MUELLER KARL-HEINZ (DE)
SCHAFFERUS THOMAS (DE)
WETTE JOACHIM (DE)
MUELLER KARL HEINZ (DE)
SCHAFFERUS THOMAS (DE)
DE19544911A1 | 1996-06-05 | |||
US4860665A | 1989-08-29 | |||
EP0470823A2 | 1992-02-12 | |||
DE3930388A1 | 1991-03-21 | |||
DE4037482A1 | 1992-05-27 | |||
DE19544911A1 | 1996-06-05 | |||
DE4037482A1 | 1992-05-27 |
1. | Rollbalg zur Abdichtung eines Drehgelenks, mit einem ersten Bund gröBeren Durchmessers zum Festlegen auf einem Gelenk auBenteil des Drehgelenks und mit einem zweiten Bund klei neren Durchmessers zum Festlegen auf einer Welle an einem Gelenkinnenteil des Drehgelenks und einer halbtorusförmi gen, die Bunde verbindenden Balgwandung, wobei der Rollbalg ein SpritzgieBoder Blasformerzeugnis dar stellt, der Rollbalg aus einem thermoplastischen Elastomer besteht, und das Elastomer zu einem Grad zwischen 15 und 85 % irreversi bel vernetzt ist. |
2. | Rollbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB das Elastomer ein solches auf Esterbasis ist. |
3. | Rollbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daB das Elastomer zu einem Grad zwischen 45 und 65 % vernetzt ist. |
4. | Verfahren zur Herstellung eines Rollbalgs nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Rollbalg aus unvernetztem thermoplastischen Elasto mer mittels SpritzgieBen oder Blasformen ausgeformt wird und durch eine Nachbehandlung das Elastomer zu einem Grad zwischen 15 und 85 % irreversibel vernetzt wird. |
5. | Verfahren zur Herstellung eines Rollbalgs nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daB die Vernetzung durch ßoder yBestrahlung erzeugt wird. |
Insbesondere bei Gelenkanwendungen mit hoher Drehzahl sind Roll- bälge den ebenfalls bekannten Faltenbälgen vorzuziehen, da sie weniger empfindlich gegen die Einwirkung hoher Fliehkräfte sind und auch unter dem Einfluß der Fettfüllung des Gelenkes form- stabil bleiben. Ein Rollbalg dieser Art ist aus der DE 195 44 911 A1 bekannt. Ein Faltenbalg aus thermoplastischem Elastomer ist in der DE 40 37 482 A1 beschrieben.
Bei fortschrittlichen Gelenkkonstruktionen, die bei hohen Dreh- zahlen auch hohe Beugewinkel zulassen, haben sich bisher einge- setzte Rollbälge aus Gummi als unzureichend erwiesen. Aufgrund der inneren Wärmeentwicklung im Gelenk sind hierbei ausreichende Standzeiten des Rollbalges nicht mehr möglich. Gummi ist nicht ausreichend beständig gegen das Fett der Fettfüllung. Ein Kon- takt mit dem Fett ist jedoch aufgrund eines hohen erforderlichen Füllungsgrades unvermeidlich.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rollbalg bereitzustellen, der extremen Belastun- gen, d. h. sehr hohen Beugewinkeln auch bei hohen Drehzahlen über die gesamte Gelenklebensdauer bei üblichen Lastkollektiven standhält.
Die Lösung hierfür umfaßt die Kombination der Merkmale : -der Rollbalg stellt ein Spritzgieß-oder Blasformerzeugnis dar, der Rollbalg besteht aus einem thermoplastischen Elastomer, -das Elastomer ist zu einem Grad zwischen 15 und 85 % irre- versibel vernetzt.
Wesentlich für die gewünschte Formstabilität auch bei hohen Drehzahlen und hohen Beugewinkeln ist die Verwendung eines ther- moplastischen Elastomers beim Spritzgießen oder Blasformen und die anschlieBende irreversible Vernetzung des eingesetzten ther- moplastischen Elastomers im Bereich eines Vernetzungsgrades zwischen 15 und 85 %. Durch diese Vernetzung der Moleküle, d. h. eine Vernetzung chemischer Natur, verliert das Elastomer seine thermoplastische Eigenschaft. Gegenüber unvernetztem thermopla- stischem Elastomer gibt die irreversible Vernetzung einen wirk- samen Schutz gegen unerwünschte Verformungen bei zeitweilig hohen Betriebstemperaturen des Rollbalges. Der erfindungsgemäBe Rollbalg kann somit schadensfrei erhöhten Belastungen, d. h. hohen Drehzahlen bei hohen Beugewinkeln, auch unter Temperatur- erhöhung des Materials unterworfen werden, ohne daB hierbei Schäden oder Ausfälle eintreten. Das Material erhält eine höhere Dauerfestigkeit gegen Ermüdung. Bei einem Übergang vom Blasform- verfahren auf das SpritzgieBverfahren läßt sich der Rollbalg mit erhöhter Präzision, insbesondere mit exakt eingehaltener Wand- stärke herstellen, so daB der EinfluB von Unwuchten wesentlich reduziert werden kann. Im Hinblick auf die angestrebten hohen Drehzahlen ist dies von besonderer Bedeutung.
Die erfindungsgemäBe Vernetzung ist durch chemische oder ther- mische Verfahren oder insbesondere durch Bestrahlung des SpritzgieBteils mit ß-oder y-Strahlen herzustellen. Das Ver- netzen von Polymeren und Kautschuk unter dem EinfluB energie- reicher Strahlung ist als solches bekannt, z. b. durch G.
Schreier, Konstruieren mit Kunststoffen, München, 1972.
Als bevorzugte thermoplastische Elastomere, die die erforderli- chen Festigkeitseigenschaften haben und die in der gewünschten Weise vernetzbar sind, werden solche auf Esterbasis vorgeschla- gen.
Als besonders bevorzugte Bereiche des Vernetzungsgrades können Werte von 45 bis 65° angegeben werden, bei denen einerseits die Flexibilität des Rollbalges noch ausreichend groB ist, anderer- seits die verbesserten Eigenschaften hinsichtlich mechanischer Belastbarkeit und Temperaturbeständigkeit wesentlich gesteigert sind.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäBen Rollbalgs und geeignete Verfahren zu seiner Herstellung sind in den Unter- ansprüchen genannt, auf die hiermit Bezug genommen wird.
Ein erfindungsgemäBer Rollbalg wird nachstehend anhand einer Zeichnung erläutert.
In einem Längsschnitt ist ein Quadripode-Gelenk 1 mit einer eingesteckten Welle 2 und einem Rollbalg 3 gezeigt. Der Rollbalg hat in üblicher Weise einen äußeren Bund 4, der wulstförmig ist und der mit einem Haltering 5 an einem Ringteil 6 eingeklemmt ist. Dieses Ringteil 6 ist wiederum auf dem GelenkauBenteil 7 des Quadripode-Gelenks 1 aufgeklemmt. Das GelenkauBenteil 7 hat einen Flansch 8 zum AnschluB an ein erstes AnschluBteil.
Ein zweiter Bund 9 des Rollbalgs ist mittels eines Spannbandes 10 auf der Welle 1 festgelegt. Diese Welle 1 ist in das Gelen- kinnenteil 11 des Gelenks 1 eingesteckt. Der erste Bund 4 und der zweite Bund 9 werden über eine im wesentlichen gleichmäBig dicke halbtorusförmige Balgwandung 12 miteinander verbunden, die das Gelenk somit wellenseitig abdichtet. Die Form des Rollbalges ist im wesentlichen übereinstimmend mit Rollbälgen nach dem Stand der Technik. Der erfindungsgemäBe Rollbalg wird in der dargestellten Form als SpritzgieBerzeugnis hergestellt.