DE2610831A1

DE2610831A1 - Maschinenteil, insbesondere kardanisches gelenk

Info

Publication number: DE2610831A1
Application number: DE19762610831
Authority: DE
Inventors: Simon Hoornstra
Original assignee: Hoogovens Ijmuiden BV
Current assignee: Estel Hoogovens BV
Priority date: 1975-03-18
Filing date: 1976-03-15
Publication date: 1976-09-30
Also published as: DE2610831B2; FR2304824B1; DE7607929U1; GB1508713A; DE2610831C3; NL7503175A; FR2304824A1; US4103978A

Description

PATENTANWALTS 26Ί08θΊ

HENKEL, KERN, FEILER&HÄNZEL

BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UND TELEX: 05 29 802 HNKL D EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 WECHSELBANK MÜNCHEN Nr. 318-85111 TELEFON: (0 89) 66 3197, 66 30 91 - 92 „ onnn ,,vvvrrucv ΠΛ DRESDNER BANK MÜNCHEN 3 914 TELEGRAMME: ELLIPSOID MÜNCHEN D"⁸⁰⁰⁰ MÜNCHEN 90 POSTSCHECK: MÜNCHEN 1621 ,7 -

Hoogovens IJmuiden BV

IJmuiden κ

Niederlande

.15... Mär z. 1976

Maschinenteil, insbesondere kardanisches Gelenk·

Die Erfindung betrifft ein Maschinenteil, insbesondere ein kardanisches Gelenk, bei dem zwischen einem ersten und einem zweiten Element eine längs einer Gleitfläche begrenzt schwingende Bewegung ausführbar ist, wobei eine Einrichtung zur Weiterleitung einer Flüssigkeit, z.B. eines Schmiermittels, von der Gleitfläche eines ersten Elements zur davon abgekehrten Gleitfläche eines zweiten Elements vorhanden ist.

Bei verschiedenen sich aufeinander bewegenden Elementen von Maschinenteilen, beispielsweise einer kardanischen Kraftübertragung, kann sich das Problem ergeben, daß eine Flüssigkeit, beispielsweise ein Schmiermittel auf verschiedene Seiten der sich bewegenden Maschinenteile zu bringen ist. Aufgabe der Erfindung ist es, die damit verbundenen Probleme auf konstruktiv einfachste und betriebsmäßig sicherste Weise zu lösen.

Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß die Einrichtungen Kanäle bzw. Bohrungen durch beide Elemente mit einem

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Verbindungsdurchlaß an der Gleitfläche zwischen ihnen aufweisen, wobei die Bohrung in mindestens einem der beiden Elemente an dem Verbindungsdurchlaß zu einer länglichen Kammer erweitert ist, in welcher ein in axial Richtung mit Bohrungen versehener und axial unter Druck stehender Durchflußkörper angeordnet ist, welcher mit halbkugelförmigen ,Kopfenden abdichten!gegen die beiden Enden der Kammer anliegt.

Bei der Anwendung der Erfindung auf die Gelenke einer Kardanwelle wird mithin das konstruktive Problem gelöst, daß längs einer Welle herangeführte Schmierfett zwischen die Gleitfläche zweier sich gegenseitig bewegender Elemente zu bringen und zwar durch eine zwischen zwei Elementen vorhandene Bewegungsebene hindurch. Die Probleme derartiger Schmierungen waren bei bekannten Konstruktionen derart groß, daß stets die Anwendung einer Pettpumpe während periodischer Stillstände vorgezogen wurde, wodurch allerdings im Gegensatz zur Erfindung keinerlei kontinuierliche Schmierung erreichbar war. Darüberhinaus bedürfte eine solche handbetriebene Schmierung zusätzlicher Kontrolle und zusätzlichen Arbeitsaufwandv

Andererseits bestand bei anderen bekannten Schmierverfahren, bei denen eine unmittelbare Verbindung der Schmierkanäle durch mehrere sich gegeneinander bewegender Elemente hindurch, vorgesehen war- der große Nachteil, daß die zu schmierenden Gleitflächen gegenseitig miteinander verbunden sind, so daß sich die Schmierflüssigkeit beispielsweise über nur eine der Gleitflächen einen bevorzugten Weg sucht, während die andere Gleitfläche ungenügend geschmiert bleibt.

Da das erfindungsgemäße Prinzip auch ganz allgemein auf den Transport von Flüssigkeiten, beispielsweise ■von FrozeSfiüssigkeiten«. anwendbar sein soll, welche

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η icht über die vorgenannten Gleitflächen miteinander in Verbindung treten dürfen, ist es entscheidend, daß der Transport der Flüssigkeit geschlossen,beispielsweise durch eine Bewegungsebene hindurch erfolgt.

Dabei besteht die einfachste Lösung darin, daß nur 'in einer der beiden sich gegeneinander bewegenden Elemente eine Kammer vorgesehen ist. Falls aber wenig Raum zur Verfügung steht, um einen Durchflußkörper anzuordnen, kann es-auch vorteilhaft sein, die Bohrungen in beiden gegeneinander bewegten Elementen nahe der ' Gleitfläche zu Kammern zu erweitern, um in einer solcher Art geteilten Kammer einen der vorgenannten Durchflußkörper entsprechend anzubringen; dabei werden sich die halbkugeligen Kopfenden eines Durchflußkörpers an die Schultern innerhalb der Bohrungen anlegen^bei denen die Bohrungen jeweils in die erweiterte Kammer münden.

Infolge ' der schwingenden Bewegung der sich gegeneinander bewegenden Elemente, bewegt sich der Durchflußkörper selbst in einer Schaukel-Bewegung, wobei aber die halbkugeligen Kopfenden gegen ihren jeweiligen Sitz in abdichtender Anlage bleiben. Dadurch werden die Bohrungen in den beiden Elementen unmittelbar über die Durchbohrung des Durchflußkörpers miteinander verbunden, ohne daß an dem abgedichteten Sitz der halbkugeligen Kopfenden ein Flüssigkeitsverlust eintritt. Dies gilt jedenfalls solange, wie die Schwingungsbewegung keinen zu großen Ausschlag aufweisen, so daß eine besonders betriebssichere Abdichtung der halbkugelförmigen Kopfenden gegen die Sitze bei kleinerer Amplitude der Relativbewegung und damit eine gute Durchleitung der Flüssigkeit gewährleistet ist.

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Obwohl die Konstruktion eines erfindungsgemäßen Durchflußkörpers ganz oder teilsweise aus elastischem Material oder aus einer Balgkonstruktion denkbar ist, um auf diese Weise einen dauernden axialen Druck in der Kammer zu erhalten, ist es erfindungsgemäß optimal, wenn der Durchflußkörper zwei mit enger Passung teleskopartig ineinander schiebbare Zylinder aufweist, welche jeweils an ihrem einen Ende mit einem halbkugelförraigen Kopfende versehen sind, das mit einer Bohrung ausgestattet ist, welche enger als der Innendurchmesser des Innenraums im Durchflußkö^per ist, und daß innerhalb der

den

Zylinder und zwischen/iialbkugelförmigen Kopfenden eine Druckfeder vorgesehen ist.

Durch eine solche Konstruktion ergibt sich eine größere ■Verlängerungsmöglichkeit für den Durchflußkörper ohne daß seine axiale Andruckkraft nachläßt. Dabei ist es ohne weiteres möglich, die zxvei Zylinder mit derart enger Passung aufeinander gleiten zu lassen, daß die Flüssigkeit auch zwischen ihnen nicht aus dem Durchflußkörper heraustreten kann, ohne daß die teleskopartige freie Beweglichkeit der Zylinder gegeneinander behindert wird. Dabei läßt sich eine zusätzliche Verbesserung der Gleitfähigkeit der beiden Zylinder unter Beibehaltung einer guten Abdichtung dadurch erreichen, daß eine oder beide der sich gegenseitig berührenden Zylinderoberflächen nach Art einer Labyrinthabdichtung mit ringförmigen Rinnen bzw. Rillen versehen ist,

Die Abdichtung eines Durchflußkörpers gegen seinen axial endseitigen Sitz kann insbesondere dadurch verbessert werden, daß der Außendurchmesser des inneren Zylinders größer ist als der Durchmesser der anschließenden Bohrungen der gegeneinander bewegten Elemente. Dabei übt der Druck in der weitergeleiteten Flüssigkeit eine resultierende Kraft auf die zwei Zylinder aus, wodurch

diese auseinander d. h. also mit noch stärkerem Druck 609840/0782

der halbkugelförmigigen Kopfenden gegen die Sitze gepreßt werden.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung besteht auch darin, daß gegenüber der Mündung der Bohrung durch das zweite Element ein drittes Element längs einer zweiten Gleitfläche relativ zum zweiten Element bewegbar ist,und daß die Einrichtung zum Durchleiten der Flüssigkeit Teil eines Schmiersystems für diese zweite Gleitfläche ist. ■■· . -. -

Auf diese Weise ist schmiertechnisch sichergestellt, daß die Schmierflüssigkeit im vollen beabsichtigten Umfang tatsächlich zur zweiten Gleitfläche gelangt. Dabei ist die Erfindung selbstvertändlich keinesfalls auf die Kombination nur zweier oder dreier gegeneinander bewegbare Elemente beschränkt, es können also einerseits auch eine Vielzahl derartiger Elemente von dem erfindungsgemäßen Schmiersystem erfaßt x^erden, während andererseits auch mehrere Bohrungssystememit den Merkmalen der Erfindung nebeneinander einsetzbar sind.

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung besteht darin, wenn ein abgeflachter Bereich einer als drittes Element vorgesehenen ersten Welle um einen Bolzen schwenkbar zwischen zwei als zweite Elemente angeordnet Gelenkstücke angebracht sind, welche mit zylindrischen Außenflächen senkrecht zur vorgenannten Schwenkrichtung schwenkbar innerhalb von als erstes Elementvklauenartigen Erweiterungen angeordnet sind, welche zum Ende einer zweiten, anschließenden Welle gehören.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

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Es zeigt:

Fig. 1 eine scheraatische und teilweise im Schnitt wiedergegebene Darstellung eines Gelenks einer kardanischen Kraftübertragungsverbindung oder dergleichen mit den Merkmalen der Erfindung,

Fig. 2 vergrößert und in weitergehender Schnittdarstellung einen Ausschnitt aus Fig. 1 und

Fig. 3 eine vergrößerte teilweise Schnittdarstellung gemäß IH-III Fig. 1. -.:-...- --

Der aus Fig. 1 ersichtliche eine Teil der kardanischen Verbindung, zu dem der andere nicht gezeichnete spiegelsymmetrisch ist, besitzt eine Mittellängsachse 1. Die eine Welle besitzt an ihrem einen Gelenkende einen abgeflachten Bereich 2, welcher zwischen zwei Segmenten bzw. Gelenkstücken 3 innerhalb eines im Querschnitt klauenartig erweiterten Endes 4 einer mit der ersten Wellte verbundenen zweiten Welle gelagert ist. Die Pfeile 5* 6 und 7 geben die Bewegungsmöglichkeiten des abgeflachten Bereichs 2 der ersten Welle wieder, und zwar (Pfeil 5) innerhalb der Gelenkstücke 3, Pfeil β der Gelenkstücke 3 innerhalb des Endes 4 und schließlich (Pfeil 7) des Endes 4 der zweiten Welle selbst.

Die zwischen den Gelenkstücken 3 und dem abgeflachten Bereich 2 liegenden Gleitflächen 8 werden über die Bohrung 10 mit Schmierfett versorgt, während es durch eine Bohrung 11 durch die Gelenkstücke 3 hindurch gelangt. Die zwischen den Gelenkstücken 3 und dem klauenartigen Inneren des Endes 4 der zweiten Welle befindlichen Gleitflächen 9 werden durch die Bohrungen 23a

- 6a -

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und 2.yo (Pig. 3) gesondert mit Fett versorgt. Jede Bohrung 11 ist zur Gleitfläche 9 hin zu einer Kammer 12 erweitert.

Innerhalb jeder Kammer 12 ist ein Durchflußkörper 13

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2 -r-

(bzw. 13a und 13b in Fig. 3) angeordnet, welcher zwei teleskopartig ineinandergeführte Zylinder 14 und 15 aufweist, die an ihrem einen Ende jeweils mit einem etwa halbkugelförmigen Kopfende 17 bzw. 16 abgeschlossen sind.

Diese halbkugelförmigen Kopfenden 17 bzw. 16 sind axial mit Bohrungen 18 versehen und pressen zwischen sich eine Druckfeder I9 im Innenraum 20 des Durchflußkörpers 13 bzw. 13a und 13b zusammen, so daß ein solcher Durchflußkörper zwischen den axial angrenzenden Bohrungen 10 und 11 sicher unter Anpreßdruck gehalten wird, wobei die Ränder der Bohrungen 10 und 11 Sitze für die halbkugelförmigen Kopfenden 16 und 17 bilden.

größer Der Durchmesser des Innenraums 20 ist wesentlich/als der Durchmesser der Bohrungen 18 und der Durchmesser der Bohrungen 10 und 11. Bei Anstieg des Schmiermitteldrucks werden die Zylinder 1²I- und 15 axial auseinander gedrückt_/so daß sich die halbkugelförmigen Kopfenden 16 und 17 jeweils noch stärker dichtend gegen die als Sitz dienenden Ränder der Bohrungen 11 und 10 anpressen.

Gemäß Fig. 3 kann die Gleitfläche 9 eine Führungsschulter 21 für die Bewegung der Gelenkstücke 3 innerhalb des klauenartigen Endes k- der zweiten Welle aufweisen. In eine Bohrung 22 innerhalb jedes Gelenkstücks 3 kann ein am abgeflachten Ende 2 sitzender Zapfen eingreifen.

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Claims

Paten tansprüche

Maschinenteil, insbesondere kardanisches Gelenk, bei den zwischen einem ersten und einem zweiten Element längs einer Gleitfläche eine begrenzte schwingende Bewegung ausführbar ist, wobei eine Einrichtung zur Weiterleitung einer Flüssigkeit z„B. eines Schmiermittels, von einer von der Gleitfläche entfernten Stelle des ersten Elements zu einer von der Gleitfläche abgekehrten Seite des zweiten Elements vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen Kanäle bzw. Bohrungen (10; 10a, 10b; 11; 12) durch beide Elemente (3, 4) mit einem Verbindungsdurchlaß an der Gleitfläche (9) zwischen ihnen aufweisen, wobei die Bohrung in mindestens einem der beiden Elemente an dem Verbindungsdurchlaß zu einer länglichen Kammer (12) erweitert ist, in welcher ein in axial Richtung mit Bohrungen (18) versehener und axial unter Druck stehender Durchflußkörper (13) angeordnet ist, welcher mit halbkugelförmigen Kopfenden (i6, 17) abdichten!gegen die beiden Enden der Kammer anliegt.
2. Maschinenteil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß nur in einem der beiden Elemente (3* 4) eine Kammer (12) vorgesehen ist.
3. Maschinenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden.Elementen (3* 4) eine Kammer (12) vorgesehen ist.
4. Maschinenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3 d adurch gekennzeichnet, daß der Durchflußkörper (13) zwei mit enger Passung teleskopartig ineinanderschiebbare-Zylinder (14, 15) besitzt, welche jeweils an ihrem einen Ende mit einem halbkugelförmigen

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Kopfende (16, 17) versehen sind, das eine Bohrung (18) aufweist, welche enger als der Innendurchmesser des Innenraums (20) im Durchflußkörper (1^) ist_/und daß innerhalb der Zylinder und zwischen beiden halbkugelförmigen Kopfenden eine Druckfeder (19) vorgesehen ist.
5. Maschinenteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Durchmesser des Innenraums (20) größer ist als der Durchmesser der anschließenden Bohrungen (10, 11) in den zwei Elementen (4 bzw. 3). ·. ·-. :-.. - -
6. Maschinenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ■ d a — durch gekennzeichnet, daß an der Seite der Mündung der Bohrung (11) durch das zweite Element (3) ein drittes Element (2) längs einer zweiten Gleitfläche (8) relativ zum zweiten Element beviegbar ist, und daß die Einrichtung zum Durchleiten der Flüssigkeit Teil eines Schmiersystems für diese zweite Gleitfläche (8) ist.
7. Maschinenteil nach Anspruch 6.-dadurch gekennzeichnet, daß im ersten und/oder zweiten Element (4 bzw. 3) mehrere Einrichtungen zum Durchleiten eines Schmiermittels vorgesehen sind.

β Maschinenteil nach Anspruch 6 oder ¹J₃ dadurch gekennzeichnet, daß ein abgeflachter Bereich (2) einer als drittes Element vorgesehenen ersten Welle um einen Bolzen schwenkbar zwischen zwei als zweite Elemente angeordnete Gelenkstücke (3) angebracht ist, welche mit zylindrischen Außenflächen senkrecht zur vorgenannten Schwenkrichtung schwenkbar

zu /bezeichnenden „ .;

innerhalb von als erstes Element/ klauenartigen Erweiterungen angeordnet sind, welche zum Ende einer zweiten Welle gehören.

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