DE10024541A1 - Lageranordnung für eine Radialkolbenpumpe - Google Patents

Abstract

Die Lageranordnung für eine Radialkolbenpumpe ist als Baueinheit gestaltet, bei der eine Pumpenwelle (2) mit mindestens einem Wellenlager (3) und mit einem Exzenterring (6) mit einem darauf laufenden Exzenterlager (5) gemeinsam in einer diese Bauteile umgebenden Hülse (1) angeordnet sind, die in einen Pumpenblock (8) einsetzbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung entsprechend dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Eine solche Lageranordnung ist aus DE 43 04 390 A1 und DE 197 11 557 A1 bekannt. Nach diesen beiden Druckschriften werden die Teile der Lageranordnung einzeln in ein Gehäuse eingesetzt. Das Exzenterteil ist durch einen exzentrisch zur Längsmittelachse der Pumpenwelle verlaufenden Wellenzapfen gebildet, also einstückig mit der Pumpenwelle ausgebildet. Die Pumpenwelle ist durch ein Wälzlager (Kugellager) in dem Gehäuse gela­ gert. Auf dem exzentrischen Wellenzapfen ist ein Wälzlager (Nadellager) vorgesehen, an dessen Außenring sich mehrere, in dem Pumpengehäuse angeordnete, sich radial zur Pum­ penwelle erstreckende Pumpenkolben abstützen.

Die Lageranordnung besteht also aus mehreren Einzelteilen, die getrennt montiert werden müssen. Solche Lageranordnungen werden z. B. für Radialkolbenpumpen in ABS-Systemen für Fahrzeugbremsen oder in Hochdruckreinigungsgeräten eingesetzt. Darüberhinaus gibt es weitere Anwendungsfälle für Radialkolbenpumpen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, statt der in Einzelteilen im Pumpengehäuse zu montierenden Lageranordnung diese als montagefertige, kompakte Baueinheit auszubilden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in dem Patentanspruch 1 angegebene Aus­ bildung gelöst.

Hiernach sind alle wesentlichen Bauteile der Lageranordnung gemeinsam in einer diese Teile umgebenden Hülse als Baueinheit angeordnet, die als solche montagefertig ist und nur in das Pumpengehäuse oder den Pumpenblock eingesetzt werden muß.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Detailbeschreibung.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Lageranord­ nung, eingesetzt in einen Pumpenblock;

Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer Lageranordnung, eingesetzt in einen Pumpenblock;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht nach der Linie B-B von Fig. 2.

Wie die Fig. 1 zeigt, weist die als Baueinheit ausgebildete Lageranordnung zunächst eine vorzugsweise aus Stahl tiefgezogene und gehärtete äußere Hülse 1 auf. In der Hülse 1 ist eine Pumpenwelle 2 mittels eines Kugellagers 3 (Radialkugellager) am offenen Ende der Hülse 1 und mittels eines weiteren Wälzlagers 4 (Nadellager) am entgegengesetzten Ende der Hülse 1 gelagert. An diesem Ende weist die Hülse einen Hülsenboden 9 auf, gegen den das Nadellager 4 mit seinem Außenring anliegt. Sowohl das Kugellager 3 als auch das Nadellager 4 werden in axialer Richtung in die Hülse 1 eingesetzt und darin durch Festsitz oder Presssitz zwischen dem jeweiligen Lageraußenring und der Innenwand der Hülse 1 gehalten.

Die Pumpenwelle 2 ist im wesentlichen über ihre ganze Länge zylindrisch ausgebildet. Sie kann als Fließpressteil hergestellt werden.

Auf die Pumpenwelle 2 ist zwischen den beiden Lagern 3 und 4 ein Exzenterring 6 aufge­ presst, der seinerseits von einem weiteren Wälzlager 5 (Nadellager oder Exzenterlager) umgeben ist. Das Exzenterlager 5 stützt sich mit seinem Außenring axial an einer Schulter 10 der Hülse 1 ab. Das Kugellager 3 (Rillenkugellager) ist axial gegen einen kleinen Ab­ satz 11 in der Hülse 1 angepresst. Damit ist die Pumpenwelle 2 zu beiden Seiten des Exzenterrings 6 und des Exzenterlagers 5 durch mindestens je ein Wellenlager 3, 4 abgestützt. Das Exzenterlager 5 ist mit seinem Außenring axial durch den Innenring des antriebsseiti­ gen Wellenlagers 3 (Rillenkugellager) abgestützt und an der gegenüberliegenden Seite mit seinem Außenring an der Schulter 10 der Hülse 1 abgestützt. Damit sind nicht nur die Positionen der beiden Wellenlager 3 und 4 bestimmt, sondern auch die Position des Exzen­ terlagers 5 ist definiert.

Die so gebildete Lageranordnung ist als Baueinheit ausgebildet und wird als Ganzes in eine Bohrung 18 eines Pumpengehäuses oder Pumpenblocks 8 eingesetzt, insbesondere mit einer Festpassung (Presssitz) eingepresst. Die Hülse 1 weist in ihrer Wand wenigstens eine Durchbrechung 21 im Bereich des Außenrings des Exzenterlagers 5 auf. Im Einbauzustand ragt durch diese Durchbrechung 21 ein Pumpenkolben oder Pumpenplunger 7 radial hin­ durch und stützt sich an dem Außenring des Exzenterlagers 5 ab. Der Pumpenkolben oder Pumpenplunger 7 ist in einer in den Pumpenblock 8 eingesetzten Hülse 12 geführt, die sich radial zu der Hülse 1 und zu deren Wälzlagern erstreckt. In der Zeichnung gemäß Fig. 1 ist nur eine solche Anordnung gezeigt. Bei Radialkolbenpumpen können aber mehrere Pum­ penplunger 7 in der beschriebenen Art sternförmig um das Exzenterlager 5 herum angeord­ net sein.

Die Hülse 1 ist mittels eines Flanschs 13 an ihrem offenen Ende in axialer Richtung gegen­ über einem Absatz 22 des Pumpenblocks 8 festgelegt und gehalten. Neben der Festsitzpas­ sung der Hülse 1 in dem Pumpenblock 8 kann die Hülse 1 durch diesen Flansch 13 zusätz­ lich gegen Verdrehung in der Hülse 1 gesichert sein.

Dies ist besonders bei höheren Betriebstemperaturen wichtig, wenn zwischen dem Pumpen­ block 8 und der Hülse 1 unterschiedliche Wärmedehnungen auftreten, durch die die Hülse 1 in dem Pumpenblock 8 lose werden könnte. Da nämlich die die Stützlager 3, 4 aufneh­ mende Hülse 1 vorzugsweise aus Stahl besteht und damit eine gute Abstützung der beiden Wellenlager 3 und 4 sowie des Exzenterlagers 5 gegeben ist, kann andererseits der Pum­ penblock 8 aus Leichtmetall bestehen. Bei unterschiedlichen Wärmedehnungen könnte dann höchstens die Hülse 1 im Pumpenblock 8 locker werden, jedoch nicht die Stützlager 3 und 4 innerhalb der Hülse 1. Für die Hülse 1 ist hierbei durch den Flansch 13 eine Verdrehsi­ cherung gebildet.

Am antriebsseitigen (linken) Ende der Pumpenwelle 2 wird das Antriebsmoment eines Antriebsmotors über die Stirnseite der Welle 2 aufgenommen. Bei Rotation der Pumpenwelle 2 werden über den Exzenterring 6 und das Exzenterlager 5 der oder die radial an­ geordneten Pumpenkolben 7 in ihrer Axialrichtung hin und her bewegt, um die gewünschte Wirkung der Radialkolbenpumpe herbeizuführen.

Die Hülse 1 ist aufgrund ihrer Form sehr steif, insbesondere biegesteif. Sie bietet eine gute Abstützung insbesondere auch für das Nadellager 4. Trotzdem können durch Biegungen der Pumpenwelle 2 verursachte Winkelfehler oder Fehlausrichtungen aufgrund der elastischen Federung der Hülse 1 ausgeglichen werden, so daß ein einwandfreier Betrieb der Pumpen­ plunger 7 und damit der Radialkolbenpumpe sichergestellt ist.

Das Wellenlager 4 und/oder das Exzenterlager 5 sind, wie gezeigt, vorzugsweise als Nadel­ lager ohne Innenring (Nadelhülse) ausgebildet.

Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Lageranordnung. Gleiche Teile wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 sind hier mit den gleichen Be­ zugszahlen versehen. Im folgenden werden nur die Unterschiede der Ausführungsform von Fig. 2 und 3 gegenüber derjenigen von Fig. 1 beschrieben.

Die Hülse 1 ist hier durchgehend zylindrisch. Statt des Nadellagers 4 von Fig. 1 wird hier ein zweites Radialrillenkugellager 3 verwendet, das in die Hülse 1 eingepresst ist und sich am Hülsenboden 9 abstützt. Dieses Wellenlager 3 hat also den gleichen Durchmesser wie das am antriebsseitigen Ende der Pumpenwelle 2 angeordnete erste Wellenlager 3. Beide Wellenlager 3 sind mit Festsitz in die Hülse 1 eingepresst. Es wäre auch eine Anordnung mit nur einem Wellenlager 3 vorstellbar.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist zwischen dem Exzenterring 6 und dem axial daneben angeordneten Wellenlager 3 jeweils ein Gegengewicht 14 zum Ausgleich der beim Betrieb der Radialkolbenpumpe infolge des umlaufenden Exzenterrings 6 auftretenden Massen­ kräfte angeordnet. Die Gegengewichte 14 sind auf die Pumpenwelle 2 aufgepresst. Es würde genügen, nur ein Gegengewicht 14 vorzusehen. Das Exzenterlager 5 läuft axial an das oder die Ausgleichsgewichte 14 an.

Wie die Fig. 2 und 3 weiter zeigen, ist zwischen der Hülse 1 und dem Pumpenblock 8 eine nachgiebige Zwischenlage 15, insbesondere in Form einer Kunststoffhülse, angeordnet. Zusammen mit dieser elastischen Zwischenlage 15 wird also die in der Hülse 1 unterge­ brachte Lageranordnung als Baueinheit in den Pumpenblock 8 eingesetzt bzw. eingepresst.

Hiermit ergibt sich einerseits eine gegen Durchbiegungen der Pumpenwelle 2 unempfindli­ che Lagerungseinheit. Zum anderen wird hierdurch eine Dämpfung von Geräuschen beim Betrieb der Radialkolbenpumpe erzielt, was insbesondere in Verbindung mit den beiden Kugellagern 3 vorteilhaft ist. Insgesamt ergibt sich hiermit eine langlebige und zuverlässige Lageranordnung.

Schließlich kann am antriebsseitigen Stirnende der Pumpenwelle 2 auf einem Wellenzapfen eine elastische Kupplung 16 zur Übertragung des Antriebsdrehmoments vorgesehen sein, wodurch ebenfalls eine Geräuschdämpfung erzielt und Durchbiegungen im Antriebsstrang unschädlich aufgenommen werden können.

Claims (21)

1. Lageranordnung für eine Radialkolbenpumpe mit einer drehbar gelagerten Pumpenwelle (2), die einen Exzenterteil (6) trägt, auf dem ein Wälzlager (5), insbesondere ein Nadellager (5) angeordnet ist, an dessen Außenring mindestens ein in einem Pumpen­ block (8) angeordneter, sich radial zur Pumpenwelle (2) erstreckender Pumpenkolben (7) abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (2) mit mindestens einem Wellenlager (3) und das Exzenterteil (6) mit seinem Wälzlager (Exzenterlager 5) gemeinsam in einer diese Bauteile umgebenden Hülse (1) als Baueinheit angeordnet sind, die in den Pumpenblock (8) einsetzbar ist.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) der Baueinheit mit Festpassung (Presssitz) in den Pumpenblock (8) einsetzbar ist.

3. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (2) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und daß das Exzenterteil (6) als Exzenter­ ring ausgebildet und auf die Pumpenwelle (2) aufgepresst ist.

4. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (2) an beiden Seiten des Exzenterteils (6) und des Exzenterlagers (5) durch je mindestens ein in der Hülse (1) angeordnetes Wellenlager (3, 4) abgestützt ist.

5. Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das/die Wellenlager (3, 4) in die Hülse (1) eingepresst ist/sind.

6. Lageranordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seite des Exzenterteils (6) als Wellenlager ein Kugellager (3), insbesondere ein Rillenkugel­ lager (3), und an der anderen Seite des Exzenterteils (6) als Wellenlager ein Nadellager (4), insbesondere ein Nadellager ohne Innenring (Nadelhülse), vorgesehen ist.

7. Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Nadellager (4) an dem der Antriebsseite der Pumpenwelle (2) entgegengesetzten Ende gegenüber einem Boden (9) der Hülse vorgesehen ist.

8. Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugellager (3) gegen einen Absatz (11) der Hülse (1) gepresst ist.

9. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Exzenterlager (5) axial an einer Seite durch den Innenring des antriebsseitigen Wellenlagers (Rillenkugellager 3) und an der anderen Seite durch einen Absatz (10) der Hülse (1) abgestützt ist.

10. Lageranordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten des Exzenterteils (6) als Wellenlager mindestens je ein Kugellager (3), insbesondere ein Rillenkugellager (3), vorgesehen ist.

11. Lageranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellen­ lager (3) gleiche Durchmesser haben und daß die Hülse (1) im wesentlichen über ihre ganze Länge zylindrisch ist.

12. Lageranordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellenlager (3) mit Festsitz in die Hülse (1) eingepreßt sind.

13. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Exzenterteil (6) und dem/den axial daneben angeordneten Wellen­ lager/Wellenlagern (3, 4) mindestens ein Gegengewicht (14) zum Ausgleich der Mas­ senkräfte angeordnet ist.

14. Lageranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Exzenterlager (5) axial an das/die Ausgleichsgewichte (14) anläuft.

15. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Exzenterlager (5) ein Nadellager ohne Innenring (Nadelhülse) ist.

16. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hülse (1) und dem Pumpenblock (8) eine nachgiebige Einlage (15), insbesondere aus Kunststoff, angeordnet ist.

17. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am antriebsseitigen Stirnende der Pumpenwelle (2) eine elastische Kupplung (16) vorgesehen ist.

18. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) aus Stahl gezogen und gehärtet ist.

19. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenblock (8) aus Leichtmetall besteht.

20. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) mittels eines Flanschs (13) in axialer Richtung an dem Pumpenblock (8) gehalten und/oder gegen Verdrehung gesichert ist.

21. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (2) als Fließpressteil hergestellt ist.