DE3825633A1 - Antrieb und lagerung einer wasserpumpe - Google Patents

Antrieb und lagerung einer wasserpumpe

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antrieb und Lagerung einer Wasserpumpe nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Es ist ein Antrieb und Lagerung dieser Art bekannt, der einen an das Wasserpumpengehäuse ansetzbaren Gehäuseflansch mit einem axial nach außen vorstehenden Hohlzapfen zur Aufnahme eines Wälzlagers, eine das Pumpenrad tragende Welle und eine Riemenscheibe, die auf das Wälzlager aufgesetzt ist, umfaßt, wobei Welle und Riemenscheibe einstückig ausgebildet sind (DE-GM 73 39 167, Fig. 2).
Bei dieser bekannten Ausführung ist ein einziges mit einer Rollen- und einer Kugelreihe versehenes Wälzlager vorgesehen, das nicht nur die Riemenscheibe, sondern über das Kupplungsglied auch die das Pumpenrad tragende Welle zentriert, ohne daß ein weiteres Lager erforderlich ist. Dieses Lager ist axial nicht angestellt, d. h. es erfolgt keine exakte axiale Führung der Riemenscheibe und damit auch der Welle. Dies bringt nicht nur erhöhtes Geräusch, sondern wegen der ungenauen axialen Führung ist die Gefahr gegeben, daß der auf der Riemenscheibe laufende Riemen - insbesondere wenn ein Flachriemen verwendet wird - taumelt und flattert und daß außerdem die üblicherweise verwendete Gleitringdichtung schnell verschleißt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Antrieb und Lagerung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Wälzlager radial und insbesondere auch axial einwandfrei geführt ist und der schwingungsarm ist.
Dies wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch gewährleistet, daß das Wälzlager axial spielfrei angestellt ist. Dies kann dadurch erfolgen, daß ein bereits im Herstellerwerk axial angestelltes Lager eingebaut wird oder daß - nach einem weiteren Merkmal der Erfindung - Mittel zur axial spielfreien Anstellung des Wälzlagers vorgesehen werden. Solche Mittel können zwischen Welle und Wälzlager angeordnete, axial wirkende Federelemente sein.
Es gibt mehrere grundsätzliche Möglichkeiten der Anordnung. So kann das Kupplungsglied verdrehsicher und axial verschiebbar auf der Welle befestigt und das Federelement zwischen Welle und Kupplungsglied angeordnet sein. In diesem Falle wird zweckmäßigerweise zwischen einer Anlagefläche der Welle und dem Kupplungsglied eine axial wirkende Feder angeordnet.
Eine andere Möglichkeit ist die, das Kupplungsglied verdrehsicher und axial unverschiebbar mit der Welle zu verbinden und das Federelement zwischen Welle und Gehäuseflansch anzuordnen. In diesem Falle wird zwischen einer Anlagefläche der Welle und dem Gehäuseflansch eine axial wirkende Feder angeordnet. Zweckmäßigerweise dient als Anlagefläche für die Feder die Rückseite des Pumpenrades. Um den Verschleiß zu mindern, kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in die Rückseite des Pumpenrades eine Anlaufscheibe oder dgl. aus gleitgünstigem Werkstoff eingesetzt werden.
Wenn eine mit einer axialen Anstellfeder ausgestattete Gleitringdichtung verwendet wird, kann die Anstellfeder der Gleitringdichtung gleichzeitig zur axial spielfreien Anstellung des Wälzlagers herangezogen werden. Dabei wird zweckmäßigerweise die Feder so ausgelegt, daß sie die erforderliche Anstellung des Wälzlagers bewirkt. Um die Flächenpressung der Dichtung in bestimmte Grenzen zu halten, wird die Berührungsfläche entsprechend abgestimmt.
Eine dritte Möglichkeit besteht darin, das Kupplungsglied selbst als axial wirkendes Federelement auszubilden, das verdrehsicher und axial unverschiebbar mit der Welle und mit der Riemenscheibe verbunden ist.
Besondere Ausgestaltungen der Riemenscheibe und des Kupplungsgliedes sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben. So können Riemenscheibe und Kupplungsglied einstückig ausgebildet sein. In diesem Falle werden Riemenscheibe und Kupplungsglied zweckmäßigerweise topfförmig ausgebildet, wobei im Zentrum des Bodens ein axial nach innen gerichteter, im wesentlichen ringförmiger Vorsprung vorgesehen ist, der auf das Ende der Welle aufgesetzt ist. Zur Übertragung des Drehmoments wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das Ende der Welle als Mehrkant und die Bohrung des Vorsprunges entsprechend polygonal ausgebildet.
Die Erfindung soll nachstehend anhand einiger Beispiele näher beschrieben werden. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Kupplungsglied axial verschiebbar auf der Welle befestigt und das Federelement zwischen Welle und Kupplungsglied angeordnet ist,
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Kupplungsglied axial unverschiebbar auf der Welle befestigt ist und das Federelement zwischen Welle und Gehäuseflansch angeordnet ist,
Fig. 3 und Fig. 4 vergrößerte Ausschnitte der Einzelheit bei X nach Fig. 2.
Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 ist der Gehäuseflansch 1 an dem nicht näher dargestellten Wasserpumpengehäuse 2 befestigt. Auf dem axial nach außen vorstehenden Hohlzapfen 3 des Gehäuseflansches 1 ist der Innenring 4 eines Wälzlagers 5 festgesetzt. Der Außenring 6 des Wälzlagers 5 trägt die Riemenscheibe 7, die einstückig mit dem radial nach innen sich erstreckenden Kupplungsglied 8 ausgebildet ist. Das Kupplungsglied 8 weist im Zentrum einen axial nach innen gerichteten, im wesentlichen ringförmigen Vorsprung 9 auf, der auf das Ende 10 der Welle 11, die am anderen Ende 12 das Pumpenrad 13 trägt, aufgesetzt ist. Die Welle 11 wird allein durch das Kupplungsglied 8 zentriert, ohne daß ein weiteres Lager zwischen Welle und Bohrung des Hohlzapfens des Gehäuseflansches vorgesehen werden muß. Das Ende 10 der Welle 11 ist als Mehrkant und die Bohrung des ringförmigen Vorsprunges 9 polygonal ausgebildet, so daß eine ein Drehmoment übertragende Verbindung zwischen Kupplungsglied und Welle entsteht. In axialer Richtung ist das Kupplungsglied 8 und damit die Riemenscheibe 7 verschiebbar auf der Welle 11 angeordnet, und zwar wird es mittels einer zwischen einer Anlagefläche 14 eines auf der Welle 11 mit einem Sprengring 15 festgelegten Anschlagringes 16 und an der Innenseite 17 des Kupplungsgliedes 8 angeordneten Schraubenfeder 18 axial nach außen gedrückt. Auf diese Weise wird der Außenring 6, der in der Riemenscheibe 7 axial fixiert ist, axial gegenüber dem Innenring 4, der auf dem Hohlzapfen 3 fixiert ist, angestellt und das Wälzlager somit spielfrei gemacht. Zur Begrenzung der axialen Verschiebung des Kupplungsgliedes 8 dient ein mittels Sprengring 19 gesicherter Anschlagring 20.
Im Kupplungsglied 8 sind am Umfang verteilt mehrere Bohrungen 21 vorgesehen, durch die zum Aufsetzen des Wälzlagers 5 auf den Hohlzapfen 3 dienende Werkzeuge hindurchgeführt werden können.
Der Gehäuseflansch 1 ist mittels durch Bohrungen 22 hindurchgesteckte Befestigungsschrauben 23 an dem nicht näher dargestellten Wasserpumpengehäuse 2 befestigt. Zwischen Gehäuseflansch 1 und Pumpenrad 13 ist eine Dichtung 24 zur Abdichtung des Pumpenraumes nach außen angeordnet.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist das mit der Riemenscheibe 7 einstückig ausgebildete Kupplungsglied 8 fest auf das Ende 10 der Welle 11 aufgepreßt. Zur Anstellung des Wälzlagers 5 dient ein zwischen Welle 11 und Gehäuseflansch 1 angeordnetes Federelement. Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, wird im Bereich der in einem Absatz 25 der Bohrung 26 des Gehäuseflansches 1 angeordneten Gleitringdichtung 27 eine weitere Schraubenfeder 28 angeordnet, die sich an einem Ende am Gehäuse 29 der Gleitringdichtung 27 und am anderen Ende an einer Anlaufscheibe 30, die selbst an einer in der Rückseite 31 des Pumpenrades 13 eingesetzten Anlaufscheibe 32 anläuft, abstützt. Dadurch wird die Welle und damit der Lageraußenring 6 gegenüber dem Gehäuseflansch 1 nach links gezogen, d. h. das Wälzlager spielfrei angestellt.
In Fig. 4 ist eine gegenüber der Fig. 3 abgewandelte Einzelheit "X" der Fig. 3 dargestellt. Hier dient die Feder 33 der Gleitringdichtung 27 gleichzeitig auch zur Anstellung des Wälzlagers 5. Entsprechend der für die Dichtung erforderlichen Flächenpressung ist die Fläche des Gleitringes 34 ausgelegt.

Claims (14)

1. Antrieb und Lagerung einer Wasserpumpe, bestehend aus einem an das Wasserpumpengehäuse ansetzbaren Gehäuseflansch, der einen axial nach außen vorstehenden Hohlzapfen mit einer Mantelfläche zur Aufnahme eines Wälzlagers aufweist, einer Riemenscheibe, die über das Wälzlager auf dem Hohlzapfen des Gehäuseflansches drehbeweglich gelagert ist, einer das Pumpenrad tragenden, den Hohlzapfen durchgreifenden Welle sowie aus einem Kupplungsglied, das die Riemenscheibe drehfest mit der Welle verbindet, und gleichzeitig auch die Wellen zentriert, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (5) axial spielfrei angestellt ist.
2. Antrieb und Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur axial spielfreien Anstellung des Wälzlagers (5) vorgesehen sind.
3. Antrieb und Lagerung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwischen Welle (11) und Wälzlager (5) angeordnete, axial wirkende Federelemente (18, 28, 33) zur spielfreien axialen Anstellung des Wälzlagers (5).
4. Antrieb und Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsglied (8) verdrehsicher und axial verschiebbar auf der Welle (11) befestigt und das Federelement (18) zwischen Welle (11) und Kupplungsglied (8) angeordnet ist.
5. Antrieb und Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Anlagefläche (14) der Welle (11) und dem Kupplungsglied (8) eine axial wirkende Feder (18) angeordnet ist.
6. Antrieb und Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsglied (8) verdrehsicher und axial unverschiebbar mit der Welle (11) verbunden und das Federelement (28, 33) zwischen Welle (11) und Gehäuseflansch (1) angeordnet ist.
7. Antrieb und Lagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Anlagefläche der Welle (11) und dem Gehäuseflansch (1) eine axial wirkende Feder (28, 33) angeordnet ist.
8. Antrieb und Lagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Anlagefläche für die Feder (28, 33) die Rückseite (31) des Pumpenrades (13) vorgesehen ist.
9. Antrieb und Lagerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rückseite (31) des Pumpenrades (13) eine Anlaufscheibe (32) oder dgl. aus gleitgünstigem Werkstoff eingesetzt ist.
10. Antrieb und Lagerung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Verwendung einer mit einer axialen Anstellfeder ausgestatteten Gleitringdichtung (27) die Anstellfeder (33) der Gleitringdichtung (27) gleichzeitig zur spielfreien axialen Anstellung des Wälzlagers (5) dient.
11. Antrieb und Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsglied (8) als axial wirkendes Federelement ausgebildet ist, das verdrehsicher und axial unverschiebbar mit der Welle (11) und der Riemenscheibe (7) verbunden ist.
12. Antrieb und Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Riemenscheibe (7) und Kupplungsglied (8) einstückig ausgebildet sind.
13. Antrieb und Lagerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Riemenscheibe (7) und Kupplungsglied (8) topfförmig ausgebildet sind, wobei im Zentrum des Bodens ein axial nach innen gerichteter, im wesentlichen ringförmiger Vorsprung (9) vorgesehen ist, der auf das Ende (10) der Welle (11) aufgesetzt ist.
14. Antrieb und Lagerung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (10) der Welle (11) als Mehrkant und die Bohrung des Vorsprunges (9) des Kupplungsgliedes (8) entsprechend polygonal ausgebildet ist.
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