DE1992804U

DE1992804U - INDEPENDENT LUBRICATION DEVICE ON SHAFT COUPLINGS.

Info

Publication number: DE1992804U
Application number: DEK60842U
Authority: DE
Original assignee: EUGEN KLEIN O H G
Current assignee: EUGEN KLEIN O H G
Priority date: 1968-04-04
Filing date: 1968-04-04
Publication date: 1968-08-29

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Schmiervorrichtung an Wellenkupplungen, bei denen während des Betriebes Verschiebungen der Kupplungsteile gegeneinander auftreten.The invention relates to an automatic lubricating device on shaft couplings in which the coupling parts are displaced relative to one another during operation.

Wenn sich Maschinenteile gegeneinander verschieben, dann tritt dabei sehr hoher Verschleiß auf, sofern die aufeinandergleitenden Flächen nicht gut geschmiert werden. Bei während des Betriebes rotierenden Maschinenteilen, die außer ihrer Rotationsbewegung auch eine Gleitbewegung ausführen, ist eine Dauerschmierung schwierig zu erzielen. Man behilft sich so, dass man Schmiernippel vorsieht, durch die bei stillstehender Maschine in regelmäßigen, nicht zu großen Zeitabständen Schmiermittel eingepresst wird. Um Wartungskosten und Stillstandszeiten der Maschinen zu vermeiden versucht man, die zulässigen Zeitintervalle zwischen zwei Schmiermitteleinfüllungen zu verlängern. Im Idealfall entspricht dieses Zeitintervall der Lebensdauer des betreffenden Aggregates, so dass außer bei der Herstellung oder Inbetriebnahme kein Nachfüllen von Schmiermittel erforderlich ist. Solche Maschinenelemente sind bekannt, beispielsweise werden derartig ausgebildete Spurstangengelenke im Kraftfahrzeugbau verwendet. Es war jedoch bisher bei höher beanspruchten und daher größere Schmiermittelmengen verbrauchenden Maschinenelementen, wie z.B. Wellenkupplungen, nicht möglich, eine Wartungsfreiheit während der ganzen Lebensdauer zu erzielen. Auch in Fällen, in denen eine ausreichende Menge an Schmiermittel untergebracht werden konnte, ergaben sich Schwierigkeiten dadurch, dass das verbrauchte Schmiermittel nicht von den zu schmierenden Stellen weg und frisches Schmiermittel hingebracht werden konnte.When machine parts move against each other, very high wear occurs if the surfaces sliding on each other are not well lubricated. In the case of machine parts rotating during operation that perform a sliding movement in addition to their rotational movement, permanent lubrication is difficult to achieve. The solution is to provide grease nipples through which lubricant is pressed in at regular, not too long intervals when the machine is at a standstill. In order to avoid maintenance costs and machine downtimes, attempts are being made to extend the permissible time intervals between two lubricant fillings. In the ideal case, this time interval corresponds to the service life of the relevant unit, so that no refilling of lubricant is required except during manufacture or commissioning. Such machine elements are known, for example tie rod joints designed in this way are used in motor vehicle construction. However, up to now it has not been possible to achieve freedom from maintenance during the entire service life of machine elements that are subjected to higher loads and therefore consume larger quantities of lubricant, such as shaft couplings. Even in cases where a sufficient amount of lubricant could be accommodated, difficulties arose in that the used lubricant could not be removed from the places to be lubricated and fresh lubricant could not be brought.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine selbsttätige Schmiervorrichtung für Wellenkupplungen zu schaffen, die während sehr großer Zeitintervalle keiner Schmiermittelnachfüllung bedarf. Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, dass die gegeneinander verschiebbaren Kupplungsteile eine mit Schmiermittel zumindest teilweise gefüllte Kammer begrenzen, deren Volumen durch die Bewegung der Kupplungsteile veränderbar ist, und dass aus dieser Kammer mindestens ein Kanal zu den Schmierung erfordernden Stellen führt. Der besondere Vorteil ist darin zu sehen, dass ein von der zu schmierenden Stelle getrennter und damit relativ großer Schmiermittelvorrat vorgesehen werden kann, der während des Betriebes frisches Schmiermittel an die zu schmierenden Stellen liefert, wobei gegebenenfalls gleichzeitig das verbrauchte Schmiermittel von diesen Stellen entfernt wird. Dabei kann die selbsttätige Schmiervorrichtung so ausgebildet werden, dass sie mit zunehmender Belastung die Kupplung zunehmend stärker schmiert, weil bei stärkerer Belastung der Kupplung das Kammervolumen stärker vermindert wird und dadurch ein höherer Druck in dem Schmiermittel erzeugt und das Schmiermittel auch mit hoher Pressung aufeinanderliegenden Flanken zugeführt wird.The object of the invention is to create an automatic lubricating device for shaft couplings which does not require any lubricant replenishment during very long time intervals. The object is achieved according to the invention in that the mutually displaceable coupling parts delimit a chamber which is at least partially filled with lubricant, the volume of which can be changed by the movement of the coupling parts, and in that at least one channel leads from this chamber to the points requiring lubrication. The particular advantage is that a separate and therefore relatively large supply of lubricant can be provided from the point to be lubricated, which supplies fresh lubricant to the points to be lubricated during operation, with the used lubricant being removed from these points at the same time, if necessary. The automatic lubrication device can be designed in such a way that it lubricates the clutch more and more with increasing load, because with greater load on the clutch, the chamber volume is reduced more and a higher pressure is generated in the lubricant and the lubricant is also supplied to flanks lying on top of one another with high pressure will.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kupplung ein volles und ein hohles Wellenende aufweist, die mit einem Zahnprofil versehen, ineinandergesteckt und axial gegeneinander verschiebbar sind, bildet das Hohlwellenende eine zylindrische Kammer, die einerseits durch eine Abschlusswand und andererseits durch das einen Kolben bildende volle Wellenende begrenzt ist. Eine derartige Kupplung, wie sie bei Steckwellen und insbesondere auch bei Gelenkwellen üblich ist, erfordert, wenn das hohle Wellenende durch eine axiale Sackbohrung hergestellt ist, praktisch keinerlei zusätzlichen Aufwand für die das Schmiermittel aufnehmende Kammer. Auch zum Auspressen des Schmiermittels aus der Kammer ist kein zusätzliches Bauteil erforderlich, da das volle Wellenende einen Kolben bildet, der unmittelbar das Kammervolumen verändert. Eine besonders gute Schmiermittelförderung ergibt sich bei Gelenkwellen, bei denen die beiden Wellenenden bei jeder Umdrehung geringfügig gegeneinander axial verschoben werden.In one embodiment of the invention, in which the coupling has a full and a hollow shaft end, which are provided with a tooth profile, are nested and axially displaceable against each other, the hollow shaft end forms a cylindrical chamber, which on the one hand by an end wall and on the other hand by the piston forming full shaft end is limited. Such a coupling, as is customary with stub shafts and especially with cardan shafts, requires practically no additional effort for the lubricant-receiving chamber if the hollow shaft end is made by an axial blind hole. No additional component is required to press the lubricant out of the chamber, as the full shaft end forms a piston that directly changes the chamber volume. A particularly good lubricant delivery is obtained with cardan shafts in which the two shaft ends are slightly axially displaced with respect to each other with each rotation.

Ist die eine der beiden Wellen als Hohlwelle ausgeführt, dann ist, wie bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, die Abschlusswand als in dem Hohlwellenende im Abstand von dem eingesteckten vollen Wellenende befestigteIf one of the two shafts is designed as a hollow shaft, then, as provided in one embodiment of the invention, the end wall is fastened in the hollow shaft end at a distance from the inserted full shaft end

Scheibe ausgebildet. Auch in diesem Fall ist die selbsttätige Schmiervorrichtung denkbar einfach und preiswert herstellbar, da als einziges zusätzliches Bauteil die Scheibe erforderlich ist.Disc formed. In this case, too, the automatic lubricating device can be produced very easily and inexpensively, since the disc is required as the only additional component.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das volle Wellenende eine stirnseitige axiale Bohrung und mindestens eine in die axiale Bohrung mündende radiale Bohrung aufweist. Dadurch ist es möglich, das Schmiermittel nicht nur stirnseitig am Ende der vollen Welle in die Verzahnung einzuführen, sondern es über die Verzahnungslänge verteilt an besonders beanspruchten Stellen zuzuführen. Eine weitere Verbesserung der Schmiermittelzufuhr durch gleichmäßigere Schmiermittelverteilung wird, wie bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dadurch erzielt, dass das volle Wellenende mit mindestens einer umlaufenden Nut versehen ist, in die mindestens eine der radialen Bohrungen mündet. Bei einer Verminderung des Kammervolumens gelangt also das Schmiermittel aus der Kammer in die axiale Bohrung und von dort durch die radialen Bohrungen in die umlaufende Nut, von wo aus es in die Profilverzahnung eindringt. Dabei kann die Nut als Kreisnut ausgebildet sein, sie kann jedoch auch einen schraubenförmigen Verlauf aufweisen. Es ist aber auch möglich, die umlaufende Nut in dem hohlen Wellenende vorzusehen.In a particularly preferred embodiment of the invention it is provided that the full shaft end has an axial bore on the end face and at least one radial bore opening into the axial bore. This makes it possible not only to introduce the lubricant into the toothing at the end of the full shaft, but to distribute it over the length of the toothing at particularly stressed points. A further improvement in the lubricant supply through more uniform lubricant distribution is achieved, as provided in one embodiment of the invention, in that the full shaft end is provided with at least one circumferential groove into which at least one of the radial bores opens. When the chamber volume is reduced, the lubricant gets out of the chamber into the axial bore and from there through the radial bores into the circumferential groove, from where it penetrates the profile toothing. The groove can be designed as a circular groove, but it can also have a helical course. But it is also possible to provide the circumferential groove in the hollow shaft end.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das Hohlwellenende mit einer die zu schmierenden Stellen von Fremdkörpern freihaltenden Profildichtung versehen. Auf diese Weise wird die Funktionssicherheit der selbsttätigen Schmiervorrichtung gesichert, da kein Staub und kein Schmutz in die Profilverzahnung eindringen und die Schmiermittelkanäle, insbesondere innerhalb der Verzahnung, zusetzen kann.In one embodiment of the invention, the hollow shaft end is provided with a profile seal that keeps the points to be lubricated free of foreign bodies. In this way, the functional reliability of the automatic lubricating device is ensured, since no dust and no dirt can penetrate the profile toothing and clog the lubricant channels, in particular within the toothing.

Bei Kupplungen mit sehr hoher Lebensdauer kann es erforderlich sein, die Kammer mit Schmiermittel nachzufüllen. In diesem Fall ist ein Schmiernippel vorgesehen, der mit der Kammer durch eine Bohrung verbunden ist. Vorzugsweise ist der Schmiernippel an der Hohlwelle im Bereich der zylindrischen Kammer angebracht. Er kann jedoch auch an der Vollwelle angeordnet sein. In diesem Fall muß der Schmiernippel mit der Kammer durch eine Bohrung verbunden sein.In the case of couplings with a very long service life, it may be necessary to refill the chamber with lubricant. In this case a grease nipple is provided which is connected to the chamber through a bore. The grease nipple is preferably attached to the hollow shaft in the area of the cylindrical chamber. However, it can also be arranged on the solid shaft. In this case the grease nipple must be connected to the chamber by a bore.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kammer durch einen Kanal mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht, und dass im Verlauf dieser Verbindung ein Rückschlagventil angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine relativ starke Pumpwirkung zu erzielen, da beim Vergrößern des Kammervolumens Luft durch das Rückschlagventil in die Kammer strömt, die beim Vermindern des Kammervolumens komprimiert wird und das Schmiermittel an die zu schmierenden Stellen presst. Um einen zu schnellen Verbrauch des Schmiermittels und ein unnötig starkes Versorgen der zu schmierenden Stellen mit Schmiermittel zu vermeiden, kann, wie bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, der Durchsatz durch das Rückschlagventil gedrosselt sein. Das ist beispielsweise dadurch möglich, dass die das Rückschlagventil schließende Feder relativ kräftig ausgebildet wird, so dass das Ventil erst öffnet, wenn ein relativ starker Unterdruck in der Kammer erzeugt ist. Oder es kann bei relativ schwacher Ventilfeder im Verlauf der Verbindung von der Außenatmosphäre zur Kammer eine einen hohen Strömungswiderstand aufweisende Drossel vorgesehen sein. Das Rückschlagventil kann in der Zylinderwand des hohlen Wellenendes oder auch in der als Abschlusswand dienenden Scheibe angeordnet sein.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the chamber communicates with the outside atmosphere through a channel is in connection, and that a check valve is arranged in the course of this connection. In this way it is possible to achieve a relatively strong pumping action, since when the chamber volume is increased, air flows through the check valve into the chamber, which is compressed when the chamber volume is reduced and the lubricant is pressed against the points to be lubricated. In order to avoid excessive consumption of the lubricant and an unnecessarily large supply of the points to be lubricated with lubricant, the throughput through the check valve can be throttled, as provided in one embodiment of the invention. This is possible, for example, in that the spring closing the check valve is made relatively strong, so that the valve only opens when a relatively strong negative pressure is generated in the chamber. Or, if the valve spring is relatively weak, a throttle having a high flow resistance can be provided in the course of the connection from the outside atmosphere to the chamber. The check valve can be arranged in the cylinder wall of the hollow shaft end or also in the disk serving as a closing wall.

Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:Details and embodiments of the invention can be found in the following description in which the invention is described and explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße selbsttätige Schmiervorrichtung und1 shows a longitudinal section through an automatic lubricating device according to the invention and

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1FIG. 2 shows a cross section along the line II-II in FIG. 1

Ein hohles Wellenende 1 ist mit einer Innenverzahnung versehen, in die eine Vielkeilwelle 2 eingeschoben ist. In einigem Abstand von der Stirnseite der Vielkeilwelle 2 ist eine Scheibe 3 befestigt, die den freien Querschnitt des hohlen Wellenendes verschließt. An dem der Vielkeilwelle zugewandten Ende der Hohlwelle ist eine Profildichtung 4 vorgesehen, die von einem ringförmigen Dichtungshalter 5 mit nach innen eingezogenem Rand gehalten ist. Die ringförmige Dichtung 4 weist an ihrer zylindrischen Innenfläche eine der Verzahnung der Hohlwelle 1 entsprechende Profilierung auf, die in die Verzahnung der Vielkeilwelle 2 eingreift und damit das Eindringen von Staub und Schmutz in den Eingriffsbereich der beiden Verzahnungen verhindert. Die Vielkeilwelle 2 weist an ihrem stirnseitigen Ende eine axiale Bohrung 6 und in verschiedenen Abständen zum stirnseitigenA hollow shaft end 1 is provided with internal teeth into which a splined shaft 2 is inserted. At some distance from the end face of the splined shaft 2, a disk 3 is attached, which closes the free cross section of the hollow shaft end. At the end of the hollow shaft facing the splined shaft, a profile seal 4 is provided, which is held by an annular seal holder 5 with an inwardly drawn-in edge. The annular seal 4 has on its cylindrical inner surface a profile corresponding to the toothing of the hollow shaft 1, which engages in the toothing of the splined shaft 2 and thus prevents the penetration of dust and dirt into the engagement area of the two toothings. The splined shaft 2 has an axial bore 6 at its front end and at different distances from the front end

Ende jeweils drei radiale Bohrungen 7 auf, die den Verzahnungsbereich mit der axialen Bohrung 6 verbinden. An den Mündungen der radialen Bohrungen 7 sind Kreisnuten 8 vorgesehen, deren Nutgrund etwa so tief liegt wie der Grund des Zahnprofiles der Vielkeilwelle. Die Abschlussscheibe 3, das Hohlwellenende 1 und die Vielkeilwelle 2 begrenzen eine Kammer 9, die mit Schmiermittel gefüllt ist. Wird die Vielkeilwelle auf die Kammer zu bewegt, dann vermindert sich das Kammervolumen und es wird Schmiermittel durch die axiale Bohrung 6 und die radialen Bohrungen 7 in die Nuten 8 und damit in die Profilverzahnung gepresst. Eine regelmäßige axiale Verschiebebewegung der beiden Wellenenden gegeneinander ist beispielsweise dann gegeben, wenn es sich um Wellenenden einer Gelenkwelle handelt. Aber auch bei allen anderen Wellen treten Längsverschiebungen der beiden Wellenenden gegeneinander auf, beispielsweise durch Wärmedehnung bedingt, oder, insbesondere bei Fahrzeugen, durch Bewegungen der einzelnen Aggregate gegeneinander bewirkt.At the end of each three radial bores 7, which connect the toothed area with the axial bore 6. Circular grooves 8 are provided at the mouths of the radial bores 7, the groove base of which is approximately as deep as the base of the tooth profile of the splined shaft. The cover plate 3, the hollow shaft end 1 and the splined shaft 2 delimit a chamber 9 which is filled with lubricant. If the splined shaft is moved towards the chamber, the chamber volume is reduced and lubricant is pressed through the axial bore 6 and the radial bores 7 into the grooves 8 and thus into the profile toothing. A regular axial displacement movement of the two shaft ends relative to one another is given, for example, when the shaft ends of a cardan shaft are involved. But also with all other shafts, longitudinal displacements of the two shaft ends against each other occur, for example due to thermal expansion or, especially in the case of vehicles, caused by movements of the individual units against each other.

Die erstmalige Füllung der Kammer 9 kann vor der Montage vorgenommen werden. Zur erstmaligen Füllung oder zur Nachfüllung kann auch ein Schmiernippel 10 vorgesehen sein, der in die Wand der Hohlwelle 1 eingeschraubt ist.The chamber 9 can be filled for the first time before assembly. A lubricating nipple 10, which is screwed into the wall of the hollow shaft 1, can also be provided for initial filling or for refilling.

Bei Wellenenden, die sich nicht häufig gegeneinander verschieben, kann ein Rückschlagventil 11, vorzugsweise in der Abschlussscheibe 3 angeordnet sein. Dieses Ventil ermöglicht eine Strömung zur Kammer hin, jedoch nicht in umgekehrter Richtung. Es ist auch möglich, die federbelastete Verschlusskugel des Schmiernippels 10 als Rückschlagventil zu verwenden, indem die die Kugel belastende Feder entsprechend ausgelegt wird.In the case of shaft ends that do not often move relative to one another, a check valve 11 can be arranged, preferably in the cover plate 3. This valve allows flow towards the chamber, but not in the opposite direction. It is also possible to use the spring-loaded locking ball of the lubricating nipple 10 as a check valve by designing the spring loading the ball accordingly.

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf das dargestellt Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Solche Abweichungen können sich insbesondere dadurch ergeben, dass bei Ausführungsformen der Erfindung einzelne der Erfindungsmerkmale für sich oder mehrere in beliebiger Kombination Anwendung finden. Insbesondere ist die Anwendung der erfindungsgemäßen selbsttätigen Schmiervorrichtungen nicht auf Wellenkupplungen beschränkt, sondern kann grundsätzlich bei allen Maschinenteilen vorgesehen werden, bei denen eine gelegentliche oder häufige Verschiebebewegung von einzelnen Teilen gegeneinander auftritt.It goes without saying that the invention is not restricted to the exemplary embodiment shown, but that deviations therefrom are possible without departing from the scope of the invention. Such deviations can result in particular from the fact that, in embodiments of the invention, individual features of the invention are used individually or several in any combination. In particular, the application of the automatic lubricating devices according to the invention is not limited to shaft couplings, but can in principle be provided for all machine parts in which an occasional or frequent displacement movement of individual parts against one another occurs.

Claims

1. Automatic lubrication device on shaft couplings in which the coupling parts move against each other during operation, characterized in that the coupling parts (1, 2) which can be moved against each other limit a chamber (9) which is at least partially filled with lubricant, the volume of which is caused by the displacement of the coupling parts (1, 2) can be changed, and that at least one channel (6, 7) leads from this chamber (9) to the points requiring lubrication.

2. Lubricant device according to claim 1 for a coupling which has a full and a hollow shaft end which are provided with a tooth profile, are nested and axially displaceable relative to one another, characterized in that the hollow shaft end (1) forms a cylindrical chamber (9) which is limited on the one hand by an end wall (3) and on the other hand by the full shaft end (2) forming a piston.

3. Lubricating device according to claim 2, characterized in that the end wall (3) is designed as a disk fastened in the hollow shaft end (1) at a distance from the inserted full shaft end (2).

4. Lubricating device according to claim 2 or 3, characterized in that the full shaft end (2) has an end-face axial bore (6) and at least one radial bore (7) opening into the axial bore (6).

5. Lubricating device according to claim 4, characterized in that the full shaft end is provided with at least one circumferential groove (8) into which at least one of the radial bores (7) opens.

6. Lubricating device according to claim 5, characterized in that the groove (8) is designed as a circular groove.

7. Lubricating device according to claim 5, characterized in that the groove (8) has a helical course.

8. Lubricating device according to one of claims 2 to 7, characterized in that the hollow shaft end (1) is provided with a profile seal (4) which keeps the points to be lubricated free of foreign bodies.

9. Lubricating device according to one of the preceding claims, characterized in that a lubricating nipple (10) connected to the chamber (9) is provided.

10. Lubricating device according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber (9) is in communication with the outside atmosphere through a channel, and that a check valve (11) is arranged in the course of this connection.

11. Lubricating device according to claim 10, characterized in that the throughput is throttled through the check valve (11).