DE19711557A1 - Radialkolbenpumpe - Google Patents
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Description
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.
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.
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.
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.
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.
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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