DE2330672A1

DE2330672A1 - Wasserpumpenaggregat fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2330672A1
Application number: DE19732330672
Authority: DE
Inventors: Hanns-Dieter Dipl Ing Paschke
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 1973-06-16
Filing date: 1973-06-16
Publication date: 1975-01-02

Description

Kupplungsbau G.m.b.H.

758 Bühl/Baden 0255

Industriestr. j5 . ■ 15. Juni 1973

Wasserpumpenaggregat für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft ein Wasserpumpenaggregat für Brennkraftmaschinen, bei dem der Antrieb des Pumpenrades über einen Keilriemen erfolgt.

Wasserpumpen für Brennkraftmaschinen bestehen aus einem z. B. am Zylinderkopf befestigbaren Gehäuse aus Aluminium oder Grauguß, einer Stahlwelle, auf der das Pumpenrad vorgesehen ist und die Lagerung hierfür wird durch mindestens ein Wälzlager gebildet und eine Dichtung zur Verhinderung des Kühlmittelflusses zum Lager bzw. zur Abdichtung der Welle gegenüber dem Gehäuse besteht aus einer Schleifringdichtung.

Bekanntlich fallen derartige Wasserpumpen verhältnismäßig häufig durch Dichtungs- und/oder Lagerschäden aus, was oftmals sogar zu Motorschäden führt. Da die Lager als sogenannte lebensdauergeschmierte Lager ausgebildet sind - ein Anschluß an den ölkreislauf ist praktisch nicht möglich.- wird bei dem nicht zu verhindernden Verschleiß an der Wasserpumpendichtung die Lagerdichtung vom Kühlwasser unterlaufen und das Lagerfett ausgespült und das Lager fällt aus. Weiterhin wird das durch die Lagerdichtungen austretende Schmiermittel nicht ersetzt,

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sodaß nach einer gewissen Laufzeit das Lager aus Schmiermittelmangel ausfällt oder aber das Lager fällt - bedingt durch den vorhandenen starken Keilriemenzug - aus.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Wasserpumpenaggregat, insbesondere für Brennkraftmaschinen, zu schaffen, welches unter Vermeidung dieser Nachteile einfacher und preisgünstiger herzustellen ist und dessen Anordnung auch an anderer Stelle als verschraubt an einer Brennkraftmaschine vorgesehen werden kann, zur Vermeidung der durch den vorhandenen starken Keilriemenzug hervorgerufenen Beschädigungen.

Gemäß der Erfindung wird dies bei Wasserpumpenaggregaten der eingangs erwähnten Art dadurch erzielt, daß das Pumpenrad gleichzeitig die Keilriemenscheibe trägt. Dabei kann das die Keilriemenscheibe tragende Pumpenrad auf einer drehbaren Welle befestigt sein oder aber, wie dies für viele Anwendungszwecke günstiger ist, das Pumpenrad mit der Keilriemenscheibe den auf einer Achse drehbar gelagerten Rotationskörper bilden. Vorteilhaft ist es, wenn das Pumpenrad einstückig mit der Keilriemenscheibe ausgebildet ist, wobei das Pumpenrad derart ausgebildet sein kann, daß es als Axialpumpe wirksam ist. Eine weitere Vereinfachung und Verbilligung ergibt sich, wenn das Pumpenrad aus Kunststoff besteht und wenn zwischen Achse und Pumpenrad eine Gleitlagerung mit einer Gleitpaarung mit mindestens einem Kunststofflagerpartner wirksam ist, wobei der

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gesamte Rotationskörper aus einem günstige Gleiteigenschaften aufweisenden Kunststoff besteht und auf der feststehenden Achse gelagert ist. Dabei wird das Pumpenrad zweckmäßigerweise über seine Nabe, von der sieh die Pumpenschaufeln radial erstrecken, auf der Achse gelagert und kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wenigstens auf einer Seite mit Dichtlippen einer Radialschleifringdichtung versehen sein, wobei diese Dichtlippen aus demselben Kunststoffmaterial bestehen können, aus dem der Rotationskörper gebildet ist.

Eine besonders günstige und kompakte Bauweise ergibt sich, wenn die auf der Seite des Pumpeneinganges und/oder die auf der Seite des Pumpenausganges am Rotationskörper vorgesehenen Dichtlippen mit an einem konzentrisch zur Achse und auf dieser angeordneten rohrartigen Gehäuse vorgesehenen Gegendichtflächen in Kontakt stehen. Ein solches Gehäuse kann auch korbartig ausgebildet sein, wobei es mit dem Korbboden konzentrisch auf der Achse vorgesehen ist und der Korbboden mit Durchflussöffnungen versehen ist. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, wenn das rohrförmige Gehäuse Durchflussöffnungen aufweist, die durch mindestens eine, wenigstens annähernd senkrecht zur Achse verlaufende Wand gebildet sind, wobei diese Wand oder Wände schaufeiförmig ausgebildet sein können, um als Einlass- bzw. Auslassleitrad zu wirken.

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Das Aggregat kann nunmehr entweder über seinem einen Gehäuse beispielsweise am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigt werden und auf der andern Seite kann ein Schlauchanschluß vorgesehen werden. Andererseits kann ein derartiges Aggregat aber auch an beliebiger Stelle angeordnet werden, indem auf beide rohrartigen Gehäuseteile ein Schlauch , z. B. mit Schlauchklemmen, befestigt wird, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn an wenigstens einer dieser Schlauchklemmen ein Spannmittel , wie eine Spannfeder angehängt wird, sodaß der günstigste Keilriemenzug eingestellt werden kann.

Um auch bei optimalen Belastungen eine einwandfreie Funktion und eine optimale Lebensdauer des Aggregates zu gewährleisten, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Laufpartner, der mit dem Kunststoffteil der Gleitlagerung zusammenarbeitet - bei einem Kunststoffrotationskörper z. B. eine Stahlachse - zumindest über die Länge der Nabe des Rotationskörpers mit einer mit ihrer öffnung gegen die Nabe gerichteten tunnel- , kanal- bzw. nutförmigen Ausnehmung zur Aufnahme und/ oder Durchführung der Fördermittel versehen. Durch das Vorbeistreichen der Lagerflächen an dem in dieser Ausnehmung befindlichen Kühlmittel wird eine einwandfreie Abführung der entstehenden Lagerwärme vom Kunststofflagerkörper gewählteistet. Zur Erhöhung dieses Effektes ist es besonders zweckmäßig, wenn die Ausnehmung zwangsdurchspült ist. Dabei ergibt sich eine besonders einfache Ausführungsform, wenn im Endbereich der Nabe

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wenigstens eine Förderausnehmung vorgesehen ist, die eine Förderwirkung auf das zwischen Achse und Nabe und /oder in der Ausnehmung befindliche Fördermittel bewirkt. Um zu verhindern, daß die ganze Länge der Förderausnehmung an der Lastzone des Lagers liegt, ist es zweckmäßig, wenn die tunnel-, kanal- bzw. nutförmige Ausnehmung spiralförmig über die Achse verläuft.

Anhand der Figuren 1 und 2, die jeweils Schnitte durch ein Aggregat zeigen, sei die Erfindung näher erläutert.

Bei den Figuren 1 und 2 besteht das Aggregat, also beispielsweise die Wasserpumpe für eine Brennkraftmaschine, aus einer feststehenden Achse 2,z. B. aus Stahl, auf der drehbar der günstige Gleiteigenschaften aufweisende Kunststoff-Rotationskörper 5* bestehend aus Nabe 4, Pumpenradteil mit Förderschaufeln 5# Dichtlippen 6, 7 und Keilriemenscheibenteil 8 gelagert ist. Die Dichtlippen 6, 7 sind von je einem beidseitig der Nabe auf der Achse befestigten korbartigen Gehäuseteil 9* 10 umgriffen, wobei die Bereiche 11, 12 der Gehäuse 9, 10 die Gegendichtflachen bilden. Vom - vom Betrachter aus links gesehen - Ende der

*·. Achse 2 erstreckt sich eine nutförmige Ausnehmung Ij5 in der ο

Achse 2 bis mindestens zum gegenüberliegenden Ende der Nabe oo

^ zur Aufnahme bzw. Durchführung des Fördermittels. Sowohl

ο in Figur 1 als auch in Figur 2 ist der Pumpeneintrittsraum

«° mit A und der Punp enaustrittsraura mit B bezeichnet. Zum Durchen

fluss des Fördermittel sind in den Böden der korbartigen Gehäuseteile 9, 10 mehrere Durchströmöffnungen 14, 15' vorgesehen.

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Im Bereich des Pumpenaustrittsraumes B und im Endbereich der Nabe 4 ist diese mit einer Förderöffnung 4 a versehen, sodaß beim Antrieb des Rotationskörpers 2 über den Keilriemen 32i auch eine Zwangsdurchströmung der Ausnehmung IjJ bzw. gegebenenfalls auch eine Zwangs strömung im Lagerspalt entsteht, wodurch die Lagerwärme einwandfrei abgeführt wird und auch eine einwandfreieSchmierwirkung entstehen kann.

In Figur 1 ist die Achse 2 im Motorgehäuse 16 verschraubt und der Korb 10 des Aggregates 1 ist in einer Motorgehäuseöffnung 17 gehaltert. Ein Dichtring 18 sorgt für eine Abdichtung zwischen Korb 10 und öffnung IJ. In Nuten der Achse 2 eingesetzte Sprengringe 19, 2o sorgen für eine exakte Abstandshalterung sowie einen Zusammenhalt des Aggregates und fixieren die Lage des zwischen Gleitscheiben 21, 22 vorgesehenen Rotationskörpers J5 bzw. der Nabe 4. Auf dem den Pumpenaus trittsraum A bildenden korbartigen Gehäuseteil 9 ist ein Schlauchanschluß 23 über eine Schlauchklemme 24 vorgesehen.

In Figur 2 ist das Aggregat ebenfalls über/NutenXJLn/der Achse 2 vorgesehene Sprengringe 25* 26 zusammengehalten und die Nabe 4 zwischen Gleitscheiben 27, 28 vorgesehen. Hier sind jedoch auf beiden korbartigen Gehäuseteilen 9, Io je ein Zufuhr- bzw. Abfuhr schlauch23α-, ι = b aufgesteckt und über Schlauchklemmen 29* Jo befestigt. An den Schlauchklemmen greift über eine Verbindung ^l eine Zugfeder 32 an. Es ist ersichtlich, daß - wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2- die Anordnung des Wasserpumpe

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nicht mehr am Motorblock erforderlich ist, sondern dieses
Aggregat an beliebiger Stelle vorgesehen werden kann. Durch die über die Spannfeder 32 einstellbare Zugkraft kann eine sich auf die Lagerung bzw. Abdichtung nicht schädlich auswirkende Spannung eingestellt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellen Ausführungsbeispiele beschränkt. So. z. B. könnte der Rotationskörper auch zumindest teilweise aus Metall bestehen und die Achse einen Kunststoffmantel aufweisen. In diesem Falle wäre die Förderausnehmung am Nabenkörper vorzusehen. Auch könnten
sowohl der drehende als auch der feststehende Lagerpartner aus Kunststoff bestehen, wobei dann zweckmäßigerweise in
beiden Lagerpartnern je eine Förderausnehmung vorgesehen
wird , die jedoch vorteilhafterweise unterschiedliche Lage zueinander haben und/oder unterschiedliche Breiten.

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Claims

LuK Lamellen und 23306//:

Kupplungsbau G.m.b.H.

Bühl/Baden 0255

Industriestr. 3 15. Juni 1973

Patentansprüche

1J Wasserpumpenaggregat für Brennkraftmaschinen, bei dem der Antrieb des Pumpenrades über einen Keilriemen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpairad (5) gleichzeitig die Keilriemenscheibe (8) trägt.
2. Wasserpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (5) mit der Keilriemenscheibe (8) den auf einer Achse (2) drehbare gelagerten Rotationskörper (3) bildet.
3. Wasserpumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (5) einstückig rait der Keilriemenscheibe (8) ausgebildet ist.
4. Wasserpumpenaggregat nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (5)aus Kunststoff besteht.
5. Wasserpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (5) als Axialpumpe wirksam ist.

ORIGINAL !NSPECTEO

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6. Wasserpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 - 5# dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Achse (2) und Rotationskörper (3) eine Gleitlagerung mit einer Gleitpaarung mit mindestens einem Kunststofflagerpartner wirksam ist.
7. Wasserpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (3>) aus einem günstige Gleiteigenschaften aufweisenden Kunststoff besteht.
8. Wasserpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 - J, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (j5) über eine Nabe (4), von der sich die Pump enschaufein (5) radial erstrecken, auf der Achse (2) gelagert ist.
9. Wasserpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einer Seite des Rotationskörpers (3) an den Schaufeln (5) und/oder an dem Keilriemenscheibenteil (8) Dichtlippen (6, 7) einer Radialschleifringdichtung vorgesehen sind.
10. Wasserpumpenaggregat nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippen (6, 7) einstückig mit der Nabe (4), dem Pumpenrad (5) und der Keilriemenscheibe (8) sind.

ORIGINAL INSPECTED f

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/O
11. Wasserpunp enaggregat nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Seite des Pumpeneinganges (A) und/oder der Seite des Pumpenausganges (B) am Rotationskörper (3) vorgesehenen Dichtlippen (6, 7) mit an einem konzentrisch -zur Achse (2) und auf dieser angeordneten rohrartigen Gehäuseteil (9, 10) vorgesehenen Gegendichtflachen (11, 12) in Kontakt stehen.
12. Wasserpumpenaggregat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (9, 10) korbartig ausgebildet ist.
13. Wasserpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 11- 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Korbböden des Gehäuseteiles (9, 10) mit Durchflussöffnungen (14, 15) versehen sind.
14. Wasserpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 11 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflussöffnungen des Gehäuses durch wandartige Begrenzungen gebildet sind, wobei die Wände schaufeiförmig ausgebildet sein können.
15. Wasserpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Gehäuseteile (9, 10) zur Aufnahme eines Schlauches (23,2.2^S

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ORiGiNALlNSPECTED
16. Wasserpurapenaggregat nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Rotationskörpers (3) z. B; über Shlauchklemmen (29, 30) je ein Schlauch (Z>\Z^f.h) befestigt und an wenigstens einer dieser Sehlauanklemmen ein Spannmittel, wie eine Spannfeder (32), angelenkt ist.
17. Wasserpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 - l6, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Kunststofflaufpartner zusammenarbeitende Laufpartner (2) der Gleitlagerung zumindest über die Länge der Nabe (4) mit einer mit ihrer öffnung gegen den Kunststofflaufpartner (3) gerichteten, tunnel-, kanal- bzw. nutförmigen Ausnehmung (13) zur Aufnahme und/oder Durchführung des Fördermittels versehen ist.
18. Wasserpumpenaggregat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (I3) zwangsdurchspült ist.
19. Wasserpumpenaggregat nach Anspruch IS oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Endbereich der

ο Nabe (4) wenigstens eine eine Förderwirkung auf das zwischen co

Achse (2) und Nabe (4) und/oder in der Ausnehmung (I3) be-00

^ findliche Fördermittel hervorrufende öffnung (4 a) vorgesehen cn¹ ist.
20. Wasserpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 17 - I9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (I3) spiralförmig über die Achse (2) verläuft.
21. Wasserpumpenaggregat nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat , bestehend aus Achse (2), Rotationskörper (3) und rohrartigen Gehäuseteilen (9, 10) über an der Achse vorgesehene Spann- bzw. Haltemittel (19, 20; 25, 26) zusammengehalten ist.

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