DE19839430A1

DE19839430A1 - Radialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE19839430A1
Application number: DE19839430A
Authority: DE
Inventors: Klaus Scharinger; Bernd Koelbl
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1998-08-29
Filing date: 1998-08-29
Publication date: 2000-03-02
Anticipated expiration: 2018-08-30
Also published as: DE19839430C2; JP4571717B2; JP2000073938A; US6202538B1; KR100613016B1; KR20000017617A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe mit einer rotierenden Pumpenwelle (2), deren Abschnitt (1) mit einem drehfest angeordneten Exzenterring (4) verbunden ist und mit einem auf einer Mantelfläche des Exzenterrings (4) angeordneten Nadellager, an dessen Nadelhülse (9) sich sternförmig in einem Pumpengehäuse angeordnete, radial zur Pumpenwelle (2) verlaufende Pumpenplunger (13) mit ihren Stirnflächen abstützen. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist das Lager als eine selbständige unverlierbare Baueinheit derart ausgebildet, daß der Exzenterring (4) innerhalb des Nadellagers zwischen den beiden Borden (10, 11) liegend angeordnet ist. DOLLAR A Vorteilhafterweise wird dadurch der axiale Bauraum der Exzenteranordnung verringert und deren Montage vereinfacht.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe mit einer rotierenden Pum penwelle, deren Abschnitt mit einem drehfest angeordneten Exzenterring verbunden ist und mit einem auf einer Mantelfläche des Exzenterringes an geordneten Nadellager, bestehend aus einer Nadelhülse mit radial nach innen gerichteten Borden, zwischen denen Lagernadeln abrollen, wobei deren äußere Laufbahn von einer inneren Mantelfläche der Nadelhülse und deren innere Laufbahn von der Mantelfläche des Exzenterringes gebildet sind und wobei sich an der Nadelhülse wenigstens ein in einem Pumpenge häuse angeordneter, radial zur Pumpenwelle verlaufender Pumpenplunger mit seiner Stirnfläche abstützt.

Hintergrund der Erfindung

Eine solch gattungsgemäße Exzenteranordnung einer Hubkolbenpumpe ist aus dem EP 0 539 849 B1 vorbekannt. Wie die zugehörige Fig. 3 zeigt, umfaßt diese bekannte Exzenteranordnung eine Antriebswelle mit einem Wellenzapfen, auf dem eine Exzentereinheit befestigt ist. Die Exzenterein heit weist eine Lagerhülse mit zwei radial nach innen gerichteten Borden auf, zwischen denen in einem Käfig geführte Lagernadeln abrollen. Die äu ßere Laufbahn der Lagernadeln wird durch die innere Mantelfläche der La gerhülse und die innere Laufbahn durch die Mantelfläche eines Exzenter ringes gebildet.

Dabei ist jedoch von Nachteil, daß der Zusammenhalt der Exzentereinheit einerseits durch die radial nach innen gerichteten Borde der Lagerhülse und andererseits durch die radial nach außen gerichteten Borde des Exzenter ringes bewirkt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Exzenteranordnung für eine Radialkolbenpumpe zu entwickeln.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß das Nadellager als eine selbständige un verlierbare Baueinheit derart ausgebildet ist, daß der Exzenterring innerhalb des Nadellagers zwischen den beiden Borden liegend angeordnet ist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt zum einen darin, daß der Exzenterring aufgrund fehlender Borde kostengünstiger hergestellt werden kann. Zum anderen wird aufgrund dieser fehlenden Borde der erforderliche axiale Bauraum wesentlich verringert. Schließlich wird noch die Montage der gesamten Exzentereinheit vereinfacht.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist vorge sehen, daß wenigstens an einer Seite zwischen Bord der Nadelhülse und dem Exzenterring eine diesen in axialer Richtung haltende Anlaufscheibe angeordnet ist. Diese Anlaufscheibe wird ihrerseits vom radial nach innen gerichteten Bord der Nadelhülse gehalten und sorgt dafür, daß der Exzen terring nicht aus dem Bereich der Nadelhülse herauswandern kann, da sie mit ihrer radialen Ausdehnung in den Bereich der Stirnfläche des Exzenter ringes hineinragt.

Nach weiteren zusätzlichen Merkmalen gemäß den Ansprüchen 3 und 4 soll die Anlaufscheibe frei drehbar oder mit Festsitz angeordnet sein, wobei sie entweder mit ihrer Mantelfläche an der äußeren Laufbahn anliegt oder in einem Bördelfreiraum angeordnet ist.

Aus Anspruch 5 geht hervor, daß die Anlaufscheibe aus einem polymeren Kunststoff, aus einem Nichteisenmetall oder aus einem Eisenwerkstoff her gestellt ist. Die Auswahl des verwendeten Werkstoffes ist jeweils abhängig vom auftretenden Axialschub der Pumpenwelle, d. h. je größer dieser ist, desto stabiler muß die Anlaufscheibe sein.

Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 6 ist vorgese hen, daß die Anlaufscheibe zur Verbesserung der Schmierung und damit der Reibungsverminderung eine waffelartige Struktur aufweist. In dieser strukturierten Oberfläche hält sich Schmiermittel besonders gut, so daß die Reibung mit den an der Anlaufscheibe angrenzenden Bauteilen entspre chend vermindert ist.

Nach Anspruch 7 kann die Anlaufscheibe auch mit einer reibungsvermin dernden Schicht, beispielsweise mit Polytetrafluorethylen (PTFE), Gold oder Silber versehen sein.

Aus Anspruch 8 geht hervor, daß der Exzenterring in seiner Aufnahmeboh rung ein geometrisches Profil für einen Formschluß, beispielsweise eine Verzahnung oder eine Abflachung aufweist. Bei dieser Art der Verbindung zwischen Exzenterring und Pumpenwelle erfolgt kein Aufweiten des Exzen terringes und damit kein negativer Einfluß auf das Betriebsspiel des Nadel lagers.

Wie aus Anspruch 9 ersichtlich, sollen der Exzenterring und/oder die An laufscheibe zur Verbesserung ihrer mechanischen Kennwerte einem Härte prozeß unterworfen sein.

Aus Anspruch 10 geht hervor, daß die Nadelhülse durch eine Nadelbüchse ersetzt ist, die an ihrer vom Endabschnitt abgewandten Seite durch einen Boden verschlossen ist. Dieser Boden läuft an der Stirnfläche des Endab schnittes der Pumpenwelle an und schützt das Lager vor Verschmutzungen.

Es kann auch vorteilhaft sein, wie im Anspruch 11 beschrieben, wenn der Exzenterring an der Bördelseite des Nadellagers mit einem radial nach au ßen weisenden Vorsprung versehen ist. In diesem Fall wird die Herstellung der Lagerbaueinheit erleichtert, da der Bördelbord in seiner radialen Aus dehnung nicht so weit nach innen gezogen werden muß.

Die Aufgabe der Erfindung wird nach dem zweiten unabhängigen Anspruch 12 auch dadurch gelöst, daß das Nadellager als eine selbständige unver lierbare Baueinheit derart ausgebildet ist, daß der Exzenterring innerhalb des Nadellagers zwischen dem Bord und einem eingeschnappten Siche rungselement liegend angeordnet ist.

In diesem Fall kann es nach Anspruch 13 zweckmäßig sein, wenn das Si cherungselement als ein geschlitzter Ring ausgebildet ist. Durch Aufeinan derzubewegen der beiden Ringenden kann der geschlitzte Ring in seinem Durchmesser verkleinert werden und ohne Probleme in einen Freiraum in der Nadelhülse eingesetzt werden. Es ist aber auch denkbar, einen nichtge schlitzten Ring zu verwenden und diesen durch Kraftaufwendung in Rich tung Lagerachse zu verkleinern.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläu tert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen je einen Längsschnitt durch eine erfindungs gemäße Exzenteranordnung einer Radialkolbenpumpe.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Exzenteranordnung einer Radialkol benpumpe dargestellt, bei der eine mit einem Endabschnitt 1 versehene Pumpenwelle 2 um eine Längsachse 3 rotiert. Auf dem Endabschnitt 1 der Pumpenwelle 2 ist per Kraft- oder Formschluß ein Exzenterring 4 gehalten, der mit seiner Mantelfläche eine innere Laufbahn 5 für in einem Käfig 6 ge führte Lagernadeln 7 bildet. Die zugehörige äußere Laufbahn 8 wird von einer Nadelhülse 9 gestellt, die an jedem Ende mit einem radial nach innen gerichteten Bord 10 und 11 versehen ist. Der linksseitige Bord 10 weist eine solche radiale Ausdehnung auf, daß er den Exzenterring 4 stirnseitig teil weise überdeckt. In einem rechtsseitigen Freiraum zwischen Exzenterring 4 und Bord 11 ist eine frei drehbare Anlaufscheibe 12 vorhanden, die mit ihrer Mantelfläche an der Verlängerung der äußeren Laufbahn 8 anliegt. Die An laufscheibe 12 ist dabei in ihrer radialen Ausdehnung so bemessen, daß sie die Stirnseite des Exzenterringes 4 teilweise überdeckt. Die Anlaufscheibe 12 wiederum wird durch den nach innen gerichteten Bord 11 der Nadelhül se 9 gehalten. Auf diese Weise ist eine kompakte unverlierbare und axial kurzbauende Exzenterbaueinheit gebildet, die bei Rotation der Pumpen welle 2 für eine Auf- und Abbewegung der an der Mantelfläche der Nadel hülse 9 anliegenden Pumpenplunger 13 sorgt.

Die in Fig. 2 gezeigte vollrollige Exzenteranordnung besteht aus einer Nadelbüchse 15, die an einer Seite durch einen Boden 16 verschlossen ist, an den der Endabschnitt 1 mit seiner Stirnfläche anläuft. Der Exzenterring 4 ist an einer Seite mit einem radial nach außen weisenden Vorsprung 17 versehen, der vom Bord 10 radial überdeckt ist, so daß eine Baueinheit gebildet ist.

Gemäß Fig. 3 ist der Abschnitt 1 nicht als Endabschnitt, sondern als ein Mittelabschnitt ausgebildet, an dem sich rechts- und linksseitig die Pum penwelle 2 fortsetzt. Die Exzenteranordnung besteht wiederum aus Exzen terring 4 und Nadelhülse 9 mit linksseitigem Bord 10. Rechtsseitig ist die Nadelhülse 9 axial durch ein Sicherungselement 18 gehalten, das in eine Ausnehmung 19 der Nadelhülse 9 eingeschnappt ist und den Exzenterring 4 radial überdeckt.

Bezugszeichenliste

1

Abschnitt

2

Pumpenwelle

3

Längsachse

4

Exzenterring

5

innere Laufbahn

6

Käfig

7

Lagernadel

8

äußere Laufbahn

9

Nadelhülse

10

Bord

11

Bord

12

Anlaufscheibe

13

Plunger

14

Bördelfreiraum

15

Nadelbüchse

16

Boden

17

Vorsprung

18

Sicherungselement

19

Ausnehmung

Claims

1. Radialkolbenpumpe mit einer rotierenden Pumpenwelle (2), deren Abschnitt (1) mit einem drehfest angeordneten Exzenterring (4) verbun den ist und mit einem auf einer Mantelfläche des Exzenterringes (4) an geordneten Nadellager, bestehend aus einer Nadelhülse (9) mit radial nach innen gerichteten Borden (10, 11), zwischen denen Lagerna deln (7) abrollen, wobei deren äußere Laufbahn (8) von einer inneren Mantelfläche der Nadelhülse (9) und deren innere Laufbahn (5) von der Mantelfläche des Exzenterringes (4) gebildet sind und wobei sich an der Nadelhülse (9) wenigstens ein in einem Pumpengehäuse angeordneter, radial zur Pumpenwelle (3) verlaufender Pumpenplunger (13) mit seiner Stirnfläche abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Nadellager als eine selbständige unverlierbare Baueinheit derart ausgebildet ist, daß der Exzenterring (4) innerhalb des Nadellagers zwischen den beiden Borden (10, 11) liegend angeordnet ist.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an einer Seite zwischen Bord (11) der Nadelhülse (9) und dem Exzenter ring (4) eine diesen in axialer Richtung haltende Anlaufscheibe (12) an geordnet ist.

3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlauf scheibe (12) frei drehbar oder mit Festsitz angeordnet ist.

4. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlauf scheibe (12) mit ihrer Mantelfläche an der äußeren Laufbahn (8) anliegt oder in einem Bördelfreiraum (14) angeordnet ist.

5. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlauf scheibe (12) aus einem polymeren Kunststoff, aus einem Nichteisen metall oder aus einem Eisenwerkstoff hergestellt ist.

6. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlauf scheibe (12) wenigstens an einer Stirnfläche eine waffelartige Struktur aufweist.

7. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlauf scheibe (12) mit einer reibungsvermindernden Schicht, beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE), Gold oder Silber, versehen ist.

8. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter ring (4) in seiner Aufnahmebohrung ein geometrisches Profil für einen Formschluß, beispielsweise eine Verzahnung oder eine Abflachung, aufweist.

9. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter ring (4) und!oder die Anlaufscheibe (12) einem Härteprozeß unterworfen sind.

10. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadelhülse (9) durch eine Nadelbüchse (15) ersetzt ist, die an ihrer vom Endab schnitt (1) abgewandten Seite durch einen Boden (10) verschlossen ist.

11. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter ring (4) an der Bördelseite des Nadellagers mit einem radial nach außen weisenden Vorsprung (17) versehen ist.

12. Radialkolbenpumpe mit einer rotierenden Pumpenwelle (2), deren Ab schnitt (1) mit einem drehfest angeordneten Exzenterring (4) verbunden ist und mit einem auf einer Mantelfläche des Exzenterringes (4) ange ordneten Nadellager, bestehend aus einer Nadelhülse (9) mit einem ra dial nach innen gerichteten Bord (10), wobei eine äußere Laufbahn (8) der Lagernadeln (7) von einer inneren Mantelfläche der Nadelhülse (9) und eine innere Laufbahn (5) von der Mantelfläche des Exzenterrin ges (4) gebildet sind und wobei sich an der Nadelhülse (9) wenigstens ein in einem Pumpengehäuse angeordneter, radial zur Pumpenwelle (3) verlaufender Pumpenplunger (13) mit seiner Stirnfläche abstützt, da durch gekennzeichnet, daß das Nadellager als eine selbständige un verlierbare Baueinheit derart ausgebildet ist, daß der Exzenterring (4) in nerhalb des Nadellagers zwischen dem Bord (10) und einem einge schnappten Sicherungselement (18) liegend angeordnet ist.

13. Lager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Siche rungselement (18) als ein geschlitzter Ring ausgebildet ist.