DE10213520B4

DE10213520B4 - Kipplager

Info

Publication number: DE10213520B4
Application number: DE10213520.7A
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Harimoto; Masatoshi Niina; Seiji Takahashi; Kousuke Obayashi; Ayumu Yamamoto
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: US20020136475A1; US6676294B2; DE10213520A1; JP2002286041A

Abstract

Kipplager, umfassend ein mit einer konkaven bogenartigen Fläche ausgebildetes Tragelement, ein mit einer konvexen bogenartigen Fläche (2) ausgebildetes bewegbares Element, einen bogenartigen Lagerring (10), welcher durch Pressen einer Stahlplatte ausgeformt ist und welcher zwischen der auf dem Tragelement ausgebildeten konkaven bogenartigen Fläche (2) und der auf dem bewegbaren Element ausgebildeten konvexen bogenartigen Fläche (4) angebracht ist, einen bogenartigen Käfig (11), welcher im Inneren des Lagerrings angeordnet ist, so dass er sich längs eines bogenartigen Laufrings (13) erstreckt, welche auf dem Innenumfang des Lagerrings (10) und mit einer Vielzahl von Taschen (15) ausgebildet ist, und Rollelemente (12), welche in den Taschen (15) des Käfigs (11) zum kippfähigen Tragen des bewegbaren Elements aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (10) einer Wärmebehandlung in einer Form unterzogen worden ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kipplager zum kippfähigen Tragen eines bewegbaren Abschnitts, wie etwa einer Schrägscheibe, montiert in einer Plungerpumpe eines Schrägscheibentyps mit veränderlicher Kapazität oder in einem Hydraulikmotor eines Schrägscheibentyps.
Generell ist in einer Plungerpumpe eines Schrägscheibentyps, wie in 5 dargestellt, ein Kipplager B1 montiert zwischen einer konkaven bogenartigen Fläche 2, welche auf einem Gehäuse 1 ausgebildet ist, und einer konvexen bogenartigen Fläche 4, welche auf einer Schrägscheibe 3 ausgebildet ist, um die Schrägscheibe kippfähig zu tragen. Durch Einstellen der Neigung einer Plungerführungs-Planfläche 5 durch das Kippen der Schrägscheibe 3 wird der Hub eines Plungers 8, eingesetzt in einen Zylinder 7 einer Zylindertrommel 6, eingestellt, um die Abgabemenge einzustellen.
Als das Kipplager B1 zum kippfähigen Tragen der Schrägscheibe 3 wurde ein Kipplager verwendet, welches einen bogenartigen Lagerring 40 längs der bogenartigen Fläche 2 des Gehäuses 1, einen bogenartigen Kä42, welcher längs eines auf dem Innenumfang des Lagerrings 40 ausgebildeten Laufrings 41 angebracht ist, und Rollelemente 44 umfasst, welche in Taschen 43 des Käfigs 42 untergebracht sind.
Bei einem derartigen bekannten Kipplager waren die Kosten des Kipplagers hoch, da der Lagerring 40 ein Element war, welches durch spanabhebende Bearbeitung ausgebildet wurde.
Wenn das Kipplager B1 lediglich zwischen der bogenartigen Fläche 2 des Gehäuses 1 und der bogenartigen Fläche 4 der Schrägscheibe 3 angebracht ist, so erfolgt eine Verschiebung des gesamten Kipplagers B1 bzw. des Käfigs 42 in einer Umfangsrichtung bei einer Neigungseinstellung der Plungerführungsfläche 5 oder infolge einer Schwingung während eines Betriebs der Plungerpumpe. Dies macht es unmöglich, die Schrägscheibe 3 mit guter Stabilität zu tragen.
Bis jetzt wird zwischen dem Gehäuse 1 und dem Lagerring 40 ein Stiftloch 45 in dem Gehäuse 1 ausgebildet, und ein Stift 46 wird in dem Lagerring 40 angebracht, um den Lagerring 40 durch den Eingriff des Stifts 46 in dem Stiftloch 45 in Position zu halten.
Ferner ist ein Ruhearm 47 vorgesehen zwischen dem Gehäuse und der Schrägscheibe 3, und ein Abschnitt des Ruhearms 47 ist in einem Ausschnitt 48 eingesetzt, welcher in dem Kä42 ausgebildet ist, um eine Umfangsverschiebung des Käfigs zu verhindern.
Jedoch erhöhen der Stift 46 als die Positioniereinrichtung für den Lagerring 40 und der Arm 47 als die Einrichtung zum Begrenzen des Betrags eines Kippens des Käfigs 42 die Anzahl von Bauteilen, und es ist aufwändig, den Stift 46 und den Ruhearm 47 anzubringen. Ferner muss zur Anbringung des Stifts 46 ein Loch für den Stift im Lagerring 40 ausgebildet werden. Darüber hinaus sind aufgrund der Tatsache, dass der Ausschnitt zum Einsetzen des Arms 47 in dem Kä42 ausgebildet werden muss, die Bearbeitungskosten hoch.
Ein Kipplager gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 wird in der DE 36 06 034 A1 offenbart.
Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellkosten eines Kipplagers zu verringern.
Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Einfachheit eines Montierens des Kipplagers zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein Kipplager vorgesehen, umfassend ein mit einer konkaven bogenartigen Fläche ausgebildetes Tragelement, ein mit einer konvexen bogenartigen Fläche ausgebildetes bewegbares Element, einen bogenartigen Lagerring, welcher zwischen der auf dem Tragelement ausgebildeten konkaven bogenartigen Fläche und der auf dem bewegbaren Element ausgebildeten konvexen bogenartigen Fläche angebracht ist, einen bogenartigen Käfig, welcher im Inneren des Lagerrings angeordnet ist, so dass er sich längs eines bogenartigen Laufrings erstreckt, welche auf dem Innenumfang des Lagerrings und mit einer Vielzahl von Taschen ausgebildet ist, und Rollelemente, welche in den Taschen des Käfigs zum kippfähigen Tragen des bewegbaren Elements aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring durch Pressen einer Stahlplatte ausgebildet ist.
Durch Ausbilden des Lagerrings durch Pressen einer Stahlplatte ist es möglich, die Kosten des Kipplagers zu verringern und ein geringes Gewicht sowie Kompaktheit des Kipplagers zu erreichen.
Als Stahlplatte kann SCM oder SPCC verwendet werden. Der prassgeformte Lagerring wird einer Wärmebehandlung nach dem Pressen unterzogen, um die Härte zu erhöhen. Wenn Verformungen während der Wärmebehandlung auftreten, können die Rollelemente nicht gleichmäßig rollen. Daher wird eine Wärmebehandlung mit dem Lagerring in einer Form durchgeführt.
Erfindungsgemäß ist es durch Vorsehen einer Kippbetrag-Begrenzungseinrichtung zum Begrenzen des Kippbetrags des Käfigs zwischen dem Lagerring und dem Käfig möglich, ein Verschieben und Abfallen des Käfigs zu verhindern.
Was die Kippbetrag-Begrenzungseinrichtung anbelangt, so ist es durch Vorsehen von Eingriffsstücken, welche ausgehend von beiden Enden des Lagerrings nach Innen gebogen sind, so dass sie beiden Enden des Käfigs mit einem Abstand dazu gegenüber liegen, um den Kippbetrag des Käfigs zu begrenzen, möglich, die Notwendigkeit von Abschnitten zum Begrenzen des Kippbetrags, wie etwa eines Ruhearms, zu beseitigen. Daher ist es möglich, die Anzahl von Bauelementen des Kipplagers zu verringern und Montageeigenschaften zu verbessern.
Durch Vorsehen einer Einrichtung zum Positionieren des Lagerrings relativ zum Tragelement zwischen dem Tragelement ist es möglich, ein Verschieben des Lagerrings zu verhindern.
Als die Positioniereinrichtung kann eine Positioniereinrichtung verwendet werden, bei welcher L-förmige Eingriffsstücke, welche ausgehend von beiden Enden des Lagerrings nach außen gebogen sind, ausgebildet sind, und die Spitzen der Eingriffsstücke in Positionierlöchern in Eingriff sind, welche in einer Planfläche des Tragelements ausgebildet sind, oder eine Positioniereinrichtung, bei welcher Positionierklauen, welche aus beiden Enden des Lagerrings geschnitten und hin zu einer Außenflächenseite erhöht sind, in Eingriff mit Positioniervertiefungen sind, welche an beiden Enden der bogenartigen Fläche des Tragelements ausgebildet sind. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist ein Vorsprung auf der Außenumfangsfläche des Lagerrings durch Prägen ausgebildet, und der Vorsprung ist in Eingriff mit einem Positionierloch, welches in der bogenartigen Fläche des Tragelements ausgebildet ist.
Da bei jeder dieser Positioniereinrichtungen die Positionierstücke, Klauen bzw. der Vorsprung einstückig vorgesehen sind, ist es nicht erforderlich, zusätzliche Abschnitte zur Positionierung anzubringen. So ist es möglich, die Kosten zu verringern und die Einfachheit eines Montierens des Kipplagers infolge einer niedrigeren Anzahl von Bauelementen zu verbessern.
Weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich hervor.
Figurenliste

1A ist eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kipplagers in Verwendung;
1B ist eine perspektivische Ansicht von dessen Lagerring;
1C ist eine Querschnittsansicht längs einer Linie a-a von 1A;
2A ist eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels in Verwendung;
2B ist eine perspektivische Ansicht von dessen Lagerring;
3A ist eine Querschnittsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels in Verwendung;
3B ist eine ist eine perspektivische Ansicht von dessen Lagerring;
4 ist eine Vertikalschnittvorderansicht eines weiteren Beispiels einer Tragvorrichtung, welche das erfindungsgemäße Kipplager verwendet; und
5 ist eine Vertikalschnittvorderansicht eines herkömmlichen Kipplagers in Verwendung.

Genaue Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unten genau beschrieben. 1A zeigt eine Anordnung, bei welcher das erfindungsgemäße Kipplager B0 zwischen dem Gehäuse 1 als ein Tragelement in der Plungerpumpe des Schrägscheibentyps, dargestellt in 5, und der Schrägscheibe 3 als ein bewegbares Element zum kippfähigen Tragen der Schrägscheibe angebracht ist.
Das Kipplager B0 umfasst einen Lagerring 10, einen Kä11 und Rollelemente 12. Der Lagerring 10 ist durch Pressen einer Stahlplatte ausgebildet. Als die Stahlplatte kann SCM oder SPCC verwendet werden.
Wie in 1A-1C dargestellt, ist der Lagerring 10 bogenartig und erstreckt sich längs der konkaven bogenartigen Fläche 2, welche auf dem Gehäuse 1 ausgebildet ist, und im Inneren des Lagerrings ist ein bogenartiger Laufring 13 ausgebildet. Auf einer Seite des Lagerrings 10 ist ein Flansch 14 zum Führen von Endflächen der Rollelemente 12 ausgebildet. Der Flansch 14 kann an beiden Seiten des Lagerrings 10 vorgesehen sein.
Der Kä11 ist bogenartig, so dass er sich längs des Laufrings 13 des Lagerrings 10 erstreckt. Der Kä11 weist eine Vielzahl von Taschen 15 auf, welche in Abständen in einer Umfangsrichtung ausgebildet sind, und die Rollelemente 12 sind in den jeweiligen Taschen 15 aufgenommen. Als die Rollelemente 12 werden zylindrische Rollkörper verwendet.
Eine Positioniervorrichtung 20 zum Positionieren des Lagerrings 10 ist vorgesehen zwischen dem Lagerring 10 und dem Gehäuse 1. Die Vorrichtung 20 umfasst ein Paar von L-förmigen Positionierstücken 21, welche sich ausgehend von beiden Enden des Lagerrings 10 nach außen erstrecken. Die Positionierstücke 21 weisen Spitzen auf, welche in Eingriff mit Positionierlöchern 22 sind, welche in einer Planfläche 9 des Gehäuses 1 ausgebildet sind.
Ferner ist zwischen dem Lagerring 10 und dem Kä11 eine Kippbetrag-Begrenzungsvorrichtung 30 zum Begrenzen des Kippbetrags des Käfigs 11 vorgesehen. Sie umfasst ein Paar von Eingriffsstücken 31, welche sich an beiden Enden des Lagerrings 10 nach innen erstrecken. Die Eingriffsstücke 31 sind in Abstand zu beiden Enden des Käfigs 11 und diesen gegenüber liegend angeordnet und begrenzen den Kippbetrag des Käfigs durch einen Anschlag beider Enden des Käfigs 11 gegen die Eingriffsstücke 31.
Der Lagerring 10, welcher das Positionierstück 21 und die Eingriffsstücke 31 an beiden Enden aufweist, wird nach einem Pressformen einer Wärmebehandlung unterzogen, um die Härte zu erhöhen. Wenn die Wärmebehandlung eine Verformung im Lagerring 10 erzeugt, kann diese ein Rollen der Rollelemente 12 beeinträchtigen. Daher wird der Lagerring 10 einer Wärmebehandlung in einer Form unterzogen.
Da der Lagerring 10 des Kipplagers B0 durch Pressen einer Stahlplatte ausgebildet ist, ist es möglich, die Herstellkosten erheblich zu verringern und ein geringes Gewicht sowie Kompaktheit gegenüber dem Fall zu erreichen, in welchem der Lagerring durch eine spanabhebende Bearbeitung ausgebildet ist.
Ferner ist es durch Ausbilden des Lagerrings 10 durch Pressen einer Stahlplatte möglich, die Positionierstücke 21 und die Eingriffstücke 31 zum Begrenzen des Kippbetrags des Käfigs 11 auszubilden. So ist es möglich, die Notwendigkeit des Stifts 46 zum Positionieren des Lagerrings und des Ruhearms 47 zum Begrenzen des Kippbetrags des Käfigs 42, dargestellt in 5, zu beseitigen. Hierdurch werden Kosten verringert und die Einfachheit einer Montage infolge einer niedrigeren Anzahl von Bauelementen verbessert.
2A und 2B zeigen das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kipplagers B0. Es unterscheidet sich von dem Kipplager B0 des ersten Ausführungsbeispiels, dargestellt in 1A-1C, lediglich in der Positioniervorrichtung 20 für den Lagerring.
Daher sind die gleichen Abschnitte wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird ausgelassen. Bei der Positioniervorrichtung 20 des zweiten Ausführungsbeispiels ist ein Vorsprung 23 ausgebildet auf der Außenumfangsfläche des Lagerrings 10, welcher in Eingriff mit einem Positionierloch 24 gebracht wird, das in er bogenartigen Fläche 2 des Gehäuses 1 ausgebildet ist, um den Lagerring 10 in Position zu halten.
Der Vorsprung 23 ist durch Prägen ausgebildet. Zum Prägen kann das in der japanischen Patentveröffentlichen 7-1067 beschriebene Verfahren verwendet werden.
Durch einstückiges Ausbilden des Vorsprungs 23 durch Prägen auf der Außenumfangsfläche des Lagerrings 10 ist es möglich, die Anzahl von Bauelementen gegenüber der Anordnung zu verringern, bei welcher der Lagerring 40 durch Vorsehen des Stifts 46 auf dem Lagerring 40, wie in 5 dargestellt, positioniert wird. Ferner ist es aufgrund der Tatsache, dass ein Arbeitsschritt zum Anbringen des Stifts nicht erforderlich ist, möglich, die Kosten des Kipplagers zu verringern.
3A und 3B zeigen das dritte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kipplagers. Es unterscheidet sich von dem in 1A bis 1C dargestellten Kipplager lediglich in der Positioniervorrichtung 20 für den Lagerring 10.
Daher werden die gleichen Abschnitte wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird ausgelassen.
Bei der Lagerringpositioniervorrichtung 20 des beim dritten Ausführungsbeispiel dargestellten Kipplagers sind ein Paar von geschnittenen und erhöhten Positionierklauen 25, welche nach außen vorstehen, an beiden Enden des Lagerrings 10 vorgesehen. Sie sind in Eingriff mit Positioniervertiefen 26, welche in der bogenartigen Fläche des Gehäuses 1 an beiden Enden zur Positionierung des Lagerrings 10 ausgebildet sind.
Auch beim dritten Ausführungsbeispiel kann aufgrund der Tatsache, dass die Positionierklauen 25 einstückig auf dem Lagerring 10 ausgebildet sind, der Stift 46, dargestellt in 5, weggelassen werden. Dies verringert die Kosten des Kipplagers.
Generell war es bei einer Tragvorrichtung für die Schrägscheibe 3, welche ein Kipplager verwendet, ein Problem, dass laute Geräusche erzeugt wurden. Als Grund hierfür wird angesehen, dass in der Tragvorrichtung Schwingungen von außerhalb des Kipplagers groß sind und die Schwingungen auf das Kipplager übertragen werden.
Ferner sind bei dieser Tragvorrichtung die Rollelemente 12 des Kipplagers häufig in einem stationären Zustand. Daher ist, wenn Schwingungen von Außerhalb auf das Kipplager übertragen werden, zu berücksichtigen, dass ein Fressschaden an den Rollelementen 12 oder dem Laufring 13 auftreten kann.
Um einen derartigen Schaden zu verhindern, ist in der in 4 dargestellten Tragvorrichtung ein Federelement 32 zwischen dem Lagerring 10 des Kipplagers B0 und der bogenartigen Fläche des Gehäuses 1 vorgesehen. Bei einer derartigen Struktur können Schwingungen von außerhalb durch das Federelement 32 absorbiert werden, so dass es möglich ist, eine Übertragung von Schwingungen auf das Kipplager B0 zu verhindern.
Erfindungsgemäß ist es aufgrund der Tatsache, dass der Lagerring durch Pressen einer Stahlplatte ausgebildet ist, möglich, die Kosten und das Gewicht des Kipplagers zu verringern und dieses kompakt auszuführen.
Ferner ist es aufgrund der Tatsache, dass die Positionierstücke und die Positionierklauen zum Positionieren des Lagerrings, der Vorsprung zum Positionieren bzw. die Eingriffsstücke zum Begrenzen des Drehbetrags des Käfigs einstückig auf dem Lagerring ausgebildet sind, möglich, die Einfachheit einer Montage des Kipplagers zu verbessern.

Claims

Kipplager, umfassend ein mit einer konkaven bogenartigen Fläche ausgebildetes Tragelement, ein mit einer konvexen bogenartigen Fläche (2) ausgebildetes bewegbares Element, einen bogenartigen Lagerring (10), welcher durch Pressen einer Stahlplatte ausgeformt ist und welcher zwischen der auf dem Tragelement ausgebildeten konkaven bogenartigen Fläche (2) und der auf dem bewegbaren Element ausgebildeten konvexen bogenartigen Fläche (4) angebracht ist, einen bogenartigen Käfig (11), welcher im Inneren des Lagerrings angeordnet ist, so dass er sich längs eines bogenartigen Laufrings (13) erstreckt, welche auf dem Innenumfang des Lagerrings (10) und mit einer Vielzahl von Taschen (15) ausgebildet ist, und Rollelemente (12), welche in den Taschen (15) des Käfigs (11) zum kippfähigen Tragen des bewegbaren Elements aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (10) einer Wärmebehandlung in einer Form unterzogen worden ist.
Kipplager nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Kippbetrag-Begrenzungseinrichtung (30), vorgesehen zwischen dem Lagerlaufring (13) und dem Käfig (11) zum Begrenzen des Kippbetrags des Käfigs (11).
Kipplager nach Anspruch 2, wobei die Kippbetrag-Begrenzungseinrichtung (30) Eingriffsstücke (31) umfasst, welche ausgehend von beiden Enden des Lagerrings (10) nach innen gebogen sind, so dass sie beiden Enden des Lagerrings (10) mit einem Abstand zu diesen gegenüber liegen.
Kipplager nach einem der Ansprüche 1-3, wobei eine Positioniereinrichtung zum Positionieren des Lagerrings (10) relativ zum Tragelement zwischen dem Tragelement und dem Lagerring (10) vorgesehen ist.
Kipplager nach Anspruch 4, wobei die Positioniereinrichtung L-förmige Eingriffsstücke (21) umfasst, welche ausgehend von beiden Enden des Lagerrings (10) nach außen gebogen sind, und Positionierlöcher (22), welche in einer Planfläche (9) des Tragelements ausgebildet sind, um die Spitzen der Eingriffsstücke (21) aufzunehmen.
Kipplager nach Anspruch 4, wobei die Positioniereinrichtung Positionierklauen (25) umfasst, welche geschnitten und zur Außenflächenseite an beiden Enden des Lagerrings (10) erhöht sind, und Positioniervertiefungen (26), welche in der bogenartigen Fläche des Lagerelements (10) an beiden Enden zur Aufnahme der Positionierklauen (25) ausgebildet sind.
Kipplager nach Anspruch 4, wobei die Positioniereinrichtung einen auf der Außenumfangsfläche des Lagerrings (10) ausgebildeten Vorsprung (23) und ein in der bogenartigen Fläche des Tragelements ausgebildetes Positionierloch (24) zur Aufnahme des Vorsprungs (23) umfasst.
Kipplager nach Anspruch 7, wobei der Vorsprung (23) durch Prägen ausgebildet ist.