DE3300376C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung, insbesondere für Zapfen­ kreuze von Kreuzgelenken, mit Schmierkanälen, die einen Schmiermitteleinlaß zur Druckabschmierung aufweisen, wobei der Schmiermittelkanal zu einer querverlaufenden Fläche, die den Boden einer Schmiermittelkammer bildet, offen ist, und mit einer eine Drosselstelle für das Schmiermittel bildenden Rückhalteeinrichtung.

Bei einer solchen bekannten Schmiervorrichtung besteht die Rückhalteeinrichtung aus einem flexiblen Material, wie z. B. Gummi, hergestellten Einsatz, der eine Wandung auf­ weist, die etwa parallel zur Wandung der vergrößerten Bohrung des Zapfens verläuft. Diese vergrößerte Bohrung bildet die Schmiermittelkammer. Die Wandung geht in einen nach innen gestülpten Bereich über, der geschlitzt ist und somit ein Ventil bildet (DE-OS 18 00 218). Dieser Ein­ richtung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abfließen des Schmiermittels bei Stillstand der Welle zur Lagerung eines Zapfens hin zu vermeiden, um eine gleichmäßige Schmier­ mittelversorgung zu bewerkstelligen. Von Nachteil ist jedoch, daß der Schmiermittelvorrat durch den Einsatz begrenzt ist und der Einsatz selbst vom Aufbau her kompliziert ist.

Aus der US-PS 38 32 865 ist es schließlich bekannt, einen mit einer zentralen Bohrung versehenen Einsatz vorzusehen, der in einem begrenzten Ringraum Schmiermittel bevorratet halten soll. Je nach Stellung der Gelenkwelle im Still­ stand kann jedoch das Schmiermittel teilweise zurückfließen.

Ferner zeigt die französische Veröffentlichungs-Nr. 23 51 312 (Patentanmeldung 77 14 764) einen Einsatz, welcher über kleine Durchlässe der Filterung dient, um Luftein­ schlüsse im Schmiermittel zu verhindern und Schmiermittel im Stillstand bevorratet zu halten.

Beim Einfüllen von Schmiermittel ist der von der Schmier­ mittelpumpe erzeugte Druck im allgemeinen so groß, daß das Schmiermittel auf den Boden der Lagerbüchse auftrifft, ohne indes die dazu eigens vorgesehene Kammer vollständig zu füllen. Das Schmiermittel verteilt sich in der Lager­ büchse sowie entlang der Nadeln des zugehörigen Nadel­ lagers. Bei diesem Vorgang wird eine bestimmte Menge an unter Druck stehender Luft mit in der Kammer einge­ schlossen. Es liegt auf der Hand, daß hierdurch die Füllung nicht vollständig ist und sich während des Betriebes des Kreuzgelenkes als unzureichend erweist, wobei die unter Druck stehende Luft die Schmiermittel­ verluste beim Einfüllen zusätzlich vergrößert. Ferner wird während der Drehbewegung zumindest ein Teil des im Kanal befindlichen Schmiermittels als Folge der auftretenden Zentrifugalkräfte herausgepreßt, bis ein Ausgleich zwischen dem Innern der Kammer und dem inneren Volumen des Lagers erreicht wird.

In der sich an die Betriebsphasen anschließenden Still­ standsphasen entleert sich die Kammer, wenn eine nur un­ genügende Rückhalteeinrichtung vorgesehen ist, infolge der Schwerkraft in den jeweils gegenüberliegenden unteren Zapfen. Beim erneuten Drehen des Gelenkes gelangt dann das in den jeweils untenstehenden Zapfen abgelaufene Schmier­ mittel jedoch nicht wieder in denjenigen Zapfen zurück aus welchen es zuvor abgeflossen ist. Das überschüssige Schmiermittel wird nämlich aufgrund der Fliehkraft durch die Dichtung hindurch nach außen ausgestoßen, bis sich wieder ein Gleichgewicht eingestellt hat. Dadurch besteht die Gefahr, daß der Zapfen, aus dem zuvor das Schmier­ mittel herausgeflossen ist, praktisch kein Schmiermittel mehr enthält, so daß beim Wiederholen eines solchen Vor­ ganges ein Großteil des Schmiermittels relativ schnell aus dem Zapfenkreuz herausgeschleudert wird.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schmiervorrichtung für die Zapfenkreuze von Kreuzgelenken zu schaffen, die eine vollständige, dauerhafte, gleichmäßige und zudem luft­ blasenfreie Füllung der Schmiermittelvorratsräume der einzelnen Lagerzapfen und damit auch eine Dauerschmierung aller Lagerstellen eines Zapfenkreuzes gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rückhalteeinrichtung einen in Flußrichtung des Schmier­ mittels beim Abschmieren gesehen ersten Abschnitt umfaßt, dessen Querschnitt zur Bildung eines Drosselspaltes ge­ ringfügig kleiner ist, als der des zugehörigen Abschnittes des Schmiermittelkanales, in welchem er annähernd gänzlich aufgenommen ist, einen an den ersten Abschnitt anschließenden zweiten Abschnitt umfaßt, der zur Bildung einer Rückflußsperre für das Schmiermittel einem im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen flexiblen Mantelabschnitt aufweist, dessen Durchmesser im entspannten Zustand größer ist, als der der zugehörigen Schmiermittelkammer, und einen an den zweiten Abschnitt anschließenden dritten Abschnitt umfaßt, der von dem Mantel weg in Verlängerung des ersten Abschnittes gerichtet ist, und der gegen die den Boden der Schmiermittelkammer bildende querverlaufende Fläche während der Füllung des Schmiermittelkanales abgestützt ist.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung gehen eine Reihe von Vorteilen einher.

Die Schmiervorrichtung ist sowohl in ihrem Aufbau als auch in ihrer Herstellung relativ einfach und zudem preis­ würdig. Durch die Anordnung einer Drossel ist gewährleistet, daß das Zapfenkreuz im Bereich seiner Lager stets gleichmäßig und luftblasenfrei mit Schmiermittel versorgt wird. Die Drossel ist von denkbar einfachem Aufbau bei zugleich hoher funktioneller Effizienz. Sie besteht praktisch nur aus einem Stift, Zapfen oder dergleichen von im wesentlichen rotationssymmetrischen Querschnitt, wenn auch unter­ schiedlicher Durchmesser.

Von besonderem Vorteil erweist sich sowohl die Einstückig­ keit des Stiftes, Zapfens oder dergleichen als auch dessen Herstellung aus einem elastischen Werkstoff, wie etwa Kunststoff oder dergleichen. Unter Berücksichtigung dieser beiden Kriterien läßt sich zugleich der in seinem Quer­ schnitt etwa V-förmig ausgebildete Mantelabschnitt beim Spritz-, Preß- oder Extrudiervorgang mit anformen, so daß den Zusammenbau verteuernde Arbeitsgänge vermieden bleiben. Er sorgt in Verbindung mit einer korres­ pondierenden Ausgestaltung des Überganges vom Schmier­ mittelkanal zur Schmiermittelkammer dafür, daß das in der Schmiermittelkammer befindliche Schmiermittel nicht in andere Bereiche des Zapfenkreuzes zurückfließen kann.

Dabei ist vorgesehen, daß der Durchmesser des Mantel­ abschnittes größer ist, als der des ersten Abschnittes der Rückhalteeinrichtung und diese insbesondere einstückig aus einem biegsamen Material, insbesondere aus einem Kunst­ stoff besteht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schmiermittelkanal für die Rückhalteeinrichtung in der Rückflußrichtung im Übergangsbereich des Schmier­ mittelkanales in die Schmiermittelkammer einen Anschlag für die Rückhalteeinrichtung aufweist.

Eine bevorzugte Anwendung ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Verwendung bei einem Kreuzgelenk mit einem Zapfenkreuz, an das zwei Gabeln angeschlossen sind, und bei dem jeder Zapfen eine Lagerbüchse trägt und das Zapfenkreuz mit einem Schmiernippel und mit vier radial sich erstreckenden Schmiermittelkanälen versehen ist, die jeweils zum Boden einer Lagerbüchse hin offen sind, wobei jedem Schmiermittelkanal eine Rückhalteeinrichtung zugeordnet ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungs­ beispiel dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Zapfenkreuz, und

Fig. 2 einen die Drosselwirkung im Zapfenkreuz er­ zeugenden Stift, Zapfen oder dergleichen, zum Teil im Vertikalschnitt.

Ein nicht näher dargestelltes Kreuzgelenk 1 weist ent­ sprechend Fig. 1 ein Zapfenkreuz 2 auf. Jeder Zapfen 3 des Kreuzes 2 ist mit einer Lagerbüchse 4 versehen, welche an ihren Enden 5 mit Mitnehmern 6, 7 des Gelenkes ver­ bunden sind. Jede Lagerbüchse 4 ist mittels Nadellager 8 drehbar auf einem Zapfen 3 gelagert. Das Abdichten dieser Lageranordnung erfolgt mittels einer am inneren Ende der Lagerbüchse 4 jeweils vorgesehenen Dichtungsanordnung 9.

Vom Zentrum des Kreuzes 2 gehen radial vier Schmierkanäle 10 aus. Sie verlaufen achsparallel zu jedem der Zapfen 3. Jeder Kanal 10 besteht aus einem Innenabschnitt 11 klei­ neren Durchmessers, welcher sich etwa bis zur Höhe der jeweiligen Dichtungsanordnung 9 erstreckt. An den Kanal 11 schließt sich ein kegelstumpfförmiger Absatz 12 an.

Durch diesen ist der Kanal 11 mit einem Außenabschnitt 13 größeren Durchmessers verbunden, welcher als Schmier­ mittelkammer dient. Er endet an der Stirnfläche des Zapfens 3, d. h. direkt am Boden 14 der Lagerbüchse 4. Vom Zentrum des Kreuzes 2 geht zudem ein weiterer Kanal 15 aus, welcher mittels eines Nippels 16 abgeschlossen ist.

In jedem der Kanäle 10 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 17 bezeichnete und in Fig. 2 als Einzelheit dargestellte Rückhalteeinrichtung angeordnet. Diese ist einstückig hergestellt und besteht vorzugsweise aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise Kunststoff. Die Rückhalte­ einrichtung 17 ist, wenn auch mit unterschiedlichen Durchmessern, von rotationssymmetrischem Querschnitt. Sie besteht im einzelnen aus einem ersten Abschnitt 18, der mit einem kurzen konischen Teil 19 abschließt. An den flexiblen ersten Abschnitt schließt sich ein zweiter Ab­ schnitt mit einem im Querschnitt wesentlichen V-förmigen Mantelabschnitt 20 sowie ein schwach-konisch verjüngter dritter Abschnitt 21 an.

Beim Zusammenbau des Zapfenkreuzes 2 wird die Rück­ halteeinrichtung 17 vor dem Aufsetzen der Lagerbüchse 4 in den Kanal 10 eingesetzt. Der erste Abschnitt 18 der Rück­ halteeinrichtung 17 wird fast vollständig im Innenab­ schnitt 11 des Kanals 10 aufgenommen, dessen Querschnitt er fast gänzlich ausfüllt. Der V-förmige Mantelabschnitt 20 kooperiert unter gewisser Friktion mit der Wand der Kammer 13 des Kanals 10. Er wird hierbei radial leicht zusammengedrückt und befindet sich in geringer axialer Entfernung vom Absatz 12, mithin etwa radial außerhalb des Bereiches der Dichtungsanordnung 9. Der schwach- konische dritte Abschnitt 21 der Rückhalteeinrichtung 17 stützt sich auf dem Boden 14 der Lagerbüchse 4 ab.

Das Einfüllen des - nicht dargestellten - Schmier­ mittels unter Druck erfolgt mittels des Nippels 16 in den Kanal 15. Bei diesem Vorgang drosselt der zylindrische Teil 18 der Rückhalteeinrichtung 17 den Schmiermittelfluß in jedem der Kanäle 10. Das derart gebremste Schmiermittel erreicht den Mantelabschnitt 20, hebt ihn von der Wand der Kammer 13 ab und gelangt nunmehr in diese Kammer 13, welche es nach und nach unter Verdrängen der gesamten, darin enthaltenen Luft ausfüllt. Während dieses Füll­ vorganges wird die Rückhalteeinrichtung 17 axial vom Anschlag ihres dritten Abschnittes 21 am Boden 14 der Lagerbüchse 4 gehalten.

Nach dem Befüllen der Kammern 13 mit Schmiermittel legt sich der Mantelabschnitt 20 nun vermöge der ihm eignen Elastizität wieder an die Wand der zugehörigen Kammer 13 an. Er arbeitet als eine Art Rückhalteventil. Hierdurch wird ein Aus- bzw. Rücklaufen des Schmiermittels aus einer - im Regelfalle obenstehenden - Kammer 13 in den daran anschließenden Innenabschnitt 11 des Kanals 10 und von diesem aus in einen anderen - im Regelfalle untenstehenden - Kanal verhindert. Dies ist auch dann der Fall, wenn das Schmiermittel unter Einfluß der Umgebungstemperatur stark verflüssigt worden sein sollte.

Durch den eben beschriebenen Vorgang wird während der Betriebsphase, nachdem zunächst ein Teil des Schmier­ mittels vermöge der Fliehkraft ausgestoßen wurde, jeder Kanal 10 bis etwa auf die Höhe der Dichtungsanordnung 9 (also zum Zentrum des Zapfenkreuzes hin bzw. über den Mantelabschnitt 20 hinaus) mit Schmiermittel gefüllt. In der Stillstandsphase kann nur noch eine relativ kleine Schmiermittel-Menge jenseits des Mantelabschnittes 20 in einen anderen, tiefergelegenen Zapfen 3 gelangen. Nach einer Anzahl von Drehungen des Kreuzgelenkes wird somit eine stabile Füllung der Kammer 13 auf Höhe des Mantel­ abschnittes 20 jedes Zapfens 3 erreicht, wodurch der Schmiermittelverbrauch des Kreuzgelenkes insgesamt er­ heblich verringert wird. Während der Betriebsphase sorgt der im Übergangsbereich zwischen Kammer 13 und Kanal 11 angeordnete und zur Schräge des Mantelabschnittes 20 korrespondierende konische Absatz 12 dafür, daß die Rückhalteeinrichtung 17 in Richtung der Einfüllöffnung 15 zurückgehalten wird.

Die Anwendung der vorstehenden, anhand der Zeichnung beschriebenen Schmiervorrichtung ist selbstverständlich nicht auf Kreuzgelenke und deren Zapfenkreuze beschränkt. Zumindest ihr Prinzip kann gleichermaßen auch bei anderen rotativen und der Schmierung bedürfenden Mechanismen angewendet werden.

Claims (4)

1. Schmiervorrichtung, insbesondere für Zapfenkreuze von Kreuzgelenken, mit Schmiermittelkanälen, die einen Schmiermittel­ einlaß zur Druckabschmierung aufweisen, wobei der Schmiermittelkanal zu einer querverlaufenden Fläche, die den Boden einer Schmiermittelkammer bildet, offen ist und mit einer eine Drosselstelle für das Schmier­ mittel bildenden Rückhalteeinrichtung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückhalteeinrichtung (17) einen in Fluß­ richtung des Schmiermittels beim Abschmieren gesehen ersten Abschnitt (18) umfaßt, dessen Querschnitt zur Bildung eines Drosselspaltes geringfügig kleiner ist, als der des zugehörigen Abschnittes (11) des Schmier­ mittelkanales (10), in welchem er annähernd gänzlich aufgenommen ist,
einen an den ersten Abschnitt anschließenden zweiten Abschnitt umfaßt, der zur Bildung einer Rückflußsperre für das Schmiermittel einen im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen flexiblen Mantelabschnitt (20) aufweist, dessen Durchmesser im entspannten Zustand größer ist, als der der zugehörigen Schmiermittel­ kammer (13) und
einen an den zweiten Abschnitt an­ schließenden dritten Abschnitt (21) umfaßt, der von dem Mantel (20) weg in Verlängerung des ersten Ab­ schnittes (18) gerichtet ist, und der gegen die den Boden der Schmiermittelkammer bildende querverlaufende Fläche (14) während der Füllung des Schmiermittelkanales abgestützt ist.

2. Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelkanal (10) im Übergangsbereich des Schmiermittelkanals (10) in die Schmiermittel­ kammer (13) einen Anschlag (12) für die Rückhalte­ einrichtung in der Rückflußrichtung des Schmiermittels aufweist.

3. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Mantelabschnittes (20) größer ist, als der des ersten Abschnittes (18) der Rück­ halteeinrichtung (17) und diese insbesondere ein­ stückig aus einem biegsamen Material, insbesondere aus einem Kunststoff besteht.

4. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung bei einem Kreuz­ gelenk mit einem Zapfenkreuz, an das zwei Gabeln an­ geschlossen sind, und bei dem jeder Zapfen (3) eine Lagerbüchse (4) trägt und das Zapfenkreuz mit einem Schmiernippel (16) und mit vier sich radial er­ streckenden Schmiermittelkanälen (10) versehen ist, die jeweils zum Boden (14) einer Lagerbüchse offen sind, wobei jedem Schmiermittelkanal eine Rückhalte­ einrichtung zugeordnet ist.