DE2060207A1

DE2060207A1 - Schmiermitteldichtung

Info

Publication number: DE2060207A1
Application number: DE19702060207
Authority: DE
Inventors: Stokely Raymond E
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1969-12-15
Filing date: 1970-12-08
Publication date: 1971-06-16
Also published as: DE2060207C3; FR2073553A5; US3592022A; JPS4946676B1; GB1287700A; ZA707625B; SE354696B; DE2060207B2

Description

Schmiermitteldichtung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Schmiermitteldichtungen, insbesondere auf eine Schmiermitteldichtung für ein Kreuzgelenk.

Eine bekannte Form des Kreuzgelenkes umfaßt zwei Joche, die auf einem mit vier kreuzförmig angeordneten Bolzenflächen versehenen Drehkreuz gelagert sind. Bei einer typischen Konstruktion werden auf den Bolzenflächen jeweils Madellagereinbauten verwendet. Bei vielen Anwendungsarten solcher Kreuzgelenke ist es wünschenswert, eine Schmierung für die Lageranordnungen von einem einzigen auf dem Drehkreuz anceordneten Schmiernippel aus vorzusehen, der durch innere Kanäle mit den verschiedenen Lagereinbauten verbunden ist. Wie üblich, kommen bei jedem Lagereinbau Schmiermitteldichtungen zur Anwendung, um das Schmiermittel darin zurückzuhalten und eine Verunreinigung von außen z.B. durch groben Sand, Wasser u.d^l. zu verhindern. Derartige Dichtungen werden häufig εο ausgelebt, daß

■ - 2 -

sie ein Heraustreiben des Schmiermittels zulassen, um damit sicherzusteilen, das genügend Schmiermittel in dem Lagereinbaü vorhanden ist.

Beim Schmieren mehrerer Lagereinbauten von einem gerne infamen Schmiermittelnippel aus ist es schwierig festzustellen, ob Jedes Lager wirklich mit Schmiermittel beschickt worden 1st. Diese Schwierigkeit 1st zum Teil durch Schwankungen in den Herstellungstoleran·* zen bedingt, die bei einigen Dichtungen zu festeren und bei anderen Dichtungen zu loseren Passungen führen. Venn alle Lagereinbauten mit einem gemeinsamen Schmiernippel in Strömungi«lttelverbindung stehen, dann hat das Strömungsmittel die Neigung, durch das Lager mit der losesten Passung hindurchzuströmen, und dieses Lager verhindert dadurch die Schmiermittelzufuhr zu anderen Lagereinbauten auf dem Drehkreuz.

Eine weitere Schwierigkeit beim Schmieren derartiger Lagereinbauten ist zum Teil auf die in den Wartungseinrichtungen verfügbaren Abschmierungsdruckbereiche zurückzuführen. Der verfügbare Druck kann so niedrig sein, daß das Schmiermittel nicht durch das Lager hindurchgedrückt wird, oder kann andererseits so hoch sein, daß die gesamte Abdichtung aus dem Lager herausgedrückt wird.

!09825/1375 " ³ "

'""'!fill!!!¹'"'■ ^|l!"7 '¹Iv'.''■"''''"■ ■ '■'■'!■^;'^lh'KE!I'!!'"¹ :■ "■■■"''■ νψ^ηψψ^ρ, < ^]m iPiipi'iii¹'■■ m¹ ''!1.¹¹I¹I¹¹I¹INIiNiI¹ 1

Die aufgäbe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Schmiermitteldichtung, die die obengenannten Schwierigkelten überwandet. Zu den bedeutendeten Merkmalen der vorliegenden Dichtung gehört dit Schaffung eines Austreibkanals, der eine Lippe bELdet, welche derart von elastisch nachgiebigen Seitenwindes des Kanals gestützt- wird, daß die Lippe ein Heraustreiben des Schmiermittels bei einem durch die Seitenwinde bestimmten Druck gestattet, unabhöngig von der Passung zwischen der'Dichtung und der Lage·· konstruktion. Bin weiteres Merkmal der erfindungsgemäSen Dichtung besteht darin» daß el· einen elastisch verformbaren Kamm aufweist, der dl· Dichtung fest in Lagereinbauten mit einen bestimmten Orößentoleranzberelch h&lt. Ein weiterer Vorteil der erfindtmgsgeeÄßen Dichtung besteht In der Schaffung elastisch verformbar· Abschnitte zur Zusa*- menwirkung mit Teilen des Lagereinbaus, die Ventileinrichtungen bilden, insbesondere Sicherheitsventileinrichtungen | und RUckschlagsventilelnrlchtungen, um eilt Heraustreiben des Schmiermittels bei einem vorbestimmten Druck zu ermöglichen und den Eintritt von Verunreinigungen von außen zu verhindern. Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichenungen in leicht verständlicher Weise hervor.

109825/1375

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Kreuzgelenkabschnitts bei Verwendung von Dichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 zeigte eine Draufsicht auf die Dichtung gemäß der Erfindung in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt nach den Linien 3-3 der Fig. Z, und

Fig. 4 eine Teilaneicht zur Darstellung der Zusammenwirkung der erfindungsgemäßen Dichtung mit Teilen des Kreuzgelenklagereinbaus in vergrößertem Maßstab.

Die Zeichnungen zeigen im einzelnen einen Teil 10 des Krttaskörper 11 mit vier sich nach außen erstreckenden und etwa 90° voneinander auf Abstand gehaltenen Bolzenabschnitten 12. Jeder der Bolzenabschnitte 12 wird in einem entsprechenden Lagereinbau mit Nadelrollenlagern

13 und einer Lqgerk4appe 14 aufgenommen. Die Lagerkappen

14 können mit J Jochabschnitten eines Kreuzgelenkes zusammengebaut werden. Es sind Dichtungen 16 vorgesehen, um ein Heraustreiben von Schmiermittel aHB den Lagereinbauten zu ermöglichen und den Eintritt von Verunreinigungen zu verhindern. Diese Dichtungen werden im Anschluß hieran ausführlicher beschrieben.

109825/1375 - ■> -

Der Kreuzkörper 11 ist mit inneren Schmiermittelkanälen 17 versehen, die sich von den Mußeren Enden der Bolzenabschnitte zu deren Mittelpunkt erstrecken und zusammenlaufen, um eine Ströraungsmittelverbindung mit eine« gemeinsamen Schmiermittelnippel 18 herzustellen. Die äußeren Bnden der Bolzenabschnitte 12 sind mit Schlitzen 19 versehen, die Ströraungseittelkanäle bilden, welche von den Kanälen 17 zu den Bolzenflächen 21 der Bolzenab- ^

schnitte verlaufen.

Jede der Lagerkappen 14 ist alt einem Ringkanal 22 versehen, die sich in Ströaungsmlttelverbindung mit einer entsprechenden Bolzenfläche 21 befindet, so daß das in einen Kanal 17 eingeführte Strömungsmittel radial durch den Schlitz 19 hindurchströmen kann, dann rin/örmig um den Kanal 22 herum in Berührung mit den äußeren Enden einer Gruppe von Hadellagerrollen 13. Das Schmiermittel kann von dem Kanal ?? zwischen den Nadelrollen 13 axial nach innen in Richtung auf die Dichtung 16 strömen. Mach der Darstellung in Fig. 4 ist jede Lagerkappe 14 so ausgebildet, daß tie eine Innere Schulter mit einer Inneren zylindrischen Oberfläche 23 und einer radialen Oberfläche 24 aufweist. Die radialer Oberfläche 24 schließt sich an eine Kammer 26 an, die einen zweiten ringförmigen Kanal bildet, der sieh um die inneren Enden der Gruppe von

- 6 -109825/1376

Nadelrollen 13 herumerstreckt. Der Schulterabschnitt der Kappe 14 bietet ein Mittel zur Anordnung der Dichtung 16 angrenzend tn den zweiten ringförmigen Kanal 26 derart, daß das zwischen die Nadelrollen 13 gedrückte Schmiermittel die Dichtung berührt. Das Schmiermittel kann dann durch die Dichtung 16 herausgetrieben werden, um eingefangene Luft und verbrauchtes Schmiermittel herauszutreiben·

Die Dichtung 16 besitzt einen ringförmigen Körper 27, der vorzugsweise aus gummiahnlichem elastomeren Material geformt ist, welches Eigenschaften elastischer Nachgiebigkeit aufweist, so daß Teile der Dichtung leicht verformbar sind, um mit Teilen der Lagerkappe 14 und dem Bolzen 12 in Zusammenwirkung zu kommen. Der Hauptteil der Dichtung 16 umfaßt zwei biegsame Dichtungsringe 28, 29, die mit dem Hauptteil aus einem Stück gebildet und bei Zusammenbau mit dem Bolzen verformbar sind, um ein Dichtungsmittel zu bilden, das in der Lage ist, während der relativen ümlaufbewegung zwischen dem Bolzen und der Lagerkappe Schmiermittel in dem Lagereinbau zu halten.

Eine radial gelegene Fläche 31 des Hauptabschnitts 27 ist z.B. durch Verkleben an einem relativ starren Stütz««- ring 32 befestigt, um einem Teil des biegsamen Körpers 27

- ⁷ -109825/1375

Hill! !P!|!|!J!|I!

eine gewisse Dimensionsbeständigkeit zu verleihen. Durch einen verformbaren Kammabschnitt 34, der mit der Inneren zylinderförmigen Fliehe 23 der Lagerkappe 14 in statischen Druckeingriff kommen kann, νί£β eine außerhalb des Stütztringes 32 gelegene Umfangsfllche 33 vorgesehen. Die diametrale Abmessung des Kammes 34 ist so gewthlt, daß unter Berücksichtigung der zu erwartenden Heretellungstol«ranzen der Kappe und der durch den Schmiermitteldruck auf die Dichtung auszuübenden axial gerichteten Kraft ein fester Paßsitz mit der zylindrischen Oberfl!ehe 23 der Lagerkappe gebildet wird.

Der biegsame Gehäuseteil 27 ist außerdem mit einem formten ringförmigen Scharnierabschnitt 36 versehen, der In einen von dem Stütz^ring 32 auf Abstand gehaltenen angeformten ringförmigen Plattenabschnitt Übergeht. Der Plattenabschnitt 37 1st so angeordnet, daß er eine radial Süßere Seite 38 nder Kappe 14 erfaßt und so ein biegsames Einwegventil oder Rückschlagventil bildet, das bei stationärem Kreuzgelenk durch die dem Scharnierabschnitt 36 innewohnende Elastizität mit der Fläche 38 in Zusammenwirkung gebracht wird, und bei einer Drehbewegung des Gelenkes als Folge der Zentrifugalkraft eine zusätzliche Beaufschlagungserfährt. Die Platte 36 bildet somit ein Rückschlagventil, welches Verunreinigungen von dem Lagereinbau fernhält beim Betrieb des Gelenkes in zunehmendem Maße wirksam wird.

109825/1375

Die Dichtung 16 ist mit wenigstens einen Austreibkanal 41 versehen; in der in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform kommen vier derartige Kanäle zur Anwendung. Die Anzahl der Kanäle und die Größe jedes einzelner können entsprechend dem Wert des Schmierraitteidruckes verändert werden, bei welchem ein Durchspülen des Lagers erwünscht ist. Jeder Kanal 41 wird durch eine Bodenwand 42 und zwei Seitenwände 43, 44 gebildet, die sich durch den Kammabschnitt 34 hindurcherstrecken, um in der Umfangsfläche 33 des elastischen Oehäuseteils 27 eine Austreiblippe 46 zu bilden. Der Austreibkanal 41 erstreckt sich auch durch den relativ starren Stützring 32 hindurch und bildet ein Mittel zur Herstellung einer Strömungsmittel-Verbindung zwischen den Madelrollen 13 und der Austreiblippe 46.

Wie in dem vergrößerten Maßstab der Fig. 4 deutlicher gezeigt, erfahren die Umfangsfläche 33 und die Austreiblippe 46 beim Einbau der Dichtung 16 in die Lagerkappe 14 eine elastische Verformung. Die Austreiblippe 46 wird somit durch die elastisch nachgiebigen Seitenwände 43, 44 des Austreibkanals 41 von dem rtlativ starren Stützring 32 abgestützt. Infolgedessen verursacht der auf die Bodenwand 42 ausgeübte Schmiermitteldruck eine Streckung der Seitenwände und gestattet der L^ppe 46 eine axial ge-

- 9 109825/1375

richtete Bewegung zum Herauslassen von Schmiermittel. Die Lippe 46 bildet somit in Zusammenwirkung mit der Oberfläche 23 der Lagerkappe ein biegsam federndes Entlastungsventil, um das heraustreibende Schmiermittel durch die Lageranordnung zu steuern. Der Widerstand der Lippe 46 gegenüber einer Bewegung wird in erster Linie vielmehr durch die elastischen Eigenschaften der Seitenwände 43, 44 als durch den Druckeingriff zwischen der Dichtungsfläc&e 33 und der Lagerkappenoberflache 23 bestimmt. Somit bilden die elastischen Seitenwände 43» 44 ein Mittel zur Vorwahl eines Austreibdrucke 8 _f der unabhängig ist von der Passung zwischen der Dichtung und der Lagerkappe.

Da der Auetreibdruck in erster Linie durch die axialen Abmessungen des in den Dichtungskörper eingeschlossenen Austreibkanalβ bestimmt ist, wird es möglich, Dichtungen zu schaffen, die im wesentlichen gleichmäßig auf einen vorgegebenen Austreibdruck ansprechen, unabhängig von den Lagereinbauten, dmit denen zusammen die Dichtungen benttet werden. Da der Austreibdruck unabhängig ist von der Passung zwischen der Dichtung und der Lagerkappe, kann die Dichtung so ausgelegt werden, daß eine dichte Passung zwischen ihr und der Lagerkappe vorhanden ist, um einem plötzlich zur Anwendung gebrachten unter hohem Druck ste-' henden Schmiermittel Widerstand entgegenzusetzen und dabei

- 10 -109825/1375

die Möglichkeit einer Druckentlastung bei dem vorgegebenen Auetreibdruck zu bewahren. Somit kann ein mit Dichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitendes Kreuzgelenk bei hohen Drücken geschmiert werden, ohne ,daß die Dichtung aus der Lagerkappe herausgeschlagen würde,' und kann auch bei Niedrigen Drücken so geschmiert werden, daß das Schmiermittel mit Sicherheit auch dann Jeden Lagereinbau erreicht, wenn verschiedene Lagereinbauten an einen gemeinsamen Schmiernippel angeschlossen sind.

Die gemäß der obigen Beschreibung ausgelegten Dichtungen gwfihrleisten ein biegsames Druckentlastungsventll in Reihe mit einem biegsamen Rückschlagventil, das ein Durchspülen der Lager bei einem vorgegebenen Druck unter Anwendung entweder eines hohen oder niedrigen Schmiermitteldruckes gestattet und dabei die gleichmäßige Schmierung mehrerer mit einer geraeinsamen Schmiermittelquelle verbundener Lager sicherstellt und darUberhinaus den Rückstrom von außen kommender Verunreinigungen verhindert.

- 11 -

108825/1375.

Claims

^rii ^Ί" " °" '" ■· ί·'" ■ -■· r ■ ; ι iss"'! ί<

>» ·■««-. I₁ ■ ■

- 11 -

Patentansprüche

1Λ Schmiermitteldichtung zur Steuerung des Austreibens von Schmiermittel aus dem Lager eines Kreuzgelenkes, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager eine Lagerkappe (1A) mit einer inneren Zylinderfläche (23) zur Aufnahme der Dichtung enthält, die einen ringförmigen Körper (27) aus ·.: .·.;.: elastisch nachgiebigem verformungsfähigem^Material ein-

,,

schlieöt, dessen eine Seite (31) an einem relativ starren StOtzring (32) befestigt ist, wobei dieser Körper eine innere biegsame Dichtung (28, 29) einschlieft, die mit einem Bolzenabschnitt (12) des Kreuzgelenkes in Schleifeingriff kommen kann, sowie eine äußere ümfangsflache (33)» die mit der Inneren zylinderförmigen Fläche (23) der Lagerkappe in statischen Druckeingriff kommen kann, und wobei die Dichtung einen Austreibkanal (41) aufweist, der sich durch den Abstützung (32) und einen Teil des genannten Körpers hindurcherstreckt und teilweise durch zwei voneinander auf Abstand gehaltene und sich von einer Bodenwand (42) forterstreckende elastische Seltenwände (43, .44) begrenzt ist, die Bodenwand und die Seitenwände die zylindrische Außenfläche überschneiden und eine Austreiblippe (46) darin bilden, die von dem Stützring (32) axial auf Abstand gehalten ist % und von ihm gestützt wird, und wobei die Austreiblippe zjir Ausführung einer axial auf den Stützfcing zu und von Ihm fort gerichteten Bewegung durch die elastischen Sti tenwände elastisch beaufschlagt wird.

109825/1375 . _1P .
2. Schmierfeltteldlchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere UafangsflSche einen verformbaren Kann (34) emfaßt, der Bit der zylindrischen Innenfläche (23) der Lagerkappe in statischen Druckeingriff kommen kann, wobei die Boden- rind Seltenwände (43, 44) de? Kanals den Kamm zur Bildung einer Austreiblippe (46) tiberschneiden.
3. Schmiermitteldichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

I ft

gekennzeichnet, daß der ringförmige Körper ferner einen einstöckigen ringförmigen elastischen Scharnierabschnitt (36) aufweist, der von der Süßeren Umf entfliehe (33) axial auf Abstand gehalten 1st und einen einstückigen ringförmigen Plattenteil (37) lagert, der radial außerhalb der Austreiblippe liegt, um eine begrenzte axial gerichtete Verschiebung in Richtung auf den StUtzrlng (32) zu und von Ihm fort durchzuführen.

109825/1375

Leerseite