CN101213372A - 用于将泵轴承布置在塑料的冷却剂泵外壳中/上面的结构和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使配有至少一个轴承槽(1)的泵轴承(3)的轴承环(2)布置在塑料的冷却剂泵外壳(5)的轴承座(4)里面/上面的结构，具有轴向的轴承凸肩(6)以及多个设置在轴承座(4)上的定位短臂(7)，其中独立的粘接剂槽(8)位于这些定位短臂(7)与轴承凸肩(8)之间，这些粘接剂槽分别在四个轴向上配有液体密封的壁体(9)，在泵轴承(3)的轴承环(2)的方向上具有一个孔并且还在泵轴承(3)的外边缘处具有缝隙形的粘接剂凹坑(10)。

Description

用于将泵轴承布置在塑料的冷却剂泵外壳中/上面的结构和方法
本发明涉及一种用于将泵轴承布置在塑料的冷却剂泵外壳中/上面的结构和方法。
在现有技术中描述了具有塑料外壳的冷却剂泵。
在这些结构形式中使泵轴承在注塑前定位在注塑模具里面并且在注塑期间位置可靠地组合在塑料外壳里面。
这种轴承固定的形式存在缺陷，使泵轴承在注塑期间承受直到300℃的温度并由此承受非常高的热负荷。
在冷却过程期间轴承套在塑料中径向预紧并且同时经常甚至变形。
在后续的工作过程中必需润滑并密封轴承。
除了与此相关增加制造和装配费用以外具有注塑的泵轴承的冷却剂泵还存在其它缺陷，作为泵轴承使用的轴承由于工艺引起的外环在塑料中的预紧必需具有相对较大的轴承间隙。
这种较大的轴承间隙迫使具有较大的“轴冲击”，它使得由轴封要承担的轴密封变得困难，增加装配费用，降低轴承的使用寿命，并且还引起较高的运行噪声。
具有注塑在塑料外壳里面的轴承的冷却剂泵的另一缺陷是，这个塑料外壳由于组合的泵轴承不能耐温，因为在塑料加热到180℃至200℃时，迫使不退火的塑料与退火的塑料相比具有较低的强度。
此外不能无损坏地实现注塑的钢轴承与外壳塑料的分离，由此排除轴承外壳的继续处理。
此外具有注塑泵轴承的塑料外壳的回收在成本上是非常不经济的，因为迫使注塑的轴承与外壳塑料的分离需要增加时间和处理费用。
另一方面如同例如在DE 197 20 286 A1中将轴承布置在冷却剂泵的塑料外壳里面所描述的那样，其中使泵轴承的整个外壳面粘接在从属的塑料外壳里面。
在此通过用于传递轴向轴承负荷所需的塑料外壳与轴承外壳之间的粘接间隙给定加工和装配误差。但是这种对于所需粘接间隙强制必需的加工和装配误差非常影响泵轮与从属的外壳孔之间的密封间隙的几何形状并且增加了作为冷却剂泵效率的重要影响参数的泄漏流，因此对于具有粘接的泵轴承的冷却剂泵(以可替代的加工和/或装配费用)或者只能将微小的轴承负荷传递到泵外壳上，或者这样设计粘接间隙，使得可以将高的轴承负荷传递到泵外壳上。但是迫使最后所述的冷却剂泵只能具有更低的效率。
在DE 103 00 6 11 A1中由申请者设想了一种在其间已经证实的轴承结构，用于使泵轴承布置在具有轴向轴承结构的塑料的冷却剂泵外壳里面/上面，其中一方面在冷却剂泵外壳里面设置一个配有进入孔的径向外壳槽，并且另一方面在设置在轴承座里面的轴承环里面加入一个在最终装配状态与外壳槽对置设置的轴承槽。通过进入孔例如使聚酰胺以液态加入到在冷却剂泵外壳与轴承环之间由外壳槽和轴承槽构成的空心空间里面。在聚酰胺硬化以后在外壳槽与轴承槽之间的空心空间里面形成一个不仅与冷却剂泵外壳连接而且与轴承环连接的注塑的塑料环。但是这种在实践中已经证实的结构形式为了加工“粘接剂环”需要增加加工费用，因为为了在塑料外壳中“加工”粘接剂环必需事后机械地加入环绕的外壳槽也包括用于“充满这个外壳槽”所需的孔。
要布置在冷却剂泵塑料外壳里面的径向外壳槽由于布置这个外壳槽起到使轴承颈削弱的作用，由此在外部的皮带负荷作用下在这个位置存在折断的危险。
另一方面将聚酰胺通过进入孔注塑到由外壳槽和轴承槽构成的环形中间空间里面需要准确地配量注塑量同时也包括准确地控制充满，因为聚酰胺例如可能轴向在轴封的方向上流出，由此可能对径向密封环或滑动环的密封功能产生不利影响，或者不完全地充满环槽也明显地限制所期望的轴承在塑料外壳中的轴向也包括径向的固定。
但是在上述申请的从属权利要求中建议的短臂在具有位于其间的短臂槽的塑料外壳的轴承孔中的布置与进入孔和外壳槽相结合导致在实际应用中不能达到所期望的粘连接强度，因为通过粘滞液体的粘接剂不能保证环槽和短臂槽的完全充满。因此在实践中只能实现具有一个通到环槽的进入孔的解决方案。
因此由于上述的缺陷必需进一步改进泵轴承在塑料的冷却剂泵外壳里面/上面的布置。
因此本发明的目的是，提供一种用于使泵轴承布置在塑料的冷却剂泵外壳中/上面的可以简单加工和装配的结构以及经济且在加工工艺上简单的方法，它不存在现有技术的上述缺陷，它能够实现塑料外壳的退火和使用具有小轴承间隙的轴承以及所有由此引起的优点、如提高使用寿命、更少地形成噪声、使轴密封环或滑动环密封卸载等，此外能够以最少的加工和装配费用和高的泵效率保证泵轴承之间在泵外壳上的大面积、均匀分布的粘接/粘附性，由此保证对于轴承颈的稳定性没有不利影响地将大的作用力从泵轴承传递到泵外壳上。
按照本发明这个目的通过具有本发明的独立权利要求特征的按照本发明的结构和按照本发明的方法得以实现，用于使配有至少一个轴承槽(1)的泵轴承(3)的轴承环(2)布置在塑料的冷却剂泵外壳(5)的轴承座(4)里面/上面。
在此特征是，一个配有至少一个轴承槽(1)的泵轴承(3)的轴承环(2)布置在塑料的冷却剂泵外壳(5)的轴承座(4)里面/上面的结构具有轴向的轴承凸肩(6)以及多个设置在轴承座(4)上的定位短臂(7)，其特征在于，相互分开的、即独立的粘接剂槽(8)设置在这些定位短臂(7)与轴承凸肩(8)之间，这些粘接剂槽分别在四个轴向上配有液体密封的壁体(9)，即，相互间没有连接通道，并且仅仅在设置在这个粘接剂槽(8)上方的泵轴承(3)的轴承环(2)的方向上具有一个孔并且还在泵轴承(3)的外边缘处具有缝隙形的粘接剂凹坑(10)。
所述定位短臂(7)用于简化用于接合所需的加工和装配手续，因为由于中断构成的轴承座(4)外壳面能够在装配期间实现对于泵轴承(3)无损伤地预紧。
在定位短臂(7)之间加工出来的“液体密封”的粘接剂槽(8)在接着的粘接剂加热和硬化时与相互连接的轴承环的粘接剂槽相结合保证粘接剂均匀地分布，由此总是保证在泵轴承与泵外壳之间的大面积的、均匀分布的粘接/粘附性。
通过粘接剂凹坑(10)可以保证粘接剂储备同时保证“敞开”地将粘接剂槽(8)安置在冷却剂泵外壳的周围，由此保证所有的粘接剂槽(8)和轴承环(1)的最佳排气，并由此起到使所有粘接接合最佳充满，并由此使轴承与塑料外壳最佳地力结合粘连接的作用。
本发明的另一特征是，所述定位短臂(7)与设置在其间的粘接剂槽(8)可以平行于泵轴承(3)的轴向、倾斜于泵轴承(3)的轴向和/或与泵轴承(3)的轴向成弧形地设置。
所述定位短臂(7)的造型和设置在定位短臂(7)之间的粘接剂槽(8)的形状通过在注塑时的最佳脱模简化加工过程并且还能够进一步提高在泵轴承(3)与冷却剂泵外壳(5)之间传递的轴承力。
按照本发明为了使泵轴承(3)与冷却剂泵的塑料外壳连接首先将粘接剂涂覆到要被接合的圆周面上面和/或轴承环(2)的轴承槽(1)上面和/或配有定位短臂(7)的轴承座(4)里面或上面。
在此按照本发明可以将粘接剂例如通过一个或多个并排设置的、通过压力空气控制的配量喷嘴以给定的量涂覆到要被接合的外壳上，它环形地、精确地使夹紧在旋转装置里面轴承结构的结构单元定位。
本发明重要的是，在另一与上述的要被接合的轴承结构的结构组件的内壳里面通过一个在垂直设置的这个结构单元的环外壳中垂直移动的、由一个配量喷嘴加载的离心盘同样以给定的量均匀分布地涂覆粘接剂。
特征也是，紧接着这个按照本发明配量的粘接剂涂覆将要接合的轴承环(2)在由定位短臂(7)构成的轴承座(4)里面/上面“挤压”到顶靠在轴承凸肩(3)上。
按照本发明也相关地接着使设置在塑料的冷却剂泵外壳(5)里面/上面的在接合面上以粘接剂浸润的泵轴承(3)通过向上指向的粘接剂凹坑(10)以约2至10秒感应地、通过设置在接合副外壳上的感应线圈加热。在此使泵轴承(3)的外壳以约0.8至最多1.2mm的深度全部加热到约100℃至125℃并由此使所使用的粘接剂这样液化，使得在接合时保留在粘接剂凹坑(10)里面的粘接剂也“水化”并且流进粘接剂槽里面。
在此完全充满这个粘接剂槽，因为通过轴承槽(1)在所有的粘接剂槽(8)里面在轴承环(2)的圆周上起到均匀的“粘接剂液体状态”的作用。
在外壳上感应地完全加热的球轴承在外壳短时间地感应加热以后将这个热量非常快速地向“内”、即给到泵轴承里面，由此使加入到粘接剂接合、即粘接剂槽(8)和轴承槽(1)里面的粘接剂尽管泵轴承外壳的短时间高温也不泡沫化，即，在粘接剂接合时不超过粘接剂的沸点。
同时由此在粘接剂的整个硬化时间上实现最佳的硬化温度。
在粘接剂、例如热固的双组分粘接剂按照本发明固化以后由于按照本发明的解决方案以最佳的密封间隙几何形状和高的泵效率根据按照本发明的解决方案以硬化的塑料充满，大面积的粘接剂槽(8)与环绕这个粘接剂槽(8)的轴承环保证一个均匀分布的粘接/粘附性，由此能够使高的径向和轴向作用力从泵轴承传递到泵外壳上。
有利的是，使轴承在以最小的加工和装配费用注塑以后才与冷却剂泵外壳(5)连接，通过退火可以明显改善塑料外壳的材料特性。
因为在改善冷却剂泵外壳(5)的轴承与轴承座之间的配合时仅仅考虑挤压配合、但是不考虑粘接剂间隙尺寸，因此可以以最小的加工和装配费用保证在泵轮与外壳孔之间的最佳密封间隙几何形状，并由此保证高的泵效率。
因为按照本发明既不注塑轴承也不预紧轴承并因此避免泵轴承的外轴承环在冷却剂泵外壳(5)中变形，作为泵轴承也可以使用具有小轴承间隙的泵轴承(3)，并由此带来优点，例如与更小的轴承间隙相关地使轴封环或滑动环密封卸载、提高使用寿命、更少地形成噪声等。
由于粘接剂槽(8)与同样由粘接剂充满的环形环绕的轴承环(1)组合不仅保证所有粘接剂槽(8)的均匀充满，而且可以毫无问题地不仅将径向力而且将轴向力从泵轴承(3)传递到冷却剂泵外壳(5)上。
此外通过确定地断开粘连接能够实现泵轴承的方便拆卸，由此除了减少加工和装配费用以外也可以明显减少用于回收的费用。
由按照本发明的实施例描述结合权利要求以及按照本发明的解决方案的附图给出本发明的其它细节和特征。
下面借助于两个在附图中所示的实施例详细描述本发明。附图中：
图1以侧视图、截面图示出按照本发明的结构的可能结构形式，
图2示出按照图1的截面图X-X。
在图1中以侧视图、截面图示出按照本发明的结构的可能结构形式。图2示出按照图1的从属的截面图X-X。
在此一个配有至少一个轴承槽1的泵轴承3的轴承环2设置在塑料的冷却剂泵外壳5的轴承座4里面。该轴承座4由许多定位短臂7与轴向轴承凸肩6相结合构成。
在定位短臂7与轴承凸肩6之间设置相互分开的、即独立的粘接剂槽8，它们分别在四个轴向配有液体密封的壁体(9)，即，它们相互间没有连接通道。
只在这个粘接剂槽8上面、即在设置在那里的泵轴承3的轴承环2处，也包括在泵轴承3的外边缘上、在粘接剂凹坑10的缝隙形部位所述粘接剂槽是“敞开的”。
所述定位短臂7还减少了用于接合所需的加工和装配费用，因为由于断开构成的轴承座4的外壳面能够在装配期间实现对于泵轴承3无损伤地预紧。在此在轴承座中实现密封，即，顶靠在轴承凸肩6和定位短臂7上的泵轴承3使通过轴承槽1相互连接的粘接剂槽8一直密封到粘接剂凹坑10。
这些按照本发明的粘接剂槽8在下面加热和固化粘接剂时与使粘接剂槽8相互连接的轴承槽1相结合保证大面积的、总是相同的最大粘接面，同时具有均匀分布的粘附性，即，没有那种空气夹杂，由此保证对轴承颈的稳定性没有不利影响地总是将高的作用力从泵轴承3传递到冷却剂泵外壳上。
通过粘接剂凹坑10一方面保证粘接剂储备，同时还保证粘接剂槽8在冷却剂泵外壳周围的“敞开”连接，由此也可以保证所有粘接剂槽8也包括轴承槽1的最佳排气。
通过粘接剂凹坑10还保证所有粘接面的最佳充满并由此保证轴承与塑料外壳的最佳力结合的粘连接。
所述定位短臂7与设置在其间的粘接剂槽8在本实施例中平行于泵轴承3的轴向设置。
为了使泵轴承3与冷却剂泵塑料外壳连接首先将热固的双组分粘接剂不仅涂覆到要被接合的圆周面上而且涂覆到轴承环2的轴承槽1里面。
在此将这种粘接剂通过两个并排设置的、以压力空气控制的配量喷嘴精确配量地环形地涂覆到夹紧在旋转装置里面的泵轴承结构单元的要被接合的外壳上。
同时在配有定位短臂7的轴承座的内壳上通过垂直地在垂直设置的内壳里面移动的、由配量喷嘴加载的离心盘以精确给定的量均匀分布地涂覆粘接剂。紧接着这种按照本发明的配量的粘接剂涂覆将要被接合的轴承环2在由定位短臂7构成的轴承座4里面或上面挤压到一直顶靠在轴承凸肩3上。
因为由于使粘接剂槽8向下密封的轴承凸肩使粘接剂只能向上流出，因此在将(环形地配有粘接剂的)轴承环2“插到”以粘接剂浸润的轴承座4里面时使流出的粘接剂聚集在粘接剂凹坑10里面。
接着将事先接合的均匀向上指向的粘接剂凹坑10的结构组件感应地通过设置在冷却剂泵外壳5的轴承颈11上的感应线圈加热5秒。在此使泵轴承3的外壳完全以约2mm深加热到120℃，同时使加入的热固的双组分粘接剂这样液化，使在接合时流进粘接剂凹坑10里面的粘接剂水化并且流进粘接剂槽，同时完全充满这个粘接剂槽并且通过轴承槽1导致在所有粘接剂槽8里面在轴承环2圆周上的均匀“粘接剂液体状态”。
这样首先感应地只“外面”加热的球轴承在这个短时间的感应加热以后使热量相对快速地向“内”给出，由此使加入到粘接剂接合、即粘接剂槽8和轴承槽1里面的粘接剂尽管这个短时间的在泵轴承外壳上的非常高的温度也不泡沫化，即，在粘接剂接合中不超过粘接剂的沸点。同时通过储存在球轴承里面的且通过塑料外壳“隔绝”的热量保证在粘接剂在粘接剂接合中的整个固化时间(约1分钟)上最佳的固化温度，由此在热固的双组分粘接剂按照本发明固化以后由于按照本发明的解决方案保证均匀分布的粘接/粘附性，并且以最佳的密封间隙几何形状和高的泵效率不对轴承颈的稳定性产生不利影响地由于按照本发明的解决方案将大的作用力从泵轴承传递到泵外壳上。
因为轴承只有在以最小的加工和装配费用注塑以后才与冷却剂泵外壳5连接，因此也能够通过退火明显改善塑料外壳的材料特性。
因为在设计轴承与冷却剂泵外壳5的轴承座粘接的配合时只考虑压配合并且不考虑粘接剂间隙尺寸，因此能够以最小的加工和装配费用保证在泵轮与外壳孔之间的最佳密封间隙几何形状并由此保证高的泵效率。
因为按照本发明既不注塑轴承也不固定夹紧轴承，因此一般避免泵轴承的外轴承环在冷却剂泵外壳5里面的变形，由此可以使用具有小的轴承间隙的泵轴承3并由此得到所有优点，例如与更小的轴承间隙相关地使轴封环或滑动环密封卸载、提高使用寿命、更少地形成噪声等。由于按照本发明的“液体密封”的粘接剂槽8与同样以粘接剂充满的环形环绕的轴承槽1相结合不仅保证均匀地充满所有的粘接剂槽，而且可以轻而易举地不仅将高的径向力而且将高的轴向力从泵轴承3传递到冷却剂泵外壳5上。
此外通过确定的断开粘连接能够实现方便地拆卸，由此除了可以减少加工和装配费用以外也可以明显减少用于回收的费用。
附图标记清单
1  轴承槽
2  轴承环
3  泵轴承
4  轴承座
5  冷却剂泵外壳
6  轴承凸肩
7  定位短臂
8  粘接剂槽
9  壁体
10 粘接剂凹坑
11 轴承颈

Claims (3)

1.用于使配有至少一个轴承槽(1)的泵轴承(3)的轴承环(2)布置在塑料的冷却剂泵外壳(5)的轴承座(4)里面/上面的结构，具有轴向的轴承凸肩(6)以及多个设置在轴承座(4)上的定位短臂(7)，其特征在于，独立的粘接剂槽(8)位于这些定位短臂(7)与轴承凸肩(8)之间，这些粘接剂槽分别在四个轴向上配有液体密封的壁体(9)，在泵轴承(3)的轴承环(2)的方向上具有一个孔并且还在泵轴承(3)的外边缘处具有缝隙形的粘接剂凹坑(10)。
2.如权利要求1所述的泵轴承(3)结构，其特征在于，所述定位短臂(7)与设置在其间的粘接剂槽(8)可以平行于泵轴承(3)的轴向、倾斜于泵轴承(3)的轴向和/或与泵轴承(3)的轴向成弧形地设置。
3.一种用于使泵轴承(3)布置在塑料的冷却剂泵外壳里面/上面的方法，具有一个轴向的轴承凸肩(6)，其特征在于，将一种粘接剂分布地涂覆到要被接合的圆周面上面和/或轴承环(2)的轴承槽(1)上面和/或配有定位短臂(7)的轴承座(4)里面或上面，接着将要接合的轴承环(2)在由定位短臂(7)构成的轴承座(4)里面/上面顶压到顶靠在轴承凸肩(3)上，接着使设置在塑料的冷却剂泵外壳(5)里面的泵轴承(3)在粘接剂凹坑(10)向上指向时以约2至10秒感应地加热到约100℃至125℃。
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