DE4318158A1 - Flüssigkeitspumpe, insbesondere Kühlmittelpumpe einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpe gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1. Dabei ist insbesondere an eine Kühlmittelpumpe für eine Brennkraftmaschine gedacht, wie sie beispielsweise als Antriebsmaschine von Kraftfahrzeugen Einsatz findet.

Bekannte gattungsgemäße Flüssigkeitspumpen - siehe nur die US-PS 4 436 067, F01P 5/12 - weisen einen Abführkanal von der Leckage­ kammer auf, der ins Freie führt. Man muß demgemäß von echten Leckageverlusten sprechen, denn diejenige Flüssigkeitsmenge, die die Dichtungen zwischen der Pumpenwelle und der Wand einer Durchführung für diese durchsetzt hat, wird ungenutzt ins Freie abgeleitet. Beispielsweise im Falle einer Kühlflüssigkeitspumpe bedeutet dies auf Dauer eine unerwünschte Verringerung der Kühl­ flüssigkeitsmenge. Aber auch bei anderen Einsatzfällen der Flüs­ sigkeitspumpe kann eine derartige Ableitung der Leckagemenge ins Freie nachteilig sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Flüssigkeitspumpe ohne Beeinträchtigung ihrer Auslegung dahin­ gehend zu modifizieren, daß die beschriebenen Leckageverluste vermieden sind.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbil­ dungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Rückfüh­ rung der in der Leckagekammer aufgefangenen Flüssigkeitsmenge unter Ausnutzung von Druckverhältnissen erfolgt, wie sie im Be­ trieb der Flüssigkeitspumpe in dieser selbst und/oder in einer ihr zugeordneten Einrichtung, beispielsweise einer Brennkraftma­ schine, auftreten, so daß zusätzliche Druck oder Unterdruck er­ zeugende Einrichtungen und damit ein zusätzlicher Energieaufwand vermieden sind.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausbildung der Flüssigkeitspumpe,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Pumpenrades,

Fig. 3 eine Ausbildung für den Fall einer Kühlmittel­ pumpe einer Brennkraftmaschine,

Fig. 4 wiederum einen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel und

Fig. 5 eine bevorzugte Ausbildung eines Rückschlag­ ventils.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so ist die Pumpenwelle 1, die an ihrem in der Figur rechten Ende das Pumpenrad 2 mit den Schaufeln oder Flügeln 3, dagegen an ihrem in der Figur linken Ende drehfest das Antriebsrad 4 trägt, bei 5 in dem Pumpengehäu­ se 6 drehbar gelagert. Das Gehäuse 6 besitzt die Querwand 7, durch die die Pumpenwelle 1 unter Zwischenfügung der Wellendich­ tungsanordnung 8 hindurchgeführt ist. Diese Zwischenwand 7 mit der Dichtungsanordnung 8 begrenzt den Pumpenraum 9. Zur Aufnahme von Flüssigkeit, die infolge des Druckgefälles trotz Vorhanden­ seins der Dichtung 8 aus dem Pumpenraum 9 ausgetreten ist, dient die Leckagekammer 10, die bei 11 belüftet ist und von der der Abführkanal 12 abgeht.

Erfindungsgemäß ist der Abführkanal 12 in diesem Ausführungsbei­ spiel über das Rückschlagventil 13 zur Saugseite der Pumpe, und zwar zur Saugleitung 14, zurückgeführt. In diesem Ausführungs­ beispiel erfolgt also eine direkte Rückführung der Leckagemenge allein unter der Saugwirkung der Flüssigkeitspumpe. Zur Ver­ meidung des Ansaugens von Luft ist dem Rückschlagventil 13 ein Schwimmerventil 60 (s. Fig. 5) vorgeschaltet. Es enthält in dem Gehäuse 61, das auch Bestandteil des Rückschlagventils 13 ist, den z. B. als hohle Plastikkugel ausgebildeten Schwimmer 62, der nur bei Vorhandensein von Flüssigkeit 63 von seinem Sitz 64 abgehoben ist.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist angenommen, daß die Flüssigkeitspumpe 20 mit Pumpenrad 21, Pumpenwelle 22, Lager 23 für diese und Wellendichtung 24 als Kühlflüssigkeitspumpe für die Kühlkanäle einer Brennkraftmaschine 25 eingesetzt ist. Das Kühlsystem enthält den Ausgleichsbehälter 26, der über die Be­ fülleitung 27 Kühlmittel in die Kühlräume und Kühlkanäle der Maschine 25 nachliefert. Dem Behälter 26 ist der Einfüllstutzen 28 mit Über- und Unterdruckventil zugeordnet. Während das Über­ druckventil, wie bei 29 angedeutet, bei Überschreiten eines vor­ gegebenen Druckwerts im Ausgleichsbehälter 26 eine Verbindung mit dem Freien herstellt, verbindet das Unterdruckventil bei einem vorgegebenen Unterdruckwert das Innere des Ausgleichs­ behälters 26 mit der den Abführkanal darstellenden Leitung 30, die wiederum von der Leckagekammer 31 auf der dem Pumpenrad 21 abgekehrten Seite der Wellendichtung 24 abgeht. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist das Vorhandensein eines Rückschlagven­ tils 32 angenommen; ebenso wie das Rückschlagventil 13 in Fig. 1 kann aber auch das Rückschlagventil 32 fortgelassen werden. Nach unterdruckbedingtem Öffnen des Unterdruckventils im Ein­ füllstutzen des Ausgleichsbehälters 26 wird also der über die Öffnung 33 belüftete Leckagebehälter 31 in den verschlossenen Ausgleichsbehälter 26 entleert. Nimmt man ein geschlossenes Kühlsystem an - die Entlüftungsleitung 34 für die Kühlräume in der Maschine 25 mündet oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in den verschlossenen Ausgleichsbehälter 26 ein -, so entsteht der für den Rücktransport der Leckagemenge erforderliche Unterdruck im Ausgleichsbehälter 26 durch abkühlungsbedingte Kontraktion der Kühlflüssigkeit im Stillstand der Brennkraftmaschine.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 schließlich sind das Pumpenrad mit 40, die Pumpenwelle mit 41, das Antriebsrad (Riemenscheibe) mit 42, das Wellenlager mit 43, die Wellendich­ tungsanordnung mit 44, die Leckagekammer mit 45, ihre Belüf­ tungsbohrung mit 46 und der Abführkanal mit 47 bezeichnet. In Analogie zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mündet er in die Saugleitung 48 der Pumpe ein. Im Zuge des Abführkanals 47 erkennt man die Reihenschaltung eines Saugventils 49 und eines Druckventils 50, zwischen denen die Leckagepumpe 51 mit dem Kolben 52 abgeht, der auf einer Seite von den Druckkräften im Pumpendruckraum 53 und auf seiner anderen Seite von der Druck­ kraft der Druckfeder 54 beaufschlagt ist. Bei geringem Pumpen­ druck im Raum 53 saugt der Kolben 52 über das Saugventil 49 Leckageflüssigkeit aus der Leckagekammer 45 ab, während bei hohem Druck im Pumpenraum 53 der Kolben 52 in Fig. 4 nach links entgegen der Kraft der Druckfeder 54 verschoben wird und dabei Leckageflüssigkeit durch das Druckventil 50 zur Saugleitung 48 pumpt.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Flüssigkeits­ pumpe geschaffen, die auf einfacher Weise unter Benutzung im Betrieb auftretender Druckverhältnisse Leckageflüssigkeit wieder in den Flüssigkeitskreislauf transportiert.

Claims (7)

1. Flüssigkeitspumpe mit einer von einer Pumpenwelle unter Zwischenfügung einer Dichtung durchsetzten Gehäusewand, die zwischen einem Pumpenraum und einer Leckagekammer liegt, von der ein Abführkanal abgeht, dadurch gekennzeichnet, daß der Abführkanal (12) zumindest indirekt mit der Saugseite (14) der Pumpe verbunden und die Leckagekammer (10) belüftet (11) ist.

2. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abführkanal (30) in einen zumindest zeitweilig unter­ druckbeaufschlagten Ausgleichsbehälter (26) mündet, der zu­ gleich Bestandteil eines die Flüssigkeitspumpe (20) enthal­ tenden Flüssigkeitsumlaufs ist.

3. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsumlauf abgeschlossen ist, Kühlräume einer Brennkraftmaschine (25) enthält und zur Unterdruckerzeugung die Volumenkontraktion der Kühlflüssigkeit in Abkühlphasen der Maschine (25) dient.

4. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Zuge des Abführkanals ein Rückschlagventil (32) liegt.

5. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rückschlagventil (13) ein - zweckmäßigerweise mit ihm konstruktiv zusammengefaßtes - Schwimmerventil (60) zur Vermeidung des Ansaugens von Luft vorgeschaltet ist.

6. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abführkanal über ein Saug- (49) und ein Druckventil (50) in Reihenschaltung zur Saugseite (48) der Pumpe geführt ist, zwischen denen eine Leckagepumpe (51) angeschlossen ist, die einen vom Förderdruck der Flüssigkeitspumpe beaufschlag­ ten Verdrängerkörper nach Art eines Kolbens (52) oder einer Membran enthält.

7. Flüssigkeitspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe die Kühlmittelpumpe einer Brennkraftmaschine (25) ist.