DE4124680A1

DE4124680A1 - Gelenkwelle mit lebensdauerschmierung

Info

Publication number: DE4124680A1
Application number: DE4124680A
Authority: DE
Inventors: Hans-Otto Klebe
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1990-07-28
Filing date: 1991-07-25
Publication date: 1992-01-30

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Gelenkwellen mit Lebensdauerschmierung gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Die Verbindung zweier zueinander schwenkbarer Wellen erfolgt durch Gelenkwellen, die das Drehmoment von An- zur Abtriebswelle übertragen und es erlauben, zueinander versetzt angeordnete Wellen schwenkbar miteinander zu verbinden. Die Wellen sind hierbei im allgemeinen an jeweils einem Paar Zapfen eines Gelenkkreuzes schwenkbar gelagert.

Bekannt ist (DE-B 26 18 536), eine Ausnehmung im Gelenkkreuz als Vorratsraum für Schmiermittel auszubilden. Von diesem Vorratsraum laufen Schmierbohrungen axial durch die Zapfen des Gelenkkreuzes und versorgen die Lager der Wellen mit Schmiermittel. Während des Betriebs drückt die Zentrifugalkraft das Schmiermittel aus dem Vorratsraum durch die Schmierbohrungen zu den Lagern. Der Vorratsraum ist von einer Dichtung umgeben.

Diese Ausführung eines Gelenkkreuzes ist jedoch nicht geeignet für eine Schmierung für die gesamte Einsatzdauer der Gelenkwelle, sondern bedarf der Nachschmierung und dem damit verbundenen Wartungsaufwand.

Hier hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, Abhilfe zu schaffen.

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst diese Aufgabe dadurch, daß ein Verschlußdeckel den Vorratsraum für das Schmiermittel im Gelenkkreuz abschließt und Bohrungen größtmöglichen Volumens und ausreichender Festigkeit von dem Vorratsraum durch die Zapfen führen, wobei der Querschnitt der Bohrungen mit einer Verengung des Querschnitts zur Drosselung des Schmiermittels versehen ist.

Durch die Dimensionierung des zentralen Vorratsraums und die Einbeziehung der Bohrungen durch die Zapfen zur Speicherung von Schmiermittel kann ein besonders hoher Schmiermittelvorrat bei der Erstabfüllung in das Gelenkkreuz eingebracht werden. Die seitlichen Verschlußdeckel des Vorratsraums dichten diesen sehr viel besser und zuverlässiger ab als zum Beispiel eine Gummidichtung und halten das Schmiermittel auch zuverlässig im Vorratsraum des Gelenkkreuzes, wenn das Schmiermittel unter Druck eingepreßt wird bzw. wenn sich Druck während des Betriebs der Gelenkwellen aufbaut.

Die hohe Zentrifugalkraft bei hoher Drehzahl der Gelenkwelle drückt das Schmiermittel verstärkt aus dem Vorratsraum in die Bohrungen der Zapfen. Durch Verengung des Querschnitts der Bohrungen in den Zapfen kann verhindert werden, daß bei hoher Drehzahl Schmiermittel vermehrt aus dem Gelenkkreuz geschleudert wird, so daß Schmiermittel aufgrund der Drosselung nur sehr dosiert abgegeben wird. Insgesamt wird die Lebensdauerschmierung des Gelenkkreuzes also erreicht durch das Zusammenwirken von Vorratsraum und der vergrößerten Bohrungen in den Zapfen zur Unterbringung größtmöglicher Schmiermittelmengen mit der verbesserten Abdichtung des Vorratsraums durch Verschlußdeckel und durch die verringerten Schleuderverluste an Schmiermittel durch die Verengung der Bohrungsquerschnitte in den Zapfen.

Zwischen Lager und Zapfen der Gelenkkreuze sorgt eine besonders wirkungsvolle neuartige Kombination von Vorab weis-, Abstreif- und Dichtlippen dafür, daß das Eindringen von Verunreinigungen an die Lager verhindert wird, und daher der Schmiermittelbedarf über die gesamte Lebensdauer des Gelenkkreuzes niedrig bleibt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Doppelgelenkkreuz zur Verbindung zweier Gelenkwellen für Lenkachsen;

Fig. 2 ein Gelenkkreuz;

Fig. 3 einen Schnitt durch das Gelenkkreuz;

Fig. 4 eine Dichtungsanordnung am Gelenkkreuz.

Fig. 1: Ein Mittelstück 1 kann mit einer Schmiervorrichtung 2 ausgerüstet sein. Das Mittelstück 1 weist vier Bohrungen 3 auf. Gelenkkreuze 4, 5 weisen jeweils vier um 90 Grad radial versetzt angeordnete Zapfen 6, 7 auf. Auf jeden der Zapfen 6, 7 sind zwei Dichtringe 8, 9 montiert. Die Dichtringe 8, 9 sind auf Blechen 10 gehalten. Auf Lagernadeln 11 sind Lagerbüchsen 12 auf den Zapfen 6, 7 drehbar gelagert. Die Gelenkkreuze 4, 5 sind mittels der Lager 11, 12 sowohl in den koaxialen Bohrungen 3 des Mittelstücks 1 als auch in dazu senkrechten koaxialen Bohrungen 13, 14 der Wellen 16, 17 drehbar gelagert. Die Lagerbüchsen 12 sind mittels Ringen 15 gegen Herausrutschen aus den Bohrungen 3, 13, 14 gesichert.

Fig. 2, 3 zeigt ein erfindungsgemäß verbessertes Gelenkkreuz 4, 5 mit einem zentralen Vorratsraum 18 zur Aufnahme von Schmiermittel. Der Vorratsraum 18 ist zu einer Seite oder auch zu beiden Seiten durch einen Gehäusedeckel 22 dichtend nach außen abgeschlossen. Von dem Vorratsraum 18 gehen in radialer Richtung Bohrungen 19 ab, die axial durch die Zapfen 6, 7 führen. Der Durchmesser der Bohrungen 19 ist so groß gewählt, daß die Festigkeit der Zapfen ausreichend zur Übertragung des Drehmoments bleibt, und die Bohrungen 19 eine möglichst große Menge an Schmiermittel aufnehmen können. Die Steifigkeit der Zapfen 6, 7 kann durch Stege und Profilierung der Bohrungen 19 verbessert werden.

Im Querschnitt der Bohrungen 19, vorzugsweise am radial äußeren Ende, weisen die Bohrungen 19 eine Verengung des Querschnitts auf, die den Durchfluß des Schmiermittels drosselt. Eine derartige Verengung kann zum Beispiel durch eine Madenschraube (nicht dargestellt) erreicht werden, die vom freien Ende der Zapfen 6, 7 in die Bohrungen 19 eingeführt werden. Vorzugsweise könnte eine derartige Verengung so ausgestaltet sein, daß mit zunehmender Drehzahl der Gelenkwelle die verbleibende Durchtrittsöffnung für das Schmiermittel kleiner wird.

Fig. 4: Zwischen Lagerbüchse 12 und einer Schulter 20 der Zapfen 6, 7 sorgt eine besonders wirkungsvolle neuartige Kombination von Vorabweis-, Abstreif- und Dichtlippen dafür, daß das Eindringen von Verunreinigungen an die Lager 11, 12 verhindert wird und daher der Schmiermittelbedarf über die gesamte Lebensdauer der Gelenkkreuze 4, 5 niedrig bleibt. Unmittelbar an der Lagerbüchse 12 und einer Scheibe 21 liegt ein Dichtring 9 an, von dem eine Fettdichtlippe 23 und Abstreiflippen 24, 25 gegen die Schulter 20 des Zapfens 6, 7 gedrückt sind. Die Fettdichtlippe 23 läßt geringe Fettunterwanderung zu, so daß die Abstreiflippen 24, 25 mit Penetrationsöl versorgt sind. Der Dichtring 9 ist mittels eines Formblechs 10, das sich an der Lagerbüchse 12 abstützt, in seiner Position gehalten. Am Formblech 10 und Schulter 20 der Zapfen 6, 7 liegt eine weitere Zusatzdichtung 8 an, die die Vorabweisung von Fremdkörpern übernimmt.

Die Kombination der Merkmale der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet sind, macht die Gelenkwelle mit Lebensdauerschmierung besonders geeignet zum Einsatz in angetriebenen Lenkachsen von Nutzfahrzeugen.

Bezugszeichen

1 Mittelstück
2 Schmiervorrichtung
3 Bohrungen
4 Gelenkkreuz
5 Gelenkkreuz
6 Zapfen
7 Zapfen
8 Zusatzdichtung
9 Dichtring
10 Blech
11 Lagernadeln
12 Lagerbüchse
13 Bohrung
14 Bohrung
15 Ring
16 Gelenkwelle
17 Gelenkwelle
18 Vorratsraum
19 Bohrung
20 Schulter
21 Scheibe
22 Gehäusedeckel
23 Fettdichtlippe
24 Abstreiflippe
25 Abstreiflippe

Claims

1. Gelenkwelle mit Lebensdauerschmierung, wobei Wellen an jeweils einem Paar senkrecht aufeinanderstehender Zapfen 6, 7 eines oder zweier Gelenkkreuze 4, 5 befestigt sind und im Gelenkkreuz 4, 5 ein Schmiermittelvorratsraum 18 ausgebildet ist, von dem Bohrungen 19 durch die Zapfen 6, 7 zu den Lagern 11, 12 führen, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäusedeckel 22 den Vorratsraum 18 für das Schmiermittel im Gelenkkreuz 4, 5 abschließen und Bohrungen 19 größtmöglichen Volumens und ausreichender Festigkeit von dem Vorratsraum 18 durch die Zapfen 6, 7 führen, wobei der Querschnitt der Bohrungen 19 mit einer Verengung zur Drosselung des Schmiermittels versehen ist.

2. Gelenkwelle mit Lebensdauerschmierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lager 11, 12 und Zapfen 6, 7 eine mehrlippige Dichtung 8, 9 angeordnet ist.

3. Gelenkwelle mit Lebensdauerschmierung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrlippige Dichtung 8, 9 sich zusammensetzt aus einer Fettdichtlippe 23, die geringe Fettunterwanderung zuläßt, und aus Dichtlippen 24, 25, die Abstreiferfunktion ausüben.

4. Gelenkwelle mit Lebensdauerschmierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelvorratsraum 18 und die Bohrungen 19 durch die Zapfen 6, 7 größtmögliches Volumen bei ausreichender Festigkeit haben, wobei die Bohrungen 19 zur Versteifung profiliert sind.

5. Gelenkwelle mit Lebensdauerschmierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Räder einer angetriebenen Lenkachse eines Nutzfahrzeugs über derartige Gelenkwellen angetrieben sind.