DE102008014253A1

DE102008014253A1 - Taumellagerung

Info

Publication number: DE102008014253A1
Application number: DE102008014253A
Authority: DE
Inventors: Bert Rosenheinrich; Jörg Schuh
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2009-09-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Taumellagerung (1), beispielsweise zum Einsatz in Axial-Kolbenpumpen, umfassend wenigstens einen Taumelkörper (2) und wenigstens eine Taumelscheibe (3), welche gegenüber dem Taumelkörper (2) wälzgelagert (4) ist, wobei das Wälzlager (4) wenigstens einen mehrere Wälzkörper (5) auf Abstand haltenden Lagerkäfig (6) aufweist. Zur Erzielung eines kostengünstigen Dichtungsprinzips wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Lagerkäfig (6) mit Mitteln (60a, 60b) versehen ist, die seine Fähigkeit zum Zurückhalten von Lagerfett in die Wirkrichtung von auf das Wälzlager (4) einwirkenden Fliehkräften (F) erhöhen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Taumellagerung, beispielsweise zum Einsatz in Axial-Kolbenpumpen, umfassend wenigstens einen Taumelkörper und wenigstens eine Taumelscheibe, welche gegenüber dem Taumelkörper wälzgelagert ist, wobei das Wälzlager wenigstens einen mehrere Wälzkörper auf Abstand haltenden Lagerkäfig aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Es ist allgemein bekannt, dass Taumellagerungen bevorzugt in Axialkolbenpumpen eingesetzt werden. Dies kann beispielsweise die Axialkolbenpumpe eines Hochdruckreinigungsgerätes sein. In aller Regel ist eine Taumellagerung dreiteilig aufgebaut und umfasst einen topfförmigen oder becherförmigen Taumelkörper, der über ein Wälzlager drehbar mit einer Taumelscheibe in Wirkkontakt steht. Das Wälzlager ist zumeist als Kugellager ausgebildet, andere Bauformen (beispielsweise Rollenlager) sind jedoch auch möglich. Der Taumelkörper ist vorteilhaft beispielsweise im Tiefziehverfahren aus einer Blechplatine hergestellt. Im montierten Zustand ist der Taumelkörper mit der An triebswelle eines Motors in geeigneter Weise drehfest verbunden und befindet sich in einem abgedichteten Pumpengehäuse.
Die Taumelscheibe, welche in ihrer Mitte eine mehr oder weniger große Öffnung aufweisen kann, steht in ihrem montierten Zustand mit ihrer Flächen-Orthogonale in einem bestimmten Winkel zur Längsachse der Antriebswelle des genannten Motors. Ferner steht die Taumelscheibe in der Regel stirnseitig mit mehreren Kolben in Wirkkontakt, wobei bei einer Rotationsbewegung der Motorantriebswelle und damit des Taumelkörpers die Flächen-Orthogonale der Taumelscheibe in eine taumelnde (oszillierende) Bewegung gebracht und die wiederum mit dieser in Wirkkontakt stehenden Axialkolben zu einer axialen, oszillierenden Bewegung gezwungen werden. Da die Axialkolben Bestandteile von zusammenwirkenden Kolben-Zylinder-Anordnungen sind, wird durch diese ein Volumenstrom des zu fördernden Mediums in Gang gesetzt. Die Rückstellung der Axialkolben zur Gewährleistung eines ständigen stirnseitigen Kontaktes mit der Taumelscheibe wird dabei zumeist über geeignete Schraubendruckfedern bewerkstelligt.
Beispielsweise aus der DE 197 38 813 B4 , der DE 42 05 859 A1 und der EP 1 045 989 B1 sind gattungsgemäße Taumellagerungen bekannt. Ferner sind in der DE 10 2005 058 071 A1 und der DE 10 2005 058 072 A1 Taumellagerungen beschrieben, die hinsichtlich ihres Fertigungs- bzw. Montageaufwandes Vorteile bieten sollen. Die beschriebenen Taumellagerungen weisen jeweils zwei integrierte, vollkugelige Wälzlager (d. h. ohne Lagerkäfig) zur Maximierung der Tragzahl der Wälzlager auf.
Allen oben beschriebenen Taumellagerungen ist gemeinsam, dass deren Betrieb in einem Ölbad erfolgt, so dass das Pumpengehäuse demzufolge aufwendig gegen einen Ölaustritt abgedichtet werden muss. Bei vielen Anwendungsfällen sind die Anforderungen an die Lebensdauer der Taumellagerung jedoch reduziert und es kann auf einen Betrieb in Öl mit einer aufwendigen Dichtung die Herstellkosten reduzierend verzichtet werden. Bei diesen Fällen reicht in der Regel eine Schmierung mit einen geeigneten Fett aus.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemäße Taumellagerung bereitzustellen, die eine verbesserte und einfach zu realisierende Dichtungswirkung aufweist, insbesondere bei einem Betrieb mit einer Fettschmierung.
Beschreibung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auf eine aufwendige Abdichtung beispielsweise eines Pumpengehäuses verzichtet werden kann, wenn an der Taumellagerung selbst Maßnahmen zur Erhöhung der Dichtigkeit vorgenommen werden.
Die Erfindung geht gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs aus von einer Taumellagerung, beispielsweise zum Einsatz in Axial-Kolbenpumpen, umfassend wenigstens einen Taumelkörper und wenigstens eine Taumelscheibe, welche gegenüber dem Taumelkörper wälzgelagert ist, wobei das Wälzlager wenigstens einen mehrere Wälzkörper auf Abstand haltenden Lagerkäfig aufweist. Zudem ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Lagerkäfig mit Mitteln versehen ist, die seine Fähigkeit zum Zurückhalten von Lagerfett erhöhen, wobei die erhöhte Rückhaltefähigkeit in derjenigen Richtung gegeben ist, in der Fliehkräfte auf das Wälzlager einwirken.
Durch diesen Aufbau wird erreicht, dass das Lagerfett nicht ungehindert aus der Taumellagerung austreten und somit auch ohne gesonderte weitere Abdichtungsmaßnahmen (beispielsweise am Pumpengehäuse) eine ausreichende Lebensdauer der Taumellagerung – zumindest bei Betrieb mit Fettschmierung – gewährleistet werden kann.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mittel zum Zurückhalten von Lagerfett in Form wenigstens eines an der radialen Lagerkäfig-Außenseite vorgesehenen Bordes ausgebildet sind. Dabei lässt sich die Dichtungswirkung des Lagerkäfigs noch dadurch erhöhen, wenn zweckmäßigerweise an der radialen Lagerkäfig-Außenseite zwei entgegengesetzt ausgerichtete Borde vorgesehen sind.
Ein weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Lagerkäfig Käfigtaschen aufweist, die ein derartiges Spiel des Lagerkäfigs gegenüber den Wälzkörpern ermöglichen, dass der Abstand des Lagerkäfigs zur Taumelscheibe zumindest bereichsweise minimiert wird oder der Lagerkäfig zumindest bereichsweise sogar an der Taumelscheibe schleifend anliegt.
Da durch den bzw. die Borde an der radialen Lagerkäfig-Außenseite mehr Bauraum benötigt wird, kann zur besseren Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums vorzugsweise der Lagerkäfig radial nach innen geöffnete Käfigtaschen aufweisen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Taumellagerung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Taumellagerung im Längsschnitt;
2a eine Darstellung eines dazu alternativen, radial von innen befüllbaren Lagerkäfigs in der Draufsicht;
2b eine Darstellung des Lagerkäfigs gemäß 2a in einer Schnittansicht gemäß dem Schnittverlauf IIb von 2a.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist demnach eine Taumellagerung 1 dargestellt, welche einen topf- bzw. becherförmigen Taumelkörper 2 mit einer umlaufenden radialen Wandung 22 und eine mit diesem Taumelkörper 2 über ein Wälzlager 4 drehbar in Wirkkontakt befindliche Taumelscheibe 3 umfasst. Die Taumelscheibe 3 und das Wälzlager 4 sind im Wesentlichen von der Wandung 22 radial umgeben. Der Taumelkörper 2 weist in seinem Boden eine Öffnung 20 auf, die zur Befestigung des Taumelkörpers 2 an einer nicht gezeigten Antriebswelle des Motors einer Axial-Kolbenpumpe dient.
Im montierten Zustand der Taumellagerung 1 dreht sich der Taumelkörper 2 um eine Rotationsachse R, die in etwa mit der Längsachse bzw. Rotationsachse der erwähnten Antriebswelle übereinstimmt. Die Taumelscheibe 3 weist eine zentrische Öffnung 30 auf sowie eine Flächen-Orthogonale O, die in einem spitzen Winkel α zur Rotationsachse R ausgerichtet ist.
Das Wälzlager 4 weist kugelförmige Wälzkörper 5 auf, die in einem Lagerkäfig 6 geführt und gegenseitig auf Abstand gehalten werden. Der Lagerkäfig 6 weist an seiner radialen Außenseite zwei in seine axiale Richtung weisende, entgegengesetzt ausgerichtete Borde 60a und 60b auf, so dass sich im gezeigten Längsschnitt in diesem Bereich in etwa eine T-Form ergibt. Durch bereits einen dieser Borde 60a oder 60b wird ein Austritt von Schmierfett in radialer Richtung (das ist im Wesentlichen die Richtung der wirkenden Fliehkräfte F, siehe Pfeile) wesentlich erschwert, wenn nicht gar verhindert.
Weiter ist ein Spalt S zwischen dem Lagerkäfig 6 und der Taumelscheibe 3 zu erkennen. Hier ist zu erwähnen, dass der Lagerkäfig 6 Käfigtaschen 61 aufweist, die ein derartiges Spiel des Lagerkäfigs 6 gegenüber den Wälzkörpern 5 ermöglichen, dass der sich bildende Spalt S zwischen Lagerkäfig 6 (bzw. Bord 60b) und Taumelscheibe 3 zumindest bereichsweise auf ein vorbestimmtes Maß minimiert wird, oder der Lagerkäfig 6 (bzw. Bord 60b) zumindest bereichsweise sogar an der Taumelscheibe 3 schleifend anliegt. Dies kann kon struktiv so gelöst sein, dass trotzdem keine Zwangskräfte auf den Lagerkäfig 6 wirken, die eine freie Drehbarkeit des Lagerkäfigs 6 nennenswert beeinträchtigen könnten. Weiterhin ist erkennbar, dass in den Taumelkörper 2 Wälzkörperbahnen 21 und in die Taumelscheibe 3 Wälzkörperbahnen 31 eingeformt sind.
Die 2a und 2b zeigen nun eine alternative Ausführungsform 6' für einen Lagerkäfig. Die anderen in 1 gezeigten Bauteile können dabei unverändert übernommen werden. Der Vorteil dieses Lagerkäfigs 6' bestehen in einer optimalen Ausnutzung des verfügbaren Bauraums, da der Lagerkäfig 6' radial von innen mit Wälzkörpern 5 befüllbar ist. Zu diesem Zweck ist der Lagerkäfig 6' mit radial nach innen geöffneten Käfigtaschen 61' versehen, die durch radial nach innen hervorstehende Vorsprünge 62 gebildet sind. Auch der Lagerkäfig 6' ist an seiner radialen Außenseite mit Borden 60a' bzw. 60b' zur Schmierfettabdichtung ausgestattet.

1: Taumellagerung
2: Taumelkörper
20: Öffnung im Boden des Taumelkörpers
21: Wälzkörperbahn des Taumelkörpers
22: Umlaufende radiale Wandung des Taumelkörpers
3: Taumelscheibe
30: Öffnung der Taumelscheibe
31: Wälzkörperbahn der Taumelscheibe
4: Wälzlager
5: Wälzkörper
6: Lagerkäfig
6': Lagerkäfig
60a: Bord an der radialen Lagerkäfig-Außenseite
60b: Bord an der radialen Lagerkäfig-Außenseite
60a': Bord an der radialen Lagerkäfig-Außenseite
60b': Bord an der radialen Lagerkäfig-Außenseite
61: Käfigtasche
61': Käfigtasche
62: Radial nach innen stehender Vorsprung
F: Auf die Wälzkörper wirkende radiale Fliehkraft
O: Flächen-Orthogonale der Taumelscheibe
R: Rotationsachse des Taumelkörpers
S: Spalt zwischen Lagerkäfig 6 und Taumelscheibe 3
α: Winkel zwischen Flächen-Orthogonalen O und Rotationsachse R

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19738813 B4 [0004]
- DE 4205859 A1 [0004]
- EP 1045989 B1 [0004]
- DE 102005058071 A1 [0004]
- DE 102005058072 A1 [0004]

Claims

Taumellagerung (1), beispielsweise zum Einsatz in Axial-Kolbenpumpen, umfassend wenigstens einen Taumelkörper (2) und wenigstens eine Taumelscheibe (3), welche gegenüber dem Taumelkörper (2) wälzgelagert ist, wobei das Wälzlager (4) wenigstens einen mehrere Wälzkörper (5) auf Abstand haltenden Lagerkäfig (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkäfig (6) mit Mitteln (60a, 60b) versehen ist, die seine Fähigkeit zum Zurückhalten von Lagerfett in die Wirkrichtung von auf das Wälzlager (4) einwirkenden Fliehkräften (F) erhöhen.
Taumellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (60a, 60b) zum Zurückhalten von Lagerfett in Form wenigstens eines an der radialen Lagerkäfig-Außenseite vorgesehenen Bordes (60a; 60b) ausgebildet sind.
Taumellagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der radialen Lagerkäfig-Außenseite zwei entgegengesetzt ausgerichtete Borde (60a, 60b) ausgebildet sind.
Taumellagerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkäfig (6, 6') Käfigtaschen (61, 61') aufweist, die ein derartiges Spiel des Lagerkäfigs (6, 6') gegenüber den Wälzkörpern (5) ermöglichen, dass ein Abstand (S) des Lagerkäfigs (6, 6') zur Taumelscheibe (3) zumindest bereichsweise minimiert wird oder der Lagerkäfig (6, 6') zumindest bereichsweise sogar an der Taumelscheibe (3) schleifend anliegt.
Taumellagerung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkäfig (6') radial nach innen geöffnete Käfigtaschen (61') aufweist.