Beugung, Gegenbeugung und Verschiebung aufweist und bei der die Beanspruchung der Dichtungsmanschette infolge der auf das Schmiermittel und die Manschette selbst einwirkenden Fliehkräfte weitgehend herabgesetzt wird und infolgedessen bei hohen Drehzahlen ohne Einfluß auf den Rundlauf der Manschette bleiben. Bei Längswellen tritt ein Drehzahlbereich auf, der bis etwa 6000 Umdrehungen pro Minute reicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ausgehend von der gelenkseitigen Befestigungsstelle ein axial sich erstreckender zylindrischer, ein sich erweiternder oder verjüngender Bereich vorgesehen ist, der in eine im wesentlichen normal nach innen gerichtet verlaufende Membran übergeht, an welche sich das gegenüber dem axial sich erstreckenden Bereich einen verringerten Durchmesser aufweisende zylindrische oder konisch sich verjüngende

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Abstandsstück anschließt, und daß an das Abstandsstück sich eine oder mehrere im Außendurchmesser gestuft abnehmende Falten angeschlossen sind, wobei die letzte Falte in den wellenseitigen Befestigungsbereich übergeht.

Es erfolgt also eine Aufteilung nach Beugung einerseits und Gegenbeugung und gegebenenfalls zusätzliche Verschiebung andererseits. Die Verschiebung wird in dem wellenseitigen Verformungsbereich aufgenommen. Dies. ist besonders günstig, denn in diesem Bereich weisen die Falten einen kleinen Durchmesser auf, was eine kleine Volumenänderung- bei Verschiebung bedeutet. Ferner ist dies vorteilhaft, weil die Falten im Lauf nicht vom Schmiermittel umgeben sind und beaufschlagt werden und weil die Fliehkräfte infolge des kleinen Durchmessers geringer sind und dadurch ein stabiler Lauf erhalten bleibt. Die im Durchmesser kleinen Falten lassen sich also gut für die Verschiebung ausbilden» Die letzte Falte oder - wenn keine Verschiebung vorgesehen ist - die einzige Falte hat lediglich die Gegenbeugung aufzunehmen, kann also relativ steif ausgebildet werden. Die im gelenkseitigen Bereich vorhandene Membran in Verbindung mit dem Abstandsstück bietet einen guten Wiederstand gegen die auftretenden Fliehkräfte. Zusätzlich ist es möglich, dem Abstandsstück durch Ringwulste eine erhöhte Stabilität gegen die auftretenden Fliehkräfte (aus der eigenen Masse und der Schmiermittelmenge) zu verleihen. Auch kann die Wanddicke -eines konischen Abstandsstückes zum größeren Durchmesser zunehmen. Die Membran und der annähernd zylindrische Bereich unterliegen nur der Beugung.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Manschette nunmehr auch bei einem Längswellengelenk, d.h. bei einem mit einer großen Drehzahl laufendendem Gelenk, auf dem Außenumfang des äußeren Gelenkkörpers befestigt werden kann. Die Membran in Verbindung mit dem Abstandsstück sorgt für eine entsprechend große Festigkeit.

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Sollten es die Einbaumaße erfordern bzw. die Gelenkkonzeption, so ist nach der Erfindung vorgesehen, zwischen der gelenkseitigen Befestigungsstelle und dem zylindrischen Bereich einen dazu im wesentlichen radial nach außen gerichtet verlaufenden, annähernd formstabilen Steg anzuordnen. Dieser Steg dient rein der Abstandsüberbrflckung.

Um den zylindrischen Bereich bzw. geringfügig sich erweiternden Bereich oder auch den Steg von den Beanspruchungen weitgehend freizuhalten, ist vorgesehen, diese durch eine Hülse, insbesondere aus Metall, zu umgeben. Diese Hülse hat außerdem den Vorteil, daß sie die

Dichtungsmanschette in ihrem hoch beanspruchten Bereich vor von außen einwirkende Beschädigungen, z.B. Steinschlag usw., schützt.

Ferner ist nach einem Merkmal der Erfindung vorgesehen, die an das Abstandsstück sich anschließende erste Falte ausgehend vom Ende des Abstandsstückes zunächst nach außen und dann nach innen gerichtet verlaufen zu lassen. Eine solche Ausbildung ist bevorzugt dann einzusetzen, wenn infolge der Gelenkkonzeption eine gute kontinuierliche Abnahme des Durchmessers der Manschette möglieh ist. Ein bevorzugter Einsatzbereich ist ferner bei Gelenken, die eine Winkel- und Axialbewegung zulassen;

Bevorzugt ist für Gelenke, die nur Winkelbewegungen zulassen, nach der Erfindung vorgesehen j daß der an das Abstandsstück sich anschließende Verformungsbereich zunächst einen nach innen gerichtet verlaufenden Bereich aufweist, der in den wellenseitigen Befestigungsbereich übergeht, also iriembränaftig ausgebildet ist oder zusätzlich eine Falte bildend anschließend nach außen gerichtet verläuft und dann in den wellenseitigen Befestigungsbereich übergeht *

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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Dichtungsmanschette nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1. die Dichtungsmanschette im Halbschnitt;

Fig. 2 die in ein Gelenk eingebaute Dichtungsmanschette,

Die Dichtungsmanschette weist eine gelenkseitige Befestigungsstelle 1 auf, die im wesentlichen aus einer nach innen gerichteten Wulst besteht und zusätzlich mit ein oder mehreren Dichtlippen versehen ist. An diese Befestigungsstelle 1 schließt sich ein sich axial erstreckender zylindrischer Bereich 2 an. Dieser zylindrische Bereich 2 geht mit einem Radius 3 in eine im wesentlichen normal zum zylindrischen Bereich nach innen gerichtet verlaufende Membran U über. Die Membran U in Verbindung mit dem zylindrischen Bereich 2 dient zur Aufnahme der Gelenkbeugung. An den kleineren Durchmesser der Membran schließt sich ein sich konisch verjüngendes Abstandsstück an. Dieses ist annähernd formstabil ausgebildet. Es kann zusätzlich - falls erforderlich - eine größere Formsteif igkeit dadurch erreicht werden, daß im Bereich der Enden des Abstandsstückes 5 ringartige Verstärkungen (nicht dargestellt) über den Innenumfang verlaufend angeordnet sind. Auf das Abstandsstück 5 folgen zwei Falten 6, 7, deren Durchmesser gestuft abnimmt. Die zweite Falte 7 dient vorwiegend zur Aufnahme der Gegehbeugung, während die erste Falte 6 überwiegend zur Aufnahme des Schiebeweges dient. Die letzte Falte 7 geht in den wellenseitigen Befestigungsbereich 8 über. Dieser besteht aus einem zylindrischen Bereich, der auf seinem Innenumfang mit Dichtlippen versehen ist und der auf seinem äußeren Umfang eine Nut 8 zur Aufnahme eines Spannbandes 18 hat.

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In Fig. 2 ist die Dichtungsmanschette in ein Gelenk einge-. baut dargestellt. Die nach innen gerichtete Wulst der Befestigungsstelle 1 sitzt in einer Umfangsnut 10 des äußeren Gelenkkörpers 11 eines Gelenkes. Ober die Befestigunps- stelle 1 ist· eine Hülse 12 geschoben, die auch den zylindrischen Bereich 2 überdeckt. Die Hülse 12 ist auf einer Seite 13 verjüngt ausgebildet und greift mit dieser Seite in eine weitere Nut 14 des äußeren Gelenkkörpers 11 ein, wodurch eine axiale Sicherung gegeben ist. Die Hülse 12 dient der Entlastung des zylindrischen Bereiches 2 von den auftretenden Fliehkräften. Der Befestigungsbereich 8 der Manschette ist zwischen zwei Verdickungen 15, 16 der zum Gelenk gehörenden Welle 1?, die mit dem inneren Gelenkkörper verbunden ist, angeordnet. Außerdem befindet sich in der Nut 9 des Befestigungsbereiches 8 ein Spannband 18, welches die Dichtungsmanschette und die Welle 17 fest miteinander verbindet.

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Claims

Patentansprüche

1.) Dichtungsmanschette aus elastischem Material hoher Festigkeit und großer Härte bzw. Steifigkeit für mit hohen Drehzahlen rotierende Antriebsgelenke, insbesondere Längswellengelenke für Kraftfahrzeuge ^ die einerseits mit dem Gelenk oder einem zugehörigen Bauteil und andererseits mit der Welle fest und dicht verbunden ist, wobei Gelenk und Welle zueinander winkel- und/oder axialbewegbar sind und die Dichtungsmanschette neben jeder ihrer beiden Befestigungssteilen einen Verformungsbereich und dazwischen ein im wesentlichen formstabiles Abstandsstück aufweist, dadurch gekennzeichnet,

daß ausgehend von der gelenkseitigen Befestigungsstelle (1) ein axial sich erstreckender zylindrischer, ein sich erweiternder oder verjüngender Bereich (2) vorgesehen ist, der in eine im wesentlichen normal nach innen gerichtet verlaufende Membran (4) übergeht, an welche sich das gegenüber dem axial sich erstreckenden Bereich (2) einen verringerten Durchmesser aufweisende zylindrische öder sich konisch verjüngende Abstandsstück (5) anschließt, und daß an das Abstandsstück (5) eine oder mehrere im Außendurchmesser gestuft abnehmende Falten (6,7) angeschlossen sind, wobei die letzte Falte (7) in den wellenseitigen Befestigungsbereich (8) übergeht;

2. Dichtungsmanschette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen der gelenkseitigen Befestigungssteile (1) und dem zylindrischen Bereich (2) ein dazu im wesentlichen radial nach außen gerichtet verlaufender, annähernd formstabiler Steg angeordnet ist.

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3. Dichtungsmanschette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische, sich erweiternde oder verjüngende Bereich (2) und/oder der Steg durch eine Hülse (12), insbesondere aus Metall, umgeben sind.

4. Dichtungsmanschette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an das Abstandsstück (5) sich anschließende erste Falte (6) ausgehend vom Ende des Abstandsstückes (5) zunächst nach außen und dann nach innen gereichtet verläuft.

5. Dichtungsmanschette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an das Abstandsstück (5) sich anschließende Verformungsbereich zunächst einen nach innen gerichtet verlaufenden Bereich aufweist, der in den wellenseitigen Befestigungsbereich übergeht, also membranartig ausgebildet ist oder zusätzlich eine Falte bildend anschließend nach außen gerichtet verläuft und dann in den wellenseitigen Befestigungsbereich übergeht.

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L e e r s e i t e