DE3932129A1 - Fluessigkeitspumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpe der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.

Aus der DE-AS 12 55 995 ist eine derartige Flüssigkeitspumpe bekannt, bei der das Pumpengehäuse durch einen Pumpendeckel verschlossen ist. In dem Pumpengehäuse ist ein Pumpenrad auf einer Antriebswelle angeordnet, die in einem rohrförmigen Ansatz des Pumpendeckels gelagert ist. Der Pumpendeckel ist topfförmig mit kegeligem Boden ausgeführt und weist einen Flansch auf, der unter Zwischenlage eines Dichtungselementes der Befestigung des Pumpendeckels am Pumpengehäuse mittels Schrauben dient. Diese Formgebung des Deckels ist erforderlich, um einerseits den das Pumpenrad tragenden Deckel in der Gehäuseöffnung zu führen und andererseits die Form des Pumpenraumes durch Anpassung der Deckelfläche an das Pumpenrad derart zu gestalten, daß nur ein geringer Spalt bestehen bleibt. Die komplizierte Form des Pumpendeckels dieser bekannten Lösung macht eine Herstellung entweder aus Vollmaterial oder als nachzubearbeitendes Gußteil erforderlich, wenn eine ausreichende Wanddicke für eine starre Ausführung eingehalten werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die aus einfach und genau herstellbaren, leicht zu montierenden Teilen besteht und einen eine besonders gute Förderleistung bewirkenden Pumpenraum aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Da erfindungsgemäß die Gestaltung des Innenraumes des Pumpengehäuses zumindest teilweise durch ein auf dem Pumpendeckel angeordnetes Formstück erfolgt, besteht der Vorteil der Erfindung insbesondere darin, daß weder der Pumpendeckel noch das Pumpengehäuse eine komplizierte und schwierig herzustellende Form aufweisen müssen. Der Pumpendeckel kann daher trotz großer Wanddicke z. B. aus Blech hergestellt werden, ohne daß übermäßige Preßdrücke oder mehrstufige Ziehverfahren eingesetzt werden müßten, und das Pumpengehäuse kann eine einfache, z. B. zylindrische Form mit ebenem Boden aufweisen, in den die Zu- und Abflußkanäle einmünden.

In vorteilhaften Ausgestaltungen kann das Formteil in einfacher Weise z. B. als Kunststoff-Spritzteil oder Sinterteil hergestellt werden, mittels angeformter Ansätze mit dem Pumpendeckel verbunden werden und sowohl die Führung des Pumpendeckels im Pumpengehäuse als auch die Anpassung an das Pumpenrad übernehmen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt die Verbindung des Formstückes mit dem Pumpendeckel durch Vulkanisation. Diese Maßnahme stellt eine besonders kostengünstige Lösung dar, bei der die Anbringung von zu Leckagen neigenden Schraubverbindungen oder Schweißverbindungen, die ein Verziehen der Teile zur Folge haben können, vermieden wird.

Die Verwendung eines Formstückes erlaubt es weiterhin, durch entsprechende Formgebung auch den den Umfang des Pumpenrades umgebenden Raum des Pumpengehäuses in sehr einfacher Weise zweckmäßig zu gestalten, wodurch das Strömungsverhalten der geförderten Flüssigkeit beeinflußt werden kann.

Die Verwendung eines Elastomers als Material für das Formteil, das zudem gute Vulkanisiereigenschaften aufweist, macht es weiterhin möglich, das Formteil im äußeren Umfangsbereich als Dichtung auszubilden, so daß beim Montieren des Deckels auf das Gehäuse kein getrenntes Dichtungselement mehr erforderlich ist. Da bei einer Durchführung der Antriebswelle durch den Pumpendeckel auch hier eine Abdichtung notwendig ist, um ein Austreten der Förderflüssigkeit zu verhindern, kann sich das Formteil auch in den die Lager für die Welle aufnehmenden rohrförmigen Ansatz des Pumpendeckels hineinerstrecken und eine Sitzfläche für einen Dichtungsring auskleiden, so daß sich - insbesondere bei einstückiger Ausbildung des gesamten Formteils - ein geschlossenes, an allen Anschlußstellen des Pumpendeckels dichtend wirkendes Teil ergibt.

Selbstverständlich ist es nicht zwingend erforderlich, das Formstück einstückig herzustellen. Abhängig von der Formgebung kann es auch zweckmäßig sein, getrennt hergestellte Formstücke auf dem Pumpendeckel anzuordnen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Pumpendeckel einer Wasserpumpe,

Fig. 2 die Draufsicht auf den Pumpendeckel nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Variante der Fig. 1,

Fig. 4 eine weitere Variante der Fig. 1,

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Pumpendeckel nach Fig. 5.

In Fig. 1 ist der Pumpendeckel 1 einer Kühlwasserpumpe des Kühlsystems eines Verbrennungsmotors dargestellt, der mittels nicht gezeigter Schrauben mit dem strichpunktiert angedeuteten Pumpengehäuse 2 verschraubt ist. Der Pumpendeckel 1 weist einen rohrförmigen, nach außen gerichteten Ansatz 3 auf, der innen mit Lagersitzen 4, 5 für die Aufnahme von eine Antriebswelle 6 tragenden Wälzlagern versehen ist. Auf der Antriebswelle 6 ist im Pumpenraum 8 ein strichpunktiert dargestelltes Pumpenrad 7 befestigt, das in an sich bekannter Weise durch nicht näher dargestellte Mittel in Rotation versetzt werden kann. Über einen Zuflußkanal 9 zugeführtes Kühlwasser wird dann mit Hilfe der Flügel 10 des Pumpenrades 7 in den Abflußkanal 11 gefördert.

Das Pumpengehäuse 2 wird in diesem Ausführungsbeispiel von einer zylinderförmigen Ausnehmung im Körper der Verbrennungsmaschine mit ebenen Boden gebildet, und der Pumpendeckel 1 ist aus dickwandigem Blech hergestellt.

Auf der Innenfläche des Pumpendeckels 1 ist ein aus einem Elastomer im Spritzgußverfahren hergestelltes Formteil 12 aufvulkanisiert. Das Formteil 12 weist eine kegelige Vertiefung 13 auf, die der Form des Pumpenrades 7 angepaßt ist und nur einen engen Spalt 14 frei läßt, der eine berührungsfreie Rotation des Pumpenrades 7 erlaubt. Das Formstücke 12 weist außerdem eine zylindrische Außenkontur 15 auf, die der Aufnahme und Führung im Pumpengehäuse 2 dient. Zwischen Gehäuse 2 und Pumpendeckel 1 ist das Formteil 12 als Dichtung 16 ausgebildet, die durch den Anpreßdruck der Schraubverbindung ihre Dichtwirkung entfaltet.

Zwischen dem Pumpenraum 8 und der Lagerung der Antriebswelle 6 muß ferner ein Dichtungsring angeordnet werden, der ein Austreten des Kühlwassers entlang der Welle 6 oder des rohrförmigen Ansatzes 3 verhindert. Hier ist ein bundförmiger Fortsatz 17 des Formteils 12 in den rohrförmigen Ansatz 3 des Pumpendeckels 1 hineingeführt, so daß die Sitzfläche für den Dichtungsring damit ausgekleidet ist. Der Dichtungsring kann somit unter Ausnutzung der Elastizität des Formteils 12 bzw. seines Fortsatzes 17 flüssigkeitsdicht eingesetzt werden.

Um die Förderleistung zu erhöhen, ist im Zwischenraum zwischen dem Umfang des Pumpenrades 7 und der Innenwand des Pumpengehäuses 2 ein keilförmiges Formteil 18 angeordnet (Fig. 2). Das keilförmige Formteil 18 ist derart angeordnet, daß es sich in Drehrichtung des Pumpenrades 7 verjüngt und somit sein breites Ende der durch das Pumpenrad 7 geförderten Flüssigkeit entgegengerichtet ist. Der dadurch erzeugte Widerstand in der Strömungsbahn hat eine verstärkte Umlenkung des Kühlwassers in den Abflußkanal 11 zur Folge, so daß insgesamt die Pumpleistung erhöht wird. Auch dieses keilförmige Formteil 18 ist einstückig mit dem Formteil 12 sowie der Dichtung 16 und dem bundförmigen Fortsatz 17 aus einem Elastomer hergestellt.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Variante ist das Formteil 12 aus einem metallischen Werkstoff z. B. durch ein Sinterverfahren hergestellt und mit Ansätzen 19 versehen, die durch Ausnehmungen 20 im Pumpendeckel 1 hindurchgreifen und auf der Außenseite des Pumpendeckels 1 verstemmt sind. Um Dichtheit an den Verbindungsstellen zwischen Pumpendeckel 1 und Formteil 12 zu gewährleisten, ist eine Dichtungseinlage 22 in einer entsprechenden Vertiefung des Formteils 12 angeordnet.

Am Umfang des Formteils 12 ist weiterhin eine umlaufende Nut eingeformt, in die eine Gehäusedichtung 21, z. B. ein O-Ring eingelegt ist, die einen flüssigkeitsdichten Abschluß zwischen Pumpendeckel 1, Formteil 12 und Pumpengehäuse 2 bewirkt.

Das Formteil 12 der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist aus einem Thermoplast im Spritzgußverfahren gefertigt, wobei Ansätze 19 in Ausnehmungen 20 des Pumpendeckels 1 eingespritzt und durch Bildung eines Kopfes auf der Außenseite des Pumpendeckels 1 gesichert werden. Die Herstellung des Formteils 12 sowie dessen Verbindung mit dem Pumpendeckel 1 kann in einem Arbeitsgang in der Weise erfolgen, daß der Pumpendeckel 1 in die Spritzform für das Formteil 12 eingelegt wird und gleichzeitig mit dem Befüllen der Spritzform mit dem Thermoplast die Ansätze 19 in den Ausnehmungen 20 sowie deren Köpfe gebildet werden. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist, wie zu Fig. 3 beschrieben, eine Gehäusedichtung 21 in einer umlaufenden Nut des Formteils 12 angeordnet.

Das Formteil 18 kann in einer weiteren Variante auch als axialer Steg ausgebildet sein, der beispielsweise aus Blech hergestellt und auf dem Pumpendeckel 1 durch Kleben, Schweißen o. ä. befestigt ist. In Fig. 5 und 6 ist eine solche Ausführung dargestellt, wobei der Pumpendeckel 1 durch ein einfaches, nur geringen Preßdruck erforderndes Ziehverfahren eine kegelige Form zwecks Anpassung an die Stirnfläche des Pumpenrades 7 erhalten hat. Der Steg ist exzentrisch zum Pumpenrad 7 angeordnet, so daß zwischen Pumpenrad 7 und Steg ein Zwischenraum 23 entsteht, der in Drehrichtung des Pumpenrades 7 breiter wird.

Claims (15)

1. Flüssigkeitspumpe mit einem im Pumpenraum eines Pumpengehäuses auf einer Antriebswelle angeordneten Pumpenrad und einem den Pumpenraum verschließenden Pumpendeckel, dadurch gekennzeichnet, daß ein in das Pumpengehäuse hineinragendes, die Form des Pumpenraumes (8) teilweise gestaltendes Formteil (12, 18) auf der Innenfläche des Pumpendeckels (1) angeordnet ist.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (12, 18) sowohl axial als auch gegen Drehung auf dem Pumpendeckel (1) gesichert ist.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (12, 18) aus vulkanisierbarem Material besteht und auf die Innenfläche des Pumpendeckels (1) aufvulkanisiert ist.

4. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (12, 18) mit Ansätzen (19) versehen ist, mit denen es in entsprechenden Ausnehmungen (20) des Pumpendeckels (1) befestigt ist.

5. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (12, 18) aus einem duroplastischen Kunststoff besteht.

6. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (12, 18) aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht und zur Lagesicherung Ansätze (19) des Formteils (12) in Ausnehmungen (20) des Pumpendeckels (1) eingespritzt sind.

7. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formteil (12, 18) auf dem Pumpendeckel (1) angeordnet ist, durch das der Zwischenraum zwischen dem Pumpendeckel (1) und dem Pumpenrad (7) mindestens in einem ringförmigen Bereich bis auf einen geringen, berührungsfreie Rotation des Pumpenrades (7) gewährleistenden Spalt (14) ausgefüllt ist.

8. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den durch den Umfang des Pumpenrades (7) und die Innenwand des Pumpengehäuses (2) gebildeten Zwischenraum hineinragendes Formteil (18) auf dem Pumpendeckel (1) angeordnet ist.

9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Zwischenraum zwischen dem Umfang des Pumpenrades (7) und der Innenwand des Pumpengehäuses (2) hineinragende Formteil (18) keilförmig ausgebildet und sich in Drehrichtung des Pumpenrades (7) verjüngend angeordnet ist.

10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (18) von einem Steg gebildet wird, der exzentrisch zum Pumpenrad (7) auf dem Pumpendeckel (1) angeordnet ist, so daß der Zwischenraum (23) zwischen Steg und Pumpenrad (7) in Drehrichtung des Pumpenrades (7) breiter wird.

11. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (12) zwischen Pumpendeckel (1) und Pumpenrad (7) mit dem Formteil (18) zwischen Pumpengehäuse (2) und Pumpenrad (7) einstückig ausgeführt ist.

12. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Pumpendeckel, der einen nach außen gerichteten rohrförmigen Ansatz für die Lagerung der Antriebswelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Pumpendeckel (1) ein mit einem bundförmigen Fortsatz (17) zur Aufnahme eines Dichtungsringes in den rohrförmigen Ansatz (3) hineinreichendes Formteil (12, 18) angeordnet ist.

13. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (12, 18) an seinem Außenumfang zur Aufnahme einer Gehäusedichtung (21) ausgestaltet ist.

14. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (12, 18) an seinem Außenumfang eine Dichtung (16) zwischen dem Pumpengehäuse (2) und dem Pumpendeckel (1) bildend ausgestaltet ist.

15. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtungseinlage (22) zwischen dem Formteil (12, 18) und dem Pumpendeckel (1) angeordnet ist.