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Die Erfindung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-2009-0112243 , die am 19. November 2009 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier via Bezugnahme mit aufgenommen ist.
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Die Erfindung betrifft eine Wasserpumpe, die mit einem Lager ausgestattet ist. Im Spezielleren betrifft die Erfindung eine Wasserpumpe, die mit einem Lager ausgestattet ist und die elektrisch betrieben ist, um Kühlmittel zu zirkulieren.
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Ein Kühlsystem irgendeiner Art ist notwendig in jedem Verbrennungsmotor. Wäre kein Kühlsystem vorgesehen, würden Teile aufgrund der Hitze des verbrennenden Kraftstoffs schmelzen und Kolben würden sich derart ausdehnen, dass sie festfressen.
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Das Kühlsystem weist auf: einen Motorkühlmantel, einen Thermostat, eine Kühlmittelpumpe (Wasserpumpe), einen Kühler, eine Kühlerkappe, ein Gebläse, einen Gebläseantriebsriemen und sonstige notwendige Riemen.
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Im Allgemeinen hat die Kühlmittelpumpe kein Eigenantriebsdrehmoment. Demgemäß verwendet die Kühlmittelpumpe kinetische Energie, die von der Motorkurbelwelle aus übertragen wird.
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Wenn der Verbrennungsmotor startet, dann wird die Kühlmittelpumpe unabhängig von der Kühlmitteltemperatur und dem Antriebszustand des Verbrennungsmotors in der Weise betrieben, dass Kühlmittel in dem Kühlmantel und dem Kühler des Motors zirkuliert wird.
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Da das Kühlmittel zwangsweise zirkuliert wird, bevor der Verbrennungsmotor aufgewärmt ist, steigt die Abgastemperatur nur langsam an. Demgegenüber muss die Abgastemperatur auf eine hohe Temperatur angehoben werden, z. B. auf 250°C, um die Reinigungseffizienz des Abgases auf einen Normalzustand zu bringen.
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In jüngster Zeit wurde eine (Elektro-)Motor betriebene Kühlmittelpumpe beim Verbrennungsmotor angewendet, und die (E-)Motor betriebene Kühlmittelpumpe verringert die Aufwärmzeit des Motors und verbessert die Kraftstoffeffizienz.
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Jedoch sind Lager an der Antriebswelle eines (E-)Motors (Elektromotors) angebracht, der die Wasserpumpe betreibt bzw. dreht, und die Lagerung/das Lager erfordert eine hohe Lebensdauer und eine gute Wasserdichtheit, und es muss einfach an der Antriebswelle anbringbar sein.
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Die Informationen in diesem Hintergrundabschnitt dienen nur dem Verständnis über den allgemeinen Hintergrund der Erfindung und stellen nicht den dem Fachmann bekannten Stand der Technik dar.
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Zahlreiche Aspekte der Erfindung zielen darauf ab, eine Wasserpumpe bereitzustellen, die mit einem Lager ausgestattet ist, aufweisend die Vorteile, einfach montierbar zu sein und eine sichere Struktur und eine gute Wasserdichtheit zu haben.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Wasserpumpe, die mit einem Lager ausgestattet ist, bereitgestellt, aufweisend eine Antriebswelle, wenigstens zwei Lagerteile, die bogenförmig ausgebildet sind und die um den Außenumfang der Antriebswelle herum montiert sind und die miteinander im Eingriff stehen, ein Gehäuse, das die wenigstens zwei bogenförmigen Lagerteile darin fixiert, sodass die Antriebswelle in den wenigstens zwei bogenförmigen Lagerteilen rotieren kann.
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Die Umfangslänge des jeweiligen Bogens in den wenigstens zwei Lagerteilen kann im Wesentlichen gleich sein.
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Eine Montagenut kann in Umfangsrichtung der Antriebswelle an der Außenfläche der Antriebswelle mit einer vorbestimmten Tiefe ausgebildet sein, und die Innenumfänge der wenigstens zwei Lagerteile können im Gleitkontakt mit dem Außenumfang der Montagenut sein.
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Eine in Längsrichtung verlaufende Länge der zumindest zwei Lagerteile kann im Wesentlichen gleich sein zu einer in Längsrichtung verlaufenden Länge der Montagenut (in Längsrichtung der Antriebswelle gesehen).
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Die Außenumfänge der wenigstens zwei Lagerteile können um eine vorbestimmte Höhe vom Außenumfang der Antriebswelle (über diesen hinaus) vorstehen.
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Das Gehäuse kann erste Lateralseitenflächen und die Außenumfänge der wenigstens zwei Lagerteile kontaktieren.
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Die Antriebswelle kann eine Rohrform haben, bei der ein zentraler Wellenabschnitt hohl ist.
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Die Innenumfänge der wenigstens zwei Lagerteile können den Außenumfang der Antriebswelle kontaktieren, und Rippen können (stofflich) einstückig am Außenumfang der Antriebswelle mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen entlang der Längsrichtung der Antriebswelle ausgebildet sein, wobei die wenigstens zwei Lagerteile zwischen den Rippen angeordnet und von den Rippen gestützt sind.
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Die Innenumfänge der wenigstens zwei Lagerteile können den Außenumfang der Antriebswelle kontaktieren, und (separate) Rippen können am Außenumfang der Antriebswelle mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen entlang der Längsrichtung der Antriebswelle mittels eines Fixierelements angebracht sein, wobei die wenigstens zwei Lagerteile zwischen den Rippen festgelegt und von den Rippen gestützt sind.
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Die wenigstens zwei bogenförmigen Lagerteile können aufweisen ein erstes halbkreisförmiges Lagerteil, das an einer Seite des Außenumfangs der Antriebswelle angebracht ist, und ein zweites halbkreisförmiges Lagerteil, das an der anderen Seite des Außenumfangs der Antriebswelle angebracht ist und das mit dem ersten Lagerteil zwischen der einen Seite und der anderen Seite im Eingriff steht.
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Wie über erläutert sind in einer Wasserpumpe, die mit einem Lager gemäß der Erfindung ausgestattet ist, ein erstes Lagerteil und ein zweites Lagerteil mit jeweiliger Halbkreisform in der Montagenut der Antriebswelle derart angebracht, dass die gesamte Einrichtung eine einfache Struktur erhält und dass die Gesamtstruktur zwischen den Lagern und der Antriebswelle steif und stabil ist.
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Ferner können die Seitenfläche und der Innenumfang des Lagers jeweils im Kontakt mit der Innenseitenfläche und dem Außenumfang der Montagenut sein, und der Außenumfang und Seitenflächen davon (des Lagers) können das Gehäuse sicher kontaktieren, sodass Wasserdichtheit und Haltbarkeit verbessert sind.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, die anhand der nachfolgenden Detailbeschreibung der angehängten Zeichnungen ersichtlich werden.
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Wasserpumpe gemäß der Erfindung.
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2 ist eine Querschnittansicht einer exemplarischen Wasserpumpe gemäß der Erfindung.
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3 ist eine Teil-Explosionsansicht einer exemplarischen Wasserpumpe gemäß der Erfindung.
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4 ist eine Teil-Explosionsansicht einer exemplarischen Wasserpumpe gemäß der Erfindung.
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5 ist eine Teil-Explosionsansicht einer exemplarischen Wasserpumpe gemäß der Erfindung.
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Es wird bemerkt, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und dass sie die zahlreichen Merkmale, die für die Grundprinzipien der Erfindung illustrativ sind, in teilweiser vereinfachter Form darstellen.
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Spezifische Gestaltungsmerkmale der Erfindung, wie hierin offenbart, inklusive z. B. spezielle Abmessungen, Orientierungen, Positionen und Gestaltungen werden teilweise auch durch die speziellen vorgesehenen Anwendungen und die Verwendungsumgebung bestimmt.
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In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Elemente die gleichen Bezugszeichen über die gesamten Figuren hinweg verwendet.
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Im Folgenden wird Bezug genommen auf die unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung, von denen Beispiele in den begleitenden Zeichnungen wie nachfolgend beschrieben dargestellt sind.
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Obwohl die Erfindung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wird, ist es zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf diese speziellen Ausführungsbeispiele eingeschränkt ist, sondern dass es auch vorgesehen ist, zahlreiche Alternativen, Modifikationen und Abwandlungen zu umfassen, insofern vom Schutzumfang der angehängten Ansprüche abgedeckt.
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Eine exemplarische Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Detail erläutert.
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Wasserpumpe gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Gemäß 1 weist eine Wasserpumpe 100 ein Motorgehäuse 110, ein Ansteuerungsgehäuse 120, ein Pumpradgehäuse 130 und einen Halter (einen Halterarm) 140 auf.
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Ein Stator, ein Rotor und eine Antriebswelle sind in dem Motorgehäuse 110 als die einen elektrischen Motor bildenden Elemente angeordnet, und eine elektrische Versorgung ist in dem Ansteuerungsgehäuse 120 angeordnet, um den Stator oder den Rotor mit elektrischem Strom zu versorgen.
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Ein Pumprad ist im Innenraum des Pumpradgehäuses 130 angeordnet und ein Einlass 142 zum Ansaugen des Kühlmittels und ein Auslass 144 zum Zuführen des Kühlmittels sind im Pumpradgehäuse 130 ausgebildet.
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Der Halter 140 ist an einer Seite des Außenumfangs des Motorgehäuses 110 anmontiert, und die Wasserpumpe 100 ist am Zylinderblock des Verbrennungsmotors über den Halter 140 angebracht.
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Eine Hülse 150 ist zwischen dem Halter 140 und dem Zylinderblock angeordnet, ein Befestigungsbolzen 130 durchdringt den Halter 140, die Hülse 150 und den Zylinderblock 160, und eine Mutter 170 ist mit dem Bolzen 180 im Eingriff, sodass die Wasserpumpe 100 am Zylinderblock 160 fixiert ist.
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Die Hülse 150 fixiert die Wasserpumpe 100 sicher am Zylinderblock und absorbiert simultan Vibrationen, die von der Wasserpumpe 100 und von dem Zylinderblock erzeugt werden.
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2 ist eine Querschnittansicht einer Wasserpumpe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
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Mit Bezug auf 2 ist eine Antriebswelle 200 angeordnet, um eine Abtrennwand 206 des Motorgehäuses 110 der Wasserpumpe 100 zu durchdringen, und ein Pumprad 250 ist an dem einen Endabschnitt der Antriebswelle 200 angebracht, welcher durch die Abtrennwand 206 hindurch vorsteht. Hier ist das Pumprad 250 im Pumpradgehäuse 130 angeordnet.
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Innen im Motorgehäuse 110 ist eine Rotoreinheit 240 an der Antriebswelle 200 angeordnet, um zusammen mit der Antriebswelle 200 zu rotieren, und ist eine Statoreinheit 230 am Motorgehäuse 110 fixiert, welche der Rotoreinheit 240 zugeordnet ist.
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Die Statoreinheit 230 oder die Rotoreinheit 240 erhalten elektrischen Strom von dem Stromversorgungsabschnitt, der im Ansteuerungsgehäuse 120 angebracht ist, um das Pumprad zu rotieren, sodass das Pumprad Kühlmittel durch den Einlass 140 einsaugt und das Kühlmittel durch den Auslass 144 wieder nach außen ausstößt.
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Mit Bezug auf 2 ist die Trennwand 206 des Motorgehäuses 110 zwischen dem Pumprad 250 und der Rotoreinheit 240 angeordnet, durchdringt die Antriebswelle 200 die Trennwand 206 und ist ein vorderes Lager 210 zwischen der Trennwand 206 und der Antriebswelle 200 angeordnet.
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Das vordere Lager 210 dichtet einen Pumpraum 204 des Pumpradgehäuses 130 gegen eine Rotorkammer 202 ab, in welcher die Rotoreinheit 240 angeordnet ist, und funktioniert gleichzeitig als ein Drehlager für die Antriebswelle 200. Ferner ist ein hinteres Lager 220 am hinteren Endabschnitt der Antriebswelle 200 entsprechend dem vorderen Lager 210 angeordnet und z. B. auch derart ausgebildet.
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Mit Bezug auf 3 werden die Struktur des vorderen Lagers 210 und der Antriebswelle 200 erläutert. 3 ist eine Teil-Explosionsansicht einer Wasserpumpe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
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Mit Bezug auf 3 ist eine Montagenut 300 am Außenumfang der Antriebswelle 200 ausgebildet. Hier ist die Montagenut 300 entlang dem Umfang der Antriebswelle 200 ausgebildet.
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Das vordere Lager 210 und/oder das hintere Lager 220 (nachfolgend einfach Lager) können jeweils wenigstens zwei bogenförmige Lagerteile aufweisen, wobei sie in einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung ein erstes Lagerteil 310a und ein zweites Lagerteil 310b aufweisen.
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Das erste Lagerteil 310a und das zweite Lagerteil 310b haben jeweils eine halbkreisförmige Bogengestalt, und der Innenumfang davon kontaktiert den Außenumfang der Montagenut 300.
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4 ist eine Teil-Explosionsseitenansicht einer Wasserpumpe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
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Mit Bezug auf 4 kontaktiert eine Lagerseitenfläche 400 des ersten Lagerteils 310a eine Innenseitenfläche 405 der Montagenut 300, ein Lagerinnenumfang 410 kontaktiert einen Nutaußenumfang 415, sodass das Kühlmittel des Pumpraums 204 des Pumpradgehäuses 130 nicht in die Rotorkammer 202 des Motorgehäuses 110 gelangen kann.
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Ferner, mit Bezug auf 2 und 4 kontaktiert die Trennwand 206 des Motorgehäuses 110, die zwischen dem Pumprad 250 und der Rotoreinheit 240 angeordnet ist, die Lagerseitenfläche 400 des ersten Lagerteils 310a und den Lageraußenumfang 412, sodass das Kühlmittel im Pumpraum 204 des Pumpradgehäuses 130 nicht in das Motorgehäuse 110 gelangen kann.
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Ferner steht der Lageraußenumfang 412 des ersten Lagerteils 310a und des zweiten Lagerteils 310b vom Außenumfang um einen vorbestimmten Abstand P vor.
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Wegen der obigen Struktur sind das erste Lagerteil und das zweite Lagerteil 310a bzw. 310b voneinander geteilt, um mit der Montagenut 300 im Eingriff zu stehen, sodass die Montage einfach wird. Auch sind das erste Lagerteil und das zweite Lagerteil 310a bzw. 310b in der Montagenut 300 angebracht, sodass die Antriebswelle 200 in Längsrichtung davon sicher fixiert ist.
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Ferner stehen das erste Lagerteil 310a und das zweite Lagerteil 310b vom Außenumfang der Antriebswelle 200 um eine vorbestimmte Länge P aus vor, und die Seitenfläche 400 und der Außenumfang 412 davon sind von der Trennwand 206 gestützt, um dadurch sicher fixiert zu sein.
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5 ist eine Teil-Explosionsschnittansicht einer Wasserpumpe gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
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Mit Bezug auf 5 hat eine Antriebswelle 500 eine Rohrstruktur, wobei das Zentrum davon hohl ist, ein Lager 530 ist auf die Antriebswelle 500 montiert, das Lager 530 weist ein erstes Lagerteil 530a und ein zweites Lagerteil 530b auf, und das erste Lagerteil 530a und das zweite Lagerteil 530b sind separat an den Außenumfang der Antriebswelle 500 montiert.
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Ferner ist eine Rippe 510 auf die Antriebswelle 500 montiert, um das erste und das zweite Lagerteil 310a und 310b davor zu hindern, sich in Längsrichtung der Antriebswelle 500 zu bewegen. Die Rippe 510 kann stofflich einstückig mit der Antriebswelle 500 ausgebildet sein oder kann auch als separates Teil ausgebildet, das mittels eines separaten Fixierelements 520 an die Antriebswelle montiert ist.
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Zur Erleichterung der Erklärungen und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden Ausdrücke wie „inneres” und „äußeres” dazu verwendet, um Merkmale der exemplarischen Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen derartiger Merkmale wie in den Figuren dargestellt zu beschreiben.
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Die vorausgehenden Beschreibungen spezifischer Ausführungsformen der Erfindung dienen nur dem Zweck der Illustration und der Beschreibung. Sie sind nicht als vollständig und erschöpfend vorgesehen, sondern Variationen, Abwandlungen und Modifikationen sind möglich, ohne von dem durch die Ansprüche definierten Schutzumfang abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2009-0112243 [0001]
