DE2130839C3

DE2130839C3 - Gelenkwellenanordnung

Info

Publication number: DE2130839C3
Application number: DE19712130839
Authority: DE
Inventors: Max 7988 Wangen Streicher
Original assignee: Foerdertechnik Streicher GmbH
Current assignee: Foerdertechnik Streicher GmbH
Priority date: 1971-06-22
Filing date: 1971-06-22
Publication date: 1979-08-09
Also published as: DE2130839A1; DE2130839B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkwellenanordnung zum Antrieb einer Exzenterschneckenpumpe durch die Zapfwelle eines Traktors, mit einer ersten, der Zapfwelle nachgeschalteten und einer zweiten, der Pumpe vorgeschalteten Gelenkwelle, wobei nach Patent 20 57 858 die zweite Gelenkwelle nur auf der Pumpenseite eine Gelenkkupplung aufweist, auf der Antriebsseite jedoch durch ein gehäusefest angeordnetes Schwenk-Einstellager abdichtend hindurchgeführt und über einen vorstehenden Wellenzapfen unmittelbar mit der ersten Gelenkwelle gekuppelt ist.

Durch den Vorschlag des Hauptpatents ist es bei Verwendung nur einer Gelenkweilenkupplung und eines Einstellagers möglich geworden, die beiden Gelenkwellen unmittelbar zu kuppeln, ohne daß einzelne Teile überbeansprucht werden oder die Abdichtung zum Pumpengehäuse gefährdet wird. Diese Bauart hat bei äußerster Betriebssicherheit eine wesentliche Minderung der Herstellungskosten ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einer solchen Gelenkwellenanordnung das Schwenk-Einstellager so auszubilden, daß einmal der Einstellvorgang völlig ungehindert erfolgen kann und zum anderen exakte Abdichtung gewährleistet ist

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das Schwenk-Einstellager zwei äußere gehäusefeste Halbkugel-Ringschalen und zwei in diesen an einer gemeinsamen Kugelfläche schwenkeinstellbare innere Halbkugel-Ringschalen aufweist, die ein auf der zweiten Gelenkwelle angebrachtes Wälzlager zentrierend und beidseitig abdichtend umgreifen, und daß Spannmittel vorgesehen sind, welche die Ringschalen an der gemeinsamen Kugelfläche federnd gegeneinander verspannen.

Hier sind die inneren Ringschalen über das Wälzlager zur zweiten Gelenkwelle exakt zentrisch ausgerichtet. Sie können daher dieser gegenüber mit beliebigen geeigneten Mitteln ohne weiteres abgedichtet werden. Auch an der Kugelfläche können ggf. Dichtungsringe angebracht werden. Wie Versuche gezeigt haben, kann dort jedoch auf Dichtungsringe verzichiet werden, wenn zwischen einem Schalenpaar eine Spannkraft, beispielsweise in Richtung der Wellenachse aufgebracht wird. Auf diese Weise werden die inneren und äußeren Ringschalen an der Kugelfläche so gegeneinander gedrückt, daß die Dichtkräfte hinreichend sind, zumal der Dichtungsweg in Meridianrichtung entsprechend lang ist. Hinzu kommt noch, daß wenigstens die äußeren Ringschalen üblicherweise aus Grauguß hergestellt werden und durch die inneren Schalen infolge der im Pumpenbetrieb auftretenden ständigen Schwenkbewegungen immer weiter geglättet werden. Auch wenn die Kugelfläche an den äußeren Ringschalen nicht sehr fein geschliffen ist oder die Geometrie der beiden aneinander liegenden Kugelflächen nicht vollständig übereinstimmt, so wird doch der Abdichtungseffekt mit der Betriebsdauer immer weiter gesteigert. Es hat sich gezeigt, daß ein erfindungsgemäßes Einstellager ein um 15 bis 20% größeres Vakuum als herkömmliche Stopfbuchsenabdichtungen zwischen zentrischen Wellen- und Gehäuseteilen ermöglicht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung erläutert.

Nach der Zeichnung sind am stirnseitigen Ringflansch 35 des Gelenkwellengehäuses 6 einer Exzenterschnekkenpumpe mittels ihrer Flansche 36,37 zwei halbkugel-Ringschalen 38, 39 eingespannt. Diese Ringschalen umschließen mit einer gemeinsamen Kugelfläche 40 zwei innere Halbkugel-Ringschalen 41, 42, zwischen welchen als Dichtungs- und Spannmittel ein O-Ring 43 angeordnet ist. Während die Ringschalen 38, 39 aus Grauguß gefertigt sind, können die inneren Ringschalen 41,42 aus hartem Stahl bestehen und an der Kugelfläche 40 feingeschliffen sein. Auch die inneren Ringschalen sind hier aus Grauguß gefertigt, da sich auf diese Weise ein ausgezeichneter Abdichtungseffekt ergeben hat. Dieser Effekt dürfte allerdings noch besser sein, wenn man für diese Ringschalen einen gleitfähigen elastischen Kunststoff wie Polyamid verwendet, der zudem noch schwingungsdämpfend wirkt. Durch den O-Ring 43

werden die Schalen an der Kugelfläche vorgespannt. Bei jeder Schwenkeinstellbewegung zwischen den Ringschalen wird daher die Kugelfläche der Ringschalen ständig nachgeschliffen. Der Abdichtweg in Meridianrichtung entspricht etwa 60% des Kugeldurchmessers. Zur weiteren Sicherung ist am Außenetide zwischen den Ringschalen 38 und 41 noch ein Dichtring 44 mit kugelförmiger Außenfläche angebracht Ferner sind im mittleren Kugelflächenbereich der inneren Ringschaien Umfangsnuten 55 eingeformt, in welchen O-Ringe 6 ιυ sitzen.

Mit ihren Zylinderflächen 45 sitzen die Schalen 41,42 zentrisch auf dem Außenring 46 eines allgemein mit 47 bezeichneten Kugellagers. Der Außenring hat seitliches Spiel, so daß sich das Lager in Wellenlängsrichtung in ι begrenztem Ausmaß einstellen kajin. Zwischen dem Außenring und dem auf der zweiten Gelenkwelle 19 durch einen Sprengring 50 axial festgelegten Innenring 48 sind in bekannter Weise Dichtringe oder Dichtungsscheiben 49 angebracht Hier sind Dichtringe mit dreifachen Dichtlippen eingesetzt

Die Ringschale 41 ist gegenüber der Welle durch einen Dichtungsring 51, die Ringschale 42 durch zwei hintereinander geschaltete Dichtungsringe 52, 53 abgedichtet Wellensei tig ist somit das Kugellager gegenüber dem Gelenkwellengehäuse durch drei hintereinander geschaltete Dichtungen 49, 52, 53 und gegenüber der Atmosphäre zudem an die erste Gelenkwelle anzukuppelnden Wellenzapfen 20 durch zwei Dichtungen 49 und 51 abgeschirmt. Zwar dienen jo die Dichtungselemente 49 und 51 in erster Linie zum Schutz der Wälzkörper, sie tragen aber auch zur Abdichtung des Gelenkwellengehäuses gegenüber der Atmosphäre bei, zumal der Innenring auf die Welle aufgepreßt sein kann und dort eine absolute Dichtung schafft

Es sind daher insgesamt fünf Ringdichtungen an der Welle hintereinander geschaltet, wobei die Lagerdichtungen zudem dreifach wirken. Da auch das Gelenkwellengehäuse im Normalbetrieb stets unter Unterdruck steht, ist die Gefahr sehr gering, daß der massiv ausgebildete Ring 53 während des Betriebes wesentlich beschädigt werden kann. Entlang der Welle kann daher nahezu absolute Abdichtung angenommen werden. Da schon nach kurzer Anlaufzeit eine Verbesserung des Vakuums um mehr als 15% gegenüber Stopfbuchsenabdichtungen erzielt werden konnte und mit einer Steigerung des Abdichtungseffektes an der Kugelfläche zwar mit längerer Betriebsdauer zu rechnen ist, läßt sich außergewöhnliche Abdichtungswirkung erreichen.

Die Abdichtung entlang der Kugelfläche kann zudem hundertprozentig ausgeführt werden, wenn man anstelle des O-Ringes 43 dort eine Membrane einsetzt, die am Innenrand zwischen den Ringschalen 41, 42 und am Außenrand mit entsprechend radialem Abstand zwischen den Schalen 38 und 39 eingespannt ist. Wenn dabei die letzteren Schalen im Zwischenbereich entsprechend ausgeformt sind, damit sich die Membrane dort frei einstellen kann, so ist ihre Lebensdauer nahezu unbegrenzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gelenkwellenanordnung zum Antrieb einer Exzenterschneckenpumpe durch die Zapfwelle eines Traktors, mit einer ersten, der Zapfwelle nachgeschalteten und einer zweiten, der Pumpe vorgeschalteten Gelenkwelle, wobei nach Patent 20 57 858 die zweite Gelenkwelle nur auf der Pumpenseite eine Gelenkkupplung aufweist, auf der Antriebsseite jedoch durch ein Gehäuse fest angeordnetes to Schwenk- Einstelllager abdichtend hindurchgefühirt und über einen vorstehenden Wellenzapfen unmittelbar mit der ersten Gelenkwelle gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenk-Einstellager (18) zwei äußere gehäusefeste Halbkugel-Ringschalen (38,39) und zwei in diesen an einer gemeinsamen Kugelfläche: (40) schwenkeinstellbare innere Halbkugel-Ringschalen (41, 42) aufweist, die ein auf der zweiten Gelenkwelle (19) angebrachtes Wälzlager (47) zentrierend und beidseitig abdichtend umgreifen, und daß Spannmittel (43) vorgesehen sind, welche die Ringschalen an der gemeinsamen Kugelfläche federnd gegeneinander verspannen.

2. Gelenkwellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannmittel ein Dichtring (43) aus federnd elastischem Material zwischen den beiden inneren Ringschalen (41, 4:2) eingefügt ist.

3. Gelenkwellenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Gelenkwelle (19) und der pumpenseitig angeordneten inneren Ringschale (42) zwei hintereinander geschaltete Dichtungsringe (52, 53) angebracht sind.

4. Gelenkwellenanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Wälzlagers (47) mit seitlich zwischen Außen- und Innenring angebrachten Dichtringen (49).

5. Gelenkwellenanordnung nach einem der Anspräche 1 bis 4, gekennzeichnet durch zwischen den inneren und äußeren Ringschalen angebrachte Dichtungsringe (56), die vorzugsweise in Umfangsnuten (55) der inneren Ringschalen (41, 4;!) angebracht sind.

6. Gelenkwellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Ringschalen (41, 42) aus einem gleitfähigen elastischen Kunststoff wie Polyamid bestehen.