DE3009321A1

DE3009321A1 - Dichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3009321A1
Application number: DE19803009321
Authority: DE
Inventors: Hideo Ikeda; Junzo Ishimaru; Masao Teraoka
Original assignee: Keeper Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Keeper Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-03-13
Filing date: 1980-03-11
Publication date: 1980-09-25
Also published as: US4337953A; JPS55123505A; JPS5754348B2; GB2046851A; CA1146990A; AU5606680A; FR2451522B1; FR2451522A1; GB2046851B; AU524698B2; DE3009321C2

Description

Beschreibung;

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung, die einen Achsschenkelflanschabschnitt einer Antriebswelle eines Fahrzeuges mit Frontantrieb und ähnliches vor dem Eindringen von Fremdstoffen, wie zum Beispiel Schmutzwasser, schützt, und insbesondere eine Dichtungsvorrichtung mit wenigstens einem ringförmigen Dichtungselement aus einem elastischen Material, wie Kautschuk, das zwischen inneren und äußeren Paßelementen derart gehalten ist, daß der Innenumfang des Dichtungselementes eine kugelförmige Außenfläche eines Gegenelementes gleitend berührt.

In Figur 1 ist ein Beispiel einer üblichen Dichtungsvorrichtung gezeigt. Eine Vorderradantriebswelle 1 treibt eine Vorderradachse 3 über ein homokinetisches Universalgelenk 21 an. Ein Achswellenlager 2 lagert drehbar die Vorderradantriebswelle 1 und hat einen kugelförmigen Abschnitt 2a, der die linke Hälfte des Universalgelenkes 21 verdeckt, das sich am rechten Ende des Achswellenlagers 2 befindet. Eine Gelenkspindel 4, die die Vorderradantriebswelle 3 trägt, ist fest mit einem Steuerschenkel bzw. einem Achsschenkel 5 mit Hilfe von Schrauben verbunden. Der Steuer- bzw. Achsschenkel 5 hat einen Achsschenkelflansch 5a an seinem linken Ende und ist mit Achsschenkelbolzen 6 an den diametral gegenüberliegenden oberen und unteren Abschnitten versehen. Die Achsschenkelbolzen 6 sind über Kegelrollenlager mit dem kugelförmigen Flächenabschnitt 2a des Achswellenlagers 2 verbunden, so daß der Steuer- bzw. Achsschenkel 5 um die Achse der Achsschenkelbolzen 6 drehbar ist. Eine Vorderradnabe 8 dreht sich mit der Vorderradachse 3 und an ihr ist eine Bremstrommel und eine Radscheibe (nicht gezeigt) angebracht.

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ORIGINAL INSPECTED

Wenn das Fahrzeug gelenkt werden soll, wird ein Lenkrad (nicht gezeigt) betätigt, wodurch sich der Steuer- bzw. Achsschenkel 5 um die Achsschenkelbolzen 6 dreht. Somit drehen sich auch die Gelenkspindel 4, die Vorderradachse 3 und die Vorderradnabe 8 ebenfalls mit dem Achsschenkel 5 um die schräge bzw. schiefe Achse der Achsschenkelbolzen 6, um den Radscheiben eine Lenkbewegung zu erteilen.

Eine übliche, in Figur 1 gezeigte Dichtungsvorrichtung umfaßt ein erstes Paßelement 9, das eine kreisringförmige Metallscheibe ist, und eine kreisringförmige Packung 10 aus Kautschuk. Beide sind in einer Ringausnehmung an der Endfläche des Achsschenkelflansches 5a des Achsschenkels 5 aufgenommen. Auf der Außenfläche der Kautschukpackung 10 sind ein Dichtungselement 11 aus Filz und ein zweites Paßelement 12, das ebenfalls als eine kreisringförmige Metallscheibe ausgebildet ist, übereinanderliegend angeordnet und fest mit der Endfläche des Achsschenkelflansches 5a mit Hilfe von Schrauben 13 verbunden. Da die Dichtungsvorrichtung ausgehend vom freien Ende des kugelförmigen Flächenabschnittes 2a des Achswellenlagers 2 eingebaut wird, haben die Paßelemente 9 und 12 und das Dichtungselement 11 jeweils Schlitze, um eine Vergrößerung der Innendurchmesser zu erreichen, damit der größte Außenumfang des kugelförmigen Flächenabschnittes 2a durchgehen kann. Deshalb können Fremdstoffe, wie zum Beispiel Schmutzwasser, über den Schlitz des Dichtungselementes 11 in den Innenraum eindringen. Wenn man zwei Dichtungselemente 10 und 11 verwendet, wird die Montage komplizierter. Ferner verschleißt das Dichtungselement 11 aus Filz sehr schnell und frühzeitig. Anstelle von zwei Dichtungselementen 10 und 11 kann ein einziges aus Kautschuk bestehendes Dichtungselement mit größerer Stärke verwendet werden. Der Kontaktrand eines derartigen Dichtungselementes neigt

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jedoch zum Vibrieren durch die sich wechselweise ändernden Gleitwiderstände zwischen dem Kontaktrand und der kugelförmigen Fläche 2a, wodurch die Dichtungseigenschaften und die verschleißmindernden Eigenschaften schlechter werden.

Die Erfindung zielt darauf ab, die zuvor beschriebenen Nachteile zu überwinden und eine Dichtungsvorrichtung zu schaffen, die bessere Dichtungseigenschaften und bessere verschleißmindernde Eigenschaften hat und die leicht montiert werden kann.

Erfindungsgemäß zeichnet sich die Dichtungsvorrichtung dadurch aus, daß das ringförmige Dichtungselement an seinem Innenumfang zwei Dichtlippen hat, die einen im allgemeinen V-förmigen Querschnitt bilden, und die die kugelförmige Außenfläche des Gegenelementes berühren, daß die beiden Dichtlippen und die kugelförmige Außenfläche einen mit Schmierfett ausfüllbaren Raum begrenzen, und daß der radial innere Abschnitt des äußeren Paßelementes in Richtung auf das innere Paßelement nach innen vorsteht, um zu verhindern, daß sich das Dichtungselement radial nach innen verschiebt.

Da zwei Dichtlippen gebildet werden, die in Gegenrichtungen zueinander weisen und da der Raum zwischen den Dichtlippen mit Schmierfett ausgefüllt werden kann, gestattet die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung eine wirksame Abdichtung für den Innenraum, so daß in diesen keine Fremdstoffe eindringen können und gleichzeitig wird auch verhindert, daß das Schmierfett austreten kann, so daß die gewünschte Gleitberührung zwischen den Dichtlippen und der kugelförmigen Außenfläche langfristig aufrechterhalten werden kann, ohne daß die

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Ränder der Dichtlippen umschlagen oder vibrieren. Da ferner das Dichtungselement durch das äußere Paßelement an Ort und Stelle gehalten wird, verharrt das Dichtungselement selbst dann in der gewünschten Lage₇ wenn der Gleitwiderstand zwischen den Dichtlippen und der äußeren kugelförmigen Fläche so groß wird/ daß hierdurch versucht wird, das Dichtungselement abzuziehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist das ringförmige Dichtungselement wenigstens mit einer Ringwulst an seiner Außenfläche versehen, die das äußere Paßelement berührt.

Wenn das äußere Paßelement gegen das ringförmige Dichtungselement gedrückt wird, wird die Verformung des ringförmigen Dichtungselementes durch den Vorsprung aufgefangen und der Hauptkörper des ringförmigen Dichtungselementes verformt sich nicht. Somit verschieben sich die Dichtlippen nicht von ihrer gewünschten Lage weg, so daß die Dichtungseigenschaft der Dichtlippen nicht beeinträchtigt wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Figur 1 eine Querschnittsansicht einer üblichen Dichtungsvorrichtung, die an einem Achsschenkelflansch einer Vorderradantriebswelle angebracht ist,

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Figur 2 eine Querschnittsansicht einer Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung, die ähnlich wie in Figur 1 an dem Achsschenkelflansch angebracht ist/ und

Figur 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Dichtungsvorrichtung von Figur 2.

In Figur 2 ist ein Vorderachsabschnitt des Fahrzeuges gezeigt, der im wesentlichen ähnlich wie bei der Auslegung in Figur 1 beschaffen ist. Gleiche oder ähnliche Teile sind mit denselben Bezugszeichen wie in Figur 1 versehen. Die nachstehende Beschreibung bezieht sich nur auf die Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung.

Nach den Figuren 2 und 3 weist die Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung einen elastischen Ring 14 auf, der ein einziges Dichtungselement bildet und der mittels eines ersten und zweiten Paßelementes 16 und 17 gehalten wird, die im allgemeinen von kreisringförmigen Metallscheiben gebildet werden. Der elastische Ring 14 besteht aus einem elastischen Material, wie Kautschuk, und hat auf seinem Innenumfang zwei Dichtlippen 14a und 14b, die derart beschaffen und ausgelegt sind, daß sie im Querschnitt V-förmig sind und in Gegenrichtungen weisen, d.h. die Dichtlippe 14a weist in Richtung auf den Achsschenkelbolzen 6 nach innen und die Dichtlippe 14b nach außen. Nach Figur 3 sind die Dichtlippen 14a und 14b derart angeordnet, daß sie in Berührung mit der kugelförmigen Außenfläche 2a des Achswellenlagers 2 im allgemeinen symmetrisch zu einer Hauptlinie η der kugelförmigen Fläche 2a in Berührung sind und die in Verbindung mit der kugelförmigen Fläche 2a einen für Schmierfett bestimmten Füllraum 15 bilden. Das Dichtungselement 14 ist als ein end-

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loser Ring ausgebildet und ist fest mit einer Endfläche 5d des Achsschenkelflansches 5a verbunden, der die kugelförmige Außenfläche 2a des Achswellenlagers 2 unter Zwischenschaltung des ersten und zweiten Paßelementes 16 und 17, von Federunterlagsscheiben 18 und Schrauben 19 umgibt.

Nach Figur 3 hat der linke Endabschnitt des Achsschenkelflansches 5a eine Endfläche 5d mit einer Ringausnehmung 5b, um das erste Paßelement 16 und das Dichtungselement 14 aufzunehmen und einen abgeschrägten bzw. ausgekehlten Abschnitt 5c an der Ecke zwischen der Endfläche 5d und der Ausnehmung 5b.

Das erste oder innere Paßelement 16 hat einen stufenförmig abgesetzten Abschnitt 16a (vgl. Figur 3), der die Innenfläche 5e des Achsschenkelflansches 5a berührt, um das Dichtungselement 14 genau zu positionieren. Das Dichtungselement ist mit einer Ringwulst 14c versehen, die dem stufenförmig abgesetzten Abschnitt 16a des ersten Paßelementes 16 zugeordnet ist, um die Stärke des Dichtungselementes 14 zu vergrößern und das Dichtungselement 14 in radialer Richtung genau zu positionieren. Der Grundabschnitt der inneren Dichtlippe 14a ist mit einer Ringnut 14d versehen, um die Flexibilität der Dichtlippe 14a einstellen zu können.

Nach Figur 3 ist das zweite Paßelement 17 mit einem stufenförmig abgesetzten Abschnitt 17b derart versehen, daß der innere Endabschnitt 17a des Elementes 17 nach innen (in der Figur nach rechts) vorspringt. Die Außenfläche des Dichtungselementes 14 ist mit im allgemeinen halbkreisförmigen Ringwülsten 14e, 14f und 14g versehen, um die Verformung des Dichtungselementes 14 aufzufangen, wenn das zweite Paßelement 17 derart gedrückt wird, daß es das

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Dichtungselement 14 hält. Somit ist der Hauptkörper des Dichtungselementes 14 vor einer übermäßigen Verformung geschützt und die Dichtungseigenschaft des Dichtungselementes 14 ist verbessert. Ringwülste 14f und 14g arbeiten mit dem stufenförmig abgesetzten Abschnitt 17b zusammen, um eine Verschiebung des Dichtungselementes zu verhindern. Eine kleine Ringwulst 14h des äußeren Randes des Dichtungselementes 14 berührt den abgeschrägten bzw. ausgekehlten Abschnitt 5c des Achsschenkelflansches 5a, um die Dichtungseigenschaft an dem Außenumfang des Dichtungselementes 14 zu verbessern, üblicherweise ist die Außenfläche des kugelförmigen Flächenabschnittes 2a des Achswellenlagers 2 mit Chrom belegt. Anstelle einer Chromplattierung kann auch ein Harz- bzw. Kunststoffüberzug auf der kugelförmigen Fläche aufgebracht werden, um die Herstellungskosten zu vermindern.

Die Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung ist wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt mit dem Achsschenkelflansch 5a verbunden und in den Raum 15 und den Innenraum 20 wird Schmierfett gefüllt.

Das Dichtungselement 14 ist ein endloser Ring ohne einen Schlitz und es besteht aus einem elastischen Material, wie Kautschuk. Der Innenumfang des Dichtungselementes 14 hat zwei Dichtlippen 14a und 14b, die im Querschnitt V-förmig sind und elastisch den kugelförmigen Flächenabschnitt 2a des Achswellenlagers 2 berühren. Wenn das nicht gezeigte Lenkrad betätigt wird, um den Steuer- bzw. Achsschenkel 5 um die Achsschenkelbolzen 6 zu drehen, gleiten die Dichtlippen 14a und 14b längs der kugelförmigen Fläche 2a, so daß die Dichtlippe 14a verhindert, daß Schmierfett in dem Raum 20 nach außen austritt, während die außen liegende Dichtlippe 14b verhindert, daß von außen Fremd-

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stoffe, wie zum Beispiel Schmutzwasser, eindringen und das Schmierfett aus dem Raum 15 austritt. Da die Kontaktflächen des kugelförmigen Flächenabschnittes 2a und die Dichtlippen 14a und 14b durch das Schmierfett in den Räumen 15 und 20 geschmiert werden, wird ein Umschlagen oder Vibrieren der Kontaktränder der Dichtlippen wirksam verhindert. Das Schmierfett in dem Raum 15 verhindert wirksam den Eintritt von Fremdstoffen und liefert einen geeigneten Reibungswiderstand zwischen der kugelförmigen Fläche 2a und dem Dichtungselement 14.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, hat die Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung verbesserte Dichtungseigenschaften und verbesserte verschleißmindernde Eigenschaften im Vergleich zu üblichen Dichtungsvorrichtungen mit einem Dichtungselement aus Filz. Da die Dich- tungsvorrichtunc nach der Erfindung nur ein einziges Dichtungselement hat, ist auch die Montage einfach. Da das zweite Paßelement 17 mit einem stufenförmig abgesetzten Abschnitt 17b versehen ist, is.t das Dichtungselement 14 wirksam daran gehindert, daß es sich nach außen verschieben kann oder nach außen gequetscht werden kann, wenn Reibungskräfte zwischen den Dichtlippen 14a, 14b und der kugelförmigen Fläche 2a erzeugt werden.

Da äußere Ringwülste 14e, 14f und 14g an dem Dichtungselement 14 vorgesehen sind, ist die Verformung des Dichtungselementes 14 beschränkt und Zwischenräume bleiben zwischen dem Hauptkörper des Dichtungselementes 14 und dem zweiten Paßelement 17, wenn das zweite Paßelement 17 das Dichtungselement 14 beim Einbau der Dichtungsvorrichtung drückt. Somit wird eine Verformung des Hauptkörpers des Dichtungselementes günstig durch die Zwischenräume ausgeglichen, so

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daß das Dichtungselement 14 zwischen dem ersten und zweiten Paßelement 16 und 17 gehalten wird, ohne daß die Flexibilität und die Lage der Dichtlippen 14a und 14b nachteilig beeinflußt würden. Die Ausnehmung 14d des Dichtungselementes 14 reguliert die Flexibilität und die Elastizität der inneren Dichtlippe 14a. Die kleine Ringwulst 14h des Dichtungselementes 14 wird gegen den abgeschrägten bzwausgekehlten Abschnitt 5c des Achsschenkelflansches 5a gedrückt, um die Dichtungseigenschaften zwischen dem Innenumfang des Achsschenkelflansches 5a und dem Außenumfang des Dichtungselementes 14 zu verbessern.

Die Dichtlippe 14b ist ferner starrer und steifer als die innere Dichtlippe 14a infolge der größeren Stärke, so daß die Dichtlippe 14b als eine Abstreifeinrichtung dient, die Staub und Schmutz abstreift, die sich auf der Außenfläche des kugelförmigen Flächenabschnittes 2a des Achswellenlagers 2 angesammelt haben.

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Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER

OtPL-ING

H. KINKELDEY

DR-IWl

w. stockma.r

K. SCHUMANN

DR REH NAT DIPl. PHVS

P. H. JAKOB

DlPL INa

G.BEZOLD

DR. RER NAT DPL-CHEM

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

P 14 855

11.Märζ 1980

NISSAN MOTOR CO- LTD.

2, Takara-Ciio, Kanagawa-Ku, Tokoliama City, JAPAN
ΚΞΕΡΞΕ CO., LTD.
9-8, Gin ζ a 1-Ch.ome, Chuo-Ku, Tokyo, JAPAN

Dichtungsvorrichtung

Patentansprüche

Dichtungsvorrichtung mit wenigstens einem ringförmigen Dichtungselement aus einem elastischen Material, wie Kautschuk, das zwischen inneren und äußeren Paßelementen derart gehalten ist, daß der Innenumfang des Dichtungselementes eine kugelförmige Außenfläche eines Gegenelementes gleitend berührt, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Dichtungselement (14) an seinem Innenumfang zwei Dichtlippen (14a, 14b) hat, die einen im allgemeinen V-förmigen Querschnitt bilden, und die die kugelförmige Außenfläche des Gegenelementes berühren, daß die beiden Dichtlippen (14a, 14b) und die kugelförmige Außenfläche
einen mit Schmierfett ausfüllbaren Raum (15) begrenzen, und daß der radial innere Abschnitt des äußeren Paßelementes (16) in Richtung auf das innere Paßelement (17) nach innen vorsteht, um zu verhindern, daß

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TELEFON (Ο8Θ) 22 2B62 TELEX O5-2S3BO TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER

sich das Dichtungselement (14) radial nach innen verschiebt.
2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennze ic hnet, daß das ringförmige Dichtungselement (14) wenigstens mit einer Ringwulst (14c, 14e, 14f, 14g) auf seiner Außenfläche versehen ist, die das äußere Paßelement (16) berührt.

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