DE3603812C2 - Radialpumpe - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Radialpumpe mit einem ein
Pumpenrad enthaltenden zweiteiligen Pumpengehäuse, dessen
zweiter Gehäuseteil ein Motorgehäuse gegen das
Pumpengehäuse abschließt, mit einer Magnetdrehkupplung zur
Übertragung des Motordrehmoments auf das Pumpenrad, die
einen motorseitigen Dauermagneten und einen
pumpenradseitigen Dauermagneten aufweist.
Derartige Radialpumpen sind aus der DE 25 59 042 A1, der
DE 25 32 262 A1, der US-PS 3 411 450 und der DE-AS
11 10 523 vorbekannt. Die Magnetdrehkupplungen dieser
vorbekannten Radialpumpen sind als Zentraldrehkupplungen
ausgebildet. Dabei ist der motorseitige Teil der
Magnetdrehkupplungen auf der Antriebswelle des
Antriebsmotors im Motorgehäuse drehbar gelagert.
Diese vorbekannten Radialpumpen weisen jedoch den Nachteil
auf, daß der motorseitige Dauermagnet ein
Keramikdauermagnet ist, der als separates Teil von dem
motorseitigen Teil der Magnetdrehkupplung ausgebildet ist.
Dadurch ist bei der Fertigung der vorbekannten Radialpumpen
zusätzlicher Fertigungsaufwand erforderlich, um die
motorseitigen Keramikdauermagnete mit den üblicherweise aus
Metall ausgebildeten motorseitigen Teilen der
Magnetdrehkupplung zu verbinden. Dies macht die Herstellung
der vorbekannten Radialpumpen zeit- und kostenaufwendig.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine gattungsgemäße
Radialpumpe derart auszugestalten, daß vor allem die
Magnetdrehkupplung einfach und kostengünstig herstellbar
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
motorseitige Dauermagnet ein Kunststoffdauermagnet ist und
daß der motorseitige Teil der Magnetdrehkupplung gemeinsam
mit dem motorseitigen Kunststoffdauermagneten einstückig
aus Kunststoff gespritzt ist.
Erst durch die erfindungsgemäße Ausbildung des
motorseitigen Dauermagneten als Kunststoffdauermagnet ist
es möglich, in der weiteren erfinderischen Gestaltung der
Radialpumpe den motorseitigen Teil der Magnetdrehkupplung
gemeinsam mit dem motorseitigen Kunststoffdauermagneten
einstückig aus Kunststoff zu spritzen.
Durch diese erfindungsgemäße Lösung entfällt bei der
Montage der erfindungsgemäßen Radialpumpe gegenüber den
vorbekannten Lösungen der Montageschritt der Verbindung des
motorseitigen Dauermagneten mit den übrigen motorseitigen
Teilen der Magnetdrehkupplung, was zu einer entsprechenden
Vereinfachung und Verbilligung der Fertigung der
erfindungsgemäßen Radialpumpe führt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der erfindungsgemäßen Radialpumpe ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
So ist es besonders vorteilhaft, bei einer Lagerung des
motorseitigen Teils der Magnetdrehkupplung auf der
Antriebswelle des Antriebsmotors zwischen dem motorseitigen
Teil der Magnetdrehkupplung und der Antriebswelle des
Antriebsmotors eine Buchse vorzusehen. Das Kunststoffteil,
das sich bei der einstückigen Ausbildung des motorseitigen
Teils der Magnetdrehkupplung gemeinsam mit dem
motorseitigen Kunststoffdauermagneten ergibt, kann
insbesondere aufgrund der Einbettung permanent magnetischer
Teilchen in der Kunststoffmasse eine gewisse Sprödigkeit
aufweisen, die bei dem Aufpressen dieses Kunststoffteils
auf die Motorwelle ohne weitere Maßnahmen zu einer
Rißbildung oder gar zum Bruch des Kunststoffteiles führen
kann. Dies wird durch die Buchse zwischen der Antriebswelle
des Antriebsmotors und dem motorseitigen Teil der
Magnetdrehkupplung sicher vermieden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in
den Figuren dargestellt.
Dabei zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Radialpumpe als Umwälzpumpe
für Motorkühlwasser von Kraftfahrzeugmotoren in einem Schnitt
durch die Längsachse und
Fig. 2 eine weitere erfindungsgemäße Radialpumpe unter an
derem mit der Schraubverbindung von Pumpenteilen.
In der Fig. 1 ist das linke Ende eines Lagerbolzens (1) in
einer ersten Bolzenfassung (22) gefaßt, die über Stege (23)
mit einem ersten Pumpengehäuseteil (2) verbunden ist. Die
Stege (23) sind derart ausgebildet, daß die durch den Ein
laufstutzen (19) in das Innere des Pumpengehäuses eintre
tende Flüssigkeit in ihrer Strömung möglichst wenig behin
dert wird. Die Förderflüssigkeit ist in diesem Fall das
warme Motorkühlwasser des Verbrennungsmotors eines Kraft
fahrzeuges. Im allgemeinen wird die erfindungsgemäße Um
wälzpumpe durch Schlauchleitungen mit dem Kühlkreislauf des
Verbrennungsmotors verbunden. Um ein Abrutschen des in der
Fig. 1 nicht gezeigten Schlauches vom Einlaufstutzen (19)
zu verhindern, ist auf dem Einlaufstutzen radial eine Nase
oder Schulter (21) angeordnet. Das in der Fig. 1 rechte Ende
des Lagerbolzens (1) weist eine Abflachung (14) auf, mit der
der Lagerbolzen (1) verdrehsicher in einer zweiten Bolzen
fassung (24) eingesteckt ist, die als Teil des zweiten Pum
pengehäuseteils (3) ausgebildet ist. Auf dem Lagerbolzen (1)
ist das Pumpenrad (4) gemeinsam mit dem pumpenseitigen Teil
(6) der Magnetdrehkupplung drehbar gelagert. Das Axialspiel
des Pumpenrads (4) gemeinsam mit dem pumpenseitigen Teil (6)
der Magnetdrehkupplung wird durch eine erste Anlaufscheibe
(12) und eine zweite Anlaufscheibe (13) auf dem Lagerbolzen
(1) im wesentlichen vollständig ausgeglichen. Der Auslauf
stutzen (20) am ersten Pumpengehäuseteil (2) weist in die
Zeichenebene der Fig. 1 hinein und ist im wesentlichen tan
gential zum Außenumfang des Pumpenrads (4) angeordnet. Das
heißt, betrachtet man die erfindungsgemäße Radialpumpe aus
der in der Fig. 1 angedeuteten Richtung (X), so dreht sich
das Pumpenrad (4) im Gegenuhrzeigersinn und fördert dabei das
Motorkühlwasser vom Einlauf (19) über das Innere des Pumpen
gehäuses und zentrifugalbeschleunigt durch das Pumpenrad (4)
zum Auslaufstutzen (20). Der erste Pumpengehäuseteil (2) und
der zweite Pumpengehäuseteil (3) sind über eine erste Rast
verbindung (16) miteinander verbunden und über einen Dich
tungsring (28) gegeneinander abgedichtet. Damit ist der
Innenraum des Pumpengehäuses bis auf den Einlaufstutzen (19)
und den Auslaufstutzen (20) weitgehend flüssigkeitsdicht
gegen die Umgebung abgeschlossen. Die zu fördernde Flüssigkeit
kann nur über den Einlaufstutzen (19) oder den Auslaufstutzen
(20) zugeführt werden oder entweichen. Das Pumpengehäuse ist
mit seinem zweiten Pumpengehäuseteil (3) über eine zweite
Rastverbindung (17) mit einem Motorgehäuse (7) verrastet.
Im Motorgehäuse (7) ist der Antriebsmotor (9) ortsfest und
gegen Verdrehen gesichert angeordnet. Auf die gezahnte Ab
triebswelle (8) des Antriebsmotors (9) ist der motorseitige
Teil (5) der Magnetdrehkupplung aufgepreßt. Damit ist also
der motorseitige Teil (5) der Magnetdrehkupplung im Motor
gehäuse (7) über den Antriebsmotor (9) drehbar gelagert.
Das Motorgehäuse (7) ist über eine dritte Rastverbindung
(18) mit einem Abschlußdeckel (15) verbunden, der den An
triebsmotor (9) radial und axial im Motorgehäuse fixiert.
Dazu preßt eine napfförmige Ausformung (27) des Abschluß
deckels (15) den Antriebsmotor (9) gegen Anschläge (26),
die am Motorgehäuse (7) befestigt sind. Weiterhin ist das
Stromversorgungskabel (25) des Antriebsmotors (9) zugentla
stet und gegebenenfalls gedichtet durch den Anschlußdeckel
(15) hindurchgeführt.
Die Magnetdrehkupplung ist als Zentraldrehkupplung ausge
bildet. Das heißt, der pumpenseitige Teil (6) der Magnet
drehkupplung weist eine Zylinderform auf. Der Zylinder wird
gebildet aus den pumpenseitigen Magneten (10), der Magnet
drehkupplung, die in diesem Ausführungsbeispiel als perma
nent magnetisierter Keramikmagnetring ausgebildet sind.
Der Keramikmagnetring weist auf seinem Umfang Flächen unter
schiedlicher Magnetisierung auf und ist durch eine bekannte
Rastverbindung mit dem pumpenseitigen Teil (6) der Magnet
drehkupplung verbunden. Man kann die pumpenseitigen Magnete
(10) gemeinsam mit dem pumpenseitigen Teil (6) der Magnet
drehkupplung auch als Kupplungskern oder Innenläufer der
Zentralmagnetdrehkupplung bezeichnen. Um den Außenumfang
dieses zylinderförmigen Kupplungskerns herum ist flüssigkeits
dicht getrennt durch den zweiten Pumpengehäuseteil (3) der
Außenumfang des glockenförmigen, motorseitigen Teils (5) der
Zentralmagnetdrehkupplung angeordnet. Am Innenumfang des
glockenförmigen, motorseitigen Teils (5) der Zentralmagnet
drehkupplung sind die motorseitigen Magnete (11) der Magnet
drehkupplung angeordnet. Diese motorseitigen Magnete (11)
sind als Kunststoffmagnete ausgebildet und gemeinsam mit
dem motorseitigen Teil (5) der Zentralmagnetdrehkupplung
aus Kunststoff gespritzt. Dies hat insbesondere den Vorteil,
daß die motorseitigen Magnete (11) nicht durch Rastverbin
dungen oder andere Befestigungen mit dem motorseitigen
Teil (5) der Zentralmagnetdrehkupplung verbunden werden müs
sen. Das heißt, es entfällt ein Montageschritt beim Zusam
menbau der erfindungsgemäßen Radialpumpe, und es besteht
keine Gefahr, daß aufgrund von Erschütterungen oder der auf
tretenden Fliehkräfte bei Funktion der erfindungsgemäßen
Radialpumpe sich Magnete vom motorseitigen Teil (5) der
Magnetdrehkupplung lösen und zur Zerstörung der Magnetdreh
kupplung oder der gesamten erfindungsgemäßen Radialpumpe
führen. Man kann den motorseitigen Teil (5) der Zentralmagnet
drehkupplung gemeinsam mit den motorseitigen Magneten (11)
der Zentralmagnetdrehkupplung auch aufgrund seiner Form als
Kupplungsglocke oder als Außenläufer bezeichnen.
Es ist natürlich auch möglich, die pumpenseitigen Magnete
(11) der Zentralmagnetdrehkupplung als Kunststoffmagnete
bzw. kunststoffgebundene Magnete auszubilden und gemeinsam
mit dem pumpenseitigen Teil (6) einstückig aus Kunststoff zu
spritzen. Es ergeben sich die gleichen Vorteile, die bei der
entsprechenden Ausbildung der Kupplungsglocke genannt sind.
Zur Vereinfachung der Fertigung der erfindungsgemäßen Radial
pumpe ist nicht nur der motorseitige Teil (5) der Zentral
magnetdrehkupplung gemeinsam mit den motorseitigen Kunst
stoffmagneten (11) einstückig aus Kunststoff gespritzt.
Auch der erste Pumpengehäuseteil (2) ist gemeinsam mit dem
Einlaufstutzen (19), der Nase oder Schulter (21), den Stegen
(23) und der ersten Bolzenfassung (22) einstückig aus Kunst
stoff gespritzt. Ebenso ist das zweite Pumpengehäuseteil (3)
gemeinsam mit der zweiten Bolzenfassung (24), das Motorge
häuse (7) gemeinsam mit den Anschlägen (26) und der Abschluß
deckel (15) gemeinsam mit der napfförmigen Ausformung (27)
einstückig aus Kunststoff gespritzt. Da die erfindungsgemäße
Radialpumpe als Umwälzpumpe im Kühlkreislauf eines Verbren
nungsmotors verwendet werden soll und das zu fördernde Mo
torkühlwasser Temperaturen von etwa 80-100°C aufweist,
empfiehlt sich für die Kunststoffertigung dieser Teile ein
hochtemperaturbeständiger Kunststoff, insbesondere glasfaser
verstärktes Polyamid.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, das Pumpenrad (4) gemeinsam
mit dem pumpenseitigen Teil (6) der Zentralmagnetdrehkupplung
einstückig aus lagerfähigem und hochtemperaturbeständigem
Kunststoff, insbesondere teflonverstärktes Polyoxymethylen,
zu spritzen. Der für dieses Teil verwendete Kunststoff muß
lagerfähig sein, weil aus ihm das einzige drehende Teil im
Pumpengehäuse gefertigt ist. Das Pumpenrad (4) ist gemeinsam
mit dem pumpenseitigen Teil (6) der Magnetdrehkupplung auf
dem im Pumpengehäuse feststehenden Lagerbolzen (1) gelagert.
Es muß also nur dieses eine Teil aus einem hochwertigen,
lagerfähigen Kunststoff gefertigt werden. Die übrigen nicht
drehenden und also nicht drehbar zu lagernden Teile können
aus einem vergleichsweise preisgünstigen Kunststoff herge
stellt werden, was zu einer Verringerung der Fertigungsko
sten führt.
Eine weitere Verringerung der Fertigungskosten ergibt sich
dadurch, daß sämtliche, weitgehend einstückig hergestellte
Teile durch Rast- und/oder Steckverbindungen miteinander ver
bunden werden. Die Montage der erfindungsgemäßen Radialpumpe
läuft folgendermaßen ab:
Zuerst wird der Antriebsmotor (9) in das Motorgehäuse (7)
eingeschoben. Dann wird das Stromversorgungskabel (25) durch
den Abschlußdeckel (15) durchgeführt, der dann durch die
dritte Rastverbindung (18) mit dem Motorgehäuse (7) verra
stet wird, wobei der Antriebsmotor (9) durch die napfförmige
Ausformung (27) gegen die Anschläge (26) gepreßt und radial
und axial fixiert wird. Dann wird der motorseitige Teil (5)
der Magnetdrehkupplung gemeinsam mit den motorseitigen
Kunststoffmagneten (11) auf die gezahnte Antriebswelle (8)
des Antriebsmotors (9) aufgepreßt, womit die Kupplungs
glocke im Motorgehäuse (7) also drehbar gelagert ist. Darauf
folgt das Verrasten des zweiten Pumpengehäuseteils (3) über
die zweite Rastverbindung (17) mit dem Motorgehäuse (7).
In die zweite Bolzenfassung (24) wird der Lagerbolzen (1)
mit seiner Abflachung (14) eingesteckt. Auf den Lagerbolzen
(1) wird die zweite Anlaufscheibe (13) aufgeschoben. Dann
wird das Pumpenrad (4) gemeinsam mit dem pumpenseitigen Teil
(6) der Magnetdrehkupplung mit der die pumpenseitigen Mag
nete (10) des Keramikmagnetrings verrastet sind, auf den
Lagerbolzen (1) aufgeschoben. Dann wird noch die erste
Anlaufscheibe (12) auf den ersten Lagerbolzen aufgeschoben
und in die umlaufende Nut des zweiten Pumpengehäuseteils (3)
der vorzugsweise als O-Ring ausgebildete Dichtungsring (28)
eingelegt. Als letzter Montageschritt folgt schließlich
das Verrasten des ersten Pumpengehäuseteils (2) mit dem
zweiten Pumpengehäuseteil (3) durch die erste Rastverbindung
(16). Damit ist also die erfindungsgemäße Radialpumpe nach
dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 montierbar, ohne daß zeit-
und kostenaufwendige Verbindungen durch Schrauben und Kleben,
Schweißen, etc. hergestellt werden müßten. Dies verkürzt
die Montagezeit und senkt die zur Montage der erfindungsge
mäßen Radialpumpe erforderlichen Kosten erheblich.
Da die erfindungsgemäße Radialpumpe nach dem Ausführungsbei
spiel der Fig. 1 im wesentlichen einen relativ zur Mittel
achse runden Querschnitt aufweist, ist es vor allem auch
einfach möglich, zur Montage Maschinen oder Handhabungsgeräte
zu verwenden, weil keine besondere Orientierung der Teile
relativ zu Greifarmen oder Umfassungen notwendig ist. Das
heißt, eine Vororientierung der Teile, bevor die einzelnen
Teile von Handhabungsgeräten gefaßt werden können, entfällt
weitgehend.
In der Fig. 2 sind gleiche oder gleichwirkende Teile der
erfindungsgemäßen Radialpumpe mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Bei der erfindungsgemäßen Radialpumpe nach der Fig. 2 ist
insbesondere zum Schutz gegen besonders agressive
Fördermedien der pumpenseitige Keramikdauermagnet (10) mit
einem Kunststoffüberzug (29) versehen. Dies soll die
chemische Auflösung oder mechanische Beschädigung des
Keramikdauermagneten (10) durch das zu fördernde Medium
bzw. durch Schwebstoffe im zu fördernden Medium verhindern.
Dieser Kunststoffüberzug wird vorteilhaft einstückig mit
dem Pumpen
rad (4) aus dem hochtemperaturbeständigen und lagerfähigen
Kunststoff gespritzt. Das heißt, in einem Arbeitsgang wird
das Pumpenrad (4) gemeinsam mit dem pumpenseitigen Teil
der Magnetdrehkupplung (6) und dem Kunststoffüberzug (29)
derart aus Kunststoff gespritzt, daß der Keramikdauermagnet
(10) voll mit Kunststoff umhüllt ist.
Weiterhin ist in der Fig. 2 zwischen dem motorseitigen Teil
(5) der Magnetdrehkupplung und der insbesondere gezahnten
Antriebswelle (8) des Antriebsmotors (9) eine Buchse (30)
insbesondere aus Polyacetal angeordnet, um eine Rißbildung
des dauermagnetischen Kunststoffs des motorseitigen Teils
(5) der Magnetdrehkupplung beim Aufschieben auf die Antriebs
welle (8) des Antriebsmotors (9) zu verhindern. Der magne
tische Kunststoff des motorseitigen Teils (5) der Magnet
drehkupplung weist eine gewisse Sprödigkeit auf, die eine
solche Rißbildung bei Klemmverbindungen dieser Art möglich
macht. Die Buchse (30), insbesondere aus Polyacetal weist
diese Sprödigkeit nicht auf, so daß Klemmverbindungen dieser
Art ohne die Gefahr einer Rißbildung der Buchse oder des
motorseitigen Teils (5) der Magnetdrehkupplung machbar sind.
In der Fig. 2 ist das erste Pumpengehäuseteil (2), das zweite
Pumpengehäuseteil (3) und das Motorgehäuse (7) durch eine
Schraubverbindung (16′) mit einer oder mehreren Schrauben
(17′) verbunden. In der Fig. 2 ist von der Schraubverbindung
(16′) nur eine Schraube (17′) dargestellt. Es kann sich je
doch auch um mehrere Schrauben (17′) in der Schraubverbin
dung (16′) handeln. Dabei wird durch die Schrauben (17′)
das erste Pumpengehäuseteil (2) auf das Motorgehäuse (7)
aufgepreßt. Zwischen dem ersten Pumpengehäuseteil (2) und
dem Motorgehäuse (7) ist das zweite Pumpengehäuseteil (3)
angeordnet, das durch die gleiche Schraube (17′) in seiner
Lage fixiert wird. Die Schraubverbindung der Pumpengehäuse
teile (2, 3) und des Motorgehäuses (7) ist dann vorteilhaft,
wenn das zur Verfügung stehende Raumangebot z. B. im Motor
raum eines Kraftfahrzeuges gering ist. Durch die Verwendung
der Schraubverbindung (16′) und vor allem durch die Anord
nung der Schrauben (17′) auf dem Außenumfang der im wesent
lichen runden Querschnitt aufweisenden Radialpumpe kann der
Platzbedarf der erfindungsgemäßen Radialpumpe gegenüber der
erfindungsgemäßen Radialpumpe nach der Fig. 1 mit den
Schraubverbindungen verringert werden oder den gegebenen
Platzverhältnissen angepaßt werden.
Das Stromversorgungskabel (25) ist in der Fig. 2 durch den
Abschlußdeckel (15) derart hindurchgeführt, daß das An
schlußkabel (25) radial vom Motorgehäuse (7) wegweist. Die
Zugentlastung des Anschlußkabels (25) ist hier durch Verguß
des Anschlußkabels (25) im Abschluß (15) mit einer geeigne
ten Vergußmasse gelöst.
Claims (6)
1. Radialpumpe mit einem ein Pumpenrad enthaltenden
zweiteiligen Pumpengehäuse, dessen zweiter Gehäuseteil
ein Motorgehäuse gegen das Pumpengehäuse abschließt,
mit einer Magnetdrehkupplung zur Übertragung des
Motordrehmoments auf das Pumpenrad, die einen
motorseitigen Dauermagneten und einen pumpenradseitigen
Dauermagneten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der
motorseitige Dauermagnet (11) ein Kunststoffdauermagnet
ist und daß der motorseitige Teil (5) der
Magnetdrehkupplung gemeinsam mit dem motorseitigen
Kunststoffdauermagneten (11) einstückig aus Kunststoff
gespritzt ist.
2. Radialpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der motorseitige Teil (5) der Magnetdrehkupplung
auf der Antriebswelle (8) des Antriebsmotors (9)
befestigt ist.
3. Radialpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem motorseitigen Teil (5) der
Magnetdrehkupplung und der Antriebswelle (8) des
Antriebsmotors (9) eine Buchse (30) angeordnet ist.
4. Radialpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der pumpenseitige Dauermagnet (10)
ein Keramikdauermagnet ist.
5. Radialpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Magnetdrehkupplung (5, 6) als
Zentraldrehkupplung ausgebildet ist.
6. Radialpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der motorseitige Teil (5) der
Magnetzentraldrehkupplung glockenförmig ausgebildet
ist.
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