DE3421374C1 - Lagereinheit mit integrierter Pumpe - Google Patents

Description

den. Auch liegt die Radialebene, in der die Radialkräfte wirken, in einem verhältnismäßig kleinen Abstand vom Flansch des Gehäuses, so daß der kragend am Flansch festgehaltene Tragzapfen relativ kleine Biegebeanspruchungen erhält.

Zusätzliche vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 8 gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Lagereinheit mit integrierter Pumpe wird in der nachfolgenden Beschreibung eines ι ο Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine Lagereinheit mit integrierter Pumpe. Diese Lagereinheit ist auf der Stützfläche 1 eines Motorblockes 2 befestigt.

Sie dient zur Lagerung der aus einem metallischen Bandwerkstoff gefertigten Umlenkrolle 3 für den Zahnriemen (nicht gezeigt) eines am Motorblock 2 angeordneten Riemenantriebes.

Die Lagereinheit hat ein Gehäuse 4 mit einem Pumpenraum 5. Im Pumpenraum 5 ist ein mit Flügeln 6 versehener, aus elastischem Kunststoff gefertigter Pumpenrotor 7 eingebaut. Zur Aufnahme dieses Pumpenrotors 7 hat dieser Pumpenraum 5 eine exzentrischen um den Tragzapfen 12 herum verlaufende äußere Begrenzungsfläche.

Das Gehäuse 5 besitzt einen Flansch 8, der mit seiner Außenwand 9 auf der Stützfläche 1 des Motorblockes 2 sitzt und durch Schrauben (nicht gezeigt) mit dem Motorblock 2 fest verbunden ist.

Die Innenwand 10 des Flansches 8 begrenzt den Pumpenraum 5 auf der Befestigungsseite eines an seinem Befestigungsende in einer Bohrung 11 des Gehäuses 4 festgesetzten Tragzapfens 12. Ein Lagerring 13 ist über zwei nebeneinander angeordnete Reihen von Kugeln 14 auf dem Tragzapfen 12 drehbar gelagert. Die Kugeln 14 jeweils einer Reihe laufen in einer rillenförmigen Außenlaufbahn in der Bohrung des Lagerringes 13 und einer rillenförmigen Innenlaufbahn auf der Mantelfläehe des Tragzapfens 12. Der Lagerring 13 kann somit radiale und axiale Kräfte des Pumpenrotors 7 und der Umlenkrolle 3 auf den Tragzapfen 12 übertragen.

Der Pumpenrotor 7 und die Umlenkrolle 3 sind auf der Mantelfläche des Lagerringes 13 dicht aneinander anliegend festgesetzt. Der Lagerring 13 ist mit dem Pumpenrotor 7 und der Umlenkrolle 3 durch Preßsitz drehfest verbunden.

Der Pumpenrotor 7 ist zwischen der Innenwand 10 des Flansches 8 und einem diesen Flansch gegenüberliegenden Steg 15 der Umlenkrolle 3 angeordnet. Er besitzt in seiner Bohrung einen radial nach innen vorragenden, umlaufenden Vorsprung, welcher in eine Ringnut auf der Mantelfläche des Lagerringes 13 formschlüssig eingeschnappt ist und den Pumpenrotor 7 auf dem Lagerring 13 nach beiden Richtungen axial festhält.

Am äußeren Rand des Flansches 8 des Gehäuses 4 ist ein über die Innenwand 10 axial vorstehender Gehäusering 16 durch Schrauben (nicht gezeigt) fest verbunden. Dieser Gehäusering 16 deckt den Pumpenraum 5 radial von außen dicht ab.

Im vorliegenden Fall hat der Gehäusering 16 einen am freien Ende des Gehäuseringes 16 angeordneten, einstückig mit diesem verbundenen, sich radial nach innen erstreckenden Seitenabschnitt 17. Dieser Seitenabschnitt 17 deckt den Pumpenraum 5 auf der der Innenwand 10 des Flansches 8 gegenüberliegenden Seite dicht ab.

Die Umlenkrolle 3 besitzt einen Felgenabschnitt 18 der unmittelbar am radial äußeren Rand des Steges 15 anschließt und sich in Richtung auf den Flansch 8 des Gehäuses 4 zu erstreckt. Dieser Felgenabschnitt 18 hat an seinem freien Ende eine Stirnfläche 19, welche einer Schulterwand des Gehäuseringes 16 gegenüberliegt, so daß ein enger Dichtspalt 20 gebildet ist.

Die Umlenkrolle 3 weist eine am radial inneren Ende des Steges 15 anschließende, zum Flansch 8 hin gebogene Ausbuchtung auf, die als Nabe 21 dient. Diese Nabe 21 ist auf der Mantelfläche des Lagerringes 13 direkt neben dem Pumpenrotor 7 fest aufgesetzt. Im übrigen besitzt die Umlenkrolle 3 einen die Bohrung des Lagerringes 3 axial nach außen verschließenden Bodenabschnitt 22.

Zwischen der Nabe 21 der Umlenkrolle 3 und dem radial inneren Ende des Seitenabschnittes 17 des Gehäuseringes 16 ist ein Dichtring 23 angeordnet, der auf der Nabe 21 gleitet und den Pumpenraum 5 nach außen hin hermetisch abdichtet.

Sowohl die Kugeln 14 als auch der Pumpenrotor 17 werden mit Öl geschmiert, das über die Zuführungsleitung 24 im Motorblock 2 und die anschließende Einströmöffnung 25 im Gehäuse 5 dem Pumpenraum 5 und dem Lagerraum der Kugeln 14 zugeführt wird. Im Motorblock 2 ist außerdem eine Abführungsleitung 26 vorhanden, welche mit einer Ausströmöffnung 27 des Gehäuses 5 in Verbindung steht, so daß eine Umlaufschmierung gegeben ist. Die Zuführungsleitung 24 ist an einer Druckölschmierungsleitung des Motorblockes 2 der Brennkraftmaschine direkt angeschlossen.

Im Rahmen der Erfindung kann das oben beschriebene Ausführungsbeispiel konstruktiv abgeändert werden. Zum Beispiel kann der Lagerring auch als Gleitlagerring auf dem Tragzapfen drehbar gelagert sein. Der Pumpenrotor und/oder der drehbare Bauteil können mit dem Lagerring einstückig verbunden sein. Ebenso kann der Gehäusering mit dem Flansch des Gehäuses einstückig ausgebildet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Lagereinheit für drehbare Bauteile mit integrierter Pumpe, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Pumpenraum, einem im Pumpenraum eingebauten Pumpenrotor, einem an seinem Befestigungsende vom Gehäuse getragenen Tragzapfen, und einem mit dem Pumpenrotor und dem drehbaren Bauteil drehfest verbundenen, auf dem Tragzapfen drehbar gelagerten Lagerring, wobei das Gehäuse einen Flansch mit einer Außenwand und einer den Pumpenraum auf der Befestigungsseite des Tragzapfens begrenzenden Innenwand mit einem über diese Innenwand vorstehenden, den Pumpenraum radial von außen dicht abdeckenden Gehäusering aufweist und der Pumpenrotor zwischen der Innenwand des Flansches und einem Steg des drehbaren Bauteils angeordnet und mit einer Mantelfläche des Lagerringes fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (8) des Gehäuses (4) mit seiner Außenwand (9) auf einer Stützfläche (1) eines mit der Lagereinheit zu verbindenden Maschinenelementes (2) abstützbar angeordnet und der Pumpenraum (5) durch einen am Gehäusering (16) anschließenden, der Innenwand (10) des Flansches (8) seitlich gegenüberliegenden, sich radial nach innen erstreckenden Seitenabschnitt (17) dicht abgedeckt ist.

2. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil (3) einen, am radial äußeren Rand seines Steges (15) anschließenden, in Richtung des Flansches (8) des Gehäuses (4) erstreckenden Felgenabschnitt (18) aufweist.

3. Lagereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Felgenabschnitt (18) des drehbaren Bauteils (3) eine mit einer gegenüberliegenden Wand des Flansches (8) oder des Gehäuseringes (16) einen engen Dichtspalt (20) bildende Stirnfläche (19) besitzt.

4. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil (3) eine auf der Mantelfläche des Lagerringes (13) festgesetzte Nabe (21) aufweist.

5. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil (3) einen, die Bohrung des Lagerringes (13) nach außen verschließenden Bodenabschnitt (22) besitzt.

6. Lagereinheit nach einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem drehbaren Bauteil (3) und dem Gehäuse (4) bzw. dem Gehäusering (16) ein den Pumpenraum (5) nach außen hin abdichtender, gleitender Dichtring (23) vorgesehen ist.

7. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenrotor (7) und das drehbare Bauteil (3) seitliche dicht aneinander anliegend mit dem Lagerring (13) fest verbunden sind.

8. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenraum (5) im Gehäuse (4) eine zur Aufnahme eines Pumpenrotors (7) mit Flügeln (6) exzentrisch um den Tragzapfen (12) herum verlaufende äußere Begrenzungsfläche aufweist.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagereinheit für drehbare Bauteile mit integrierter Pumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine Lagereinheit ist bekannt, bei der der Pumpenrotor im Inneren des Lagerringes des drehbaren Bauteils, wie z. B. Zahnrad, Riemenscheibe oder dgl. eingebaut ist (DE-GM 81 26 302). Diese bekannte Lagereinheit ist kompakt gebaut und im wesentlichen zum Pumpen von Flüssigkeiten geeignet. Wenn gasförmige Strömungsmittel von der Pumpe gefördert werden sollen, sind meistens größere Pumpenrotoren notwendig. Genügend große Pumpenrotoren lassen sich aber bei der bekannten Lagereinheit nicht immer im Inneren des Lagerringes unterbringen. So kann die bekannte Lagereinheit oft nicht mit dem Pumpenrotor einer Flügelzellenpumpe, wie sie z. B. im Kraftfahrzeugbau zum Herstellen eines Vakuums verwendet wird, ausgerüstet werden.

Eine Lagereinheit der genannten Gattung ist bekannt, bei der das Gehäuse einen Flansch mit einer Außenwand und einer den Pumpenraum auf der Befestigungsseite des Tragzapfens begrenzenden Innenwand aufweist, wobei der Pumpenraum durch einen Gehäusering radial von außen dicht abgedeckt ist (US-PS 28 30 541). Bei dieser Lagereinheit ist der Pumpenrotor mit einer Mantelfläche des Lagerringes fest verbunden und der Pumpenraum mündet auf der dem Flansch gegenüberliegenden Seite in einen den drehbaren Bauteil aufnehmenden, in axialer Richtung ausgedehnten Triebraum. Diese weitere bekannte Lagereinheit hat den Nachteil, daß sie einen großen Bauraum einnimmt und aus verhältnismäßig vielen Bauelementen zusammengesetzt werden muß, so daß diese in ihrer Fertigung aufwendig und teuer ist.

Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagereinheit mit integrierter Pumpe der genannten Gattung zu schaffen, welche trotz kompakter Bauweise den Einbau eines im Durchmesser größeren Pumpenrotors zuläßt, so daß auch gasförmige Strömungsmittel von der Pumpe gefördert werden können. Die Lagereinheit soll dabei als fertig montierbare Baueinheit am betreffenden Maschinenelement befestigbar sein.

Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß der Pumpenrotor einen verhältnismäßig großen wirksamen Durchmesser hat, denn dieser ist außerhalb des Lagerringes des drehbaren Bauteiles, das ein Zahnrad, eine Riemenscheibe, eine Umlenkrolle oder dgl. sein kann, angeordnet. Gleichzeitig kann aber auch ein enger Pumpenraum zwischen dem drehbaren Bauteil und dem Flansch des Gehäuses hergestellt werden, so daß sich eine in axialer Richtung gedrungen gebaute Lagereinheit ergibt. Diese Lagereinheit kann als Baueinheit bereits vom Hersteller mit Pumpe und drehbarem Bauteil fertig montiert werden. Durch Schrauben oder dgl. kann dann der Flansch des Gehäuses auf der Stützfläche des betreffenden Maschinenelementes sicher festgehalten werden. Die Lagereinheit kann als Riemenumlenkrolle, die mit einer Vakuumpumpe integriert ist, an der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges angeflanscht werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Weiterbildung nach Anspruch 2 hat zur Folge, daß die am Felgenabschnitt des drehbaren Bauteils und die am Pumpenrotor wirkenden Radialkräfte ungefähr in ein und derselben Radialebene liegen. Auf diese Weise verursachen diese Kräfte kein Kippmoment auf den Lagerring, die den Tragzapfen zusätzlich belasten wür-