DE3439972C2

DE3439972C2 -

Info

Publication number: DE3439972C2
Application number: DE3439972A
Authority: DE
Inventors: Michel Alexandre Dr.-Ing. Conflans-Sainte-Honorine Fr Orain
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1983-11-08
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1991-04-11
Also published as: GB8427766D0; FR2554533A1; FR2554533B1; IT8468109A1; ES291635Y; GB2151720B; DE3439972A1; IT1180115B; IT8468109A0; JPS60121318A; ES291635U; IT8454010V0; US4597745A; GB2151720A

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein elastischer bzw. flexibler Faltenbalg zum Schutz eines Gleichlaufge lenks für ein Kraftfahrzeugrad, der abdichtend an eine Glocke und an eine Welle des Gelenks anschließbar ist.

Bekanntlich werden elastische Faltenbälge hauptsächlich dazu verwendet, Gelenkmechanismen gegen Außeneinflüsse zu schützen und das Schmiermittel in diesen Mechanismen zu rückzuhalten.

Gleichlaufgelenke für Kraftfahrzeuge müssem mit solchen Faltenbälgen ausgerüstet werden, die den Schwachpunkt dieser Gelenke darstellen, da bei einer Beschädigung des Faltenbalgs das Schmiermittel entweicht und der Gelenk mechanismus sehr bald durch Fressen zerstört wird.

Die bekannten Faltenbälge sind darüber hinaus aus den folgenden Gründen sehr empfindlich:
Ihre Wandoberfläche, die Stößen und verschiedenen aggres siven Einflüssen von Außenfaktoren ausgesetzt sind, ist aufgrund ihrer großen axialen Ausdehnung beträchtlich.

Das Profil dieser Faltenbälge ist kompliziert, da es aus mehreren axial aufeinanderfolgenden Falten besteht, so daß genaue Produktionswerkzeuge erforderlich sind und das Formen schwierig ist, wenn man eine überall gleichmäßige und mechanisch hochwertige Wand erhalten will.

Wenn die Gleichlaufgelenke von gelenkten Rädern unter Beugungswinkel laufen, berühren sich die Falten gegensei tig und nutzen sich durch Abrieb rasch ab. Unter großem Beugungswinkel (45°) werden sie sogar in den gedrückten Zonen zwischen mechanischen Teilen eingeklemmt, oder sie werden an bestimmten Stellen instabil und bauchen sich in den gespannten Zonen aus. Die Falten werden somit sehr schnell durch die Berührung mit den benachbarten kantigen Innen- und Außenteilen beschädigt.

Bei hoher Drehzahl neigen die bekannten Faltenbälge auch zu einer dynamischen Instabilität, so daß von der Verwen dung sehr flexibler Elastomere Abstand genommen werden muß, obwohl diese ein besseres Ermüdungsverhalten aufwei sen würden.

Schließlich verhindert ihre große axiale Ausdehnung die Herstellung kurzer Verbindungen zwischen Welle und Gelenk.

Aus der GB 7 87 767 ist ein Faltenbalg für ein Gleichlauf gelenk bekannt, der aus zwei ineinandergestülpten Kugelab schnitten besteht, die zuvor unterschiedliche Krümmungs mittelpunkte haben. Nach der Montage liegen diese Krümmungsmittelpunkte zudem mit axialem Abstand vom Ge lenkmittelpunkt entfernt. Hieraus ergibt sich bei gebeugt umlaufendem Gleichlaufgelenk im Bereich der die beiden Kugelabschnitte verbindenden umlaufenden Falte eine heftige Walkarbeit, unter Auftreten von Scherkräften im Balgmate rial, die zu sofortiger Zerstörung des Faltenbalgs führen muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Faltenbalgs, der bei ähnlich einfacher Herstellbar keit eine gute Haltbarkeit im Betrieb aufgrund günstiger Belastungsverhältnisse sicherstellt.

Erfindungsgemäß ist ein solcher Faltenbalg, der nach der Montage auf dem Gelenk einen aktiven Teil aus zwei nahezu koaxialen Kugelsegmenten aufweist, von denen das eine außenseitig des anderen angeordnet ist und die durch eine längs des aktiven Teils bewegliche Falte so verbunden sind, daß sie zusammen mit dieser nahezu U-förmig ausge bildet sind, wobei sich der aktive Teil durch Verlängerung der Segmente auf der einen Seite und Verkürzung auf der gegenüberliegenden Seite ausbreiten kann, wenn das Gelenk um einen gegebenen Winkel gebeugt wird, und bei dem die beiden Kugelsegmente vor der Montage als ein einziges Kugelsegment geformt sind, das zwei aneinander angrenzende Bereiche umfaßt, von denen einer bei der Montage des Faltenbalgs auf das Gelenk zum Inneren des Faltenbalgs so umgelegt wird, daß zwei über die durch Umfaltung entstan dene U-förmige Falte miteinander verbundene Kugelsegmente entstehen, deren natürlicher Mittelpunkt A etwa mit dem Gelenkmittelpunkt O übereinstimmen. Hierdurch stellen sich in der Falte bei gebeugt umlaufendem Gelenk reine Biegebe lastungen des Materials ein.

Da der Raum zwischen den aktiven Außen- und Innensegmenten sowie der gesamten Innenraum des Faltenbalgs mit Schmier mittel gefüllt ist, wird verständlicherweise jeder Abrieb zwischen den Innenflächen der besagten Segmente unterbun den, wenn das Gelenk unter Beugungswinkel arbeitet, so daß hierdurch praktisch jede Abnutzung des Faltenbalgs vermie den wird.

Darüber hinaus besitzt der Faltenbalg nicht mehr jene hintereinander angeordneten Falten, wodurch eine weitere Ursache von Verschleißerscheinungen ausgeschlossen wird, wenn das Gelenk unter großem Beugungswinkel arbeitet.

Eine Besonderheit der Erfindung zufolge ist das innere Kugelsegment über eine Falte mit einem Anschlußteil verbunden, der auf eine an sich bekannte Weise an der Glocke befestigt ist.

Somit besitzt der Faltenbalg insgesamt nur noch zwei Fal ten, so daß er einen einfachen Aufbau aufweist und seine Herstellung dadurch erleichtert wird, daß der Formvorgang und die notwendige Werkzeugausrüstung vereinfacht wird.

Bei einer Ausführungsform des Faltenbalgs, die für ein Gleichlauf-Verschiebegelenk bestimmt ist, sieht die Erfin dung vor, daß die Stärke des Faltenbalgs von dem äußeren aktiven Segment zur Welle des Gelenks zunimmt und dabei einen Kreissegmentabschnitt entstehen läßt, deren Ende durch eine ringförmige Öffnung von der Welle getrennt ist und die axial durch eine Falte mit einem Abschlußbund verlängert ist, der in bekannter Weise an der Welle be festigt ist, um den Faltenbalg mit dieser kraftschlüssig zu verbinden, wobei der Faltenbalg mit Schmiermittel ge füllt ist, das während der axialen Verschiebungen der Welle aus dem Innenraum der Falte in den Raum innerhalb des Kreissegmentabschnitts fließen kann und umgekehrt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist der Faltenbalg einen aktiven Teil aus einem inneren Kugelseg ment auf, dessen Stärke von der Glocke zur Welle zunimmt und dessen an der Welle liegendes Ende mit einem an der Welle abdichtend befestigten Bund versehen ist, während das an der Glocke liegende Ende durch eine Falte bis zum äußeren aktiven Kugelsegment verlängert ist, an das sich ein ringförmiger, abdichtend an der Glocke befestigter Endabschnitt anschließt, wobei der natürliche Biegemittel punkt dieses Faltenbalgs zwischen dem Befestigungsbund an der Welle und dem Krümmungsmittelpunkt des inneren Kugel segments des Balgs liegt.

Bei den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist der Aufbau des Faltenbalgs gegenüber konventionellen Fal tenbälgen erheblich vereinfacht und sind die Abriebur sachen praktisch beseitigt. Darüber hinaus sind durch die geringe axiale Ausdehnung kurze Verbindungen zwischen Welle und Gelenk möglich.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die sich auf die beigefügten Zeichnungen als nicht einschränkende Bei spiele mehrerer Ausführungsformen bezieht.

Fig. 1 zeigt eine teilweise als Axialschnitt, teilweise als Aufriß dargestellte Ansicht eines Gleichlaufge lenks für ein Kraftfahrzeugrad mit einem Falten balg nach einer ersten Ausführungsform der Erfin dung;

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, auf der die Ausbildung des Faltenbalgs bei unter hohem Beugungswinkel stehendem Gelenk zu sehen ist;

Fig. 3 zeigt eine teilweise als Axialschnitt, teilweise als Aufriß dargestellte Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Faltenbalgs;

Fig. 4 zeigt eine ähnliche Teilansicht wie Fig. 3, die eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Faltenbalgs darstellt;

Fig. 5 zeigt einen Axialschnitt eines Gleichlaufgelenks und der dazugehörigen Radnabe, die mit einer vier ten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Falten balgs ausgerüstet sind.

Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt des Faltenbalgs von Fig. 5 vor der Montage auf das entsprechende Gelenk;

Fig. 7 zeigt eine Längsansicht, teilweise im Schnitt, eines Gleichlauf-Verschiebegelenks, das mit einem Faltenbalg nach einer fünften Ausführungsform ausgerüstet ist;

Fig. 8 und 9 zeigen axiale Teilansichten zweier Ausfüh rungsvarianten von Fig. 7;

Fig. 10 zeigt eine axiale Teilansicht eines Gleichlaufge lenks, das mit einem Faltenbalg nach einer sechsten Ausführungsform aufgerüstet ist;

Fig. 11 zeigt eine teilweise als Querschnitt, teilweise als Axialaufriß dargestellte Ansicht eines Ge lenks, das mit einem Faltenbalg nach einer sieben ten Ausführungsform ausgerüstet ist, wobei sich das Gelenk im gestreckten Zustand befindet;

Fig. 12 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 11, wobei das Gelenk unter Beugung dargestellt ist.

In Fig. 1 und 2 erkennt man einen Teil eines Gleichlaufge lenks zum Antrieb eines (nicht dargestellten) gelenkten Rades eines Kraftfahrzeugs mit einer Welle 1 und einer Glocke 2, wobei das Gelenk im gestreckten Zustand darge stellt ist. Dieses Gelenk ist mit einem elastischen bzw. flexiblen Faltenbalg 70 ausgerüstet, der nach Befestigung an dem Gelenk einen aktiven Teil aus zwei nahezu kugelför mig ausgebildeten, zur Welle 1 koaxialen Kugelsegmenten 3, 4 - einem Außensegment 3 und einem Innensegment 4 - auf weist, die über eine im Schnitt halbkreisförmig gekrümmte Falte 5 so miteinander verbunden sind, daß sie zusammen mit dieser nahezu U-förmig ausgebildet sind.

Das innere Kugelsegment 4 ist über eine Falte 9 mit einem Anschlußteil 6 verbunden, das in an sich bekannter Weise durch Innenwülste 7, die in entsprechende Nuten der Glocke 2 eingesetzt sind, sowie durch ein äußeres Spannband 8, das auf das Anschlußteil 6 zu dessen Aufspannung auf den Glockenumfang eingesetzt ist, abdichtend an der Glocke 2 befestigt ist.

Das äußere aktive Kugelsegment 3 ist durch einen Kugelseg mentabschnitt 10 verlängert, der den Faltenbalg 70 durch Anschluß an die Welle 1 abschließt. Die Abdichtung und die Befestigung des Faltenbalgs 70 erfolgen in diesem Beispiel durch Einpassung einer Endfalte 11 des Faltenbalgs in eine zugeordnete Nut 12 der Welle 1 und durch eine kugelige Schutzkappe 13 aus Metall oder aus irgendeinem geeigneten Kunststoff, die so auf das Segment aufgesetzt ist, daß sie die Falte 11 in der Nut 12 einspannt. Die Schutzkappe 13 hält somit den Faltenbalg auf der Welle 1 fest und gewähr leistet gleichzeitig deren Schutz.

In der Ausführungsform von Fig. 3 weist die kugelige Schutzkappe 14 einen Bund 15 auf, der auf einem ringförmi gen Bundabschnitt 16 des Faltenbalgs so aufgezogen ist, daß zwei keilringförmige Wülste 17, die innen an dem Bund abschnitt 16 vorstehen, in zugeordnete Nuten 18 der Welle 1 eingeklemmt sind. Die Kappe 14 wird durch einen um die Welle 1 greifenden Sicherungsring 19 axial gesichert.

Die Schutzkappe 13, 14 kann auch wegfallen. In diesem Fall (Fig. 4) nimmt die Stärke des Faltenbalgs von seinem äuße ren aktiven Segment 54 zu dem durch einen Bundabschnitt 56 zur Abdichtung und Befestigung auf der Welle 60 verlänger ten Kugelsegmentabschnitt 55 allmählich zu, wobei diese Zunahme der Materialstärke des Faltenbalgs das dünnere äußere aktive Kugelsegment 54 in geeigneter Weise stabili sieren kann. Der Bundabschnitt 56 besitzt zwei trapezring förmige Wülste 58 und wird in Nuten 59 auf der Welle 60 durch ein Spannband 57 festgehalten. Der Faltenbalg be sitzt somit eine statische Zone 64 mit zur Welle 60 zu nehmender Stärke, die gegebenenfalls mit Rillen 62 oder Noppen versehen sein kann, um die Weiterbildung von Rißan sätzen zu unterbinden, die durch Steinschläge, z. B. durch Kieselsteine hervorgerufen werden könnten.

Steht das Gelenk unter einem Beugungswinkel δ (Fig. 2), so ist die Welle 1 um den auf der Achse X-X liegenden Gelenkmittelpunkt O geschwenkt und das äußere aktive Ku gelsegment 3 hat sich um seinen natürlichen Biege- oder Schwenkmittelpunkt A gedreht, der etwa mit dem Punkt O übereinstimmt. Die bewegliche Falte 5 verlagert sich im oberen Teil von Fig. 2 dementsprechend bis zu der mit 5.1 gekennzeichneten Position, so daß die Länge der aktiven Teile 3.1 bzw. 4.1 beträchtlich zugenommen hat, während die Falte im unteren Teil in die Position 5.2 gelangt ist, wo demgegenüber die aktiven Segmente praktisch verschwun den sind, nachdem sich die Wölbung der Falte 5 um einen Winkel δ/2 gedreht hat.

Man sieht, daß sich das innere Kugelsegment 4 um einen Bogen δ/2 um das Anschlußteil 6 entfaltet hat, während sich der untere Teil des äußeren Kugelsegments 3 um einen Winkel δ/2 verkürzt hat, so daß dessen aktiver Teil 3.1 praktisch verschwunden ist. Dementsprechend deckt die Schutzkappe 13 das äußere aktive Kugelsegment 3 vollstän dig ab.

Der zwischen den aktiven Kugelsegmenten 3 und 4 des Fal tenbalgs 70 liegende Raum 20 (wie auch der restliche Innenraum des Faltenbalgs) ist mit Schmiermittel gefüllt, das jeglichen Abrieb zwischen den Innenflächen der aktiven Kugelsegmente 3, 4 verhindert, wenn das Gelenk unter Beu gungswinkel arbeitet, was einen wesentlichen Vorteil des erfindungsgemäßen Faltenbalgs darstellt.

Die Erfindung bietet darüber hinaus noch folgende Vorteile:
Die Wandoberfläche des Faltenbalgs 70, die den verschie densten Stößen und sonstigen aggressiven Einflüssen von Außenfaktoren ausgesetzt ist, ist durch ihre geringe axia le Ausdehnung und durch die vorhandene Schutzkappe 13, 14 wesentlich verringert.

Das Profil des Faltenbalgs 70 ist gegenüber herkömmlichen Faltenbälgen erheblich einfacher, wodurch die Herstellung erleichtert wird und eine überall gleichmäßige und hoch wertige Wand erhalten werden kann.

Der Faltenbalg besitzt keine Falten mehr, die gleitend miteinander in Berührung kommen und sich dadurch ver schleißen oder in den zusammengedrückten Zonen zwischen den mechanischen Teilen eingeklemmt werden könnten. Somit werden fast alle Ursachen einer möglichen Beschädigung des Faltenbalgs beseitigt.

Es ist möglich, den erfindungsgemäßen Faltenbalg aus flexiblen Elastomeren herzustellen, die sich durch ein besseres Ermüdungsverhalten auszeichnen.

Die geringe axiale Ausdehnung des Faltenbalgs ermöglicht außerdem kurze Verbindungen zwischen Welle und Antriebsge lenk.

In der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform ist ein Faltenbalg 21 zwischen einer Glocke 22 eines Gleichlaufgelenks und einer Radnabe 23 eingebaut und weist nur eine kleine sichtbare ringförmige Fläche auf, die als kreisförmige Falte 24 ausgebildet ist. Wie bei den voraus gegangenen Ausführungsformen weist der Faltenbalg 21 zwei aktive Kugelsegmente 32a, 32b auf, die durch die Falte 24 miteinander verbunden sind. Die Stärke des Faltenbalgs nimmt von dem äußeren Kugelsegment 32a bis zur Welle 26 des Gelenks zu, so daß um das Gelenk ein statischer Teil mit einem Abschnitt 30 gebildet wird, der die Welle 26 abdichtend umschließt. Die Befestigung des Faltenbalgs 21 auf der Glocke 22 kann durch Wülste und ein Spannband 25 in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 und 2 erfolgen. Die Welle 26 wird an der Nabe 23 durch Keilnuten 27 und eine Mutter 28 befestigt. Der Gelenk mittelpunkt O ist eingezeichnet.

Durch die von dem äußeren aktiven Kugelsegment 32a zu dem Abschnitt 30 zunehmende Dicke des Faltenbalgs wird der statische Teil zwischen der Welle 26 und dem Kugelsegment 32a sicher festgehalten. Darüber hinaus ist der Innenraum des Faltenbalgs 21 und insbesondere der Raum 31 zwischen den Segmenten 32a und 32b mit Schmiermittel gefüllt, das ein verschleißloses Gleiten zwischen den Innenflächen der Kugelsegmente 32a, 32b sicherstellt.

Fig. 6 zeigt den Faltenbalg 21 nach dem Formen und vor der Montage auf dem Gleichlaufgelenk. Die aktiven Kugelsegmen te 32a, 32b befinden sich hier in gegenseitiger Verlänge rung (34 und 35) vor dem Einbau zwischen dem Gleichlaufge lenk und der Nabe 23 und sind nahezu auf einen gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt Z zentriert, wobei die Wölbung der Falte 24 verschwunden ist.

Die beiden Kugelsegmente 32a, 32b, die sich in ihrer ge genseitigen Verlängerung (34 und 35) befinden, werden als ein einziges Kugelsegment 32 geformt, von dem ein Teil bei der Montage des Faltenbalgs auf das Gelenk zum Inneren des Faltenbalgs 21 umgefaltet wird, so daß die zwei Kugel segmente 32a, 32b entstehen, die über die durch diese Umfaltung entstandene U-förmige Falte 24 miteinander ver bunden sind.

Selbstverständlich gilt diese Art der Herstellung und Montage des Faltenbalgs auch für die übrigen Ausführungs formen des erfindungsgemäßen Faltenbalgs, und insbesondere für die Ausführungsform von Fig. 1 und 2.

Die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform des Falten balgs ist auf ein Gleichlauf-Verschiebegelenk zuge schnitten. Dieser Faltenbalg besitzt wie vorher aktive Sektoren bzw. Kugelsegmente 37, 38 mit einer Verbindungs falte 39, wobei das Innensegment 38 durch eine Manschette 40 verlängert ist, die mit Abdichtungswülsten 41 und einem Spannband 42 zur Befestigung auf der Glocke 2 des Gelenks versehen ist. Die Stärke des Faltenbalgs nimmt von dem Außensegment 37 zur Welle 45 des Gelenks zu und bildet dabei einen Kugelsegmentabschnitt 43, dessen Ende durch eine ringförmige Öffnung 44 von der Welle 45 getrennt ist und der axial durch eine Falte 48 mit einem Abschlußbund 65 verlängert ist, der in an sich bekannter Weise auf der Welle 45 befestigt ist, um den Faltenbalg mit dieser kraftschlüssig zu verbinden.

Der Faltenbalg ist mit Schmiermittel gefüllt, das während der axialen Verschiebungen der Welle 45 aus dem Innenraum 47 der Falte 48 in den Raum 66 innerhalb des Kugelsegment abschnitts 43 fließen kann und umgekehrt. Die Falte 48 und die Öffnung 44 für den Durchtritt des Schmiermittels er möglichen dem Faltenbalg eine axiale Bewegungsfreiheit, ohne daß ein interner Über- oder Unterdruck entsteht (siehe FR-PS 14 82 069).

Bei der Variante von Fig. 8 ist ein Kugelsegmentabschnitt 67 mit zur Welle 45 zunehmender Dicke durch eine abgewin kelte Manschette 49 verlängert, die zur Innenseite des Gelenks umgefaltet ist und deren Bundabschnitt 49a in bekannter Weise z. B. durch Ringwülste 72 und ein Spannband 73 auf der Welle 45 befestigt ist. Die Manschette 49 wird in gestreckt ausgebildeter Lage 51, wie durch die ge strichelte Linie dargestellt, geformt.

Eine Manschette 68 kann auch außerhalb der Hauptkammer des Faltenbalgs angeordnet sein und eine Position (Fig. 9) einnehmen, bei der der Bundabschnitt 68a auf die gleiche Art und Weise wie bei der Variante von Fig. 7 an der Welle befestigt ist, wobei der Innenraum der umgefalteten Man schette 68 über eine zur Welle 45 koaxiale, ringförmige Öffnung 46 mit der Hauptkammer des Faltenbalgs in Verbin dung steht, wie dies auch bei der Ausführungsform der Fig. 7 der Fall ist, um den freien Durchgang des Schmiermittels zu gewährleisten.

Bei den beiden Varianten von Fig. 8 und 9 wird die rela tive Gleitbewegung der Faltenbalgwände stets durch das Schmiermittel des Gelenks reichlich geschmiert, so daß keinerlei Abnutzung möglich ist, während außerdem die absolute Dichtigkeit sichergestellt wird.

Bei der Ausführungsform der Fig. 10 weist der Faltenbalg 75 ein inneres aktives Kugelsegment 76 auf, dessen Stärke von der Glocke 77 bis zur Welle 78 des Gleichlaufgelenks zunimmt und dessen an die Welle 78 angrenzendes Ende mit einem Bundabschnitt 79 versehen ist, der abdichtend an der Welle befestigt ist, wobei der Bundabschnitt 79 einen ringförmigen Wulst 81 besitzt, der in eine entsprechende Nut der Welle 78 eingesetzt ist.

Das an der Glocke 77 liegende Ende des inneren aktiven Kugelsegments 76 ist durch eine Falte 82 bis zum äußeren aktiven Kugelsegment 86 verlängert, das mit einem ringför migen Endabschnitt 83 verbunden ist, der mit einem in einer entsprechenden Nut der Glocke 77 eingesetzten Wulst 84 versehen ist und an der Glocke 77 mit einem Spannband 85 befestigt ist. Der Faltenbalg 75 hat einen natürlichen Biegemittelpunkt A, der zwischen dem Bund 79 und seinem Krümmungsmittelpunkt Z liegt.

Der Faltenbalg 75 wird als Kugelform geformt, und bei der Montage so verformt, wie in Position 52 durch eine ge strichelte Linie dargestellt ist, daß er schließlich die Position einnimmt, bei der sich das Gelenk im gestreckten Zustand befindet. Unter einem Beugungswinkel δ der Welle 78 um den Gelenkmittelpunkt O nimmt der Faltenbalg die Position 54 ein.

Diese Ausführungsform des Faltenbalgs weist die gleichen Vorteile wie die vorher genannten Ausführungsformen auf, da durch den Wegfall der bei herkömmlichen Faltenbälgen zahlreichen Falten der Abrieb zwischen den Flächen des Faltenbalgs beseitigt wird und der Aufbau sowie die Her stellung erheblich vereinfacht werden.

Die in den Fig. 11 und 12 dargestellte Ausführungsform der Erfindung zeigt einen Faltenbalg 90, mit dem ein besonde res Tripode-Verschiebegelenk 91 mit einer auf der Ab triebswelle 93 eines Differentials und in unmittelbarer Nähe des Motorgehäuses 94 befestigten umgekehrten Tripode 92 ausgerüstet ist. Die Tripode 92 ist mit Rollen 100 ausgestattet, die auf Bahnen 110 einer Tulpe 95 laufen.

Die Umkehrung der Tripode 92 ist für die Auskopplung von Schwingungen von Vorteil (siehe FR-PS 24 29 928), beinhal tet jedoch im allgemeinen den großen Nachteil, daß zwischen dem Ende der Tulpe 95 und der angrenzenden Fläche des Gehäuses 94 ein Mindestabstand von etwa 50 mm erfor derlich ist. Dadurch kann an dieser Stelle ein Faltenbalg bekannter Ausführung eingesetzt werden, der ausreichend flexibel ist, um die Drehbewegung unter Beugungswinkel sowie Kompressions- und Streckbewegungen des Gelenks aus zuhalten. Darüber hinaus weisen diese Faltenbälge be kannter Ausführung eine große Oberfläche auf, die der Abstrahlung des Motoraggregats ausgesetzt ist.

Bei dieser Ausführungsform sieht die Erfindung vor, daß der aktive Teil 96 des Faltenbalgs, der aus zwei Kugelseg menten 96a und 96b besteht, durch einen zylindrischen Schaft 97 verlängert ist, der die Tulpe 95 abdichtend umschließt und an einer mit der Tulpe 95 fest verbundenen rohrförmigen Welle 98 befestigt ist. Der zylindrische Schaft 97 ist frei gleitend auf der Außenfläche 99 der Tulpe 95 montiert und weist eine Stärke auf, die vorzugs weise über der des aktiven Teils 96 liegt. Er ist durch Falten 101 verlängert, die die rohrförmige Welle 98 um schließen und über ein Spannband 102 an der Welle be festigt sind.

In Ergänzung hierzu ist der Umfang 103 des aktiven Teils 96, der dem zylinderförmigen Schaft 97 gegenüberliegt, an einer Schale 104 durch Umbördeln von deren Klenmrand 105 um den Umfang des aktiven Teils 96 befestigt. Die Metall schale 104 ist ihrerseits koaxial auf die Welle 93 aufge preßt.

Der aktive Teil 96 hat einen Krümmungsradius R und einen Schwenkmittelpunkt A, der praktisch mit dem Gelenkmittel punkt O der Tripode 92 auf der Achse Y-Y dieser Tripode übereinstimmt. Die Falten 101, die den Schaft verlängern, ermöglichen eine Verschiebung des Gelenks, wobei an der Wurzel der Tulpe 95 eingearbeitete Bohrungen 106 bei Be wegungen der Gelenks in Druck- und Zugrichtung einen freien Durchgang für die Luft und das Schmiermittel zwischen dem Innenraum 107 des Gelenks und dem ringförmi gen Raum 108 schaffen, der zwischen dem Schaft 97, der zylindrischen Fläche 98, der Wurzel der Tulpe 95 und den Falten 101 liegt.

In Fig. 11 ist in gestrichelter Linienführung die Position der aktiven Zone 96 dargestellt, wenn diese vor der Mon tage entfaltet ist.

Nachdem das Gelenk unter einem Beugungswinkel δ steht (Fig. 12) und die rohrförmige Welle 98 um das Maß d ausge zogen ist, weist der Faltenbalg 90 auf der einen Seite ein vergrößertes äußeres Kugelsegment 96c und auf der entge gengesetzten Seite ein vergrößertes inneres Kugelsegment 96d auf, das ausgedehnter ist als bei dem in Fig. 11 dar gestellten gestreckten Gelenk. Die Kuppe der Falte 109, die die Hälften des aktiven Teils 96 miteinander verbindet, ist um einen Winkel δ/2 geschwenkt und hat sich nicht gegenüber dem neuen Gelenkmittelpunkt O′ der Tripode 92 verschoben. Dies bedeutet, daß der natürliche Schwenk mittelpunkt A der aktiven kugelförmigen Wand 96 weiterhin auf den Gelenkmittelpunkt O′ zentriert ist. Darüber hinaus hat sich die Ausdehnung des ringförmigen Raums 108 um die Länge d verkürzt, wobei diese Verkürzung durch das Öffnen der Falten 101 als Folge der Beugung des Gelenks aufgefan gen wird.

Bezugszeichenliste:

  1 Welle
  2 Glocke
  3 äußeres (aktives) Kugelsegment (Fig. 1, 2)
  3.1 aktiver Teil des äußeren Segments
  4 inneres (aktives) Kugelsegment (Fig. 1, 2)
  4.1 aktiver Teil des inneren Segments
  5 Falte
  5.1 oberer Abschnitt der Falte
  5.2 unterer Abschnitt der Falte
  6 Anschlußteil
  7 Innenwülste
  8 Schelle
  9 Falte
10 Kugelsegmentabschnitt
11 Endfalte
12 Nut
13 Schutzkappe
14 Schutzkappe
15 Bund (14)
16 ringförmiger Bundabschnitt
17 keilringförmiger Wulst
18 Nut
19 Sicherungsring
20 Raum zwischen Segmenten
21 Faltenbalg (Fig. 5, 6)
22 Glocke
23 Radnabe
24 Falte
25 Spannband
26 Welle
27 Keilnuten
28 Mutter
30 Abschnitt
31 Raum zwischen Segmenten
32a äußeres aktives Kugelsegment
32b inneres aktives Kugelsegment
34 Segment in Verlängerung
35 Segment in Verlängerung
37 äußeres aktives Kugelsegment
38 inneres aktives Kugelsegment
39 Verbindungsfalte
40 Manschette
41 Abdichtungswulst
42 Spannband
43 Kugelsegmentabschnitt
44 ringförmige Öffnung
45 Welle
46 Öffnung
47 Innenraum der Falte
48 Falte
49 Manschette
49a Bundabschnitt
51 Manschette in gestreckter Lage
52 Montageposition
53 Beugeposition
54 äußeres aktives Segement
55 Kugelsegementabschnitt
56 Bundabschnitt
57 Spannband
58 trapezringförmige Wülste
59 Nut
60 Welle
62 Rillen
64 statische Zone
65 Abschlußbund
66 Raum innerhalb Totwand
67 Kugelsegmentabschnitt
68 Manschette
68a Bundabschnitt
70 Faltenbalg
72 Ringwulst
73 Spannband
75 Faltenbalg
76 inneres (aktives) Kugelsegment
77 Glocke
78 Welle
79 Bundabschnitt
81 Ringwulst
82 Falte
83 ringförmiger Bundabschnitt
84 Wulst
85 Spannband
86 äußeres (aktives) Kugelsegment
90 Faltenbalg
91 Tripode-Verschiebegelenk
92 Tripode
93 Ausgangswelle
94 Motorgehäuse
95 Tulpe
96 aktiver Teil des Faltenbalgs
96a äußeres aktives Kugelsegment
96b inneres aktives Kugelsegment
96c äußeres aktives Kugelsegment
96d inneres aktives Kugelsegment
97 Schaft
98 Welle
99 Außenfläche
100 Rollen
101 Falten
102 Spannband
103 Umfang
104 Schale
106 Bohrungen
107 Innenraum
108 ringförmiger Raum
109 Falte
110 Bahn

O Gelenkmittelpunkt (auf der Achse X-X)
A natürlicher Schwenk- oder Biegemittelpunkt (des Rollbalgs)
Z Krümmungsmittelpunkt der aktiven Segmente

Claims

1. Elastischer oder flexibler Faltenbalg zum Schutz eines Gleichlaufgelenks für ein Kraftfahrzeugrad, der ab dichtend an eine Glocke (2, 22, 77, 104) und an eine Welle (1, 26, 45, 98) des Gelenks anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg nach der Montage auf dem Gelenk einen aktiven Teil aus zwei nahezu koaxialen Kugelseg menten (3, 4; 32a, 32b; 37, 38; 76, 86; 96a, 96b; 96c, 96d) aufweist, von denen das eine außenseitig des anderen angeordnet ist und die durch eine längs des aktiven Teils bewegliche Falte (5; 24; 39, 82, 109) so verbunden sind, daß sie zusammen mit dieser nahezu U-förmig ausgebildet sind, wobei sich der aktive Teil durch Verlängerung der Segmente auf der einen Seite und Verkürzung auf der gegenüberliegenden Seite aus breiten kann, wenn das Gelenk um einen gegebenen Win kel (δ) gebeugt wird, und bei dem die beiden Kugel segmente (3, 4; 32a, 32b; 37, 38; 96a, 96b; 96c, 96d) vor der Montage als ein einziges Kugelsegment geformt sind, das zwei aneinander angrenzende Bereiche umfaßt, von denen einer bei der Montage des Faltenbalgs (21) auf das Gelenk zum Inneren des Faltenbalgs so umgelegt wird, daß zwei über die durch Umfaltung entstandene U-förmige Falte (5, 24, 39, 82, 109) miteinander ver bundene Kugelsegmente (3, 4; 32a, 32b; 37, 38; 96a, 96b; 96c, 96d) entstehen, deren natürlicher Mittel punkt A etwa mit dem Gelenkmittelpunkt O überein stimmen.

2. Faltenbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Kugelsegment (4) über eine Falte (9) mit einem an der Glocke (2) befestigten Anschlußteil (6) verbunden ist (Fig. 1).

3. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Schutzkappe (13, 14) zur Einspannung und Befestigung auf der Welle (1) ausgestattet ist und diese Kappe (14) beispielsweise einen Bund (15) auf weisen kann, der auf einen ringförmigen Bundabschnitt (16) des Faltenbalgs so aufgezogen ist, daß mindestens ein Wulst (17) des Bundabschnitts (16) in einer auf der Welle (1) angeordneten Nut (18) eingeklemmt ist (Fig. 3).

4. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Dicke von seinem äußeren aktiven Segment (54) bis zu einem Kugelsegmentabschnitt (55), der durch einen Abschlußbund (56) zur Abdichtung und Be festigung auf der Welle (60) verlängert ist, allmäh lich zunimmt, wobei der Bund auf der Welle durch ein Spannband (57) gehalten wird, so daß eine statische Zone (64) entsteht, die gegebenenfalls mit Rillen (62) oder Noppen versehen sein kann, um die Fortpflanzung von durch Steinschläge hervorgerufenen Rißansätzen zu unterbinden (Fig. 4).

5. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Dicke von dem äußeren aktiven Segment (32) bis zu einem Endabschnitt (30) allmählich zunimmt, der die Welle (26) des Gelenks abdichtend umschließt, wobei der Faltenbalg zwischen der Glocke (22) des Gelenks und einer Radnabe (23) angeordnet werden kann (Fig. 5).

6. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 oder 2 für ein Gleichlauf-Verschiebegelenk, dadurch gekennzeichnet, daß seine Dicke von dem äußeren aktiven Segment (37) zu der Welle (45) des Gelenks zunimmt und dabei einen Kugelsegmentabschnitt (43) bildet, dessen Ende durch eine ringförmige Öffnung (44) von der Welle (45) ge trennt ist und die axial durch eine Falte (48) mit einem Abschlußbund (65) verlängert ist, der zur kraft schlüssigen Verbindung zwischen Welle und Faltenbalg in an sich bekannter Weise auf der Welle (45) be festigt ist, und daß der Faltenbalg mit einem Schmier mittel gefüllt ist, das bei der axialen Verschiebung der Welle (45) aus dem Innenraum (47) der Falte (48) in den Raum (66) innerhalb des Kugelsegmentabschnitts (43) fließen kann und umgekehrt (Fig. 7).

7. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 oder 2 für ein Gleichlauf-Verschiebegelenk, dadurch gekennzeichnet, daß seine Dicke von einem äußeren aktiven Segment zu der Welle (45) des Gelenks zunimmt und dabei einen Kugelsegmentabschnitt (67) bildet, der durch eine ringförmige Öffnung bzw. Aussparung (46) für den Schmiermitteldurchtritt von der Welle (45) getrennt ist, und der Kugelsegmentabschnitt (67) durch eine abgewinkelte Manschette (49, 68) verlängert ist, die zur Innenseite des Gelenks umgefaltet ist und deren Ende axial diesseits oder jenseits der ringförmigen Öffnung (46) an der Welle (45) befestigt ist (Fig. 8 und 9).

8. Faltenbalg nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Kugelsegment (86) unmittelbar mit einem ringförmigen Endabschnitt (83) verbunden ist, der abdichtend an der Glocke (77) befestigt ist, die Stär ke des mit dem äußeren Segment (86) verbundenen inne ren Kugelsegments (76) zu der Welle (78) des Gelenks, an der es abdichtend befestigt ist, zunimmt und der natürliche Biegemittelpunkt A dieses Faltenbalgs zwischen einem Bund (79) zur Befestigung an der Welle (78) und seinem Krümmungsmittelpunkt Z angeordnet ist (Fig. 10).

9. Faltenbalg nach Anspruch 1 für ein umgekehrtes Tri pode-Verschiebegelenk (92), das auf der Ausgangswelle (93) eines Differentials in unmittelbarer Nähe des Motorgehäuses (94) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß sein aktiver Teil (96) durch einen zylindrischen Schaft (97) verlängert ist, der die Tulpe (95) des Gelenks abdichtend umschließt und an einer mit der Tulpe (95) kraftschlüssig verbundenen rohrförmigen Welle (98) befestigt ist, und der dem Schaft (97) gegenüberliegende Umfang (103) des aktiven Teils (96) an einer Schale (104) befestigt ist, die auf die Aus gangswelle (93) koaxial zur Welle aufgepreßt ist (Fig. 11).

10. Faltenbalg nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (104) auf dem Umfang (103) des aktiven Teils (96) umgebördelt ist und der zylindrische Schaft (97), dessen Dicke vorzugsweise über der der aktiven Zone (96) liegt, durch an der rohrförmigen Welle (98) angebrachte Falten (101) verlängert und auf der Außen fläche (99) der Tulpe (95) frei gleitbar ist.