DE102011076283A1

DE102011076283A1 - Wälzlager in einer Radialkolbenpumpe insbesondere in einem Antiblockiersystem

Info

Publication number: DE102011076283A1
Application number: DE102011076283A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Döppling; Alexander Zernickel; Johannes Enders; Johannes Lang
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2012-11-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager (1) in einer Radialkolbenpumpe insbesondere in einem Antiblockiersystem mit einem Innenring (4), auf diesem abwälzenden, in einem Wälzkörperkäfig (13) aufgenommenen Wälzkörpern (12) und einem aus Blech gezogenen Außenring (5) mit beidseitigen die Wälzkörper (12) zumindest teilweise radial übergreifenden, spanlos geformten Ringborden (6, 7). Um eine verbesserte Dichtwirkung ohne eine wesentliche Erweiterung des axialen Bauraums des Wälzlagers (1) zu erzielen, ist erfindungsgemäß axial zwischen zumindest einem Ringbord (6, 7) und einer diesem benachbarten Stirnseite des Wälzkörperkäfigs (13) eine mittels einer umlaufenden Zentrierfläche (17) an dem Innenring (4) zentrierte und den Innenring (4) radial überschneidende Dichtscheibe (15) vorgesehen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager in einer Radialkolbenpumpe insbesondere in einem Antiblockiersystems mit einem Innenring, auf diesem abwälzenden, in einem Wälzkörperkäfig aufgenommenen Wälzkörpern und einem aus Blech gezogenen Außenring mit beidseitigen die Wälzkörper zumindest teilweise radial übergreifenden, spanlos geformten Ringborden.
Hintergrund der Erfindung
Aus der DE 198 39 430 A1 ist ein Wälzlager in einer Radialkolbenpumpe bekannt. Hierbei ist ein als Exzenterring ausgestalteter Innenring auf einer Welle aufgenommen und ein tiefgezogener Außenring mit zwei Ringborden treibt an seinem Außenumfang die Kolbenplunger an. Zwischen Laufflächen des Innenrings und des Außenrings wälzen in einem Wälzkörperkäfig aufgenommene, bevorzugt als Nadeln ausgebildete Wälzkörper ab. Alternativ zu einem exzentrisch ausgebildeten Innenring kann ein konzentrischer Innenring auf einer exzentrisch ausgebildeten Welle vorgesehen sein. Insbesondere bei Radialkolbenpumpen in Antiblockiersystemen sind die räumlichen Verhältnisse derart begrenzt, dass auftretende Dichtigkeitsprobleme mittels herkömmlicher Dichtscheiben nicht gelöst werden können.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist daher die vorteilhafte Weiterbildung eines Wälzlagers mittels eines Dichtsystems, das effektiv wenig Bauraum beansprucht.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Wälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass axial zwischen zumindest einem Ringbord und einer diesem benachbarten Stirnseite des Wälzkörperkäfigs eine mittels einer umlaufenden Zentrierfläche an dem Innenring zentrierte und den Innenring radial überschneidende Dichtscheibe vorgesehen ist. Durch die direkte Zentrierung der Dichtscheibe und deren vorteilhafterweise veränderte Geometrie kann eine verbesserte Dichtwirkung erzielt werden, ohne den Bauraum des Wälzlagers in nennenswerter Weise zu vergrößern. Zur Erhöhung der Dichtwirkung können bereits vorhandenen Dichtscheiben des oben genannten Stands der Technik sehr dünne, beispielsweise wenige Zehntel Millimeter dicke Dichtscheiben beigefügt werden oder entsprechend überarbeitet werden.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel können beispielsweise am Innenumfang der Dichtscheibe als Zentrierfläche dienende, aus der Dichtscheibe axial ausgestellte Laschen vorgesehen sein, wodurch die Dichtscheibe zentriert an dem Innenring aufgenommen ist. Bei geringer Scheibendicke kann diese in eine spielbehaftete Aufnahme einer bereits vorhandenen Dichtscheibe eingefügt werden. Zur drehfesten Aufnahme der Dichtscheibe können komplementär zu deren ausgestellten Laschen entsprechende Ausnehmungen in dem Innenring vorgesehen sein. Alternativ bei nicht geforderter Drehfestigkeit kann an dem Innenring eine ringförmige, leichter herzustellende Ausnehmung im Innenring vorgesehen sein.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann die Zentrierfläche mittels einer radial zwischen den Umfängen des Dichtrings axial erweiterten, umlaufenden oder aus Umfangsegmenten gebildeten Wulst gebildet sein. Durch axiale Anlage der Dichtscheibe an dem Ringbord des Außenrings wird ein axiales Übergreifen der Wulst am Innenring erzwungen, so dass diese mittels ihrer Zentrierfläche die Dichtscheibe gegenüber dem Innenring zentriert und zugleich axial positioniert. Beispielsweise zur besseren Ausbildung eines Anlagekontakts der Dichtfläche an dem Innenring ist dieser im Bereich der Wulst mit ihrer Zentrierfläche bevorzugt entsprechend abgesetzt.
Gemäß dem erfinderischen Gedanken ist die Dichtscheibe grundsätzlich einteilig aus Blech gebildet. Zur Darstellung entsprechender Formen ist diese mittels Blechbearbeitungsverfahren entsprechend geformt. Beispielsweise kann die Dichtscheibe zwei axial beabstandete und radial übereinander liegende Scheibenteile und eine dazwischen liegende axial ausgerichtete Zentrierfläche aufweisen, so dass die Dichtscheibe radial innen axial an einer Stirnseite des Innenrings anliegt und radial außen den Ringbord des Außenrings zwischen diesem und dem Wälzlagerkäfig radial übergreift. Hierbei ist das radial innere Scheibenteil bevorzugt axial bündig mit dem Ringbord, so dass kein zusätzlicher axialer Bauraum erforderlich ist.
Gleichermaßen bauraumneutral ist ein weiteres Ausführungsbeispiel ausgebildet, bei dem die Dichtscheibe als plane Dichtscheibe mit einer am Innenumfang vorgesehenen, an einem radial innerhalb gegenüber einer Wälzfläche der Wälzkörper abgesetzten Auflagefläche zentrierten Zentrierfläche ausgebildet ist. Die Dichtscheibe und der Absatz im Innenring sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass die Stirnseite des Innenrings und die Stirnseite der Dichtscheibe axial bündig sind.
In weiteren Ausführungsformen kann vorgesehen sein, die Dichtscheibe vollständig innerhalb des Ringbords des Außenrings unterzubringen. Hierbei kann die Dichtscheibe mittels eines die Zentrierfläche bildenden Absatzes auf einem gegenüber einer Wälzfläche der Wälzkörper auf dem Innenring nach radial außen erweiterten Absatz zentriert sein, so dass mittels der durch Innenring und Dichtscheibe gebildeten Absätze zudem ein Labyrinthspalt für das Schmiermittel im Innern des Wälzlagers gebildet wird.
Zur Erhaltung des axialen Bauraums bei verbesserter Dichtung können vorgeschlagene Wälzlager axial bündig mit einer Stirnfläche des Innenrings angeordnete Dichtscheiben aufweisen. Die Scheibendicke der Dichtscheibe wird soweit möglich minimiert, beispielsweise kann diese kleiner gleich 0,5 mm bevorzugt kleiner gleich 0,3 mm sein. Zur Verbesserung der Dichteigenschaften kann zudem zumindest ein Ringbord eine Wälzfläche des Innenrings für die Wälzkörper radial übergreifen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Das erfindungsgemäß ausgebildete Wälzlager wird nachfolgend in mehreren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Teilschnitt durch ein Wälzlager mit einer aus ausgestellten Laschen gebildeten Zentrierfläche einer Dichtscheibe am Innenring;
2 einen Teilschnitt durch ein Wälzlager mit einer Dichtscheibe mit einer aus einer eingeformten Wulst gebildeten Zentrierfläche;
3 einen Teilschnitt durch ein dem Wälzlager der 2 ähnliches Wälzlager mit einem an der Wulst abgesetzten Innenring;
4 einen Teilschnitt durch ein Wälzlager mit einer Dichtscheibe mit axial gegenüber einer Zentrierflächen versetzten Scheibenteilen;
5 einen Teilschnitt durch ein Wälzlager mit einer planen am Absatz des Innenrings bündig aufgenommenen Dichtscheibe;
6 einen Teilschnitt durch ein Wälzlager mit einer innerhalb des Außenrings auf einem Absatz des Innenrings zentrierten Dichtscheibe.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung der bevorzugt für ein Antiblockiersystem vorgesehenen Radialkolbenpumpe 2 mit dem in engen räumlichen Verhältnissen aufgenommenen Wälzlager 1. Auf der um die Drehachse x drehenden Pumpenwelle 3 ist der um die Drehachse y drehende und zur Drehachse x exzentrisch ausgebildete Innenring 4 des Wälzlagers 1 aufgenommen. Der tiefgezogene Außenring 5 mit dem werkzeugfallenden Ringbord 7 und dem an dem Bördelfreiraum 8 umgelegten Ringbord 6 betätigt bei Verdrehung der Pumpenwelle 3 die Kolbenplunger 9 radial.
An den Laufflächen 10, 11 des Innenrings 4 und des Außenrings 5 wälzen die in dem Wälzkörperkäfig 13 über den Umfang verteilt aufgenommenen Wälzkörper 12, die hier als Nadeln beziehungsweise Zylinderrollen ausgebildet sind. Zur Abdichtung des Wälzlagers 1 ist die erste Dichtscheibe 14 zentriert am Innenumfang der Außenhülse aufgenommen.
Um infolge das bei Drehung der Pumpenwelle 3 radial mit hoher Frequenz verlagerte Wälzlager 1 zusätzlich abzudichten, sind beidseitig des Wälzkörperkäfigs 13 Dichtscheiben 14 aus dünnem, beispielsweise wenige Zehntel Millimeter starkem Blech vorgesehen, die an dem Innenring 4 zentriert sind. Hierzu sind aus den Dichtscheiben 14 axial umgelegte Laschen 16 vorgesehen, die mit ihren nach radial innen weisenden Zentrierflächen 17 auf der Lauffläche 10 des Innenrings 4 zentriert sind. In nicht dargestellter Weise können die Laschen 16 an einem radial gegenüber der Lauffläche 10 erweiterten Absatz aufgenommen sein, wobei ein umlaufender Absatz eine Verdrehung der Dichtscheiben 15 gegenüber dem Innenring ermöglicht, während mit in abschnittsweise über den Umfang in die Lauffläche 10 eingebrachte Absätze eingelegten Laschen 16 eine verdrehgesicherte Aufnahme der Dichtscheiben 15 an dem Innenring 4 vorgesehen werden kann.
Die 2 zeigt das für den Einsatz in Radialkolbenpumpen entsprechend der in 1 dargestellten Radialkolbenpumpe 2 ebenfalls vorgesehene Wälzlager 1a im Teilschnitt. Im Unterschied zu Wälzlager 1 der 1 ist die an dem Innenring 4a zentriert aufgenommene einzige Dichtscheibe 15a zwischen dem Ringbord 6a und der benachbarten Stirnseite 18 des Wälzkörperkäfigs 13a angeordnet. Die weniger mit Dichtigkeitsproblemen belastete Seite des Wälzlagers mit dem Ringbord 7a kommt ohne Dichtscheibe aus. Zur Abdichtung weist der den Innenring 4a radial übergreifende Ringbord 7a des Außenrings 5a den einen Dichtspalt 19 bildenden Absatz 20 auf.
Die Dichtscheibe 15a weist zur Zentrierung an dem Innenring 4a eine bevorzugt umlaufende und axial in Richtung Wälzkörperkäfig 13a ausgeprägte Wulst 21 der Dichtscheibe 15a auf, die radial innen die Zentrierfläche 17a zur Zentrierung an der Lauffläche 10a des Innenrings 4a bildet. Axial ist die Dichtscheibe 15a bevorzugt mit geringem Spiel zur Vermeidung hoher Reibung zwischen dem Ringbord 6a und dem Innenring 4a beziehungsweise dem Wälzkörperkäfig 13a gehalten.
3 zeigt eine Variante des Wälzlagers 1a in Form des im Teilschnitt dargestellten Wälzlagers 1b mit dem Unterschied, dass an der Lauffläche 10b des Innenrings 4b zur verbesserten und flächigen Aufnahme der Wulst 21b der Dichtscheibe 15b mit der Zentrierfläche 17b der Absatz 22 vorgesehen ist.
4 zeigt das den Wälzlagern 1a, 1b der 2 und 3 ähnliche Wälzlager 1c im Teilschnitt mit der veränderten Dichtscheibe 15c. Die Dichtscheibe 15c ist im Querschnitt doppelt gewinkelt mit den Scheibenteilen 23, 24 und dem dazwischen angeordneten axialen Ansatz 25 ausgebildet, der radial innen die Zentrierfläche 17c bildet. Die Dichtscheibe 15c eignet sich insbesondere für Wälzlager 1c mit axial breit bauendem Innenring 4c, wobei das radial innere Scheibenteil 24 axial bündig zum Ringbord 6c des Außenrings 5c ausgebildet ist und den Innenring 4c axial und radial übergreift. Das Scheibenteil 23 greift axial und radial zwischen den Wälzkörperkäfig 13c und den Ringbord 6c in den Innenraum des Wälzlagers 1c ein und wird von diesen axial gehalten.
5 zeigt einen Teilschnitt durch das den Wälzlagern 1a, 1b, 1c der 2 bis 4 ähnliche Wälzlager 1d mit der planen Dichtscheibe 15d. Die Dichtscheibe 15d ist mit ihrer an deren Umfang vorgesehenen, radial innerhalb der Lauffläche 10d angeordneten Zentrierfläche 17d an dem Absatz 22d des Innenrings 4d zentriert aufgenommen und greift radial außen zwischen den Wälzkörperkäfig 13d und den Ringbord 6d des Außenrings 5d ein. Die Dichtscheibe 15d ist axial bündig mit der Stirnseite 26 des Innenrings 4d und beansprucht aufgrund ihrer hier überzeichnet dargestellten geringen Materialstärke keinen nennenswerten zusätzlichen axialen Bauraum. Der Ringbord 6d kann infolge der hohen radialen Überdeckung des Innenrings 4d radial kurz bauend und damit mit geringem Aufwand bördelbar hergestellt werden.
6 zeigt das Wälzlager 1e mit im Innenraum 31 aufgenommener Dichtscheibe 15e. Hierzu sind bei gleichbleibender axialer Breite des Innenrings 4e die Wälzkörper 12e axial leicht verkürzt, um die hier überzeichnet breit dargestellte Dichtscheibe 15e aufzunehmen. Die Ringborde 6e, 7e des Außenrings 5e übergreifen jeweils den Innenring 4e radial. Die Dichtscheibe 15e ist mittels der komplementär zueinander angeordneten Absätze 22e, 27 auf dem Innenring 4e zentriert, wobei einer der beiden radial gestuft angeordneten Innenumfänge 28, 29 – hier der Innenumfang 28 – als Zentrierfläche 17e gegenüber dem Absatz 22e dienen kann. Der Absatz 22e ist dabei gegenüber der Lauffläche 10e radial erweitert und verhindert einen Schmiermittelabfluss aus dem Innenraum 31. Die Dichtscheibe 15e ist zwischen dem Wälzkörperkäfig 13e und dem Ringbord 6e des Außenrings 5e axial gehalten und schließt damit bündig zur Stirnseite 26e des Innenrings 4e ab. Durch die Absätze 22e, 27 einerseits und den Ringbord 6e und den Innenring 4e sowie Dichtscheibe 15e und Ringbord 6e andererseits wird ein besonders langer, labyrinthartiger Dichtspalt 30 für das im Innenraum 31 aufgenommene Schmiermittel gebildet.
Bezugszeichenliste

1: Wälzlager
1a: Wälzlager
1b: Wälzlager
1c: Wälzlager
1d: Wälzlager
1e: Wälzlager
2: Radialkolbenpumpe
3: Pumpenwelle
4: Innenring
4a: Innenring
4b: Innenring
4c: Innenring
4d: Innenring
4e: Innenring
5: Außenring
5a: Außenring
5c: Außenring
5d: Außenring
5e: Außenring
6: Ringbord
6a: Ringbord
6c: Ringbord
6d: Ringbord
6e: Ringbord
7: Ringbord
7a: Ringbord
7e: Ringbord
8: Bördelfreiraum
9: Kolbenplunger
10: Lauffläche
10a: Lauffläche
10b: Lauffläche
10d: Lauffläche
10e: Lauffläche
11: Lauffläche
12: Wälzkörper
12a: Wälzkörper
12e: Wälzkörper
13: Wälzkörperkäfig
13a: Wälzkörperkäfig
13c: Wälzkörperkäfig
13d: Wälzkörperkäfig
13e: Wälzkörperkäfig
14: Dichtscheibe
15: Dichtscheibe
15a: Dichtscheibe
15b: Dichtscheibe
15c: Dichtscheibe
15d: Dichtscheibe
15e: Dichtscheibe
16: Lasche
17: Zentrierfläche
17a: Zentrierfläche
17b: Zentrierfläche
17c: Zentrierfläche
17d: Zentrierfläche
17e: Zentrierfläche
18: Stirnseite
19: Dichtspalt
20: Absatz
21: Wulst
21b: Wulst
22: Absatz
22d: Absatz
22e: Absatz
23: Scheibenteil
24: Scheibenteil
25: Ansatz
26: Stirnseite
26e: Stirnseite
27: Absatz
28: Innenumfang
29: Innenumfang
30: Dichtspalt
31: Innenraum
x: Drehachse
y: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19839430 A1 [0002]

Claims

Wälzlager (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e) in einer Radialkolbenpumpe (2) insbesondere in einem Antiblockiersystem mit einem Innenring (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e), auf diesem abwälzenden, in einem Wälzkörperkäfig (13, 13a, 13c, 13d, 13e) aufgenommenen Wälzkörpern (12, 12a, 12e) und einem aus Blech gezogenen Außenring (5, 5a, 5c, 5d, 5e) mit beidseitigen die Wälzkörper (12, 12a, 12e) zumindest teilweise radial übergreifenden, spanlos geformten Ringborden (6, 6a, 6c, 6d, 6e, 7, 7a, 7e), dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen zumindest einem Ringbord (6, 6a, 6c, 6d, 6e, 7) und einer diesem benachbarten Stirnseite (18) des Wälzkörperkäfigs (13, 13a, 13c, 13d, 13e) eine mittels einer umlaufenden Zentrierfläche (17, 17a, 17b, 17c, 17d, 17e) an dem Innenring (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e) zentrierte und den Innenring (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e) radial überschneidende Dichtscheibe (15, 15a, 15b, 15c, 15d, 15e) vorgesehen ist.
Wälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Innenumfang der Dichtscheibe (15) als Zentrierfläche (17) dienende, aus der Dichtscheibe (15) axial ausgestellte Laschen (16) vorgesehen sind.
Wälzlager (1a, 1b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (15a, 15b) eine umlaufende, die Zentrierfläche (17a, 17b) bildende Wulst (21, 21b) aufweist.
Wälzlager (1b) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (4b) im Bereich der Zentrierfläche (17b) einen Absatz (22) aufweist.
Wälzlager (1c) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (15c) einteilig mit zwei axial beabstandeten und radial übereinander liegenden Scheibenteilen (23, 24) und einer dazwischen liegenden axial ausgerichteten Zentrierfläche (17c) gebildet ist.
Wälzlager (1d) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (15d) als plane Dichtscheibe (15d) mit einer am Innenumfang vorgesehenen, an einem radial innerhalb gegenüber einer Lauffläche (10d) der Wälzkörper abgesetzten Auflagefläche zentrierten Zentrierfläche (17d) ausgebildet ist.
Wälzlager (1e) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (15e) mittels eines die Zentrierfläche (17e) bildenden Absatzes (27) auf einem gegenüber einer Lauffläche (10e) der Wälzkörper auf dem Innenring (4e) nach radial außen erweiterten Absatz (22e) zentriert ist.
Wälzlager (1d, 1e) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (15d, 15e) axial bündig mit einer Stirnfläche (26, 26e) des Innenrings (4d, 4e) abschließt.
Wälzlager (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ringbord (6a, 6e, 7, 7a, 7e) eine Lauffläche (10a, 10b, 10d, 10e) des Innenrings (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) für die Wälzkörper (12a, 12e) radial übergreift.
Wälzlager (1, 1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Scheibendicke der Dichtscheibe (15, 15a, 15b, 15c, 15d) kleiner gleich 0,5 mm, bevorzugt kleiner gleich 0,3 mm ist.