DE102004034772B4

DE102004034772B4 - Rollbalg mit Aussteifungen

Info

Publication number: DE102004034772B4
Application number: DE102004034772A
Authority: DE
Inventors: Joachim Wette
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2004-01-02
Filing date: 2004-07-19
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2024-07-20
Also published as: DE102004034772A1; US7699710B2; US20080254905A1; US20050176512A1; US7354349B2

Abstract

Dichtmanschette (11) nach Art eines Rollbalgs mit einer Längsachse A, umfassend
einen ersten größeren, im wesentlichen zylindrischen Bund (12), einen zweiten kleineren, im wesentlichen zylindrischen Bund (13) sowie einen zwischen den Bunden (12, 13) liegenden Wandabschnitt (14), der zumindest eine axial offene Ringfalte (15, 16) bildet, wobei umfangsverteilte Eindellungen (18) in der konvexen Wölbung der zumindest einen axial offenen Ringfalte (15, 16) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Grundlinien (20) der Eindellungen (18) auf einer Konusfläche liegen, die sich vom kleinen Bund (13) zum großen Bund (12) öffnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsmanschette in Form eines Rollbalges, umfassend einen ersten größeren, im wesentlichen zylindrischen Bund, einen zweiten kleineren, im wesentlichen zylindrischen Bund sowie einen zwischen den Bunden liegenden Wandabschnitt, der zumindest eine axial offene Ringfalte umfaßt. Manschetten dieser Art dienen häufig zur Abdichtung von Gleichlaufgelenken, wobei der erste Bund mit einem Gelenkaußenteil oder einer mit einem solchen Außenteil verbundenen Blechringkappe verbunden wird und der zweite Bund auf einer mit einem Gelenkinnenteil verbundenen Welle befestigt wird. Zur Festlegung bzw. Befestigung dienen in der Regel Spannbänder, die außen auf die Bunde aufgebracht werden.
Aus der DE 31 40 514 C2 ist eine Dichtungsmanschette der genannten Art bekannt, bei der zwischen einem ersten Bund, der auf einem Gelenkaußenteil festgelegt ist, und einer axial offenen Ringfalte ein radialer Scheibenabschnitt und ein Zylinderabschnitt liegt. Diese beiden Abschnitte sind mit umfangsverteilten Radialrippen gegeneinander ausgesteift. Innerhalb des Zylinderabschnitts liegen umfangsverteilte Vorsprünge, die als Anschlag gegenüber dem Gelenkaußenteil dienen.
Aus der EP 1 048 864 A2 ist eine Dichtungsmanschette der genannten Art bekannt, bei der ein erster Bund, der in eine Blechringkappe eingebördelt werden soll, mit umfangsverteilten Kerben zur Erhöhung der Nachgiebigkeit versehen ist.
Aus der DE 1 189 816 B ist ein Dichtungsbalg bekannt, der zwischen zwei zylindrischen Befestigungsbunden eine Wandung aufweist, die bei im wesentlichen konstanter Wandstärke zwei Ringe von abwechselnd angeordneten Zahnformationen ausbildet. Die Zahnformationen können dadurch beschrieben werden, daß ihre Oberflächen jeweils durch eine radiale Erzeugungslinie definiert sind, die um eine einfache Umfangslinie umlaufend relativ zu dieser um einen mittleren Punkt hin- und herpendelt.
Aus der US 2 304 732 A ist eine ringförmige Dichtungsmanschette bekannt, an der ein Ring von Wülsten oder Falten über dem Umfang bei gleichmäßiger Wandstärke erkennbar ist.
Aus der JP 07-224857 A ist ein halbtorusförmiger Rollbalg für Gleichlaufgelenke bekannt, der auf der hohlen Innenseite umfangsverteilte in Meridianebenen liegende Rippen geringer gleichbleibender Höhe aufweist.
Bei bekannten Rollbälgen kann es bei hohen Drehzahlen zu einem Aufweiten und Platzen unter dem Einfluß der auf die Fettfüllung im Rollbalg einwirkenden Fliehkräfte kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtmanschette der genannten Art bereitzustellen, die gute Formstabilität insbesondere bei erhöhten Drehzahlen hat und leicht herstellbar ist.
Eine erste Lösung besteht in einer Dichtmanschette nach Art eines Rollbalges mit den obengenannten Merkmalen, wobei umfangsverteilte Eindellungen in der konvexen Wölbung der zumindest einen axial offenen Ringfalte vorgesehen sind, die sich dadurch auszeichnet, daß die Grundlinien der Eindellungen auf einer Konusfläche liegen, die sich vom kleinen Bund zum großen Bund öffnet. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß die Wandstärke im Bereich der Ringfalte im wesentlichen konstant ist. Eine solche erfindungsgemäße Dichtmanschette kann günstig aus thermoplastischem Elastomer nach dem Blow-Molding-Verfahren oder dem Injection-Molding-Verfahren hergestellt werden. Aufgrund der bevorzugt gleichmäßigen Wandstärke ist eine gute Flexibilität bei Beugung des Faltenbalgs, d. h. bei Abwinkung der beiden Bunde gegeneinander gegeben.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die zumindest eine axial offene Ringfalte unmittelbar an den ersten Bund anschließt und zur Außenseite des Rollbalgs konvex ist. Hierbei ist in günstiger Ergänzung vorgesehen, daß eine weitere axial offene Ringfalte an die erste Ringfalte anschließt und zur Außenseite des Rollbalgs konkav ist. Es ist jedoch auch in Umkehrung hierzu möglich, daß die erste axial offene Ringfalte mit Eindellungen nach außen konkav ist und im Wandungsverlauf näher an dem zweiten kleineren Bund liegt und eine zweite nach außen konvexe axial offene Ringfalte ohne Eindellungen sich an die erstgenannte Ringfalte anschließt und näher zum ersten größeren Bund liegt. In einer besonders bevorzugten Verwendung wird der größere Bund unmittelbar auf das Gelenkaußenteil eines abgedichteten Gleichlaufgelenks aufgezogen, d. h. auf die Verwendung einer ringförmigen Blechkappe zwischen Dichtmanschette und Gelenkaußenteil kann verzichtet werden.
Eine Abwandlung kann so aussehen, daß nur eine einzige axial offene Ringfalte mit Eindellungen vorgesehen ist, die zur Außenseite des Rollbalgs konkav ist, wobei der erste Bund mit einer Blechringkappe auf einem Gelenkaußenteil festgelegt werden kann.
Je nach Art der Fertigung, können die Eindellungen in einem Schnitt senkrecht zu ihrer Grundlinie ein weites U mit divergierenden Schenkeln (Blow-Molding) oder ein enges U mit zueinander parallelen Schenkeln (Injection-Molding) bilden.
Eine zweite Lösung besteht in einer Dichtmanschette nach Art eines Rollbalges mit den obengenannten Merkmalen, wobei umfangsverteilte radiale Rippen in der konkaven Innenwölbung der zumindest einen axial offenen Ringfalte vorgesehen sind, die sich dadurch auszeichnet, daß die Kopflinien der radialen Rippen auf einer Konusfläche liegen. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß die Wandstärke im Bereich der Ringfalte im wesentlichen konstant ist. Eine solche erfindungsgemäße Dichtmanschette kann günstig aus thermoplastischem Elastomer nach dem Injection-Molding-Verfahren hergestellt werden. Aufgrund der bevorzugt gleichmäßigen Wandstärke ist eine gute Flexibilität bei Beugung des Faltenbalgs, d. h. bei Abwinklung der beiden Bunde gegeneinander gegeben.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die zumindest eine axial offene Ringfalte, die mit Rippen versehen ist, unmittelbar an den ersten Bund anschließt und zur Außenseite des Rollbalgs konvex ist. Hierbei ist in günstiger Ergänzung vorgesehen, daß eine weitere axial offene Ringfalte an die erste Ringfalte anschließt und zur Außenseite des Rollbalgs konkav ist. Es ist jedoch auch in Umkehrung hierzu möglich, daß die erste axial offene Ringfalte mit Rippen nach außen konkav ist und im Wandungsverlauf näher an dem zweiten kleineren Bund liegt und eine zweite nach außen konvexe axial offene Ringfalte ohne Rippen sich an die erstgenannte Ringfalte anschließt und näher zum ersten größeren Bund liegt. Auch hier wird in einer besonders bevorzugten Verwendung der größere Bund unmittelbar auf das Gelenkaußenteil eines abgedichteten Gleichlaufgelenks aufgezogen, d. h. auf die Verwendung einer ringförmigen Blechkappe zwischen Dichtmanschette und Gelenkaußenteil kann wird verzichtet.
Nach einer Abwandlung kann auch hier eine einzige axial offene Ringfalte vorgesehen werden, die zur Außenseite des Rollbalgs konkav ist und in der konkaven Innenwölbung mit radialen Rippen verstärkt ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend beschrieben.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Rollbalg mit zwei Ringfalten in einer ersten Ausführung

a) im Längsschnitt,
b) in axialer Ansicht,
c) in einer vergrößerten Einzelheit des Längsschnitts,
d) in einem Tangential- oder Zylinderschnitt (Ausschnitt),
e) in einem Tangential- oder Zylinderschnitt (Ausschnitt),
f) in 3D-Darstellung;

2 zeigt einen erfindungsgemäßen Rollbalg mit zwei Ringfalten in einer zweiten Ausführung

a) im Längsschnitt,
b) in axialer Ansicht,
c) in einer vergrößerten Einzelheit des Längsschnitts,
d) –
e) in einem Tangential- oder Zylinderschnitt (Ausschnitt),
f) in 3D-Darstellung.

3 zeigt einen erfindungsgemäßen Rollbalg mit zwei Ringfalten in einer dritten Ausführung

a) im Längsschnitt,
b) in axialer Ansicht,
c) im verkleinerten Längsschnitt;

4 zeigt einen erfindungsgemäßen Rollbalg mit einer Ringfalte

a) in axialer Ansicht,
b) im Längsschnitt AA nach Darstellung a,
c) im Längsschnitt BB nach Darstellung a,
d) in 3D-Darstellung.

Die einzelnen Darstellungen der 1 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Ein Rollbalg 11 mit einer Längsachse A umfaßt einen ersten größeren im wesentlichen zylindrischen Bund 12, einen zweiten kleineren im wesentlichen zylindrischen Bund 13, sowie eine diese verbindende Ringwandung 14. Der erste Bund 12 kann auf einem Gelenaußenteil aufgezogen werden, der zweite Bund 13 auf einer in ein Gelenkinnenteil eingesteckten Welle. Die Ringwandung 14 umfaßt eine erste axial offene Ringfalte 15, der sich unmittelbar an den ersten Bund 12 anschließt und nach außen konvex ist sowie eine zweite sich an die erste Ringfalte anschließende axial offene Ringfalte 16, die nach außen konkav ist. Zwischen der zweiten Ringfalte 16 und dem zweiten Bund 13 erstreckt sich ein Zylinderabschnitt 17. Die beiden Ringfalten 15, 16 schließen sich so stetig aneinander an, daß die Tangenten an die Ringwandung 14 im Übergangsbereich einen Kegel bilden, der sich vom ersten Bund 12 zum zweiten Bund 13 öffnet. In der ersten Ringfalte 15 sind von der Außenseite betrachtet umfangsverteilt Eindellungen 18 ausgebildet, zwischen denen jeweils Wulstabschnitte 19 verbleiben. Die Eindellungen 18 bilden im Tangentialschnitt jeweils U-förmige Mulden mit einem Öffnungswinkel der Schenkel in der Größenordnung von 90°. Aufgrund der stetigen Übergänge von den Mulden zu den Wulstabschnitten 19, zeigen sich diese im Tangentialschnitt als ebenfalls U-förmige Wölbungen. Die Grundlinien 20 der Mulden liegen auf einer Konusfläche, die sich vom kleineren Bund 13 zum größeren Bund 12 hin öffnet.
Die einzelnen Darstellungen der 2 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Ein Rollbalg 11 mit einer Längsachse A umfaßt einen ersten größeren im wesentlichen zylindrischen Bund 12, einen zweiten kleineren im wesentlichen zylindrischen Bund 13, sowie eine diese verbindende Ringwandung 14. Die Ringwandung 14 umfaßt eine erste axial offene Ringfalte 15, die sich unmittelbar an den ersten Bund 12 anschließt und nach außen konvex ist sowie eine zweite sich an die erste Ringfalte anschließende axial offene Ringfalte 16, die nach außen konkav ist. Zwischen der zweiten Ringfalte 16 und dem zweiten Bund 13 erstreckt sich ein Zylinderabschnitt 17. Die beiden Ringfalten 15, 16 schließen sich so stetig aneinander an, daß die Tangenten an die Ringwandung im Übergangsbereich einen Kegel bilden, der sich vom ersten Bund zum zweiten Bund öffnet. In der ersten Ringfalte 15 sind umfangsverteilt Eindellungen 18 ausgebildet, zwischen denen jeweils Wulstabschnitte 19 verbleiben. Die Eindellungen 18 bilden im Tangentialschnitt jeweils U-förmige Mulden mit zueinander parallelen Schenkeln. Die Schenkel schließen rechtwinklig an die Wulstabschnitte 19 an. Die Grundlinien 20 der Mulden liegen auf einer Konusfläche, die sich vom kleineren Bund 13 zum größeren Bund 12 hin öffnet.
Die beiden Darstellungen der 3 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Ein Rollbalg 11 mit einer Längsachse A umfaßt einen ersten größeren im wesentlichen zylindrischen Bund 12, einen zweiten kleineren im wesentlichen zylindrischen Bund 13, sowie eine diese verbindende Ringwandung 14. Die Ringwandung 14 umfaßt eine erste axial offene Ringfalte 15, die sich unmittelbar an den ersten Bund 12 anschließt und nach außen konvex ist sowie eine zweite sich an die erste Ringfalte anschließende axial offene Ringfalte 16, die nach außen konkav ist. Zwischen der zweiten Ringfalte 16 und dem zweiten Bund 13 erstreckt sich ein Zylinderabschnitt 17. Die beiden Ringfalten 15, 16 schließen sich so stetig aneinander an, daß die Tangenten an die Ringwandung 14 im Übergangsbereich einen Kegel bilden, der sich vom ersten Bund 12 zum zweiten Bund 13 öffnet. In der ersten Ringfalte 15 sind auf der Innenseite umfangsverteilt radiale Rippen 21 eingezogen. Die Kopflinien 22 der Rippen 21 liegen auf einer Konusfläche, die sich vom kleineren Bund 13 zum größeren Bund 12 hin öffnet.
Die einzelnen Darstellungen der 4 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Ein Rollbalg 11 mit einer Längsachse A umfaßt einen ringförmigen Wulst 12', der in einer Blechkappe zur Befestigung eingerollt werden kann, einen im Durchmesser kleineren zylindrischen Bund 13 sowie eine diese verbindende Ringwandung 14, die eine einzige axial offene Ringfalte 16 bildet, die nach außen konkav ist. In der Ringfalte 16 sind umfangsverteilt sechzehn radiale Rippen 21 eingezogen, deren Kopflinien 22 auf einer Konusfläche liegen, deren Spitze vom Bund 13 weg weist. Zwischen dem Bund 13 und der Ringfalte 16 erstreckt sich ein Konusabschnitt 23. Der Bund 13 hat innen Konusschrägen von 45°, um in eine Ringnut eingreifen zu können.
Bezugszeichenliste

11: Rollbalg
12: großer Bund
13: kleiner Bund
14: Ringwandung
15: erste Ringfalte
16: zweite Ringfalte
17: Zylinderabschnitt
18: Eindellung
19: Wulstabschnitt
20: Grundlinie
21: Rippe
22: Kopflinie
23: Konusabschnitt

Claims

Dichtmanschette (11) nach Art eines Rollbalgs mit einer Längsachse A, umfassend einen ersten größeren, im wesentlichen zylindrischen Bund (12), einen zweiten kleineren, im wesentlichen zylindrischen Bund (13) sowie einen zwischen den Bunden (12, 13) liegenden Wandabschnitt (14), der zumindest eine axial offene Ringfalte (15, 16) bildet, wobei umfangsverteilte Eindellungen (18) in der konvexen Wölbung der zumindest einen axial offenen Ringfalte (15, 16) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundlinien (20) der Eindellungen (18) auf einer Konusfläche liegen, die sich vom kleinen Bund (13) zum großen Bund (12) öffnet.
Manschette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke im Bereich der axial offenen Ringfalte (15) im wesentlichen konstant ist.
Manschette nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindellungen (18) in einem Querschnitt etwa senkrecht zur Grundlinie (20) ein weites U mit divergierenden Schenkeln bilden.
Manschette nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindellungen (18') in einem Querschnitt etwa senkrecht zur Grundlinie (20') ein enges U mit parallelen Schenkeln bilden.
Manschette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine axial offene Ringfalte (15) unmittelbar an den ersten Bund (12) anschließt und zur Außenseite des Rollbalgs konvex ist.
Manschette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere axial offene Ringfalte (16) an die erste Ringfalte (15) anschließt und zur Außenseite des Rollbalgs konkav ist.
Manschette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine axial offene Ringfalte (16) an den zweiten Bund (13) anschließt und zur Außenseite des Rollbalgs konkav ist.
Dichtmanschette (11) nach Art eines Rollbalgs, umfassend einen ersten größeren, im wesentlichen zylindrischen Bund (12), einen zweiten kleineren, im wesentlichen zylindrischen Bund (13) sowie einen zwischen den Bunden (12, 13) liegenden Wandabschnitt (14), der zumindest eine axial offene Ringfalte (15, 16) bildet, wobei umfangsverteilte radiale Rippen in der konkaven Innenwölbung der zumindest einen axial offenen Ringfalte (15, 16) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopflinien (22) der radialen Rippen (21) auf einer Konusfläche liegen.
Manschette nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke im Bereich der axial offenen Ringfalte (15) im wesentlichen konstant ist.
Manschette nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine axial offene Ringfalte (15) unmittelbar an den ersten Bund (12) anschließt und zur Außenseite des Rollbalgs konvex ist.
Manschette nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere axial offene Ringfalte (16) an die erste Ringfalte (15) anschließt und zur Außenseite des Rollbalgs konkav ist.
Manschette nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusfläche, auf der die Kopflinien (22) der radialen Rippen (21) liegen, sich vom kleinen Bund (13) zum großen Bund (12) öffnet.
Manschette nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine axial offene Ringfalte (16) an den zweiten Bund (13) anschließt und zur Außenseite des Rollbalgs konkav ist.
Manschette nach einem der Ansprüche 8 oder 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusfläche, auf der die Kopflinien (22) der radialen Rippen (21) liegen, mit ihrer Spitze vom kleinen Bund (13) wegweist.