DE102013100728A1

DE102013100728A1 - Pumpe

Info

Publication number: DE102013100728A1
Application number: DE102013100728.7A
Authority: DE
Inventors: Uwe Jäger; Jens Reichling; Norbert Thonemann
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2014-07-31
Also published as: US20140212313A1; CN103939359B; CN103939359A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem elektrischen Motor (7), der in einem Motorraum (6) befestigt ist, einem Rotor (10), der koaxial zu einer Abtriebsachse des Motors (7) in einer Pumpenkammer (5) gelagert und von dem Motor (7) antreibbar ist, einem Saugstutzen (2) und einem Druckstutzen (3), wobei die Pumpe von einem Gehäuse (1) umschlossen ist und wobei der Motorraum (6) durch einen Belüftungskanal (4) mit einer umgebenden Atmosphäre verbunden ist. Die Pumpe soll so verbessert werden, dass sie auf einfache Art und Weise bis zu einer vorbestimmten Eintauchtiefe gegen Eindringen von Wasser und allgemein von Spritzwasser in den Motorraum (6) geschützt ist und hierbei einen möglichst geringen Bauraum beansprucht. Dies wird dadurch erreicht, dass der Belüftungskanal (4) parallel zu der Welle des Motors (7) in dem Gehäuse (1) angeordnet ist und von einem unteren Ende des Gehäuses (1) im Bereich des Saugstutzens (2) zu einer Durchgangsöffnung (11) geführt ist, die unmittelbar unterhalb eines Motorlagerschilds (7a) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem elektrischen Motor, der in einem Motorraum befestigt ist, einem Rotor, der koaxial zu einer Welle des Motors in einer Pumpenkammer gelagert und von dem Motor antreibbar ist, einem Saugstutzen und einem Druckstutzen, wobei die Pumpe von einem Gehäuse umschlossen ist und wobei der Motorraum durch einen Belüftungskanal mit einer umgebenden Atmosphäre verbunden ist.
Solche Pumpen sind an sich bekannt und werden insbesondere in Kraftfahrzeugen zur Förderung von Waschwasser für Frontscheiben und/oder Scheinwerfer eingesetzt. Bei den Pumpen besteht das Problem, dass sie nicht vollständig dicht umschlossen werden können. Denn im Betrieb der Pumpe erwärmt sich der Motor, was eine Ausdehnung der ihn umgebenden Luft und somit eine Druckerhöhung zur Folge hat. Dieser Druck würde über eine in der Praxis stets vorhandene, im Normalfall zu vernachlässigende Undichtigkeit des Gehäuses entweichen. Sobald der Motor wieder abkühlt, entsteht ein Unterdruck, der wieder über die Undichtigkeit durch Ansaugen von Luft ausgeglichen wird. In ungünstigen Fällen kann mit der Luft Wasser angesaugt werden, was zu Schädigungen des Motors und schließlich zum Ausfall der Pumpe führen kann. Daher ist eine Belüftung eines Motorraumes erforderlich.
Die DE 1 189 641 B1 beschreibt eine Pumpe, die von einem Gehäuse umschlossen ist. Ein Motorraum (Innenraum) ist über eine Leitung be- und entlüftet. Damit bei Eintauchen der Pumpe in Wasser dieses nicht in den Innenraum gelangt, ist an einem äußeren Ende der Leitung eine Vorkammer angeordnet, deren Volumen so bemessen ist, dass das Wasser nicht in die Leitung gelangen kann. Dieses Volumen ist relativ groß, so dass die Pumpe insgesamt aufwändig zu fertigen ist und relativ viel Bauraum erfordert.
Aus der DE 44 12 210 C2 ist eine Pumpe bekannt, bei der zwischen einem Motor und einem davon antreibbaren Rotor eine Vielzahl von Luftkammern angeordnet ist. Die Luftkammern sind mit einem Motorraum (Motorkammer) einerseits und der umgebenden Atmosphäre andererseits verbunden. Die Pumpe soll besser spritzwassergeschützt sein. Eine Wasserdichtheit des Motorraums bei Eintauchen der Pumpe ist aber nicht gegeben.
In der DE 198 46 755 B4 ist eine Pumpe offenbart, bei der eine Belüftungsleitung für einen Motorraum labyrinthartig ausgebildet ist, um einen Spritzwasserschutz zu gewährleisten. Auch bei dieser Pumpe ist eine Wasserdichtheit des Motorraums bei Eintauchen der Pumpe nicht gegeben.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Pumpe zu schaffen, die auf einfache Art und Weise bis zu einer vorbestimmten Eintauchtiefe gegen Eindringen von Wasser und allgemein von Spritzwasser in einen Motorraum geschützt ist und hierbei einen möglichst geringen Bauraum beansprucht.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Belüftungskanal ist parallel zu der Welle des Motors in dem Gehäuse angeordnet und von einem unteren Ende des Gehäuses im Bereich des Saugstutzens zu einer Durchgangsöffnung geführt, die unmittelbar unterhalb eines Motorlagerschilds gebildet ist. Der Belüftungskanal bildet so eine Art Vorkammer, in die Wasser eindringen darf, ohne dass es zu Schädigungen der Pumpe kommt. Die Pumpe ist insbesondere für einen Einbau in ein Kraftfahrzeug bestimmt, bei der ihre Längsachse – also auch eine Welle des Motors – in etwa senkrecht angeordnet ist und der Saugstutzen nach unten weist. Hierdurch ist auch ein äußeres Ende des Belüftungskanals, also das Ende, das der umgebenden Atmosphäre zugeordnet ist, an dessen unterster Stelle angeordnet. Daher wird zum einen eventuell eintretendes Spritzwasser infolge der Schwerkraft nach außen geleitet. Zum anderen wird beim Eintauchen der Pumpe in Wasser dieses in den Belüftungskanal gedrückt. Hierdurch wird in dem Motorraum und dem Belüftungskanal befindliche Luft komprimiert, so dass ein Gegendruck durch die Luft entsteht. Das Wasser kann also nur so weit in dem Belüftungskanal steigen, bis zwischen dem äußeren Wasserdruck und dem Luftdruck in dem Motorraum und dem Belüftungskanal ein Gleichgewicht besteht. Aufgrund der relativ großen Länge des Belüftungskanals besteht dieses Gleichgewicht im praktischen Betrieb des Kraftfahrzeugs, bevor die Wassersäule in dem Belüftungskanal die Durchgangsöffnung erreicht; dies ist so bemessen, dass bei einer maximal zulässigen Wattiefe des Kraftfahrzeugs eine Gefährdung des Motors ausgeschlossen ist. Dies gilt entsprechend für größere Wassertropfen, die den Querschnitt des Belüftungskanals ausfüllen.
Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
In einer Ausgestaltung ist ein zylinderförmiger Teil des Gehäuses einstückig mit einem Boden, dem Saugstutzen und dem Druckstutzen gebildet. Dies erleichtert die Herstellung und die Abdichtung des Gehäuses.
In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Deckel des Gehäuses mit dem zylinderförmigen Teil wasserdicht verschweißt. Dies ist einfach zu bewerkstelligen und gewährleistet die erforderliche Dichtheit und Stabilität des Gehäuses.
In einer weiteren Ausgestaltung ist auf dem Deckel einstückig mit diesem eine Steckbuchse für einen elektrischen Anschluss der Pumpe angeordnet. Dies vereinfacht weiter die Herstellung und die Abdichtung der Pumpe.
Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine Pumpe,
2 einen Querschnitt 2-2 durch die Pumpe der 1,
3 eine Seitenansicht der Pumpe, teilweise geschnitten, und
4 eine Ansicht auf eine Unterseite der Pumpe.
Wie aus den 1 bis 4 ersichtlich umfasst eine Pumpe ein Gehäuse 1, an das einstückig an einem – nach den 1 und 3 sowie bei Einbau in ein Kraftfahrzeug – unteren Ende ein Saugstutzen 2 und in einem unteren Bereich tangential abstehend ein Druckstutzen 3 angeformt sind. Das Gehäuse 1 weist einen im Wesentlichen zylinderförmigen Teil 1a mit kreisförmigem Querschnitt auf; er ist also rotationssymmetrisch, mit Ausnahme des Druckstutzens 3 und eines Belüftungskanals 4, der parallel zu einer Längsachse des Gehäuses 1 außen an dieses angeformt ist. Das Gehäuse 1 ist an dem unteren Ende durch einen Boden 1b verschlossen, der einstückig mit dem zylinderförmigen Teil 1a geformt ist, wobei an dem Boden 1b der Saugstutzen 2 mit einer Saugöffnung axial abstehend angeformt ist. Das Gehäuse 1 ist im Wesentlichen topfförmig.
In dem unteren Bereich des Gehäuses 1 ist eine Pumpenkammer 5 ausgebildet, in dem ein Rotor 10 drehbar gelagert ist. Über der Pumpenkammer 5 ist ein Motorraum 6 angeordnet, in dem ein elektrischer Motor 7 befestigt ist. Die Pumpenkammer 5 ist durch eine Dichtung 8 hermetisch von dem Motorraum 6 getrennt, wobei eine Welle des Motors 7 die Dichtung durchdringt und mit speziellen Dichtmitteln versehen ist. An einem Ende der Welle ist der Rotor 10 antreibbar befestigt.
Das Gehäuse 1, der Motor 7, der Rotor 6 und der Saugstutzen 2 sind koaxial zueinander ausgerichtet, so dass die Längsachse des Gehäuses 1 identisch mit der Längsachse der Pumpe ist.
Das Gehäuse 1 ist an seinem oberen Ende durch einen Deckel 8 dicht verschlossen. Auf einer Oberseite des Deckels 8 ist eine Steckbuchse 9 mit Kontaktstiften zum elektrischen Anschluss des Motors 7 angeordnet. Der Deckel 8 ist z.B. mit dem Gehäuse 1 verschweißt, wodurch sowohl die Dichtheit als auch die mechanische Stabilität gewährleistet sind. Gleichzeitig dient der Deckel einer Fixierung eines Motorlagerschilds 7a, der an einem oberen Ende des Motors 7 angeordnet ist, und somit des Motors 7.
Der Belüftungskanal 4 ist außen an dem zylindrischen Teil 1a des Gehäuses 1 zwischen einer hier angeordneten Doppelwand ausgebildet. Er erstreckt sich parallel zu der Längsachse der Pumpe zwischen dem unteren Bereich des zylindrischen Teils 1a in Höhe der Pumpenkammer 5 und einer Durchgangsöffnung 11. Letztere stellt eine luftdurchlässige Verbindung zwischen dem Motorraum 6 und dem Belüftungskanal 4 dar und ist unmittelbar unterhalb des Motorlagerschilds 7a angeordnet. Die Doppelwand ist innen durch einen Abschnitt des zylindrischen Teils 1a und außen durch eine daran angeformte Wand gebildet, wobei der Belüftungskanal dazwischen, also innerhalb der Doppelwand angeordnet ist. Ein Querschnitt der Wand bildet einen Kreisabschnitt. Ein Radius des Kreissabschnitts ist kleiner als der des zylindrischen Teils 1a, so dass sich für den Querschnitt des Belüftungskanals 4 die Form einer Sichel ergibt. Von oben nach unten verjüngt sich eine Breite der Sichel geringfügig.
Das Gehäuse 1 mit dem Saugstutzen 2, dem Druckstutzen 3 und der Doppelwand des Belüftungskanals 4 einerseits sowie der Deckel 8 mit der Steckbuchse 9 andererseits sind aus Kunststoff z.B. im Spritzguss gefertigt.
Für den Einbau in das Kraftfahrzeug wird die Pumpe auf einer oberen Wandung eines Wasserbehälters befestigt, in dem der Saugstutzen 2 bis zum Anschlag in eine dafür vorgesehene Öffnung gedrückt wird. Diese Öffnung ist mit einem Dichtring versehen, der die Pumpe klemmend sowie durch Reibschluss befestigt und für die erforderliche Dichtheit sorgt. Der Saugstutzen 2 reicht bis in unmittelbare Nähe des Behälterbodens.
Der Behälter mit der Pumpe wird dann in dem Kraftfahrzeug befestigt. Hierbei ist die Längsachse des Motors in etwa senkrecht ausgerichtet. Ein Druckschlauch sowie ein elektrisches Verbindungskabel mit Stecker werden angeschlossen.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
1a: zylinderförmiger Teil
1b: Boden
2: Saugstutzen
3: Druckstutzen
4: Belüftungskanal
5: Pumpenkammer
6: Motorraum
7: Motor
7a: Motorlagerschild
8: Deckel
9: Steckbuchse
10: Welle
11: Durchgangsöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 1189641 B1 [0003]
DE 4412210 C2 [0004]
DE 19846755 B4 [0005]

Claims

Pumpe mit einem elektrischen Motor (7), der in einem Motorraum (6) befestigt ist, einem Rotor (10), der koaxial zu einer Welle des Motors (7) in einer Pumpenkammer (5) gelagert und von dem Motor (7) antreibbar ist, einem Saugstutzen (2) und einem Druckstutzen (3), wobei die Pumpe von einem Gehäuse (1) umschlossen ist und wobei der Motorraum (6) durch einen Belüftungskanal (4) mit einer umgebenden Atmosphäre verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Belüftungskanal (4) parallel zu der Welle des Motors (7) in dem Gehäuse (1) angeordnet ist und von einem unteren Ende des Gehäuses (1) im Bereich des Saugstutzens (2) bis zu einer Durchgangsöffnung (11) geführt ist, die unmittelbar unterhalb eines Motorlagerschilds (7a) gebildet ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderförmiger Teil (1a) des Gehäuses (1) einstückig mit einem Boden (1b), dem Saugstutzen (2) und dem Druckstutzen (3) gebildet ist.
Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Deckel (8) des Gehäuses (1) mit dem zylinderförmigen Teil (1a) wasserdicht verschweißt ist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Deckel (8) einstückig eine Steckbuchse (9) für einen elektrischen Anschluss des Motors (7) angeordnet ist.