DE3009321A1 - Dichtungsvorrichtung - Google Patents
DichtungsvorrichtungInfo
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Description
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 (2)
- PATENTANWÄLTE A. GRUNECKEROtPL-INGH. KINKELDEYDR-IWlw. stockma.rK. SCHUMANNDR REH NAT DIPl. PHVSP. H. JAKOBDlPL INaG.BEZOLDDR. RER NAT DPL-CHEM8 MÜNCHENMAXIMILIANSTRASSEP 14 85511.Märζ 1980NISSAN 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, JAPANDichtungsvorrichtungPatentansprücheDichtungsvorrichtung 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, daß030039/0716TELEFON (Ο8Θ) 22 2B62 TELEX O5-2S3BO TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERERsich 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.030039/0716
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