DE19705061B4

DE19705061B4 - Kugelgelenk mit verbesserter Abdichtung

Info

Publication number: DE19705061B4
Application number: DE19705061A
Authority: DE
Inventors: Oldrich Krizek; Manfred Brose; Reinhard Winkler; Wolfgang Mietzsch
Original assignee: Valeo Wischersysteme GmbH
Current assignee: Valeo Wischersysteme GmbH
Priority date: 1997-02-11
Filing date: 1997-02-11
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: DE19705061A1

Abstract

Kugelgelenk mit verbesserter Abdichtung, insbesondere für eine Scheibenwischervorrichtung eines Fahrzeuges, mit einem an einem ersten Getriebeglied (5) befestigten Kugelzapfen (6), auf den eine an einem zweiten Getriebeglied (9) befestigte Kugelschale (8) aufgeknöpft ist, und mit einer Balgdichtung (14), die sich an einer offenen Seite (11) der Kugelschale (8) wirksam dichtend zwischen dem Kugelzapfen (6) und der Kugelschale (8) und/oder zwischen dem ersten Getriebeglied (5) und dem zweiten Getriebeglied (9) erstreckt, wodurch außerdem ein als Schmiermittelreservoir nutzbarer und mit Schmiermittel, insbesondere mit Fett (13), befüllbarer Raum gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der durch die Balgdichtung (14) abgedichteten Seite (11) der Kugelschale (8) ein zusätzlicher Lippendichtring (15) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugelgelenk mit verbesserter Abdichtung, insbesondere für eine Scheibenwischervorrichtung eines Fahrzeuges, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Derartige Kugelgelenke, bei denen sich an einer offenen Seite der zugehörigen Kugelschale eine Balgdichtung wirksam dichtend zwischen dem Kugelzapfen und der Kugelschale und/oder zwischen dem ersten Getriebeglied und dem zweiten Getriebeglied erstreckt, sind bereits bekannt, beispielsweise aus der DE 32 41 551 A1 . Es ist auch bekannt, daß der durch die Balgdichtung eingeschlossene Raum als Reservoir für ein Schmiermittel nutzbar ist und dementsprechend mit Schmiermittel, insbesondere mit Fett befüllbar ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß derartige Balgdichtungen bei in Fahrzeugen verwendeten Antrieben, insbesondere bei Scheibenwischervorrichtungen, nicht über eine ausreichend lange Zeit den extremen Anforderungen vollständig gerecht werden.
Ein derartiges Kugelgelenk ist aber auch aus der US 3,381,987 bekannt.
Aus der Praxis sind auch an Fahrzeugen, und dabei insbesondere an Scheibenwischervorrichtungen, verwendete Kugelgelenke bekannt, die keine derartige Balgdichtung aufweisen. Statt dessen ist an der offenen Seite der Kugelschale ein Lippendichtring angeordnet, dessen Dichtlippe linienförmig am Kugelabschnitt des Kugelzapfens anliegt, um die beim Betrieb zusam menwirkenden Gleitflächen des Kugelgelenkes gegenüber der Umwelt abzudichten. Derartige Lippendichtringe allein sind ebenfalls nicht geeignet, solche Kugelgelenke wirksam abzudichten. Beim Betrieb des Kugelgelenkes gleitet die Dichtlippe auch über Schmutzpartikel oder dergleichen, welche am Kugelzapfen anhaften. Dadurch wird einerseits die Dichtlippe beschädigt, andererseits kann das dazu führen, daß die Dichtlippe einen Teil der Schmutzpartikel ablöst und zwischen die wirksamen Gleitflächen des Kugelgelenkes befördert.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kugelgelenk mit einer verbesserten Abdichtung zu entwickeln, welche über lange Zeit den rauhen Bedingungen beim Einsatz am Fahrzeug gerecht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Kugelgelenk mit verbesserter Abdichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Wesentlich hierbei ist, daß zusätzlich zu einer an sich bekannten Balgdichtung ein an sich bekannter Lippendichtring zur Anwendung kommt, welcher in dem durch die Balgdichtung geschützten Kugelgelenk angeordnet ist. Die Balgdichtung hält groben Schmutz von der offenen Seite der Kugelschale und damit von dem Lippendichtring fern, und der Lippendichtring sorgt dann für eine endgültige und sichere Abdichtung der wirksamen Gleitflächen des Kugelgelenkes. Besonders wirksam ist diese Dichtungskombination, wenn der Raum zwischen der Balgdichtung und dem Lippendichtring vollständig mit Fett befüllt ist. Dadurch wird verhindert, daß sich eventuell eingedrungene feinste Festkörperpartikel auf der durch die Dichtlippe des Lippendichtringes beaufschlagten Fläche des Kugelzapfens festsetzen und die Dichtwirkung des Lippendichtringes herabsetzen können. Außerdem wird somit ständig die Dichtlippe des Lippendichtringes mit Fett versorgt, so daß deren Elastizität und deren Gleiteigenschaften auf dem Kugelzapfen erhalten bleiben.
Ergebnisse von Tests erfindungsgemäßer Kugelgelenke, die mit extrem verschmutztem Wasser beaufschlagt wurden, deuten auf eine vielfach längere Lebensdauer derartiger Kugelgelenke gegenüber bekannten Kugelgelenken mit entweder nur einer Balgdichtung oder nur einem Lippendichtring hin.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine Weiterbildung eines Kugelgelenkes gemäß Anspruch 2 sieht vor, daß der Lippendichtring an der Kugelschale gehaltert ist und mit seiner Dichtlippe an der kugeligen Gleitfläche des Kugelzapfens dichtend anliegt. Dieses ist ein besonders einfacher konstruktiver Aufbau, der die Herstellbarkeit eines Kugelgelenks vereinfacht. Außerdem ist eine derartige platzsparende Anordnung besonders gut geeignet, eine optimale Dichtwirkung zu erzielen.
Eine Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3, welche vorsieht, daß der Lippendichtring an der offenen, durch die Balgdichtung abgedichteten Seite der Kugelschale in einer umlaufenden Ausnehmung der Kugelschale gehaltert ist, bietet den Vorteil einer einfachen Montierbarkeit des Kugelgelenkes.
Bevorzugt wird eine Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4, wonach der Lippendichtring durch Umbördeln oder zumindest lokales Verstemmen eines stirnseitigen Randes der Kugelschale, welcher entlang der Ausnehmung verläuft, in welcher der Lippendichtring gehaltert ist, an der Kugelschale befestigt ist. Diese Maßnahme ist ebenfalls auf eine einfache Herstellbarkeit bzw. Montierbarkeit des Kugelgelenkes gerichtet.
Im Zusammenhang mit in Fahrzeugen verwendeten Antrieben, insbesondere von Scheibenwischervorrichtungen, sind auch sogenannte Doppelkugelgelenke bekannt, bei denen der Kugelzapfen zwei in axialer Richtung übereinander angeordnete Kugelabschnitte aufweist, auf die jeweils eine an einem weiteren Getriebeglied befestigte Kugelschale aufgeknöpft ist. In einem solchen Fall ist notwendigerweise die innere Kugelschale an beiden axialen Stirnseiten offen ausgebildet, weil sie zunächst über den äußeren Kugelabschnitt des Kugelzapfens geschoben werden muß, um auf den inneren Kugelabschnitt des Kugelzapfens aufgeknöpft werden zu können. Eine Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 bietet hierfür eine mögliche Lösung an, welche vorsieht, daß bei der an beiden Seiten offen ausgebildeten Kugelschale an jeder der offenen Seiten jeweils eine Balgdichtung und ein zusätzlicher Lippendichtring vorgesehen sind. Hierbei bietet sich an, die Abdichtungen an beiden offenen Seiten dieser Kugelschale in der Art eines der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.
Anhand einer Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen Teil einer Scheibenwischervorrichtung eines Fahrzeuges mit einem Kugelgelenk in teilweise geschnittener Darstellung,
2 in geschnittener Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer an einem Getriebeglied befestigten Kugelschale und
3 in geschnittener Darstellung ein anderes Ausführungsbeispiel einer an einem Getriebeglied befestigten Kugelschale.
Bei dem in 1 dargestellten Teil einer Scheibenwischervorrichtung eines Fahrzeuges ist ein Wischlager 1 zu erkennen, welches als sogenanntes loses Wischlager ausgebildet ist. Das ist daran zu erkennen, daß das Gehäuse 2 des Wischlagers 1 zwei Bohrungen 3 aufweist, die dazu dienen, das Wischlager 1 mittels in 1 nicht dargestellter Befestigungsschrauben am Fahrzeug zu befestigen. In dem Gehäuse 2 des Wischlagers 1 ist in bekannter Weise drehbar eine Wischerwelle 4 gelagert, an welcher ein Wischhebel befestigt werden kann. Am unteren Ende der Wischerwelle 4 ist drehfest eine Lagerschwinge befestigt, welche im Sinne der vorliegenden Erfindung ein erstes Getriebeglied 5 darstellt. Am freien Ende dieses ersten Getriebegliedes 5 ist ein Kugelzapfen 6 befestigt, der Bestandteil eines Kugelgelenkes 7 ist. Zu dem Kugelgelenk 7 gehört weiterhin eine Kugelschale 8, die am Ende eines zweiten Getriebegliedes 9 und dabei im wesentlichen in einem entsprechenden Durchbruch befestigt ist. Das zweite Getriebeglied 9 ist eine Gelenkstange, welche in bekannter Weise von einem nicht dargestellten Wischermotor antreibbar ist.
Es ist zu erkennen, daß die Kugelschale 8 an ihrer in axialer Richtung obenliegenden Seite 10 hutartig geschlossen ausgebildet ist. An der gegenüberliegenden unteren Seite 11 ist die Kugelschale 8 offen. Mit der unteren Seite 11 voran ist die Kugelschale 8 auf den Kugelabschnitt 12 des Kugelzapfens 6 aufgeknöpft. In dem an der hutartig geschlossenen Seite 10 der Kugelschale 8 ist in den zwischen der Kugelschale 8 und dem Kugelzapfen 6 gebildeten Raum mit 13 bezeichnetes Fett zu erkennen, welches vor dem Zusammenbau des Kugelgelenks 7 in die Kugelschale 8 eingebracht worden ist.
Wesentlich ist im weiteren die Abdichtung des Kugelgelenkes 7 an der offenen Seite 11 der Kugelschale 8. Hier ist eine Balgdichtung 14 zu erkennen, die an der offenen Seite 11 der Kugelschale 8 angeordnet ist und dabei am Sockel des Kugelzapfens 6 und an der Außenseite der Kugelschale 8 sowie an dem ersten Getriebeglied 5 und an dem zweiten Getriebeglied 9 dichtend anliegt. Weiterhin ist ein Lippendichtring 15 (siehe auch 2 und 3) zu erkennen, der an der offenen Seite 11 der Lagerschale 8 angeordnet und gehaltert ist und dessen Dichtlippe 16 im wesentlichen radial an dem Kugelabschnitt 12 des Kugelzapfens 6 anliegt. In 1 ist noch zu erkennen, daß der zwischen der Balgdichtung 14, dem Kugelzapfen 6, der Kugelschale 8 und dem Lippendichtring 15 gebildete Raum ebenfalls vollständig mit Fett 13 befüllt ist. Ein mit einer derartigen verbesserten Abdichtung versehenes Kugelgelenk 7 hält den beim Betrieb eines Fahrzeuges auftretenden rauhen Beanspruchungen ohne Beanstandungen über den erforderlichen langen Zeitraum stand. Außerdem ist zu erkennen, daß dieses Kugelgelenk 7 mit verbesserter Abdichtung einfach aufgebaut ist und daher einfach und kostengünstig herstellbar ist.
In den 2 und 3 ist deutlich ersichtlich, wie der zusätzliche Lippendichtring 15 an der Lagerschale 8 angeordnet und gehaltert ist. Bei dem Ausführungsbeispiel von 2 ist die Kugelschale 8 wiederum an der oberen Seite 10 hutartig geschlossen ausgebildet, so daß an dieser Seite 10 bereits eine absolut dichte Abdichtung des Kugelgelenks 7 gewährleistet ist. An der gegenüberliegenden, offenen Seite 11 besitzt die Kugelschale 8 eine umlaufende, stirnseitig offene Ausnehmung 17, in die der Lippendichtring 15 eingelegt ist. Um den Lippendichtring 15 an der Kugelschale 8 zu arretieren, ist der um die Ausnehmung 17 umlaufende, stirnseitige Rand 18 nach einwärts verformt, um zumindest den äußeren Rand des Lippendicht ringes 15 zu übergreifen. Die Verformung des Randes 18 kann entweder insgesamt, und dabei vorzugsweise durch Umbördeln, oder auch nur örtlich begrenzt, und dabei vorzugsweise durch Verstemmen, herbeigeführt sein. Um dem Lippendichtring 15 einen sicheren Halt zu verleihen, ist noch ein Stabilisierungsring 19 zwischen den elastischen Lippendichtring 15 und den einwärts verformten Rand 18 eingelegt.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu erkennen, daß die Kugelschale 8 zwei gegenüberliegende, offene Seiten 11 aufweist, weil diese Kugelschale 8 für die Verwendung an einem Doppelkugelgelenk bestimmt ist. Wesentlich hierbei ist, daß an den beiden offenen Seiten 11 der Kugelschale 8 nunmehr zusätzlich zu einer in 3 nicht dargestellten Balgdichtung ein Lippendichtring 15 vorgesehen ist. Die Anordnung und Halterung der beiden Lippendichtringe 15 an der Kugelschale 8 ist dabei im wesentlichen symmetrisch. Auf jeden der beiden Lippendichtringe 15 trifft die im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel von 2 gegebene Beschreibung sinngemäß zu, so daß hier auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet werden kann.

1: Wischlager
2: Gehäuse
3: Bohrung
4: Wischerwelle
5: Erstes Getriebeglied
6: Kugelzapfen
7: Kugelgelenk
8: Kugelschale
9: Zweites Getriebeglied
10: Seite
11: Seite
12: Kugelabschnitt
13: Fett
14: Balgdichtung
15: Lippendichtung
16: Dichtlippe
17: Ausnehmung
18: Rand
19: Stabilisierungring

Claims

Kugelgelenk mit verbesserter Abdichtung, insbesondere für eine Scheibenwischervorrichtung eines Fahrzeuges, mit einem an einem ersten Getriebeglied (5) befestigten Kugelzapfen (6), auf den eine an einem zweiten Getriebeglied (9) befestigte Kugelschale (8) aufgeknöpft ist, und mit einer Balgdichtung (14), die sich an einer offenen Seite (11) der Kugelschale (8) wirksam dichtend zwischen dem Kugelzapfen (6) und der Kugelschale (8) und/oder zwischen dem ersten Getriebeglied (5) und dem zweiten Getriebeglied (9) erstreckt, wodurch außerdem ein als Schmiermittelreservoir nutzbarer und mit Schmiermittel, insbesondere mit Fett (13), befüllbarer Raum gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der durch die Balgdichtung (14) abgedichteten Seite (11) der Kugelschale (8) ein zusätzlicher Lippendichtring (15) angeordnet ist.
Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippendichtring (15) an der Kugelschale (8) gehaltert ist und mit seiner Dichtlippe (16) an der kugeligen Gleitfläche des Kugelzapfens (6) dichtend anliegt.
Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippendichtring (15) an der offenen, durch die Balgdichtung (14) abgedichteten Seite (11) der Kugelschale (8) in einer umlaufenden Ausnehmung (17) der Kugelschale (8) gehaltert ist.
Kugelgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippendichtring (15) durch Umbördeln oder zumindest lokales Verstemmen des stirnseitigen Randes (18) der Kugelschale (8) entlang der Ausnehmung (17) an der Kugel schale (8) gehaltert ist.
Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer für ein Doppelkugelgelenk ausgebildeten Kugelschale (8), die an beiden axial gegenüberliegenden Seiten (11) offen ist, an beiden gegenüberliegenden Seiten (11) der Kugelschale (8) jeweils eine Balgdichtung (14) und ein zusätzlicher Lippendichtring (15) in der Art eines der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen sind.