DE60120815T2

DE60120815T2 - Teleskopkardanwelle mit einem Fettschmierungssystem

Info

Publication number: DE60120815T2
Application number: DE60120815T
Authority: DE
Inventors: Edi I-46029 Suzzara Bondioli
Original assignee: Bondioli Edi Suzzara
Current assignee: Bondioli Edi Suzzara
Priority date: 2000-01-07
Filing date: 2001-01-05
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2021-01-06
Also published as: EP1138967B1; US6511379B2; DE60120815D1; ITFI20000004A0; CA2330312A1; ATE331150T1; EP1138967A3; CA2330312C; IT1314467B1; US20010007831A1; EP1138967A2; ITFI20000004A1; ES2266146T3

Description

In einigen mechanischen Baugruppen – wie zum Beispiel und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, in Teleskopkardanwellenbaugruppen zur Antriebsübertragung – ist Schmierung an mehreren Stellen erforderlich, wofür unter Druck injiziertes Fett verwendet wird.
Im Interesse der betrieblichen Praktikabilität sind Schmiersysteme zum Sicherstellen von Schmierung an allen erforderlichen Stellen in Betracht gezogen worden, die einen einzelnen Schmiernippel aufweisen, von dem mehrere zu schmierende Stellen beaufschlagt werden. Diese Systeme stellen keine einheitliche Schmierung an allen Stellen sicher, benötigen eine übermäßige Menge Schmiermittel und verlieren auch eine übermäßige Menge desselben, und weisen darüber hinaus andere Mängel auf, die sie unzuverlässig gestalten, obwohl sie relativ komplex und teuer sind.
US-A-4,795,401 offenbart ein Zapfenkreuz mit einer Schmieranordnung zum Schmieren von vier verschiedenen Kugellagern. Zwei einander überkreuzende Bohrungen sind in das Zapfenkreuz eingearbeitet, um Schmiermittel von der Mitte des Kreuzes zu seinen vier Enden hin zu verteilen, wo die Lager angeordnet sind. Drosseleinsätze sind in jeder Bohrung vorgesehen, um die Gefahr der Verstopfung der Bohrung zu reduzieren.
WO-A-9858183 offenbart eine Schmiervorrichtung für eine Teleskopwelle gemäß der Präambel von Anspruch 1. Eine einzelne Leitung erstreckt sich aus einer Kammer, wo ein Schmiernippel angeordnet ist, und leitet das Fett in eine zweite Kammer, aus der das Fett an mehreren Stellen um die Teleskopwelle herum verteilt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Teleskopwelle, die mit einem einfachen und zuverlässigen Schmiersystem versehen ist, wie es aus dem folgenden Text deutlich werden wird. Diese Aufgabe wird mit der Kombination der Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte weitere mögliche Ausführungsformen der Erfindung.
Der Erfindung zufolge umfasst das Fettschmiersystem im Wesentlichen eine Kammer, die durch eine Schmiereinheit beaufschlagt wird, mehrere Abzweigungskanäle, die die Stellen erreichen, wo das Schmiermittel zuzuführen ist, und, zwischen der Kammer und jedem Abzweigungskanal, einen Durchlass mit einem sehr kleinen Querschnitt. Auf diese Weise wird bei Injektion durch den Schmiernippel ein hoher Druck innerhalb der Kammer erreicht und dadurch eine dosierte Zuführung von Schmiermittel durch jeden der Durchlässe erhalten.
Das betreffende System ist besonders für die Schmierung von Teleskop- und Kardanwellen zur Antriebsübertragung geeignet, die hauptsächlich in Fahrzeugen, Werkzeugmaschinen, landwirtschaftlichen Maschinen und dergleichen verwendet werden.
Bei einer Teleskopwelle mit genuteten Hohlwellen kann das Schmiersystem in der inneren Welle einen ersten Block mit dem Sitz für den Schmiernippel, mit der Kammer und mit Sitzen für mehrere, Teil der Abzweigungskanäle bildende Rohre aufweisen, und sind in dem Block auch die Durchlässe mit einem kleinen Querschnitt ausgebildet. Die innere Welle nimmt auch mindestens einen Endblock auf, der durch mindestens eines oder mehr als eines der Rohre beaufschlagt wird und der auch einen oder mehrere radiale Hohlstifte aufnimmt, die jeweils mit einem entsprechenden Rohr kommunizieren und von der inneren Hohlwelle an den Stellen, wo Schmierung erforderlich ist, ausgehen. Grundlegend kann der Endblock von mehreren Rohren beaufschlagt sein und nimmt entsprechende Hohlstifte auf, die radial verteilt sind.
Der oder jeder Endblock kann mit der inneren Hohlwelle durch den Hohlstift oder die Hohlstifte gekoppelt sein. Der erste Block kann auch mit der inneren Hohlwelle durch die Schmiereinheit gekoppelt sein, die durch die äußere Hohlwelle über einen Endausschnitt hindurchtreten kann.
Die Erfindung wird besser unter Bezugnahme auf die Beschreibung und die anliegenden Zeichnung verstanden werden, die eine praktische, nichtbegrenzende Ausführungsform der Erfindung zeigt. In der Zeichnung:
1 zeigt eine Außen- und teilweise geschnittene Ansicht einer Teleskopkardanwellenbaugruppe, bei der die vorliegende Erfindung angewendet wird;
2 zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch einen zentralen Teil der Welle gemäß 1;
3 und 4 sind Querschnitte entlang III-III und IV-IV von 2;
5 zeigt isoliert einen Längsschnitt durch die äußere Hohlwelle;
6, 7 und 8 zeigen eine lokale Ansicht entlang VI-VI und eine Querschnittansicht entlang VII-VII von 5 sowie eine Ansicht von der Linie VIII-VIII von 6;
9 zeigt isoliert einen Längsschnitt durch die innere Hohlwelle der Baugruppe von 1;
10, 11 und 12 zeigen Querschnitte entlang X-X, XI-XI und XII-XII von 9;
13 und 14 zeigen isoliert eine axiale Ansicht entlang XIII-XIII von 14 und eine Querschnittansicht entlang XIV-XIV von 13 eines Blocks, der in der inneren Hohlwelle von 9 enthalten ist;
15 und 16 zeigen, ähnlich wie 13 und 14, eine Ansicht entlang XV-XV von 16 und eine Schnittansicht entlang XVI-XVI von 15 eines anderen Blocks, der in der inneren Hohlwelle enthalten ist;
17 zeigt eine Querschnittansicht einer Variation der Ausführungsform entlang der durch XVII-XVII in 2 angezeigten Linie (bezüglich des Beispiels der 1 bis 16).
In Übereinstimmung mit der Darstellung in der beigefügten Zeichnung bezeichnet 1 allgemein eine Teleskopwelle, d. h. eine Welle, die durch axiales Verschieben eines Paars genuteter Hohlwellen verlängert und verkürzt werden kann, wobei 3 die äußere Welle und 5 die innere Welle bezeichnet. In 1 ist die Teleskopwelle in einen Kardanantrieb eingebaut, in dem ein Kardangelenk 7 vom Gabeltyp des konventionellen Typs eingebaut ist, mit dem die äußere Hohlwelle 3 verbunden ist, während 9 ein ähnliches Kardangelenk bezeichnet, das mit der inneren Hohlwelle 5 verbunden ist. 10A, 10B, 12A und 12B bezeichnen eine konventionelle Abdeckung für Kardanwellen, die zwei röhrenförmige Teile aufweist, welche die Hohlwelle 3, 5 bedecken, und zwei Ummantelungen (12A und 12B), die zumindest teilweise die Kardangelenke 7 und 9 schützen.
Kardanwellen dieses Typs und andere äquivalente Geräte erfordern Schmierung hauptsächlich mit Fett, die die Betriebsfähigkeit der Komponenten in der Baugruppe insbesondere – in dem speziellen Fall der Kardanantriebswelle gemäß 1 – hinsichtlich Schmierung für die Relativverschiebung der beiden Hohlwellen, d.h. der äußeren Hohlwelle 3 und inneren Hohlwelle 5 sicherstellen kann. Im weiteren Text folgt eine Beschreibung eines Schmiersystems, das gemäß der Erfindung ausgestaltet ist und das das Problem wirksamer Schmierung ohne lokale Defizite und ohne übermäßigen Verbrauch von Schmierfett löst, welcher Kosten und einen Nachteil aufgrund der möglichen Dispersion von Schmiermittel über der benötigten Menge darstellen würde.
Dem dargestellten Beispiel zufolge ist zum Schmieren an mindestens zwei diametral gegenüberliegenden Stellen der sich relativ zueinander verschiebenden Oberflächen der beiden Hohlwellen 3 und 5 ein Block 14 innerhalb der inneren Hohlwelle 5 vorgesehen und mit einem Schmiernippel 16 vom konventionellen Typ ausgestattet, der radial aus einem Loch 16A in der Hohlwelle 5 und über die äußere Hohlwelle 3 hinaus auch an dem in der Zeichnung rechten Abschlussende der Hohlwelle 3 vorsteht aufgrund des Vorliegens von Schlitzen 3A, die entlang der äußeren Endkante der Hohlwelle 3 vorgesehen sind (siehe insbesondere 5, 6 und 8). Der Sitz 18 für den Schmiernippel 16 erstreckt sich diametral über die Achse des Blocks 14 hinaus, der sich in einer im wesentlichen zylindrischen Weise erstreckt. Die Abzweigungskanäle, die die Schmierstellen des in den 1 bis 16 dargestellten Schmiersystems erreichen müssen, gehen von diesem Sitz aus. In diesem Beispiel sind zwei Abzweigungskanäle vorgesehen und bestehen im Wesentlichen aus zwei Rohren 20 und 22, die sich parallel zu der Achse der Welle 5 erstrecken, und denen das Schmiermittel zugeführt werden muss, das in dem Sitz 18 vorhanden ist, welcher die das Schmierfett zuführende Kammer bildet, das unter Druck durch den Schmiernippel 16 injiziert wird.
Die beiden Rohre 20 und 22, die von dem ersten Block 14 ausgehen, erreichen einen weiteren zweiten Block 24, der auch innerhalb der inneren Hohlwelle 5 angeordnet ist; dieser Block 24 wird durch zwei Hohlstifte 26 und 28 in Position gehalten, die radial durch Löcher 26A und 28A in der Wand der Hohlwelle 5 und innerhalb des Blocks 24 angeordnet sind, um so das Rohr 20 bzw. das Rohr 22 zu erreichen. Deshalb kann der aus den beiden Rohren 20 und 22 bestehende Abzweigungskanal zwei diametral gegenüberliegende Stellen auf der Außenfläche der inneren Hohlwelle 5 erreichen, um so die Schmierung zwischen den sich verschiebenden Oberflächen der beiden Wellen 3 und 5 auszuführen.
Abzweigungskanäle dieser Art sind bereits bei einigen Anwendungen von Schmiersystemen in Betracht gezogen worden, aber es hat sich häufig herausgestellt, dass ein beträchtlicher Unterschied in der Menge von Schmierfett vorliegt, das durch die verschiedenen Abzweigungskanäle zugeführt werden kann; das Schmiermittel kann sogar nur in einem der Abzweigungskanäle fließen, der den geringsten Widerstand gegen den Fluss des Schmiermittels leistet, auf Kosten der Schmierung, die über die anderen Abzweigungskanäle erreicht werden kann.
Zum Überwinden dieser Nachteile ist es gemäß der Erfindung geplant, zwischen der Kammer 18 – die aus dem Sitz für den Schmiernippel 16 besteht und in der ein hoher Druck erreicht werden kann, wenn der Schmiernippel 16 beaufschlagt wird – und jedem der Abzweigungskanäle wie zum Beispiel den aus den Rohren 20, 22 bestehenden, jeweilige Durchlässe mit einem sehr kleine Querschnitt vorzusehen, die aus kleinen Lö chern 30 und 32 bestehen, welche (siehe insbesondere 13 und 14) zwischen den Sitzen 20A und 22A für die beiden Rohre 20 und 22 innerhalb des Blocks 14 und der Zuführkammer 18 ausgebildet sind. Aufgrund des Vorliegens dieser Durchlässe mit einem sehr kleinen Querschnitt, die aus den Löchern 30 und 32 bestehen, wird bei jedem Fall einer Injektion des Schmierfetts durch den Schmiernippel 16 ein hoher Druck innerhalb der Kammer 18 aufgebaut; dieser hohe Druck stellt einen Ausfluss des Schmierfetts durch jedes der Löcher 30 und 32 sicher, die die Durchlässe mit einem kleinen Querschnitt bilden, um so in jedem Fall eine gewünschte Menge Schmiermittel jedem der Abzweigungskanäle wie zum Beispiel denjenigen, die aus dem Rohr 20 und dem Hohlstift 26 und aus dem Rohr 22 und dem Hohlstift 28 bestehen, zuzuführen. Der innerhalb der Zuführkammer 18 erreichte hohe Druck stellt in jedem Fall die Möglichkeit sicher, das Schmierfett durch die selbst relativ sehr kleinen Löcher 30 und 32 zuzuführen, da der Druck sicherstellt, dass die Durchlässe 30 und 32 frei bleiben, selbst wenn irgendein unbeabsichtigtes Hindernis innerhalb der Durchlässe 30 und 32 auftreten sollte. Stromabwärts von den Durchlässen mit einem kleinen Querschnitt, die aus den Löchern 30 und 32 bestehen, wird der Ausfluss von Schmiermittel innerhalb der einzelnen Abzweigungskanäle praktisch ohne jegliche Behinderungen sichergestellt, da aufgrund der Weite der darin vorgesehenen Durchgangsöffnungen kein Widerstand gegen den Ausfluss des Schmiermittels in den Abzweigungskanälen vorliegt.
Die oben beschriebene Anordnung ist extrem einfach sowohl hinsichtlich Aufbau als auch hinsichtlich Montage, da die Blöcke 14 und 24 einfach hergestellt werden können, und auch so, dass sie einander sehr ähnlich zu sein; die Bohrarbeiten zum Unterbringen der Rohre 20 und 22 in den Blöcken sind gleichermaßen einfach, wie auch die Bearbeitungsvorgänge zum Lagern der Hohlstifte 26 und 28 und zum Erzeugen der Zuführkammer 18 einfach sind, die einfach aus der Erweiterung des Sitzes für die Aufnahme des Schmiernippels 16 besteht. Der Schmiernippel 16 kann auch in einer Öse oder in einem Loch in der Welle 5 gelagert werden, das auch größer – in begrenztem Ausmaß – als das sein kann, das benötigt wird, damit der Schmiernippel 16 es durchqueren kann. Die Bearbeitung der Wellen 5 mit den Löchern für den Schmiernippel 16 und für die Stifte 26 und 27 ist auch einfach, da es nur darum geht, den Bohrvorgang, der in jedem Fall für die Welle 5 erforderlich ist, die Löcher 5A für den Stift 9A, der die Hohlwelle 5 mit dem Kardangelenk 9 koppelt, aufweisen muss, mit diesen Bohrungen zu komplettieren.
Die Zufuhr von Schmiermittel, die an den Fettauslassstellen erfolgt, welche aus den äußeren Enden der Hohlstifte 26 und 28 bestehen, wird in jedem Fall durch die axial variable relative Position sowohl der äußeren Hohlwelle 3 als auch der inneren Hohlwelle 5 sichergestellt.
Zum Sicherstellen des Flusses des Schmiermittels aus den Rohren 20 und 22 zu den jeweiligen Hohlstiften 26 und 28 ist es auch möglich, eine einfache Querglättung der Innenenden der Stifte 26 und 28 vorzusehen, um Durchlässe zu erzeugen, die ausreichend groß für den Eintritt des Schmiermittels in die axialen Löcher der Stifte 26 und 28 sind; eine Ausnehmung kann jedoch auch zumindest in den Innenenden oder in jedem der Enden jedes Stifts ausgebildet werden, um den Durchgang des Schmiermittels in allen Fällen sicherzustellen.
Die 13 und 14 und die 15 und 16 zeigen die Form der Blöcke 14 bzw. 24. Es ist festzustellen, dass das Bearbeiten dieser Blöcke einfach ist, sowohl für die Ausbildung der Kammer 18 als auch der Sitze 20A und 22A für die Abschlussenden der Rohre 20 und 22 und für die Ausbildung der Sitze 26A und 28A für die Stifte 26 und 28. Die Löcher 30 und 32 mit einem sehr kleinen Querschnitt, die zwischen den Rohren 20 und 22 und der Kammer 18 vorgesehen sind, können auch einfach gebildet werden, da sie vorteilhafterweise mit den Sitzen 20A und 22A ausgerichtet sind.
Wenn mehr als zwei Abzweigungskanäle der beschriebenen Art benötigt werden, ist es möglich, Sitze für die Rohre in den Blöcken, wie zum Beispiel den mit 14 und 24 bezeichneten, in der benötigten Anzahl auszubilden, und mit der Bildung der Löcher mit einem kleinen Querschnitt, wie zum Beispiel den bei 30 und 32 gezeigten, auch zwischen solchen zusätzlichen Sitzen und der Kammer 18. 17 zeigt vier Abzweigungskanäle (anstelle von zwei) zwischen der Kammer 18 und dem Schmiernippel 16, wobei zwei weitere Sitze 50, ähnlich den mit 20A und 22A bezeichneten, geplant sind, mit den jeweiligen mit 52 bezeichneten Löchern mit einem kleinen Querschnitt, und wobei die Kommunikation zwischen diesen Löchern 52 und der Kammer 18 mittels eines radialen Lochs 54 geschaffen wird, das das Loch kreuzt, welches die Druckkammer 18 bildet. Eine solche Anordnung könnte auch so bereitgestellt werden, um zum Beispiel sechs Abzweigungskanäle anstelle von zwei und anstelle von vier, wie sie in den 1 bis 16 und 17 dargestellt sind, mit einer hexagonalen – anstelle einer quadratischen – Anordnung der Achsen der Sitze für die Rohre, wie zum Beispiel den mit 20 und 22 bezeichneten, zu bilden. Es können ferner Abzweigungsleitungen in Betracht gezogen werden, die sich auf entgegengesetzten Seiten des Blocks 14 erstrecken.

Claims

Teleskopwelle mit einer äußeren Hohlwelle und einer inneren Hohlwelle, die gegeneinander verschiebbar in Drehrichtung gekoppelt sind, und mit einem Fettschmiersystem mit einem ersten Block (14) mit einer Kammer (18), die durch eine Druckschmiereinheit mit einem Schmiermittel (16) beaufschlagt werden kann, und einem Abzweigungskanal (20, 22), der von dem Block ausgeht und Stellen erreicht, denen das Schmiermittel zuzuführen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Abzweigungskanäle (20, 22) vorgesehen sind, die zu entsprechenden Stellen, denen das Schmiermittel zuzuführen ist, führen; und dass ein Durchlass mit sehr kleinem Querschnitt (30, 32) in dem Block (14) zwischen der Kammer (18) und jedem Abzweigungskanal (20, 22) vorgesehen ist, so dass bei Injektion durch den Schmiernippel (16) ein hoher Druck in der Kammer (18) erreicht wird und dadurch eine dosierte Zuführung von Schmiermittel durch jeden der Durchlässe erhalten wird.
Teleskopwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Block (14) für jeden Kanal (20, 22) einen Sitz (20A, 22A) für ein entsprechendes erstes Ende eines zugehörigen Rohres aufweist und dass ein den entsprechenden Durchlass bildendes Loch in dem Block zwischen der Kammer (18) und dem Sitz vorgesehen ist.
Teleskopwelle nach Anspruch 1 oder 2, mit genuteten rohrförmigen Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Welle (5) den ersten Block (14) mit dem Sitz für den Schmiernippel (16), die Kammer (18), Sitze für mehrere Rohre (20, 22), die Teile der Abzweigungskanäle bilden, und die Durchlässe (30, 32) mit kleinem Querschnitt aufnimmt und mindestens einen zusätzlichen Endblock (24) aufnimmt, der durch mindestens eines der Rohre (20, 22) beaufschlagt ist und mindestens einen oder mehrere radiale Hohlstifte (26, 28) aufnimmt, die mit dem Rohr oder jedem Rohr kommunizieren und von der inneren Hohlwelle (5) an Stellen, wo Schmierung erforderlich ist, ausgehen.
Teleskopwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein und derselbe Endblock (24) von mehreren Rohren (20, 22) beaufschlagt ist und entsprechende Hohlstifte (26, 28) aufnimmt.
Teleskopwelle nach mindestens einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Endblock (24) mit der inneren Hohlwelle (5) durch den Hohlstift oder die Hohlstifte (26, 28) gekoppelt ist.
Teleskopwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Block (14) mit der inneren Hohlwelle (5) durch den Schmiernippel (16) gekoppelt ist, der durch die äußere Hohlwelle (3) über einen Endausschnitt (3A) oder über einen Schlitz hindurch treten kann.