DE3207488C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für das Nadellager zwischen Zapfen und Joch­ teil von Kreuzgelenken mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine solche Dichtung ist aus der US-PS 31 38 942 bekannt. Der U-förmige Stützteil ist mit Paßsitz auf einen Abschnitt mit erweitertem Durchmesser des Zapfens aufge­ bracht und so gehalten. Er weist auf seiner Innenfläche einen durchgehenden elasto­ meren Überzug auf, der im Bereich der Enden des Schenkels des Stützteils in abdich­ tender und beweglicher Anlage an der Außenseite und der Innenseite eines hülsenför­ migen Abschnittes des Lagerlaufringes steht. Der Stützteil sitzt in axialer Richtung auf einer Schulter des Zapfens auf.

Es sind zahlreiche andere Ausführungsformen von Dichtungen für Kreuzgelenke be­ kannt. So zeigt z. B. die DE-OS 29 08 713 einen zweiteiligen Dichtring. Der eine Teil weist einen ringförmigen Stützteil aus Metall mit U-förmigem Querschnitt auf, der mit Paßsitz in das offene Ende des Lagerlaufringes fest eingesetzt ist und dessen beiden Schenkel in axialer Richtung weg von den Lagernadeln weisen. Dieser Stütz­ ring weist auf seinem radial inneren Schenkel und auf seinem die beiden Schenkel verbindenden Abschnitt einen elastomeren Überzug auf, der auf der Innenseite radial nach innen weisende Dichtungslippen aufweist, die an dem Zapfenumfang abdichtend angreifen. Die Dichtung reicht über den Übergangsabschnitt bis an die zylin­ drische Innenfläche des Lagerlaufringes. Zwischen der Dichtung und den Nadeln ist ein tellerfederartiger Teil angeordnet, der das axiale Auswandern der Nadeln im Betrieb verhindert. Ein zweiter Dichtring ist auf dem Zapfen angeordnet und übergreift mit einer Umfangslippe das offene Ende des Lagerlaufringes, während ein ringförmiger axial vorspringender Steg in das Innere des Stützteils greift und abdichtend auf der äußeren Umfangsfläche des inneren Schenkels des Stützteils anliegt. Diese Dichtung ist kompliziert im Aufbau und in der Montage und vom Material her und von der Herstellung teuer.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Dichtung entsprechend der US-PS 31 38 942 und mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß die Abdichtungswirkung noch weiter verbessert und vor allem das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz von außen ausgeschlossen wird, und zwar unter Beibehaltung des gegenüber der Dichtung nach der DE-OS 29 08 718 einfacheren Aufbaus.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Gegenüber der Dichtung nach der US-PS 31 38 942 bietet die Dichtung nach der Erfindung auch gegenüber dem Jochteil und gegenüber dem Zapfen eine zuver­ lässige elastisch nachgiebige Abdichtung, die das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in den Lagerbereich zuverlässig verhindert, ohne dabei die relative Beweglichkeit der Teile des Kreuzgelenkes zu behindern. Dies wird durch die zu­ sätzliche Abdichtungslippe, die mit dem Zapfen zusammenwirkt, und durch den zusätzlichen äußeren elastomeren Überzug auf dem Stützteil erreicht, der abdichtend und großflächig mit dem Jochteil zusammenwirken kann.

Gegenüber der Dichtung nach der DE-OS 29 08 713 erweist sich die neue Dichtung in ihrem Aufbau und in ihrer Herstellung so einfach, wie dies auch schon für die Dichtung nach der US-PS 31 38 942 gilt, wobei die Dichtung nach der Erfindung jedoch zusätzliche Dichtungsfunktionen wirkungsvoll übernehmen kann.

Die Unteransprüche beinhalten Merkmale zur vorteilhaften Weiterbildung der Lehre des Anspruchs 1.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Universalverbindung oder ein Kreuzgelenk in Ansicht, wobei ein Lagerlaufring in Richtung der Achse des zugehörigen Zapfens aufge­ schnitten dargestellt ist, um die Dichtung gemäß der Erfindung zu zeigen;

Fig. 2 im Ausschnitt und im größeren Maßstabe die Dichtung gemäß der Erfindung im eingebauten Zustand.

In Fig. 1 ist das Querglied 10 der Gelenkverbindung gezeigt. Dieses Querglied weist einen zentralen Körper 12 auf, der vier Zapfen 14 aufweist, die sich von diesem in Umfangs­ richtung in gleichförmigen Abständen erstrecken. Im darge­ stellten Beispiel ist auf jedem Zapfen ein kappenförmiger Lagerlaufring 16 angeordnet. Dieser kann in entsprechender Weise in der Gabel eines nicht dargestellten Jochteils der Universalverbindung angeordnet werden.

Das radial äußere Ende 18 des Zapfens 14 und eine radial innere Fläche 20 des geschlossenen Endes 22 des Lagerlauf­ ringes 16 liegen im Sinne einer Drucklagerung relativ dreh­ bar aneinander. Der äußere Umfang des Zapfens 14 und der innere Umfang des Laufflächenteils 16 haben einen gegenseitigen Ab­ stand. Zwischen diesen ist ein Kranz von Lagernadeln 24 ange­ ordnet, so daß die Nadeln unter Rollkontakt an dem Lager­ laufring 16 und dem Zapfen 14 angreifen. Zwischen dem radial äußeren Ende der Lagernadeln 24 und der Innenfläche 20 ist ein ringförmiges Abstandselement aus Nylon oder "Delrin" oder dgl. angeordnet, um eine niedrige Reibung im Bereich der radial äußeren Enden der Lagernadeln zu gewährleisten.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß jeder Zapfen mit einem ersten Radius 28 versehen ist, der an der Verbindungsstelle eines mit den Lagernadeln zusammenwirkenden Laufflächenabschnittes 27 des Zapfens 14 und einem Angriffsabschnitt 30 für die Dichtung angeordnet ist. Ein zweiter Radius 32 liegt an der Verbin­ dungsstelle des zuletzt genannten Abschnittes 30 und einer ringförmigen Schulter 33 am Fuß des Zapfens, und zwar dort wo dieser in den Hauptkörper 12 des Quergliedes 10 übergeht. Vorzugsweise überlappt das radial innere Ende 34 des Lauf­ ringes 16 den mit der Dichtung zusammenwirkenden Angriffs­ abschnitt 30 um wenigstens einen geringen Betrag, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Eine Lagerabdichtung 36 dichtet wirkungsvoll die Öffnung ab, die zwischen dem offenen Ende des Lagerlaufringes 16 und dem Zapfen 14 verbleibt. Die Lagerabdichtung 36 umfaßt ein ring­ förmiges metallisches Stützteil 38 und ein elastomeres Über­ zugsglied 40 aus nachgiebigem Material, das ebenfalls ring­ förmig ausgebildet ist. Beide sind zu einer einheitlichen Konstruktion fest miteinander verbunden. Das aus Metall be­ stehende Stützteil 38 ist im Querschnitt U-förmig. Es liegt in direktem Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt 30 des Zapfens 14 und zwar in einem Bereich im Abstand von dem Radius 32. Der Abstand von dem Radius 32 ist vorgesehen, um sicherzustellen, daß ein zuverlässiger Eingriff zwischen einer äußeren Abdichtungslippe 62 mit der ringförmigen Schulter 33 des Zapfens 14 erreicht wird, wie dies weiter unten näher erläutert wird. Im eingebauten Zustand der Lager­ abdichtung 36 auf dem Zapfen 14 ist es wünschenswert, daß ein Paßsitz oder Festsitz zwischen dem metallischen Stützteil 38 und dem Abschnitt 30 besteht, um eine zuverlässige Ab­ dichtung zu gewährleisten.

Der U-förmige obere Bereich des Stützteils 38 bildet innere und äußere Lippen 42 und 44. In einer bevorzugten Aus­ führungsform erstrecken sich die Lippen 42 und 44 radial über das innere Ende 34 des Lagerlaufringes 16 hinaus, wie dies Fig. 2 zeigt. Ein Bereich des nachgiebigen elastomeren Gliedes 40 der Lagerabdichtung 36 liegt auf dem inneren Um­ fang des Stützteils 38 und liegt somit zwischen der Lippe 44 und dem äußeren Umfang 17 des Lagerlaufteils 16 sowie zwischen der Lippe 42 und der inneren Umfangsfläche 19 des Lagerlaufringes 16. Ein Abschnitt 41 des nachgiebigen elastomeren Gliedes 40 liegt an dem radial innen liegenden Bereich der Lagerabdichtung 36 und nicht zwischen den Lippen 42 und 44. Der Lagerlaufring 16 kann auch wegge­ lassen werden, wenn dies erwünscht ist. Der Lagerlaufring ist jedoch als Teil einer zusammenhängenden Konstruktion ge­ zeigt.

Vorteilhafterweise besitzt die Lippe 42 an ihrem radial äußeren Ende einen Abschnitt 46, der in bezug auf die Lager­ fläche 16 konkav ausgebildet ist, so daß hier ein größeres Volumen an elastomeren Material in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 19 gebracht werden kann, im Vergleich zu einer Ausbildung der Lippe 42 in Form einer geraden Linie. Außerdem weist die Verlängerung der Lippe 42 einen geringen radialen Abstand gegenüber dem Ende des elastomren Gliedes 40 auf, um so eine metallische Schulter 48 am radial äußeren Ende der Lagerabdichtung 36 zu bilden, und zwar innerhalb der inneren Umfangsfläche des Laufteils 16. Die Schulter 48 liegt an den radial inneren Enden der Lagernadeln 24 an, um zu verhindern, daß diese direkt an dem elastomeren Material 40 angreifen, was zu einer Reibungsverzögerung ihrer Rotations­ bewegung führen würde. Die Lagernadeln 24 liegen im Abstand von der Schulter 48. Jedoch können die Nadeln sich in radialer Richtung frei bewegen und treten tatsächlich in bestimmten Arbeitsstellungen in Kontakt mit der Schulter 48. (Der Begriff radial wird hier verstanden in bezug auf die Mitte des Quer­ gliedes 12.) Das elastomere nachgiebige Glied 40 der Lager­ abdichtung 36 erstreckt sich außerdem über den äußeren Be­ reich oder die äußere Lippe 44 des metallischen Stützteils 38. So weist das elastomere Glied einen äußeren Wandbereich 60 auf, der in beweglichem Abdichtungseingriff mit einem Joch­ teil 70 steht, insb. mit dessen innerer Umfangsfläche 64, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Der äußere Bereich 60 umfaßt eine einstückig damit verbundene äußere Abdichtungslippe 62. Diese ist ringförmig vorgesehen und steht in Abdichtungsein­ griff mit der Schulter 33 des Zapfens 14. Die Wand 60 und die Lippe 62 bilden gemeinsam eine äußere Abdichtung, welche die zuvor beschriebenen inneren Abdichtungselemente vervoll­ ständigen und deren Wirkung wesentlich verstärken.

Die Dicke des nachgiebigen elastomeren Gliedes 40 der Lager­ abdichtung 36 ist vorzugsweise so bemessen, daß das elastomere Glied 40 zwischen dem Laufring 16 und dem Stützteil 38 zu­ sammengepreßt wird, um zwischen den Teilen eine zufrieden­ stellende Abdichtung zu gewährleisten. Diese Bemessung gilt auch für die Dicke des äußeren Wandbereiches 60 des elastomeren Gliedes 40 und für deren Eingriff an der Innen­ wand 64 des Jochteils 70.

Aus der zuvor beschriebenen Konstruktion ist ersichtlich, daß man eine Labyrinthdichtung zwischen Laufring, Zapfen und Jochgliedern einer Universalgelenkverbindung erhält, um das in dem Lagerbereich enthaltene Schmiermittel zurückzuhalten, während gleichzeitig das elastomere Glied 40 eine gemeinsame Abdichtung nach innen und nach außen gewährleistet, so daß insgesamt eine wesentlich bessere Abdichtungs- und Schutz­ wirkung erzielt wird.

Claims (4)

1. Dichtung für das Nadellager zwischen Zapfen (14) und Jochteil (70) von Kreuz­ gelenken (10), mit einem ringförmigen Stützteil (38) aus Metall von im wesentlichen U-förmigem Querschnitt, dessen in axialer Richtung weisende innere und äußere Schenkel (42, 44) jeweils auf der inneren bzw. auf der äußeren Umfangs­ fläche eines Lagerlaufringes (16) liegen und der einen mit diesem fest ver­ bundenen Überzug (40) aus einem Elastomer aufweist, der im Bereich der Schenkel (42, 44) an den inneren und äußeren Umfangsflächen des Laufringes (16) abdichtend angreift, wobei der Stützteil (38) auf einem Abschnitt (30) des Zapfens (14) fixiert ist und der Überzug (40) mit dem Lagerlaufring (16) in beweglichem Dichteingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützteil (38) auf seiner äußeren Umfangsfläche einen Abschnitt (60) des Überzugs (40) aufweist, der nachgiebig und abdichtend an dem Jochteil (70) angreift und der einstückig mit einer ringförmigen Dichtlippe (62) verbunden ist, die von dem Stützträger (38) aus in abdichtendem Eingriff mit dem Zapfen (14) vorspringt.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innere Schenkel (42) des Stützteils (38) einen freiliegenden Lagerabschnitt (48) für das axial innere Stirnende der von dem Lagerlaufring (16) umgebenen Lagernadeln (24) aufweist.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (62) an dem die beiden Schenkel (42, 44) des Stützteils (38) ver­ bindenen Übergangsbereiches so angeordnet ist, daß sie mit einer in Richtung der Achse des Zapfens (40) weisenden Ringschulter (33) des Zapfens (14) abdichtend in Eingriff steht.

4. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Abschnitt (60) des Überzugs (40) auf der Außenseite des radial äußeren Schenkels (44) des Stützteils (38) so angeordnet ist, daß er mit einer zum Zapfen (14) koaxialen, zylindrischen Innenfläche (64) des Jochteils (70) abdichtend zusammenwirkt.