DE2810942A1

DE2810942A1 - Dichtungsanordnung

Info

Publication number: DE2810942A1
Application number: DE19782810942
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Krude; Karl-Heinz Mueller
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Automotive GmbH
Priority date: 1978-03-14
Filing date: 1978-03-14
Publication date: 1979-09-27
Also published as: US4262498A; GB2016650A; AU4489979A; FR2420055A1; AU514779B2; DE2810942C3; DE2810942B2; CA1125330A; SE7902242L; BR7901548A; GB2016650B

Description

281Q342

Uni-Cardan Aktiengesellschaft 10. März 19 71

Postfach 1160 St/He

5204 Lohmar/Rhld. 1 UC-38

Dichtungsanordnung

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Überbrükkung und Abdichtung des freien Raumes zwischen treibenden und getriebenem Teil einer Gleichlaufdrehgelenkkupplung mit Wälzkörpern zur Drehmomentübertragung, welche in Rillen eines äußeren und inneren Gelenkkörpers aufgenommen sind und auf den halben Beugewinkel geführt werden, wobei die Manschette bei ein- oder mehrteiliger Ausbildung zwischen den Befestigungen am treibenden und getriebenen Teil durch eine weitere Befestigung gehalten ist.

Bei einer derartigen Ausführung überbrückt die Manschette also den gesamten freien Raum zwischen dem treibenden, z.B. inneren Gelenkkörper und dem getriebenen Teil, z.B. äußeren Gelenkkörper, und unterliegt daher der gesamten relativen Bewegung.

Es sind Dichtungsmanschetten zum Abdichten von Gleichlaufdrehgelenkkupplungen bekannt (z.B. DE-PS 2 205 798), bei

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denen bei einer mehrteiligen Ausbildung der Dichtungsmanschette zur Halterung eine weitere Befestigung am Käfig vorgesehen ist. Durch die Befestigung der Dichtungsmanschette am Käfig wird eine Aufteilung des von der Manschette zu überbrückenden freien Raumes erreicht, d.h., eine exakte Aufteilung des Beugewinkels und auch des Schiebeweges . Da der Käfig innerhalb des äußeren Gelenkkörpers angeordnet ist, erhält man bei einer Zwischenbefestigung der Manschette am Käfig zwei unsymmetrisch zueinander verlaufende Teilstücke, die während des Betriebes unterschiedlichen Belastungen und Anforderungen unterworfen werden, so daß es sich in diesem Falle anbietet, daß die jeweiligen Manschettenteile aus einem Material unterschiedlicher Beschaffenheit hergestellt werden.

Bei einer Gleichlaufdrehgelenk, die als Festgelenkkupplung ausgebildet ist und während des Betriebes überwiegend unter maximalem Beugewinkel arbeitet, ist die Verwendung einer derartigen Dichtungsmanschette kaum möglich. In der

Praxis hat sich herausgestellt, daß die Dichtungsmanschetten unter der enorm starken Beanspruchung während der maximalen Auslenkung vorzeitig zum Ausfall kommen.

Ferner ist eine Abdichtung (z.B. US-PS 2 331 982). für ein Kreuzgelenk mit einem ortsfesten Lagerring bekannt, die aus zwei Teilen besteht und deren Teile dazu dienen, jeweils den Raum zwischen Lagerring und einem Schaft zu überbrücken. Die Manschettenteile können daher entweder nur am Lagerring oder am Schaft befestigt sein. Im übrigen ist eine Befestigung des Lagerrings in der Winkelhalbierenden nicht vorgesehen. Es ist also zum einen ein dichter Abschluß des Gelenkes und zum anderen eine Verteilung der Beanspruchung nicht gegeben.

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Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, die Beanspruchung der Dichtungsmanschette, insbesondere bei Gleichlauffestgelenken deren überwiegender Arbeitsbereich in der Nähe des maximalen Beugewinkels liegt, zu verringern und damit die Lebensdauer zu erhöhen. Darüber hinaus soll der Beugewinkel ständig kleiner sein als der des abgewinkelten Gelenkes, so daß die Betriebssicherheit der Manschette nicht durch aneinanderreihende Teile gefährdet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtungsanordnung das gesamte Gleichlaufdrehgelenk überspannt und zwischen den Befestigungsstellen auf der äußeren Mantelfläche eines Ringes gehalten ist, der mit seiner Innenfläche auf der Außenfläche des äußeren Gelenkkörpers geführt ist.

Bei dieser Ausbildung ist von Vorteil, daß durch die Zwischenbefestigung der Dichtungsmanschette auf dem Ring diese nur einen Teil des Beugewinkels auszuführen hat. Der Ring ist auf der Außenfläche des äußeren Gelenkkörpers geführt und wird durch die Dichtungsmanschette auf einen Zwischenwert geführt, welcher abhängig ist, von dem Widerstandswert der Dichtungsmanschette sowie der Vorspannung. Dadurch, das die Dichtungsmanschette das gesamte Gelenk überspannt, ergeben sich auf der Seite, an denen die beiden Wellen den kleineren Winkel zueinander einnehmen, besonders günstige Verhältnisse, so daß ohne weiteres gewährleistet werden kann, daß die benachbarten Falten dieser Dichtungsmanschette nicht während des Betriebes aneinanderreihen und dadurch beschädigt werden, was schließlich zum Ausfall des gesamten Gelenkes führen wird, da die Schmierung, insbesondere wenn Öl als Schmiermittel vorgesehen ist, sofort zusammenbricht»

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Nach einer fertigungstechnisch besonders günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Außenflache des äußeren Gelenkkörpers als Kugelfläche und die Innenfläche des Ringes zylindrisch ausgeführt ist.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß auf der Außenfläche des Ringes zwei Befestigungsstellen zur Fixierung des jeweiligen Endes der Dichtungsmanschetten vorgesehen sind.

Bei dieser besonders wirtschaftlichen Form der Dichtungsmanschette können ohne weiteres zwei gleiche Dichtungsmanschetten verwendet werden, die dann lediglich auf der Außenfläche des Ringes einzeln in der herkömmlichen Weise befestigt werden.

Desweiteren ist vorgesehen, daß auf der zylindrischen Innenfläche des Ringes im Bereich jeder öffnung ein Sicherungselement vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der Außenfläche des äußeren Gelenkkörpers. Sollten Dxchtungsmanschetten unterschiedlicher Materialqualität verwendet werden und trotzdem gewährleistet sein, daß auch bei ungleicher Vorspannung, d.h., bei ungleichem Widerstandswert des Materiales, diese Dichtungsmanschette auf den halben Beugewinkel geführt werden, so kann durch die Sicherungselemente gewährleistet werden, daß diese sich auf einem bestimmten Bereich des äußeren Gelenkkörpers bewegen und. durch Sicherungselemente gegen axiale Verschiebung gesichert sind.

Um auch ohne Verwendung jeglicher Sicherungselemente beim Ring eine exakte Führung auf den halben Beugewinkel zu gewährleisten, ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen,

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daß bei Verwendung einer zweiteiligen Dichtungsmanschette zwei gleiche Teilhälften vorgesehen sind, oder daß bei einer einteiligen Dichtungsmanschette, deren beiden Hälften symmetrisch ausgebildet sind und daß diese bei gleicher Vorspannung den Ring auf den halben Beugewinkel führen. Es ergibt sich bei gleichen Dichtungsmanschette, die sowohl mit gleicher Vorspannung montiert werden und auch einen einheitlichen Widerstandswert aufweisen, daß der Ring die beiden Teilhälften auf den halben Beugewinkel führt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Dichtungsmanschette für ein Gleichlauffestgelenk, die aus zwei Teilhälften besteht und auf einem Ring befestigt ist im Schnitt

Fig. 2 eine Dichtungsmanschette im Prinzip wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch sind in diesem Ausführungsbexspiel keine Sicherungselemente gegen die axiale Verschiebung des Ringes vorgesehen

Fig. 3 eine Dichtungsmanschette im Prinzip wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, jedoch mit einer die Dichtungsmanschetten nach außen abstützenden Blechkappe.

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Die in Fig. 1 gezeigte Dichtungsanordnung besteht im wesentlichen aus dem äußeren Gelenkkörper 1, dem inneren Gelenkkörper 2 und dem die Kugeln 3 enthaltenden Käfig 4. Äußerer Gelenkkörper 1 und innerer Gelenkkörper 2 weisen Rillen 5, 6 zur Aufnahme der Kugeln 3 auf. Der Käfig 4 ist mit einer Außenkugel 7 versehen, die in einer entsprechenden Hohlkugel 8 des äußeren Gelenkkörpers 1 gelagert ist. Des 'weiteren weist der Käfig 4 eine innere Kugelfläche 9 auf, die auf der äußeren Kugelfläche 10 des inneren Gelenkkörpers 2 geführt ist. Der innere Gelenkkörper 2 ist über eine Keilverzahnung 11 mit einer Welle 12 verbunden. Der äußere Gelenkkörper 1 ist mit einem Achszapfen 13 versehen.

Die Dichtungsanordnung zur Abdichtung dieses Gleichlauf:-, drehgelenkes besteht aus zwei Dichtungsmanschetten 14 und 15, wobei die Dichtungsmanschette 14 eine Befestigungsstelle 16 auf dem Achszapfen 13 aufweist und die Dichtungsmanschette 15 ebenfalls eine Befestigungsstelle 17 auf der Welle 12. An den entgegengesetzten Seiten dieser Befestigungsstellen 16 und 17 sind beide Dichtungsmanschette 14 und 15 auf einem Ring 18 gehalten. Dieser Ring 18 besitzt auf seiner äußeren Mantelfläche 19 zwei umlaufende Nuten 20, in die die verdickten Enden der Dichtungsmanschetten 14 und 15 eingreifen und fixiert sind über ein beispielsweise Metallband 21.

Der Ring 18 weist eine Innenfläche 22 auf, die zylindrisch verläuft und an den Enden dieser zylindrischen Innenfläche 22 ist auf jeder Seite ein Sicherungsring 23 in einer entsprechenden Nut gehalten. Durch diese Sicherungsringe 23, deren Innendurchmesser im montierten Zustand kleiner ist als der Außendurchmesser der kugeligen Außenfläche 24 des

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äußeren Gelenkkörpers 1 ist gewährleistet, daß der Ring 18 lediglich geringe Axialbewegungen ausführen kann.

Bei Verwendung von zwei gleichen Dichtungsmanschetten 14 und 15 die swohl in ihrem Widerstandswert wie auch in ihrer Materialgüte übereinstimmen, ist es gewährleistet, daß der Ring 18 bei Abwinkelung des Gelenkes den halben Beugewinkel einnimmt, so daß der Winkel oC , der die Drehachse der Welle 12 und die Mittelachse 26 des Ringes 18 einschließt,' gleich ist, wie der Winkel /S , der die Drehachse 27 des Achszapfens 13 mit der Mittelachse 2 6 des Ringes bildet.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform handelt es sich im Prinzip um die bereits in Fig. 1 gezeigte, lediglich mit dem Unterschied, daß die Sicherungsringe 23 nicht notwendig sind, da aufgrund der Symmetrie der beiden Dichtungsmanschetten 14- und 15, deren Widerstandswert sowie deren Materialqualität gleich ist, wird gewährleistet, daß der Ring 18 auch ohne Sicherungsringe auf den halben Beugewinkel geführt wird. Hierbei spielt natürlich auch eine Rolle, daß die Abstände A und B der Befestigungsstellen 16 und 17 vom Gelenkmittelpunkt 2 8 gleich beabstandet sind, so daß sämtliche Verhältnisse zwischen beiden Teilhälften gleich sind und der Ring 18 deswegen ohne weiteres auf dem halben Beugewinkel fixiert werden kann.

In Fig. 3 sind wiederum gleiche Verhältnisse wie in den Fig. 1 und 2 vorhanden, es wurde lediglich eine Dichtungsmanschette mit radial verlaufenden Falten 29 versehen, wobei durch Verwendung einer Blechkappe 30 einerseits Zentriefugalkräfte während des Betriebes aufgefangen werden können und andererseits kann durch die Blechkappe 30 die

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verdickten Enden der Dichtungsmanschetten 14 und 15 in den Nuten 20 ohne Verwendung von zusätzlichen Metallbändern oder dergleichen fixiert werden. Die Blechkappe 30 selbst ist in einer weiteren Nut 31 eingerollt und somit gegen axiales Verschieben gesichert.

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Claims

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Patentansprüche

Dichtungsanordnung zur Überbrückung und Abdichtung des freien Raumes zwischen treibenden und getriebenem Teil einer Gleichlaufdrehgelenkkupplung mit Wälzkörpern zur Drehmomentübertragungj welche in Rillen eines, äußeren und inneren Gelenkkörpers aufgenommen sind und auf den halben Beugewinkel geführt werden, wobei die Manschette bei ein- oder mehrteiliger Ausbildung zwischen den Befestigungen am treibenden und getriebenen Teil durch eine weitere Befestigung gehalten ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Dichtungsanordnung das gesamte Gleichlaufdrehgelenk überspannt und zwischen den Befestigungsstellen (16, 17) auf der äußeren Mantelfläche (19) eines Ringes (18) gehalten ist, der mit seiner Innenfläche (22) auf der Außenfläche des äußeren Gelenkkörpers '(1) geführt ist.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet,

daß die Außenfläche des äußeren Gelenkkörpers (1) als Kugelfläche (2¹J-) und die Innenfläche (22) des Ringes (18) zylindrisch ausgeführt ist.

3- Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, mit einer zweiteiligen Dichtungsmanschette,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der* Außenfläche (19) des Ringes (18) zwei Be-

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ORIGINAL INSPECTED

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festigungsstellen (20) zur Fixierung des jeweiligen Endes der Dichtungsmanschetten (14, 15) vorgesehen sind.

M-. Dichtungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß auf der zylindrischen Innenfläche (22) des Ringes (18) im Bereich jeder Öffnung ein Sicherungselement (23) vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der Außenfläche (24) des äußeren Gelenkkörpers (1).

5. Dichtungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet,

daß bei Verwendung einer zweiteiligen Dichtungsmanschette (It, 15) zwei gleiche Teilhälften vorgesehen sind, oder daß bei einer einteiligen Dichtungsmanschette, deren beiden Hälften symmetrisch ausgebildet sind, und daß diese bei gleicher Vorspannung den Ring (18) auf den halben Beugewinkel führen.

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