DE10031194A1 - Achs-Kreuzgelenkgabel - Google Patents

Abstract

Es wird eine integrale Anordnung aus Kreuzgelenkgabel/Spritzring bereitgestellt, welche eine übliche zweiteilige Auslegung ersetzt. Die integrale Anordnung aus Kreuzgelenkgabel und Spritzring führt zu einer neuartigen und verbesserten Wellendichtung, welche insbesondere bei Kreuzgelenkgabel- und Flanschanordnungen eingesetzt werden kann, welche hohen Konzentrationen von mit der Luft mitgerissenen Fremdstoffen ausgesetzt sind, wodurch man eine effizientere und wirtschaftlichere Herstellungs- und Montagemethode für eine Anordnung aus Kreuzgelenkgabel, Spritzring und der Dichtungsanordnung für ein Antriebsachssystem erhält.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer integralen Auslegung von Kreuzgelenkgabel und einem Spritzring. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit Weiterentwick­ lungen auf dem Gebiet der Wellendichtungen sowie mit einer solchen Auslegung, daß diese in Verbindung mit einem Paar von relativ zueinander drehbaren Teilen eingesetzt werden kann, um das Eindringen von Staub, Schmutz und anderen Fremdstoffen und das Austreten von Fluid aus dem Bereich zu verhindern, wel­ cher durch die drehbaren Teile begrenzt wird.

Bei der Anwendung von Dichtungen, insbesondere auf dem Gebiet von Fahrzeu­ gen und auf dem Gebiet von Schwerlastfahrzeugen, bei denen in den Betriebs­ verhältnissen eine hohe Konzentration von abrasiven Fremdstoffen, wie Staub, Schmutz und dergleichen auftritt, ist es zweckmäßig, ein sekundäres Element oder ein Staubschutzelement zu haben, welches die primäre Dichtung schützt. Ein Ausfallen der Dichtung ist häufig auf den Abrieb durch Staub und Schmutz zu­ rückzuführen, welche in die Dichtung eintreten und zu einem Verschleißen der Dichtung führen.

Während des normalen Betriebs einer Antriebsachs- und Kreuzgelenkgablanord­ nung verhindert eine Dichtung, daß Öl aus dem Getriebe austritt und Schmutz, Wasser oder andere Fremdstoffe werden vom Eintreten in das Getriebe fernge­ halten. Übliche Antriebsachs-Kreuzgabel-Gelenksysteme setzen einen Spritzring ein, um die Sauberkeit und die Standzeit der Dichtung zu verbessern, und diese Antriebsachs-Kreuzgelenkgabeln haben einen Spritzring, welcher auf einen Durchmesser der Kreuzgelenkgabel gedrückt wird und häufig an Ort und Stele mittels Heftschweißen angebracht wird. Derartige Spritzringe werden eingesetzt, um Schmutz von den Öldichtbereichen fernzuhalten. Üblicherweise ist der Spritz­ ring aus einem dünnen Ausgangsmaterial ausgestanzt.

Es besteht jedoch ein Bedürfnis nach einer effektiveren und wirtschaftlicheren Auslegung einer Anordnung aus Kreuzgelenkgabel und Spritzring, welche mit verminderten Herstellungskosten und geringen Herstellungszeiten verbunden ist, ohne daß hierbei die Anordnung darunter leidet, die Öldichtbereiche frei von Fremdstoffen und Schmutz zu halten.

Nach der Erfindung wird eine integrale Kreuzgelenkgabel- und Spritzringanord­ nung bereitgestellt, welche aus ein und demselben Schmiedeteil hergestellt ist. Die integrale Kreuzgelenk/Spritzringanordnung kann an Stelle einer bisher übli­ chen zweiteiligen Auslegung eingesetzt werden.

Die Erfindung schafft daher eine verbesserte Wellendichtung, welche insbesonde­ re für den Einsatz bei einer Kreuzgelenkgabel- und Flanschanordnung geeignet ist, welche einer hohen Konzentration von mit der Luft mitgerissenen Fremdstof­ fen ausgesetzt ist. Die Erfindung zielt darauf ab, eine verbesserte Wellendich­ tungsanordnung bereitzustellen, welche aufgrund ihrer Auslegung eine effiziente­ re und wirtschaftliche Herstellungsweise und Montageweise für ein Achsantriebs­ system mit einer Kreuzgelenkgabel, einem Spritzring und einer Dichtungsanord­ nung gestattet.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug­ nahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Wellendichtungsanordnung nach der Erfin­ dung, verwirklicht bei einem Energieabtriebssystem;

Fig. 2 eine Teilschnittansicht einer integralen Anordnung aus Kreuzgelenkga­ bel/Spritzring nach der Erfindung;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht mit Teilschnittdarstellung von Fig. 1 zur Ver­ deutlichung der integralen Auslegung von Kreuzgelenkgabel und Spritzring;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht zur Verdeutlichung der integralen Auslegung von Kreuzgelenkgabel/Spritzring mit einem Dichtungselement, welches angrenzend hierzu angeordnet ist; und

Fig. 5a und 5b Ansichten zur Verdeutlichung einer üblichen Auslegungsform von Kreuzgelenkgabel und Spritzring.

Die Erfindung stellt eine verbesserte Antriebsachsen-Kreuzgelenkgabel 10 bereit, bei der nicht die Notwendigkeit besteht, einen gesondert hergestellten Spritzring vorzusehen, welcher in üblicher Weise mittels Preßsitz auf der Kreuzgelenkgabel angeordnet ist. Wie in den Fig. 5a und 5b gezeigt ist, ist der übliche Spritzring 14 aus einem dünnen Ausgangsmaterial ausgestanzt und mittels Preßsitz auf ei­ nem Durchmesser der Kreuzgelenkgabel 10 angeordnet und dort an Ort und Stelle mittels Heftschweißen angebracht, um für die Dichtung einen zusätzlichen Schutz zu schaffen.

Die Anordnung nach Fig. 1 zeigt eine typische Anwendung für eine Antriebsach­ se, welche eine Eingangs-Kreuzgelenkgabel 10 hat, welche ein Eingangs­ drehmoment aufnimmt und dieses als Antriebsmoment auf die Achse 30 über Keilverzahnungen 32 überträgt. Das Drehmoment wird dann über das Differential 50 auf Zahnräder 42 auf an sich bekannte Weise übertragen. Die Eingangs- Kreuzgelenkgabel 10 ist zum Drehantreiben der Welle 30 vorgesehen. Die Dich­ tungsanordnung verschließt den Raum zwischen dem Gehäuse 18 und der Welle 30 und umfaßt ein Dichtungselement und ein Dichtungsteil 23, welches auf dem Außendurchmesser der Kreuzgelenkgabel 10 angeordnet ist, und ein Spritzring 14, welcher in der Nähe des Dichtungselements 23 angeordnet ist, um das Dich­ tungselement 23 vor Staub, Schmutz und anderen Fremdstoffen zu schützen.

Wie in den Fig. 5a und 5b gezeigt ist, hat die übliche Kreuzgelenkgabel einen durchmesserverminderte Abschnitt 10a und einen abgestuften Bereich 10b. Der Spritzring 14 ist mittels Preßsitz auf dem durchmesserverminderten Abschnitt 10a angeordnet und legt sich gegen die erhebende Wand des abgestuften Bereichs 10b an.

Die Erfindung befaßt sich hauptsächlich mit der Auslegung einer integralen An­ ordnung von Kreuzgelenkgabel 10 und Spritzring 14, und durch diese integrale Auslegung werden die Kreuzgelenkgabel 10 und der Spritzring 14 aus ein und demselben Schmiedeteil hergestellt. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, ist das Dichtungselement auf einem Außendurchmesser des im allgemeinen ringför­ migen ersten Abschnitts 12 der Kreuzgelenkgabel 10 angeordnet. Innere Keilver­ zahnungen 13 sind im allgemeinen auf der inneren Fläche des ersten Abschnitts 12 vorgesehen. Der vergrößerte Verbindungsabschnitt 16 der Kreuzgelenkgabel 10 ist im allgemeinen mit den Verbindungsgabelabschnitten 17 eines Gleichlauf­ gelenks versehen, welches vorgesehen ist, um ein Drehmoment von einem ein­ gangsseitigen Antriebssystem auf eine Übertragungswelle oder Übertragungsach­ se 30 zu übertragen, wie dies allgemein in Fig. 1 gezeigt ist. Natürlich kann die integrale Auslegung von Kreuzgelenkgabel und Spritzring auch bei anderen Übertragungssystemen eingesetzt werden, bei denen eine Kreuzgelenkgabel, ein Spritzring und eine Dichtungsanordnung vorgesehen sind.

Wie deutlich aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, ist der Spritzringabschnitt 14 der Kreuzgelenkgabel 10 mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmung 14a versehen, welche von einer Lippe 14b gebildet wird, welche sich in axialer Richtung in Richtung auf das Dichtungselement 23 (siehe Fig. 4) erstreckt. Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, kann das Dichtungselement selbst - wenigstens teil­ weise in die Umfangsausnehmung 14a ragen, um einen verbesserten Schutz für das Dichtungselement 23 vor Staub, Schmutz und anderen Fremdstoffen zu errei­ chen.

Der Spritzringabschnitt 14 der Kreuzgelenkgabel 10 kann auf die verschiedenste Weisen ausgebildet sein. Bei den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungs­ formen ist die Auslegung derart getroffen, daß eine ausreichende Turbulenz er­ zeugt wird, um große Partikel, Steine, Felsbrocken sowie auch kleine Schmutz­ partikel abzulenken, welche ansonsten das Dichtungselement 23 beschädigen könnten. Die vorstehende Lippe 14b, welche den Spritzringabschnitt 14 bildet, kann auch auf eine andere Weise ausgestaltet werden, was von den Anwen­ dungsformen und den entsprechenden Übertragungseinrichtungen abhängig sein kann. Ferner kann eine V-Ring-Dichtung 26 auf einem äußeren Umfang der Kreuzgelenkgabel sowie des Spritzrings angeordnet sein. Die V-Ring-Dichtung läßt sich bei Schmiedebearbeitungen auf günstige Weise herstellen. Der Schmie­ dedurchmesser D braucht nicht bei allen Achslagergehäusen ausreichend groß zu sein, daher kann es erforderlich sein, eine V-Ring-Dichtung 26 in der Ausneh­ mung 26a anzuordnen, um schließlich von der Fahrbahn kommenden Schmutz fernzuhalten.

Obgleich die Erfindung voranstehend an Hand von bevorzugten Ausführungsfor­ men erläutert worden ist, ist die Erfindung natürlich hierauf nicht beschränkt, son­ dern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fach­ mann im Bedarfsfall treffen wird.

Claims (16)

1. Achs-Kreuzgelenkgabel zum Übertragen eines Drehmoments auf eine Achse, wobei die Achs-Kreuzgelenkgabel (10) eine Achsrichtung hat und folgendes aufweist: einen geschmiedeten Körper, welcher einen im allgemeinen ringför­ migen, ersten Abschnitt (12) zur Aufnahme einer Achse darin, und einen vergrößerten Verbindungsabschnitt (16) hat, um den geschmiedeten Kör­ per mit einem Antriebssystem zu verbinden, wobei der geschmiedete Kör­ per einen Spritzringabschnitt (14) aufweist, welcher integral an diesem ausgebildet ist, um Schmutz von einem Dichtungselement (23) abzulen­ ken, welches auf einem Außendurchmesser des im allgemeinen ringför­ migen, ersten Abschnitts (12) angeordnet ist.

2. Achs-Kreuzgelenkgabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzringabschnitt (14) von einem Lippenvorsprung (14b) gebildet wird, welcher von dem vergrößerten Verbindungsabschnitt (16) in axialer Richtung vorsteht.

3. Achs-Kreuzgelenkgabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Spritzringabschnitt (14) von einer in Umfangsrichtung ver­ laufenden Ausnehmung (14a) gebildet wird, welche in dem vergrößerten Verbindungsabschnitt (16) der Achs-Kreuzgelenkgabel (10) in Achsrich­ tung ausgebildet ist.

4. Achs-Kreuzgelenkgabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der im allgemeinen ringförmige, erste Abschnitt (12) mit Innenkeilverzahnungen (32) versehen ist, welche passend mit Außen­ kreilverzahnungen einer Achswelle (10) zusammenarbeiten.

5. Achs-Kreuzgelenkgabel nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der vergrößerte Verbindungsabschnitt (16) mit Verbindungsgabeln (17) eines Gleichlaufgelenks versehen ist.

6. Achs-Kreuzgelenkgabel nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Spritzringabschnitt (14) auf einer Au­ ßenseite des geschmiedeten Körpers längs der Axialrichtung an einer Übergangsstelle von dem im allgemeinen ringförmigen, ersten Abschnitt (12) zu dem vergrößerten Verbindungsabschnitt (16) ausgebildet ist.

7. Achs-Kreuzgelenkgabel nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein gesondert angeordnetes Dichtungselement (23) vorgesehen ist, welches zur Bildung einer Dichtung auf einem Außen­ durchmesser des im allgemeinen ringförmigen, ersten Abschnitts (12) an­ grenzend an den Spritzringabschnitt (4) angeordnet ist.

8. Achs-Kreuzgelenkgabel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (23) teilweise in der Umfangsausnehmung (14a) angeordnet ist.

9. Kombination aus Achs-Kreuzgelenkgabel, Spritzring und Dichtungsanord­ nung zum Übertragen eines Drehmoments auf eine Achse und zum Ab­ dichten eines Gehäuseteils der Achse, wobei die Achs-Kreuzgelenkgabel eine Achsrichtung hat und folgendes aufweist:
einen geschmiedeten Körper, welcher einen ersten Abschnitt (12) zur Aufnahme der Achse darin und einen vergrößerten Verbindungsab­ schnitt (16) hat, um den geschmiedeten Körper mit einem Antriebssystem zu verbinden;
ein Dichtungselement (23), welches lösbar auf einem Außendurch­ messer des ersten Abschnittes (12) angeordnet ist; und
einen Spritzschutzabschnitt (14), welcher integral an dem geschmie­ deten Körper ausgebildet ist, um Schmutzstoffe von dem Dichtungsele­ ment (23) abzulenken.

10. Achs-Kreuzgelenkgabel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzschutzabschnitt (14) aus einer Lippe (14b) gebildet wird, welche von dem vergrößerten Verbindungsabschnitt (16) in axialer Rich­ tung vorsteht.

11. Achs-Kreuzgelenkgabel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Spritzringabschnitt (14) von einer in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmung (14a) gebildet wird, welche in einem Über­ gangsabschnitt zwischen dem ersten Abschnitt (12) und dem vergrößer­ ten Verbindungsabschnitt (16) der Achs-Kreuzgelenkgabel (10) angeord­ net ist, und daß diese Umfangsausnehmung (14a) in axialer Richtung verläuft.

12. Achs-Kreuzgelenkgabel nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der im allgemeinen ringförmige, erste Abschnitt (12) mit inneren Keilverzahnungen (32) versehen ist, welche passend mit äußeren Keilverzahnungen einer Achswelle zusammenarbeiten.

13. Achs-Kreuzgelenkgabel nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der vergrößerte Verbindungsabschnitt (16) mit Ver­ bindungsgabeln (17) eines Gleichlaufgelenks versehen ist.

14. Achs-Kreuzgelenkgabel nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzringabschnitt (14) auf einer Außenseite des geschmiedeten Körpers längs der axialen Richtung an einer Über­ gangsstelle von dem im allgemeinen ringförmigen, ersten Abschnitt (12) und dem vergrößerten Verbindungsabschnitt (16) ausgebildet ist.

15. Achs-Kreuzgelenkgabel nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (23) auf dem Außendurch­ messer in der Nähe des Spritzschutzabschnittes (14) angeordnet ist.

16. Achs-Kreuzgelenkgabel nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (23) teilweise in der Um­ fangsausnehmung (14a) angeordnet ist.