DE3716098A1 - Drive device for pumps or the like - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Pumpen oder dgl., die im Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben ist.The present invention relates to a drive device for pumps or the like, which in the preamble of claim 1 is specified.
Eine Antriebsvorrichtung der genannten Art ist bekannt, bei der das äußere Lager durch ein zweireihiges Rillenkugellager und das innere Lager durch eine in der Gehäusebohrung des Pumpendeckels eingebaute Gleitlagerbuchse gebildet ist (US-PS 25 68 646). Diese bekannte Antriebsvorrichtung hat den Nachteil, daß sowohl im äußeren Lager als auch im inneren Lager ein mehr oder weniger großes Lagerspiel vorhanden ist, welches einen unruhigen geräuschvollen Lauf des Pumpenrades zur Folge hat. Die Welle und das Triebrad können deshalb innerhalb der einzelnen Lagerspiele radiale und axiale Schwingungen ausführen, welche die Bauelemente der Antriebsvorrichtung, z.B. die Dichtlippe eines gleitenden Dichtringes der Pumpenwelle, beschädigen und zerstören.A drive device of the type mentioned is known at which the outer bearing through a double row deep groove ball bearing and the inner bearing through a in the housing bore of the Pump cover built-in plain bearing bush is formed (U.S. Patent No. 25 68 646). This known drive device has the disadvantage that both in the outer camp and in the inner Bearing there is a more or less large bearing clearance, which causes a restless, noisy run of the pump wheel has the consequence. The shaft and the drive wheel can therefore radial and axial within the individual bearing clearances Execute vibrations that the components of the Drive device, e.g. the sealing lip of a sliding Damage and destroy the sealing ring of the pump shaft.
Wegen der unterschiedlichen Lagerspiele zwischen dem äußeren und dem inneren Lager muß bei der bekannten Antriebsvorrichtung ein zylindrischer Bolzen als Kupplungsglied eingebaut werden, der eine radiale Verschiebung des Triebrades relativ zur Welle des Pumpenrades zuläßt. Diese lockere Befestigung des Bolzens ist aber nicht erwünscht.Because of the different bearing clearances between the outer and the inner bearing must in the known drive device a cylindrical bolt can be installed as a coupling element, which is a radial displacement of the drive wheel relative to the shaft of the pump wheel. This loose attachment of the bolt is not desirable.
Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Antriebsvorrichtung für Pumpen oder dgl. der genannten Gattung zu schaffen, welche kompakt gebaut ist und welche im Betrieb besonders schwingungsarm arbeitet.The invention characterized in claim 1 is in contrast the task of an improved drive device for To create pumps or the like. Of the type mentioned, which is built compactly and which one in operation is special works with low vibrations.
Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the characterizing part of claim 1 solved.
Mit der Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung wird erreicht, daß das Kupplungsglied als eine torsionssteife Scheibe ausgebildet ist, welche hohe Triebmomente von Triebrad auf die Welle übertragen kann. Gleichzeitig werden das äußere Lager und das innere Lager durch die Deckscheibe axial von außen abgedeckt und vor Stößen und Verunreinigungen geschützt. Auf diese Weise kann die Antriebsvorrichtung zu einer einbaufertigen Baueinheit zusammengebaut und an Ort und Stelle, zum Beispiel am Block einer Brennkraftmaschine, angeflanscht werden.With the design of the drive device according to the Invention is achieved in that the coupling member as a Torsionally rigid disc is formed, which is high Driving torque can be transmitted from the drive wheel to the shaft. At the same time, the outer bearing and the inner bearing axially covered by the cover plate from the outside and against impact and contamination protected. In this way, the Drive device for a ready-to-install unit assembled and in place, for example on a block an internal combustion engine.
Die an der Deckscheibe einwirkenden federnden Stellmittel versuchen das Triebrad gegenüber dem Pumpendeckel entweder axial nach innen, zum Pumpenraum hin, oder axial nach außen, vom Pumpenraum weg, zu verschieben. Dadurch wird zumindest ein axial tragendes äußeres und/oder zumindest ein axial tragendes inneres Lager spielfrei eingestellt. Schwingungen des Triebrades werden dadurch verhindert, die sich in schädlicher Weise auf die Welle, auf das Pumpenrad und auf die empfindlichen Dichtungen des Pumpenraumes übertragen würden.The resilient actuators acting on the cover plate try the drive wheel opposite the pump cover either axially inwards, towards the pump chamber, or axially towards outside, away from the pump room. This will at least one axially supporting outer and / or at least one axially load-bearing inner bearing set free of play. This prevents the drive wheel from vibrating harmful to the shaft, the impeller and transferred to the sensitive seals of the pump room would.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous exemplary embodiments and developments of the Invention are characterized in the subclaims.
Das Ausführungsbeispiel nach Anspruch 2 hat zur Folge, daß jede Druckfeder über das Pumpenrad und die Welle auf die Deckscheibe wirkt und die Deckscheibe somit axial nach innen, nämlich zum Pumpenraum hin, drückt. Dabei wird zumindest eines der äußeren Lager, welches ein einreihiges Schrägwälzlager mit schräg axial nach innen zur Achse der Welle zusammengehenden Kraftwirkungslinien sein kann, axial belastet und spielfrei eingestellt.The embodiment of claim 2 has the consequence that each compression spring over the impeller and the shaft on the Cover plate acts and the cover plate thus axially inwards, namely towards the pump room. At least one the outer bearing, which has a single row angular contact bearing sloping axially inwards to the axis of the shaft Lines of action can be axially loaded and free of play set.
Die zusätzliche Weiterbildung nach Anspruch 3 bewirkt, daß jede Druckfeder in der Gehäusebohrung des Gehäusedeckels platzsparend eingebaut ist.The additional training according to claim 3 causes each compression spring in the housing bore of the housing cover is installed to save space.
Mit der weiteren zusätzlichen Ausgestaltung nach Anspruch 4 ist der Vorteil gegeben, daß jede Druckfeder außer zur spielfreien Einstellung des äußeren Lagers auch noch zum dichten Andrücken eines den Pumpenraum abdichtenden Dichtungsringes verwendet wird.With the further additional embodiment according to claim 4 there is the advantage that each compression spring except for play-free adjustment of the outer bearing also for tight pressing of a sealing the pump room Sealing ring is used.
Der Anspruch 5 weist auf ein abgeändertes Ausführungsbeispiel der Erfindung hin, bei dem zumindest eines der inneren Lager und zumindest eines der äußeren Lager durch biegefedernde radiale Verbindungsstege der Deckscheibe in axialer Richtung verspannt wird.The claim 5 points to a modified embodiment of the Invention, in which at least one of the inner bearings and at least one of the outer bearings by bending spring radial Connecting webs of the cover plate clamped in the axial direction becomes.
Die zusätzliche Weiterbildung nach Anspruch 6 hat zur Folge, daß jedes radial und axial tragende äußere Lager als ein herkömmliches Rillenkugellager, Schulterkugellager oder Kegelrollenlager kostengünstig ausgebildet sein kann.The additional training according to claim 6 has the consequence that each radially and axially bearing outer bearing as one conventional deep groove ball bearing, shoulder ball bearing or Tapered roller bearings can be inexpensive.
Die Ansprüche 7 und 8 beinhalten Weiterbildungen mit einer besonders einfachen, drehfesten Verbindung des Mittenabschnitts der Deckscheibe am äußeren Ende der Welle.Claims 7 and 8 contain further developments with a particularly simple, non-rotatable connection of the central section the cover plate at the outer end of the shaft.
Das abgeänderte Weiterbildung nach Anspruch 9 bewirkt, daß mindestens ein äußeres Lager und mindestens ein inneres Lager durch eine einfache Druckfeder, zum Beispiel eine am äußeren Ende der Welle festgesetzte Blattfeder oder Tellerfeder, voneinander axial weggedrückt und spielfrei eingestellt werden. Mit der zusätzlichen Weiterbildung nach Anspruch 10 ist das bzw. sind die äußeren Lager zur Aufnahme der axialen Kräfte der Druckfeder(n) besonders tragfähig ausgebildet.The modified training according to claim 9 causes that at least one outer bearing and at least one inner Bearing by a simple compression spring, for example an am outer end of the shaft fixed leaf spring or disc spring, axially pushed away from each other and set without play. With the additional training according to claim 10 this or the outer bearings for receiving the axial Forces of the compression spring (s) are particularly load-bearing.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für Pumpen oder dgl. wird in der nachfolgenden Beschreibung von vier Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.The drive device for pumps or The like. In the following description of four Embodiments shown in the drawings are explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Antriebsvorrichtung, Fig. 1 shows a longitudinal section through a drive device,
Fig. 2 eine teilweise Stirnansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1, Fig. 2 is a partial end view in the direction of arrow A in Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Antriebsvorrichtung, Fig. 3 shows a longitudinal section through a modified drive apparatus,
Fig. 4 eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 3, Fig. 4 is a partially sectional view taken along the line BB in Fig. 3,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere abgeänderte Antriebsvorrichtung, Fig. 5 shows a longitudinal section through a further modified drive device,
Fig. 6 eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 5, Fig. 6 is a partially sectional view taken along the line CC in Fig. 5,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine weitere abgeänderte Antriebsvorrichtung und Fig. 7 is a longitudinal section through a further modified drive device and
Fig. 8 eine teilweise Stirnansicht in Richtung des Pfeiles D in Fig. 7. Fig. 8 is a partial end view in the direction of arrow D in Fig. 7.
In Fig. 1 ist eine Antriebsvorrichtung für eine Wasserpumpe zur Kühlung einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Die Antriebsvorrichtung besitzt ein Pumpenrad 1, welches in einem Pumpenraum 2 eines Motorblockes einer Verbrennungskraftmaschine (nicht gezeigt) angeordnet ist. Eine Welle 3 ist an ihrem inneren Ende mit dem Pumpenrad 1 und an ihrem äußeren Ende über ein Kupplungsglied mit einem Triebrad 4 eines an sich bekannten Riementriebes drehfest verbunden.In Fig. 1, a drive device for a water pump is shown a motor vehicle for cooling an internal combustion engine. The drive device has a pump wheel 1 , which is arranged in a pump chamber 2 of an engine block of an internal combustion engine (not shown). A shaft 3 is connected at its inner end to the pump wheel 1 and at its outer end via a coupling member to a drive wheel 4 of a belt drive known per se.
Die Antriebsvorrichtung hat einen aus Stahlblech geformten Pumpendeckel 5, welcher den Pumpenraum 2 abdeckt. Der Pumpendeckel 5 besitzt einen Flanschabschnitt 6. Zur Befestigung des Pumpendeckels 5 am Motorblock werden Befestigungsschrauben (nicht gezeigt) von außen nach innen durch jeweils ein Loch 7 am Umfang des Flanschabschnittes 6 hindurchgesteckt und in entsprechende Gewindelöcher des Motorblockes (nicht gezeigt) eingeschraubt.The drive device has a pump cover 5 formed from sheet steel, which covers the pump chamber 2 . The pump cover 5 has a flange section 6 . To fasten the pump cover 5 to the engine block, fastening screws (not shown) are inserted from the outside inwards through a hole 7 on the circumference of the flange section 6 and screwed into corresponding threaded holes in the engine block (not shown).
Der Pumpendeckel 5 besitzt einen in Richtung der Achse der Welle 3 nach außen vorragenden Ansatz 8 mit einer vom Pumpenraum 2 nach außen durchgehenden Gehäusebohrung 9. Durch diese Gehäusebohrung 9 ist die Welle 3 der Wasserpumpe hindurchgeführt.The pump cover 5 has a projection 8 projecting outwards in the direction of the axis of the shaft 3 with a housing bore 9 which extends through the pump chamber 2 to the outside. The shaft 3 of the water pump is passed through this housing bore 9 .
Die Welle 3 ist in einem in der Gehäusebohrung 9 sitzenden inneren Lager 10, im vorliegenden Fall ein herkömmliches einreihiges Rillenkugellager, gelagert. Das Lager 10 hat einen Lageraußenring 11 mit einer rillenförmigen Außenlaufbahn, einen Lagerinnenring 12 mit einer rillenförmigen Innenlaufbahn und dazwischen umlaufende, kugelförmige Wälzkörper. Die Sitzfläche des Lagerinnenringes 12 auf der Welle 3 ist durch eine auf der Welle 3 fest aufgebrachte Gleitbüchse 13 gebildet, welche kleine axiale Verschiebungen des Lagerinnenringes 12 auf der Welle 3 zuläßt, ohne daß ein nennenswerter Gleitverschleiß entsteht. The shaft 3 is mounted in an inner bearing 10 , which is seated in the housing bore 9 , in the present case a conventional single-row deep groove ball bearing. The bearing 10 has a bearing outer ring 11 with a grooved outer race, an inner bearing ring 12 with a groove-shaped inner race and in between circumferential spherical rolling elements. The seating surface of the bearing inner ring 12 on the shaft 3 is formed by a sliding bush 13 fixedly mounted on the shaft 3 , which permits small axial displacements of the bearing inner ring 12 on the shaft 3 without any significant sliding wear occurring.
Das Triebrad 4 ist in einem sowohl radiale als auch axiale Kräfte aufnehmenden äußeren Lager 14 gelagert, welches als ein herkömmliches Wälzlager mit kugeligen Wälzkörpern, einem Lagerinnenring 15 und einem Lageraußenring 16 ausgebildet ist. Der Lagerinnenring 15 sitzt auf einer Mantelfläche des Ansatzes 8, die zur Verringerung des radialen Bauraums der Antriebsvorrichtung stufenförmig radial nach innen abgesetzt ist. Der Lageraußenring 16 ist in einer Bohrung des Triebrades 4 festgesetzt.The drive wheel 4 is mounted in an outer bearing 14 which absorbs both radial and axial forces and which is designed as a conventional rolling bearing with spherical rolling bodies, an inner bearing ring 15 and an outer bearing ring 16 . The bearing inner ring 15 is seated on a lateral surface of the extension 8 , which is stepped radially inward to reduce the radial installation space of the drive device. The bearing outer ring 16 is fixed in a bore of the drive wheel 4 .
Es ist ein Kupplungsglied vorhanden, welches die Welle 3 mit dem Triebrad 4 drehfest verbindet. Im vorliegenden Fall ist das Kupplungsglied durch eine aus Stahlblech gefertigte Deckscheibe 17 gebildet, welche sowohl das äußere Lager 14 als auch den Ansatz 8 des Gehäusedeckels 5 seitlich von außen abdeckt. Die Deckscheibe 17 besitzt einen profilierten äußeren Rand 18, der den Lageraußenring 16 zum Teil radial von außen umgreift und zusammen mit einem aus Stahlblech gefertigten, an der Deckscheibe 17 angeschweißten Flanschring 19 das Triebrad 4 des Riementriebes bildet.There is a coupling member which connects the shaft 3 to the drive wheel 4 in a rotationally fixed manner. In the present case, the coupling member is formed by a cover plate 17 made of sheet steel, which covers both the outer bearing 14 and the shoulder 8 of the housing cover 5 laterally from the outside. The cover disk 17 has a profiled outer edge 18 which partially engages around the bearing outer ring 16 radially from the outside and, together with a flange ring 19 made of sheet steel and welded to the cover disk 17, forms the drive wheel 4 of the belt drive.
Die Deckscheibe 17 hat einen Mittenabschnitt, der über eine Schraube 20 und einer mit dieser fest verbundenen Balkenscheibe 20 A auf einer vom Pumpenraum 2 wegweisenden Stirnfläche der Welle 3 befestigt ist.The cover disk 17 has a central section which is fastened by means of a screw 20 and a beam disk 20 A which is firmly connected to this, on an end face of the shaft 3 which points away from the pump chamber 2 .
Wie aus der Zeichnung in Fig. 2 deutlich hervorgeht, hat die Balkenscheibe 20 A radial nach außen sich erstreckende Balken, welche in entsprechend geformte Vertiefungen 21 in der äußeren Seitenfläche der Deckscheibe 17 formschlüssig eingreifen und somit eine drehfeste Verbindung des Mittenabschnittes der Deckscheibe 17 mit der Welle 3 herstellen.As is clear from the drawing in Fig. 2, the beam plate 20 A has radially outwardly extending beams which engage in correspondingly shaped recesses 21 in the outer side surface of the cover plate 17 and thus a rotationally fixed connection of the central portion of the cover plate 17 with the Create shaft 3 .
Die Schraube 20 ist in ein zentrisches Gewindeloch auf der Stirnfläche der Welle 3 eingeschraubt. Sie besitzt einen Gewindedrall in Drehrichtung der Welle 3, so daß sie durch das Triebmoment des Triebrades 4 in ihr Gewindeloch hineingedreht wird, sich also nicht lockern kann.The screw 20 is screwed into a central threaded hole on the end face of the shaft 3 . It has a thread twist in the direction of rotation of the shaft 3 , so that it is screwed into its threaded hole by the driving torque of the drive wheel 4 , so it cannot loosen.
Zur selbsttätigen, spielfreien Einstellung des radial und axial tragenden äußeren Lagers 14 sind Stellmittel vorgesehen, welche auf die Deckscheibe 17 einwirken und diese entweder nach innen zum Pumpenraum 2 hin oder nach außen vom Pumpenraum 2 weg federnd anstellen.For the automatic, play-free adjustment of the radially and axially load-bearing outer bearing 14 , adjusting means are provided which act on the cover disk 17 and adjust it either inwardly towards the pump chamber 2 or outwardly from the pump chamber 2 .
Im vorliegenden Fall dienen auf Druck beanspruchte Schraubenfedern 22 als Stellmittel, welche im Inneren eines in der Gehäusebohrung 9 eingesetzten Halteringes 23 angeordnet sind. Zwischen einer Schulterfläche 24 in der Gehäusebohrung 9 des Pumpendeckels 5 und einer Stirnfläche des Halteringes 23 ist der Lageraußenring 11 des inneren Lagers 10 in der Gehäusebohrung 9 festgesetzt.In the present case, helical springs 22 which are subjected to pressure serve as adjusting means, which are arranged in the interior of a retaining ring 23 inserted in the housing bore 9 . Between a shoulder surface 24 in the housing hole 9 of the pump cover 5 and an end face of the retaining ring 23 of the bearing outer race is fixed 11 of the inner bearing 10 in the housing bore. 9
Die Schraubenfedern 22 sind am Umfang eines Dichtringes 25 aus Keramikstoff angeordnet und drücken diesen zum Pumpenraum 2 hin, so daß dieser auf einer vom Pumpenraum 2 weg weisenden Stirnfläche des Pumpenrades 1 abdichtend gleitet.The coil springs 22 are arranged on the circumference of a sealing ring 25 made of ceramic material and press it towards the pump chamber 2 so that it slides sealingly on an end face of the pump wheel 1 pointing away from the pump chamber 2 .
Die Schraubenfedern 22 bewirken, daß sich das Pumpenrad 1 zusammen mit der einstückig verbundenen Welle 3 in den Pumpenraum 2 hineinbewegen will. Das innere Lager 10 setzt dieser Verlagerungsbewegung keinen großen Widerstand entgegen, weil der Lagerinnenring 12 auf der Gleitbüchse 13 axial gleiten kann. Der am äußeren Ende der Welle 3 befestigte Mittenabschnitt der Deckscheibe 17 wird dabei nach innen zum Pumpenraum 2 hin gedrückt und der Lageraußenring 16 des auf dem Ansatz 8 festgesetzten äußeren Lagers 14 gegenüber dem Lagerinnenring 15 axial verschoben, d.h. das äußere Lager 14 wird durch die Schraubenfedern 22 spielfrei eingestellt. The coil springs 22 cause the pump wheel 1 to move into the pump chamber 2 together with the shaft 3 connected in one piece. The inner bearing 10 does not provide any great resistance to this displacement movement, because the bearing inner ring 12 can slide axially on the sliding bush 13 . The middle section of the cover disk 17 fastened to the outer end of the shaft 3 is pressed inwards towards the pump chamber 2 and the bearing outer ring 16 of the outer bearing 14 fixed on the extension 8 is axially displaced with respect to the bearing inner ring 15 , ie the outer bearing 14 is driven by the coil springs 22 set without play.
Unter Umständen kann etwas Leckwasser zwischen dem Dichtring 25 und dem Pumpenrad 1 zum inneren Lager 10, das aus nicht rostendem Stahl gefertigt ist, vordringen. In diesem Fall strömt das Leckwasser durch das innere Lager 10 hindurch bis zur Deckscheibe 17. Die innere Seitenfläche der umlaufenden Deckscheibe 17 schleudert das Leckwasser radial nach außen, so daß dieses durch Leckageöffnungen 17 A in die Umgebung abströmen kann. Auf diese Weise werden die Wälzkörper des äußeren Lagers 14, die aus normalem, rostempfindlichem Wälzlagerstahl gefertigt sind, vom Leckwasser nicht benetzt.Under certain circumstances, some leakage water can penetrate between the sealing ring 25 and the pump wheel 1 to the inner bearing 10 , which is made of stainless steel. In this case, the leakage water flows through the inner bearing 10 to the cover plate 17th The inner side surface of the rotating cover plate 17 flings the water leakage radially outward so that it can flow through the leakage holes 17 A into the environment. In this way, the rolling elements of the outer bearing 14 , which are made of normal, rust-sensitive rolling bearing steel, are not wetted by the leakage water.
In Fig. 3 und 4 ist eine abgeänderte Antriebsvorrichtung einer Pumpe für ein Kühlmedium, z.B. Glykol, dargestellt, die ähnlich wie die vorgehend beschriebene, in Fig. 1 und 2 angegebene Antriebsvorrichtung konstruiert ist. FIGS. 3 and 4 show a modified drive device of a pump for a cooling medium, for example glycol, which is constructed similarly to the drive device described above and shown in FIGS. 1 and 2.
Die Stellmittel sind hier durch gleichmäßig am Umfang angeordnete, biegefedernde radiale Verbindungsstege 26 der Deckscheibe 17 aus Federstahl gebildet. Durch radial verlaufende, axial durchgehende Schlitzöffnungen 27 in der Deckscheibe 17 sind diese Verbindungsstege 26 am Umfang voneinander getrennt. Die Schlitzöffnungen 27 sind mit einem elastisch nachgiebigen, schwingungsdämpfenden Elastomerkunststoff vollständig ausgefüllt, der auch die Innenseite der Deckscheibe 17 bedeckt. Der Elastomerwerkstoff ist im Gießverfahren auf die Deckscheibe 17 aufgebracht und mit dieser fest verbunden.The actuating means are formed here by spring-loaded radial connecting webs 26 of the cover disk 17 which are arranged uniformly on the circumference and are made of spring steel. These connecting webs 26 are separated from one another on the circumference by radially extending, axially continuous slot openings 27 in the cover disk 17 . The slot openings 27 are completely filled with an elastically flexible, vibration-damping elastomer plastic, which also covers the inside of the cover plate 17 . The elastomer material is applied to the cover plate 17 in the casting process and firmly connected to it.
Der Mittenabschnitt der Deckscheibe 17 hat eine axial durchgehende, zentrische Öffnung 28 mit einem konstanten unrunden Querschnitt. Durch diese Öffnung 28 greift ein dem Querschnitt der Öffnung 28 formschlüssig angepaßter Schaft einer Befestigungsschraube 29 von außen nach innen hindurch. Die Befestigungsschraube 29 hat einen Gewindeansatz, der in ein zentrisches Gewindeloch auf der Stirnfläche des äußeren Endes der Welle 3 eingeschraubt ist. The middle section of the cover disk 17 has an axially continuous, central opening 28 with a constant non-circular cross section. Through this opening 28, a cross-section of the opening 28 engages a form-fitting adapted shank of a fastening screw 29 from the outside therethrough. The fastening screw 29 has a threaded shoulder which is screwed into a central threaded hole on the end face of the outer end of the shaft 3 .
Im übrigen hat die Befestigungsschraube 29 einen Kopfabschnitt 30, der eine zum Pumpenraum 2 hin weisende Schulterfläche besitzt. Diese am äußeren Ende der Welle 3 angeordnete Schulterfläche drückt auf eine nach außen weisende Seitenfläche des Mittenabschnittes der Deckscheibe 17. Beim Einschrauben der Befestigungsschraube 29 wird die Deckscheibe 17 durch die Schulterfläche des Kopfabschnittes 30 angefaßt und zum Pumpenraum 2 hin angestellt. Dabei entsteht an den Verbindungsstege 26 eine biegefedernde Reaktionskraft, welche den Lageraußenring 16 des äußeren Lagers 14 nach innen zum Pumpenraum 2 hin zu drücken versucht. Das äußere Wälzlager 14 ist als ein einreihiges Schrägkugellager ausgebildet und so eingebaut, daß seine Kraftwirkungslinien 31 schräg axial nach innen zur Achse der Welle 3 zusammengehend verlaufen. Auf diese Weise kann das äußere Wälzlager 14 ohne Überlastung auch hohe Federkräfte der Verbindungsabschnitte 26 und hohe Triebkräfte des Triebrades 4 aufnehmen.Otherwise, the fastening screw 29 has a head section 30 which has a shoulder surface facing the pump chamber 2 . This shoulder surface arranged at the outer end of the shaft 3 presses on an outwardly facing side surface of the center section of the cover disk 17 . When the fastening screw 29 is screwed in, the cover disk 17 is gripped by the shoulder surface of the head section 30 and turned towards the pump chamber 2 . This creates a resilient reaction force on the connecting webs 26 , which tries to push the bearing outer ring 16 of the outer bearing 14 inwards towards the pump chamber 2 . The outer roller bearing 14 is designed as a single-row angular contact ball bearing and installed so that its force action lines 31 run obliquely axially inwards to the axis of the shaft 3 . In this way, the outer roller bearing 14 can also absorb high spring forces of the connecting sections 26 and high driving forces of the drive wheel 4 without overloading.
Die Welle 3 trägt an ihrem inneren Ende das Pumpenrad 1, welches durch Preßsitz auf der Mantelfläche der Welle 3 festgesetzt und durch einen Sprengring 32 gegenüber Abziehen von der Welle 3 gesichert ist.The shaft 3 carries at its inner end the pump wheel 1 , which is fixed by a press fit on the lateral surface of the shaft 3 and is secured against being pulled off the shaft 3 by a snap ring 32 .
Das innere Lager 10 ist als ein einreihiges Schrägwälzlager mit schräg axial nach innen zur Achse der Welle 3 zusammengehenden Kraftwirkungslinien 33 ausgebildet. Die Federkraft der Verbindungsstege 26 der Deckscheibe 17 wird vom inneren Lager 10 in Richtung der Kraftwirkungslinien 33 aufgenommen.The inner bearing 10 is designed as a single-row angular contact roller bearing with lines of force 33 which converge obliquely axially inwards to the axis of the shaft 3 . The spring force of the connecting webs 26 of the cover plate 17 is absorbed by the inner bearing 10 in the direction of the force lines 33 .
Zwischen dem Lageraußenring 11 des inneren Lagers 10 und dem Pumpenrad 1 ist ein Dichtring 34 eingebaut, welcher auf einer gegenüberliegenden Stirnfläche des Pumpenrades 1 abdichtend gleitet. Die vom Dichtring 34 auf das Pumpenrad 1 ausgeübte axiale Andrückkraft ist wesentlich kleiner als die resultierende axiale Federkraft der Verbindungsabschnitte 26 der Deckscheibe 17. A sealing ring 34 is installed between the bearing outer ring 11 of the inner bearing 10 and the pump wheel 1 , which sealingly slides on an opposite end face of the pump wheel 1 . The axial pressing force exerted by the sealing ring 34 on the pump wheel 1 is substantially smaller than the resulting axial spring force of the connecting sections 26 of the cover disk 17 .
Bei der in Fig. 5 und 6 dargestellten, weiteren abgeänderten Antriebsvorrichtung sind wiederum ein radial und axial tragendes Schrägwälzlager als äußeres Lager 14 und ein radial und axial tragendes Schrägwälzlager als inneres Lager 10 eingebaut. In diesem Fall haben beide Lager 10,14 schräg axial nach außen zur Achse der Welle 3 zusammengehende Kraftwirkungslinien 35 bzw. 35 A.In the further modified drive device shown in FIGS. 5 and 6, a radially and axially load-bearing angular contact bearing is in turn installed as the outer bearing 14 and a radially and axially load-bearing angular contact bearing as the inner bearing 10 . In this case, both bearings 10, 14 have lines of force 35 or 35 A that converge obliquely axially outward to the axis of shaft 3 .
Die Stellmittel sind hier durch eine zwischen einer vom Pumpenraum 2 weg weisenden Schulterfläche 36 des äußeren Endes der Welle 3 und einer zum Pumpenraum 2 hin weisenden Seitenfläche 37 des Mittenabschnitts der Deckscheibe 17 eingebaute Druckfeder gebildet.The adjusting means are formed here by a compression spring installed between a shoulder surface 36 of the outer end of the shaft 3 pointing away from the pump chamber 2 and a side surface 37 of the central section of the cover plate 17 pointing towards the pump chamber 2 .
Im vorliegenden Fall ist die Druckfeder als eine Tellerfeder 38 mit radial nach außen weisenden Federarmen 39, welche gegen die Seitenfläche 37 elastisch andrücken, ausgebildet. Die Tellerfeder 38 hat eine ovale zentrische Bohrungsfläche, welche auf einem im Querschnitt entsprechend oval ausgebildeten Zapfen 40 des äußeren Endes der Welle 3, sitzt und somit gegen Verdrehung auf der Welle 3 formschlüssig gesichert ist. Die harten Federarme 39 haben an ihren freien Enden scharfe Kanten, die sich in die Seitenfläche 37 der Deckscheibe 17 aus relativ weichem Bandstahl eingraben und diese verdrehungsmäßig festhalten.In the present case, the compression spring is designed as a plate spring 38 with spring arms 39 pointing radially outwards, which press elastically against the side surface 37 . The plate spring 38 has an oval central bore surface which is seated on a pin 40 of correspondingly oval cross section of the outer end of the shaft 3 and is thus positively secured against rotation on the shaft 3 . The hard spring arms 39 have sharp edges at their free ends, which dig into the side surface 37 of the cover plate 17 made of relatively soft steel strip and hold it in rotation.
Der Mittenabschnitt der Deckscheibe 17 hat eine axial durchgehende zentrische Bohrung 41, die in ihrem Querschnitt dem ovalen Zapfen 40 der Welle 3 formschlüssig angepaßt ist. Auf diese Weise wird das vom Triebrad 4 an die Deckscheibe 17 geleitete Triebmoment zum Teil über die Federscheibe 38 und zum Teil über die Bohrung 41 des Mittenabschnittes der Deckscheibe 17 auf die Welle 3 übertragen.The central portion of the cover plate 17 has an axially continuous central bore 41 , which is adapted in its cross section to the oval pin 40 of the shaft 3 in a form-fitting manner. In this way, the driving torque directed from the drive wheel 4 to the cover disk 17 is transmitted to the shaft 3 partly via the spring washer 38 and partly via the bore 41 of the central section of the cover disk 17 .
Infolge der Biegekraft der Federarme 39 wird das innere Lager 10 gegen das zugehörige äußere Lager 14 axial vorgespannt. Dabei wird der Lagerinnenring 15 des äußeren Lagers 14 über seine Wälzkörper vom Pumpenraum 2 weg gedrückt. Die äußere Stirnfläche des Ansatzes 8 des Pumpendeckels 5 besitzt radiale Verstemmungsvorsprünge 42, welche hinter die äußere Stirnfläche des Lagerinnenringes 15 greifen und den Lagerinnenring auf dem Ansatz 8 axial festhalten.Due to the bending force of the spring arms 39 , the inner bearing 10 is axially preloaded against the associated outer bearing 14 . The bearing inner ring 15 of the outer bearing 14 is pressed away from the pump chamber 2 via its rolling elements. The outer end face of the neck 8 of the pump cover 5 has radial caulking projections 42 which engage behind the outer end face of the bearing inner ring 15 and hold the bearing inner ring axially on the neck 8 .
Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere, abgeänderte Antriebsvorrichtung mit einem Pumpendeckel 5 aus einem schwingungsdämpfenden Kunststoff, der im Spritzgießverfahren hergestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind ein außenseitiges einreihiges Schrägwälzlager 43 aus Wälzlagerstahl und ein innenseitiges zylindrisches Gleitlager 44 aus selbstschmierendem Keramikstoff als innere Lager in der Gehäusebohrung 9 des Pumpendeckels 5 eingebaut. Das äußere Lager 14 und das außenseitige Schrägwälzlager 43 haben schräg axial nach außen zur Achse der Welle 3 zusammengehende Kraftwirkungslinien 35 bzw. 35 A. FIGS. 7 and 8 show a further modified drive device having a pump cover 5 made of a vibration-damping plastic, which is produced by injection molding. In this exemplary embodiment, an external single-row angular contact roller bearing 43 made of roller bearing steel and an internal cylindrical slide bearing 44 made of self-lubricating ceramic material are installed as inner bearings in the housing bore 9 of the pump cover 5 . The outer bearing 14 and the outside oblique roller bearing 43 have lines of force 35 and 35 A, which converge obliquely axially outwards to the axis of the shaft 3 .
Als Stellmittel dient eine Schraubenfeder 45, welche zwischen einer vom Pumpenraum 2 weg weisenden Schulterfläche 36 des äußeren Endes der Welle 3 und einer zum Pumpenraum 2 hin weisenden Seitenfläche 37 des Mittenabschnittes der Deckscheibe 17 eingebaut und auf Druck belastet ist. Mit dieser Schraubenfeder 45 wird die Deckscheibe 17 vom Pumpenraum 2 weg angestellt. Dabei werden das äußere Lager 14 und das außenseitige innere Lager 43 in axialer Richtung gegenseitig vorgespannt und spielfrei eingestellt.A helical spring 45 , which is installed between a shoulder surface 36 of the outer end of the shaft 3 pointing away from the pump chamber 2 and a side surface 37 of the central section of the cover plate 17 pointing towards the pump chamber 2 , is used as an actuating means and is subjected to pressure. With this coil spring 45 , the cover plate 17 is moved away from the pump chamber 2 . The outer bearing 14 and the outer inner bearing 43 are mutually preloaded in the axial direction and adjusted without play.
Im Inneren des Pumpendeckels 5 ist ein Auskleidungsblech 46 eingegossen, welches die Gehäusebohrung 9 für den Lageraußenring 47 des außenseitigen Lagers 43 und die Sitzfläche für eine nach innen abdichtende Gleitringdichtung 48 bildet.A lining sheet 46 is cast in the interior of the pump cover 5 , which forms the housing bore 9 for the bearing outer ring 47 of the outer bearing 43 and the seat surface for an inwardly sealing mechanical seal 48 .
Das Gleitlager 44 wird zumindest zum Teil mit dem Strömungsmedium der Pumpe, z.B. Glykol, geschmiert. The slide bearing 44 is at least partially lubricated with the flow medium of the pump, for example glycol.
Im Ansatz 8 des Gehäusedeckels 5 ist eine von innen nach außen durchgehende Leckageöffnung 49 eingearbeitet, welche etwaiges, durch das Gleitlager 44 hindurchtretendes Schmiermittel bzw. Pumpenströmungsmittel in die Umgebung entläßt.In the neck 8 of the housing cover 5 , a leakage opening 49 is worked through from the inside to the outside, which releases any lubricant or pump fluid that passes through the slide bearing 44 into the environment.
Der Mittenabschnitt der Deckscheibe 17 hat eine axial durchgehende schlitzförmige Öffnung 50, durch die ein konform ausgebildeter Zapfen 40 des äußeren Endes der Welle 3 verdrehsicher und axial gleitend verschiebbar hindurchgreift.The middle section of the cover disk 17 has an axially continuous slot-shaped opening 50 , through which a conformally formed pin 40 of the outer end of the shaft 3 engages in a manner that prevents it from rotating and is axially slidable.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens können die oben angegebenen Ausführungsbeispiele konstruktiv abgeändert werden.Within the scope of the inventive concept, the above Embodiments are modified constructively.
Zum Beispiel können auch mehrere Wälzlager als äußere Lager auf der Mantelfläche des Ansatzes des Pumpendeckels nebeneinander festgesetzt sein. Diese Wälzlager brauchen nicht axial tragend, sondern können auch lediglich radial tragend angeordnet sein. In diesem Fall muß mindestens eines der inneren Lager radiale und axiale Belastung tragend angeordnet sein, damit dieses durch die Stellmittel entweder nach innen zum Pumpenraum hin oder nach außen vom Pumpenraum weg federnd belastet und spielfrei eingestellt wird.For example, multiple bearings can be used as external bearings on the lateral surface of the neck of the pump cover be set side by side. These bearings need not axially load-bearing, but can also only be radial be arranged load-bearing. In this case at least one the inner bearings bear radial and axial loads be arranged so that this either by the adjusting means inwards to the pump room or outwards from the pump room spring loaded and set free of play.
Anstelle von einreihigen Schräg- oder Rillenwälzlagern können zweireihige Schräg- oder Rillenwälzlager als äußeres und/ oder inneres Lager eingebaut werden, die dann je nach Richtung der Vorspannkraft der Stellmittel entweder nach innen zum Pumpenraum hin oder nach außen vom Pumpenraum 2 weg angestellt sind.Instead of single-row angular or grooved roller bearings, double-row angular or grooved roller bearings can be installed as an outer and / or inner bearing, which depending on the direction of the preload force of the actuating means are either positioned inwards towards the pump chamber or outwards from the pump chamber 2 .
Es ist auch möglich, bei mindestens einem inneren und/oder einem äußeren Wälzlager auf den Lagerinnenring oder auf den Lageraußenring zu verzichten, wobei die Laufbahnen für die Wälzkörper dann unmittelbar in die Mantelfläche des Ansatzes des Pumpendeckels bzw. in die Gehäusebohrung des Pumpendeckels eingearbeitet sind. Die Laufbahn(en) der Wälzkörper des bzw. der inneren Wälzlager können deshalb auch in die Mantelfläche der Welle aus Wälzlagerstahl eingearbeitet sein. It is also possible to have at least one inner and / or an outer rolling bearing on the bearing inner ring or on the Dispense outer bearing ring, the raceways for the Rollers then directly into the lateral surface of the approach of the pump cover or in the housing bore of the pump cover are incorporated. The raceway (s) of the rolling elements of the the inner roller bearing can therefore also in the outer surface the shaft made of roller bearing steel.
In manchen Fällen kann sogar ein Schräggleitlager als äußeres und/oder inneres Lager in der Antriebsvorrichtung eingebaut sein.In some cases, even an angular plain bearing can be used as the outer and / or internal bearing installed in the drive device be.
Als Triebrad der Antriebsvorrichtung kommt unter anderem auch ein Kettenrad oder ein Zahnrad in Frage, das mit dem äußeren Rand der Deckscheibe fest verbunden ist.Among other things, the drive wheel of the drive device also comes a sprocket or a gear in question that matches the outer Edge of the cover plate is firmly connected.
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