DE102006057450A1 - Shaft bearing for eccentric drive in a radial piston engine incorporates channels between outer periphery and shaft aperture - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Außenring nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Radialwälzlager mit dem Außenring und einen Exzenterantrieb mit dem Radialwälzlager.The The invention relates to an outer ring according to the preamble of claim 1, a radial rolling bearing with the outer ring and an eccentric drive with the radial rolling bearing.
Außenringe für Radialwälzlager sind üblicherweise hülsenförmige Gebilde, die endseitig mit einem radial nach innen ragenden Bord ausgebildet sind. Die Außenringe dienen zum einen zur Aufnahme der darin angeordneten Wälzkörper und gegebenenfalls Wälzkörperkäfige und stellen zudem eine radial nach innen gewandte Lauffläche zum Abrollen der Wälzkörper zur Verfügung.outer rings for radial rolling bearings are common sleeve-shaped structures, the end are formed with a radially inwardly projecting board. The outer rings serve on the one hand for receiving the rolling elements arranged therein and optionally Wälzkörperkäfige and also provide a radially inward facing tread to Rolling the rolling elements for Available.
Ein
bekanntes Anwendungsgebiet der Radialwälzlager ist die Lagerung von
Wellen für
Exzenterantriebe in Radialkolbenmaschinen. Ein derartiger Exzenterantrieb
ist beispielsweise in der Druckschrift
Auch
die Druckschrift
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Außenring, ein Radialwälzlager und einen Exzenterantrieb vorzuschlagen, die eine erhöhte Betriebssicherheit ermöglichen.Of the Invention is based on the object, an outer ring, a radial roller bearing and to propose an eccentric drive that provides increased operational safety enable.
Diese Aufgabe wird durch einen Außenring mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einem Radialwälzlager mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und einem Exzenterantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte oder bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den untergeordneten Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.These Task is through an outer ring with the features of claim 1, a radial rolling bearing with the features of Claim 11 and an eccentric drive with the features of the claim 13 solved. Advantageous or preferred embodiments will be apparent the subordinate claims, the following description and / or the attached figures.
Der erfindungsgemäße Außenring ist ausgebildet für ein Radialwälzlager und umfasst einen Mantelbereich und zumindest ein den Außenring, insbesondere den Mantelbereich des Außenrings, in axialer Richtung einseitig abschließenden ringförmigen, radial nach innen gerichtetes Bord.Of the outer ring according to the invention is trained for a radial rolling bearing and comprises a jacket region and at least one outer ring, in particular the jacket area of the outer ring, in the axial direction unilaterally terminating annular, radially inboard board.
Der Mantelbereich bzw. -abschnitt ist zylinderförmig realisiert und weist an der Zylinderinnenfläche eine Lauffläche für die Wälzkörper des Radialwälzlagers auf. Die Zylinderinnenfläche kann optional mehrere Laufflächen aufweisen, die insbesondere durch Zwischenborde, Endborde oder entsprechende Nuten voneinander getrennt oder endseitig abgeschlossen sind. Die Zylinderaußenfläche ist bevorzugt als Lauffläche für ein Übertragungsglied ausgebildet, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass sich die Lauffläche über die gesamte axiale Breite des Außenrings – insbesondere glatt und/oder unterbrechungsfrei – erstreckt.Of the Mantle area or section is realized in a cylindrical shape and has the cylinder inner surface a tread for the Rolling elements of the radial roller bearing on. The cylinder inner surface can optionally have several treads in particular by Zwischenborde, Endborde or appropriate Grooves are separated or closed at the ends. The Cylinder outer surface is preferably as a tread for a transmission link formed, wherein it is preferably provided that the tread on the entire axial width of the outer ring - in particular smooth and / or uninterrupted - extends.
Das an dem Außenring in axialer Richtung endseitig angeordnete und/oder einstückig angeformte Bord ist in stirnseitiger Draufsicht auf den Außenring ringförmig ausgebildet und weist in einem Querschnitt parallel zur axialen Längserstreckung des Außenrings beidseitig eine rechteckige Schnittfläche auf, die vorzugsweise senkrecht oder insbesondere leicht geneigt zu dem Mantelbereich angeordnet ist. Der Bord erstreckt sich radial nach innen und umschließt eine Öffnung, die zur Durchführung oder Einführung einer zu lagernden Achse oder Welle mit oder ohne Exzenterabschnitt ausgebildet ist. Radial nach außen schließt der Bord mit der Zylinderaußenfläche bevorzugt bündig ab.The on the outer ring in the axial direction end arranged and / or integrally formed Board is annular in frontal view of the outer ring and has in a cross section parallel to the axial longitudinal extent of outer ring on both sides a rectangular cut surface, preferably perpendicular or in particular arranged slightly inclined to the shell region is. The shelf extends radially inwards and encloses an opening, to carry out or introduction an axle or shaft to be supported with or without eccentric section is trained. Radially outward includes the board with the cylinder outer surface preferred flush from.
Bei abgewandten Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass der Bord über die Zylinderaußenfläche ragt, so dass ein radial nach außen ragender Stegbereich gebildet wird, der beispielsweise als randseitiger Anschlag einsetzbar ist.at remote embodiments it can also be provided that the board protrudes beyond the cylinder outer surface, so that a radially outwardly projecting Web portion is formed, for example, as edge-side stop can be used.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die freie Bordstirnseite, also die axiale Stirnseite des Außenrings, mindestens einen Kanal oder eine den Kanal umfassende reliefartige Ausgestaltung aufweist, wobei der Kanal sich von der radialen Außenseite des Außenrings bis zur Bohrung durchgängig erstreckt. Dabei ist der Kanal bevorzugt als offener Kanal ausgebildet und weist insbesondere eine Breite und/oder eine Tiefe auf, die zwischen dem 0,2 und dem 1,5-fachen der Materialdicke des Außenrings ist bzw. sind.According to the invention, it is provided that the free on-board front side, ie the axial end face of the outer ring, at least one channel or a relief-like channel embracing the canal Embodiment, wherein the channel extending from the radial outside of the outer ring to the bore throughout extends. In this case, the channel is preferably designed as an open channel and in particular has a width and / or a depth which between 0.2 and 1.5 times the material thickness of the outer ring is or are.
Bei der Erfindung wurde berücksichtigt, dass aufgrund der Ausbildung von Exzenterantrieben konstruktionsbedingt die Antriebswelle des Exzenterantriebs durchgebogen wird. Die im Betrieb entstehenden Radialkräfte sowie weitere Kraftkomponenten resultieren auch in Axialkräften, die zu einem axialen Versatz des Radialwälzlagers führen. Bei einem Anlauf oder Anlage des Radialwälzlagers z.B. an einem Gehäuse, einer Gehäuseschulter oder dergleichen erfolgt in ungünstigen Fällen eine ganzflächige Abdichtung des Radialwälzlagers über dessen Stirnseite, so dass eine Ölzuführung oder -zirkulation unterbunden oder zumindest stark verschlechtert wird. Diese Verschlechterung führt im ungünstigsten Fall zu einer Mangelschmierung und somit zu einer Lebensdauerreduzierung des Radialwälzlagers.In the invention, it was considered that due to the design of eccentric drives, the design of the drive shaft of the eccentric drive is bent. The resulting during operation radial forces and other force components also result in axial forces that lead to an axial offset of the radial roller bearing. For a start-up or installation of the radial rolling bearing, for example, on a Housing, a housing shoulder or the like takes place in unfavorable cases, a full-surface sealing of the radial rolling bearing over the end face, so that an oil supply or circulation is prevented or at least greatly deteriorated. This deterioration leads in the worst case to a lack of lubrication and thus to a lifetime reduction of the radial rolling bearing.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Außenrings eines Radialwälzlagers mit mindestens einem offenen, stirnseitig in den Außenring eingebrachten Kanal wird sichergestellt, dass auch bei vollflächiger Anlage des Außenrings an eine plane Anlagefläche eine Ölzirkulation durch den mindestens einen Kanal erfolgen kann. Auf diese Weise wird eine Mangelschmierung verhindert und damit die Betriebssicherheit des Außenrings, des Radialwälzlagers und schließlich des Exzenterantriebs verbessert.By the inventive design of outer ring a radial rolling bearing with at least one open, frontally into the outer ring introduced channel ensures that even with full-surface investment of the outer ring to a plane contact surface an oil circulation can be done by the at least one channel. In this way is a lack of lubrication prevented and thus the reliability the outer ring, of the radial rolling bearing and finally improved the eccentric drive.
Allgemein kann der Außenring spanend oder spanlos, insbesondere umformend als Nadelhülse realisiert sein. Bevorzugt ist der Außenring einstückig ausgebildet.Generally can the outer ring machined or non-cutting, in particular reshaping implemented as a needle sleeve be. Preferably, the outer ring integrally formed.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Außenrings ist der mindestens eine Kanal mittels Umformen in den Bord eingebracht. Insbesondere bei einer Realisierung des Außenrings als Nadelhülse kann der zur Erzeugung des mindestens einen Kanals notwendige Umformvorgang kostengünstig in die Fertigungsablauf integriert werden.at a preferred embodiment of the outer ring is the at least one channel introduced by forming in the board. In particular, in a realization of the outer ring as a needle sleeve can the necessary for generating the at least one channel forming process economical be integrated into the production process.
Optional ist es möglich, dass der mindestens eine Bord mehrere Kanäle aufweist, die insbesondere voneinander getrennt oder isoliert verlaufen. Aber auch eine Ausbildung einer Kanalstruktur, die mehrere miteinander vernetzte Kanäle umfasst, stellt eine mögliche Alternative der Erfindung dar. Durch die Verwendung von mehreren Kanälen lassen sich beispielsweise lageabhängige Effekte verhindern, wobei bevorzugt drei oder vier Kanäle in das Bord eingebracht sind. Allgemein können aber der Querschnitt, die Anzahl und/oder Formgebung der Kanäle in Abhängigkeit des benötigten Betriebsverhaltens des Außenrings bzw. des Radialwälzlagers variiert werden.optional Is it possible, that the at least one board has a plurality of channels, in particular separated or isolated run. But also an education a channel structure comprising several interconnected channels, represents a possible Alternative of the invention. By the use of several channels For example, it is possible to prevent position-dependent effects, preference being given to this three or four channels are introduced into the board. In general, however, the cross section, the Number and / or shape of the channels depending on the required operating behavior of the outer ring or of the radial rolling bearing be varied.
In einer möglichen Ausführungsalternative verlaufen der oder die Kanäle geradlinig radial von außen nach innen. Bei einer Abwandlung können der oder die Kanäle auch spiral- oder schaufelartig, letzteres ähnlich einer Schaufelgeometrie eines Flügelrades ausgebildet sein. Diese und weitere Abwandlungen können insbesondere so ausgebildet und/oder angeordnet sein, dass im Betrieb bei einer Rotation des Außenrings das Öl aktiv in den Außenring eingefördert bzw. aktiv aus dem Außenring herausgefördert wird, so dass eine Ölzirkulation durch den Außenring und damit durch das Radialwälzlager unterstützt wird.In a possible Alternative execution run the channel or channels rectilinearly radially from the outside inside. In a modification, the channel or channels can also spiral or shovel-like, the latter similar to a blade geometry an impeller be educated. These and other modifications may in particular be formed and / or arranged so that in operation during a rotation of the outer ring the oil active in the outer ring conveyed or active from the outer ring conveyed out will, leaving an oil circulation through the outer ring and thus supported by the radial rolling bearing.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung sind die beschriebenen, ölfördernden Kanäle in Hinblick auf die Förderrichtung alternierend und/oder gemischt realisiert. Diese Weiterbildung erlaubt einen drehrichtungsunabhängigen Einbau des Außenrings bzw. die Verwendung des Außenrings bei Anwendungen mit wechselnden Drehrichtungen.at A preferred development are the described, oil-producing channels with regard to the conveying direction realized alternately and / or mixed. This training allows a direction independent Installation of the outer ring or the use of the outer ring for applications with alternating directions of rotation.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind zwei der Borde vorgesehen, die den Außenring beidseitig abschließen, wobei auf jedem der zwei Borde mindestens ein Kanal bzw. eine Kanalstruktur vorgesehen ist. Diese Ausführungsform wird besonders vorteilhaft bei Anwendungen eingesetzt, bei denen entweder das Radialwälzlager beidseitig an einer Anlagefläche oder bei denen das Radialwälzlager wechselseitig an einer Anlagefläche anliegt und die Ölzirkulation sichergestellt werden muss. Insbesondere ist der eine Bord als Hartbord und der andere Bord als Bördelbord ausgebildet.at a particularly preferred embodiment two of the shelves are provided, which close the outer ring on both sides, wherein on each of the two shelves at least one channel or a channel structure is provided. This embodiment will particularly advantageous in applications where either the radial rolling bearing on both sides on a contact surface or where the radial rolling bearing mutually applied to a contact surface and the oil circulation must be ensured. In particular, the one board is as hardboard and the other board as a flange educated.
Die Kanalstrukturen der beiden Borde sind bei einer ersten Ausführungsform spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet und/oder bei ölfördernden Kanalstrukturen gleichsinnig orientiert. Alternativ können die ölfördernden Kanalstrukturen auch gegensinnig ausgebildet sein, so dass sich bei der Rotation des Außenrings eine Saugseite und eine Ausstoßseite für das Öl ergibt.The Channel structures of the two shelves are in a first embodiment formed mirror-symmetrical to each other and / or oil-producing Channel structures oriented in the same direction. Alternatively, the oil-producing Channel structures also be designed in opposite directions, so that during the rotation of the outer ring a suction side and an ejection side for the oil.
Bei einer konstruktiven Umsetzung ist der Außenring komplett gehärtet und auf diese Weise an das Anwendungsgebiet des Exzenterantriebs besonders angepasst. Insbesondere für dieses Anwendungsgebiet ist der Außenring auch dickwandig ausgebildet, wobei z.B. ein Außenring als dickwandig gilt, wenn dieser eine Materialdicke von 1,5 mm, 2 mm oder mehr aufweist.at a constructive implementation of the outer ring is fully hardened and in this way particularly to the field of application of the eccentric drive customized. Especially for this application area, the outer ring is also thick-walled, whereby e.g. an outer ring thick-walled, if it has a material thickness of 1.5 mm, 2 mm or more.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Radialwälzlager, welches den Außenring umfasst, wie er soeben beschrieben wurde. Das Radialwälzlager weist als Wälzkörper bevorzugt Rollen auf und ist insbesondere als Stützrollenlager gestaltet. Vorzugsweise sind die Wälzkörper insbesondere unverlierbar in einem Wälzköperkäfig geführt. Insbesondere ist das Radialwälzlager innenringfrei ausgeführt, so dass es unmittelbar auf eine Welle, Achse oder einen Exzenterabschnitt ausetzbar ist.One Another object of the invention is a radial rolling bearing, which the outer ring includes, as just described. The radial rolling bearing has preferred as rolling elements Roll on and is designed in particular as a support roller bearings. Preferably are the rolling elements in particular captive guided in a Wälzköperkäfig. Especially is the radial rolling bearing designed without inner ring, allowing it directly on a shaft, axle or eccentric section is suspendable.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Öffnung oder sind die Öffnungen zur Aufnahme der Welle oder Achse versetzt zur Mittel- oder Rotationsachse des Radialwälzlagers angeordnet oder oval ausgebildet.at An advantageous development is the opening or openings for receiving the shaft or axis offset to the central or rotational axis of the radial rolling bearing arranged or formed oval.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Exzenterantrieb für eine Verdrängermaschine, insbesondere für eine Membranpumpe, wie z.B. eine 5-Kolbenradialmembranpumpe für Flüssiggas.Another object of the invention is an eccentric drive for a positive displacement machine, in particular for a diaphragm pump, such as a 5-piston radial diaphragm pump for LPG.
Der Exzenterantrieb weist eine Welle auf, die mittels eines Motors oder dergleichen in Rotation versetzbar ist und die einen exzentrisch ausgebildeten Abschnitt aufweist, der mit der Welle einstückig verbunden ist oder auf bzw. an die Welle angesetzt ist. Der exzentrische Abschnitt führt bei einer Drehung der Welle zu einem Exzenterhub in radialer Richtung. Auf den exzentrischen Abschnitt ist das zuvor beschriebene Radialwälzlager aufgesetzt und liegt mit der Zylinderaußenfläche des Außenrings an einem Übertragungsglied an, so dass der Exzenterhub in einen Linearhub umgesetzt wird bzw. umsetzbar ist. Insbesondere ist das Übertragungsglied als Plunger oder Kolben ausgebildet.Of the Eccentric drive has a shaft by means of a motor or the like is in rotation and the one eccentric having formed portion which integrally connected to the shaft is or is attached to or on the shaft. The eccentric section leads a rotation of the shaft to a Exzenterhub in the radial direction. On the eccentric section is the radial rolling bearing described above placed and lies with the cylinder outer surface of the outer ring on a transmission member on, so that the Exzenterhub is converted into a linear stroke or is feasible. In particular, the transfer member as a plunger or Piston formed.
Bevorzugt ist der exzentrische Abschnitt und/oder das Radialwälzlager an einem freien Ende der Welle angeordnet, insbesondere derart, dass das Radialwälzlager fliegend gelagert ist.Prefers is the eccentric section and / or the radial roller bearing arranged at a free end of the shaft, in particular such that the radial rolling bearing is stored flying.
Bei einer vorteilhaften Ausbildung des Exzenterantriebs sind exzentrischer Versatz des exzentrischen Abschnitts zu der Welle, der Durchmesser der Welle im Anlagebereich zu dem Radialwälzlager und der Öffnungsdurchmesser des Radialwälzlager auf der der Welle zugewandten Seite derart aufeinander abgestimmt, dass ein insbesondere rotierender, sichelförmiger Freiraum zwischen Anlagebereich der Welle und Öffnungsbereich des Radialwälzlagers gebildet wird. Diese Dimensionierung des Exzenterantriebs hat den Vorteil, dass zumindest auf der Wellenseite des Radialwälzlagers ein Öldurchfluss ermöglicht ist und eine Pumpwirkung erzielt werden kann.at an advantageous embodiment of the eccentric drive are more eccentric Offset of the eccentric section to the shaft, the diameter of the Shaft in the contact area to the radial roller bearing and the opening diameter of the radial rolling bearing the side facing the shaft so matched to each other that a particular rotating crescent-shaped space between investment area the shaft and opening area of the radial rolling bearing is formed. This dimensioning of the eccentric drive has the Advantage that at least on the shaft side of the radial roller bearing an oil flow allows is and a pumping action can be achieved.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und/oder den beigefügten Figuren. Dabei zeigen:Further Features, advantages and effects of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments and / or the attached Characters. Showing:
Gleiche oder entsprechende Bezugszeichen sind in den Figuren jeweils gleichen oder entsprechenden Teilen zugeordnet.Same or corresponding reference numerals are the same in the figures or corresponding parts.
Die
Der
Außenring
Wie
sich am besten aus der
Die
Die
Auf
die Hülse
Zur
Schmierung des Exzenterantriebs
Aufgrund
des geringen Querschnitts der Welle
Die
- 11
- Radialwälzlagerradial bearings
- 22
- Außenringouter ring
- 33
- Wälzkörperrolling elements
- 44
- WälzkörperkäfigRolling Element
- 55
- Hartbordhard board
- 66
- Bördelbordflange rim
- 7a, b7a, b
- Öffnungenopenings
- 88th
- Kanalchannel
- 99
- RadialkolbenmembranpumpeRadial piston diaphragm pump
- 1010
- Exzenterantriebeccentric
- 1111
- Wellewave
- 1212
- Hülseshell
- 1313
- Kolbenpiston
- 1414
- Membranmembrane
- 1515
- KunststoffringPlastic ring
- 1616
- Stützlagersupport bearings
- 1717
- Wellenendeshaft end
- 1818
- Freiraumfree space
Claims (14)
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DE102006057450A DE102006057450A1 (en) | 2006-12-06 | 2006-12-06 | Shaft bearing for eccentric drive in a radial piston engine incorporates channels between outer periphery and shaft aperture |
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