DE1267478B

DE1267478B - Universal joint

Info

Publication number: DE1267478B
Application number: DE19651267478
Authority: DE
Inventors: Friedrich Buthenhoff
Original assignee: Maybach Mercedes Benz Motorenbau GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1965-03-17
Filing date: 1965-03-17
Publication date: 1968-05-02

Description

Kreuzgelenk Die Erfindung bezieht sich auf ein Kreuzgelenk, dessen Zapfenkreuz vier Lagerzapfen mit je einem Schmiermittelraum sowie je einer Schmiermittelbohrung in jedem Lagerzapfen aufweist, die untereinander durch mit Federdruck absperrende Vorrichtungen verbindbar sind, wodurch das Rückfließen des Schmiermittels aus dem im Stillstand gerade oben befindlichen Lagerzapfen verhindert wird, und mit einer weiteren Bohrung in der Mitte des Zapfenkreuzes zur Zuführung von Schmiermittel.Universal joint The invention relates to a universal joint, the Journal cross four bearing journals, each with a lubricant space and a lubricant hole each has in each bearing pin, the interlocking with each other by spring pressure Devices are connectable, whereby the backflow of the lubricant from the at a standstill just above the bearing pin is prevented, and with a Another hole in the center of the cross member for the supply of lubricant.

Die Lagerstellen von Kreuzgelenken für die übertragung hoher Drehmomente erfordern infolge der meist hohen Lagerbelastung und der nur in einem kleinen Winkelbereich oszillierenden Bewegung der Lagerteile eine intensive Schmierung.The bearings of universal joints for the transmission of high torques require due to the mostly high bearing load and only in a small angular range oscillating movement of the bearing parts requires intensive lubrication.

Bei den meisten Kreuzgelenken sind im Zapfenkreuz Bohrungen in den Zapfenachsen angeordnet, die miteinander verbunden sind und denen an einer Stelle durch einen Schmiernippel mit einer Schmierpresse in bestimmten Zeitabständen Schmiermittel zugeführt wird. Das Schmiermittel tritt an der Zapfenstirnseite aus der Bohrung, versorgt hierbei die axialen Anlaufflächen der Zapfen und gelangt dann in das eigentliche Zapfenlager. Die Lagerbüchsen sind meist an der Stirnseite mit einem Boden versehen oder mit einem Deckel dicht verschlossen, und an der offenen Lagerbüchsenseite ist das Lager zwischen Büchse und Zapfen mit einer Wellendichtung abgedichtet. Die Dichtung soll das Eindringen von Schmutz und Fremdkörpern in das Lager und das Austreten des Schmiermittels aus dem Lager verhindern. Eine vollkommene Abdichtung an dieser Stelle, abgesehen davon, daß sie nur schwer zu verwirklichen ist, ist aber nicht erwünscht, da beim Abschmieren das verbrauchte Schmiermittel im Lager durch das neu zugeführte nach außen gedrückt werden soll.Most universal joints have holes in the journal cross Spigot axes arranged, which are connected to each other and those in one place lubricant through a grease nipple with a grease gun at certain intervals is fed. The lubricant emerges from the bore at the journal face, supplies the axial contact surfaces of the pins and then enters the actual Journal bearings. The bearing bushes are usually provided with a bottom on the front side or tightly closed with a lid and on the open side of the bearing bush the bearing is sealed between the bush and the journal with a shaft seal. The seal intended to prevent dirt and foreign bodies from entering the bearing and leaking out prevent the lubricant from leaving the bearing. A perfect seal on this Place, apart from the fact that it is difficult to achieve, is not desirable, as the lubricant used in the bearing by the newly supplied should be pressed outwards.

Auf den Schmiermittelvorrat wirkt bei sich drehendem Gelenk im Betrieb eine Fliehkraft und durch die verschiedenen Höhen der Schmiermittelsäulen, im Lager von der Zapfenstirnseite bis zum Dichtring und in der Zuführungsbohrung von der Zapfenstirnseite bis zum Gelenkmittelpunkt, wird das Schmiermittel im überdruck durch die Dichtung nach außen gedrückt. Besonders bei Gelenken größerer Abmessungen und bei höheren Drehzahlen hat sich gezeigt, daß nach kurzer Laufzeit der gesamte Schmiermittelvorrat verloren geht und in kurzen Abständen nachgeschmiert werden muß. Es besteht somit die Gefahr, daß die Lager durch Schmiermittelmangel beschädigt werden.The lubricant supply acts when the joint rotates during operation a centrifugal force and due to the different heights of the lubricant columns in the bearing from the journal face to the sealing ring and in the feed bore from the The end of the pin up to the joint center point, the lubricant is in excess pressure pushed outwards by the seal. Especially with joints of larger dimensions and at higher speeds it has been shown that after a short running time the entire Lubricant supply is lost and relubricated at short intervals got to. There is therefore a risk that the bearings will be damaged by a lack of lubricant will.

Beim Stillstand nach dem ersten Lauf fließt das durch die unvermeidliche Erwärmung der Gelenke dünnflüssig gewordene Schmiermittel aus den sich gerade oben befindenden Bohrungen in die Bohrungen darunter und füllt diese wieder ganz auf. Beim nächsten Lauf wird dann dieser überschuß durch die Fliehkraft wieder nach außen gedrückt. In die dabei leer gewordenen Bohrungen wird durch die Fliehkraft dann jedesmal Schmiermittel aus dem Lager gedrückt. Diese Vorgänge wiederholen sich bei jedem Arbeitsspiel »Lauf« -- »Stillstand«, bis fast das gesamte Schmiermittel durch die Dichtringe nach außen gewandert ist.At a standstill after the first run, this flows through the inevitable Warming of the joints thin lubricant from the just above located holes in the holes below and completely fills them up again. During the next run this excess is then again outwards by the centrifugal force pressed. The centrifugal force then moves into the holes that have become empty every time lubricant is pressed out of the bearing. These processes are repeated at every work cycle »run« - »standstill« until almost all of the lubricant is through the sealing rings have migrated to the outside.

In einem bekannten Gelenk ist in der Mitte des Zapfenkreuzes ein Schmiermittelvorratsraum und in jedem Lagerzapfen ein Schmiermittelraum angeordnet. Zwischen Vorratsraum und Schmiermittelräumen sind federbelastete Ventile angeordnet, die beim Abschmieren und durch Fliehkraft bei drehendem Gelenk Schmiermittel aus dem Vorratsraum in die Schmiermittelräume der Lagerzapfen durchtreten lassen.In a known joint there is a lubricant reservoir in the center of the cross member and a lubricant space is arranged in each journal. Between the pantry and lubricant chambers are arranged spring-loaded valves, which during lubrication and by centrifugal force when the joint rotates, lubricant from the storage space into the Let the lubricant spaces of the bearing journals pass through.

Diese Ventile verhindern zwar bei Stillstand des Gelenks ein Zurückfließen des Schmiermittels aus den Schmiermittelräumen der Lagerzapfen, jedoch kann bei drehendem Gelenk das Schmiermittel aus dem Vorratsraum das sich in den Schmiermittelräumen der Lagerzapfen befindliche durch die Lagerdichtungen nach außen verdrängen. Außerdem erfordern die vier Ventile mit ihren Ventilsitzen einen beträchtlichen Herstellungsaufwand.These valves prevent backflow when the joint is at a standstill of the lubricant from the lubricant chambers of the bearing journals, however, at rotating joint the lubricant from the storage space in the lubricant spaces the bearing journals displace outwards through the bearing seals. aside from that require the four valves with their valve seats a considerable manufacturing effort.

In einer anderen bekannten Ausführung eines Kreuzgelenkes ist ebenfalls in der Mitte des Zapfenkreuzes ein Schmiermittelvorratsraum mit einem im Kreuzungspunkt der vier Schmiermittelkanäle befindlichen Ventil angeordnet. Dieser Schmiermittelvorratsraum ist immer mit Schmiermittel gefüllt. Die vier Schmiermittelkanäle stehen miteinander in Verbindung und werden durch das in deren Kreuzungspunkt angeordnete Ventil nicht gegeneinander, sondern nur gegenüber dem Schmiermittelvorratsraum abgesperrt. Beim Betrieb des Kreuzgelenkes läßt das Ventil, bedingt durch Schwingungen, Schmiermittel aus dem Vorratsraum in die Schmiermittelkanäle und somit an die Lagerzapfen gelangen. Dadurch ist es möglich, daß solche Mengen des Schmiermittels an die Lagerzapfen gelangen, daß durch die Fliehkraft größere Mengen herausgeschleudert werden und somit ein hoher Schmiermittelverbrauch entsteht. Ebenso ist es im Stillstand des Kreuzgelenkes möglich, daß Schmiermittel aus dem gerade oben stehenden Schmiermittelkanal in den unten stehenden fließt und beim nächsten Lauf dieser Schmiermittelüberfiuß durch die Fliehkraft nach außen gedrückt wird.In another known embodiment of a universal joint is also in the middle of the journal cross a lubricant reservoir with one at the intersection the four lubricant channels located valve arranged. This lubricant reservoir is always filled with lubricant. The four lubricant channels stand together in connection and are not due to the valve arranged at their intersection against each other, but only opposite the lubricant reservoir locked. When the universal joint is in operation, the valve, due to vibrations, Lubricant from the storage space into the lubricant channels and thus to the bearing journals reach. This makes it possible that such amounts of the lubricant on the bearing journals get that larger amounts are thrown out by the centrifugal force and thus a high consumption of lubricant arises. It is the same when the Universal joint possible that lubricant from the lubricant channel just above flows into the one below and this lubricant overflows during the next run is pushed outwards by centrifugal force.

Durch die Erfindung wird nun ein Gelenk, das das Zurückfließen des Schmiermittels bei Stillstand des Gelenkes verhindert und die Nachteile des bekannten Gelenkes vermeidet, geschaffen durch die Anordnung eines Kolbens in einem einzigen Absperrschieber in der Kreuzung der Schmiermittelbohrungen und einer Feder, durch die dieser Kolben in der Absperrstellung für alle vier Schmiermittelbohrungen gehalten wird.The invention now provides a joint that prevents the backflow of the Lubricant prevents the disadvantages of the known when the joint is at a standstill Avoids joint, created by the arrangement of a piston in a single Gate valve in the intersection of the lubricant holes and a spring, through which this piston held in the shut-off position for all four lubricant holes will.

Nur beim ersten Lauf nach dem Abschmieren kann eine geringe Menge Schmiermittel durch die Dichtringe austreten, bis die Schmiermittelsäule in der Bohrung auf die Höhe des Dichtringes abgesunken ist. Durch die Absperrung der Bohrungen kann das Schmiermittel im Stillstand nicht mehr von der einen zur anderen Bohrung fließen, so daß die Schmiermittelsäule in der Bohrung nicht mehr die Höhe des Dichtringes überschreitet. Am Dichtring entsteht kein Überdruck mehr und jegliches weitere Austreten von Schmiermittel durch die Dichtringe wird verhindert.A small amount can only be used during the first run after lubrication Lubricant emerges through the sealing rings until the lubricant column in the The hole has sunk to the level of the sealing ring. By closing off the holes the lubricant can no longer move from one hole to the other when the machine is at a standstill flow so that the column of lubricant in the bore no longer corresponds to the height of the sealing ring exceeds. There is no longer any overpressure at the sealing ring and any further leakage of lubricant through the sealing rings is prevented.

F i g. 1 zeigt ein Kreuzgelenk im Schnitt durch die Zapfenkreuzmittelebene und F i g. 2 einen Schnitt um 90° dazu gedreht durch eine Zapfenachse.F i g. 1 shows a universal joint in section through the cross center plane of the journal and F i g. 2 shows a section rotated by 90 ° through a pin axis.

Ein Zapfenkreuz 11 mit Lagerzapfen 12 ist in Lageraugen 13 von Gelenkgabeln 14 gelagert. In den Lageraugen 13 sind Lagerbüchsen 15 eingepreßt und mit in den Lageraugen 13 eingeschraubten Deckeln 16 axial festgelegt und nach außen verschlossen. Die Deckel 16 haben Gleitflächen 17 als axiale Anlaufflächen für die Lagerzapfen 12. Zwischen den Lagerbüchsen 15 und den Zapfenlaufflächen sind Lagernadeln 18 angeordnet. An den offenen Enden sitzen Dichtringe 19, die durch Stützringe 20 und Federringe 21 in den Lagerbüchsen 15 axial gehalten sind.A journal cross 11 with bearing journal 12 is in bearing eyes 13 of joint forks 14 stored. In the bearing eyes 13 bearing bushes 15 are pressed and with in the Bearing eyes 13 screwed-in covers 16 axially fixed and closed to the outside. The covers 16 have sliding surfaces 17 as axial contact surfaces for the bearing journals 12. Bearing needles 18 are arranged between the bearing bushes 15 and the journal running surfaces. Sealing rings 19 sit at the open ends, which are supported by support rings 20 and spring rings 21 are held axially in the bearing bushes 15.

Im Zapfenkreuz 11 befinden sich in den Zapfenachsen Schmiermittelbohrungen 22, die sich in Zapfenkreuzmitte kreuzen und die von den Zapfenstirnseiten bis etwa zur axialen Höhe der Dichtringe zu Schmiermittelvorratsräumen 23 erweitert sind. Durch den Kreuzungspunkt der Bohrungen 22 verläuft senkrecht zu diesen in der Mittelachse des Zapfenkreuzes eine Schmiermittelzuführungsbohrung 24.In the journal cross 11 there are lubricant bores in the journal axes 22, which intersect in the center of the cross and which from the end faces of the cones to about are extended to the axial height of the sealing rings to lubricant reservoirs 23. The intersection of the bores 22 runs perpendicular to these in the central axis a lubricant feed bore 24 of the journal cross.

Ein Kolben 25 und die Schmiermittelzuführungsbohrung 24 bilden zusammen einen Absperrschieber für die vier Schmiermittelbohrungen 22 gegeneinander. Der Bohrungsgrund dient als Widerlager für eine Feder 26, die den Kolben gegen einen durch eine eingepreßte Distanzbüchse 27 gebildeten Anschlag drückt. In die Bohrungsöffnung ist ein Schmiernippel 28 eingeschraubt. Vom Grund der Bohrung 24 führt eine Entlüftungsbohrung 29 nach außen.A piston 25 and the lubricant supply bore 24 form together a gate valve for the four lubricant holes 22 against each other. Of the Bore bottom serves as an abutment for a spring 26, which the piston against a presses formed by a pressed spacer sleeve 27 stop. In the hole opening a grease nipple 28 is screwed in. A vent hole leads from the bottom of the hole 24 29 to the outside.

Beim Abschmieren des Kreuzgelenkes wird durch den Schmiernippel 28 das Schmiermittel in die Schmiermittelzuführungsbohrung 24 gedrückt. Dadurch weicht der Kolben 25 gegen die Federkraft nach unten aus und gibt die Verbindung von der Schmiermittelzuführungsbohrung 24 zu den Bohrungen 22 frei, so daß das Schmiermittel in alle vier Vorratsräume und in die Zapfenlager gelangen kann. Nach beendetem Abschmieren wird der Kolben 25 durch die Feder 26 wieder in Schließstellung gedrückt und die Schmiermittelbohrungen 22 gegeneinander abgesperrt.When the universal joint is lubricated, the lubricant is pressed into the lubricant feed bore 24 through the lubricating nipple 28. As a result, the piston 25 deflects downwards against the spring force and releases the connection from the lubricant feed bore 24 to the bores 22 so that the lubricant can reach all four storage spaces and the journal bearings. After the lubrication has ended, the piston 25 is pressed into the closed position again by the spring 26 and the lubricant bores 22 are blocked from one another.

Claims

Claim: Universal joint, the journal cross with four bearing journals one lubricant storage space and one lubricant hole in each bearing journal which can be connected to one another by devices which shut off with spring pressure are, causing the backflow of the lubricant from the standstill just above located journal is prevented, and with another hole in the Center of the journal cross for the supply of lubricant, characterized in that that the piston (25) of a single gate valve in the intersection of the lubricant holes (22) is arranged and by a spring (26) in the shut-off position for all four Lubricant holes is held. Publications Considered: British Patent Nos. 317,990,340,434; U.S. Patent No. 1968,787.