DE102005001839A1

DE102005001839A1 - Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager

Info

Publication number: DE102005001839A1
Application number: DE200510001839
Authority: DE
Inventors: Daniel Dipl.-Ing. Salibrici
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2025-01-15
Also published as: DE102005001839B4

Abstract

Es wird eine Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager (2) vorgeschlagen, die derart ausgebildet ist, dass ein Teil der das Lager (2) durchströmenden Schmierflüssigkeit abzweigbar und axial in das Mitnahmeprofil bzw. in die Steckverzahnung (3) der Welle-Nabe-Verbindung leitbar ist, wobei das Lager (2) axial betrachtet neben der Steckverzahnung (3) auf der Welle (5) oder der Nabe (8) oder auch radial betrachtet oberhalb der Steckverzahnung (3) der Welle-Nabe-Verbindung angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der Automobiltechnik werden Wellen-Naben Verbindungen sehr oft eingesetzt, um Bauteile, beispielsweise Zahnräder, mit einer Welle zu verbinden.
Hierbei ist eine ausreichende Schmierung von Welle-Nabe-Verbindungen, insbesondere von Welle-Nabe-Verbindungen mit einer Steckverzahnung zur formschlüssigen Verbindung zwischen Welle und Nabe, besonders wichtig, um diese vor Passungsrost zu schützen und um damit einen Flankenverschleiß zu verhindern. Eine starke Passungsrostbildung kann in nachteiliger Weise zum Ausfall der Steckverzahnung führen. Des weiteren werden durch starke Passungsrostbildung viele abrasive Schmutzpartikel in das betroffene System eingebracht.
Schmiervorrichtungen für Welle-Nabe-Verbindungen sind nach dem Stand der Technik derart ausgeführt, dass sie Bohrungen für die Ölversorgung aufweisen, welche in nachteiliger Weise in einer Schwächung der Konstruktion resultieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung anzugeben, welche die Bildung von Passungsrost und einen daraus resultierenden Flankenverschleiß verhindert. Zudem soll die erfindungsgemäße Schmiervorrichtung keine schwächenden Bohrungen für die Ölversorgung zum Schutz vor Passungsrost erfordern und eine gleichmäßige Beölung der Verbindung gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird eine Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager, welches vorzugsweise als Wälzlager ausgebildet ist, vorgeschlagen, bei der ein Teil der das Lager durchströmenden Schmierflüssigkeit abgezweigt wird und axial in das Mitnahmeprofil bzw. in die Steckverzahnung der Welle-Nabe-Verbindung geleitet wird.

Das Lager dient der Lagerung der Welle oder der Nabe in ein anderes Bauteil, vorzugsweise im Gehäuse, und kann vorzugsweise als Wälzlager ausgebildet sein und axial betrachtet neben oder auch radial betrachtet oberhalb der Steckverzahnung der Welle-Nabe-Verbindung angeordnet sein.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Schmiervorrichtung eine Stauscheibe, die benachbart zur Steckverzahnung, beispielsweise axial betrachtet zwischen dem Lager und der Steckverzahnung, angeordnet ist und einen Ölstauraum zum Aufstauen von Schmieröl bildet. Hierbei weist die Scheibe einen düsenförmigen Querschnitt auf, so dass das aufgestaute Schmieröl axial in das Mitnahmeprofil der Steckverzahnung geleitet wird. Der Querschnitt kann auch durch die Scheibe in Verbindung mit der Welle oder der Nabe gebildet werden.

Hierbei wird ein vorhandener Ölstrom im Stauraum in zwei Ölströme aufgeteilt: ein erster Ölstrom fließt zurück in Richtung des Lagers ab und der andere Ölstrom wird axial in die Steckverzahnung gedrückt. Durch eine im Betrieb vorhandene Axialbewegung der Verzahnung im Rahmen des Axialspiels wird diese Pumpwirkung verstärkt.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schmiervorrichtung eine Schmierölzuführung aufweist, die durch eine Schmierölzuführung eines Lagerinnenringes gebildet wird, der im Bereich seines Innendurchmessers an der der Welle bzw. Nabe zugewandten Seite mit der Welle bzw. Nabe einen Ölstauraum zum Aufstauen des Schmieröls bildet. Der Lagerinnenring bildet hierbei zusammen mit der Welle bzw. Nabe einen düsenförmigen Austrittsquerschnitt für das im Ölstauraum aufgestaute Schmieröl zu dessen Zuleitung axial in die Steckverzahnung. Gemäß der Erfindung kann der düsenförmige Austrittsquerschnitt am Lagerinnenring oder am Außendurchmesser der Welle bzw. Nabe ausgebildet sein.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht einer Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager gemäß der Erfindung;
2 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager gemäß der Erfindung;
3 eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform einer Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager gemäß der Erfindung;
4 eine schematische Schnittansicht einer vierten Ausführungsform einer Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager gemäß der Erfindung; und
5 eine schematische Darstellung der Aufteilung des Ölstroms in zwei Ölströme bei einer erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung.
Eine erfindungsgemäße Schmiervorrichtung ist derart ausgebildet, dass ein Teil der das benachbarte Lager durchströmenden Schmierflüssigkeit abzweigbar und axial in das Mitnahmeprofil bzw. in die Steckverzahnung der Welle-Nabe-Verbindung leitbar ist, wie im Folgenden erläutert wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager 2, das auf der Welle 5 angeordnet ist, gezeigt. Die Schmiervorrichtung 1 umfasst eine benachbart zur Steckverzahnung 3 der Welle-Nabe-Verbindung angeordnete Stauscheibe 4, die einen Ölstauraum 6 zum Aufstauen von Schmieröl bildet. In der 1 ist die Stauscheibe 4 axial betrachtet zwischen dem Lager 2 und der Steckverzahnung 3 und radial betrachtet oberhalb der Welle 5 angeordnet. Der Stauraum 6 wird durch die dem Lager 2 zugewandte Seite der Stauscheibe 4, das Lager 2 und die der Stauscheibe 4 zugewandte Seite der Welle 5 gebildet. Ferner bildet die Stauscheibe 4 mit der Welle 5 einen düsenförmigen Querschnitt 7, so dass das im Stauraum 6 aufgestaute Schmieröl axial in das Mitnahmeprofil der Steckverzahnung 3 geleitet wird.
In 2 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung 1 dargestellt, bei der das Lager 2 auf der Nabe 8 angeord net ist. Hierbei ist die Stauscheibe 4 axial betrachtet an dem der Welle 5 zugewandten axialen Ende der Nabe 8 und radial betrachtet oberhalb der Welle 5 angeordnet. Der Stauraum 6 ist am Außendurchmesser der Welle 5 gebildet.
Der Ölstrom wird im Stauraum 6 in zwei Ölströme aufgeteilt, wobei ein erster Ölstrom zurück in Richtung des Lagers 2 abfließt und der andere Ölstrom axial in die Steckverzahnung 3 gedrückt wird. In vorteilhafter Weise wird durch eine im Betrieb entstehende Axialbewegung der Verzahnung im Rahmen des Axialspiels diese Pumpwirkung verstärkt.
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Schmiervorrichtung 1 eine Schmierölzuführung 9, die im Bereich des Innendurchmessers eines Lagerinnenringes 10 des Lagers 2 gebildet wird, wobei der Ölstauraum 6 durch die der Welle 5 zugewandte Seite des Lagerinnenringes 10 und eine Ausnehmung am äußeren Durchmesser der Welle 5 gebildet wird. Wie 3 zu entnehmen ist, bildet der Lagerinnenring 10 zusammen mit der Welle 5 einen düsenförmigen Austrittsquerschnitt 7 für das in dem Ölstauraum 6 aufgestaute Schmieröl zu dessen Zuleitung axial in die Steckverzahnung 3. In 3 ist das Lager auf der Welle 5 angeordnet; gemäß der Erfindung kann es auch auf der Nabe 8 angeordnet sein, wobei dann der Ölstauraum durch die der Nabe 8 zugewandte Seite des Lagerinnenringes 10 und eine Ausnehmung am äußeren Durchmesser der Nabe 8 gebildet wird.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ölstauraum 6 durch die der Welle 5 zugewandte Seite des Lagerinnenringes 10, den äußeren Durchmesser der Welle 5 und eine axial betrachtet zwischen dem Lager 2 und der Nabe 8 angeordnete Stauscheibe 4 gebildet wird, wobei die Schmierölzuführung im Bereich des Innendurchmessers eines Lagerinnenringes 10 des Lagers 2 vorgesehen ist. Diese Ausgestaltung ist Gegenstand der 4.
In 5 wird die Aufteilung eines vorhandenen Ölstroms V_ges im Stauraum 6 in zwei Ölströme veranschaulicht, wobei ein erster Ölstrom V_1 in Richtung des Lagers 2 fließt und ein zweiter Ölstrom V_2 axial in die Steckverzahnung 3 gedrückt wird.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine einfach aufgebaute Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung zur Verfügung gestellt, welche die Bildung von Passungsrost und einen daraus resultierenden Flankenverschleiß verhindert, ohne schwächende Bohrungen für die Ölversorgung zu benötigen.
Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Elemente der Schmiervorrichtung an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion der Schmiervorrichtung, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.

1: Schmiervorrichtung
2: Lager
3: Steckverbindung
4: Stauscheibe
5: Welle
6: Stauraum
7: Austrittsquerschnitt
8: Nabe
9: Schmierölzuführung
10: Lagerinnenring
V_ges: Ölstrom
V_1: Ölstrom
V_2: Ölstrom

Claims

Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart ausgebildet ist, dass ein Teil der das Lager (2) durchströmenden Schmierflüssigkeit abzweigbar und axial in das Mitnahmeprofil bzw. in die Steckverzahnung (3) der Welle-Nabe-Verbindung leitbar ist, wobei das Lager (2) axial betrachtet neben der Steckverzahnung (3) auf der Welle (5) oder der Nabe (8) oder auch radial betrachtet oberhalb der Steckverzahnung (3) der Welle-Nabe-Verbindung angeordnet ist.
Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Stauscheibe (4) umfasst, die benachbart zum Mitnahmeprofil bzw. zur Steckverzahnung (3) angeordnet ist und einen Ölstauraum (6) zum Aufstauen von Schmieröl bildet, wobei die Stauscheibe (4) einen düsenförmigen Querschnitt (7) aufweist bzw. in Verbindung mit der Welle (5) bzw. Nabe (8) bildet, so dass das aufgestaute Schmieröl axial in das Mitnahmeprofil der Steckverzahnung (3) geleitet wird.
Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauscheibe (4) axial betrachtet zwischen dem auf der Welle (5) angeordneten Lager (2) und der Steckverzahnung (3) und radial betrachtet oberhalb der Welle (5) angeordnet ist, derart, dass der Stauraum (6) durch die dem Lager (2) zugewandte Seite der Stauscheibe (4), das Lager (2) und die der Stauscheibe (4) zugewandte Seite der Welle (5) gebildet ist.
Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauscheibe (4) axial betrachtet an dem der Welle (5) zugewandten axialen Ende der Nabe (8) und radial betrachtet oberhalb der Welle (5) angeordnet ist, wobei der Stauraum (6) am Außendurchmesser der Welle (5) gebildet ist und das Lager (2) auf der Nabe (8) angeordnet ist.
Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schmierölzuführung aufweist, die im Bereich des Innendurchmessers eines Lagerinnenringes (10) des Lagers (2) gebildet wird, wobei der Lagerinnenring (10) im Bereich seines Innendurchmessers an der der Welle (5) bzw. Nabe (8) zugewandten Seite mit der Welle (5) bzw. Nahe (8) einen Ölstauraum (6) zum Aufstauen des Schmieröls bildet und wobei der Lagerinnenring (10) zusammen mit der Welle (5) bzw. Nabe (8) einen düsenförmigen Austrittsquerschnitt (7) für das im Ölstauraum (6) aufgestaute Schmieröl zu dessen Zuleitung axial in die Steckverzahnung (3) bildet.
Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierölzuführung (9) im Bereich des Innendurchmessers eines Lagerinnenringes (10) des auf der Welle (5) angeordneten Lagers (2) gebildet wird, wobei der Ölstauraum (6) durch die der Welle (5) zugewandte Seite des Lagerinnenringes (10) und eine Ausnehmung am äußeren Durchmesser der Welle (5) gebildet wird, und wobei der Lagerinnenring (10) zusammen mit der Welle (5) einen düsenförmigen Austrittsquerschnitt (7) für das in dem Ölstauraum (6) aufgestaute Schmieröl zu dessen Zuleitung axial in die Steckverzahnung (3) bildet.
Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung-mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierölzuführung (9) im Bereich des Innendurchmessers eines Lagerinnenringes (10) des auf der Nabe (8) angeordneten Lagers (2) gebildet wird, wobei der Ülstauraum (6) durch die der Nabe (8) zugewandte Seite des Lagerinnenringes (10) und eine Ausnehmung am äußeren Durchmesser der Nabe (8) gebildet wird.
Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölstauraum (6) durch die der Welle (5) zugewandte Seite des Lagerinnenringes (10), den äußeren Durchmesser der Welle (5) und eine axial betrachtet zwischen dem Lager (2) und der Nabe (8) angeordnete Stauscheibe (4) gebildet wird.
Schmiervorrichtung für eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem benachbarten schmieröldurchströmten Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e kennzeichnet, dass ein im Stauraum vorhandener Ölstrom (V_ges) im Stauraum (6) in zwei Ölströme aufgeteilt wird, wobei ein erster Ölstrom (V_1) in Richtung des Lagers (2) fließt und ein zweiter Ölstrom (V_2) axial in die Steckverzahnung (3) gedrückt wird.