DE2308820C3

DE2308820C3 - Axial bewegliche Lippendichtung für die Keilwellennabe einer Gelenkwelle

Info

Publication number: DE2308820C3
Application number: DE2308820A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 4300 Essen Schultenkaemper
Original assignee: Gelenkwellenbau GmbH
Current assignee: Gelenkwellenbau GmbH
Priority date: 1973-02-22
Filing date: 1973-02-22
Publication date: 1984-09-20
Also published as: JPS5048346A; ES423455A1; IT1003000B; JPS5627734B2; US3942336A; FR2219332B1; DE2308820B2; FR2219332A1; DE2308820A1

Description

Die Erfindung betrifft eine axial bewegliche Lippendichtung für die Keilwellennabe einer Gelenkwelle mit zwei Kardangelenken, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die am freien Ende eines mit einem außenverzahnten Keilwellenzapfen fest verbundenen Schutzrohres, das eine innenverzahnte Keilwellennabe auf einem Teil ihrer Länge umschließt, zwischen diesem Schutzrohr und der Keilwellennabe angeordnet ist und 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.

Bei einer bekannten Lippendichtung dieser Gattung (DE-AS 19 IC 284) sind in einem am freien Ende des Schutzrohres befestigten ringförmigen Dichtungsgehäuse hintereinander ein Abstreifer und ein Dichtring mit zwei Dichtlippen angeordnet. Das Dichtungsgehäuse weist zwischen dem Abstreifer und dem Dichtring 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 Schutzrohres, hervorgerufen werden können, kaum begrenzt.

Eine Unwucht des Schutzrohres 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 Schutzrohres, bei denen sich der Zwischenraum zwischen dem Schutzrohr und der Keilwellennabe verändert, so daß die Dichtlippen der bekannten gattungsgemäßen Lippendichtung in bestimmten Winkelbereichen besonders stark durch radiale Kräfte belastet und in diesen Bereichen rasch verschlissen werden. Die Gefahr eines vorzeitigen Verschleißes infolge ungleichmäßiger Belastung ist besonders groß, wenn die Lippendichtung aus weichelastischem Werkstoff besteht Im übrigen ist bei der bekannten Lippendichtung auch die Gefahr nicht zu vernachlässigen, daß das Dichtungsgehäuse bei unvorsichtigem Transport oder unsachgemäßer Lagerung bleibend verformt wird. Die Dichtlippen werden dann in einem Teilbereich ihres inneren Umfangs übermäßig stark gegen die Außenfläche der Keilwellennabe gedrückt. Die Folge einer solchen ungleichmäßigen Belastung ist ebenfalls ein vorzeitiger Verschleiß der Dichilippen.

Es ist ein Führungslager für eine Kolbenstange bekannt (DE-GM 16 46 691), das eine Dichtlippe und in erheblichem axialen Abstand von dieser einen zylindrischen Innenwandungsteil und ferner einen konischen Innenwandungsteil aufweist; die beiden Innenwandungsteile bilden gemeinsam eine Führung für die Kolbenstange, die zu verhindern hat, daß der zugehörige Kolben sich in seinem Zylinder verkantet. Das Problem einer Verkantung tritt aber bei einer gattungsgemäßen Lippendichtung nicht auf, da das Schutzrohr, an dem sie angeordnet ist, durch den zugehörigen Keilwellenzapfen in bezug auf die Keilwellennabe ohnehin verkantungsfrei geführt ist

Entsprechendes gilt auch für eine andere bekannte Kolbenstangenführung (DE-GM 71 10 634), bei der an den beiden Enden eines mit einer Längsbohrung versehenen Dichtungsgehäuses Dicht- und Abstreiflippen angeordnet sind und die Längsbohrung des Dichtungsgehäuses über ihre gesamte Länge mit demselben elastischen Werkstoff wie die Dicht- und Abstreiflippen ausgekleidet ist, wobei die Lauffläche nach Art eines Keilwellenprofils oder mehrgängigen Gewindes mit Nuten oder Einschnitten versehen ist. Es ist auch bekannt, daß solche Nuten oder Einschnitte zur Aufnahme eines Schmiermittels vorgesehen sein können (FR-PS 1380 148).

Es ist ferner eine hülsenartige Lippendichtung bekannt (GB-PS 12 77 940), die eine in einem Gehäuse gelagerte Welle umschließt, ihrerseits in einem Ansatz des Gehäuses aufgenommen ist und auf ihrer Innenseite eine Vielzahl axial nebeneinander angeordneter ringförmiger Dichtlippen aufweist und an ihrer äußeren Mantelfläche durch Ringnuten in mehrere ringförmige Dichtleisten unterteilt ist.

Schließlich ist auch eine Schutzvorrichtung für Gelenkwellen mit zwei teleskopisch ineinandergesteckten Schutzrohren bekannt (DE-GM 72 20 043), die über Gleitlagerungen gegenüber einer Gelenkwelle gelagert ist. Jede Gleitlagerung weist einen einteiligen, ringförmigen, aus einem Kunststoff gebildeten Lagerkörper

auf, der mit einem ihn koaxial umgebenden Tragring 'erbunden ist Zwischen Lagerkörper und Tragring ist ein Haltering angeordnet, der einen rohrförmigen Fortsatz zur Aufnahme und Halterung des /.ugeordneten Schutzrohres aufweist Der rohrfermige Fortsatz weist Nasen auf, die an seiner Außenseite umfangsverteilt angeordnet sind und in entsprechende öffnungen des zugeordneten Schutzrohres eingreifen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine axial bewegliche Lippendichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß durch Fliehkräfte hervorgerufene elastische Verformungen wie auch durch Stoßeinwirkunge« entstandene bleibende Verformungen des Schutzrohres im wesentlichen ohne nachteiligen Einfluß auf die Lebensdauer der Lippendichtung bleiben.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß axiai neben mindestens einem Ring der Dichtung ein im Vergleich mit der Dichtung steifer Stützring angeordnet ist, der mit der Dichtung einen einstückigen, ringförmigen Block aus einem Elastomer bildet und den Ringraum zwischen dem Schutzrohr und der Keilwellennabe spielfrei überbrückt, indem die an der Innenwand des Schutzrohres anliegende Mantelfläche des ringförmigen Blocks in mehrere ringförmige Dichtleisten unterteilt ist.

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

Es ist zweckmäßig, wenn der Stützring mindestens einen achsparallelen Entlüftungskanal aufweist. Dieser Entlüftungskanal dient nicht nur der Entlüftung des vom Schutzrohr umschlossenen Raumes, sondern er sorgt auch dafür, daß das in diesem Raum enthaltene Schmiermittel von beiden Seiten her Zutritt zum Stützring hat, so daß dieser auch bei starken und raschen Axialbewegungen der Keilwellennabe in bezug auf das Schutzrohr ausreichend geschmiert wird; dies ist vor allem dann von Bedeutung, wenn die Keilwellennabe an ihrer Außenfläche nicht mit Kunststoff beschichtet ist. Durch den Entlüftungskanal wird auch die bzw. jede Dichtlippe mit Schmiermittel versorgt.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn der ringförmige Block zwei oder mehrere in gleichmäßigen Drehwinkelabständen angeordnete, radial nach außen wegragende Nocken aufweist, die in je eine Aussparung des Schutzrohres eingerastet sind. Schließlich weist der ringförmige Block an seinem axial äußeren Ende vorzugsweise eine Schulter auf, die an der freien Stirnfläche des Schutzrohres anliegt. Diese Gestaltungsmerkmale erleichtern den Einbau und die Befestigung des ringförmigen Blocks.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise als Längsschnitt gezeichnete Seitenansicht einer Gelenkwelle mit einer erfindungsgemäßen Lippendichtung und

F i g. 2 eine vergrößerte Einzelheit aus F i g. 1.

Die dargestellte Gelenkwelle ist aus zwei Gelenken 1

!0 und 2 und einer Zwischenweile 3 zusammengesetzt Die Zwischenwelle 3 besteht aus einer mit dem Gelenk 1 verbundenen, innenverzahnten Keilwellennabe 4 und einem außenverzahnten Keilwellenzapfen 5, der über ein zwischengeschweißtes Rohr mit dem Gelenk 2 verbunden ist Am axial inneren Ende des Keilwellenzapfens 5 ist ein Schutzrohr 8 angeschweißt, das die Keilwellennabe 4 mit einem radialen Zwischenraum 9 umschließt der am Ende des Schutzrohres 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 Stützring 14 auf, die alle an der mit einem Oberzug 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 Stützring 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 F i g. 2 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 Rechteckquerschnitt, so daß er im Vergleich mit der aus dem Abstreifer 11 und den Dichtlippen 12 und 13 bestehenden Dichtung verhältnismäßigstarr 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 Schutzrohres 8 eingerastet sind. Schließlich weist der ringförmige Block in seiner in bezug auf das Schutzrohr 8 äußeren Stirnfläche eine Schultor 19 auf, die an der vorderen Stirnfläche des Schutzrohres 8 anliegt.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Axial bewegliche Lippendichtung für die Keilwellennabe einer Gelenkwelle mit zwei Kardangelenken, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die am freien Ende eines mit einem außenverzahnten Keilwellenzapfen fest verbundenen Schutzrohres, das eine innenverzahnte Keilwellennabe auf einem Teil ihrer Länge umschließt, zwischen diesem Schutzrohr und der Keilwellennabe angeordnet ist und 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 neben mindestens einem Ring (11) der Dichtung (11,12,13) ein im Vergleich mit der Dichtung steifer Stützring (14) angeordnet ist, der mit der Dichtung (11,12,13) einen einstückigen, ringförmigen Block (10) aus einem Elastomer bildet und den Ringraum (9) zwischen dem Schutzrohr (8) und der Keilwellennabe (4) spielfrei überbrückt, indem die an der Innenwand des Schutzrohrs (8) anliegende Mantelfläche des ringförmigen Blocks (10) in mehrere ringförmige Dichtleisten (17) unterteilt ist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (14) mindestens einen achsparallelen Entlüftungskanal (16) aufweist.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 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.

4. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Block (10) an seinem axial äußeren Ende eine Schulter (19) aufweist, die an der freien Stirnfläche des Schutzrohrs (8) anliegt.

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