DE3603389C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Faltenbalg aus spritz- oder spritzgießfähigem Kunststoff, zum Überbrücken und Abdichten des freien Raumes zwischen treibendem und getriebenem Teil eines Drehgelenkes, der einerseits an einem Gelenkaußenteil und andererseits an einem Wellenzapfen des Drehgelenks befestigt ist.

Aus der DE-Z., VDI-Nachrichtungen, Nr. 17, 23. April 1982, Seite 31, Bild 2, ist ein Faltenbalg der eingangs genannten Art bekannt, der an seinem größeren Durchmesser mittels einer Blechkappe an einem Differentialgetriebegehäuse fest gespannt ist und an seinem kleineren Durchmesser eine Hülse aufnimmt, die drehend auf einem Wellenzapfen gelagert ist. Die Ausgestaltung im Bereich der Hülse ist sehr kompliziert und verlangt zum Entformen sehr elastisches Material oder komplizierte mehrteilige Innen- und Außenformen. Dieser Faltenbalg muß nur Winkelbewegungen, nicht jedoch umlau­ fende Beugungen überbrücken.

Demgegenüber soll mit der vorliegenden Erfindung die Aufgabe gelöst werden, einen Faltenbalg zu schaffen, der aus einem Werkstoff von geringer Elastizität hergestellt werden kann, etwa auf dem Wege des Kunst­ stoff-Spritzens bzw. Spritzgießen.

Die Lösung der Aufgabe steht darin, daß die Falten des Bal­ ges axial hinterschnittfrei ausgebildet sind.

In vorteilhafter Weise ist es hierbei möglich, den Faltenbalg im Sin­ ne maschineller Montage ohne Spannbänder oder Schlauchbinder auf den Gelenkteilen zu befestigen. Dabei können besondere Arbeitsoperationen am Ge­ lenk-Außenteil, etwa das Anbringen einer Ringnut oder dgl. vermieden bleiben. Beim Befestigen des Faltenbalges ist zu­ gleich eine genaue axiale Positionierung gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die nach innen gestülpte Faltenseite des Balges befesti­ gungsmittellos derart ausgebildet ist, daß die Stulpe in ih­ rer Länge bis zur axialen Begrenzung des Gelenk-Innenteils reicht.

Eine Alternative besteht darin, daß die nach innen gestülpte Faltenseite des Balges befestigungsmittellos derart ausgebildet ist, daß die Stulpe in ihrer Länge noch vor der axialen Begrenzung des Gelenk-Innenteils endet und der dazwischen liegende Raum mit­ tels einer Hülse oder dgl. überbrückbar ist.

Eine weitere sinnvolle Ausgestal­ tung besteht darin, daß die Hülse aus Pappe, Kunststoff oder dgl. besteht und ggf. längsgeschlitzt ist.

Ein weiteres günstiges Merkmal besteht darin, daß zum dichtenden Fixieren sowohl des radialen als auch des axialen Faltenbalgabschnittes am Gelenk-Außenteil eine Kappe vorgesehen ist, deren innerer Durchmesser kleiner ist als der Spanndurchmesser des Gelenk-Außenteils.

Weiter sinnvolle Ausgestaltung besteht darin, daß der Faltenbalg insbesondere in seinem Einspannbereich am Gelenk-Außenteil mit die Elastizität erhöhenden und über den Durchmesser umfangsverteilten Aus­ nehmungen oder Durchbrüchen versehen ist.

Es erscheint notwendig, hier zunächst, die mit Faltenbälgen konventioneller Bauart und dementsprechender geometrischer Konfiguration einhergehenden Mängel, Nachteile und Grenzen näher aufzuzeigen, um sodann daran die mit der vorliegenden Erfindung einhergehenden Vorteile zu messen:

Die Täler herkömmlicher Faltenbälge weisen in der Regel einen deutlich kleineren Durchmesser als die zugehörigen Falten­ spitzen auf. Dies bedeutet, daß ein deutlicher Hinterschnitt gegeben ist. Da für derartige Faltenbälge üblicherweise hochelastische Werkstoffe, wie etwa Gummi, Verwendung finden, ist es ohne weiteres möglich, derartige Faltenbälge aus Werkzeugen mit Innen- und Außenteil zu ent­ formen. Dabei können optimale Faltenbalg-Wandstärken im Ver­ hältnis zur Außenkontur gewählt werden. Die auf diese Weise hergestellten Faltenbälge sind indes recht empfindlich gegen Verletzungen, etwa durch Steinschlag. Hinzu kommt auch, daß solche Faltenbälge eine schlechte Drehstabilität aufweisen.

Werden anstelle hochelastischer Werkstoffe solche harter und unelastischer Natur verwendet, so ist eine Faltenbalg-Her­ stellung aus einem derartigen Stoff nur unter Anwendung sog. Blasverfahren möglich, was wiederum eine teilbare Außenform bedingt. Bei der Anwendung eines solchen Arbeitsverfahrens ist eine exakte Abstimmung der Wandstärke des Faltenbalges im Verhältnis zu dessen Außenform nicht möglich. Die Wandstärke der Faltenspitzen sind hierbei in der Regel dünner als die der Faltentäler. Dies führt zu erhöhten Spannungen sowie auch zu einem unausgeglichenen Verformungsverhalten.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung bestehen demgegenüber in einem hinterschnittfreien Faltenbalg mit mehreren Falten. Als Werkstoff hierfür kann ein Kunststoff von relativ gerin­ ger Elastizität, etwa ein Kunststoff, wie er unter dem Han­ delsnamen HYTREL bekannt ist, Anwendung finden. Dieser läßt sich ohne weiteres auf dem Wege des Spritzens oder Spritzgie­ ßens verarbeiten. Die Wandstärken derartiger Faltenbälge las­ sen sich so wählen, daß sich optimale Spannungsverhältnisse und Verformungen ergeben; unter Anwendung des beispielsweise erwähnten Spritzgießverfahrens kann mit zweigeteilten Formen gearbeitet werden.

Als vorteilhaft erweist sich bei dem Faltenbalg-Innenteil, dieses bis an das Gelenk heranzu­ führen. Hierdurch wird eine Befestigung des Balges mittels Schlauch- oder dgl. Binder bzw. mittels besonderer Wülste auf der Welle vollkommen entbehrlich. Zudem läßt sich unter An­ wendung der erfindungsgemäßen Lösung eine einwandfreie axiale Positionierung des Balges auf der Welle gewährleisten.

Alternativ hierzu ist es vorteilhaft, den Axialan­ schlag des kleineren Faltenbalgdurchmessers unter Benutzung einer auf der Welle aufgeschobenen Hülse zu gewährleisten. Derartige, beispielsweise aus Pappe oder Kunststoff bestehen­ de Hülsen können geschlitzt sein, um sie leichter auf die Welle zu bringen. Mittelbar ergibt sich hieraus der weitere Vorteil des Einsparens von Kunststoff-Material beim Falten­ balg.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei der Erfindung auch durch die Art der Befestigung des im Durchmesser größeren Falten­ balg-Endes auf dem zylindrisch ausgebildeten Gelenk-Außen­ teil: Die Befestigung erfolgt mittels einer einfach herzu­ stellenden und demzufolge billigen Blechkappe. Deren axiale Befestigung geschieht über die radiale Vorspannung bzw. unter Ausnutzung der der Kappe innewohnenden Eigenelastizität auf dem Gelenk-Außenteil bzw. der Kappe und des Faltenbalgs zum Gelenk-Außenteil. Zum Zwecke axialer Festlegung erweist es sich bei der vorgeschlagenen Erfindung als weiterer Vorteil, die Planfläche der Blechkappe so auszuführen, daß deren inne­ rer Durchmesser kleiner ist als der Spanndurchmesser des Ge­ lenk-Außenteils. Der Faltenbalg wird zudem, und zwar unter dem Gesichtspunkt großer Elastizität und Verformbarkeit im Einspannbereich, mit Ausnehmungen, Durchbrüchen oder dgl. versehen. Hieraus ergibt sich insgesamt der Vorteil völliger Dichtigkeit des Gelenkes gegen das Austreten des Schmiermit­ tels, was wiederum eine größere Lebensdauer des Gelenkes zur Folge hat.

In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand zweier Ausfüh­ rungsbeispiele dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch ein Gleichlauf­ drehgelenk,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Faltenbalg,

Fig. 3 einen Teil-Längsschnitt ähnlich dem der Fig. 1, jedoch mit verkürztem inneren Balg­ teil, sowie schließlich

Fig. 4 einen Teil-Querschnitt durch einen Faltenbalg entsprechend Fig. 2.

Fig. 1 zeigt das Gelenk-Außenteil 1 a eines Gleichlaufdrehge­ lenkes 1, dessen treibende Welle mit 1 b bezeichnet ist. Der Faltenbalg 2 ist in noch näher zu beschreibender Weise einer­ seits am Gelenk-Außenteil 1 a und andererseits auf der trei­ benden Welle 1 b befestigt. Die Falten des Balges 2 sind im wesentlichen sägezahnförmig ausgebildet. Sie sind zudem frei von Hinterschneidungen. Der Faltenbalg 2 besteht vorzugsweise aus einem Werkstoff geringer Elastizität, etwa aus einem Werkstoff, wie er unter dem Handelsnamen "HYTREL" bekannt ist. Ein weiteres wesentliches Erfordernis, das an den Werk­ stoff des Faltenbalges zu stellen ist, besteht darin, daß sich dieser auf dem Wege des Spritzens bzw. des Spritzgießens verarbeiten läßt. Hierdurch ist es möglich, zweigeteilte Formwerkzeuge zu benutzen.

Der Faltenbalg 2 weist eine innere, dem Gelenk-Außenteil 1 a zugekehrte Stulpe 2 a auf, die zumindest angenähert parallel zur Gelenk-Mittelachse 3 verläuft und über eine axiale Länge "x" dichtend an der treibenden Welle 1 b anliegt. Die axiale Länge "x" reicht dabei bis zur axialen Begrenzung des - nicht weiter dargestellten - Ge­ lenk-Innenteils. Die andere, im Durchmesser größere Seite 2 b (Fig. 2) des Faltenbalges 2 weist eine Radialschulter 2 c auf, die an der korrespondierend ausgebildeten Stirnfläche 1 d des Gelenk-Außenteils 1 a dichtend anliegt. Der an die Radial­ schulter 2 c anschließende Axialabschnitt 2 d des Faltenbalges 2 stützt sich dichtend auf dem äußeren Umfang 1 e des Gelenk- Außenteils 1 a ab.

Der Faltenbalg 2 wird im Bereich seiner Außenseite 2 b mit deren Radialschulter 2 c und Axialabschnitt 2 d mittels einer rotationssymmetrischen und relativ dünnen Blechkappe 3 si­ chernd umfangen. Der innere Durchmesser 3 a der Blechkappe 3 ist im Durchmesser etwas kleiner ausgebildet als der Spann­ durchmesser des Gelenk-Außenteils 1 a.

Zum Zwecke der Vergrößerung der Dichtwirkung der Faltenbalg- Abschnitte 2 c, 2 d gegenüber dem Gelenk-Außenteil 1 a ist der Faltenbalg 2 insbesondere in seinem Einspannbereich am Ge­ lenk-Außenteil 1 a mit die Eigenelastizität erhöhenden und über den Durchmesser umfangsverteilten Ausnehmungen oder Durch­ brüchen 2 e (Fig. 4) versehen.

Die Blechkappe 3 dient zugleich als Sensorring für ein an sich bekanntes Anti-Blockier-System (ABS). Sie ist zu diesem Zwecke mit Durchbrüchen 3 b versehen.

In Fig. 3 ist ein Gleichlaufdrehgelenk dargestellt, das weit­ gehend dem in Fig. 1 dargestellten entspricht und deshalb auch mit denselben Bezugszeichen versehen ist. Unterschied­ lich ist jedoch, daß in Fig. 3 die innere Stulpe 2 a des Fal­ tenbalges 2 in Axialrichtung kürzer ausgebildet ist als die in Fig. 1 bzw. Fig. 2. Zum Zwecke des Ausgleichs der Minder­ länge der Stulpe 2 a bis zu der axialen Begrenzung im Gelenk- Innenteil ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Hülse 4 vor­ gesehen, die aus Pappe oder aber auch aus Kunststoff besteht. Sie ist ggf. längsgeschlitzt (nicht dargestellt). Dieser Längsschlitz bewirkt eine leichtere und bequemere Montage des Gleichlaufdrehgelenkes 1 derart, daß die Hülse in aufgeweite­ tem Zustand über den Umfang der treibenden Welle 1 b hinwegge­ schnappt werden kann. Infolge der der Hülse 4 innewohnenden Elastizität schließt sich deren Schlitz nach erfolgtem Auf­ setzen auf die Welle 1 b selbsttätig.

Claims (3)

1. Faltenbalg aus spritzgießfähigem Kunststoff, zum Überbrücken und Abdichten des freien Raumes zwischen treibendem und getriebenem Teil eines Drehgelenkes, der einerseits an einem Gelenkaußenteil und andererseits an einem Wellenzapfen des Drehgelenks befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Falten des Balges axial hinterschnittfrei ausgebildet sind.

2. Faltenbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg mit einer nach innen gestülpten Manschette (2 a) befestigungsmittellos dichtend am Wellenzapfen (1 b) anliegt.

3. Faltenbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in seinem Einspannbereich am Gelenkaußenteil (1 a) flexibilitätserhöhende umfangsverteilte Ausnehmungen, Durchbrüche (2 e) oder dergleichen vorgesehen sind.