DE102010001792B4

DE102010001792B4 - Antriebseinrichtung, insbesondere Elektromotor, zum Antrieb eines Aggregates

Info

Publication number: DE102010001792B4
Application number: DE102010001792.2A
Authority: DE
Inventors: Frank Richter; Erwin Sinnl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2022-12-01
Anticipated expiration: 2030-02-12
Also published as: DE102010001792A1; US8593025B2; US20110193437A1

Abstract

Antriebseinrichtung, insbesondere Elektromotor, zum Antrieb eines Aggregates (11), insbesondere einer Pumpe, mit einer Antriebswelle (16) der Antriebseinrichtung (10), auf der mehrere, dem Antrieb jeweiliger Funktionselemente des Aggregates dienende Wälzlager (19 bis 21) nebeneinander angeordnet sind, wobei die Wälzlager (19 bis 21) als ungekapselte Nadellager (22 bis 24) ausgebildet sind, und auf der Antriebswelle (16) derart unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, dass der Innenring (25, 26) eines Nadellagers (22, 23) mit seiner auf einer Axialseite befindlichen Stirnfläche (43, 44) mit der zugewandten axialen Stirnfläche (46, 47) der Außenhülse (32, 33) des axial nächstfolgenden Nadellagers (23, 24) in Berührungskontakt steht, wobei jedes Nadellager (22 bis 24) eine Außenhülse (31 bis 33) aufweist, die an einer Axialseite einen den Innenring (25 bis 27) axial übergreifenden Bord (40 bis 42) trägt und deren gegenüberliegende Axialseite vom Innenring (25 bis 27) durchsetzt ist, wobei die axiale Stirnfläche (46, 47) des Bordes (41, 42) des axial nächstfolgenden Nadellagers (23, 24) mit der axial benachbarten Stirnfläche (43, 44) einer Seite des Innenringes (25, 26) des axial vorangehenden Nadellagers (22, 23) in Berührungskontakt steht, wobei der Innenring (25 bis 27) jedes Nadellagers (22 bis 24) auf einer Axialseite über das dortige axiale Ende der Außenhülse (31 bis 33) hinaus verlängert ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Antriebseinrichtung, insbesondere einem Elektromotor, zum Antrieb eines Aggregates, insbesondere einer Pumpe, nach dem Anspruch 1.
Bei einer bekannten Antriebseinrichtung der genannten Art sind auf der Antriebswelle zwei Wälzlager angeordnet, die als gekapselte Nagellager ausgebildet sind und aufgrund der gekapselten, selbsthaltenden Form axial keine zusätzliche Anlauffläche benötigen und daher frei wählbar mit Presssitz auf der Antriebswelle positioniert werden können. Nachteilig bei dieser Gestaltung ist zum einen der hohe Kostenaufwand für gekapselte Nagellager. Zum anderen ergibt sich eine relativ große axiale Aufbaulänge der Antriebseinrichtung.
Die DE 199 28 480 A1 zeigt eine Pumpeneinheit mit einem Nadellager mit einer Außenhülse, die radial nach innen eine Innenhülse übergreift. Axial benachbart zur Außenhülse ist ein Kugellager für die Rotorwelle angeordnet.
Mit der DE 10 2004 024 060 A1 ist ein elektrohydraulisches Aggregat bekannt geworden, bei dem zwei exzentrisch gelagerte Nadellager auf der Abtriebswelle angeordnet sind, um mehrere Kolben zu betätigen. Dabei liegt die Außenhülse an einem axialen Fortsatz der Innenhülse desselben Nadellagers an.
DE 197 20 615 C1 offenbart ein Pumpenaggregat, auf dessen Rotorwelle exzentrisch ein Nadellager gelagert ist, das mehrere Pumpenkolben antreibt.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass aufgrund des Einsatzes von ungekapselten Nadellagern eine erhebliche Kostenreduzierung erreicht ist. Durch die Anordnung der ungekapselten Nadellager direkt hintereinander, die gegeneinander anlaufen und somit miteinander verbunden sind, ergibt sich eine geringe axiale Aufbaulänge der Antriebseinrichtung, die zusätzlich zum Kostenvorteil einen reduzierten Bauraum zur Folge hat.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Antriebseinrichtung möglich.
Figurenliste
Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in jeweils schematischer Darstellung:

1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer Antriebseinrichtung mit einem davon angetriebenen Aggregat,
2 einen schematischen Schnitt eines Ausschnitts von 1 in größerem Maßstab.

In den Zeichnungen ist schematisch eine Antriebseinrichtung 10 zum Antrieb eines Aggregates 11 dargestellt, wobei es sich bei der Antriebseinrichtung 10 um einen Motor, insbesondere um einen Elektromotor, handeln kann. Das Aggregat 11 besteht z. B. aus einer Pumpe mit einzelnen radial angeordneten Pumpenelementen 12, von denen die Enden jeweiliger Stößel 13 sichtbar sind. Die Antriebseinrichtung 10 stellt ein eigenes, montagefertiges Bauteil dar, ebenso das Aggregat 11. Beide sind zusammenmontiert, wobei die Antriebseinrichtung 10 an einer Stirnseite 14 des Aggregats 11 angeflanscht ist.
Die Antriebseinrichtung 10 weist eine aus deren Gehäuse 15 herausgeführte Antriebswelle 16 auf, die in einer Richtung umlaufend antreibbar ist, wenn die Antriebseinrichtung 10 eingeschaltet wird. Die Antriebswelle 16 ragt in einen zentralen Innenraum 17 des Aggregats 11 hinein und trägt auf diesem Wellenabschnitt 18 mehrere nebeneinander angeordnete Wälzlager 19, 20 und 21, die dem Antrieb der einzelnen, Funktionselemente des Aggregats 11 darstellenden Stößel 13 dienen, die mit ihren Enden radial auf der äußeren Umfangsfläche der Wälzlager 19, 20, 21 aufsitzen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Wälzlager 19 bis 21 gleicher Art auf der Antriebswelle 16 montiert. Diese Wälzlager 19 bis 21 sind jeweils als ungekapselte Nadellager 22, 23, 24 ausgebildet, die derart unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, dass diese gegeneinander anlaufen.
Jedes Nadellager 22 bis 24 weist einen Innenring 25 bis 27 mit exzentrischer Innenbohrung 28 bis 30 darin auf, mit der der Innenring 25 bis 27 unmittelbar auf der Antriebswelle 16 drehfest gehalten ist, z.B. aufgepresst ist. Die einzelnen Innenringe 25 bis 27 sind mit jeweils unterschiedlicher Exzentrizität in Bezug auf die Antriebswelle 16 platziert.
Jedes Wälzlager 19 bis 21 in Form eines jeweiligen Nadellagers 22 bis 24 weist ferner eine den Innenring 25 bis 27 mit radialem Abstand umfassende Außenhülse 31 bis 33 und im Ringspalt zwischen dem Innenring 25 bis 27 und der Außenhülse 31 bis 33 jeweilige, in einem Käfig 34 bis 36 gehaltene nadelförmige Lagerkörper 37 bis 39 auf. Die jeweilige Außenhülse 31 bis 33 jedes Nadellagers 22 bis 24 trägt an einer in den Zeichnungen links befindlichen Axialseite einen Bord 40 bis 42, der die zugeordnete Axialseite des jeweiligen Innenringes 25 bis 27 axial übergreift und einen Axialanschlag der Außenhülse 31 bis 33 bilden kann, auch wenn ein gewisses axiales Spiel zwischen dem Bord 40 bis 42 und der zugeordneten Stirnseite des Innenringes 25 bis 27 vorhanden ist. Die dem Bord 40 bis 42 gegenüberliegende Axialseite der Außenhülse 31 bis 33 ist vom Innenring 25 bis 27 durchsetzt. An diesem in den Zeichnungen rechten Ende der Außenhülse 31 bis 33 ist der jeweilige Innenring 25 bis 27 über das dortige axiale Ende der Außenhülse 31 bis 33 hinaus verlängert, so dass der Innenring 25 bis 27 auf dieser Axialseite einen axialen Überstand gegenüber der jeweiligen Außenhülse 31 bis 33 aufweist. Auf dieser Axialseite stehen sich axiale Stirnflächen 43, 44 des Innenringes 25, 26 und axiale Stirnflächen 46, 47 am Bord 41, 42 der Außenhülse 32, 33 axial mit einem gewissen Axialspiel gegenüber, wobei die jeweilige Stirnfläche 43, 44 des jeweiligen Innenringes 25, 26 eine Anlauffläche der Außenhülse 32, 33 bildet. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass der Innenring 25, 26 mit seiner auf einer Axialseite befindlichen Stirnfläche 43, 44 mit der zugewandten axialen Stirnfläche 46, 47 der Außenhülse 32, 33 des axial nächstfolgenden Nadellagers 23, 24 in spielbehaftetem Berührungskontakt steht. Aufgrund dieser Gestaltung erlangt die jeweilige Stirnfläche 43, 44 des jeweiligen Innenringes 25, 26 eine besondere Funktion als Anlauffläche des axial nächstfolgenden Nadellagers 23, 24. Um ein sicheres Anlaufen der Außenhülse 32, 33 des axial nächstfolgenden Nadellagers 23, 24 gegen den axial vorgelagerten Innenring 25, 26 unter Berücksichtigung aller Toleranzen zu gewährleisten, wobei eine Kontakt von Außenhülse zu Außenhülse zu vermeiden ist, ist der jeweilige Innenring 25 bis 27 bei Bedarf in der einen axialen Richtung zum Bord 41, 42 hin entsprechend zu verlängern, um zu gewährleisten, dass die axiale Stirnfläche 46, 47 des Bordes 41, 42 mit der axial benachbarten Stirnfläche 43, 44 einer Seite des Innenringes 25, 26 in Berührungskontakt steht.
Bei hohen axialen Kräften, die durch die anlaufende Außenhülse 32, 33 des nächstfolgenden Nadellagers 23, 24 auf die Stirnfläche 43, 44 des Innenringes 25, 26 wirken, ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Stirnfläche 43, 44 auf einer Axialseite des jeweiligen Innenringes 25, 26 und/oder die zugewandte Stirnfläche 46, 47 der benachbarten Axialseite der Außenhülse 32, 33 mit einem Verschleißschutz versehen ist. Dieser Verschleißschutz kann aus einer Härtung, einer Härtebeschichtung od. dgl. bestehen, z. B. auch aus einer aufgebrachten Keramikschicht.
Man erkennt, dass bei der erfindungsgemäßen Anordnung mehrere Nadellager 22 bis 24 in ungekapselter Bauweise direkt hintereinander auf der Antriebswelle 16 platziert sind. Durch die Anordnung von ungekapselten Nadellagern 22 bis 24 im Vergleich zu sonstigen bekannten gekapselten Nadellagern ergibt sich ein großer Kostenvorteil in der Größenordnung von z. B. 20% bis 30%. Durch die besondere Gestaltung mehrerer Nadellager 22 bis 24 direkt hintereinander, die gegeneinander anlaufen und somit funktionell miteinander verbunden sind, ergibt sich eine geringe axiale Baulänge für den innerhalb des Aggregats 11 befindlichen Wellenabschnitt 18 der Antriebswelle 16 mit einhergehendem Kostenvorteil und erreichtem reduziertem Bauraum.
Aufgrund der jeweiligen exzentrischen Innenbohrung 28 bis 30 jedes Innenringes 25 bis 27 erfolgt beim Umlauf der Antriebswelle 16 ein Hubantrieb der einzelnen Stößel 13 in radialer Richtung, die endseitig auf der Außenfläche der jeweiligen Außenhülse 31 bis 33 aufsitzen. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Innenbohrung 28 bis 30 jedes Innenringes 25 bis 27 zentrisch ausgeführt. Der exzentrische Antrieb des Aggregats 11 wird dann z.B. durch eine Exzenterwelle erzeugt.

Claims

Antriebseinrichtung, insbesondere Elektromotor, zum Antrieb eines Aggregates (11), insbesondere einer Pumpe, mit einer Antriebswelle (16) der Antriebseinrichtung (10), auf der mehrere, dem Antrieb jeweiliger Funktionselemente des Aggregates dienende Wälzlager (19 bis 21) nebeneinander angeordnet sind, wobei die Wälzlager (19 bis 21) als ungekapselte Nadellager (22 bis 24) ausgebildet sind, und auf der Antriebswelle (16) derart unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, dass der Innenring (25, 26) eines Nadellagers (22, 23) mit seiner auf einer Axialseite befindlichen Stirnfläche (43, 44) mit der zugewandten axialen Stirnfläche (46, 47) der Außenhülse (32, 33) des axial nächstfolgenden Nadellagers (23, 24) in Berührungskontakt steht, wobei jedes Nadellager (22 bis 24) eine Außenhülse (31 bis 33) aufweist, die an einer Axialseite einen den Innenring (25 bis 27) axial übergreifenden Bord (40 bis 42) trägt und deren gegenüberliegende Axialseite vom Innenring (25 bis 27) durchsetzt ist, wobei die axiale Stirnfläche (46, 47) des Bordes (41, 42) des axial nächstfolgenden Nadellagers (23, 24) mit der axial benachbarten Stirnfläche (43, 44) einer Seite des Innenringes (25, 26) des axial vorangehenden Nadellagers (22, 23) in Berührungskontakt steht, wobei der Innenring (25 bis 27) jedes Nadellagers (22 bis 24) auf einer Axialseite über das dortige axiale Ende der Außenhülse (31 bis 33) hinaus verlängert ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (43, 44) auf einer Axialseite des jeweiligen Innenringes (25, 26) eine Anlauffläche der Außenhülse (32, 33) des nächstfolgenden Nadellagers (23, 24) bildet.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einander benachbarten Stirnflächen (43, 46 und 44, 47) der Nadellager (23, 24) ein Axialspiel besteht.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (43, 44) auf einer Axialseite des jeweiligen Innenringes (25, 26) und/oder die zugewandte Stirnfläche (46, 47) der benachbarten Axialseite der Außenhülse (32, 33) eines jeden Nadellagers (22 bis 24) mit einem Verschleißschutz versehen sind.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißschutz aus einer Härtung in Form einer Härtebeschichtung besteht.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (25 bis 27) jedes Nadellagers (22 bis 24) eine exzentrische Innenbohrung (28 bis 30) aufweist, mit der der Innenring (25 bis 27) auf die Antriebswelle (16) aufgepresst ist.