DE4301062C1

DE4301062C1 - Elastic boot esp. for highly flexible rotating joints - has poly:olefin coating to reduce self-abrasion during flexure

Info

Publication number: DE4301062C1
Application number: DE4301062A
Authority: DE
Inventors: Herbert Konegen; Rolf Dipl Ing Starke
Original assignee: GKN Automotive GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 1993-01-16
Filing date: 1993-01-16
Publication date: 1994-04-21
Anticipated expiration: 2013-01-17
Also published as: JPH06280891A; FR2703742B1; KR940018576A; FR2703742A1; BR9400066A

Abstract

A corrugated elastic boot for covering the lubricant-filled space of a joint, esp. a highly flexible rotating joint, has a coating on its external surface regions which contact each other during severe flexure. The novelty is that the coating consists of a poly-alpha-olefin, pref. in wax or esp. oil form. USE/ADVANTAGE - Esp. for vehicle transmission. The coating minimises abrasion of the boot and is simple to apply.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Faltenbalg aus elastischem Material zur Abdeckung eines mit Schmiermittel ausgefüllten Gelenkraumes eines Gelenks, insbesondere eines drehend umlaufenden Gelenks mit starker Beugung, bei dem die äußere Oberfläche der bei starker Beugung sich berührenden Balgenfalten eine Beschichtung aufweist.The invention relates to a bellows elastic material to cover a with lubricant filled joint space of a joint, in particular of a rotating revolving joint with strong flexion, at which is the outer surface of the with strong diffraction touching bellows folds has a coating.

Faltenbälge haben in der Regel die Aufgabe, Gelenkräume abzudecken und damit den Austritt von Schmierfett und dem Eintritt von Schmutz zu verhindern. Ein häufiger Anwen dungsfall sind drehend umlaufende Gelenke im Bereich von Fahrzeugantriebssträngen. Dabei umschließen die beiden abschließenden Bunde eine Welle einerseits und das Gelenk andererseits, wobei der gelenkseitige Bund gewöhnlich einen größeren Durchmesser besitzt als der wellenseitige Bund.Bellows usually have the job of creating joint spaces cover and thus the leakage of grease and the Prevent dirt from entering. A common application In this case, rotating joints in the area of Vehicle drivetrains. The two enclose final bundles a shaft on the one hand and the joint on the other hand, the joint-side collar usually has a larger diameter than the shaft side Federation.

Bei großen Beugewinkeln der Gelenke werden die Balgen falten der sich mitbeugenden Faltenbälge besonders stark verformt, wobei sich ihre äußeren Oberflächen berühren. Kommt es hierbei zu Relativbewegungen der Oberflächen, werden diese durch die dann auftretenden Reibungskräfte beansprucht. So ist es nicht zu vermeiden, daß, insbe sondere bei hinzutretender Verschmutzung, durch die Scheuerwirkung an den äußeren Oberflächen der Balgenfalten mit der Zeit Material abgetragen wird und dadurch die Lebensdauer des gesamten Faltenbalges herabgesetzt wird. Diese Scheuerwirkung tritt insbesondere im Bereich der in Längserstreckung in der Mitte des Faltenbalges befind lichen Balgenfalten auf. At large flexion angles of the joints, the bellows fold the folding bellows particularly strongly deformed, with their outer surfaces touching. If there are relative movements of the surfaces, these are caused by the frictional forces that then occur claimed. So it is unavoidable that, esp especially in the case of additional pollution, through which Abrasive effect on the outer surfaces of the bellows folds material is removed over time and thereby the Life of the entire bellows is reduced. This abrasive effect occurs particularly in the area of Longitudinal extension in the middle of the bellows bellows folds open.

In der DE 36 41 393 C1 wird ein Faltenbalg vorgeschlagen, der im Bereich der starken Scheuerwirkung mindestens eine Balgenfalte aufweist, deren Durchmesser geringer ist als der Durchmesser der beiden benachbarten Balgenfalten, so daß die Scheuerwirkung durch Herabsetzung bzw. durch Ver minderung der sich berührenden Flächen geringer sein kann. Allerdings kann eine berührungslose Stellung bei starker Beugung nicht erreicht werden. Es werden auch hier, wenn auch nicht so großflächig, Flächen aneinander scheuern. Ein weiterer Nachteil ist, daß bei den beschriebenen Balgenfalten geringeren Durchmessers eine besonders große mechanische Belastung der Balgenfalte an der der starken Beugung gegenüberliegenden Seite entstehen kann, die durch das erzwungene Auseinanderziehen der Balgenfalte mit dem geringeren Durchmesser verursacht wird. Hinzu kommt, daß die Herstellung komplizierter und aufwendiger ist, als bei den bekannten Faltenbälgen und der Einsatz dieser Falten bälge nicht so universell sein kann.A bellows is proposed in DE 36 41 393 C1, at least one in the area of strong abrasion Has bellows fold whose diameter is less than the diameter of the two adjacent bellows folds, see above that the abrasive effect by reducing or by Ver reduction in touching areas may be less. However, a non-contact position can be strong Diffraction cannot be achieved. It will be here too, though also not so large, rubbing surfaces together. Another disadvantage is that in the described Bellows folds of smaller diameter are particularly large mechanical stress on the bellows fold against that of the strong one Diffraction on the opposite side can occur through the forced pulling apart of the bellows fold with the smaller diameter is caused. On top of that the production is more complicated and expensive than with the well-known bellows and the use of these folds bellows can not be so universal.

Aus der JP 61-256024 (A) ist ein Faltenbalg der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Beschichtung dem Zweck der Reduzierung des Abriebs, der Verbesserung der Ozon widerstandsfähigkeit und der Verbesserung des Schwingungs verhaltens bei hoher Drehzahl dient. Zum Aufbringen dieser Beschichtung wird am Faltenbalg zunächst eine Primer-Be handlung durchgeführt, bei der ein Kleberauftrag erfolgt oder ein Halogenisierungsprozeß abläuft. Anschließend wird die eigentliche Beschichtung aufgetragen, die aus einem Zwei-Komponenten-Material besteht, das eine Polyester sektion und eine Polyethersektion umfaßt. Es wird geltend gemacht, daß hierdurch die Dauerbiegeermüdung nicht vor zeitig auftreten soll. Die Reibungseigenschaften der Ober fläche als solche werden nicht beeinflußt.From JP 61-256024 (A) is a bellows at the beginning known type, in which the coating the purpose reducing abrasion, improving ozone resilience and improvement of vibration behaves at high speed. To apply this The coating on the bellows first becomes a primer coating performed in which an adhesive is applied or a halogenation process is in progress. Then will applied the actual coating that comes from a Two-component material is made of a polyester section and a polyether section. It will apply made that this does not prevent fatigue should occur early. The friction properties of the upper area as such is not affected.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtung bereitzustellen, die die Scheuerwirkung bei Faltenbälgen bedeutend herabsetzt und die einfach aufzu tragen ist.The invention is therefore based on the object Provide coating that the abrasive effect Bellows significantly reduced and easy to open is wearing.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Beschichtung aus Poly-alpha-Olefinen besteht. Ungeachtet einer unverändert stattfindenden Berührung der Balgen falten bei starker Beugung wird hierdurch das gesteckte Ziel erreicht. Hierbei kann in vorteilhafter Weise auf eine geänderte Formgebung verzichtet werden. Die Erfindung ist auf alle bekannten Faltenbälge anwendbar. Das Material für die Beschichtung ist unter Berücksichtigung des Fal tenbalgwerkstoffes so ausgewählt, daß es günstig aufge tragen werden kann, gut haftet und die gewünschte Min derung der Reibung bewirkt.According to the invention the object is achieved in that the Coating consists of poly-alpha-olefins. Regardless an unchanged touch of the bellows folding with strong diffraction is the stuck Goal achieved. This can be advantageous a changed shape can be dispensed with. The invention is applicable to all known bellows. The material for the coating is taking into account the case tenbalgwerkes selected so that it favorably can be worn, adheres well and the desired min changes in friction.

Erfindungsgemäß besteht die Beschichtung aus Poly-alpha-Olefinen. In einer ersten Variante kann es sich dabei um Poly-alpha-Olefinöle handeln. In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante kann die Beschichtung auch aus Poly-alpha-Olefinwachsen bestehen.According to the invention, the coating consists of Poly alpha olefins. In a first variant, it can these are poly-alpha-olefin oils. In another The coating according to the invention can also consist of Poly-alpha olefin waxes exist.

Poly-alpha-Olefine sind Polymerisationsprodukte von soge nannten alpha-Olefinen wie Ethylen, Propylen und Butylen. Aus dieser Gruppe werden insbesondere die ölartigen Fraktionen eingesetzt. Das Auftragen der Poly-alpha-Ole finöle erfolgt bevorzugt durch Sprühen. Dadurch läßt sich die Beschichtung praktisch an jeder Fläche des Falten balges durchführen. Die Dicke der Beschichtung ist in weiten Grenzen variierbar. Unter Gesichtspunkten des Um weltschutzes müssen vorteilhafterweise keine Lösungsmittel verwendet werden. Sie können jedoch zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften des zu versprühenden Öles durchaus zusätzlich eingesetzt werden. Poly-alpha-olefins are so-called polymerization products named alpha olefins such as ethylene, propylene and butylene. This group in particular becomes the oil-like Fractions used. Applying the poly-alpha-ol Finöle is preferably sprayed. This allows the coating on practically every surface of the folds perform balges. The thickness of the coating is in wide limits. From the point of view of order environmental protection advantageously do not need solvents be used. However, you can improve it Processing properties of the oil to be sprayed can be used additionally.

Beim Auftragen von Poly-alpha-Olefinwachsen mit dem Sprüh verfahren ist allerdings ein Lösungsmittel erforderlich. Als Lösungsmittel kommen in Frage Terpene, Azeton oder Alkohlgemische. Das Auftragen der Beschichtung kann ohne weiteres auch mit anderen Verfahren erfolgen, als über die Erzeugung einer Aerosolphase. Zum Beispiel ist das direkte Auftragen von flüssigen oder pastösen Poly-alpha-Olefinen mittels Streichens oder Tauchens möglich. Der Auftrag von Poly-alpha-Olefinölen kann zweckmäßigerweise durch Ver nebeln mit Luft vorgenommen werden.When applying poly-alpha-olefin waxes with the spray however, a solvent is required. Terpenes, acetone or Alcohol mixtures. The coating can be applied without further also be carried out with other methods than the Generation of an aerosol phase. For example, it's direct Application of liquid or pasty poly-alpha-olefins possible by brushing or diving. The order from Poly-alpha-olefin oils can expediently by Ver can be done with air.

Die Faltenbälge, die eine Beschichtung nach der Erfindung erhalten können, bestehen üblicherweise aus elastischem Material wie elastomeren und thermoplastischen Materialien. Die Vorteile der Erfindung liegen in der deutlich höheren Lebensdauer der Faltenbalge mit erfin dungsgemäßer Beschichtung. Es treten kein Abrieb, keine Rißbildung und keine bleibenden Verformungen auf, die durch daraus folgende Undichtigkeit die Funktion des Gelenks beeinträchtigen.The bellows, which is a coating according to the invention can usually consist of elastic Material such as elastomeric and thermoplastic Materials. The advantages of the invention lie in significantly longer life of the bellows with invent coating according to the invention. There is no abrasion, none Cracking and no permanent deformation on the due to the resulting leak the function of the Affect the joint.

Es wurden Faltenbälge mit einer Beschichtung aus Poly-alpha-Olefinöl PAO 400 mit Faltenbälgen aus der Serienproduktion ohne Beschichtung verglichen, wobei sich eine mehr als eine Zehnerpotenz höhere Standzeit ergab.There were bellows with a coating Poly-alpha-olefin oil PAO 400 with bellows from the Serial production without coating compared, with more than a power of ten resulted in a longer service life.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention based on a in the drawing voltage illustrated embodiment explained in more detail.

Fig. 1 zeigt einen nicht montierten entspannten Falten balg in Ansicht; Fig. 1 shows an unassembled relaxed bellows in view;

Fig. 2 zeigt einen gebeugten Faltenbalg in Teildar stellung (ohne Bundbereiche) in Ansicht. Fig. 2 shows a bent bellows in partial display position (without collar areas) in view.

In den Figuren sind entsprechende Einzelheiten mit gleichen Ziffern belegt. Die Figuren zeigen einen Falten balg wie er üblicherweise zum Abdecken des Gelenkraumes eines Gleichlaufdrehgelenks verwendet wird.Corresponding details are in the figures with same numbers. The figures show a fold bellows as usual to cover the joint space a constant velocity joint is used.

In Fig. 1 ist ein Faltenbalg mit einem ersten größeren Bundbereich 1, einem zweiten Bundbereich 2 und dazwischen liegend fünf eingezogenen Ringfalten 3 dargestellt, wobei diese Ringfalten jeweils von gegenüberliegenden Ober flächenteilen 4, 5 begrenzt werden. Der Bund 1 ist zum Festlegen auf einem Gelenkaußenteil, der Bund 2 zum Fest legen auf einer in ein Gelenkinnenteil eingesteckten Welle vorgesehen. Die Form der Bunde läßt ein Einlegen eines Spannbandes zu. Die Achse A_{1, 2} stellt die überein stimmende Mittelachse Bundbereiche dar.In Fig. 1 a bellows is shown with a first larger collar area 1 , a second collar area 2 and in between five retracted annular folds 3 , these annular folds are each delimited by opposite upper surface parts 4 , 5 . The collar 1 is provided for fixing on an outer joint part, the collar 2 for fixing on a shaft inserted into an inner joint part. The shape of the bundle allows the insertion of a strap. The axis A _{1, 2} represents the coincident central axis of the collar areas.

In Fig. 2 ist unter Weglassung der Bundbereiche 1, 2 der Faltenbalg in verkürzter und gebeugter Stellung darge stellt. Die Mittelachse A₁ des ersten, nicht darge stellten Bundbereiches 1 und die Mittelachse A₂ des zweiten, nicht dargestellten Bundbereiches 2 sind zuein ander gebeugt, schneiden sich im Mittelpunkt M des nicht dargestellten Gelenks unter einem Winkel α von ca. 40°. Auf der Außenseite sind die Ringfalten 3 im wesentlichen noch erkennbar, während sie auf der Innenseite zusammen gedrückt sind, so daß gegenüberliegende Flächen 4, 5 be rührend aneinanderliegen. Bei umlaufender Drehbewegung entstehen hierbei aufgrund der in Achsrichtung un symmetrischen Form auch Relativbewegungen und Reibung. Es wird vorausgesetzt, daß der hier gezeigte Faltenbalg eine erfindungsgemäße Beschichtung aufweist, die die Reibung reduziert.In Fig. 2, omitting the collar areas 1 , 2 of the bellows in a shortened and bent position Darge provides. The central axis A _{1 of} the first collar region 1 , not shown, and the central axis A _{2 of} the second collar region 2 , not shown, are bent towards one another, intersect at the center M of the joint, not shown, at an angle α of approximately 40 °. On the outside, the annular folds 3 are still essentially recognizable while they are pressed together on the inside, so that opposite surfaces 4 , 5 are touching each other. With a rotating motion, relative movements and friction also occur due to the non-symmetrical shape in the axial direction. It is assumed that the bellows shown here has a coating according to the invention which reduces the friction.

Claims

1. bellows made of elastic material to cover a joint space filled with lubricant of a joint, in particular a rotating circumferential joint with strong diffraction, in which the outer upper surface of the bellows folds in contact with strong diffraction has a coating, characterized in that the coating made of poly -alpha-olefins.

2. bellows made of elastic material according to claim 1, characterized, that the coating consists of poly-alpha-olefin oils.

3. bellows made of elastic material according to claim 1, characterized, that the coating of poly-alpha-olefin wax consists.