DE4121733C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlwasserpumpe für eine Verbren­ nungskraftmaschine, umfassend einen an einem Pumpengehäuse festlegbaren Lagerdeckel, in dem eine mit einem Flügelrad versehene Pumpenwelle mittels eines Lagers drehbar gelagert ist, wobei der Lagerdeckel und die Pumpenwelle durch ein Dichtelement gegeneinander abgedichtet sind, das in dem Zwi­ schenraum zwischen dem Flügelrad und dem Lager angeordnet ist und wobei ein mit einer Entlüftungseinrichtung versehener Ringraum in dem axialen Zwischenraum zwischen dem Lager und dem Dichtelement vorgesehen ist, wobei die Entlüftungseinrichtung zumindest zwei den Lagerdeckel auf einander gegenüberliegenden Seiten der Welle auf unterschiedlichem Niveau durchdringende Entlüftungs­ öffnungen aufweist.

Eine solche Kühlwasserpumpe ist aus der DE-PS 38 21 352 bekannt. Der mit der Entlüftungseinrichtung versehene Ringraum ist dabei vorgesehen, um Leckflüssigkeit abzuleiten und von dem Lager fernzuhalten.

Aus der GB-PS 13 59 380 ist ebenfalls eine solche Kühlwasser­ pumpe bekannt, bei der im Ringraum eine Schleuderscheibe angeordnet ist, die die Kühlflüssigkeitsleckage durch die Entlüftungsöffnungen ins Freie fördert und dadurch das Lager vor eintretendem, flüssigem Kühlmittel schützt. Dabei ist allerdings zu beachten, daß der größte Teil der Leckage in flüssigem Zustand durch die Entlüftungsöffnungen dringt und dadurch angrenzende Bauteile von diesem berührt werden. Dies ist insofern nachteilig, als dadurch Korrosionsbildung im Motorraum begünstigt wird, kleinere Wasserlachen entstehen können und daher den Betreiber der Verbrennungskraftmaschine zu der Annahme veranlassen könnten, daß es sich bei der Leckflüs­ sigkeit um einen gravierenden Defekt in der Kühlwasserpumpe handelt, was aber nicht der Fall ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Kühlwasser­ pumpen derart weiter zu entwickeln daß sich eine Verminderung der axialen Baulänge des Ringraumes eine Vergrößerung des Leckagereservoirs bei beliebiger Einbaulage der Kühlwasser­ pumpe sowie eine geräusch- und rückstandsfreie Ableitung der Leckageflüssigkeit aus dem Ringraum bei weitestgehender War­ tungsfreiheit der Kühlwasserpumpe ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Kühlwasserpumpe der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltung nehmen die Unteransprüche Bezug.

Bei der erfindungsgemäßen Kühlwasserpumpe ist es vorgesehen, daß in dem Zwischenraum axial zwischen den Entlüftungsöffnungen und dem Lager zumindest ein die Pumpenwelle umschließender, saugfähiger Ring mit einer darin enthaltenen in Richtung einer Stirnfläche offenen und kapillaraktiven Porenstruktur vorge­ sehen ist und daß die Entlüftungsöffnungen den Lagerdeckel zwischen dem Dichtelement und der Stirnfläche durchdringen. Den Dichtspalt passierende und an der Welle entlangkriechende Kühlflüssigkeit wird in dem Ring vorübergehend aufgenommen, wobei eine kontinuierliche Verdampfung über dessen dem Dichtele­ ment zugewandte Oberfläche erfolgt sowie eine Abführung des Dampfes über die Entlüftungsöffnungen, welche auf einander gegenüberliegenden Seiten der Welle vorgesehen sind. Ein tropfenförmiger Kühlmittelaustritt aus der Kühlwasserpumpe kann dadurch zuverlässig verhindert werden. Zur vorübergehenden Einspeicherung des Kühlmittels in das Dichtelement ist es nicht zwingend nötig, daß das Dichtelement die Welle anliegend berührt, sondern durchaus möglich, zwischen beiden Teilen einen Spalt von kapillaraktiver Enge vorzusehen. Reibungsverlusten und betriebsbedingtem Verschleiß läßt sich hierdurch vorbeugen. Von maßgeblicher Bedeutung hinsichtlich der Verdampfung des Kühlmittels ist einerseits die sich während der bestimmungsge­ mäßen Verwendung ergebende, relativ hohe Temperatur der Pumpen­ welle und des Dichtelementes und andererseits die Pumpwirkung, die sich durch die Drehbewegung der Pumpenwelle ergibt.

Der Ring kann zusätzlich zu der Welle dem Lagerdeckel dichtend zugeordnet sein, was eine unmittelbare Berührung oder eine Annäherung bis auf einen geringen Abstand in sich einschließt. Der Ringraum wird bei einer solchen Ausführung in radialer Richtung völlig überdeckt, was eine wesentliche Verbesserung der sich in bezug auf das Lager ergebenden Schutzwirkung bedingt.

Der Ring kann mit der Welle oder dem Lagerdeckel unverdrehbar verbunden sein. Eine Ausführung, bei der der Ring mit dem Lagerdeckel unverdrehbar verbunden ist, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt.

Um ein Durchschlagen von Feuchtigkeit durch den Ring in Rich­ tung des Lagers zu verhindern, hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn der Ring auf der dem Lager zugewandten Seite mit einer flüssigkeitsundurchlässigen Schicht abgedeckt ist. Diese kann beispielsweise aus einer in flüssigem Zustand angeformten Beschichtung aus polymerem Werkstoff bestehen. Die Verwendung einer unabhängig von dem Ring hergestellten Ringscheibe aus flüssigkeitsundurchlässigem Material, beispielsweise aus Metall oder Kunststoff, kann jedoch ebenfalls in die Überlegungen mit einbezogen werden und erleichtert bei entsprechender Kalibrie­ rung des Innen- oder des Außenumfanges die unverdrehbare Festlegung des Ringes an dem Lagerdeckel. Der Ring hat im allgemeinen ein rechteckiges Profil. Ausführungen mit einem winkelförmigen Profil lassen sich der Pumpenwelle und dem Gehäuse leichter mit der erforderlichen Genauigkeit zuordnen. Sie haben eine relativ vergrößerte Oberfläche, was die Ver­ dampfung aufgenommenen Kühlmittels begünstigt.

Der Luftdurchsatz durch den Ringraum wird unter normalen Betriebsbedingungen durch Konvektionsvorgänge begünstigt, wenn die Öffnungen zumindest eine oberhalb und zumindest eine unterhalb der Achse angeordnete Öffnung umfassen, um die die Pumpenwelle drehbar ist. Zweckmäßigerweise sollte zumindest eine dieser Öffnungen im Bereich der höchsten und zumindest eine dieser Öffnungen im Bereich der tiefsten Stelle des Ringraumes vorgesehen sein.

Der Ring kann aus einem offenporigen Schaumstoff bestehen, beispielsweise aus einem Polyurethanschaum. Eine wesentlich größere mechanische und chemische Beständigkeit ergibt sich demgegenüber, wenn der Ring aus einem eigenfesten Fasermaterial besteht, beispielsweise aus einem verfilzten Material, aus einem Vliesstoff, aus einem Gewebe und/oder einem Gewirke. Die zur Anwendung gelangenden Fasern können beliebiger Art sein und solche natürlichen, mineralischen oder synthetischen Ursprungs umfassen.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung weiter verdeutlicht.

In der Zeichnung ist eine Kühlwasserpumpe für eine Verbrennungs­ kraftmaschine in längsgeschnittener Darstellung wiedergegeben, umfassend einen an einem Pumpengehäuse 1 festlegbaren Lager­ deckel 2, in dem eine mit einem Flügelrad 3 versehene Pumpen­ welle 4 mittels eines Lagers 5 drehbar gelagert ist, wobei der Lagerdeckel 2 und die Pumpenwelle 4 durch ein Dichtelement 6 gegeneinander abgedichtet sind, das in dem Zwischenraum zwischen dem Flügelrad 3 und dem Lager 5 angeordnet ist und wobei ein mit einer Entlüftungseinrichtung versehener Ring­ raum 7 in dem axialen Zwischenraum zwischen dem Lager 5 und dem Dicht­ element 6 vorgesehen ist. Das Dichtelement besteht im darge­ stellten Ausführungsbeispiel aus einer Gleitringdichtung. Es kann gegebenenfalls durch eine Lippendichtung oder eine andere Ausführung eines Dichtelementes ersetzt sein.

Die Entlüftungseinrichtung des Ringraumes 7 wird durch zwei senkrecht übereinanderliegende Entlüftungsöffnungen 8, 9 gebildet, die die Wandung des Lagerdeckels 2 geneigt durch­ dringen. Beide Entlüftungsöffnungen 8, 9 münden in einer übereinstimmenden Radialebene in den Ringraum 7. An ihre einander gegenüberliegenden Mündungen schließen sich axial in Richtung des Lagers 5 zwei aufeinandergeschichtete Ringe 10 an, die von kreisringförmiger Gestalt sind und aus einem Nadelvlies aus Polyesterfasern bestehen. Die Ringe 10 sind adhäsiv in einem flüssigkeitsundurchlässigen Winkelring 11 aus Kunststoff festgelegt, der sie auf der radial nach außen weisenden Seite sowie auf der dem Lager 5 zugewandten Seite völlig überdeckt. Der Außendurchmesser des Winkelringes 11 ist so bemessen, daß sich nach dem Einpressen in die aufnehmende Bohrung des Lager­ deckels 2 eine unverdrehbare Festlegung an deren Wandung ergibt. Der Innendurchmesser des kreisringförmig ausgebildeten Ringes 10 ist so bemessen, daß sich eine relativ bewegliche Oberflächenberührung oder gegenüber der Welle 4 ein kapillar­ aktiver Spalt ergibt. Den Dichtspalt des Dichtelementes 6 passierende Kühlflüssigkeit wird dadurch während der bestim­ mungsgemäßen Verwendung der Porenstruktur des Ringes 10 konti­ nuierlich zugeführt und in demselben vorübergehend einge­ speichert. Bedingt durch die hohe Temperatur der Pumpenwelle 4 wird an der dem Ring 10 zugewandten Stirnseite des Dichtelementes 6 in dem Ring 10 gespeicherte Kühlflüssigkeit kontinuierlich verdampft. Die über dessen Stirnfläche verdampfende Kühlflüssigkeit wird von der Luft, die den Ringraum über die Entlüftungsöffnung passiert, aufgenommen und über die Entlüftungsöffnung 9 aus dem Ringraum 7 abgeführt. Eine Beaufschlagung des Lagers 5 mit Kühlflüssigkeitsbestandteilen ist dadurch weitestgehend ausgeschlossen, ohne daß im Bereich der Entlüftungsöffnung 8 an der äußeren Oberfläche des Lagerdeckels Spuren einer Leckage erkennbar sind. Verunreini­ gungen der angrenzenden Bauteile oder der Umgebung werden dadurch wirkungsvoll vermieden. Dennoch ergibt sich eine wesentliche Verminderung der benötigten axialen Baulänge.

Claims (12)

1. Kühlwasserpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine, umfassend einen an einem Pumpengehäuse festlegbaren Lagerdeckel, in dem eine mit einem Flügelrad versehene Pumpenwelle mittels eines Lagers drehbar gelagert ist, wobei der Lagerdeckel und die Pumpenwelle durch ein Dichtelement gegeneinander abgedichtet sind, das in dem Zwischenraum zwischen dem Flügelrad und dem Lager angeordnet ist und wobei ein mit einer Entlüftungsein­ richtung versehener Ringraum in dem axialen Zwischenraum zwischen dem Lager und dem Dichtelement vorgesehen ist, wobei die Entlüftungseinrichtung zumindest zwei den Lager­ deckel auf einander gegenüberliegenden Seiten der Pumpenwelle auf unterschiedlichem Niveau durchdringende Entlüftungsöffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum (7) axial zwischen den Entlüftungsöffnungen (8, 9) und dem Lager (5) zumindest ein die Pumpenwelle (4) umschließender Ring (10) mit einer darin enthaltenen, in Richtung einer Stirnfläche offenen und kapillaraktiven Porenstruktur vorgesehen ist und daß die Entlüftungsöffnungen (8, 9) den Lagerdeckel (2) zwischen dem Dichtelement (6) und der Stirnfläche des Ringes (10) durchdringen.

2. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ring (10) zusätzlich dem Lagerdeckel (2) dichtend zugeordnet ist.

3. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (10) mit der Pumpenwelle (4) oder dem Lagerdeckel (2) unverdrehbar verbunden ist.

4. Kühlwasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (10) auf der dem Lager (5) zugewandten Seite durch eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht (11) abgedeckt ist.

5. Kühlwasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entlüftungsöffnungen (8, 9) zumindest eine oberhalb und zumindest eine unterhalb einer Achse (12), um die die Pumpenwelle (4) drehbar ist, angeordnete Entlüftungsöffnung (8, 9) umfassen.

6. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß zumindest eine Entlüftungsöffnung (9) im Bereich der höchsten und zumindest eine Entlüftungs­ öffnung (8) im Bereich der tiefsten Stelle des Ring­ raumes (7) vorgesehen ist.

7. Kühlwasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (10) von kreisringförmiger Gestalt ist.

8. Kühlwasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (10) aus offenporigem Schaum­ stoff besteht.

9. Kühlwasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (10) aus eigenfestem Faserma­ terial besteht.

10. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß das Fasermaterial natürliche und/oder künst­ liche Fasern umfaßt.

11. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß das Fasermaterial mit einem wasserbindenden Material (Superabsorber) imprägniert ist.

12. Kühlwasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (10) ein L-förmiges Profil hat.