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Schmiereinrichtung für einen Mechanismus, bei welchem ejn Kolben in einem Zylinder gleitverschiebbar ist
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmiereinrichtung für einen Mechanismus, bei welchem ein
Kolben in einem Zylinder gleitverschiebbar ist. Ein Beispiel für einen solchen Mechanismus, bei welchem der Kolben nicht nur im Zylinder gleitet, sondern mit demselben umläuft, ist die Feder-Nut-Gleitver- bindung der Antriebswelle eines Kraftfahrzeuges.
Bei der üblichen Anordnung der Gleitverbindung einer Antriebswelle ist zwischen dem mit Rippen oder Federn versehenen Wellenteil (der den vorgenannten Kolben bildet) und dem genuteten Joch des Uni- versalgelenkes (das den vorerwähnten Zylinder darstellt) mit Hilfe eines Filzringes eine Abdichtung ge- schaffen, der am Aussenende des Joches sitzt und durch einen geschlitzten Druckring sowie eine Schrau- benzwinge festgehalten ist. Das innere Ende der Jochbohrung ist durch eine Platte abgeschlossen, damit das Schmiermittel am Austreten und Fremdkörper am Eintreten verhindert sind.
Um jedoch die Kompres- sion zu vermeiden, die ansonsten beim geschlossenen Ende des Joches auftreten müsste, sobald sich der mit den Federn versehene Wellenteil gegen das geschlossene Ende zu bewegt, muss die Abschlussplatte mit einem kleinen Loch versehen werden ; dadurch wird wohl die Komprimierung der Luft verhindert, doch kann auch durch dieses Loch Schmiermittel austreten und Fremdkörper können eindringen, Umstände, die als Nachteil zu werten sind.
Diese Nachteile der üblichen Ausbildung der Feder-Nut-Gleitverbindung zu beseitigen, ist unter an- derem ein Zweck der Erfindung, der allgemein in der Schaffung einer besseren Schmiereinrichtung für einen Mechanismus besteht, der einen in einem Zylinder gleitenden Kolben enthält. Ausserdem bezweckt die Erfindung, solche Mechanismen mit Fett packen zu können, so dass diese während ihrer ganzen Ar- beitsdauer keiner weiteren Schmierung bedürfen.
Es ist ferner auch schon vorgeschlagen worden, Feder-Nut-Gleitverbindungen bei Antriebswellen von
Kraftfahrzeugen mit einem die Welle umgebenden Torsionsrohr zu versehen, wobei der Raum zwischen
Torsionsrohr und Welle mit Schmieröl gefüllt ist und auf einer oder beiden Seiten balgartige Abschlussbe- hälter zwischen dem Rohr und der Welle angeordnet sind.
Weiters ist es bekannt, hin-und hergehende Maschinenteile, beispielsweise die Ventilspindel einer
Dampfmaschine, gegen äusseren oder inneren Druck durch einen Federbalg aus Metall oder Gummi abzu- dichten, der einerseits an die Spindel, anderseits an das feststehende Gehäuse dicht angeschlossen ist.
Diese beiden Ausführungen dienen einem völlig andern Zweck als die Erfindung und ähneln der erfin- dungsgemässen Schmiereinrichtung nur insoferne, als auch bei ihnen ein Schmiermittelbehälter bzw. ein
Abschlussbalg zwischen einem äusseren Lagerteil und einem darin beweglichen Gleitstück vorgesehen sind.
Allen diesen bekannten Bauformen gegenüber ist die erfindungsgemässe Schmiereinrichtung für einen
Mechanismus, bei welchem ein Kolben in einem Zylinder gleitverschiebbar und zwischen Kolben und
Zylinder ausserhalb des letzteren ein Schmiermittelbehälter vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Zylinders vollkommen abgeschlossei und der Schmiermittelbehälter mit dem abgeschlosse- nen Zylinderende in Verbindung steht, so dass bei Bewegung des Kolbens gegen das geschlossene Zylin- derende Luft und Schmiermittel von diesem Ende in den Schmiermittelbehälter übertritt und bei Bewe- gung des Kolbens in verkehrter Richtung zum geschlossenen Zylinderende zurückkehrt.
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Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist diese Schmiereinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelbehälter einen veränderbaren Fassungsraum aufweist, dessen jeweilige Grösse der jewei- ligen Grösse des Spiel- oder Zwischenraumes zwischen Kolben und Zylinder angepasst ist und sich in ver- kehrtem Sinne zu letzterem ändert.
Ist dabei der Schmiermittelbehälter aus einem Faltenbalg gebildet, dessen Enden an den Kolben bzw. an das offene Ende des Zylinders dicht angeschlossen sind, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Faltenbalg zu einem teilweise zusammengeklappten bzw. zusammengeschobenen Zustand vorgeformt, in welchen er nach einer axialen Streckung selbsttätig zurückkehrt. Dabei kann der Faltenbalg, wie an sich bekannt, eine einzige Windung aufweisen. Es ist aber nach der Erfindung auch möglich, dass der Fal- tenbalg eine Anzahl von Windungen und schraubenförmige Gestalt aufweist, um einen freien Durchgangs- weg von einem zum andern Ende zu schaffen.
Erfolgt die Anwendung der Schmiereinrichtung auf einen Mechanismus, bei welchem der Kolben im
Zylinder nicht nur gleitet, sondern mit diesem unter Drehverbindung umläuft, z. B. auf ein Universalge- lenk einer Kraftfahrzeug-Antriebswelle, ist sie gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur zentrischen
Halterung des Balges bezüglich der Kolbenachse in allen gegenseitigen Stellungen von Kolben und Zylinder, so dass das in ihm enthaltene Schmiermittel während des Umlaufens keine Unwucht erzeugt. Dabei ist es z. B. zweckmässig, wenn der Scheitel der Windung zur Erzeugung einer Zentrierwirkung zur Kol- benachse verdickt ist und bzw. oder wenn die inneren Scheitelwindungen des Faltenbalges an der zylin- drischen Kolbenoberfläche anliegen.
Gemäss der letztgenannten Ausführungsform kann in die inneren
Windungen des Faltenbalges eine Schraubenfeder eingeformt sein.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher beschrieben, die drei beispielsweise Ausführun- gen der Erfindung im Zusammenhang mit der üblichen Anordnung eines Universalgelenkes und einer
Gleitverbindung darstellt, wobei die Gleitverbindung am vorderen Ende der Antriebswelle eines Fahrzeu- ges untergebracht ist.
In der Zeichnung ist Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise ein axialer Schnitt durch eine Ausführungsform ; Fig. 2 ein Querschnitt durch einen Balg gemäss Einrichtung nach Fig. 1, jedoch in grösserem Massstab ; Fig. 3 eine im wesentlichen der Fig. 1 gleichende Ansicht einer weiteren Ausführungsform ; Fig. 4 ein Querschnitt durch einen Balg gemäss Fig. 3 in grösserem Massstab und Fig. 5 eine Ansicht ähnlich der Fig. 3 einer andern Ausgestaltung.
In Übereinstimmung mit der üblichen Praxis und wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Feder-Nut-Gleitverbindung 1 jeder Ausführung am Ende eines Teiles 2 der Antriebswelle vorgesehen. Das mit Nuten ausgestaltete Joch 3 des vorderen Universalgelenkes ist, wie üblich, am inneren Ende seiner Bohrung durch eine Platte 4 abgeschlossen, aber im Gegensatz zur üblichen Praxis fehlt das Luftloch.
Ebenfalls entgegen der üblichen Praxis ist das andere Ende des Joches 3 mit keinem Filzring, geschlitzten Druckring und Schraubenzwinge versehen, um eine Abdichtung rund um den genannten vorspringenden Teil der Welle 2 zu bilden, deren mit Federn versehener Abschnitt 1 innerhalb der genuteten Bohrung 5 des Joches 3 verschiebbar ist.
Bei jeder der dargestellten Ausführungsformen ist das eine Ende 9 eines Balges 6 mittels eines Klemmringes 7 am Joch 3, das andere Balgende 10 am federlosen Teil der Antriebswelle 2 mittels eines Klemmringes oder Bundes 8 dicht angeschlossen. Der Balg 6 ist zu einem in axialer Richtung teilweise zusammengeschobenen bzw. zusammengeklappten Zustand vorgeformt, in welchen er nach einer axialen Streckung selbsttätig zurückkehrt. Es liegt auf der Hand, dass der Balg bei den in den Fig. 2 und 4 gezeigten Anordnungen rund um den Teil 2 eine grössere Luftmenge einschliesst als in axial gestrecktem Zustand. Bei Bewegung des Teiles 1 gegen das geschlossene Ende der Bohrung 5 werden Luft und Schmiermittel entlang der Federn und in den Balg 6 hinein verdrängt.
Eine Umkehrung der Bewegung der Luft und des Schmiermittels findet statt, wenn sich der Teil 1 wieder aus dem Joch 3 nach aussen bewegt.
Der Balg 6 ist bei sämtlichen Ausführungen mit rohrförmigen, zylindrischen Endstücken 9 und 10 ausgebildet, deren Innendurchmesser für den dichten Anschluss an die Aussenflächen des Joches 3 und des Wellenteiles 2 geeignet ist. An seinem inneren Ende besitzt der Balg 6 nach den Fig. 1 und 2 einen radial nach innen gerichteten Flansch 11, der sich an das offene Ende des Joches anlegt und dessen axiale Stellung während des Zusammenbaues des Aggregates sichert. Die Endstücke 9 und 10 des Balges sind durch eine einzige Windung 12 miteinander verbunden. Der Scheitel dieser Windung ist bei 13 verdickt, um eine Zentrierwirkung zur Achse des Wellenteils 2 zu erzeugen, so dass das Schmiermittel im Inneren des Balges 6 während des Umlaufes der Antriebswelle keine Unwucht bildet.
Bei dem Balg 6 der Ausführungen nach den Fig. 3, 4 und 5 sind die Endstücke 9 und 10 durch einen Abschnitt 14 verbunden, der eine Anzahl von Windungen enthält. Eine derartige Ausbildung schafft eine
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im axialen Sinne lange Kammer für die Aufnahme einer beträchtlichen Menge Schmiermittel bei verhältnismässig kleinem Aussendurchmesser. Damit der Balg in bezug auf die Achse der Welle 2 genau zentriert wird, ist der Abschnitt mit Windungen derart gestaltet, dass deren Füsse knapp an der zylindrischen Oberfläche des Wellenteils 2 anliegen. Es ist auch notwendig, von einem zum andern Ende des Abschnittes 14 des Balges einen Luftkanal zu schaffen ; um beiden Erfordernissen zu entsprechen, weist der Balgabschnitt 14 Schraubenlinienform auf und hat in den Windungsfüssen eine Schraubenfeder 15 eingebettet.
Zur Einlagerung dieser Feder 15 sind die Schraubenfüsse bei 16 verdickt.
Um die Wanderung von Luft und Schmiermittel vom geschlossenen Ende des genuteten Joches 3 zum Balg und umgekehrt zu erleichtern, ist bei der Ausführung nach Fig. 5 eine der Federn, z. B. bei 17, fortgelassen. Auf diese Weise wird ein Durchgangsweg von grösserem Querschnitt erhalten, als er sonst durch den normalen Spielraum zwischen Federn und Nuten besteht. Diese Massnahme kann natürlich auch bei allen andern Ausführungsformen getroffen werden.
Die Anordnung ist bei allen Ausführungsbeispielen derart, dass die Summe der Volumina der Zwischenräume zwischen den Rippen oder Federn 1 und dem geschlossenen Ende der Bohrung 5 im Joch 3 und zwischen den vorragenden Federn samt Wellenteil 2 und dem Balg 6 im wesentlichen stets die gleiche ist, unabhängig von der relativen axialen Stellung von Wellenteil 2 und Joch 3.
Der mitFedern versehene Teil l der Welle 2 hat bei der Ausführung nach Fig. 5 den gleichen Aussendurchmesser wie der federlose Teil, so dass dieser Teil 1 aus dem Joch 3 in den Balgabschnitt 14 hineingezogen werden kann. Bei der Ausführung nach Fig. 3 hat jedoch der mit Federn versehene Teil 1 einen grösseren Aussendurchmesser als der federlose Teil der Welle 2, so dass, sollte der Teil 1 vom Joch abgezogen werden, er den Balgabschnitt 14 beschädigen würde. Um dies zu verhindern, ist eine kreisförmige Lippe 17'nächst dem Aussenende der Bohrung b vorgesehen, auf welche das hintere Ende des Teiles 1 auftreffen würde und so den Abzug vom Joch 3 verhindert.
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