DE2308820A1

DE2308820A1 - Verschiebekupplung zwischen zwei gelenken einer kardanwelle

Info

Publication number: DE2308820A1
Application number: DE19732308820
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl-Ing Schultenkaemper
Original assignee: Gelenkwellenbau GmbH
Current assignee: Gelenkwellenbau GmbH
Priority date: 1973-02-22
Filing date: 1973-02-22
Publication date: 1974-09-12
Also published as: JPS5048346A; FR2219332A1; DE2308820B2; US3942336A; IT1003000B; JPS5627734B2; DE2308820C3; ES423455A1; FR2219332B1

Description

Gelenkwellenbau GmbH. Essen,Westendhof 7

Verschiebekupplung zv/ischen zwei Gelenken einer Kardanwelle

Die Erfindung betrifft eine Verschiebekupplung zwischen zwei Gelenken einer Kardanwelle, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem außenverzahnten Keilwellenzapfen, einer innenverzahnten Keilwellennabe und einem Schutzrohr, das mit dem Keilwellenzapfen fest verbunden ist, die Keilwellennabe auf einem Teil ihrer Länge umschließt und an seinem freien Ende eine Dichtung trägt, die gegen die, vorzugsweise mit Kunststoff beschichtete, Außenfläche der Keilwellennabe abdichtet und vorzugsweise einen Abstreifer und axial innerhalb davon eine oder mehrere radial federnde Dichtlippen aufweist.

Für solche, dem Längenausgleich zv/ischen zwei Gelenken dienende Verschiebekupplungen sind verschiedene Dichtungen bekannt, deren Aufgabe es ist, die inneren Kupplungsteile, besonders die Verzahnungen des Keilwellenzapfens und der Keilwellennabe, gegen das Eindringen von Schmutz und Wasser einerseits und gegen Schmiermittelverlust andererseits zu schützen.

Bei einer bekannten Verschiebekupplung der beschriebenen Gattung (DT-AS 1 910 284 sind in einem am freien Ende des Schutzrohrs befestigten ringförmigen Dichtungsgehäuse hintereinander ein Abstreifer und ein Quadring mit zwei Dichtlippen angeordnet. Das Dichtungsgehäuse weist zwischen dem Abstreifer

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und dem Quadring eine die Keilwellennabe mit einem erheblichen radialen Zwischenraum umschließende radiale Wand auf. Dadurch sind die radialen Relativbewegungen, die zwischen der Keilwellennabe und dem Schutzrohr insbesondere infolge einer Unwucht des Schutzrohrs hervorgerufen werden können, kaum begrenzt.

Eine Unwucht des Schutzrohrs ist oft unvermeidlich, weil es üblich ist, außen auf dem Schutzrohr Ausgleichsstücke zu befestigen, mit denen die aus einem Gehäuseteil des einen Gelenks, dem daran befestigten Keilwellenzapfen und dem Schutzrohr bestehende Baugruppe insgesamt ausgewuchtet wird, wobei nicht zu verhindern ist, daß die Massenverteilung am Schutzrohr selbst exzentrisch ist und das Schutzrohr infolgedessen Biegekräften ausgesetzt ist. Diese Biegekräfte bewirken elastische Verformungen des Schutzrohrs, bei denen sich der Zwischenraum zwischen dem Schutzrohr und der Keilwellennabe verändert, so daß die Dichtung in bestimmten Winkelbereichen besonders stark durch radiale Kräfte belastet wird und in diesen Bereichen rasch verschleißt. Die Gefahr eines vorzeitigen Verschleisses infolge ungleichmäßiger Belastung ist besonders groß, wenn die Dichtung aus weichelastischem Werkstoff besteht und eine oder mehrere Dichtlippen aufweist, die sich unter radialem Druck auswölben.

Im übrigen kann das Schutzrohr bei unvorsichtigem Transport oder unsachgemäßer Lagerung einer Verschiebekupplung der beschriebenen Gattung auch bleibend verformtverden. Die Dichtung wird dann am Schutzrohr exzentrisch belastet und in einem Teilbereich ihres inneren Umfangs übermäßig stark gegen die Außenfläche der Keilwellennabe gedrückt, wenn die Verschiebekupplung in der brkannten V/eise gestaltet ist. Die Folge einer solchen ungleichmäßigen Belastung ist ebenfalls ein vorzeitiger Verschleiß der Dichtung und letzten Endes auch ein verfrühter Ausfall der gesamten Verschiebekupplung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschiebekupplung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß exzentrische Belastungen und die dadurch hervorgerufenen elastischen oder bleibenden Verformungen des Schutz rohrs im wesentlichen ohne nachteiligen Einfluß auf die Lebens-

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dauer der Dichtung bleiben.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß axial innerhalb mindestens eines Rings der Dichtung ein im Vergleich mit d*r Dichtung steifer Stützring angeordnet ist, der den Ringraur. zwischen dem Schutzrohr und der Keilwellennabe überbrückt und aus einem Werkstoff besteht, der mit der Außenfläche der Keilwellennabe einen geringen Reibungskoeffizienten hat.

Durch diese Anordnung des Stützrings wird erreicht, daß die radialen Relativbewegungen zwischen dem freien Ende des Schutzrohrs und der Keilwellennabe selbst bei stark exzentrischen Belastungen des Schutzrohrs vernachlässigbar gering bleiben, so daß die Dichtung auf ihrem gesamten Umfang im wesentlichen gleichmäßig belastet wird. Der Stützring ist durch die Dichtung gegen Schmutz und Wasser geschützt, so daß eine nennenswerte Vergrößerung seines Innendurchmessers auch nach langer Betriebsdauer nicht feststellbar ist und der Stützring also seine Aufgabe, radiale Relativbewegungen zwischen Schutzrohr und Keilwellennabe im wesentlichen auszuschließen, ständig erfüllen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verschiebekupplung besteht der Stützring aus einem Elastomer und umschließt die Keilwellennabe spielfrei ohne die axiale Verschiebbarkeit des Schutzrohrs gegenüber der Keilwellennabe zu behindern.

Es ist zweckmäßig, wenn der Stützring mindestens einen achsparallelen Kanal aufweist. Dieser Kanal dient einerseits in an sich bekannter V/eise als Entlüftungskanal für den vom Schutzrohr umschlossenen Raum und sorgt andererseits dafür, daß das in diesem Raum enthaltene Schmiermittel von beiden Seiten her Zutritt zum Stützring hat, so daß der Stützring auch bei starken und raschen Axialbewegungen der Verschiebekupplung ausreichend geschmiert wird, was vorallem dann von Bedeutung ist, wenn die Keilwellennabe an ihrer Außenfläche nicht mit Kunststoff beschichtet ist. Durch den Kanal wird auch die Dichtung mit Schmiermittel versorgt.

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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Stützring mit dem Abstreifer und der Dichtung als einstückiger, ringförmiger Block aus einem Elastomer hergestellt ist. Bei dieser Ausführungsform braucht nur ein einziges Bauteil, nämlich der ringförmige Block, in das freie Ende des Schutzrohrs eingesetzt zu werden, ohne daß auf die richtige gegenseitige Zuordnung des Abstreifers, der Dichtung und des Stützrings geachtet werden muß.

Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weist der ringförmige Block zwei oder mehrere in gleichen Drehwinkelabständen angeordnete, radial nach außen wegragende Nocken auf, die in je eine Aussparung des Schutzrohrs eingerastet sind. Es ist ferner vorteilhaft, wenn der ringförmige Block an seinem axial äußeren Ende eine Schulter aufweist, die an der freien Stirnfläche des Schutzrohrs anliegt. Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die an der Innenwand des Schutzrohrs anliegende Hantelfläche des ringförmigen Blocks in mehrere ringförmige Dichtleisten unterteilt ist· All diese Gestaltungsmerkmale erleichtern den Einbau und die Befestigung des ringförmigen Blocks.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung ist:

Fig.1 eine teilweise als Längsschnitt gezeichnete Seitenansicht einer Gelenkwelle mit Verschiebekupplung; und

Fig.2 eine vergrößerte Einzelheit aus Fig.1.

Die dargestellte Gelenkwelle ist aus zwei Gelenken 1 und 2 und einer Zwischenwelle 3 zusammengesetzt. Die Zwischenwelle 3 besteht aus einer mit dem Gelenk 1 verbundenen Keilwellennabe 4, die eine Keilwell en-Innenverzahnung aufweist, und aus einem Keilwellenzapfen 5» der eine Keilwell en-Außenverzahnung 6 aufweist und über ein zwischengeschweißtes Rohr mit dem Gelenk 2 verbunden ist. Am axial inneren Ende des Keilwellen-

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Zapfens 5 ist ein Schutzrohr 8 angeschweißt, das die Keilwellennabe 4 mit einem radialen Zwischenraum 9 umschließt, der am Ende des Schutzrohrs 8 durch einen ringförmigen Block 10 abgeschlossen ist.

Der ringförmige Block 10 weist an seiner radial inneren Seite einen Abstreifer 11, zwei Dichtlippen 12 und 13 und einen StUtzring 14 auf, die alle an der mit einem Überzug aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid 11 versehenen glatten zylindrischen Außenfläche der Keilwellennabe 4 anliegen. Der Abstreifer 11 und die Dichtlippen 12 und 13 bilden zusammen eine Dichtung, die Schmutz vom StUtzring 14 sowie vom Zwischenraum 9, und damit auch von der Keilwellenverbindung fernhält und zugleich verhindert, daß das im Zwischenraum 9 enthaltene Schmiermittel austritt. Abstreifer 11 und Dichtlippen 12 und 13 sind, wie besonders aus Fig.3 ersichtlich, schlank gestaltet und in bezug auf die Achse der Keilwellennabe 4 schräg angeordnet, so daß sie in radialer Richtung nachgeben können, und sind so bemessen, daß sie mit einer gewissen radialen Vorspannung an der Außenfläche der Keilwellennabe 4 anliegen. Der Stützring 14 hat dagegen einen breiten Rechteckquerechnitt, so daß er im Vergleich mit der aus dem Abstreifer 11 und den Dichtlippen 12 und 13 bestehenden Dichtung verhältnismäßig starr ist.

Der Raum zwischen dem Abstreifer 11 und der Dichtlippe 12 ist durch einen radialen Entwässerungskanal 15 mit der Atmosphäre verbunden. In den Stützring 14 ist mindestens ein achsparalleler Entlüftungskanal 16 eingearbeitet, der in Fig.2 nur mit einer gestrichelten Linie angedeutet ist und die Form einer von der inneren Mantelfläche des Stützrings ausgehenden Einkerbung aufweist.

Die äußere Mantelfläche des ringförmigen Blocks 10 ist in mehrere Dichtleisten 17 unterteilt und weist außerdem zwei oder mehrere radial wegragende Nocken 18 auf, die über den Umfang des ringförmigen Blocks gleichmäßig verteilt und in je eine Aussparung des Schutzrohrs 8 eingerastet sind. Schließlich

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weist der ringförmige Block an seiner in bezug auf das Schutzrohr 8 äußeren Stirnfläche eine Schulter 19 auf, die an der vorderen Stirnfläche des Schutzrohrs 8 anliegt.

Der ringförmige Block 10 ist in einem Stück,vorzugsweise aus Polyurethan oder einem synthetischen Kautschuk, hergestellt.

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Ansprüche: 409837/0397

Claims

Ansprüche

Iy Verschiebekupplung zwischen zwei Gelenken einer Kardanwelle, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem außenverzahnten Keilwellenzapfen, einer innenverzahnten Keilwellennabe und einem Schutzrohr, das mit dem Keilwellenzapfen fest verbunden ist, die Keilwellennabe auf einem Teil ihrer Länge umschließt und an seinem freien Ende eine Dichtung trägt, die gegen die, vorzugsweise mit Kunststoff beschichtete, Außenfläche der Keilwellennabe abdichtet und vorzugsweise mehrere Ringe, insbesondere einen Abstreifer und axial innerhalb davon eine oder mehrere radial federnde Dichtlippen aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß axial innerhalb mindestens eines Rings (11) der Dichtung (11,12,13) ein im Vergleich mit der Dichtung steifer Stützring (14) angeordnet ist, der den Ringraum (9) zwischen dem Schutzrohr (8) und der Keilwellennabe (4) überbrückt und aus einem Werkstoff besteht, der mit der Außenfläche der Keilwellennabe (4) einen geringen Reibungskoeffizienten hat.
2. Verschiebekupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Stützring (14) aus einem Elastomer besteht und die Keilwellennabe (4) spielfrei umschließt.
3. Verschiebekupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (14) mindestens einen achsparallelen Entlüftungskanal (16) aufweist.
4· Verschiebekupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (14) mit der Dichtung (11,12,13) als einstückiger, ringförmiger Block (10) hergestellt ist.

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5. Verschiebekupplung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der ringförmige Block (10) zwei oder mehrere in gleichmäßigen Drehwinkelabständen angeordnete, radial nach außen wegragende Nocken (18) aufweist, die in je eine Aussparung des Schutzrohrs (8) eingerastet sind.
6. Verschiebekupplung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Block (10) an seinem axial äußeren Ende eine Schulter (19) auf v/ei st, die an der freien Stirnfläche des Schutzrohrs (8) anliegt.
7. Verschiebekupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die an der Innenwand des Schutzrohrs (8) anliegende Mantelfläche des ringförmigen Blocks (10) in mehrere ringförmige Dichtleisten (17) unterteilt ist.

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