EP0207457A1 - Water pump impeller - Google Patents

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EP0207457A1
EP0207457A1 EP86108761A EP86108761A EP0207457A1 EP 0207457 A1 EP0207457 A1 EP 0207457A1 EP 86108761 A EP86108761 A EP 86108761A EP 86108761 A EP86108761 A EP 86108761A EP 0207457 A1 EP0207457 A1 EP 0207457A1
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EP
European Patent Office
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hub
water pump
pump impeller
plastic
disk
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EP86108761A
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German (de)
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K. Gerd Friedrichs
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KLIFA FAHRZEUGTEILE GmbH and Co
Original Assignee
KLIFA FAHRZEUGTEILE GmbH and Co
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Publication of EP0207457A1 publication Critical patent/EP0207457A1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2205—Conventional flow pattern
    • F04D29/2222—Construction and assembly
    • F04D29/2227—Construction and assembly for special materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/40—Organic materials
    • F05D2300/43—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S415/00—Rotary kinetic fluid motors or pumps
    • Y10S415/915—Pump or portion thereof by casting or molding

Definitions

  • the invention relates to a water pump impeller for a cooling water pump in an internal combustion engine with a metal hub for mounting on a shaft, with a metallic reinforcing disk coaxially molded on one end face of the metal hub and surrounded by plastic, with deflection vanes which are molded from plastic in the outer circumferential region of the water pump impeller, and with plastic parts molded in the longitudinal direction beyond the hub.
  • Water pump impellers are generally known and are used in pumps which are used to transport the cooling water for motor cooling in motor vehicles. Because of the special temperature loads for this purpose, at which temperatures of around -40 ° C to + 130 ° C can occur, special conditions are imposed on the materials and the design.
  • the use of gray cast iron or brass for a water pump impeller has the disadvantage that they tend to cavitate, i.e. destruction of the impeller blades, which leads to failure of the pump. There is also the disadvantage that the surface is rough, which increases the flow resistance.
  • a water pump impeller for use in internal combustion engines is known from US Pat. No. 3,251,307, which has a metal hub and a metallic reinforcing disk which is coaxially formed thereon and is oriented essentially perpendicular to the hub axis.
  • the reinforcement disk is embedded in a plastic body together with the outer surface of the hub.
  • plastic parts which are shaped in the longitudinal direction of the hub beyond the hub edges end flush with the inner surface of the hub.
  • the plastic body is formed in the radial direction beyond the reinforcing disk, and deflection blades are formed in the plastic part in this outer peripheral region.
  • the invention has for its object to provide a water pump impeller of the type mentioned, which is protected against deformation.
  • the reinforcing disk has an annular disk part in the area of the deflecting blades and a stiffening area in the form of a paraboloid of revolution between the hub and the annular disk part, which runs at an acute angle to the hub, in that the deflecting blades on the concave side of the reinforcing disk are arranged, and that the projecting beyond the hub in the direction of the longitudinal axis plastic part ends at a predetermined distance from the inner surface of the hub to avoid frictional contact with the shaft.
  • the invention has the advantage that the water pump impeller is stiffened overall against torsion and protected against deflection. This way the career of the water pump impeller, and in particular the deflecting vanes, are observed extremely precisely, so that an adjustment in the pump housing is possible with a relatively small tolerance range. The efficiency of the pump can thus be increased.
  • the stiffening of the water pump impeller is based, on the one hand, on the parabolic cross-section of the inner circumferential area of the reinforcing disk and, on the other hand, on the fact that the reinforcing disk is guided into the outer circumferential area of the impeller and below the deflection blades. Furthermore, since there is no friction between the plastic and the drive shaft according to the invention, heating and flowing of the plastic is prevented.
  • the inventive arrangement of the deflecting vanes on the concave side of the reinforcing disk can also achieve an extremely flat design of the water pump impeller.
  • a preferred development of the invention consists in that a hub ring is pressed onto the hub. This measure reinforces the hub and has the result that any material fatigue or material weakening that may occur after a long period of operation is compensated for by the hub ring.
  • the hub ring is completely embedded in plastic. The hub ring is thus fixed in its position on the hub and loosening is prevented.
  • the water pump impeller is preferably stiffened in that a rotationally symmetrical to the hub axis in front of a hub opening trical, tapered plastic part is formed.
  • the hub is preferably widened in a trumpet shape at its free end.
  • a first embodiment of a water pump impeller shown in FIGS. 1 and 2 consists of a hub 1 with which the water pump impeller is plugged onto a drive shaft (not shown).
  • the hub 1 is then connected via a stiffening region 2 in the form of a paraboloid of revolution, and a coaxial annular disk part 7, which is perpendicular to the hub axis and on which deflection blades 3 are formed.
  • the stiffening area 2 initially runs at an acute angle to the hub 1.
  • the stiffening area 2 and the disk part 7 together form a reinforcing disk 4, which is overmolded with plastic on both sides, while the plastic is applied to the hub only on one side on the outer surface 5, so that the water pump impeller with its metallic inner surface of the hub 1 on the drive shaft can be inserted.
  • holes 6 are provided distributed over the surface of the reinforcement disk 4. These holes 6 can cover about 40 to 70% of the area.
  • the hub 1 of the reinforcing disk 4 extends over at least 40% of the hub length.
  • the disk part 7 is approximately 2 to 4 mm smaller than the diameter D corresponding to the outer circumference 8 of the water pump impeller.
  • the side of the impeller facing away from the deflection blades 3 is aligned in the example illustrated here with the free end face of the hub 1.
  • the reinforcing disk 4 is practically guided to the outer edge of the water pump impeller, ie it completely supports the deflection blades 3, which are on the concave side of the Reinforcement washer are molded in plastic.
  • the hub 1 which in the example shown here is formed in one piece with the reinforcing disk 4.
  • the hub 1 and the reinforcing disk 4 can be formed in one piece from a deep-drawn sheet steel.
  • the hub 1 and the disk part 7 can consist of a thick material, for example a steel tube cylinder of 4 mm thickness, and the disk part 7 can be made of a thin material of, for example, 0.75 mm. It can also be provided that the material of the hub 1 and the disk part 7 have different strength properties.
  • the hub 1 and the disk part 7 can be connected to one another by welding, shrinking or pressing. There is also the possibility of designing the hub 1 in such a way that it extends over the entire length of the water pump impeller.
  • a metallic reinforcing sleeve 9 is additionally pressed over the cylindrical hub part, which supports the hub against cold flow.
  • the reinforcement sleeve 9 is completely embedded in plastic.
  • the reinforcing sleeve 9 can also be referred to as a hub ring.
  • Fig. 4 it is illustrated that the free end 12 of the hub 1 is expanded in a trumpet shape. This expansion acts as a funnel when the hub is placed on the drive shaft, so that the placement of the hub 1 on the drive shaft is facilitated and simplified. It can be clearly seen in the figure that the free end 12 of the hub 1 ends in a plastic part 13 set back by the distance A 'from the inner surface of the hub 1.
  • the plastic part 13 is cylindrical in the embodiment shown here.
  • a sealing ring 14 is arranged, which is shown purely schematically.
  • the hub 1 is further closed on one side by an outwardly streamlined plastic part 15, which on the one hand has the function of stiffening the disk part 7 and on the other hand preventing turbulence of the liquid in front of the center of the water impeller.
  • the plastic part 15 is rotationally symmetrical to the hub axis. It tapers starting from the base of the reinforcing disk 4 and is shaped as a paraboloid of revolution in the example shown here.

Abstract

Das Wasserpumpenlaufrad besteht aus einer Nabe (1) mit einem daran angeformten Scheibenteil (7), wobei zwischen der Nabe und dem Scheibenteil ein kreis- oder paraboloid-förmiger Übergangsbereich (2) vorgesehen ist. Dabei ist im Scheibenteil einschließlich dem Übergangsbereich eine metallische Ver­stärkungsscheibe (4) beidseitig umspritzt eingebettet. Die Ver­stärkungsscheibe besitzt als Bestandteil der Nabe ein Naben­teil, mit dem es auf eine Antriebswelle aufgesteckt werden kann.

Figure imgaf001
The water pump impeller consists of a hub (1) with a disk part (7) molded thereon, a circular or paraboloid-shaped transition region (2) being provided between the hub and the disk part. A metal reinforcing washer (4) is encapsulated on both sides in the pane part including the transition area. As part of the hub, the reinforcement disc has a hub part with which it can be attached to a drive shaft.
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserpumpenlaufrad für eine Kühlwasserpumpe bei einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Metallnabe zum Aufsetzen auf eine Welle, mit einem an einer Stirnseite der Metallnabe koaxial angeformten und von Kunststoff umgebenen metallischen Verstärkungsscheibe, mit Umlenkschaufeln, die im äußeren Umfangsbereich des Wasser­pumpenlaufrades aus Kunststoff angeformt sind, und mit über die Nabe hinaus in Längsrichtung angeformten Kunststoffteilen.The invention relates to a water pump impeller for a cooling water pump in an internal combustion engine with a metal hub for mounting on a shaft, with a metallic reinforcing disk coaxially molded on one end face of the metal hub and surrounded by plastic, with deflection vanes which are molded from plastic in the outer circumferential region of the water pump impeller, and with plastic parts molded in the longitudinal direction beyond the hub.

Wasserpumpenlaufräder sind grundsätzlich bekannt und werden bei Pumpen verwendet, die zum Transport des Kühlwassers zur Motorkühlung in Kraftfahrzeugen dienen. Wegen der besonderen Temperaturbelastungen für diesen Verwendungszweck, bei dem Temperaturen von etwa -40 °C bis + 130 °C auftreten können, sind an die Materialien sowie die konstruktive Ausgestaltung besondere Bedingungen gestellt. Die Verwendung von Grauguß oder Messing für ein Wasserpumpenlaufrad hat den Nachteil, daß diese zur Kavitation neigen, d.h. zu einer Zerstörung der Laufradschaufeln, was zu einem Ausfall der Pumpe führt. Weiterhin ergibt sich der Nachteil, daß die Oberfläche rauh ist, wodurch der Durchfluß-Widerstand erhöht wird.Water pump impellers are generally known and are used in pumps which are used to transport the cooling water for motor cooling in motor vehicles. Because of the special temperature loads for this purpose, at which temperatures of around -40 ° C to + 130 ° C can occur, special conditions are imposed on the materials and the design. The use of gray cast iron or brass for a water pump impeller has the disadvantage that they tend to cavitate, i.e. destruction of the impeller blades, which leads to failure of the pump. There is also the disadvantage that the surface is rough, which increases the flow resistance.

Bekannt sind weiterhin Wasserpumpen, bei welchen das Wasser­pumpenlaufrad vollständig aus Kunststoff hergestellt ist. Für Kraftfahrzeuge ist diese Ausführungsform jedoch wegen der hohen Wärme- und Kältebelastungen nicht geeignet, da sich die Laufräder derart durchbiegen, daß sie an der Gehäusewand anlaufen.Also known are water pumps in which the water pump impeller is made entirely of plastic. However, this embodiment is not suitable for motor vehicles because of the high heat and cold loads, since the impellers bend in such a way that they run against the housing wall.

Ferner ist aus der US-PS 3 251 307 ein Wasserpumpenlaufrad zum Einsatz bei Verbrennungskraftmaschinen bekannt, das eine Metallnabe und eine daran koaxial angeformte, im wesentlichen senkrecht zur Nabenachse ausgerichtete metallische Verstärkungs­scheibe aufweist. Die Verstärkungsscheibe ist zusammen mit der Außenfläche der Nabe in einem Kunststoffkörper eingebettet.Furthermore, a water pump impeller for use in internal combustion engines is known from US Pat. No. 3,251,307, which has a metal hub and a metallic reinforcing disk which is coaxially formed thereon and is oriented essentially perpendicular to the hub axis. The reinforcement disk is embedded in a plastic body together with the outer surface of the hub.

Diejenigen Kunststoffteile, die in Längsrichtung der Nabe über die Nabenränder hinaus ausgeformt sind, enden dabei bündig mit der Nabeninnenfläche. Der Kunststoffkörper ist in radialer Richtung über die Verstärkungsscheibe hinaus ausgebildet und in diesem äußeren Umfangsbereich sind Um­lenkschaufeln im Kunststoffteil ausgeformt.Those plastic parts which are shaped in the longitudinal direction of the hub beyond the hub edges end flush with the inner surface of the hub. The plastic body is formed in the radial direction beyond the reinforcing disk, and deflection blades are formed in the plastic part in this outer peripheral region.

Es besteht daher die Gefahr, daß sich der die Umlenkschaufeln tragende Bereich insbesondere unter Temperaturbelastung durch­biegt. Außerdem ist es unvermeidlich, daß aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten Spannungen entstehen und sich der Kunststoff verformt. Es ist auch nicht aus­zuschließen, daß sich bei hohen Drezhalen die Verstärkungs­scheibe und das Wasserpumpenlaufrad verwindet,was zu einer Herabsetzung des Wirkungsgrades führt.There is therefore a risk that the area carrying the deflecting vanes will sag, in particular under temperature stress. In addition, it is inevitable that due to the different coefficients of expansion, stress will arise and the plastic will deform. It cannot be ruled out that the reinforcement disc and the water pump impeller will twist at high Drezhalen, which leads to a reduction in efficiency.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wasserpumpen­laufrad der eingangs genannten Art anzugeben, welches gegen Verformungen geschützt ist.The invention has for its object to provide a water pump impeller of the type mentioned, which is protected against deformation.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Verstärkungsscheibe im Bereich der Umlenkschaufeln einen kreisringförmigen Scheiben­teil und zwischen der Nabe und dem kreisringförmigen Scheibenteil einen rotationsparaboloid-förmigen Versteifungs­bereich aufweist, der in einem spitzen Winkel zur Nabe verläuft, daß die Umlenkschaufeln auf der konkav ausgebildeten Seite der Verstärkungsscheibe angeordnet sind, und daß der über die Nabe in Richtung der Längsachse hinaus vorstehende Kunststoffteil in einem vorgegebenen Abstand von der Nabeninnenfläche zur Vermeidung von Reibkontakt mit der Welle endet.This object is achieved in that the reinforcing disk has an annular disk part in the area of the deflecting blades and a stiffening area in the form of a paraboloid of revolution between the hub and the annular disk part, which runs at an acute angle to the hub, in that the deflecting blades on the concave side of the reinforcing disk are arranged, and that the projecting beyond the hub in the direction of the longitudinal axis plastic part ends at a predetermined distance from the inner surface of the hub to avoid frictional contact with the shaft.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß das Wasserpumpenlaufrad insgesamt gegen eine Verwindung versteift und gegen eine Durchbiegung geschützt ist. Auf diese Weise wird die Laufbahn des Wasserpumpenlaufrades, und insbesondere der Umlenkschaufeln, äußerst genau eingehalten, so daß eine Justierung im Pumpenge­häuse mit einem relativ kleinen Toleranzbereich möglich ist. Somit kann der Wirkungsgrad der Pumpe gesteigert werden. Die Versteifung des Wasserpumpenlaufrades beruht einerseits auf dem Parabelquerschnitt des inneren Umfangsbereiches der Ver­stärkungsscheibe und andererseits auf der Tatsache, daß die Verstärkungsscheibe bis in den äußeren Umfangsbereich des Laufrades und bis unter die Umlenkschaufeln geführt ist. Da ferner erfindungsgemäß keine Reibung zwischen dem Kunststoff und der Antriebswelle erfolgt, wird ein Erhitzen and Fließen des Kunststoffes verhindert.The invention has the advantage that the water pump impeller is stiffened overall against torsion and protected against deflection. This way the career of the water pump impeller, and in particular the deflecting vanes, are observed extremely precisely, so that an adjustment in the pump housing is possible with a relatively small tolerance range. The efficiency of the pump can thus be increased. The stiffening of the water pump impeller is based, on the one hand, on the parabolic cross-section of the inner circumferential area of the reinforcing disk and, on the other hand, on the fact that the reinforcing disk is guided into the outer circumferential area of the impeller and below the deflection blades. Furthermore, since there is no friction between the plastic and the drive shaft according to the invention, heating and flowing of the plastic is prevented.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Umlenkschaufeln auf der konkav ausgebildeten Seite der Verstärkungsscheibe kann darüber hinaus eine äußerst flache Bauform des Wasser­pumpenlaufrades erreicht werden.The inventive arrangement of the deflecting vanes on the concave side of the reinforcing disk can also achieve an extremely flat design of the water pump impeller.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß über der Nabe ein Nabenring aufgepreßt ist. Diese Maßnahme bewirkt eine Verstärkung der Nabe und führt dazu, daß eine eventuell nach langem Betrieb auftretende Materialermüdung oder Materialschwächung vom Nabenring ausgeglichen wird.A preferred development of the invention consists in that a hub ring is pressed onto the hub. This measure reinforces the hub and has the result that any material fatigue or material weakening that may occur after a long period of operation is compensated for by the hub ring.

Es kann besonders vorteilhaft sein, daß der Nabenring voll­ständig in Kunststoff eingebettet ist. Somit wird der Naben­ring in seiner Lage auf der Nabe fixiert und ein Lösen ver­hindert.It can be particularly advantageous that the hub ring is completely embedded in plastic. The hub ring is thus fixed in its position on the hub and loosening is prevented.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß zwischen der Nabe und dem Versteifungsbereich ra­dial angeordnete Kunststoff-Rippen ausgeformt sind.Another advantageous development of the invention is that radially arranged plastic ribs are formed between the hub and the stiffening area.

Ferner wird das Wasserpumpenlaufrad bevorzugt dadurch versteift, daß vor einer Nabenöffnung ein zur Nabenachse rotationssymme­ trisches, sich verjüngendes Kunststoffteil ausgeformt ist. Des weiteren ist die Nabe an ihrem freien Ende bevorzugt trompetenförmig ausgeweitet.Furthermore, the water pump impeller is preferably stiffened in that a rotationally symmetrical to the hub axis in front of a hub opening trical, tapered plastic part is formed. Furthermore, the hub is preferably widened in a trumpet shape at its free end.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in Figuren darge­stellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments illustrated in the figures.

Es zeigen

  • Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungs­form eines Wasserpumpenlaufrades,
  • Fig. 2 eine Aufsicht des Wasserpumpenlaufrades gemäß Fig. 1,
  • Fig. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungs­form eines Wasserpumpenlaufrades und
  • Fig. 4 Einzelheiten einer weiteren Ausführungsform eines Wasserpumpenlaufrades im Querschnitt.
Show it
  • 1 shows a cross section through a first embodiment of a water pump impeller,
  • 2 is a plan view of the water pump impeller according to FIG. 1,
  • Fig. 3 shows a cross section through a further embodiment of a water pump impeller and
  • Fig. 4 details of another embodiment of a water pump impeller in cross section.

Eine in den Figuren 1 und 2 dargestellte erste Ausführungsform eines Wasserpumpenlaufrades besteht aus einer Nabe 1, mit der das Wasserpumpenlaufrad auf eine Antriebswelle (nicht dargestellt) aufgesteckt wird. An die Nabe 1 schließt dann über einen ro­tationsparaboloid-förmigen Versteifungsbereich 2 ein senkrecht zur Nabenachse stehendes, koaxial angeordnetes, kreisring­förmiges Scheibenteil 7 an, an welchem Umlenkschaufeln 3 ange­formt sind. Der Versteifungsbereich 2 verläuft anfänglich unter einem spitzen Winkel zur Nabe 1. Der Versteifungsbereich 2 und der Scheibenteil 7 bilden zusammen eine Verstärkungsscheibe 4, die beidseitig mit Kunststoff umspritzt ist, während der Kunst­stoff auf der Nabe lediglich einseitig auf der Außenfläche 5 aufgetragen ist, so daß das Wasserpumpenlaufrad mit seiner metallischen Innenfläche der Nabe 1 auf die Antriebswelle auf­ gesteckt werden kann. Zur besseren Verankerung des Kunststoffes mit der Verstärkungsscheibe 4 sind über die Oberfläche der Verstärkungsscheibe 4 verteilt Bohrungen 6 angebracht. Diese Bohrungen 6 können etwa 40 bis 70 % der Fläche bedecken. Wei­terhin erstreckt sich die Nabe 1 der Verstärkungsscheibe 4 über wenigstens 40 % der Nabenlänge. Der Scheibenteil 7 ist im etwa 2 bis 4 mm kleiner als der Durchmesser D entsprechend dem äußeren Umfang 8 des Wasserpumpenlaufrades. Die den Umlenk­schaufeln 3 abgewandte Seite des Laufrades fluchtet in dem hier veranschaulichten Beispiel mit der freien Stirnseite der Nabe 1. Die Verstärkungsscheibe 4 ist praktisch bis zum äußeren Rand des Wasserpumpenlaufrades geführt, d.h. sie unterstützt vollständig die Umlenkschaufeln 3, die auf der konkav ausge­bildeten Seite der Verstärkungsscheibe in Kunststoff ausgeformt sind.A first embodiment of a water pump impeller shown in FIGS. 1 and 2 consists of a hub 1 with which the water pump impeller is plugged onto a drive shaft (not shown). The hub 1 is then connected via a stiffening region 2 in the form of a paraboloid of revolution, and a coaxial annular disk part 7, which is perpendicular to the hub axis and on which deflection blades 3 are formed. The stiffening area 2 initially runs at an acute angle to the hub 1. The stiffening area 2 and the disk part 7 together form a reinforcing disk 4, which is overmolded with plastic on both sides, while the plastic is applied to the hub only on one side on the outer surface 5, so that the water pump impeller with its metallic inner surface of the hub 1 on the drive shaft can be inserted. For better anchoring of the plastic with the reinforcement disk 4, holes 6 are provided distributed over the surface of the reinforcement disk 4. These holes 6 can cover about 40 to 70% of the area. Furthermore, the hub 1 of the reinforcing disk 4 extends over at least 40% of the hub length. The disk part 7 is approximately 2 to 4 mm smaller than the diameter D corresponding to the outer circumference 8 of the water pump impeller. The side of the impeller facing away from the deflection blades 3 is aligned in the example illustrated here with the free end face of the hub 1. The reinforcing disk 4 is practically guided to the outer edge of the water pump impeller, ie it completely supports the deflection blades 3, which are on the concave side of the Reinforcement washer are molded in plastic.

Für die Ausbildung der Nabe 1, die in dem hier gezeigten Bei­spiel zusammen mit der Verstärkungsscheibe 4 einstückig aus­gebildet ist,sind mehrere Ausführungsformen möglich. Beispielsweise können die Nabe 1 und die Verstärkungsscheibe 4 einstückig aus einem tiefgezogenen Stahlblech ausgebildet sein.Several embodiments are possible for forming the hub 1, which in the example shown here is formed in one piece with the reinforcing disk 4. For example, the hub 1 and the reinforcing disk 4 can be formed in one piece from a deep-drawn sheet steel.

Abweichend von dem gezeigten Beispiel besteht die Möglichkeit, die Nabe 1 und den Scheibenteil 7 aus zwei miteinander zu ver­bindenden Teilen vorzusehen. Die Nabe 1 kann dabei aus einem dicken Werkstoff, beispielsweise aus einem Stahlrohrzylinder von 4 mm Stärke, und der Scheibenteil 7 aus dünnem Werkstoff von beispielsweise 0,75 mm bestehen. Man kann auch vorsehen, daß der Werkstoff der Nabe 1 und des Scheibenteils 7 verschie­dene Festigkeitseigenschaften aufweisen. Die Nabe 1 sowie der Scheibenteil 7 können durch Schweißen, Schrumpfen oder Pressen miteinander verbunden sein. Es besteht auch die Möglichkeit, die Nabe 1 derart auszubilden, daß sie sich über die gesamte Länge des Wasserpumpenlaufrades erstreckt.Deviating from the example shown, there is the possibility of providing the hub 1 and the disk part 7 from two parts to be connected to one another. The hub 1 can consist of a thick material, for example a steel tube cylinder of 4 mm thickness, and the disk part 7 can be made of a thin material of, for example, 0.75 mm. It can also be provided that the material of the hub 1 and the disk part 7 have different strength properties. The hub 1 and the disk part 7 can be connected to one another by welding, shrinking or pressing. There is also the possibility of designing the hub 1 in such a way that it extends over the entire length of the water pump impeller.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist zusätz­lich über den zylindrischen Nabenteil eine metallische Ver­stärkungshülse 9 aufgepreßt, die die Nabe gegen Kaltfluß unter­stützt. In Fig. 3 ist die Verstärkungshülse 9 vollständig in Kunststoff eingebettet. Die Verstärkungshülse 9 kann auch als Nabenring bezeichnet werden.In the embodiment shown in Fig. 3, a metallic reinforcing sleeve 9 is additionally pressed over the cylindrical hub part, which supports the hub against cold flow. In Fig. 3, the reinforcement sleeve 9 is completely embedded in plastic. The reinforcing sleeve 9 can also be referred to as a hub ring.

Aus den rein schematischen Darstellungen der Figuren 1 und 3 ist ersichtlich, daß der Kunststoffteil des Wasserpumpenlauf­rades an einer Stirnseite der Nabe 1 mit der Nabe fluchtet und daß am anderen Ende, an welchem der Kunststoff in Richtung der Nabenachse über die metallische Nabe 1 hinaus ausgeformt ist. In diesem Bereich endet der Kunststoff in einem vorgege­benen Abstand A von der Nabeninnenfläche, um zu verhindern, daß der Kunststoff in Reibkontakt mit der Antriebswelle gelangen kann. Zum Einbetten der Verstärkungsscheibe 4 und der Nabe 1 ist ein abriebfester, beständiger Kunststoff vorgesehen, welcher zumindest auf der Verstärkungsscheibe 4 beidseitig eine Wand­stärke von jeweils 1 bis 2 mm hat. In dem Zwischenraum zwischen dem Versteifungsbereich 2 und der Nabe 1 sind in dem hier ge­zeigten Beispiel radial verlaufende Versteifungsringe 11 aus Kunststoff ausgeformt.From the purely schematic representations of Figures 1 and 3 it can be seen that the plastic part of the water pump impeller is aligned with the hub at one end of the hub 1 and that at the other end, at which the plastic is formed in the direction of the hub axis beyond the metallic hub 1 . In this area, the plastic ends at a predetermined distance A from the inner surface of the hub to prevent the plastic from coming into frictional contact with the drive shaft. To embed the reinforcing disk 4 and the hub 1, an abrasion-resistant, durable plastic is provided, which has a wall thickness of 1 to 2 mm on both sides at least on the reinforcing disk 4. In the example shown here, radially extending stiffening rings 11 are formed from plastic in the space between the stiffening area 2 and the hub 1.

In Fig. 4 ist veranschaulicht, daß das freie Ende 12 der Nabe 1 trompetenförmig ausgeweitet ist. Diese Ausweitung wirkt beim Aufsetzen der Nabe auf die Antriebswelle als Trichter, so daß das Aufsetzen der Nabe 1 auf die Antriebswelle erleichtert und vereinfacht wird. In der Figur ist deutlich zu erkennen, daß das freie Ende 12 der Nabe 1 in einem um den Abstand A' von der Innenfläche der Nabe 1 zurückgessetzten Kunststoffteil 13 endet. Das Kunststoffteil 13 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgebildet. Auf seiner freien Stirnseite ist ein Dichtungsring 14 angeordnet, der rein schematisch dargestellt ist.In Fig. 4 it is illustrated that the free end 12 of the hub 1 is expanded in a trumpet shape. This expansion acts as a funnel when the hub is placed on the drive shaft, so that the placement of the hub 1 on the drive shaft is facilitated and simplified. It can be clearly seen in the figure that the free end 12 of the hub 1 ends in a plastic part 13 set back by the distance A 'from the inner surface of the hub 1. The plastic part 13 is cylindrical in the embodiment shown here. On its free end face a sealing ring 14 is arranged, which is shown purely schematically.

In dem Beispiel der Fig. 4 ist die Nabe 1 ferner an einer Seite durch ein nach außen stromlinienförmig ausgebildetes Kunststoffteil 15 geschlossen, welches einerseits die Funktion hat, den Scheibenteil 7 zu versteifen und andererseits Ver­wirbelungen der Flüssigkeit vor dem Zentrum des Wasserlauf­rades zu verhindern. Das Kunststoffteil 15 ist zur Nabenachse rotationssymmetrisch ausgebildet. Es verjüngt sich ausgehend vom Ansatz der Verstärkungsscheibe 4 und ist in dem hier ge­zeigten Beispiel als Rotationsparaboloid ausgeformt.In the example of FIG. 4, the hub 1 is further closed on one side by an outwardly streamlined plastic part 15, which on the one hand has the function of stiffening the disk part 7 and on the other hand preventing turbulence of the liquid in front of the center of the water impeller. The plastic part 15 is rotationally symmetrical to the hub axis. It tapers starting from the base of the reinforcing disk 4 and is shaped as a paraboloid of revolution in the example shown here.

Claims (6)

1. Wasserpumpenlaufrad für eine Kühlwasserpumpe bei einer Verbrennungskraftmaschine mit einer metallischen Nabe (1) zum Aufsetzen auf eine Welle, mit einem an einer Stirnseite der Nabe (1) koaxial angeformten und von Kunststoff umge­benen metallischen Verstärkungsscheibe (4), mit Umlenk­schaufeln (3),die im äußeren Umfangsbereich des Wasser­pumpenlaufrades aus Kunststoff angeformt sind, und mit über die Nabe (1) hinaus in Längsrichtung angeformten Kunststoffteilen (13),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstärkungsscheibe (4) im Bereich der Umlenk­schaufeln (3) einen kreisringförmigen Scheibenteil (7) und zwischen der Nabe (1) und dem kreisringförmigen Schei­benteil (7) einen rotationsparaboloid-förmigen Versteifungs­bereich (2) aufweist, der in einem spitzen Winkel zur Nabe (1) verläuft, daß die Umlenkschaufeln (3) auf der konkav ausge­bildeten Seite der Verstärkungsscheibe (4) angeordnet sind, und daß der über die Nabe (1) in Richtung der Längsachse hinaus vorstehende Kunststoffteil (13) zur Vermeidung von Reibkontakt mit der Welle in einem vorgegebenen Abstand (A, A')von der Nabeninnenfläche endet.1. Water pump impeller for a cooling water pump in an internal combustion engine with a metallic hub (1) for mounting on a shaft, with a metallic reinforcement disk (4) coaxially formed on one end face of the hub (1) and surrounded by plastic, with deflection vanes (3), which are molded from plastic in the outer peripheral region of the water pump impeller, and with plastic parts (13) molded in the longitudinal direction beyond the hub (1),
characterized by
that the reinforcing disc (4) in the region of the deflecting blades (3) has an annular disc part (7) and between the hub (1) and the annular disc part (7) has a rotationally paraboloid-shaped stiffening region (2) which is at an acute angle to the hub (1) runs that the deflecting blades (3) are arranged on the concave side of the reinforcing disk (4), and that the plastic part (13) projecting beyond the hub (1) in the direction of the longitudinal axis to avoid frictional contact with the shaft ends at a predetermined distance (A, A ') from the inner surface of the hub. 2. Wasserpumpenlaufrad nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß über der Nabe (1) ein Nabenring (Verstärkungshülse 9) aufgepreßt ist.2. Water pump impeller according to claim 1,
characterized by
that a hub ring (reinforcing sleeve 9) is pressed over the hub (1). 3. Wasserpumpenlaufrad nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Nabenring vollständig in Kunststoff eingebettet ist.3. Water pump impeller according to claim 2,
characterized by
that the hub ring is completely embedded in plastic. 4. Wasserpumpenlaufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Nabe (1) und dem Versteifungsbereich (2) radial angeordnete Kunststoffrippen (11) ausgeformt sind.4. Water pump impeller according to one of the preceding claims,
characterized by
that radially arranged plastic ribs (11) are formed between the hub (1) and the stiffening area (2). 5. Wasserpumpenlaufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß vor einer Nabenöffnung ein zur Nabenachse rotations­symmetrisches, sich verjüngendes Kunststoffteil (15) aus­geformt ist.5. Water pump impeller according to one of the preceding claims,
characterized by
that a tapered plastic part (15) is formed in front of a hub opening that is rotationally symmetrical to the hub axis. 6. Wasserpumpenlaufrad nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das freie Ende (12) der Nabe (1) trompetenförmig ausge­weitet ist.6. Water pump impeller according to one of the preceding claims,
characterized by
that the free end (12) of the hub (1) is expanded in a trumpet shape.
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