DE19940456B4

DE19940456B4 - Lageranordnung zur Verwendung mit Wasserpumpen

Info

Publication number: DE19940456B4
Application number: DE19940456.9A
Authority: DE
Inventors: Neil Darren Palin; Andrew Macalpine Marshall; Nobuhiko Miyake
Original assignee: NSK Europe Ltd
Current assignee: NSK Europe Ltd
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2015-01-22
Anticipated expiration: 2019-08-26
Also published as: JP2000205249A; FR2782759A1; DE19940456A1; GB2340894B; FR2782759B1; GB2340894A; GB9818752D0; US6168316B1

Abstract

Rotationslager-Anordnung (10) zur Verwendung mit einer Wasserpumpe eines Motorfahrzeuges, mit einer Welle oder Spindel (11), die sich axial durch einen Ring (15) erstreckt, wobei die innere Peripherie des Rings (15) und der innerhalb des Rings (15) verlaufende Bereich (14) der äußeren Peripherie der Welle (11) zwei im Abstand voneinander angeordnete komplementäre Kugelführungsbahnen (16, 17) aufweisen, in denen Kugelreihen (18) in Rollkontakt mit diesen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kugelreihe (18) und die dazugehörigen Führungsbahnen (16) ein erstes Rotationslager (19) bilden, bei dem die Kugeln (18) in Vollbesetzung angeordnet sind, wobei die Kugeln (18) miteinander in Kontakt stehen, und die andere Kugelreihe (18) und die dazugehörigen Kugelführungsbahnen (17) ein zweites Rotationslager (20) bilden, in welchem die Kugeln (18) mit einem Käfig (22) auf Abstand gehalten werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zur Verwendung mit Wasserpumpen, und zwar insbesondere Wasserpumpen von Verbrennungskraftmaschinen.
Eine bekannte Lageranordnung besteht aus einer Welle oder Spindel, die sich durch einen Lagerring erstreckt, wobei die Welle und der Lagerring mit axial zueinander versetzt angeordneten komplementären Führungsbahnen versehen sind, in denen Wälzelemente, normalerweise Kugeln, in winkligem Kontakt mit den Führungsbahnen stehen, wodurch ein doppelreihiges Lager gebildet wird. Die Wälzelemente der Lager werden mit Hilfe von Käfigen auf Abstand gehalten, so dass die beiden Lager identisch sind. Während des Betriebs, wenn die Welle mit Hilfe eines Riemen-Rollen-Triebs angetrieben wird, um eine Wasserpumpe zu betätigen, wirkt auf das auf der Seite des Krafteintritts gelegene Lager, welches mit der Rolle und dem Riemen zusammenwirkt, eine hohe Last und hohe Temperatur, so dass dies einen Ausfall des Lagers zur Folge haben kann.
Aus dem Dokument JP 9 222 122 A ist eine Rotationslager-Anordnung dieser Art für Wasserpumpen von Motorfahrzeugen bekannt, bei der zur Verbesserung der Belastbarkeit ohne Erhöhung von Gewicht und Kosten die Anzahl der Kugeln in einem Lagerring erhöht und in dem anderen Lagerring verringert wird. In dem Bestreben, einem Verschleiß der Kugeln zu begegnen, werden die Kugeln in den beiden Lagerringen jeweils mit Käfigen auf Abstand voneinander gehalten.
Das Dokument DE 94 05 079 U1 offenbart ein Präzisionsspindellager mit zwei voneinander getrennten Kugellagern, die jeweils eine Vielzahl von Kugeln aufweisen, die zwischen einem Außenring und einem Innenring bzw. einer Welle angeordnet sind. Um die Kugeln leicht in die Kugellager einfüllen zu können, können die Welle und der Innenring zur Ausbildung eines Einfüllspaltes axial verschoben werden. Auf diese Weise können so viele Kugeln eingebracht werden, dass der gesamte zur Verfügung stehende Raum mit Kugeln ausgefüllt wird und sich sogar die Kugeln gegenseitig berühren können.
Aus dem Dokument DE 197 44 532 A1 ist ein zweireihiges Kugellager eines Spinnrotors bekannt, bei dem die Lagerreihe auf der Seite des Spinnrotors mindestens eine Kugel mehr als die gegenüberliegende Lagerreihe aufweist. In beiden Lagerreihen werden die Kugeln durch Käfige auf Abstand voneinander gehalten.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Lageranordnung zu schaffen, die eine erhöhte Lebensdauer hat und die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Rotationslager-Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der Erfindung ist eine Rotationslageranordnung zur Verwendung mit einer Wasserpumpe eines Motorfahrzeugs vorgesehen, mit einer Welle oder Spindel, die sich axial durch einen Ring erstreckt, wobei die innere Peripherie des Rings und der innerhalb des Rings verlaufende Bereich der äußeren Peripherie der Welle zwei im Abstand voneinander angeordnete komplementäre Wälzelement-Führungsbahnen aufweisen, in denen Reihen von Wälzelementen (Kugeln oder Rollen) im Rollkontakt mit diesen angeordnet sind, wobei die eine Reihe der Wälzelemente und die dazugehörigen Führungsbahnen ein erstes Rotationslager bilden, bei dem die Wälzelemente in Vollbesetzung angeordnet sind und die Wälzelemente dabei miteinander in Kontakt stehen, und die andere Reihe der Wälzelemente und die dazugehörigen Führungsbahnen ein zweites Rotationslager bilden, in welchem die Wälzelemente mit einem Käfig auf Abstand gehalten werden.
Das erste Lager ist zur Verwendung am Krafteintritt der Welle und das zweite Lager zur Verwendung am Kraftaustritt der Welle vorgesehen. Im Betrieb wird der Krafteintritt der Welle mit einem Riemen-Rollen-Trieb bewirkt und der Kraftaustritt der Welle ist mit einem Antrieb verbunden, der Teil einer Pumpe ist.
Anhand der nachfolgenden Beschreibung ist die Erfindung leichter verständlich und es werden weitere Aspekte der Merkmale der Erfindung sichtbar.
Im folgenden wird eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung als Beispiel beschrieben. Die Zeichnung zeigt eine Schnittansicht durch die Lageranordnung gemäß der Erfindung.
Nach der Zeichnung weist die erfindungsgemäße Lageranordnung 10 eine Welle oder Spindel 11 auf, von der ein freier Endabschnitt 12 einen größeren Durchmesser aufweist als ein anderer freier Endabschnitt 13. Der mit dem größeren Durchmesser versehene Endabschnitt 12 soll angetrieben werden, und zwar insbesondere mittels eines Riemen-Rollen-Triebs (in der Zeichnung nicht dargestellt) einer Verbrennungskraftmaschine. Der mit dem kleineren Durchmesser versehene Endabschnitt 13 soll antreibbar gekuppelt sein mit dem Antrieb einer Wasserpumpe. Zwischen den Endbereichen 12 und 13 der Welle 11 ist ein Zwischenbereich 14 vorgesehen, der den gleichen Durchmesser aufweisen kann wie der angetriebene Endabschnitt 12. Der Zwischenbereich 14 der Welle 11 ist von einem äußeren Lagerring 15 umgeben. Die innere Peripherie des Rings 15 und die äußere Peripherie des Bereichs 14 sind mit komplementären Führungsbahnen 16 und 17 versehen, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der mindestens dem Durchmesser des Bereichs 14 entspricht. Die Führungsbahnen 16 und 17 stehen in winkligem Kontakt mit Wälzelementen in Form von Kugeln 18. Die Führungsbahnen 16 und die Kugeln 18 bilden ein erstes Rotationslager 19 des Antriebsendes der Welle 11 und die Führungsbahnen 17 und Kugeln 18 bilden ein zweites Rotationslager 20 an dem Abtriebsende der Welle 11.
Gemäß der Erfindung weist das erste Lager 19 eine Vollbesetzung der Kugeln 18 auf, wobei die Kugeln miteinander in Kontakt stehen, während bei dem zweiten Lager 20 die Kugeln mittels eines Käfigs 22 in Abstand voneinander gehalten werden. Zwischen den Enden des Rings 15 und der Welle 11 sind Dichtungen 21 vorgesehen.
Im Gegensatz zu einer konventionellen doppelreihigen Kugellageranordnung mit winkligem Kontakt, bei dem beide Lager mit Käfigen versehen sind, weist die Lageranordnung 10 gemäß der Erfindung ein Lager 19 am Antriebsende mit einer Vollbesetzung an Kugeln 18 auf, die die Führungsbahn 16 vollständig füllen. Es hat sich herausgestellt, dass eine solche Lageranordnung 10 eine Lebensdauer aufweist, die beträchtlich größer ist (typischerweise um den Faktor 3) als bei der herkömmlichen Lageranordnung.
Bezugszeichenliste

10: Lageranordnung
11: Welle oder Spindel
12: freier Endabschnitt
13: freier Endabschnitt
14: Zwischenbereich
15: Lagerring
16: Führungsbahn
17: Führungsbahn
18: Kugeln
19: Rotationslager
20: Rotationslager
21: Dichtungen
22: Käfig

Claims

Rotationslager-Anordnung (10) zur Verwendung mit einer Wasserpumpe eines Motorfahrzeuges, mit einer Welle oder Spindel (11), die sich axial durch einen Ring (15) erstreckt, wobei die innere Peripherie des Rings (15) und der innerhalb des Rings (15) verlaufende Bereich (14) der äußeren Peripherie der Welle (11) zwei im Abstand voneinander angeordnete komplementäre Kugelführungsbahnen (16, 17) aufweisen, in denen Kugelreihen (18) in Rollkontakt mit diesen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kugelreihe (18) und die dazugehörigen Führungsbahnen (16) ein erstes Rotationslager (19) bilden, bei dem die Kugeln (18) in Vollbesetzung angeordnet sind, wobei die Kugeln (18) miteinander in Kontakt stehen, und die andere Kugelreihe (18) und die dazugehörigen Kugelführungsbahnen (17) ein zweites Rotationslager (20) bilden, in welchem die Kugeln (18) mit einem Käfig (22) auf Abstand gehalten werden.
Rotationslager-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (18) in winkligem Kontakt mit den Führungsbahnen (16, 17) stehen.
Rotationslager-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager (19) zur Verwendung am Krafteintritt der Welle (11) und das zweite Lager (20) zur Verwendung am Kraftaustritt der Welle oder Spindel (11) vorgesehen ist.
Rotationslager-Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle oder Spindel (11) innerhalb des Rings (15) einen mit den Führungsbahnen (16, 17) versehenen Zentralbereich (14) aufweist und der Zentralbereich (14) an einen Endabschnitt (12) nahe dem ersten Lager (19) angrenzt, das auf der Seite des Krafteintritts liegt, und an einen anderen Endabschnitt (13) nahe dem zweiten Lager (20) angrenzt, welches einen kleineren Durchmesser aufweist als der Zentralbereich (14).