DE8133158U1 - "integrale pumpeneinheit fuer kreiselpumpen" - Google Patents

"integrale pumpeneinheit fuer kreiselpumpen"

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DE8133158U1
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Description

B e s c 1 reibung
Die Erfindung betrifft eine integrale Pumpeneinheil für das Flügelrad von Kreiselpumpen, insbesondere für Kraftfahrzeug-Vasserpurapen.
Bei Kraftfahrzeug-Wasserpumpen tritt bekanntlich das Problem der Lagerung der Kreiselpumpen-Flügelräder in wirksamer und wirtschaftlicher Weise bei geringen Gesamtabmessungen auf.
Eine gegenwärtig von einer Va ölzahl von Wälzlager-Herstellern angewandte Ausgestaltung besteht darin, daß Lageranordnung en entwickelt und verkauft, werden, bei denen eine Antriebswelle an ihren jeweiligen Enden mit dem Flügelrad bzw. einem Antriebsrad zur Übertragung der Drehbewegung vom Motor auf die Welle angeordnet ist, wobei eine spezielle aus zwei Reihen von Wälzkörpern jedoch ohne Innenring bestehende Lagerung angewandt wird. Der Innenring wird dadurch vermieden, daß die Wälzkörper-Laufbahnen direkt in der Antriebswelle vorgesehen werden. Die beiden Reihen von Wälzkörpern sind in geeignetem Abstand voneinander angeordnet, um die Antriebswelle an zwei Lagerstellen zu haltern, die genügend weit voneinander entfernt sind, um Rotationsstabilität zu gewährleisten
Die beschriebene Konstruktion wird in einem geeignet bearbeiteten Gehäuse in der Abdeckung des Pumpengehäuaes montiert und durch eine Stiftschraube fixiert,
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deren Schaft-Endabschnitt in eine Bohrung eingreift, die zweckmäßig im Außenring des Lagers vorgesehen ist. Die beschriebene Konstruktion kann auch in anderer geeigneter Veise, beispielsweise durch einen Preßsitz im Gehäuse befestigt werden.
Die Wälzkörper werden vor der Benetzung mit Vasser durch zwei wasserdichte Dichtscheiben geschützt, die mit leichtem Preßsitz in Aufnahmen in der Innenfläche des Außenrings des Lagers eingesetzt sind, so daß die zwischen dem Außenring des Lagers und der Antriebswelle liegende Ringkammer abgedichtet ist.
Zusätzlich ist zwischen dem Lager und dem Flügelrad eine Dichtungsanordnung in einer Aufnahme in der Innenfläche des Gehäuses vorgesehen, die eine Büchse aufweist, welche einen ringförmigen zylindrischen, gesinterten Graphit-Dichtring enthält, der von einer Feder mit vorgegebener Spannung gegen die Vorderfläche der Flügelrad-Nabe gedruckt wird, und so an dieser Nabe abdichtet.
Die beschriebene Ausgestaltung ist nicht frei von Nachteilen. Insbesondere kann die Befestigung des Lagers im Pumpengehäuse Montage- und Bearbeitungsprobleme hervorrufen (nicht zentrierte Volle, nicht fluchtende Bohrungen usw.), die beim Auftreten hoher thermischer mechanischer Spannungen zu unbefriedigendem Arbeiten infolge von verbleibenden Spalten führen können, was zu erheblichen Beschädigungen
des Motors führen kann. Das 1st deshalb möglich, veil die Bearbeitung und Montage der exakt zusammenzubauenden Teile» die in aufeinanderfolgenden Stufen von verschiedenen Firmen (Pumpenhersteller, Lagerund ¥ellenhersteller, Dichtungshersteller) durchgeführt wird, zu unvermeidbaren Ungenauigkeiten führt. Außerdem muß die Montage von speziell geschulten Fachleuten ausgeführt werden. Schließlich führt eine solche Ausgestaltung zwangsläufig zu relativ großen Gosamtabmessungen und unbefriedigender Dichtwirkung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine integrale Pumpeneinheit für Kreiselpumpen zu schaffen, welche die beschriebenen Nachteile nicht aufweist und insbesondere geringe Gesamtabmessungen hat.
Bei einer integralen Pumpeneinheit für Kreiselpumpen, insbesondere für Kraftfahrzeug-Vasserpumpen, welche an einem Pumpengehäuse einer Kreiselpumpe montierbar ist, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Antriebswelle, die um ihre Längsachse drehbar und an ihren beiden Enden mit einem Flügelrad bzw. einem die Drehbewegung auf die Antriebswelle übertragenden Bauteil versehen ist, ein Lagerelement für die Antriebswelle, welches an seinem einen, dem Flügelrad zugewandten Ende einen flüssige!tsdicht in das Pumpengehäuse einsetzbaren Flanschteil aufweist, zwei Reihen von zwischen der Antriebswelle und dem Lagerelement angeordneten Wälzkörpern zur reibungsarmen
drehbaren Lagerung der Antriebswelle im Lagerelement und durch eine Anzahl von eine wasserundurchlässige Abschirmung zwischen der Welle und dem Lagerelement bewirkende!Dichtanordnungen, wobei die Antriebswelle eine Außenfläche aufweist, auf welcher die Wälzkörper direkt abrollen und die Dichtanordnungen wenigstens eine zwischen dem Flügelrad und den Välzkörpern angeordnete Dichtung aufweisen, welche unter Vorspannung federnd an eine Rückenfläche des Flügelrads angedrückt ist und so eine Abdichtung zwischen der Rückenfläche und einer im Lagerelement angeordneten und die Sichtung aufnehmenden Buchst» bewirkt.
Die Erfindung vird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben, und zwar i>igtj
Fig. 1 einen Längsmittelschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pumpeneinheit ι
Fig. 2 einen Längsmittelschnitt durch ein
zweites gegenüber dem Ausführungebeispiel gemäß Fig. 1 abgewandelten Ausührungsbeispiels einer erfindungsgemäßen integralen Pumpeneinheit;
Fig. 3 eine identische Einzelheit der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Pumpeneinheiten in vergrößertem Maßstab;
Fig. k einen Längsmittelschnitt durch eine als Zentrifugalpumpe ausgebildete Wasserpumpe für Kraftfahrzeuge, in w.elcher die in Fig. 1 gezeigte integrale Pumpeneinheit montiert ist; und
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Fig. 5 ein gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weiter abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pumpen »ir>*\oit.
In Figur 1 ist mit 1 eine integrale Pumpeneinheit mit einem RadJaL-Flügelrad 2, einem mit einer Verzahnung versehenen Antriebsrad 3, einer um ihre Achse drehbaren Velle kf auf deren Endeu 5 und 6 das Flügelrad 2 bjj r. das Antriebsrad 3 aufgepreßt sind, einem Lagerelement 7 und einer Dichtungsanordnung 8 bezeichnet.
Das Lagerelement 7 weist einen Flanschteil 11 und einen rechtwinklig zum Flanschten 11 angesetzten Nabenteil auf, und es wird parallel zum Nabenteil 12 von einem axial-symmetrischen Hohlraum 13 durchsetzt. Der Hohlraum 13 wird von einer niedrigen Ausnehmung 14 in der Vorderfläche 15 dos Flanschte!Is 11 gebildet, von dem aus sich ein kegelstumpfförmiger Raum 16 erstreckt, dessen größerer Durchmesser der Vorderfläche 15 zugewandt ist. Veiter umfaßt der Hohlraum 13 eine im Nabenfeil Λ? vorgesehene zylindrische Sitzfläche 17t die durch einen Schultervorsprung 18 vom kegelstumpfförraigen Raum 16 getrennt ist. Die niedrige Ausnehmung Ikt der Raum 16 und die Sitzfläche 17 sind koaxial zueinander und zur Antriebswelle k angeordnet und folgen in der beschriebenen Ordnung aufeinander.
Unmittelbar im Anschluß an die niedrige Ausnehmung lh ist im kegelstumpfförmigen Raum 16 eine Aufnahme 21 für eine zylindrische Buchse 22 aus Metall oder einem anderen Material geeigneter Belastbarkeit vorgesehen,
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die Tell der Dichtungsanordnung 8 bekannter Art 1st. Diese Dichtungsanordnung umfaßt die besagte Buchse 22 und einen Dichtring 25 von L-förmigem Querschnitt, der In der Buchse 22 so angeordnet 1st, daß er - wie ein Kolben - In Ihr verschiebbar 1st und unter der Vorspannung einer Spiralfeder steht. Die Buchse 22 und der Dichtring 25 sind durchbohrt und mit geringem Spiel auf der Nabe 20 des Flügelrads 2 angeordnet.
Zwischen dem Dichtring 25 und der zugeordneten Feder kann zum Schutz der letzteren ein Metallring angeordnet sein. Der Dichtring 25 und seine Feder werden von einem an der Buchse 22 vorgesehenen Ringanschlag in der Buchse 22 gehalten. Der Dichtring 25 wird von der Feder gegen eine der Vorderfläche 15 zugewandten RUckenfläche 19 des Flügelrads 2 angedrückt und liegt mit vorgegebenem Axialdruck an der RUckenfläche an. Auf diese Weise wird eine gleitende Abdichtung zwischen der RUckenfläche 19 und dem Dichtring 25 erreicht und der Hohlraum 13 gegen das Eindringen von Wasser geschützt.
In die zylindrische Sitzfläche 17 ist ein zylindrischer Ring 27 eingepreßt, der am Schultervorsprung 18 anliegt. Zwischen dem Ring 27 und der Welle k sind von · | zwei Reihen von Kugeln 28 gebildete Wälzkörper ange- ' ordnet, welche in einem ersten, zwischen den Enden 5 und J 6 in der Well6 k vorgesehenen Paar von im Querschnitt [ kreisbogenförmigen Laufbahnen 3I und In einem in der Innenfläche des Rings 27 gebildeten zweiten Paar
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von im Querschnitt kreiabogenförmigen Laufbahnen 32 abrollen können. Der Ring 27, die Welle 4 und die Wälzkörper 28 bilden eine Lageranordnung 10 für das Flügelrad 2. Der Ring 27 ist durch den Schultervorsprung 18 einerseits und eine in einer Gewi-debohrurg im Nabenteil 12 parallel zum Flanschteil 11 eingeschraubten Schraube 34 gegen axiale Verschiebung festgelegt*
In der Innenfläche 33 des Ringe 27 sind Aufnahmen vorgesehen« in welchen feuchtigkeitsundurchlässige Dichtscheiben 38 unter leichtem Preßsitz eingesetzt sindf Die Dichtscheiben weisen Ringlippen 37 auf, die mit vorgegebener Vorspannung auf einer Außenfläche 41 der Enden 5 bzw. 6 der Welle 4 schleifen und so eine schleifende Abdichtung bewirken, wodurch die Wälzkörper innerhalb eines zwischen der Welle 4 und dem Ring 27 gebildeten Ringraums 42 geschützt angeordnet sind.
Der kegeleturopfförmige Raum 16 steht mit der Umgebung über eine Bohrung 43 in Verbindung, die mit vorgegebener Neigung im Lagerelement 7 zwischen dem Flanschteil H1 und dem Nabenteil 12 vorgesehen ist. Auf der Nabe ist ein Schleuderring 44 befestigt, dessen konisch erweiterter Rand 45 die feieiche Neigung wie die Bohrung hat· Bei einem (nicht gezeigten) Ausführungebeispiel kann der Schleuderring 44 durch eine Tropfwasser-Aufnahmenut in der Nabe 20 ersetzt sein.
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Der Flanschteil 11 des Lagerelements 7 ist außerdem mit einem äußeren Umfangsabschnitt 46 verringerter Dicke versehen, in dem auf einem Kreis verteilt Bohrungen 47 angeordnet sind, welche mittels einer Ringfläche 48 eine flüssigkeitsdichte Verbindung ■it einem Pumpengehäuse 50 (Fig. 4) und so einen dichten Verschluß desselben ermöglichen.
Figur 2 zeigt eine der in Fig. 1 dargestellte Einheit ähnliche integrale Pumpeneinheit 1. Insbesondere die Welle 4, das Flügelrad 2, das Antriebsrad 3 und die Dichtungsanordnung 8 sind identisch. Das Lagerelement 7 unterscheidet sich jedoch insofern etwas, als es einen dem Flanschteil 11 gomäß Fig. 1 identischen Flanschteil und. einen Ringabschnitt. 27 aufweist, der starr mit dem Flanschten verbunden ist. Die im Querschnitt kreisbogenförmigen Laufbahnen 32, in denen die Kugeln 28 laufen, sind in einer Innenfläche 33 des Ringabschnitts 27 vorgesehen. In der gleichen Innenfläche 33 sind auch die Aufnahmen 36 für die flüssigkeitsundurchlässigen Dichtscheiben 38 vorgesehen, die den in Fig. 1 gezeigten Dichtscheiben vollständig entsprechen und zur Abschirmung der Wälzkörper 28 innerhalb des zwischen dem Ringabschnitt 27 und der Welle 4 liegenden Ringraums 42 dienen. Ein kegelstumpfförmiger Raum ähnlich dem gemäß Fig. 1 ist im Lagerelement 7 gebildet und nimmt in einer Aufnahme 21 die Dichtanordnung «auf. Der Raum 16 steht mit der Umgebung über eine Bohrung 43 in Verbindung, die mit vorbestimmter Neigung zwischen dem Flanschteil 11 und dem Ringabschnitt 27 im Lagerelement 7 vorgesehen ist. Ein dem
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in Fig. 1 gezeigte ähnlicher Schleuderring ^k ist auf der Nabe 20 des Flügelrads 2 angeordnet.
3 zeigt eine Einzelansicht der Verbindung zwischen der Welle k und dem Ring bzw. dem Ringabschnitt 27 in vergrößertem Maßstab. Die bereits beschriebenen Einzelheiten sind sichtbar, insbesondere die im Querschnitt kreisbogenförmigen Laufbahnen 31 und 32, in denen die Kugeln 28 sich mit rechtwinklig zur Antriebswelle k verlaufenden Symmetrieachsen k9 abwälzen.
Das Querprofil Jeder Laufbahn 31 ist zu jeweils einer Achse 51 symmetrisch und in gleicher Weise ist das Profil jeder Laufbahn 32 symmetrisch zur einer Achse 52. Die Achsen 51 der Profile des ersten Paars von Laufbahnen 31 verlaufen rechtwinklig zur Längsmittelachse der Antriebswelle k und sie haben einen - vorbestimmten Abstand A voneinander. Lie Achsen 52
; der Profile des zweiten Paars von Laufbahnen 31 verlaufen rechtwinklig zur Längsmittelachse des seinerseits koaxial zur Welle k angeordneten Rings 27 und sie haben einen vorgegebenen Abstand B voneinander, der größer als der Abstand A ist. Die im Querschnitt kreisbogenförmigen Laufbannen 31 sind also zu den Laufbahnen 32 versetzt. Infolge der unterschiedlichen ;- Axialposition der Laufbahn-Paare 31 bzw. 32, werden
^ die Kugeln 28 zwischen jeder Laufbahn 31 und jeder
Laufbahn 32 so angeordnet, daß ihre Achsen k9
h zwischen den Achsen 51 und 52 der Laufbahnen liegen.
f Die Kugeln stehen daher nicht mit der gesamten Ober-
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fläche der Laufbahnen 31 und 32, sondern lediglich mit einem Teil derselben la Kontakt.
Genauer gesagt, die Kugeln 28 wälzen sich auf Flächen 53 der Laufbahnen 32 und auf Flächen 5k der Laufbahnen 31 ab. Die Flächen 53 verden von den benachbarten Halten der Laufbahnen 32 gebildet, während die Flächen 5k von den bezogen auf den Ringraum kZ nach außen weisenden Hälften der Laufbahnen 31 gebildet werden. Die Flächen 53 liegen also- näher zusammen als die Flächen 5^ und infolge-dessen sind die erzwungenen Reaktionskräfte, welche durch die Kugeln 28 über deren Berührungsflächen und die Welle h sowie den Ring übertragen werden, um einen bestimmten Winkel zur Achse der Antriebswelle b geneigt, und sie divergieren in Richtung der Antriebsachse. Infolge der speziellen Konstruktion der im Querschnitt kreisbogenförmigen Laufbahnen 31 und 32 verhält sich die von den Laufbahnen und den Kugeln 28 gebildete Anordnung wie ein Schrägrollenlager. Dadurch wird es möglich, die beiden Kugel-Reihen einander sehr eng benachbart anzuordnen, ohne daß die Wälzkörper überlastet werden.
Dies ist darauf zurückzuführen, daß die auf die Kugeln Jeder Reihe wirkende Last nicht durch den Abstand zwischen deren geometrischen Mittelpunkten bestimmt wird, sondern durch die Länge eines imaginären Segments, welches auf der Achse der Antriebswolle k von geraden Linien geschnitten wird, entlang, deren die erzwungenen Reaktionskräfte wirken, wenn die Welle k
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unter Spannung steht. Venn die Kugeln 28 in nicht zueinander versetzten Laufbahnen abrollen, ist der geometrische Abstand zwischen ihnen und die Länge des besagten Segments gleich. Da die Laufbahnen und 32 Jedoch in der vorstehend beschriebenen Weise zueinander versetzt sind, ist die Länge des Segments größer als der geometrische Abstand zwischen den beiden Kugel-Reihen, und dies bedeutet, daß die auf die Kugeln 28 wirkende Last eine Größe hat, die einer Last entspricht, welche auf sie einwirken würde, wenn sie in einem Abstand angeordnet wären, der größer als der geometrische Abstand ist, nämlich einem Abstand, der gleich der Länge des besagten imaginären Segments ist. Durch die Ausgestaltung derart, daß die erzwungenen Reaktionskräfte geneigt verlaufen, können die beiden Kugel-Reihen also näher zusammengebracht werden, wodurch die äußeren Abmessungen wesentlich verringert werden können, ohne daß die auf sie einwirkenden Spannungen sich erhöhen.
In Figur· k ist die integrale Pumpeneinheit 21 gemäß Fig. 1 am Pumpengebäuse 50 montiert und bildet mit diesem eine Kreiselpumpe 55· Das Pumpengehäuse 50 ist mit einem Sauganschluß oder Einlaß 56, einer zur Aufnahme des Flügelrades dienenden und mit der äußeren Umgebung über einen kreisförmig begrenzten Raum 59 verbundenen Kammer 57 und einem Druckanschluß oder Auslaß 58 versehen. Das Lagerelement 27 schließt das Gehäuse 50 dicht ab, wobei die Ringfläche 48 an der kreisförmigen Begrenzung des Raums 59 im Pumpengehäuse 50 anliegt, und mittels durch die Bohrungen 47 geführter, in Gewindobohrungen 61 einige schraubt er
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• ·
Schrauben 6θ ist das Lagerelement 7 mit dem Pumpengehause 50 verbunden.
Xm Betrieb wird das Antriebsrad 3 in Drehung versetzt und treibt seinerseits die auf den Wälzkörpern 28 gelagerte Welle k an, wodurch sich auch das Flügelrad 2 dreht, welches Wasser durch dan Einlaß 56 ansaugt und über den Auslaß 58 ausfördert. Jedes durch die Dichtungsanordnung 8 aus der Kammer 57 in den Raum 16 eindringende Wasffer wird von dem starr mit dem Flügelrad 2 verbundenen Schleuderring kk durch Zentrifugalkraft abgeschleudert und wird über die Aualaßbohrung k3 aus dem Raum 16 abgeführt.
Figur j zeigt ein abgewandeltes Ausführungebeispiel der erfindungsgemäßen Pumpeneinheit. Die in Figur 5 gezeigte» in ihrer Gesamtheit mit 62 bezeichnete Pumpeneinheit ist der Einheit 1 gemäß Fig. 2 ähnlich, und unterscheidet sich von dieser lediglich in der Art der verwendeten Wälzkörper. Den bereits beschriebenen Einheiten ähnlich· oder gleiche Einzelheiten sind daher auch mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.
Das Lagerelement 7 umfaßt ein Flanschteil 11 und einen Ringabschnitt 27, zwischen denen die Antriebswelle h von in geeigneter Weise entfernt angeordneten Wälzkörpern 63 getragen rotiert. Die Wälzkörper 63 weisen eine Reihe von Kugeln 6k auf, die sich zwischen einem Paar von einander zugewandten im Querschnitt kreisbogenförmigen Laufbahnen 65 abwälzen, die in einer Innen-
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fläche 33 des Ringabschnitts 2? bzw. in einer Außenfläche 41 der Walle k vorgesehen sind. Außerdem weisen sie eine Reihe von durch einen Aostandskäfig 67 positionierten Rollen 66 auf, welche direkt auf den Flächen 33 und kl abrollen. Der Ringabschnitt 27 hat eine langgestreckte zylindrische Form, um die Anordnung der beiden Reihen von Wälsekörpern 63 in geeignetem Abstand zu ermöglichen. Die Abdichtung am Eside cu*s Flügelrad* 2, velches an einem Ende der VeIle k befestigt ist, deren anderes Ende das mit einer Uirfang^- verzahnung versehene Antriebsrad 3 trägt, erfolgt mittels einer der bereits beschriebenen Dichtanordnung vollständig entsprechenden Dichtanordnung 8 und durch einen Dichtring 68 mit doppelten Dichtlippen.
Die Pumpeneinheit 62 hat eine größere axiale Gesamtlänge als die Einheit 1 , ist aber von einfacherem Aufbau. Dabei ist sie jedoch immer noch kürzer als bei bekannten Ausgestaltungen, und zwar einerseits wegen des Wegfalls des Außenrings des Lagers, welcher durch den Ringabschnitt 27 des Lagerelements 7 ersetzt ist und andererseits wegen der Ausgestaltung der Dichtungsanordnung 8, welche kein Befestigungsoder Halterungsmittel erfordert, weil sie vom Flügelrad 2 fixiert wird, und die die Abdichtung direkt an der Rückenfläche 19 des Flügelrads 2 anstatt ander Vor der fläche der Nabe 20 bewirkt.
Die Vorteile Ar Erfindung ergeben sich aus der vorausgehenden Beschreibung, Insbesondere wird die axiale Gesamtlänge der integralen Pumpeneinheit und somit der
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gesamten Kreiselpumpe erheblich reduziert. Die Konstruktion einer integralen Pumpeneinheit mit allen Pumpenelementen mit Ausnahme des Gehäuses führt außerdem zu verbesserter Wirtschaftlichkeit und größerer Bearbeitungegenauigkeit und erlaubt außerdem eine einfache und schnelle Wartung.
Aus der vorausgehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die beschriebenen Ausführungsbeispiele im Rahmen des Erfindungsgedankens abgewandelt und weitergebildet verden können.
Insbesondere können abweichende Zahlen und Arten von Dichtungeanordnungen in verschiedenen Positionen verwendet werden. Das Flügelrad und das Antriebsrad können in abweichender Weise auf der Welle befestigt werden und schließlich kann das mit einer Verzahnung versehene Antriebsrad durch ein anderes Bauelement ersetzt werden, welches geeignet ist, eine Antriebsbewegung zu tibertragen.
PATENTANWÄLTE HELBEn & ZENZ- QIEBSER WEG 47 6144 /WINGENBiRGTEL. OBSS1-741OS
R 8105
Zusammenfassung
Integrale Pumpeneinheit (ij 62) für Kreiselpumpen (55)» welche ein Lagerelement (7) mit einem Flanschteil (11)
aufweist, mit welchem ein Pumpengehäuse (50) flüssigkeiten dicht verschließbar ist, wobei das Lagerelement (7)
eine drehbare Antriebswelle (k) trägt, an deren Enden
(Sf 6) ein Flügelrad (2) bzw. ein Drehbewegungen
übertragender Bauteil (3) befestigt sind. Zwischen
der Antriebswelle (k) und dem Lagerelement (7) sind
zwei Reihen von Wälzkörpern (28) 63) und eine Anzahl
von Dichtungsanordnungen (8) 38} 68) vorgesehen, welche zwischen der Antriebswelle (4) und dem Lagerelement (7) eine Abdichtung bewirken. Eine der Dichtanordnungen (8) weist einen Dichtring (25) auf, der durch elastische
Mittel gegen eine Rückenfläche (iv) des Flügelrads (2)
gedrückt ist.
Pig. 1

Claims (11)

PATENTANWÄLTE HELBEH & ZENZ- GIEBS^R WEG 47*6144ZW#INBI=MBERG TELQBH51-741OB R 8IO5 RIV-SKF OFFICINE DI VILLAR PEROSA S.p.A. Via Mazzini, 53, 1-10123 Turin/Italien Integrale Pumpeneinheit für Kreiselpumpen Schutzansprüche SKS st sssssBsssssessxsssssasaisss
1. Integrale Pumpeneinheit (i| 62) für Kreiselpumpen (55), insbesondere für Kraftfahrzeug-Wasserpumpen, welche an einem Pumpengehäuse (50) einer Kreiselpumpe (55) montierbar ist, gekennzeichnet durch eine Antriebswelle (4), die um ihre Längsachse drehbar und an ihren beiden finden (5j 6) mit einem Flügelrad (2) bzw. einem eine Drehbewegung auf die Antriebswelle (k) übertragenden Bauteil (Antriebsrad 3) versehen .ist, ein Lagerelement (7) für die Antriebs- welle (4) welches an seinem einen, dem Flügelrad (2) zugewandten Ende einen flüssigkeitsdicht in das Pumpengehäuse (50) einsetzbaren Flanschteil (11) aufweist, zwei Reihen von zwischen der Antriebswelle (k) und dem Lagerelement (7) ange-
ordneten Wälzkörpern (28} 63} zur reibungsverringerten drehbaren Lagerung der Antriebswelle (k) im Lagerelement (7);und durch, eine Auüahl von eine wasserundurchlässige Abdichtung zwischen der Antriebswelle (U) und dem Lagerelement (7) bewirkende! Dichtanordnungen (8; 38t 68), wobei die Antriebswelle (k) eine Außenfläche (41 ) aufweist, auf welcher die Wälzkörper (28} 63) direkt abrollen und d4. e Dichtanordnungen (81 38; 68) wenigstens eine zwischen dem Flügelrad (2) und den Wälzkörpern (28; 63) angeordnete Dichtung (Dichtring 25) aufweisen, welche unter Vorspannung federnd an eine Rückenfläche (1°) des Flügelrade (2) angedrückt ist und so eine Abdichtung zwischen der Rückenfläche (i°) und einer im Lagerelement (7) angeordneten und die Dichtung (25) aufnehmenden Buchse (22) bewirkt.
2. Pumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (7) und die Antriebswelle (4) zwei Paar voneinander gegenüberstehenden Laufbahnen (31i 32) aufweisen, zwischen denen die Wälzkörper (28) abrollen, wobei jede Laufbahn Jedes Laufbahn-Paares (31; 32) axial zu der ihr gegenüberliegenden Laufbahn derart versetzt ist, daß die auf die Antriebswelle (k) einwirkenden Biegespannungen Reaktionskräfte an den Wälzkörpern (28) hervorrufen, welche in Richtung schräg geneigter Linien weisen, die in Richtung zur Achse der Antriebswelle (4) divergieren.
3. Pumpeneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (28) 63) direkt auf der Innenfläche (33) eines Ringabschnitts (27) des Lagerelements (7) abrollen, der starr mit dem Flanschteil (11) verbunden ist, wobei die Innenfläche (33) zur Außenfläche (41) der Antriebswelle (k) weist und konzentrisch zu ihr angeordnet ist.
k. Pumpeneinheit .nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (28) auf einer Innenfläche eines äußeren zylindrischen Rings (27)laufen, der konzentrisch zur Antriebswelle (k) in einem Nabenteil (12) des Lagerelementa (7) angeordnet ist.
5· Pumpeneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper Kugeln (28) sind, die in im Querschnitt bogenförmig gekrümmten Laufbahnen (31) 32) laufen, von denen ein erstes Paar von Laufbahnen (31) auf der Antriebswelle {k) und ein zweites Paar von- Laufbahnen (32) am Lagerelement (7) vorgesehen ist, wobei das ersterwähnte Laufbahn-Paar ein Querschnittprofil aufweist, dessen Symmetrieachsen (51) einen Abstand (a) voneinander haben, der größer als der Abstand (b) zwischen den Symmetrieachsen (52) der Querschnittprofile des besagten zweiten Laufbahn-Paars ist.
6. Pumpeneinheit nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrieachsen (49) der Kugeln (28)ydie zwischen dem ersten Paar von ^aufbahnen (31) und dem zweiten Paar von Laufbahnen (32) angeordnet sind, rechtwinklig zur Antriebswelle (4) verlaufen und zwischen der Symmetrieachse (51) der Laufbahnen (31) des ersten Laufbahn-Paars und der Symmetrieachse (52) der Laufbahnen (32) des zweiten Laufbahn-Paars liegen.
7· Pumpeneinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet« daß die Kugeln (28) auf ihnen zugewandten Flächen (53) des zweiten Paare von Laufbahnen (32) und auf Flächen (54) des ersten Paars von Laufbahnen (3I) abrollen, die von einem zwischen der Antriebswelle (4) und dem Lagerelement (7) gebildeten Ringraum (42) nach außen weisen, wobei die Flächen (53) des zweiten Laufbahn-Paars in Axialrichtung enger zusammenstehen als die Flächen (54) des ersten Laufbahn-Paars.
8· Pumpeneinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das erste Paar von Laufbahnen (3I) in Axialrichtung zum zwaiten Paar von Laufbahnen (32) versetzt ist.
9· Pumpeneinheit nach eine» der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtanordnungen vaseerdichte Dichtscheiben (38) und eine Dichtungsanordnung (8) Mit einer Buchse (22) aus einem geeigneten Metall aufweisen, die in einer Aufnahme (21)
im Lagerelement (7) befestigt ist, daß in der Buchse (22) eine Spiralfeder angeordnet ist, die gegen einen zwischen der Spiralfeder und einem in der Buchse (22) verschiebbar gelagerten Dichtring angeordneten Druckring drückt, und daß der Dichtring durch einen an der Buchse (22) vorgesehenen Ringanschlag (26) in der Buchse (22) gehalten ist und mit einer vorgegebenen Vorspannung gegen die RUckenflache des Flügelrades (2) gedrückt ist.
10. Pumpeneinheit nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ring (27) mit leichtem Preßsitz in eine zylindrische Sitzfläche (17) in einem Nabenteil (12) des Lagerelements (7) eingesetzt und im Nabenteil (12) durch einen Schultervorsprung (18) und eine Stiftschraube (31O in Axialrichtung gesichert ist.
11. Pumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10,-dadurch gekennzeichnet, daß im Lagerelement (7) eine schräge Bohrung (O) vorgesehen ist, welche einen Raum (16) innerhalb des Lagerelements (7) mit der äußeren Umgebung verbindet, und daß am Flügelrad (2) ein Schleuderring (kh) angeordnet ist, der durch Zentrifugalkraft die im Raum (16) enthaltenen Feuchtigkeitsspuren durch die Bohrung (53) ausscheidet.
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