DE19707838A1 - Rollbalg aus thermoplastischem Elastomer - Google Patents

Rollbalg aus thermoplastischem Elastomer

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Description

Die Erfindung betrifft einen Rollbalg zur Abdichtung eines Dreh­ gelenks, mit einem ersten Bund größeren Durchmessers zum Festle­ gen auf einem Gelenkaußenteil des Drehgelenks und mit einem zweiten Bund kleineren Durchmessers zum Festlegen auf einer Welle an einem Gelenkinnenteil des Drehgelenks und einer halbto­ rusförmigen, die Bunde verbindenden Balgwandung.
Insbesondere bei Gelenkanwendungen mit hoher Drehzahl sind Roll­ bälge den ebenfalls bekannten Faltenbälgen vorzuziehen, da sie weniger empfindlich gegen die Einwirkung hoher Fliehkräfte sind und auch unter dem Einfluß der Fettfüllung des Gelenkes form­ stabil bleiben.
Bei fortschrittlichen Gelenkkonstruktionen, die bei hohen Dreh­ zahlen auch hohe Beugewinkel zulassen, haben sich bisher einge­ setzte Rollbälge aus Gummi als unzureichend erwiesen. Aufgrund der inneren Wärmeentwicklung im Gelenk sind hierbei ausreichende Standzeiten des Rollbalges nicht mehr möglich. Gummi ist nicht ausreichend beständig gegen das Fett der Fettfüllung. Ein Kon­ takt mit dem Fett ist jedoch aufgrund eines hohen erforderlichen Füllungsgrades unvermeidlich.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rollbalg bereitzustellen, der extremen Belastun­ gen, d. h. sehr hohen Beugewinkeln auch bei hohen Drehzahlen über die gesamte Gelenklebensdauer bei üblichen Lastkollektiven standhält.
Die Lösung hierfür umfaßt die Kombination der Merkmale:
  • - der Rollbalg stellt ein Spritzgieß- oder Blasformerzeugnis dar,
  • - der Rollbalg besteht aus einem thermoplastischen Elastomer,
  • - das Elastomer ist zu einem Grad zwischen 15 und 85% ver­ netzt.
Wesentlich für die gewünschte Formstabilität auch bei hohen Drehzahlen und hohen Beugewinkeln ist die Verwendung eines ther­ moplastischen Elastomers beim Spritzgießen oder Blasformen und die anschließende Vernetzung des eingesetzten thermoplastischen Elastomers im Bereich eines Vernetzungsgrades zwischen 15 und 85 %. Gegenüber unvernetztem thermoplastischem Elastomer gibt die irreversible Vernetzung einen wirksamen Schutz gegen unerwünsch­ te Verformungen bei zeitweilig hohen Betriebstemperaturen des Rollbalges. Der erfindungsgemäße Rollbalg kann somit schadens­ frei erhöhten Belastungen, d. h. hohen Drehzahlen bei hohen Beugewinkeln, auch unter Temperaturerhöhung des Materials unter­ worfen werden, ohne daß hierbei Schäden oder Ausfälle eintreten. Bei einem Übergang vom Blasformverfahren auf das Spritzgieß­ verfahren läßt sich der Rollbalg mit erhöhter Präzision, ins­ besondere mit exakt eingehaltener Wandstärke herstellen, so daß der Einfluß von Unwuchten wesentlich reduziert werden kann. Im Hinblick auf die angestrebten hohen Drehzahlen ist dies von besonderer Bedeutung.
Die erfindungsgemäße Vernetzung ist durch chemische oder ther­ mische Verfahren oder insbesondere durch Bestrahlung des Spritzgießteils mit β- oder γ-Strahlen herzustellen.
Als bevorzugte thermoplastische Elastomere, die die erforderli­ chen Festigkeitseigenschaften haben und die in der gewünschten Weise vernetzbar sind, werden solche auf Esterbasis vorgeschla­ gen.
Als besonders bevorzugte Bereiche des Vernetzungsgrades können Werte von 45 bis 65° angegeben werden, bei denen einerseits die Flexibilität des Rollbalges noch ausreichend groß ist, anderer­ seits die verbesserten Eigenschaften hinsichtlich mechanischer Belastbarkeit und Temperaturbeständigkeit wesentlich gesteigert sind.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rollbalgs und geeignete Verfahren zu seiner Herstellung sind in den Unter­ ansprüchen genannt, auf die hiermit Bezug genommen wird.
Ein erfindungsgemäßer Rollbalg wird nachstehend anhand einer Zeichnung erläutert.
In einem Längsschnitt ist ein Quadripode-Gelenk 1 mit einer eingesteckten Welle 2 und einem Rollbalg 3 gezeigt. Der Rollbalg hat in üblicher Weise einen äußeren Bund 4, der wulstförmig ist und der mit einem Haltering 5 an einem Ringteil 6 eingeklemmt ist. Dieses Ringteil 6 ist wiederum auf dem Gelenkaußenteil 7 des Quadripode-Gelenks 1 aufgeklemmt. Das Gelenkaußenteil 7 hat einen Flansch 8 zum Anschluß an ein erstes Anschlußteil.
Ein zweiter Bund 9 des Rollbalgs ist mittels eines Spannbandes 10 auf der Welle 1 festgelegt. Diese Welle 1 ist in das Gelen­ kinnenteil 11 des Gelenks 1 eingesteckt. Der erste Bund 4 und der zweite Bund 9 werden über eine im wesentlichen gleichmäßig dicke halbtorusförmige Balgwandung 12 miteinander verbunden, die das Gelenk somit wellenseitig abdichtet. Die Form des Rollbalges ist im wesentlichen übereinstimmend mit Rollbälgen nach dem Stand der Technik. Der erfindungsgemäße Rollbalg wird in der dargestellten Form als Spritzgießerzeugnis hergestellt.

Claims (5)

1. Rollbalg zur Abdichtung eines Drehgelenks, mit einem ersten Bund größeren Durchmessers zum Festlegen auf einem Gelenk­ außenteil des Drehgelenks und mit einem zweiten Bund klei­ neren Durchmessers zum Festlegen auf einer Welle an einem Gelenkinnenteil des Drehgelenks und einer halbtorusförmi­ gen, die Bunde verbindenden Balgwandung, wobei
der Rollbalg ein Spritzgieß- oder Blasformerzeugnis dar­ stellt,
der Rollbalg aus einem thermoplastischen Elastomer besteht, und
das Elastomer zu einem Grad zwischen 15 und 85% vernetzt ist.
2. Rollbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer ein solches auf Esterbasis ist.
3. Rollbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer zu einem Grad zwischen 45 und 65% vernetzt ist.
4. Verfahren zur Herstellung eines Rollbalgs nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollbalg aus unvernetztem thermoplastischen Elasto­ mer mittels Spritzgießen oder Blasformen ausgeformt wird und durch eine Nachbehandlung das Elastomer zu einem Grad zwischen 15 und 85% vernetzt wird.
5. Verfahren zur Herstellung eines Rollbalgs nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung durch β- oder γ-Bestrahlung erzeugt wird.
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