DE19711557A1 - Radialkolbenpumpe - Google Patents

Radialkolbenpumpe

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Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe mit einer rotierenden Pumpen­ welle, deren Endabschnitt einen exzentrisch zur Längsmittelachse der Pumpen­ welle verlaufenden Wellenzapfen aufweist, wobei auf dem Wellenzapfen ein Nadellager angeordnet ist, an dessen als Blechhülse ausgebildeten Außenring sich sternförmig in einem Pumpengehäuse angeordnete, radial zur Pumpenwelle verlaufende Pumpenplunger mit ihren Stirnflächen abstützen.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige Radialkolbenpumpe ist aus der DE 42 04 631 A1 vorbekannt. Bei hohen Radiallasten durch die Pumpenplunger entsteht im Exzenterlager in Richtung Motor, d. h. in Richtung Pumpenwelle ein Axialschub, der zum Verschleiß der Exzenterlageranordnung führen kann. Dieser Verschleiß entsteht durch Anlage des Außenringes des Exzenterlagers an umgebenden Bauteilen.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, an einer Radialkolbenpumpe der gattungsgemäßen Art die vorstehend geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine Wälzlageranordnung auf dem exzentrischen Wellenabschnitt zu schaffen, bei der auftretende Axialkräfte aufgenommen werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß die Blechhülse an ihrem von der Pumpenwelle abgewandten stirnseitigen Ende einen geschlossenen Boden aufweist, mit dem sie an der Stirnfläche des Wellenzapfens anläuft.
Aufgrund der Verwendung der mit einem Boden versehenen Blechhülse kann diese bei axial auftretenden Kräften nur so lange in axialer Richtung verschoben werden, bis sie mit dem Boden an der Stirnfläche des Wellenzapfens anläuft. Ein weiteres axiales Verschieben ist somit unterbunden, so daß die Blechhülse mit ihrem dem Boden gegenüberliegenden Bord nicht an Umgebungsbauteilen anlaufen kann.
In Weiterbildung der Erfindung ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß der Boden mit einer in Richtung Wellenzapfen weisenden Erhebung versehen ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß nicht der gesamte Boden, sondern nur ein Teil am Wellenzapfen anliegt, so daß auf diese Weise eine Reibungsverminderung eintritt.
Nach dem unabhängigen Anspruch 3 kann diese Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß die Blechhülse an ihrer von der Pumpenwelle abgewandten Seite eine Anlaufscheibe aufnimmt, die an der Stirnfläche des Wellenzapfens anläuft.
Diese Lösung hat gegenüber der im Anspruch 1 beschriebenen den Vorteil, daß die Blechhülse aufgrund des fehlenden Bodens über ihre gesamte axiale Aus­ dehnung eine gleiche Steifigkeit aufweist. Diese gleiche Steifigkeit wirkt sich wiederum positiv auf das axiale Schubverhalten der Blechhülse aus.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 soll die Anlaufscheibe in Richtung Wellenzapfen konvex ausgebildet sein. Durch diese Maßnahme wird die Reibung zwischen Blechhülse und Wellenzapfen verringert, da die Anlaufscheibe nur mit einem Teil ihrer radialen Ausdehnung am Wellenzapfen anliegt.
Aus Anspruch 5 geht hervor, daß die Anlaufscheibe mit Radialspiel in der Blechhülse gehalten ist. Durch dieses Radialspiel zwischen Blechhülse und Anlaufscheibe wird erstgenannte in ihrer Stabilität nicht beeinflußt.
Gemäß Anspruch 6 soll die Anlaufscheibe in ihrem Zentrum eine Vertiefung aufweisen. Diese Vertiefung wird mit Schmiermittel versehen, so daß die Reibung zwischen Anlaufscheibe und Wellenzapfen verringert ist.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 7 soll die Anlaufscheibe mit einer Verdrehsicherung versehen sein. Diese sorgt dafür, daß die Anlaufscheibe in der Blechhülse keiner zusätzlichen Rotations­ bewegung unterworfen ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nach Anspruch 8 ist vorgesehen, daß die Anlaufscheibe zur Verbesserung der Schmierung und damit der Rei­ bungsverminderung in Richtung des Wellenzapfens eine waffelförmige Struktur aufweist.
Nach Anspruch 9 soll ein zur Pumpenwelle außenliegender Bord eines Käfigs des Nadellagers in seiner axialen Ausdehnung größer als ein zweiter Bord des Käfigs sein.
Durch diesen Käfig mit asymmetrischer Bordgeometrie wird eine Verschiebung des Lastangriffspunktes der Pumpenplunger erreicht, so daß eine gezielte axiale Verschiebung der Blechhülse in Richtung Pumpenwelle sichergestellt ist, bis deren Anlauf am exzentrischen Wellenzapfen erfolgt. Durch diese gezielte axiale Verschiebung wird erreicht, daß die Blechhülse nicht an dem der Pum­ penwelle gegenüberliegenden Gehäuseteil anlaufen kann.
Dem Anspruch 10 ist zu entnehmen, daß Käfigtaschen des Käfigs des Nadel­ lagers zu einer Längsachse der Pumpenwelle in Richtung der Pumpenwelle unter einem Winkel ansteigend angeordnet sind.
Durch diese Schrägstellung der Taschen des Lagerkäfigs wird ebenfalls ein definierter Axialschub in Richtung Pumpenwelle, d. h. in Richtung Motor erzeugt und damit der Anlaufpunkt der Blechhülse an der dafür vorgesehenen Stelle fixiert.
In zweckmäßiger Weise ist dabei nach Anspruch 11 vorgesehen, daß die Käfigta­ schen des Nadellagers unter einem Winkel 1 bis 2° gegen die Längsachse der Pumpenwelle angestellt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine Radialkolbenpum­ pe mit einem auf einem exzentrischen Wellenzap­ fen einer Pumpenwelle angeordneten Nadellager nach dem bisherigen Stand der Technik,
Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht einer Radialkolbenpum­ pen mit erfindungsgemäß gelagertem Wellenzapfen,
Fig. 3, 5 und 6 je einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Nadellager,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Anlaufscheibe nach Fig. 3 und
Fig. 7 und 8 eine Draufsicht bzw. einen Längsschnitt durch eine Anlaufscheibe.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Zur Erläuterung des Gesamtzusammenhanges wird zunächst auf Fig. 1 ver­ wiesen.
In dieser Figur ist mit 1 eine Radialkolbenpumpen bezeichnet, in deren Gehäu­ se 2 eine Pumpenwelle 3 über ein Kugellager 4 gelagert ist. Die Pumpenwelle 3 weist an ihrem Endabschnitt einen Wellenzapfen 5 auf, der exzentrisch zur Längsmittelachse der Pumpenwelle 3 angeordnet ist. Auf diesem Wellenzapfen 5 ist ein Nadellager 6 angeordnet, das aus zylindrischen, nadelförmigen Wälz­ körpern 7, einem diese Wälzkörper 7 aufnehmenden Käfig 8 und einem Außen­ ring besteht. Der Außenring ist als spanlos geformte Blechhülse 9 ausgebildet, die stirnseitige Borde 10 und 11 aufweist. Am Außenmantel der Blechhülse 9 sind mehrere Pumpenplunger 12 geführt, von denen in der Schnittdarstellung 2 sichtbar sind. Diese Pumpenplunger 12 verlaufen radial und sternenförmig zur Blechhülse 9 des Nadellagers 6 und berühren diese mit ihren Stirnflächen 13. Jeder Pumpenplunger 12 ist in einem zylindrischen Druckraum 14, der un­ mittelbar im Gehäuse 2 ausgebildet ist, angeordnet. Aufgrund der oszillierenden Bewegung der Pumpenplunger 12 wird über ein jedem Pumpenplunger 12 zugeordnetes Einlaßventil 15 hydraulisches Druckmedium angesaugt, das über nicht näher dargestellte Bohrung und Druckleitungen in das Drucksystem eines Antiblockiersystems von Fahrzeugbremsen geleitet wird. An der Blechhülse 9 sind Blattfedern 16 geführt, die jeweils in eine Nut 17 des Pumpenplungers 12 eingreifen. Diese Blattfedern 16 sorgen dafür, daß die Pumpenplunger 12 stets mit ihren Stirnflächen 13 an der Blechhülse 9 anliegen.
Bei hohen Drehzahlen entsteht durch die große Last der Pumpenplunger 12 ein Axialschub, der die Blechhülse 9 des Nadellagers 6 in Richtung der Pumpen­ welle 3 verschiebt. Bei bestimmten Einbausituationen kann es dann dazu kommen, daß die Blechhülse 9 mit ihrem Bord 11 an benachbarten Bauteilen anläuft. Dieses Anlaufen der Blechhülse 9 wird nun durch die Erfindung verhin­ dert.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Blechhülse 9 an ihrem von der Pumpenwelle 3 abgewandten stirnseitigen Ende mit einem geschlossenen Boden 18 versehen, der wiederum in seiner Mitte mit einer als Anlaufwarze bezeichneten Erhebung 19 ausgestattet ist. Wird nun eine axiale Kraft durch die Pumpenplunger 12 auf die Blechhülse 9 in Richtung der Pumpenwelle 3 ausgeübt, so kann sich die Blechhülse 9 nur bis zur Anlage der Erhebung 19 an der Stirnfläche des Wellen­ zapfens 5 nach links in axialer Richtung verschieben. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Blechhülse 9 mit ihrem Bord 11 an benachbarten Bauteilen zur Anlage kommt.
Die in den Fig. 3 und 4 mit 20 bezeichnete Anlaufscheibe ist in der Blech­ hülse 9 an ihrer von der Pumpenwelle 3 abgewandten Seite angeordnet. Bei Auftreten einer durch Pfeilrichtung gekennzeichneten axialen Kraft kann sich die Blechhülse 9 wiederum nur so lange verschieben, bis der hier nicht dargestellte Wellenzapfen 5 mit seiner Stirnfläche an der Anlaufscheibe 20 anliegt. Wie aus Fig. 3 weiter erkennbar, ist die Anlaufscheibe 20 in Richtung des Wellen­ zapfens 5 konvex ausgebildet, d. h. der Wellenzapfen 5 liegt mit seiner Stirn­ fläche nur an einem Teil des Bodens der Anlaufscheibe 20 an. Auf diese Weise erfolgt eine Reibungsverminderung. Der genannten Figur ist weiter entnehmbar, daß die Anlaufscheibe 20 in ihrem Zentrum eine Vertiefung 21 besitzt, die mit Fett befüllt nochmals zur Reibungsverminderung beiträgt. Die Anlaufscheibe 20 ist in der Blechhülse 9 so angeordnet, daß zwischen beiden ein radialer Spalt verbleibt. Durch diesen radialen Spalt wird die Steifigkeit der Blechhülse 9 durch die Anlaufscheibe 20 nicht beeinflußt. Aus Fig. 4 ist erkennbar, daß die Anlaufscheibe 20 mit einer Verdrehsicherung 22 ausgestattet ist, die in eine entsprechende Ausnehmung im Bord 10 eingreift. Auf diese Weise wird das Verdrehen der Anlaufscheibe 20 wirkungsvoll verhindert.
Wie den Fig. 7 und 8 entnehmbar kann die Anlaufscheibe 20 in Richtung des Wellenzapfens 5 auch mit einer waffelförmigen Struktur versehen sein, so daß dessen Stirnfläche daran anläuft. Diese waffelförmige Struktur mit ihren Erhe­ bungen bzw. Vertiefungen weist gegenüber einem Schmiermittel ein besseres Rückhaltevermögen als eine glatte Oberfläche auf.
Die Fig. 5 zeigt eine Blechhülse 9, deren Käfig 8 einen zur Pumpenwelle 3 außenliegenden Bord 23 aufweist, der in seiner axialen Ausdehnung größer als ein zweiter Bord 24 ist. Dadurch werden die Nadeln 7 in ihrer axialen Aus­ dehnung verkürzt, d. h. die Lage der Nadeln 7 ändert sich zur Lage des Last­ angriffpunktes. Diese mit FPL bezeichnete Kraft greift zwar in der Mitte der Man­ telfläche der Blechhülse 9 an, aber außerhalb des axialen Zentrums der Lagerna­ deln 7, so daß ein gezielter Axialschub auf die Blechhülse 9 in Richtung der Pumpenwelle 3 erfolgt. In der bereits beschriebenen Weise läuft dann die Blechhülse 9 wiederum mit ihrem Boden 18 an der Stirnfläche des Wellen­ zapfens 5 an. Dieser gezielte Axialschub, im vorliegenden Fall nach rechts, hat den Vorteil, daß die Blechhülse 9 kein indifferentes Verhalten aufweist, d. h. mit ihrem Boden 18 auch nicht nach links gegen das Gehäuse 2 anlaufen kann.
Der in Fig. 6 gezeigte Käfig 8 des Nadellagers 6 weist Taschen 25 zur Auf­ nahme der Lagernadeln 7 auf, die zur Längsachse der Pumpenwelle 3 in Rich­ tung der Pumpenwelle 3 unter einem Winkel an steigend angeordnet sind. Diese Schrägstellung der Taschen 25 sorgt ebenfalls für den vorstehend beschriebenen gezielten Axialschub der Blechhülse 9 in Richtung der Pumpenwelle 3.
Bezugszeichenliste
1
Radialkolbenpumpe
2
Gehäuse
3
Pumpenwelle
4
Kugellager
5
Wellenzapfen
6
Nadellager
7
Lagernadel
8
Käfig
9
Blechhülse
10
Bord
11
Bord
12
Pumpenplunger
13
Stirnfläche
14
zylindrischer Druckraum
15
Einlaßventil
16
Blattfeder
17
Nut
18
Boden
19
Erhebung
20
Anlaufscheibe
21
Vertiefung
22
Verdrehsicherung
23
Bord
24
Bord
25
Tasche

Claims (11)

1. Radialkolbenpumpen (1) mit einer rotierenden Pumpenwelle (3), deren Endabschnitt einen exzentrisch zur Längsmittelachse der Pumpenwelle (3) verlaufenden Wellenzapfen (5) aufweist, wobei auf dem Wellenzapfen (5) ein Nadellager (6) angeordnet ist, an dessen als Blechhülse (9) ausgebildeten Au­ ßenring sich sternförmig in einem Pumpengehäuse (2) angeordnete, radial zur Pumpenwelle (3) verlaufende Pumpenplunger (12) mit ihren Stirnflächen ab­ stützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechhülse (9) an ihrem von der Pumpenwelle (3) abgewandten stirnseitigen Ende einen geschlossenen Boden (18) aufweist, mit dem sie an der Stirnfläche des Wellenzapfens (5) anläuft.
2. Radialkolbenpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (18) mit einer in Richtung Wellenzapfen (5) weisenden Erhebung (19) versehen ist.
3. Radialkolbenpumpe (1) nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechhülse (9) an ihrer von der Pumpenwelle (3) abgewandten Seite eine Anlaufscheibe (20) aufnimmt, die an der Stirnfläche des Wellenzapfens (5) anläuft.
4. Radialkolbenpumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (20) in Richtung des Wellenzapfens (5) konvex ausgebildet ist.
5. Radialkolbenpumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (20) mit Radialspiel in der Blechhülse (9) gehalten ist.
6. Radialkolbenpumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (20) in ihrem Zentrum eine Vertiefung (21) aufweist.
7. Radialkolbenpumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (20) mit einer Verdrehsicherung (22) versehen ist.
8. Radialkolbenpumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (20) in Richtung des Wellenzapfens (5) eine waffelförmige Struktur aufweist.
9. Radialkolbenpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Pumpenwelle (3) außenliegender Bord (23) eines Käfigs (8) des Nadellagers (6) in seiner axialen Ausdehnung größer als ein zweiter Bord (24) des Käfigs (8) ist.
10. Radialkolbenpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Käfigtaschen (25) des Käfigs (8) des Nadellagers (6) zu einer Längsachse der Pumpenwelle (3) in Richtung der Pumpenwelle (3) unter einem Winkel α ansteigend angeordnet sind.
11. Radialkolbenpumpe (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α 1 bis 2° beträgt.
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