DE10111574B4

DE10111574B4 - Lageranordnung für eine Radialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE10111574B4
Application number: DE10111574A
Authority: DE
Inventors: Jörg Dipl.-Ing. Wagner; Klaus Scharinger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2001-03-10
Filing date: 2001-03-10
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2021-03-11
Also published as: DE10111574A1; WO2002073050A1; EP1368571A1

Abstract

Lageranordnung für eine Radialkolbenpumpe (2), deren umlaufende Pumpenwelle (1) über ein als Rillenkugellager ausgebildetes Stützlager (6) in einem Gehäuse gehalten ist, wobei ein Endabschnitt der Pumpenwelle (1) einen exzentrisch zu deren Längsmittelachse (3) verlaufenden Wellenzapfen (4) aufweist, auf dem ein als Nadellager ausgebildetes Loslager (7) angeordnet ist, an dessen Außenring (8) sich sternförmig in einem Pumpengehäuse angeordnete, radial zur Pumpenwelle (1) verlaufende Pumpenplunger (13) mit ihren Stirnflächen abstützen, und wobei durch eine zwischen dem Stützlager (6) und dem Loslager (7) angeordnete Anlaufscheibe (14, 14.1, 14.2) verhindert wird, dass diese sich berühren, dadurch gekennzeichnet, dass zu Montagezwecken die Anlaufscheibe (14, 14.1, 14.2) mit dem Loslager (7) derart zu einer lösbaren Baueinheit verbunden ist, dass sich die mit dem Loslager (7) verbundene Anlaufscheibe (14, 14.1, 14.2) nach einer ersten Berührung mit dem Stützlager (6) bzw. einem angrenzenden Gehäuse vom Loslager (7) löst und somit frei drehbar angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine Radialkolbenpumpe, deren umlaufende Pumpenwelle über ein als Rillenkugellager ausgebildetes Stützlager in einem Gehäuse gehalten ist, wobei ein Endabschnitt der Pumpenwelle einen exzentrisch zu deren Längsmittelachse verlaufenden Wellenzapfen aufweist, auf dem ein als Nadellager ausgebildetes Loslager angeordnet ist, an dessen Außenring sich sternförmig in einem Pumpengehäuse angeordnete, radial zur Pumpenwelle verlaufende Pumpenplunger mit ihren Stirnflächen abstützen, und wobei durch eine zwischen dem Stützlager und dem Loslager angeordnete Anlaufscheibe verhindert wird, dass diese sich berühren.
Hintergrund der Erfindung
Derartig nebeneinander angeordnete, durch Anlaufscheiben voneinander getrennte Stütz- und Loslager sind bei Radialkolbenpumpen bereits bekannt. So ist beispielsweise in der DE 42 04 631 A1 eine Radialkolbenpumpe beschrieben, in deren Gehäuse eine Pumpenwelle über ein Stützlager gelagert ist. Die Pumpenwelle weist an ihrem Endabschnitt einen Wellenzapfen auf, der exzent risch versetzt zur Längsmittelachse der Pumpenwelle angeordnet ist. Auf diesem Wellenzapfen befindet sich ein Nadellager, das aus zylindrischen, nadelförmigen Wälzkörpern, einem diese Wälzkörper aufnehmenden Käfig und einem Außenring besteht. Der Außenring weist stirnseitige Borde auf. Am Außenmantel des Außenringes sind mehrere Pumpenplunger geführt, die radial und sternförmig zum Außenring des Nadellagers verlaufen und mit ihren Stirnflächen den Außenring des Nadellagers berühren. Aufgrund der oszillierenden Bewegung der Pumpenplunger wird über ein jedem Pumpenplunger zugeordnetes Einlassventil hydraulisches Druckmedium angesaugt.
Das die Pumpenwelle haltende Stützlager ist als Festlager ausgebildet, d. h. es sorgt dafür, dass die Pumpenwelle in axialer Richtung nicht wandern kann. Das Exzenterlager hingegen ist als ein Loslager ausgebildet, weil es unter Umständen einem Axialschub ausgesetzt ist. Dieser Axialschub kann durch eine Wellendurchbiegung oder durch einen unerwünschten Versatz der am Exzenterlager anliegenden Pumpenplunger ausgelöst werden.
Um nun ein unerwünschtes Berühren von Exzenterlager und Festlager oder von Exzenterlager und Gehäuse zu vermeiden, ist zwischen den beteiligten Partnern eine Anlaufscheibe angeordnet, die eine direkte Berührung von Exzenterlager und Stützlager verhindert. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass Reibung, Hitze und somit Verschleiß der Lageranordnung vermindert ist.
Nachteilig dabei ist, dass nach dem bisherigen Stand der Technik diese Anlaufscheibe als ein getrenntes Teil gehandhabt wird, so dass der Montageaufwand beim Zusammenbau der Lagerung erhöht ist.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, den Montageaufwand bei der aus Stütz- und Loslager bestehenden Lagereinheit zu minimieren.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Lageranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zu Montagezwecken die Anlaufscheibe mit dem Loslager derart zu einer lösbaren Baueinheit verbunden ist, dass sich die mit dem Loslager verbundene Anlaufscheibe nach einer ersten Berührung mit dem Stützlager bzw. einem angrenzenden Gehäuse vom Loslager löst und somit frei drehbar angeordnet ist. Dadurch ist die Anlaufscheibe in die Lage versetzt, die entkoppelnde Wirkung zwischen beiden Lagerstellen zu realisieren. In bekannter Weise wirkt dabei die Anlaufscheibe als Reib- bzw. Gleitpartner der beiden angrenzenden Lagerstellen, was besonders dann von Bedeutung ist, wenn sich beide Lager in ihrer Drehzahl wesentlich unterscheiden.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere in einer vereinfachten Montage, da die Anlaufscheibe nicht zusätzlich gehandhabt werden muss. Ein weiterer Vorteil ist die Abdichtung des Loslagers durch die Anlaufscheibe insbesondere gegen eindringende Medien wie Flüssigkeiten und Schmutz. Auch ist in vorteilhafter Weise zu erwarten, dass eine Senkung des Geräuschpegels der Lagereinheit eintritt. In zusätzlicher Weise kann durch die Anlaufscheibe axialer Bauraum überbrückt oder ausgeglichen werden, so dass ein Positionieren des Loslagers nochmals vereinfacht ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 beschrieben.
So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass das Loslager als ein Nadellager ausgebildet ist, wobei die spanlos geformte Nadelhülse beidseitig mit radial nach innen gerichteten Borden versehen ist. Aufgrund der Verwendung eines Nadellagers, dessen Nadeln unmittelbar auf einer zugehörigen Wälzfläche abwälzen und dessen Außenring als ein dünnwandiges Blechteil ausgebildet ist, werden geringe Massenkräfte realisiert und es wird wertvoller Bauraum eingespart.
In den Unteransprüchen 3 bis 7 sind unterschiedliche Befestigungsmöglichkeiten der Anlaufscheibe am Loslager aufgezeigt.
So geht aus Anspruch 3 hervor, dass die Anlaufscheibe an der Nadelhülse mit Hilfe eines Klebemittels, beispielsweise eines Klebstoffes oder eines Klebfettes gehalten ist.
Nach einem anderen Merkmal gemäß Anspruch 4 ist vorgesehen, dass die Anlaufscheibe mit einem axial gerichteten äußeren Flansch versehen ist und mit diesem auf die Mantelfläche der Nadelhülse aufgeklipst ist.
In Umkehrung dieser Verfahrensweise weist die Anlaufscheibe nach Anspruch 5 einen axial gerichteten inneren Flansch auf, der von dem radial nach innen gerichteten Bord der Nadelhülse umfasst ist.
Nach einem zusätzlichen weiteren Merkmal gemäß Anspruch 6 soll die Nadelhülse an einer Seite eine zusätzliche Stufe aufweisen, auf die die Anlaufscheibe aufgesetzt ist.
In Umkehrung dieser Verfahrensweise ist nach einem anderen Merkmal gemäß Anspruch 7 vorgesehen, dass die Nadelhülse an einer Seite eine zusätzliche innere Stufe aufweist, die die Anlaufscheibe umschließt.
Schließlich sind in den Ansprüchen 8 und 9 Ausführungen zur Anlaufscheibe selbst gemacht, wobei diese nach Anspruch 8 aus Stahl, einem Nichteisenmetall oder aus Kunststoff gefertigt sein soll. Die Materialauswahl richtet sich dabei nach der auftretenden Axialkraft. Nach Anspruch 9 soll die Anlaufscheibe darüber hinaus mit einer Beschichtung versehen sein. Dies könnte beispielsweise eine die Reibung verminderte Polytetrafluorethylen-Beschichtung (PTFE) sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Lageranordnung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Radialkolbenpumpe mit Stütz- und Exzenterlager und
2, 3, 4, 5 und 6 verschiedene Befestigungsmöglichkeiten der Anlaufscheibe am Loslager.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die in 1 teilweise dargestellte Radialkolbenpumpe 2 zeigt die Pumpenwelle 1, die um ihre Längsmittelachse 3 rotiert. An ihrem rechtsseitigen Endabschnitt weist die Pumpenwelle 1 den Wellenzapfen 4 mit seiner Längsmittelachse 5 auf, wobei der Wellenzapfen 4 zum Endabschnitt der Pumpenwelle 1 exzentrisch versetzt ist. Die Pumpenwelle 1 ist im nichtdargestellten Gehäuse mit Hilfe des als Kugellager ausgebildeten Stützlagers 6 gehalten. Dieses Stützlager 6 wirkt als Festlager, d. h. die Pumpenwelle 1 ist in axialer Richtung nicht verschiebbar. Auf dem exzentrisch versetzten Wellenzapfen 4 ist das als Nadellager ausgebildete Loslager 7 angeordnet. Dessen Nadelhülse 8 weist beidseitig die radial nach innen gerichteten Borde 9, 10 auf, zwischen denen auf zugehörigen Laufbahnen die im Käfig 12 geführten Lagernadeln 11 abwälzen. Auf der Mantelfläche der Nadelhülse 8 sind Pumpenplunger 13 mit ihren Stirnflächen geführt, von denen in der Schnittdarstellung nur zwei sichtbar sind. Diese Pumpenplunger 13 verlaufen radial und sternenförmig zur Nadelhülse 8 des Loslagers 7. Bei Rotation der Pumpenwelle 1 werden die Pumpenplunger 13 über den exzentrisch versetzten Wellenzapfen 4 in eine oszillierende Bewegung versetzt, so dass ein Druckmedium förderbar ist.
Zwischen Stützlager 6 und Loslager 7 ist die Anlaufscheibe 14 frei drehbar angeordnet, die bei einem auf das Loslager 7 wirkenden Axialschub eine direkte Berührung des Bordes 10 der Nadelhülse 8 mit dem Stützlager 6 bzw. mit der Pumpenwelle 1 verhindert. Der Axialschub wird entweder dadurch ausge löst, dass die Pumpenplunger 13 nicht genau im Zentrum der Nadelhülse 8 angreifen oder eine gewisse durch Biegung der Pumpenwelle 1 an ihrem rechtsseitigen Ende vorhanden ist. Die Anlaufscheibe 14 wird entweder durch die Pumpenwelle 1 selbst bzw. durch deren Stützlager 6 oder durch die Nadelhülse 8 des Loslagers 7 angetrieben und entkoppelt somit die unterschiedlichen Umlaufgeschwindigkeiten zwischen Stützlager 6 und Loslager 7.
Aus den 2 bis 6 sind verschieden Möglichkeiten der Befestigung der Anlaufscheiben 14, 14.1 und 14.2 an der Nadelhülse 8 ersichtlich. Bei diesen Figuren handelt es sich lediglich um Prinzipskizzen, bei denen die gezeigten Durchmesser natürlich so aufeinander abgestimmt werden müssen, dass sich die einzelnen Bauteile montieren lassen.
Wie aus 2 erkennbar, weist die Anlaufscheibe 14.1 an ihrem äußeren Umfangsende den axial gerichteten Flansch 15 auf, der die Mantelfläche der Hülse 8 umfasst, d. h. die Anlaufscheibe 14.1 ist auf die Hülse 8 aufgeklipst.
Gemäß 3 ist die Anlaufscheibe 14.2 an ihrer inneren Umfangsfläche mit dem axial gerichteten Flansch 16 versehen, der vom Bord 9 der Nadelhülse 8 umfasst ist, so dass wieder eine aus Anlaufscheibe 14.2 und Nadelhülse 8 bestehende lösbare Baueinheit gebildet ist.
Wie die 4 und 5 zeigen, kann die Nadelhülse 8 an einem Ende entweder mit einer äußeren Stufe 17 oder mit einer inneren Stufe 18 zusätzlich versehen sein, so dass die Anlaufscheibe 14 auf- bzw. eingesetzt werden kann. Diese unterschiedliche Gestaltung des linksseitigen Bordes 10 lässt sich durch spanlose Formgebung relativ einfach bewerkstelligen.
Schließlich zeigt 6 eine besonders einfache Verbindungsvariante zwischen Nadelhülse 8 und Anlaufscheibe 14 derart, dass diese mit Hilfe eines Klebemittels am Bord 10 befestigt ist.

1: Pumpenwelle
2: Radialkolbenpumpe
3: Längsmittelachse
4: Wellenzapfen
5: Längsmittelachse
6: Stützlager
7: Loslager
8: Nadelhülse
9: Bord
10: Bord
11: Lagernadel
12: Käfig
13: Pumpenplunger
14: Anlaufscheibe
14.1: Anlaufscheibe
14.2: Anlaufscheibe
15: Flansch
16: Flansch
17: Stufe
18: Stufe

Claims

Lageranordnung für eine Radialkolbenpumpe (2), deren umlaufende Pumpenwelle (1) über ein als Rillenkugellager ausgebildetes Stützlager (6) in einem Gehäuse gehalten ist, wobei ein Endabschnitt der Pumpenwelle (1) einen exzentrisch zu deren Längsmittelachse (3) verlaufenden Wellenzapfen (4) aufweist, auf dem ein als Nadellager ausgebildetes Loslager (7) angeordnet ist, an dessen Außenring (8) sich sternförmig in einem Pumpengehäuse angeordnete, radial zur Pumpenwelle (1) verlaufende Pumpenplunger (13) mit ihren Stirnflächen abstützen, und wobei durch eine zwischen dem Stützlager (6) und dem Loslager (7) angeordnete Anlaufscheibe (14, 14.1, 14.2) verhindert wird, dass diese sich berühren, dadurch gekennzeichnet, dass zu Montagezwecken die Anlaufscheibe (14, 14.1, 14.2) mit dem Loslager (7) derart zu einer lösbaren Baueinheit verbunden ist, dass sich die mit dem Loslager (7) verbundene Anlaufscheibe (14, 14.1, 14.2) nach einer ersten Berührung mit dem Stützlager (6) bzw. einem angrenzenden Gehäuse vom Loslager (7) löst und somit frei drehbar angeordnet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Loslager (7) als spanlos geformte Nadelhülse (8) mit beidseitig mit radial nach innen gerichteten Borden (9, 10) versehen ist.
Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (14) an der Nadelhülse (8) mit Hilfe eines Klebemittels gehalten ist.
Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (14.1) mit einem axial gerichteten äußeren Flansch (15) versehen ist und mit diesem auf die Mantelfläche der Nadelhülse (8) aufgeklippst ist.
Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (14.2) mit einem axial gerichteten inneren Flansch (16) versehen ist, der von dem radial nach innen gerichteten Bord (10) der Nadelhülse (8) umfasst ist.
Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelhülse (8) an einer Seite eine zusätzliche äußere Stufe (17) aufweist, auf die die Anlaufscheibe (14) aufgesetzt ist.
Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelhülse (8) an einer Seite eine zusätzliche innere Stufe (18) aufweist, die die Anlaufscheibe (14) umschließt.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Anlaufscheibe (14, 14.1, 14.2) aus Stahl, aus einem Nichteisenmetall oder aus einem Kunststoff gefertigt ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (14, 14.1, 14.2) mit einer Beschichtung versehen ist.