-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine für eine Antriebsachse eines Fahrzeugs, insbesondere Traktors, geeignete Gelenklageranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Eine gattungsgemäße Gelenklageranordnung ist aus der
DE 10 2009 053 095 A1 bekannt. Die Vorderachse einer landwirtschaftlichen Zugmaschine ist hierbei mittels eines als Gleitlager ausgebildeten Gelenklagers an einem Rahmenteil der Zugmaschine gelagert. Innerhalb der Vorderachse ist eine wälzgelagerte Antriebswelle angeordnet. Als Pendelbewegungen der Vorderachse ausgleichende Dichtung ist eine Faltenbalg-Dichtmanschette vorgesehen.
-
Weitere Lageranordnungen für angetriebene Fahrzeugachsen, die Pendelbewegungen ausführen können, sind zum Beispiel aus der
DE 41 29 715 A1 sowie aus der
DE 1 780 153 A bekannt.
-
Aus der
DE 10 2004 014 774 A1 ist ein Gelenklager für ein Schienenfahrzeug bekannt, welches einen Innenring mit sphärischer Lagerfläche sowie einen diesen aufnehmenden Außenring aufweist, der aus zwei ringförmigen Außenringteilen aufgebaut ist, zwischen welchen ein umlaufender Spalt eingehalten ist. Jedes Außenringteil ist durch eine Tellerfeder abgestützt, sodass sich das Gelenklager automatisch nachstellt. Ein weiteres Gelenklager mit mehrteiligem, automatisch nachstellendem Außenring ist zum Beispiel aus der
DE 36 12 949 A1 bekannt.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gelenkige Achsaufhängung für ein Fahrzeug, insbesondere eine landwirtschaftliche Zugmaschine, gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere hinsichtlich Dauerhaltbarkeit, auch unter rauen Einsatzbedingungen, weiterzuentwickeln.
-
Beschreibung der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine eine Antriebsachse, insbesondere Vorderachse, eines Fahrzeugs lagernde Gelenklageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um eine landwirtschaftliche Maschine, eine Forstmaschine oder eine Baumaschine handeln. Die erfindungsgemäße Gelenklageranordnung ist auch für die Verwendung in reinen Straßenfahrzeugen geeignet.
-
Die Gelenklageranordnung umfasst
- – ein in einem Gehäuse drehgelenkig angeordnetes Hüllrohr,
- – eine innerhalb des Hüllrohres wälzgelagerte Antriebswelle,
- – ein Gleitlager, welches
– einen relativ zum Hüllrohr festen, eine konvexe Gleitfläche aufweisenden Gleitlagerinnenring, sowie
– eine den Gleitlagerinnenring lagernde konkave Gleitfläche im Gehäuse aufweist,
- – eine flexible Abdichtung zwischen dem Hüllrohr und dem Gehäuse,
wobei das Gleitlager ein wartungsfreies, nachstellbares Gelenklager ist.
-
Die Nachstellbarkeit des Gelenklagers ist vorzugsweise dadurch hergestellt, dass die Gleitfläche im Gehäuse durch zwei eine gemeinsame Symmetrieachse aufweisende Gleitlageraußenringe gebildet ist. Um die Gleitlageraußenringe in Axialrichtung, bezogen auf ihre Symmetrieachse, zueinander verschieben zu können, das heißt den Abstand zwischen den Gleitlageraußenringen einstellen zu können, ist in bevorzugter Ausgestaltung ein ringförmiges, eine Stirnseite eines Gleitlagerrings kontaktierendes Gehäuseteil vorgesehen, welches gegenüber einem zweiten Gehäuseteil axial verstellbar ist, das eine zylindrische Innenoberfläche aufweist und beide Gleitlagerringe aufnimmt. Die Abdichtung zwischen dem Hüllrohr und dem Gehäuse kann durch zwei flexible Abdichtungen erfolgen, welche zum einen zwischen dem Hüllrohr und dem ringförmigen, verstellbaren Gehäuseteil und zum anderen zwischen dem Hüllrohr und dem zweiten, die Gleitlagerringe aufnehmenden Gehäuseteil abdichten.
-
Das Hüllrohr, welches drehgelenkig im Gehäuse gelagert ist, ist vorzugsweise aus zwei Hüllrohrstücken zusammengesetzt, welche beide vom Gleitlagerinnenring umgeben sind und jeweils zu einer Seite des Gelenklagers aus diesem herausragen. Ein die Antriebswelle im Hüllrohr lagerndes Wälzlager ist bevorzugt in einem der Hüllrohrstücke, asymmetrisch zum Gelenklager, angeordnet. Das Wälzlager kann als mehrreihiges Lager, insbesondere als zweireihiges Kugellager oder Kegelrollenlager, ausgebildet sein.
-
Die flexible Abdichtung, welche das Hüllrohr der Vorderachse gegen das Gehäuse abdichtet, ist vorzugsweise als mehrfache Abdichtung ausgebildet. Die Abdichtung mit mehreren hintereinander geschalteten Dichtungen ist hierbei in der Lage, Schwenk-, Kipp- und Nickbewegungen des Hüllrohres und damit der angetriebenen Fahrzeugachse aufzunehmen.
-
Gemäß einer ersten Variante der Abdichtung umfasst diese eine Radialwellendichtung sowie eine Faltenbalgdichtung. Bei einer Radialwellendichtung handelt es sich um eine Dichtung, welche zur Abdichtung einer rotierenden Welle gegenüber einem feststehenden Gehäuse geeignet ist. Obwohl im vorliegenden Fall eine solche Rotation nicht gegeben ist, sondern lediglich begrenzte Bewegungen des Hüllrohres gegenüber dem Gehäuse auftreten, hat sich die Verwendung eines Radialwellendichtrings als innere der beiden hintereinandergeschalteten Dichtungen als besonders vorteilhaft herausgestellt. Ein Dichtungsverschleiß spielt aufgrund der im Vergleich zu rotierenden Wellen sehr geringen Relativbewegungen der zueinander abzudichtenden Teile im vorliegenden Fall nur eine untergeordnete Rolle.
-
Eine zweite Variante der flexiblen Abdichtung umfasst zusätzlich zu einer Radialwellendichtung eine dieser vorgesetzte, am Gehäuse befestigte unnachgiebige oder nahezu unnachgiebige Scheibe, sowie einen diese Scheibe kontaktierenden, am Hüllrohr befestigten V-Dichtring. Auch in dieser Variante ist damit eine zweifache Abdichtung gegeben, welche das wartungsfreie Gelenklager dauerhaft vor Wasser und Schmutz sowie Stoffen wie Ölen, Kraftstoffen, Düngemitteln, Pflanzenschutzmitteln oder Kühlmitteln schützt.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
-
1 in einer Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Gelenklageranordnung für eine Antriebsachse, nämlich Vorderachse, eines Fahrzeugs,
-
2 in einer Ansicht analog 1 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gelenklageranordnung für eine Antriebsachse eines Fahrzeugs.
-
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
-
Die nachfolgenden Ausführungen gelten, soweit nicht anders vermerkt, für beide Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder gleichwirkende Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Gelenklageranordnung dient der Lagerung einer gefederten, angetriebenen, in den Figuren nur andeutungsweise dargestellten Vorderachse einer Landmaschine, nämlich eines Traktors. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion der Gelenklageranordnung 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.
-
Innerhalb eines Vorderachsantriebsgehäuses 2 befindet sich eine Antriebswelle 3, welche mittels eines Wälzlagers 4, nämlich eines zweireihigen Kugellagers, in einem Hüllrohr 5 gelagert ist, das die Hauptkomponente des Vorderachsantriebsgehäuses 2 darstellt und aus zwei Hüllrohrstücken 6, 7, das heißt Gehäuseteilen, gebildet ist. Die Antriebswelle 3 treibt in nicht dargestellter Weise ein Differenzialgetriebe in der Vorderachse der Landmaschine an.
-
Das Hüllrohr 5 ist als Ganzes gelenkig in einem Gehäuse 8 gelagert, welches sich an dem Fahrzeug befindet. Zur Lagerung des Hüllrohrs 5 und damit des gesamten Vorderachsantriebsgehäuses 2 im Gehäuse 8 ist ein wartungsfreies Gelenklager 9 vorgesehen, welches einen einzigen Gleitlagerring 10 als Innenring sowie zwei Gleitlagerringe 11, 12 als Außenringe aufweist. Die Symmetrieachse des Gelenklagers 9 ist der mit R bezeichneten Rotationsachse der Antriebswelle 3 identisch.
-
Der Gleitlagerinnenring
10 weist einen zylindrischen Innenumfang auf, mit dem er teilweise das erste Hüllrohrstück
6 und teilweise das zweite Hüllrohrstück
7 umschließt. Eine konische Ausführung des Innenumfangs des Gleitlagerinnenrings
10 ist ebenfalls möglich. Der Außenumfang des Gleitlagerinnenrings
10 ist als konvexe Gleitfläche
13 gestaltet, welche in konkaven Gleitflächen
14, die jeweils am Innenumfang der Gleitlageraußenringe
11,
12 ausgebildet sind, gelagert ist. Die Lagermaterialien der Gleitlagerringe
10,
11,
12 sind auf einen wartungsfreien Betrieb des Gelenklagers
9 abgestimmt. Insbesondere können Festschmierstoffe im Gelenklager
9 zum Einsatz kommen, wie prinzipiell zum Beispiel aus der
DE 10 2006 004 759 A1 bekannt.
-
Die beiden Gleitlageraußenringe 11, 12 sind durch einen Spalt 15, in welchem sich die Symmetrieebene des Gelenklagers 9 befindet, voneinander beabstandet. Der erste, in den Anordnungen nach den 1 und 2 jeweils linke Gleitlageraußenring 11 schlägt an einem radial nach innen gerichteten Bord 16 des Gehäuses 8 an. Dagegen ist die axiale Position des zweiten Gleitlageraußenrings 12 nicht durch einen Anschlag fest vorgegeben. Vielmehr kontaktiert der zweite Gleitlageraußenring 12 an dessen äußerer Stirnseite ein ringförmiges Gehäuseteil 17, welches eine Komponente des Gehäuses 8 bildet. Eine zweite, größere Komponente des Gehäuses 8 ist gebildet durch ein Gehäuseteil 18, an welchem sich der Bord 16 befindet und in welchem beide Gleitlageraußenringe 11, 12 radial und teilweise axial gehalten sind. Der Innenumfang des Gehäusteils 18 ist ebenso wie die Außenumfänge der Gleitlageraußenringe 11, 12 zylindrisch. Um eine Nachstellung des Gelenklagers 9 bei Verschleiß zu ermöglichen, kann das erste, ringförmige Gehäuseteil 17 gegenüber dem zweiten Gehäuseteil 18 etwas in Axialrichtung, bezogen auf die Rotationsachse R, verschoben werden. Zu diesem Zweck ist ein ringförmiger Justierspalt 19 zwischen den beiden Gehäuseteilen 17, 18 vorgesehen.
-
Das Gelenklager 9, welches Kräfte in radialer und axialer Richtung aufnehmen kann, ist vor Umwelteinflüssen durch eine flexible, mehrfache Abdichtung 20 geschützt. In beiden Ausführungsbeispielen sind innere Dichtelemente der Abdichtung 20 durch Radialwellendichtringe 21, 22 gebildet. Ein erster, in den Figuren jeweils links angeordneter Radialwellendichtring 21 ist hierbei dichtend zwischen dem ersten Hüllrohrstück 6 und dem zweiten, breiteren Gehäuseteil 18 angeordnet. Der zweite Radialwellendichtring 22 dichtet jeweils zwischen dem zweiten Hüllrohrstück 7 und dem ersten, ringförmigen, verstellbaren Gehäuseteil 17 ab.
-
Die äußeren Komponenten der Abdichtung 20 sind im Ausführungsbeispiel nach 1 durch Faltenbalgdichtungen 23, 24 gegeben. Analog zu den Radialwellendichtringen 21, 22 dichtet hierbei die erste, in der Anordnung nach 1 linke Faltenbalgdichtung 23 zwischen dem ersten, linken Hüllrohrstück 6 und dem die Gleitlageraußenringe 11, 12 aufnehmenden Gehäuseteil 18 ab, während die zweite, rechte Faltenbalgdichtung 24 eine dichte und gleichzeitig nachgiebige Barriere zwischen dem rechten Hüllrohrstück 7 und dem ringförmigen Gehäuseteil 17 bildet. Beide Faltenbalgdichtungen 23, 24 greifen jeweils in eine Ringnut 25 ein, welche an der Oberfläche des ersten Hüllrohrstücks 6 beziehungsweise an der Oberfläche des zweiten Hüllrohrstücks 7 ausgebildet ist. In die auch als Balgnuten bezeichneten Ringnuten 25 wird bei der Montage der Faltenbalgdichtungen 23, 24 ein Schmierfett eingebracht. Auf der Seite des Gehäuses 8 ist ein fester Sitz der Faltenbalgdichtungen 23, 24 auf dem Gehäuseteil 18 beziehungsweise auf dem Gehäuseteil 17 vorgesehen, wobei die Faltenbalgdichtungen 23, 24 an ihren die Gehäuseteile 17, 18 kontaktierenden Rändern Versteifungsringe 26 aufweisen.
-
Im Ausführungsbeispiel nach 2 ist statt einer Faltenbalgdichtung ein V-Dichtring 27, 28 auf jeder Seite des Gelenklagers 9 als äußere Komponente der Abdichtung 20 vorgesehen. Jeder V-Dichtring 27, 28 ist fest auf einem Hüllrohrstück 6, 7 angeordnet und weist eine Dichtlippe 29 auf, welche an einer gehäusefesten Scheibe 30, 31 anliegt. Hierbei ist die in der Anordnung nach 2 linke Scheibe 30 am Gehäuseteil 18, in welchem sich die Gleitlageraußenringe 11, 12 befinden, und die rechte Scheibe 31 am ringförmigen Gehäuseteil 17, welches eine Nachstellung des Gelenklagers 9 ermöglicht, befestigt. Die auch als Haltebleche bezeichneten Scheiben 30, 31 können auf ihrer jeweiligen Innenseite auch eine Abstützung für die Radialwellendichtringe 21, 22 bilden. Eine Verschraubung der Scheiben 30, 31 am Gehäuse 8 ist durch eine Mikroverkapselung gesichert. Eine solche Sicherung ist auch bei sonstigen Verschraubungen innerhalb der Gelenklageranordnung 1 auf einfache Weise realisierbar. In radialer Richtung sind die am Gehäuse 8 angeschraubten Scheiben 30, 31 soweit vom Hüllrohr 5 beabstandet, dass eine ausreichende Beweglichkeit des Hüllrohrs 5 relativ zum Gehäuse 8 erhalten bleibt.
-
Insgesamt ist sowohl in der Ausführungsform gemäß 1 als auch in der Ausführungsform gemäß 2 die Gelenklangeranordnung 1 durch die mehrfache flexible Abdichtung 20 dauerhaft vor allen im bestimmungsgemäßen Betrieb zu erwartenden Umgebungseinflüssen geschützt. Eine Nachschmierung des Gelenklagers 9 ist nicht vorgesehen. Während die konvexe Gleitfläche 13 des Gleitlagerinnenrings 10 durch ein Stahlteil bereitgestellt wird, sind die durch die Gleitlageraußenringe 11, 12 gebildeten konkaven Gleitflächen 14 vergleichsweise nachgiebig und hierbei auf gute Gleiteigenschaften ausgelegt. Insbesondere können die Gleitflächen 14 durch Beschichtungen gebildet sein, welche Buntmetalle und/oder Kunststoffe, insbesondere PTFE, aufweisen. Eventueller Abrieb der Gleitflächen 14 verbleibt entweder in dem zwischen den Gleitlagerringen 11, 12 gebildeten Spalt 15 oder in den durch die Radialwellendichtringe 21, 22 abgedichteten Räumen. Damit können in Form von Abrieb vorliegende Partikel erneut zwischen die Gleitflächen 13, 14 geraten und dort als Festschmierstoff fungieren.
-
Das Gelenklager 9 ermöglicht eine Verschwenkung der Vorderachse relativ zum Gehäuse 8 um mehrere Grad. Unabhängig hiervon ist innerhalb des Hüllrohrs 5 des Vorderachsantriebsgehäuses 2 eine zumindest geringfügige Verschwenkung der Antriebswelle 3 möglich. Das Gehäuse 8 ist nicht notwendigerweise starr am Fahrzeugrahmen befestigt; vielmehr kann es sich bei dem Gehäuse 8 um eine Fahrwerkskomponente handeln, welche über eine Federung am Fahrzeug angelenkt ist. In jedem Fall ist die wartungsfreie Gelenklageranordnung 1 kompakt aufgebaut, wobei sie sich im Vergleich zu ihrer Dimensionierung durch eine sehr hohe Belastbarkeit auszeichnet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gelenklageranordnung
- 2
- Vorderachsantriebsgehäuse
- 3
- Antriebswelle
- 4
- Wälzlager
- 5
- Hüllrohr
- 6
- Hüllrohrstück
- 7
- Hüllrohrstück
- 8
- Gehäuse
- 9
- Gelenklager
- 10
- Gleitlagerinnenring
- 11
- Gleitlageraußenring
- 12
- Gleitlageraußenring
- 13
- Gleitfläche
- 14
- Gleitfläche
- 15
- Spalt
- 16
- Bord
- 17
- Gehäuseteil
- 18
- Gehäuseteil
- 19
- Justierspalt
- 20
- Abdichtung
- 21
- Radialwellendichtring
- 22
- Radialwellendichtring
- 23
- Faltenbalgdichtung
- 24
- Faltenbalgdichtung
- 25
- Ringnut
- 26
- Versteifungsring
- 27
- V-Dichtring
- 28
- V-Dichtring
- 29
- Dichtlippe
- 30
- Scheibe
- 31
- Scheibe
- R
- Rotationsachse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009053095 A1 [0002]
- DE 4129715 A1 [0003]
- DE 1780153 A [0003]
- DE 102004014774 A1 [0004]
- DE 3612949 A1 [0004]
- DE 102006004759 A1 [0020]
