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Dokumentenidentifikation DE19928480A1 28.12.2000
Titel Nadellager und Pumpeneinheit mit einem Nadellager
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Bitzer, Harold, 77815 Bühl, DE;
Eigenmann, Joerg, 76149 Karlsruhe, DE;
Braun, Wilhelm, 77815 Bühl, DE;
Bareiss, Alexander, 87509 Immenstadt, DE
DE-Anmeldedatum 22.06.1999
DE-Aktenzeichen 19928480
Offenlegungstag 28.12.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.12.2000
IPC-Hauptklasse F16C 19/24
IPC-Nebenklasse F04B 1/04   H02K 7/14   B60T 17/02   
Zusammenfassung Ein Nadellager (10) weist einen als exzentrische Hülse ausgebildeten Innenring (11), Nadeln (14) sowie einen Außenring (12) mit an seinen beiden Stirnseiten radial nach innen gerichteten Borden (17, 18) auf, von denen einer zur Sicherung der axialen Lage von Nadeln (14) und Außenring (12) durch Angriff am Innenring (11) vorgesehen ist, indem ein Bord (18) über eine Stirnfläche (19) des Innenrings (11) greift.
Bei einer Pumpeneinheit ist das Nadellager (10) mit axialem Spalt zu einem Wälzlager auf einer Welle eines Antriebsmotors angeordnet. Der Bord (18) des Außenrings (12) greift in diesen Spalt ein.

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Nadellager nach der Gattung des Patentanspruchs 1 sowie von einer Pumpeneinheit mit einem solchen Nadellager nach der Gattung des Patentanspruchs 2.

Es ist schon eine Pumpeneinheit mit einem gattungsgemäßen Nadellager bekannt (DE 197 20 615 C1). Die Pumpeneinheit hat einen elektrischen Antriebsmotor, dessen Welle in eine exzentrisch ausgebildete Hülse eines Bauteils drehmomentübertragend eingreift. Die Hülse ist motorseitig und motorabgewandt mit jeweils einem Wälzlager in einem Pumpenblock gelagert, an den auch der Motor angebaut ist. Die Hülse trägt unmittelbar benachbart zum motorseitigen Wälzlager ein Nadellager. Dabei dient die Hülse als Innenring des Nadellagers, dessen in einem Käfig aufgenommene Nadeln eine Nadelbüchse als Außenring tragen. An dem Außenring greifen Pumpenkolben an, welche radial zur Achse der Motorwelle im Pumpenblock aufgenommen sind.

Nadellager mit Innenring sind nicht selbsthaltend. Der Außenring des bekannten Nadellagers ist deshalb an seinen beiden Stirnseiten mit einem radial nach innen gerichteten Bord versehen, welche die Nadeln stirnseitig übergreifen. Um die axiale Lage von Nadeln und Außenring auf dem Innenring sicherzustellen, ist ein Bord des Außenrings zum spielbehafteten Angriff an der Stirnfläche des Innenrings des motorseitigen Wälzlagers vorgesehen. Auf der Seite des motorabgewandten Wälzlagers ist dagegen ein an die exzentrische Hülse angeformter Bund ausgebildet, an den der andere Bord des Außenrings anlaufen kann. Aufgrund dieser Gestaltung ergeben sich jedoch Nachteile: Wegen des Bundes weisen die beiden Wälzlager einen relativ großen Abstand auf, und der Bund erfordert eine kostenaufwendige Zerspanung oder Umformung des die Hülse aufweisenden Bauteils. Da der motorseitige Bord der Nadelbüchse stirnseitig völlig eben ausgebildet ist, besteht außerdem die Gefahr, daß er im verschleißbedingten Kontakt mit einer Lagerdeckscheibe des motorseitigen Wälzlagers Schäden verursacht.

Es ist aus DE 44 33 972 A1 bekannt, bei einer Pumpeneinheit einen Endabschnitt einer Motorwelle als Exzenter auszubilden, auf dem die Nadeln eines Nadellagers unmittelbar abwälzen. Der Außenring, an dem ein Pumpenkolben einer Radialkolbenpumpe angreift, weist an beiden Stirnseiten jeweils einen die Nadeln übergreifenden Bord auf. Mit einem Bord ist der Außenring an dem Innenring eines unmittelbar benachbarten Wälzlagers der Motorwelle abgestützt, dem anderen Bord ist eine Anlauffläche an einer Stufe einer Bohrung in einem Pumpenblock zugeordnet, um das Nadellager axial zu stützen. Bei dieser Ausführungsform ist nachteilig, daß die Anlauffläche in aufwendiger Weise verschleißmindernd behandelt werden muß.

Ferner ist es aus EP 0 637 690 A1 bekannt, bei einer Pumpeneinheit mit einer Radialkolbenpumpe eine Exzenterhülse auf eine Motorwelle aufzupressen, welche wiederum ein als Radial-Rillenkugellager ausgebildetes Wälzlager mit Preßsitz prägt, an dessen Außenring ein Pumpenkolben angreift. Da ein derartiges Wälzlager selbsthaltend ist, sind Maßnahmen zur Sicherung der axialen Lage seines Außenrings nicht erforderlich.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Nadellager mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß der radial nach innen verbreiterte Bord im Zusammenwirken mit dem Nadellager- Innenring in einer Achsrichtung die Führung des Außenringes und der Nadeln auf dem Innenring übernehmen kann.

Die erfindungsgemäße Pumpeneinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 ist insofern vorteilhaft, als mit geringem Aufwand eine Selbsthaltung des Nadellagers auf der Welle des Antriebsmotors dadurch erzielt wird, daß der Außenring aufgrund von Formschluß seines Bordes zwischen den beiden mit Kraftschluß auf der Welle befestigten Innenringen von Nadellager und Wälzlager geführt ist. Ein weiteres Führungselement oder eine Anlauffläche für den Außenring ist nicht erforderlich, was neben Kostenvorteilen zu einer axialen Verkürzung der Gesamtanordnung führt, die dann wiederum eine kompakte und kostengünstige Gestaltung des Pumpenblocks ermöglicht. Außerdem wird aufgrund der Gestaltung des Innenringes des Nadellagers als Exzenter die Fertigung der Motorwelle verbilligt und eine hohe Biegesteifigkeit der Welle erhalten.

Durch die im Anspruch 3 aufgeführte Maßnahme wird eine flächenmäßig definierte Berührung zwischen dem Bord des Außenrings des Nadellagers und dem Innenring des Wälzlagers vorgegeben. Die Kröpfung oder Ausstülpung verhindert ein Anlaufen des Bordes gegen eine Lagerdeckscheibe des Wälzlagers und deren Verschleiß. Mit der Kröpfung oder Ausstülpung wird ein Werkstoffvolumen zur Verfügung gestellt, welches sich während der Lebensdauer der Pumpeneinheit verschleißbedingt reduzieren kann. Schäden am Nadellager oder Wälzlager werden dadurch vermieden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Nadellager im Schnitt und Fig. 2 einen Längsschnitt einer Pumpeneinheit mit einem Nadellager nach Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein in Fig. 1 der Zeichnung geschnitten dargestelltes Nadellager 10 weist einen Innenring 11, einen Außenring 12 sowie zwischen dem Innenring und dem Außenring aufgenommene, in einem Käfig 13 geführte Nadeln 14 auf. Der Innenring 11 ist als exzentrische Hülse mit einer Achse 15 ausgebildet. Der Außenring 12 hat eine Achse 16 und ist in Form einer Nadelbüchse gestaltet. Der Außenring 12 ist an seinen beiden Stirnseiten mit einem radial nach innen gerichteten Bord 17 und 18 versehen. Der Bord 17 weist eine geringe radiale Breite auf und übergreift lediglich die Nadeln 14. Der Bord 18 hat dagegen eine größere radiale Breite und greift über eine Stirnfläche 19 des Innenrings 11. Der Bord 18 erreicht nahezu den Innendurchmesser des Innenrings 11 dort, wo dieser seine geringste Wandstärke besitzt. An seinem Innenrand hat der Bord 18 eine axiale, von der Stirnfläche 19 des Innenrings 11 weggerichtete Kröpfung oder Ausstülpung 20. Die Kröpfung oder Ausstülpung 20 bildet einen konzentrisch zur Achse 16 des Außenrings verlaufenden Werkstoffwulst, welcher eine vom Innenring 11 abgewandte Stirnfläche 22 des Bordes 18 überragt und in einer Stirnfläche 21 endet, die parallel zur Stirnfläche 22 verläuft. Durch den Übergriff des Bordes 18 über den Innenring 11 wird ein Halt von Außenring 12, Käfig 13 und Nadeln 14 auf dem Innenring 11 in einer Achsrichtung erzielt.

Eine in Fig. 2 der Zeichnung im Längsschnitt dargestellte Pumpeneinheit 25 ist zur Verwendung in schlupfgeregelten hydraulischen Fahrzeug-Bremsanlagen bestimmt. Die Pumpeneinheit 25 weist eine Radialkolbenpumpe 26 mit zwei in einem Pumpenblock 27 angeordneten Pumpenelementen 28 auf. An den Pumpenblock 27 ist ein elektrischer Antriebsmotor 29 der Radialkolbenpumpe 26 angebaut. Der Antriebsmotor 29 hat eine Welle 30, welche mit ihrem pumpenblockabgewandten Ende in einem Gleitlager 31 gelagert ist. Das in einem Gehäuse 32 des Antriebsmotors 29 abgestützte Gleitlager 31 bildet ein Loslager für die Welle 30. Pumpenblockseitig ist die Welle 30 in einem Wälzlager 33 in der Form eines Radial- Rillenkugellagers gelagert. Ein Außenring 34 des Wälzlagers 33 sitzt mit Preßsitz in einem Gehäusedeckel oder Flansch 35 des Gehäuses 32. Ein den Außenring 34 des Wälzlagers 33 umfangsseitig umschließender Bund 36 des Gehäusedeckels 35 greift in eine abgestufte Bohrung 37 des Pumpenblocks 27 ein. Ein Innenring 38 des Wälzlagers 33 ist mit Preßsitz auf der Welle 30 des Antriebsmotors 29 gehalten. Die Kugeln 39 sind an beiden Stirnseiten des Wälzlagers 33 durch Lagerdeckscheiben 40 abgedeckt. Das Wälzlager 33 ist ein Festlager der Welle 30.

Unmittelbar benachbart zu dem Wälzlager 33 ist auf der Welle 30 des Antriebsmotors 29 das anhand von Fig. 1 beschriebene Nadellager 10 angeordnet. Der Innenring 11 des Nadellagers 10 ist unter Belassen eines Spaltes zum Innenring 38 des Wälzlagers 33 auf die Welle 30 des Antriebsmotors 29 aufgepreßt. Dabei fällt die Achse 15 des Nadellagers 10 mit der Achse 44 der Welle 30 zusammen. Der Durchmesser des das Nadellager 10 aufnehmenden Wellenabschnitts 45 ist nur geringfügig gegenüber dem sich vom Wälzlager 33 zum Gleitlager 31 erstreckenden Abschnitt 46 der Welle 30 verringert. Diese weist daher eine hohe Biegesteifigkeit auf. An dem Außenring 12 des Nadellagers 10 greifen mantelseitig in einer rechtwinklig zur Wellenachse 44 verlaufenden Ebene oszillierend bewegbare Pumpenkolben 47 der Pumpenelemente 28 der Radialkolbenpumpe 26 an. Das Nadellager 10 ist in einer Weise auf der Welle 30 angeordnet, daß der radial breitere Bord 18 in den Spalt 43 zwischen dem Innenring 11 des Nadellagers 10 und dem Innenring 38 des Wälzlagers 33 mit geringem axialen Spiel eingreift. Damit ist ein Halt des Außenringes 12 des Nadellagers 10 in beiden Achsrichtungen erzielt. Das vom Spiel des Bordes 18 im Spalt 43 zugelassene geringfügige axiale Wandern des Außenringes 12 wird auf der einen Seite vom Innenring 11 des Nadellagers 10 und auf der anderen Seite vom Innenring 38 des Wälzlagers 33 begrenzt. Dabei gelangt lediglich die Stirnfläche 21 der Kröpfung oder Ausstülpung 20 am Bord 18 in Kontakt mit dem Innenring 38 des Wälzlagers 33. Die nadellagerseitige Lagerdeckscheibe 40 des Wälzlagers 33 wird vom Bord 18 nicht berührt. Während der Lebensdauer der Pumpeneinheit 25 stellt die Kröpfung oder Ausstülpung 20 ein dem Verschleiß ausgesetztes Werkstoffvolumen zur Verfügung. Der solcherart erzielte Halt des Außenringes 12 macht eine pumpenblockseitige Anlauffläche überflüssig. Darüber hinaus gestattet es diese Lösung das Nadellager 10 in relativ geringem axialen Abstand zum Wälzlager 33 anzuordnen, so daß die von den Pumpenkolben 47 hervorgerufenen und auf das Nadellager 10 wirkenden Kräfte nur eine geringe Durchbiegung der Welle 30 und demzufolge eine verminderte Geräuschentwicklung der Pumpeneinheit 25 bewirken.

Die Welle 30 des Antriebsmotors 29 ist an ihrem pumpenblockseitigen Endabschnitt 49 mit einem weiteren Nadellager 50 in der Bohrung 37 des Pumpenblocks 27 gelagert. Hierdurch ist die Durchbiegung der Welle 30 zusätzlich verringert. Das Nadellager 50 bildet ein zweites Loslager der Welle 30.


Anspruch[de]
  1. 1. Nadellager (10) mit einem als exzentrische Hülse ausgebildeten Innenring (11), einem Außenring (12) in Form einer Nadelbüchse sowie in einem Käfig (13) aufgenommenen Nadeln (14), welche zwischen Innenring (11) und Außenring (12) angeordnet sind, wobei der Außenring (12) an seinen beiden Stirnseiten mit einem radial nach innen gerichteten Bord (17, 18) versehen ist, von denen einer (18) zur Sicherung der axialen Lage von Nadeln (14) und Außenring (12) durch Angriff am Innenring (11) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bord (18) des Außenrings (12) über eine Stirnfläche (19) des Innenrings (11) greift.
  2. 2. Pumpeneinheit (25), insbesondere für schlupfgeregelte hydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen,

    mit einer Radialkolbenpumpe (26) mit mindestens einem Pumpenkolben (47) in einem Pumpenblock (27),

    mit einem an den Pumpenblock (27) angebauten Antriebsmotor (29),

    mit einer vom Antriebsmotor (29) antreibbaren Welle (30), welche wenigstens mittelbar einen Innenring (39) eines Wälzlagers (33) durchgreift und unmittelbar benachbart zu diesem ein Nadellager (10) trägt,

    das einen als exzentrische Hülse ausgebildeten Innenring (11) und einen Außenring (12) in Form einer Nadelbüchse aufweist,

    wobei der Außenring (12) an seinen beiden Stirnseiten jeweils mit einem radial nach innen gerichteten Bord (17, 18) versehen ist, von denen einer (18) zum Angriff am Innenring (38) des Wälzlagers (33) vorgesehen ist, während der Pumpenkolben (47) der Radialkolbenpumpe (26) am Mantel des Außenrings (12) des Nadellagers (10) angreift, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Innenring (11) des Nadellagers (10) ebenso wie der Innenring (38) des Wälzlagers (33) auf die Welle (30) aufgepreßt sind und

    daß der zum Angriff am Innenring (38) des Wälzlagers (33) vorgesehene Bord (18) des Außenrings (12) des Nadellagers (10) in einen Spalt zwischen den Innenringen (11, 38) von Nadellager (10) und Wälzlager (33) greift.
  3. 3. Pumpeneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bord (18) des Außenrings (12) des Nadellagers (10) an seinem Innenrand eine axiale, gegen den Innenring (38) des Wälzlagers (33) gerichtete Kröpfung oder Ausstülpung (20) hat, deren radial verlaufende ebene Stirnfläche (21) zum Anlauf gegen den Innenring (38) des Wälzlagers (33) vorgesehen ist.






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