DE4238132A1 - Kreiselpumpe, insbesondere Wasserpumpe für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, insbesondere Was­ serpumpe für Kraftfahrzeuge, mit einem im Pumpenraum ange­ ordneten Pumpenrad gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Derartige Kreiselpumpen sind bekannt. Da die Fläche, auf die der Flüssigkeitsdruck wirkt, auf der Pumpenradrückseite kleiner ist als auf der Pumpenradvorderseite, welche durch den Ansaugbereich verkleinert ist, ergibt sich eine Axial­ kraft in Richtung zum Ansaugbereich. Eine weitere Axialkraft, die der ersten entgegengerichtet ist, entsteht durch die 90° Umlenkung der Strömung im Pumpenrad von der axialen Zugströ­ mungsrichtung zur radialen Durchströmungsrichtung, so daß der Axialschub sehr groß ist und durch konstruktive Maßnahmen aufgefangen werden muß. Eine der Maßnahmen, den Axialschub aufzuheben, ist die Verwendung von Druckausgleichlöchern, zum Druckausgleich zwischen der Pumpenradrückseite und Pumpenrad­ vorderseite. Durch diese konstruktive Maßnahmen können zwar die Axialkräfte vermindert, jedoch nicht ganz beseitigt wer­ den und ein Restaxialschub bleibt bestehen. Durch die An­ ordnung der Pumpenradwelle derart, daß sie im Boden eines Spaltrohrtopfes, welcher den Motor gegen das Fördermedium schützt, gelagert ist, ist der Boden desselben durch den Restaxialschub stark belastet. Normalerweise muß also ein derartiger Spaltrohrtopf besonders stabil und dickwandig aus­ geführt sein.

Ein solcher Spaltrohrtopf ist z. B. in der aus der DE 36 30 921 A1 bekannten Kreiselpumpe eingesetzt. Der Boden des Spaltrohrtopfes weist eine besondere, sich in Richtung der Pumpenkammer erstreckende Aufnahme für die Pumpenwelle auf. Diese Aufnahme muß eine sehr stabile Konstruktion aufweisen, damit der Restaxialschub ohne Beschädigung des Spaltrohrtop­ fes aufgenommen werden kann.

Aus der EP 01 71 515 ist eine weitere Kreiselpumpe bekannt, bei der der Spaltrohrtopf der Antriebsseite der Pumpe zuge­ ordnet ist. Die Wandung des dort angeordneten Spaltrohrtopfes ist dünner als der Boden, welcher der Druckbelastung auf der Rückseite des Pumpenrades ausgesetzt ist und daher besonders stabil ausgebildet sein muß. Der Boden des dort beschriebenen Spaltrohrtopfes ist in Richtung des Antriebes der Kreiselpum­ pe gewölbt, was eine günstige Ausbalancierung des Pumpenlauf­ rades mit dem Außenläufer erlaubt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsge­ mäße Kreiselpumpe derart weiterzubilden, daß bei herstel­ lungstechnisch einfacher und gebrauchsvorteilhafter Bauform sowohl der Restaxialschub als auch eventuell auftretende Druckschwankungen bzw. Druckbelastung ohne Einfluß auf die Funktion der Pumpe aufgenommen werden.

Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 angegebene Erfin­ dung gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiter­ bildungen dar.

Durch die Ausgestaltung des Spaltrohrtopfes derart, daß sein Boden zum Pumpenraum hin gewölbt ist, wird eine besondere Stabilität des Bodens erreicht. Die Wanddicke des erfindungs­ gemäßen Spaltrohrtopfes kann im Wandungsbereich und im Bodenbereich gleich sein. Auch die dem Boden angeformte Auf­ nahme für die Pumpenwelle weist eine einfache Ausführungsform auf und ist in Form eines ringförmigen Sockels ausgestaltet. Durch die konstruktive Maßnahme der Wölbung des Topfbodens in Richtung der Wellenaufnahme und die dadurch erreichte Festig­ keitssteigerung werden die auftretenden Schwankungen, bzw. Druckbelastungen, welche sich z. B. durch Ansaugen einer Luft­ blase ergeben können, ohne Beeinträchtigung der Funktion der Pumpe bzw. ohne Zerstörung derselben aufgenommen. Die Stabi­ lität des Topfbodens ist so hoch, daß eine Verformung dessel­ ben auch unter erhöhter Druckbelastung bzw. auch stoßartiger Druckbelastung nicht stattfindet.

Es ist vorteilhaft, wenn die Wölbung des Topfbodens die Form einer Kugelkappe aufweist. Dadurch ist eine besonders hohe Stabilität der erfindungsgemäßen Konstruktion gewährleistet. Um Kerbwirkung zu vermeiden, ist vorteilhafterweise der Über­ gang zwischen dem Boden und der Wandung des Spaltrohrtopfes unter Bildung eines Radius ausgestaltet.

In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß der Spaltrohr­ topf auch eine Aufnahme für die Antriebswelle aufweist, wobei die Antriebswelle in der Aufnahme z. B. über ein Gleitlager gelagert werden kann. Diese Ausführungsform ist besonders ge­ räuscharm; außerdem ist die Lagerung der Antriebswelle über ein Gleitlager preisgünstiger als vergleichbare Kugellager- Lagerung. Die Antriebswelle kann bei dieser Ausführungsform durchgehend den gleichen Durchmesser aufweisen, die Verbin­ dung zu dem Außenläufer erfolgt über eine zwischen den beiden Bauteilen befindliche Buchse. Das Anformen der Antriebswel­ lenaufnahme trägt zusätzlich zur Stabilität des Spaltrohr­ topfes bei.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Kreiselpumpe mit Spaltrohrtopf. Die Kreiselpumpe weist einen Ansaugbereich 1, ein Pumpenrad 2, ein Gehäuse 3 und einen Antrieb 4 auf. Das Pumpenrad 2 befindet sich in einem Pumpenraum 5, 9 und weist vorderseitig Schaufeln 6 und rückseitig einen Innenläufer 7 auf. Sowohl die Schaufeln 6 als auch der Innenläufer 7 sind auf einer Pumpenwelle 8 angeordnet. Zwischen der Vorderseite des Pumpenrades 2 und dem Bereich 9 sind Druckausgleichsöffnungen 10 vorgesehen. Zwischen dem Innenläufer 7 und einem Außenläufer 11 ist ein Spaltrohrtopf 12 angeordnet. Er ist aus nichtmagnetischem Material und dichtet über seinen Rand 13 den Pumpenraum 5, 9 gegen den Außenbereich und elektrischen Antrieb 4 ab. Der Außenläufer 11 wird durch die Abtriebswelle 14 des elektrischen Antriebes 4 angetrieben, der Innenläufer 7 des Pumpenrades 2 wird durch die magnetische Kraft zwischen den beiden magnetischen Bauteilen, 7, 11 mitgenommen. Der Spaltrohrtopf 12 weist an seinem Umfang eine Wandung 12a auf, welche unter Bildung von einem Radius R in einen Boden 12b übergeht. Der Boden 12b hat in Form einer Kugelkappe, wobei die Wölbung in Richtung zum Pumpenraum 5, 9 verläuft. Im Boden 12b des Spaltrohrtopfes 12 befindet sich eine Aufnahme 12c für die Welle 8 des Pumpenrades 2. Die Aufnahme 12c weist eine einfache Form auf, sie ist in Form eines dem Topfboden 12b angeformten Ansatzes ausgebildet. Gegenüber der Pumpenwelle-Aufnahme 12c, an der eingezogenen Seite des Spaltrohrtopfbodens 12b ist eine Aufnahme 15 für die Antriebswelle 14 vorgesehen. Die Antriebswelle 14 ist an ihrem, dem Spaltrohrtopf 12 zugewandten Ende in der Aufnahme 15 über ein Gleitlager 16 gelagert. Der Außenläufer 11 ist mit der Antriebswelle 14 über eine Metallbuchse 17 verbunden.

Wird der Druck im Pumpenraum plötzlich erhöht, so wird die daraus resultierende Druckbelastung auf den Boden 12b des Spaltrohrtopfes 12 übertragen. Die Druckbelastung wird durch den Boden 12b ohne Verformung desselben aufgenommen. Für die Funktion der Kreiselpumpe bedeutet dies, daß auch eine plötzliche Druckbeaufschlagung bzw. Druckschwankung problemlos aufgenommen wird.

Claims (9)

1. Kreiselpumpe, insbesondere Wasserpumpe für Kraftfahrzeu­ ge, mit einem in einem Pumpenraum angeordneten Pumpen­ rad, wobei die Pumpenwelle im Boden eines pumpseitig an­ geordneten Spaltrohrtopfes axial gelagert ist und wobei zwischen dem vorderen Pumpenraum und dem hinteren Pumpenraum Druckausgleichkanäle angeordnet sind und ein Außenläufer mit der Abtriebswelle eines Elektromotors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (12b) des Spaltrohrtopfes (12) in Richtung des Pumpen­ raumes (5, 9) gewölbt ist und daß die Pumpenwelle (8) an der Stelle der maximalen Wölbung des Topfbodens (12b) angeordnet ist.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung des Topfbodens (12b) die Form einer Kugelkappe hat.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (12b) und die Wandung (12a) des Spaltrohr­ topfes (12) unter Bildung eines Radius (R) ineinander übergehen.

4. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Topfboden (12b) eine sich axial in Wölbungsrichtung erstreckende Aufnahme (12c) für die Pumpenwelle (8) angeformt ist.

5. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Topfboden (12b) an seiner, der Wölbung abgewandten Seite eine sich axial erstreckende Aufnahme (15) für die Antriebswelle (14) angeformt ist.

6. Kreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahme (15) ein Gleitlager (16) angeordnet ist.

7. Kreiselpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenläufer (11) über eine Metallbuchse (17) mit der Antriebswelle (15) verbunden ist.

8. Spaltrohrtopf für Kreiselpumpen, insbesondere Kraftfahr­ zeugwasserpumpen, zum Einsatz zwischen dem Innenläufer eines Pumpenrades und einem mit einem Elektromotor ver­ bundenen Außenläufer, wobei die Pumpenradwelle im Spalt­ rohrtopf gelagert und befestigt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Boden (12b) des Spaltrohrtopfes (12) in Richtung der Pumpenradwelle (8) gewölbt ist.

9. Spaltrohrtopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß seine Bodenwölbung die Form einer Kugelkappe hat.