EP2295809A2 - Fluid pump device with seal device - Google Patents

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Publication number
EP2295809A2
EP2295809A2 EP10168287A EP10168287A EP2295809A2 EP 2295809 A2 EP2295809 A2 EP 2295809A2 EP 10168287 A EP10168287 A EP 10168287A EP 10168287 A EP10168287 A EP 10168287A EP 2295809 A2 EP2295809 A2 EP 2295809A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
impeller
housing
pump device
fluid pump
sealing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10168287A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernd Hein
Jerome Thiery
Christoph Heier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2295809A2 publication Critical patent/EP2295809A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps
    • F04D13/0613—Special connection between the rotor compartments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps
    • F04D13/0633—Details of the bearings
    • 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
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/042—Axially shiftable rotors
    • 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
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/086—Sealings especially adapted for liquid pumps

Definitions

  • the invention relates to a fluid pump device with a sealing device for a motor vehicle, in particular a water pump device or auxiliary water pump device.
  • a residual heat pump for an internal combustion engine has a centrifugal pump and a DC motor.
  • the centrifugal pump is arranged in a pump housing and connected via a shaft with a rotor.
  • the rotor is arranged in a containment shell, which is connected to the pump housing. In the gap between the rotor and the containment shell, however, easily dirt particles can accumulate, which are carried in the sucked by the pump water.
  • an automotive fluid pump apparatus having an impeller disposed in a housing of the fluid pump apparatus, wherein a seal means is provided between the impeller and the housing, and wherein means is provided for closing a seal gap of the seal means by magnetic force when the impeller is at a standstill.
  • the fluid pump device has the advantage that the impeller can seal a region of the housing via the sealing device, so that no dirt particles can penetrate into this region, when the impeller is at a standstill, since at a standstill, the sealing gap of the sealing device is closed.
  • an area of the housing which can be sealed via the sealing device is, for example, the pot which separates the motor housing part and the pump housing part of the housing from one another and wherein, for example, the rotor is arranged in the pot and can also be designed as the running wheel ,
  • the sealing device has at least one, two or more sealing elements, wherein the sealing elements can be formed in the form of protrusions, for example.
  • the sealing elements or projections are provided on the impeller and / or on the opposite housing section. In this case, at least one, several or all sealing elements or projections have a sealing surface which sealingly abut against the opposite housing or corresponding opposite impeller when the sealing gap is closed.
  • the sealing elements or projections may be arranged alternately on the impeller and the housing, so that when the impeller is actuated and the sealing gap is opened, the sealing elements or projections additionally form a labyrinth seal.
  • a sectional view through an example of a fluid pump device 10 is shown, more specifically a water pump device that can be provided with a sealing device 40 according to the invention.
  • the water pump device 10 has a rotor 14, which is designed as an impeller.
  • the rotor 14 is formed in the present embodiment, for example, as a plastic ferrite rotor.
  • the rotor 14 on the one hand forms the magnetic part of an electric motor.
  • the rotor 14 on the hydraulic side is simultaneously formed as an impeller or impeller.
  • the rotor can also be designed, for example, as a magnetic part of a magnetic coupling device (not shown).
  • the invention is not limited to such rotors and wheels.
  • a rotor or impeller which is or is designed as a hard ferrite ring with molded plastic body, etc ..
  • the rotor 14 is mounted on an impeller bushing 16 supported on a shaft 18.
  • the shaft 18 is received with one end 20 in a receptacle 22 of a pump housing 24 and the other end 26 in a receptacle 28 of a pot 30 of a motor housing 34.
  • a stator 35 is provided for driving the rotor 14 and Impeller.
  • the stator device 35 is arranged in a motor housing part 34, which is separated from the pot 30, so that no water can penetrate into this area.
  • This motor housing part 32, and the pot 30 are in this case with the pump housing 24, for example by means Screwed 36 screws.
  • the motor housing part 32 in the in Fig. 1 Example shown in addition to a plug device 38.
  • the motor housing pot 30 and the pump housing 24 are sealed against each other via a sealing device 40 according to the invention.
  • a device to be supplied with water is, for example, a heating device and / or a cooling device, for example as part of an air conditioning system of a vehicle, etc.
  • the water pump device 10 in this case has a sealing device 12, said sealing device 12 can be replaced by a sealing device 40 according to the invention, which in the following with reference to embodiments in the Figures 2-5 will be described in more detail.
  • the sealing device 40 according to the invention is provided between the rotor 14 and impeller and the motor housing pot 30, wherein the sealing device 40 according to the invention can be carried out, for example optionally additionally as a labyrinth seal device.
  • the sealing device 40 according to the invention serves to protect the in the present case, for example, magnetic rotor or impeller 14 of the water pump device 10 against contamination, such as molding sand, from the hydraulic part of the circuit.
  • magnétique dirt particles such as chips or molding sand with magnetic components that arise, for example, in the production of engine blocks in the casting process.
  • the dirt particles can settle in the relatively narrow gap 46 on the outside of the rotor 14 or impeller and ultimately lead to blocking of the rotor 14 or impeller.
  • the sealing device 40 is in the following Fig. 2 . 3 . 4 and 5 in a respective enlarged detail of the fluid pump device 10, here for example water pump device shown and will be explained in more detail with reference to these figures.
  • FIG. 2 Fig. 3 is a sectional view through part of a water pumping device 10 with the sealing device 40 according to one embodiment of the invention.
  • the rotor 14 and the impeller of the water pump device 10 is initially at a standstill.
  • water pump device 10 may, for example, as the water pump device 10 in Fig. 1 be formed, or have any other structure, for example, a separate rotor and a separate impeller, an electric motor and / or a magnetic coupling, etc.
  • the water pump device 10 a pump housing 24, in which a rotor 14 is provided.
  • the rotor 14 is in the present embodiment, for example, additionally designed as an impeller and arranged in a pot 30 of a motor housing 32.
  • the pot 30 is connected on its underside to the pump housing 24 and separates a motor housing part 32 with the stator of the pump housing part 24.
  • the stator is arranged, as exemplified in Fig.
  • the rotor 14 or the impeller is arranged on an impeller bush 16, for example a coal bush.
  • the impeller bushing 16 may in this case be injected, for example, in the rotor 14 or be attached to the rotor 14 in some other way.
  • a continuous shaft 18 is provided, which is guided on the impeller bush 16.
  • the shaft 18 is accommodated with its one end 26 in the pot 30.
  • the shaft 18 is injected, for example with one end 26 in the pot 30 and forms a bearing pin 48.
  • the other end 20 of the shaft 18 is in turn received in a corresponding receptacle 22 in the pump housing 24.
  • the impeller 14, which simultaneously forms the rotor 14 in the present embodiment, is axially movable.
  • the axial mobility of the impeller 14 and rotor 14 on the bearing pin 48 is determined for example by the tolerance position between contact surfaces of the impeller sleeve 16 and the contact surface of the pot 30 in the injection of the shaft or the contact surface of the receptacle 22 in the pump housing 24, so that the impeller 14 and the rotor 14 can move sufficiently in the axial direction in the direction of the pump housing and motor housing.
  • a clearance fit or a transition fit between the impeller sleeve 16 and the shaft 18 is provided, since in the example in Fig. 2 , the impeller bushing 16 is fixedly connected to the impeller or rotor 14 and therefore moves the impeller bushing with the rotor on the shaft axially.
  • the bushing 16 is preferably made of a material with corresponding sliding properties, wherein the impeller bushing 16 is formed for example as a carbon bushing.
  • the invention is not limited to this particular embodiment.
  • the radial bearing clearance is greater than zero and moves in a range of for example a few hundredths of a millimeter, so that on the one hand the impeller 14 with the bearing bush 16 can rotate on the bearing pin 48 and on the other hand essentially no or hardly any dirt particles from the water through the gap 50 between the impeller sleeve 16 and the bearing pin 48 can flow.
  • a start-up element 52 can be additionally provided on the shaft 18 between the impeller bush 16 and the receptacle 22 for the shaft 18 in the pump housing 24.
  • the starting element 52 is, for example, a thrust washer which is pushed onto the shaft 18 and has, for example, one or more brackets 54 for fixing to the pump housing 24. Instead of brackets 54 or in addition to these any other fastening device can be provided which is suitable Fixing element 52 to fix.
  • the run-up element 52 prevents the impeller bush 16 from coming into direct contact with the receptacle 22 for the shaft 18, which could otherwise lead to wear.
  • the starting element 16, as here the thrust washer for example, consists of metal, eg steel or stainless steel.
  • the pump housing 24 with its bearing or receptacle 22 for the shaft 18 optionally additionally have an upstream flow cap 56.
  • This upstream flow cap 56 serves to protect the bearing against contamination in the inflowing medium.
  • the flow cap 56 as an axial stop for the rotor 14 and the Impeller be formed when the rotor 14 and impeller moves in operation in the direction of the pump housing 24.
  • the starting element 52 can be provided on the flow cap 56 of the pump housing 24, to improve the sliding properties and to prevent wear by rubbing of the rotor 14 or impeller directly to the pump housing 24 and its flow cap 56th
  • the flow cap 56 may be provided in one piece or as a separate part on the pump housing 24.
  • an inlet section for example in the form of an intake 42
  • water is sucked during operation of the water pump device and the rotor 14 and the impeller to an outlet section, for example, the pump housing 24, in the present example in Fig. 2 a discharge nozzle 44, further pumped.
  • At least one further device which is supplied with the water of the water pump device, for example a cooling device, such as a heat exchanger cooling device, and / or a heating device, etc., can be connected to the outlet section or pressure connection 44.
  • a cooling device such as a heat exchanger cooling device, and / or a heating device, etc.
  • any other device can be connected to the water pump device or fluid pump device, which is to be supplied with water or another fluid.
  • the water which is sucked in via the Wasserpumenvorraum 10 and forwarded to one or more other devices to be supplied with water in the vehicle, for example, taken from the cooling water circuit of a connected internal combustion engine or taken from another device in which water can be provided for the water pump device.
  • Such internal combustion engines or their engine blocks are normally produced as a cast part.
  • molding sand is present, which can be sucked with the water through the water pump device 10 with.
  • a sealing device 40 is provided between the impeller 14, or in this case the rotor 14, which is additionally designed as an impeller, and the motor housing 30 or the motor housing pot 32.
  • This sealing device 40 is designed such that it seals or closes the connection between the rotor 14 or impeller and the pot 30 at standstill of the rotor 14 or impeller, so that no dirt or molding sand can get into this region of the gap 46 ,
  • a gap 46 between the rotor 14 and impeller and the pot 30 is formed, which is susceptible to contamination.
  • the sealing means 40 according to the invention between the rotor 14 and the impeller and the motor housing pot 30 is provided.
  • the sealing device 40 In the case of the sealing device 40 according to the invention, the fact is made use of that effect on the impeller or in this case the rotor of the water pump device 10 additionally formed as impeller 14, axial forces in the opposite direction during standstill and during operation. At standstill, the rotor 14 or the impeller is pulled by magnetic or permanent magnetic forces in the direction of the stator (not shown), which is externally provided on the motor housing pot 32 to drive the rotor 14 and the impeller. Specifically, parts of the stator means are magnetized even when the stator means is turned off or the rotor 14 is not operated.
  • the rotor or the impeller is therefore tightened at a standstill of the magnetized part or the magnetized parts of the stator, so that a corresponding magnetic force or axial force 68, the rotor 14 and the impeller at a standstill in the direction of the motor housing 30 pulls.
  • Such magnetized parts of the stator device are, for example, stator laminations made of electrical steel or a sheet metal ring (not shown) of the stator device. But it can also be any other metal part, which is magnetizable for example by the stator or for example also designed permanent magnetic and generates a magnetic force or axial force 68 on the rotor 14 and the impeller in the direction of the motor side.
  • the sealing device 40 is formed between the rotor 14 and impeller and the motor housing 32, wherein the sealing means 40 has at least one projection 60 on the motor housing 32 and motor housing pot 30 and / or the opposite pump housing 24.
  • This projection 60 forms a sealing surface 62nd or contact surface which comes into sealing contact with the pot 30 or the pump housing 24 on the opposite side when the rotor 14 or the impeller of the water pump device 10 is at a standstill.
  • the sealing device 40 is formed with a plurality of projections 60 as a labyrinth seal, wherein on the pump housing 24 and the motor housing 32 and motor housing pot 30 at least one, two or more projections 60 can be provided, which are arranged alternately to each other. More specifically, the pump housing 24 in Fig. 2 a projection 60 and the pot 30 has three projections 60, wherein the projection 60 of the pump housing 24, for example between the two inner projections 60 of the motor housing pot 30 is arranged.
  • the projection 60 of the rotor 14 or impeller forms a sealing surface 62 or contact surface which comes into sealing contact with the opposite pot 30 when the rotor 14 or the impeller of the water pump device 10 is at a standstill.
  • one or more projections 60 of the pot 30 can also form a sealing surface 62 or contact surface, which also come into sealing contact with the pump housing 24 when the rotor 14 and the water pump device 10 is at a standstill, but this is not absolutely necessary.
  • the outer projection 60 of the pot 30 optionally has, for example, an additional, second lateral sealing surface 64, which bears in a sealed manner on the opposite inner side of the pump housing 24 when the rotor 14 or the water pump device 10 is in operation.
  • this projection 60 can also be designed only so that it can be used for positioning pot 30 and thus also the motor housing 32 in the axial direction.
  • at least one or more sealing devices vorg Eye be, for example, in the form of sealing rings, which seal the pump housing 24 and the pot 30 to the outside against each other.
  • the above-described projections 60 on the pump housing 24 and the pot 30 can in each case be designed to be completely circumferential or partially circumferential, depending on the function and intended use.
  • the pump housing 24 and the pot 30 with at least one projection 60 for example, the projection 60 of the pump housing 24 sealingly abut each other or are in sealing contact, no dirt particles from the water get into the gap 46 between the rotor 14 and impeller and the pot 30 and attach there, for example.
  • the gap 66 may preferably have a size in a range between 0.1 mm to 0.5 mm when the impeller 14 or the water pump device 10 is in operation, as with reference to the following Fig. 4 and 5 is explained in more detail.
  • the gap 66 can also be selected smaller than 0.1 mm or larger than 0.5 mm, depending on the function and intended use. Even if a greater degree is selected for the gap 66 between the projection 60 of the pump housing 24 and the motor housing pot 30, in an example electrically operated auxiliary water pump as a water pump device 10 and an overflow of the additional water pump, for example, by a main water pump, the transport of dirt particles in the Gap 46 between the rotor 14 and the pot 30 can be effectively prevented at a standstill.
  • Fig. 3 is an enlarged section of the area of the pump housing 24 and the pot 30 with the sealing device 40 according to Fig. 2 shown.
  • the projection 60 of the impeller 14 and the rotor which is additionally formed as an impeller, at its end the sealing surface 62 or contact surface, as in Fig. 2 is shown at a standstill of the water pump device 10 to be pressed sealingly against the pot 30 and to close the sealing gap 66.
  • the projection 60 may be provided on the pot 30 at its end with a sealing surface 62 or contact surface, which is also pressed sealingly against the Pumengephinuse 24 when the rotor 14 and the impeller at a standstill moves to the motor side becomes.
  • the two projections 60 again form during operation of the rotor 14 or impeller of the water pump device 10, as in the following Fig. 4 and 5 is shown, a labyrinth seal in which the sealing gap 66 is opened again.
  • Fig. 4 is now a sectional view through a part of the water pump device 10 according to Fig. 2 shown with the sealing device 40, wherein the water pump device 10 is in this case in operation.
  • the rotor 14 which in the present example is additionally designed as an impeller, experiences reaction forces and hydraulic forces in the opposite direction, ie pump side. More specifically, in operation, ie, when the impeller or the rotor 14 is rotated by the stator, by the suction of water through the intake manifold 42, there in the region of the intake manifold, a lower pressure or a negative pressure generated relative to the suction nozzle 44th where the water is pumped on after aspiration.
  • the hydraulic force or axial force 68 in Fig. 4 engages the rotor 14 or impeller and pulls the rotor or the impeller towards the pump side.
  • the projection 60 of the pump housing 24 with its sealing surface 62 is brought out of sealing contact with the motor housing 32 and the sealing gap 66 is opened, preferably in a range between 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the two projections 60 on the pump housing 24 and the motor housing 32 cooperate with the open sealing gap 66 as a labyrinth seal.
  • the sealing effect is based on the extension of the sealing path by the alternating arrangement of the projections 60 on the impeller 14 and the fixed motor housing 32.
  • the movement of the rotor 14 and the impeller sleeve 16 in the axial direction in the direction of the pump housing 24 is thereby by the Flow cap 56 of the pump housing 24 or here the start-up element 52 limited.
  • the sealing surface 62 of the respective projection 60 of the sealing device 40 (rotor side) abuts axially against the bottom of the pot 30 and closes the hydraulic part with respect to the magnetic part of the rotor 14 or closes the sealing gap 66 ,
  • Fig. 5 is an enlarged section of the pump housing 24 and the motor housing 32 according to Fig. 4 shown.
  • the additionally formed as an impeller rotor 14 is pulled by the generated during operation of the water pump device 10 axial force 68 toward the pump side and thereby opens the Sealing gap 66 between the projection 60 with its sealing surface 62 and the motor housing 30, for example, to a dimension preferably between 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the projection 60 on the pump housing 24 forms with the projection or projections 60 of the pot 30 a labyrinth seal during operation of the water pump device 10.
  • the sealing gap 66 is in turn closed when the rotor 14 or the impeller are at a standstill.
  • the invention is not limited to this particular embodiment of a fluid pump device 10 or here water pump device, as shown in the Fig. 1 to 5 but can be applied to any type of fluid pump device in motor vehicles, in which a rotor or impeller for sucking and further pumping of water or other fluid is used.
  • a rotor or impeller for sucking and further pumping of water or other fluid is used.
  • an impeller can be provided independently of the rotor, wherein the rotor is not additionally formed in this case as an impeller (not shown).
  • the sealing device according to the invention, as described above, between the impeller and the housing or eg motor housing of the fluid pump device is provided.
  • the sealing device can also be provided in a fluid pump device, in which the rotor instead of a magnetic part of an electric motor or EC motor, for example, as a magnetic part of a magnetic coupling device is formed (not shown).
  • a magnetic force or axial force for example, also be generated via a stator of the magnetic coupling.
  • the sealing device is provided according to the invention between the impeller and the corresponding housing of the fluid pump device.
  • the fluid pump apparatus may be used to pump a fluid, such as water, for example, when the fluid flow is insufficient to supply cooling and / or heating to a connected facility such as a diesel cooling device, a preheater, or the like Turbocharger cooling device and / or an electronic component cooling device, etc.
  • a fluid such as water
  • a connected facility such as a diesel cooling device, a preheater, or the like Turbocharger cooling device and / or an electronic component cooling device, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

The apparatus (10) has an impeller i.e. rotor (14), arranged in a pump housing (24), a pot (30) and a motor housing part (32). A sealing gap of a sealing device (40) is formed between the impeller and the pump housing, the pot or the motor housing part. A stator mechanism (35) is provided for moving the impeller in a standstill state against the pump housing, the pot and the motor housing part by a magnetic force such that the sealing gap is closed. A starting element is provided at ends of an impeller bushing (16) and made of high-grade steel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidpumpenvorrichtung mit einer Dichtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eine Wasserpumpenvorrichtung oder Zustatzwasserpumpenvorrichtung.The invention relates to a fluid pump device with a sealing device for a motor vehicle, in particular a water pump device or auxiliary water pump device.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 195 45 561 A1 ist eine Restwärmepumpe für eine Brennkraftmaschine bekannt. Diese Restwärmepumpe weist eine Kreiselpumpe und einen Gleichstrommotor auf. Die Kreiselpumpe ist dabei in einem Pumpengehäuse angeordnet und über eine Welle mit einem Läufer verbunden. Der Läufer ist dabei in einem Spalttopf angeordnet, der mit dem Pumpengehäuse verbunden ist. In dem Spalt zwischen dem Läufer und dem Spalttopf können sich dabei jedoch leicht Schmutzpartikel ablagern, welche in dem von der Pumpe angesaugten Wasser mitgeführt werden.From the DE 195 45 561 A1 a residual heat pump for an internal combustion engine is known. This residual heat pump has a centrifugal pump and a DC motor. The centrifugal pump is arranged in a pump housing and connected via a shaft with a rotor. The rotor is arranged in a containment shell, which is connected to the pump housing. In the gap between the rotor and the containment shell, however, easily dirt particles can accumulate, which are carried in the sucked by the pump water.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gemäß der Erfindung wird eine Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung bereitgestellt, welche ein Laufrad aufweist, das in einem Gehäuse der Fluidpumpenvorrichtung angeordnet ist, wobei eine Dichtungseinrichtung zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse vorgesehen ist und wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, die durch Magnetkraft einen Dichtspalt der Dichtungseinrichtung schließt, wenn das Laufrad im Stillstand ist.According to the invention, there is provided an automotive fluid pump apparatus having an impeller disposed in a housing of the fluid pump apparatus, wherein a seal means is provided between the impeller and the housing, and wherein means is provided for closing a seal gap of the seal means by magnetic force when the impeller is at a standstill.

Die erfindungsgemäße Fluidpumpenvorrichtung weist dabei den Vorteil auf, dass das Laufrad einen Bereich des Gehäuses über die Dichtungseinrichtung abdichten kann, so dass keine Schmutzpartikel in diesen Bereich eindringen können, wenn das Laufrad im Stillstand ist, da bei einem Stillstand der Dichtspalt der Dichtungseinrichtung geschlossen ist. Ein solcher Bereich des Gehäuses der hierbei über die Dichtungseinrichtung abgedichtet werden kann, ist dabei beispielsweise der Topf, welcher den Motorgehäuseteil und den Pumpengehäuseteil des Gehäuses voneinander trennt und wobei in dem Topf beispielsweise der Rotor angeordnet ist, der gleichzeitig auch als das Laufrad ausgebildet sein kann.The fluid pump device according to the invention has the advantage that the impeller can seal a region of the housing via the sealing device, so that no dirt particles can penetrate into this region, when the impeller is at a standstill, since at a standstill, the sealing gap of the sealing device is closed. In this case, such an area of the housing which can be sealed via the sealing device is, for example, the pot which separates the motor housing part and the pump housing part of the housing from one another and wherein, for example, the rotor is arranged in the pot and can also be designed as the running wheel ,

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further preferred embodiments of the invention are described in the subclaims.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Dichtungseinrichtung wenigstens ein, zwei oder mehr Dichtelemente auf, wobei die Dichtelemente dabei beispielsweise in Form von Vorsprüngen ausgebildet werden können. Die Dichtelemente oder Vorsprünge werden dabei auf dem Laufrad vorgesehen und/oder auf dem gegenüberliegenden Gehäuseabschnitt. Dabei können wenigstens ein, mehrere oder alle Dichtelemente oder Vorsprünge eine Dichtfläche aufweisen, welche dichtend an dem gegenüberliegenden Gehäuse oder entsprechend gegenüberliegenden Laufrad anliegen, wenn der Dichtspalt geschlossen ist. Des Weiteren können die Dichtelemente oder Vorsprünge abwechselnd auf dem Laufrad und dem Gehäuse angeordnet sein, so dass wenn das Laufrad betätigt wird und der Dichtspalt geöffnet ist, die Dichtelemente bzw. Vorsprünge zusätzlich eine Labyrinthdichtung bilden.In one embodiment of the invention, the sealing device has at least one, two or more sealing elements, wherein the sealing elements can be formed in the form of protrusions, for example. The sealing elements or projections are provided on the impeller and / or on the opposite housing section. In this case, at least one, several or all sealing elements or projections have a sealing surface which sealingly abut against the opposite housing or corresponding opposite impeller when the sealing gap is closed. Furthermore, the sealing elements or projections may be arranged alternately on the impeller and the housing, so that when the impeller is actuated and the sealing gap is opened, the sealing elements or projections additionally form a labyrinth seal.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der schematischen Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Wasserpumpenvorrichtung;
  • Fig. 2 eine Schnittansicht durch einen Teil einer Wasserpumpenvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung, wobei die Wasserpumpenvorrichtung sich im Stillstand befindet;
  • Fig. 3 ein Ausschnitt der Wasserpumpenvorrichtung und der Dichtungseinrichtung gemäß Fig. 2;
  • Fig. 4 eine Schnittansicht durch einen Teil der Wasserpumpenvorrichtung gemäß Fig. 2 mit der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung, wobei die Wasserpumpenvorrichtung sich in Betrieb befindet; und
  • Fig. 5 ein Ausschnitt der Wasserpumpenvorrichtung und der Dichtungseinrichtung gemäß Fig. 4.
Embodiments of the invention are explained below with reference to the schematic figures of the drawing. Show it:
  • Fig. 1 a sectional view through a water pump device;
  • Fig. 2 a sectional view through part of a water pump device with a sealing device according to the invention, wherein the water pump device is at a standstill;
  • Fig. 3 a section of the water pump device and the sealing device according to Fig. 2 ;
  • Fig. 4 a sectional view through a part of the water pump device according to Fig. 2 with the sealing device according to the invention, wherein the water pump device is in operation; and
  • Fig. 5 a section of the water pump device and the sealing device according to Fig. 4 ,

In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In all figures, identical or functionally identical elements and devices have been provided with the same reference numerals, unless stated otherwise.

In Fig. 1 ist zunächst eine Schnittansicht durch ein Beispiel einer Fluidpumpenvorrichtung 10 gezeigt, genauer gesagt einer Wasserpumpenvorrichtung, die mit einer erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung 40 versehen werden kann. Die Wasserpumpenvorrichtung 10 weist dabei einen Rotor 14 auf, welcher als Laufrad ausgebildet ist. Der Rotor 14 ist in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise als Plastoferrit-Läufer ausgebildet. Dabei bildet der Rotor 14 einerseits den magnetischen Teil eines Elektromotors. Andererseits ist der Rotor 14 auf der hydraulischen Seite gleichzeitig als Flügelrad bzw. Laufrad ausbildet. Statt als magnetischer Teil eines Elektromotors bzw. EC- Motors kann der Rotor beispielsweise auch als magnetischer Teil einer Magnetkupplungseinrichtung ausgebildet sein (nicht dargestellt). Die Erfindung ist aber auf solche Rotoren und Laufräder nicht beschränkt. So kann neben dem zuvor beschriebenen Rotor 14 bzw. Laufrad beispielsweise auch ein Rotor bzw. Laufrad verwendet werden, der bzw. das als Hartferrit-Ring mit angespritztem Kunststoffkörper ausgebildet ist usw..In Fig. 1 First, a sectional view through an example of a fluid pump device 10 is shown, more specifically a water pump device that can be provided with a sealing device 40 according to the invention. The water pump device 10 has a rotor 14, which is designed as an impeller. The rotor 14 is formed in the present embodiment, for example, as a plastic ferrite rotor. In this case, the rotor 14 on the one hand forms the magnetic part of an electric motor. On the other hand, the rotor 14 on the hydraulic side is simultaneously formed as an impeller or impeller. Instead of being a magnetic part of an electric motor or EC motor, the rotor can also be designed, for example, as a magnetic part of a magnetic coupling device (not shown). The invention is not limited to such rotors and wheels. Thus, in addition to the rotor 14 or impeller described above, for example, a rotor or impeller are used, which is or is designed as a hard ferrite ring with molded plastic body, etc ..

In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist der Rotor 14 auf einer Laufradbuchse 16 angeordnet, die auf einer Welle 18 gelagert ist. Die Welle 18 ist mit einem Ende 20 in einer Aufnahme 22 eines Pumpengehäuses 24 aufgenommen und mit dem anderen Ende 26 in einer Aufnahme 28 eines Topfes 30 eines Motorgehäuses 34. Außen um den Topf 30 ist eine Statoreinrichtung 35 vorgesehen, zum Antreiben des Rotors 14 bzw. Laufrads. Die Statoreinrichtung 35 ist dabei in einem Motorgehäuseteil 34 angeordnet, der von dem Topf 30 abgetrennt ist, so dass kein Wasser in diesen Bereich eindringen kann. Dieser Motorgehäuseteil 32, sowie der Topf 30 sind hierbei mit dem Pumpengehäuse 24 beispielsweise mittels Schrauben 36 verschraubt. Dabei weist der Motorgehäuseteil 32 in dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel zusätzlich eine Steckereinrichtung 38 auf. Des Weiteren sind der Motorgehäusetopf 30 und das Pumpengehäuse 24 über eine erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung 40 gegeneinander nach außen abgedichtet.In the in Fig. 1 As shown, the rotor 14 is mounted on an impeller bushing 16 supported on a shaft 18. The shaft 18 is received with one end 20 in a receptacle 22 of a pump housing 24 and the other end 26 in a receptacle 28 of a pot 30 of a motor housing 34. Outside the pot 30, a stator 35 is provided for driving the rotor 14 and Impeller. The stator device 35 is arranged in a motor housing part 34, which is separated from the pot 30, so that no water can penetrate into this area. This motor housing part 32, and the pot 30 are in this case with the pump housing 24, for example by means Screwed 36 screws. In this case, the motor housing part 32 in the in Fig. 1 Example shown in addition to a plug device 38. Furthermore, the motor housing pot 30 and the pump housing 24 are sealed against each other via a sealing device 40 according to the invention.

Im Betrieb, wenn der Rotor 14 bzw. das Laufrad über die Statoreinrichtung 35 angetrieben wird, wird Wasser beispielsweise aus einem angeschlossenen Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors oder einer anderen Einrichtung, welche Wasser bereitstellt, über einen Ansaugstutzen 42 in dem Pumpengehäuse 24 angesaugt. Das angesaugte Wasser wird anschließend an eine mit Wasser zu versorgende Einrichtung über einen Druckstutzen 44 des Pumpengehäuses 24 weitergeleitet. Eine solche mit Wasser zu versorgende Einrichtung ist beispielsweise eine Heizeinrichtung und/oder eine Kühlungseinrichtung, beispielsweise als Bestandteil einer Klimaanlage eines Fahrzeugs usw..During operation, when the rotor 14 or the impeller is driven via the stator device 35, water is sucked in, for example, from a connected cooling circuit of an internal combustion engine or another device which provides water via an intake stub 42 in the pump housing 24. The sucked water is then forwarded to a device to be supplied with water via a pressure port 44 of the pump housing 24. Such a device to be supplied with water is, for example, a heating device and / or a cooling device, for example as part of an air conditioning system of a vehicle, etc.

Die Wasserpumpenvorrichtung 10 weist hierbei eine Dichtungseinrichtung 12 auf, wobei diese Dichtungseinrichtung 12 durch eine erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung 40 ersetzt werden kann, welche im nachfolgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren 2-5 näher beschrieben wird. Die Dichtungseinrichtung 40 gemäß der Erfindung wird zwischen dem Rotor 14 bzw. Laufrad und dem Motorgehäusetopf 30 vorgesehen, wobei die erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung 40 dabei beispielsweise wahlweise zusätzlich als Labyrinthdichtungseinrichtung ausgeführt werden kann. Die erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung 40 dient dazu, den im vorliegenden Fall beispielsweise magnetischen Rotor bzw. Laufrad 14 der Wasserpumpenvorrichtung 10 gegen Verschmutzungen, wie beispielsweise Formsand, aus dem hydraulischen Teil des Kreislaufes zu schützen. Besonders kritisch sind hierbei magnetische Schmutzpartikel, wie beispielsweise Späne oder Formsand mit magnetischen Anteilen, die zum Beispiel bei der Herstellung von Motorblöcken im Gussverfahren entstehen. Die Schmutzpartikel können sich im relativ engen Spalt 46 an der Außenseite des Rotors 14 bzw. Laufrads festsetzen und letztlich zum Blockieren des Rotors 14 bzw. Laufrads führen.The water pump device 10 in this case has a sealing device 12, said sealing device 12 can be replaced by a sealing device 40 according to the invention, which in the following with reference to embodiments in the Figures 2-5 will be described in more detail. The sealing device 40 according to the invention is provided between the rotor 14 and impeller and the motor housing pot 30, wherein the sealing device 40 according to the invention can be carried out, for example optionally additionally as a labyrinth seal device. The sealing device 40 according to the invention serves to protect the in the present case, for example, magnetic rotor or impeller 14 of the water pump device 10 against contamination, such as molding sand, from the hydraulic part of the circuit. Particularly critical here are magnetic dirt particles, such as chips or molding sand with magnetic components that arise, for example, in the production of engine blocks in the casting process. The dirt particles can settle in the relatively narrow gap 46 on the outside of the rotor 14 or impeller and ultimately lead to blocking of the rotor 14 or impeller.

Die erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung 40 ist in den nachfolgenden Fig. 2, 3, 4 und 5 in einem jeweils vergrößerten Ausschnitt der Fluidpumpenvorrichtung 10, hier z.B. Wasserpumpenvorrichtung, gezeigt und wird anhand dieser Figuren näher erläutert.The sealing device 40 according to the invention is in the following Fig. 2 . 3 . 4 and 5 in a respective enlarged detail of the fluid pump device 10, here for example water pump device shown and will be explained in more detail with reference to these figures.

In Fig. 2 ist eine Schnittansicht durch einen Teil einer Wasserpumpenvorrichtung 10 mit der Dichtungseinrichtung 40 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Rotor 14 bzw. das Laufrad der Wasserpumpenvorrichtung 10 befindet sich dabei zunächst im Stillstand.In Fig. 2 Fig. 3 is a sectional view through part of a water pumping device 10 with the sealing device 40 according to one embodiment of the invention. The rotor 14 and the impeller of the water pump device 10 is initially at a standstill.

Die in Fig. 2 gezeigte Wasserpumpenvorrichtung 10 kann dabei beispielsweise wie die Wasserpumpenvorrichtung 10 in Fig. 1 ausgebildet sein, oder auch jeden anderen Aufbau aufweisen, beispielsweise einen separaten Rotor und ein separates Laufrad, einen Elektromotor und/oder eine Magnetkupplung usw.. Im vorliegenden Fall weist die Wasserpumpenvorrichtung 10 ein Pumpengehäuse 24 auf, in welchem ein Rotor 14 vorgesehen ist. Der Rotor 14 ist in der vorliegenden Ausführungsform dabei beispielsweise zusätzlich als Laufrad ausgebildet und in einem Topf 30 eines Motorgehäuses 32 angeordnet. Der Topf 30 ist dabei auf seiner Unterseite an das Pumpengehäuse 24 angeschlossen und trennt einen Motorgehäuseteil 32 mit der Statoreinrichtung von dem Pumpengehäuseteil 24. Auf der Außenseite des Topfes 30 ist wiederum die Statoreinrichtung angeordnet, wie sie beispielhaft in Fig. 1 gezeigt ist. Diese ist dabei in einem Bereich des Motorgehäuses 32 angeordnet, der von dem Topf 30 so abgetrennt ist, dass kein angesaugtes Wasser aus dem Pumpengehäuse 24 in diesen Bereich gelangen kann. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist dieser Teil des Motorgehäuses 32 und die Statoreinrichtung in Fig. 2 und den nachfolgenden Fig. 3, 4 und 5 nicht dargestellt.In the Fig. 2 shown water pump device 10 may, for example, as the water pump device 10 in Fig. 1 be formed, or have any other structure, for example, a separate rotor and a separate impeller, an electric motor and / or a magnetic coupling, etc. In the present case, the water pump device 10, a pump housing 24, in which a rotor 14 is provided. The rotor 14 is in the present embodiment, for example, additionally designed as an impeller and arranged in a pot 30 of a motor housing 32. The pot 30 is connected on its underside to the pump housing 24 and separates a motor housing part 32 with the stator of the pump housing part 24. On the outside of the pot 30, in turn, the stator is arranged, as exemplified in Fig. 1 is shown. This is arranged in a region of the motor housing 32, which is separated from the pot 30 so that no sucked water from the pump housing 24 can get into this area. For clarity, this part of the motor housing 32 and the stator in Fig. 2 and the following ones Fig. 3 . 4 and 5 not shown.

Der Rotor 14 bzw. das Laufrad ist auf einer Laufradbuchse 16, beispielsweise einer Kohlebuchse, angeordnet. Die Laufradbuchse 16 kann hierbei beispielsweise in dem Rotor 14 eingespritzt sein oder auf andere Weise an dem Rotor 14 befestigt sein. Des Weiteren ist eine durchgehende Welle 18 vorgesehen, die auf der Laufradbuchse 16 geführt ist. Die Welle 18 ist dabei mit ihrem einen Ende 26 in dem Topf 30 aufgenommen. Hierzu ist die Welle 18 beispielsweise mit einem Ende 26 in dem Topf 30 eingespritzt und bildet einen Lagerbolzen 48. Das andere Ende 20 der Welle 18 ist wiederum in einer entsprechenden Aufnahme 22 im Pumpengehäuse 24 aufgenommen. Das Laufrad 14, welches gleichzeitig in der vorliegenden Ausführungsform den Rotor 14 bildet, ist axial beweglich ausgebildet. Die axiale Beweglichkeit des Laufrads 14 bzw. Rotors 14 auf dem Lagerbolzen 48 wird beispielsweise durch die Toleranzlage zwischen Anlageflächen der Laufradbuchse 16 und der Anlagefläche des Topfes 30 im Bereich der Einspritzung der Welle bzw. der Anlagefläche der Aufnahme 22 im Pumpengehäuse 24 bestimmt, so dass sich das Laufrad 14 bzw. der Rotor 14 ausreichend in axialer Richtung in Richtung Pumpengehäuse und Motorgehäuse bewegen kann. Dabei ist außerdem beispielsweise eine Spielpassung oder eine Übergangspassung zwischen der Laufradbuchse 16 und der Welle 18 vorgesehen, da in dem Beispiel in Fig. 2, die Laufradbuchse 16 fest mit dem Laufrad bzw. Rotor 14 verbunden ist und sich daher die Laufradbuchse mit dem Rotor auf der Welle axial bewegt. Die Lagerbuchse 16 besteht dabei vorzugsweise aus einem Material mit entsprechenden Gleiteigenschaften, wobei die Laufradbuchse 16 beispielsweise als Kohlebuchse ausgebildet ist. Die Erfindung ist aber nicht auf diese spezielle Ausführungsform beschränkt. Das radiale Lagerspiel ist größer Null und bewegt sich in einem Bereich von beispielsweise wenigen Hundertstell Millimetern, so dass sich einerseits das Laufrad 14 mit der Lagerbuchse 16 auf dem Lagerbolzen 48 drehen kann und andererseits im Wesentlichen kein oder kaum Schmutzpartikel aus dem Wasser durch den Spalt 50 zwischen der Laufradbuchse 16 und dem Lagerbolzen 48 fließen kann.The rotor 14 or the impeller is arranged on an impeller bush 16, for example a coal bush. The impeller bushing 16 may in this case be injected, for example, in the rotor 14 or be attached to the rotor 14 in some other way. Furthermore, a continuous shaft 18 is provided, which is guided on the impeller bush 16. The shaft 18 is accommodated with its one end 26 in the pot 30. For this purpose, the shaft 18 is injected, for example with one end 26 in the pot 30 and forms a bearing pin 48. The other end 20 of the shaft 18 is in turn received in a corresponding receptacle 22 in the pump housing 24. The impeller 14, which simultaneously forms the rotor 14 in the present embodiment, is axially movable. The axial mobility of the impeller 14 and rotor 14 on the bearing pin 48 is determined for example by the tolerance position between contact surfaces of the impeller sleeve 16 and the contact surface of the pot 30 in the injection of the shaft or the contact surface of the receptacle 22 in the pump housing 24, so that the impeller 14 and the rotor 14 can move sufficiently in the axial direction in the direction of the pump housing and motor housing. In addition, for example, a clearance fit or a transition fit between the impeller sleeve 16 and the shaft 18 is provided, since in the example in Fig. 2 , the impeller bushing 16 is fixedly connected to the impeller or rotor 14 and therefore moves the impeller bushing with the rotor on the shaft axially. The bushing 16 is preferably made of a material with corresponding sliding properties, wherein the impeller bushing 16 is formed for example as a carbon bushing. The invention is not limited to this particular embodiment. The radial bearing clearance is greater than zero and moves in a range of for example a few hundredths of a millimeter, so that on the one hand the impeller 14 with the bearing bush 16 can rotate on the bearing pin 48 and on the other hand essentially no or hardly any dirt particles from the water through the gap 50 between the impeller sleeve 16 and the bearing pin 48 can flow.

Hierbei kann wahlweise zusätzlich ein Anlaufelement 52 auf der Welle 18 zwischen der Laufradbuchse 16 und der Aufnahme 22 für die Welle 18 in dem Pumpengehäuse 24 vorgesehen werden. Das Anlaufelement 52 ist dabei beispielsweise eine Anlaufscheibe welche auf die Welle 18 aufgeschoben wird und z.B. ein oder mehrere Klammern 54 aufweist zum Fixieren an dem Pumpengehäuse 24. Statt Klammern 54 oder zusätzlich zu diesen kann auch jede andere Befestigungseinrichtung vorgesehen werden, die geeignet ist, das Anlaufelement 52 zu fixieren. Im Betrieb verhindert das Anlaufelement 52 hierbei, dass die Laufradbuchse 16 direkt mit der Aufnahme 22 für die Welle 18 in Kontakt kommt, was sonst u.U. zu einem Verschleiß führen könnte. Das Anlaufelement 16, wie hier die Anlaufscheibe, besteht beispielsweise aus Metall, z.B. Stahl oder Edelstahl. Des Weiteren kann das Pumpengehäuse 24 mit seiner Lagerstelle bzw. Aufnahme 22 für die Welle 18 wahlweise zusätzlich eine vorgelagerte Strömungskappe 56 aufweisen. Diese vorgelagerte Strömungskappe 56 dient dazu, die Lagerstelle gegen Verschmutzung im zuströmenden Medium zu schützen. Gleichzeitig kann die Strömungskappe 56 auch als axialer Anschlag für den Rotor 14 bzw. das Laufrad ausgebildet sein, wenn der Rotor 14 bzw. Laufrad sich im Betrieb in Richtung Pumpengehäuse 24 bewegt. Dabei kann, wie zuvor beschrieben, wahlweise zusätzlich das Anlaufelement 52 auf der Strömungskappe 56 des Pumpengehäuses 24 vorgesehen werden, zur Verbesserung der Gleiteigenschaften und zum Verhindern eines Verschleißes durch Reiben des Rotors 14 bzw. Laufrads direkt an dem Pumpengehäuse 24 bzw. dessen Strömungskappe 56. Die Strömungskappe 56 kann dabei einteilig oder als separates Teil an dem Pumpengehäuse 24 vorgesehen sein.In this case, optionally a start-up element 52 can be additionally provided on the shaft 18 between the impeller bush 16 and the receptacle 22 for the shaft 18 in the pump housing 24. The starting element 52 is, for example, a thrust washer which is pushed onto the shaft 18 and has, for example, one or more brackets 54 for fixing to the pump housing 24. Instead of brackets 54 or in addition to these any other fastening device can be provided which is suitable Fixing element 52 to fix. During operation, the run-up element 52 prevents the impeller bush 16 from coming into direct contact with the receptacle 22 for the shaft 18, which could otherwise lead to wear. The starting element 16, as here the thrust washer, for example, consists of metal, eg steel or stainless steel. Furthermore, the pump housing 24 with its bearing or receptacle 22 for the shaft 18 optionally additionally have an upstream flow cap 56. This upstream flow cap 56 serves to protect the bearing against contamination in the inflowing medium. At the same time, the flow cap 56 as an axial stop for the rotor 14 and the Impeller be formed when the rotor 14 and impeller moves in operation in the direction of the pump housing 24. In this case, as described above, optionally additionally the starting element 52 can be provided on the flow cap 56 of the pump housing 24, to improve the sliding properties and to prevent wear by rubbing of the rotor 14 or impeller directly to the pump housing 24 and its flow cap 56th The flow cap 56 may be provided in one piece or as a separate part on the pump housing 24.

Über einen Einlassabschnitt, beispielsweise in Form eines Ansaugstutzens 42, am Pumpengehäuse 24 wird bei Betrieb der Wasserpumpenvorrichtung 10 Wasser angesaugt und über den Rotor 14 bzw. das Laufrad zu einem Auslassabschnitt z.B. des Pumpengehäuses 24, im vorliegenden Beispiel in Fig. 2 einem Druckstutzen 44, weitergepumpt. Mit dem Auslassabschnitt bzw. Druckstutzen 44 kann wenigstens eine weitere Einrichtung verbunden werden, welche mit dem Wasser der Wasserpumpenvorrichtung versorgt wird, beispielsweise eine Kühlungseinrichtung, wie eine Wärmetauscherkühlungseinrichtung, und/oder eine Heizeinrichtung usw.. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese beiden Beispiele beschränkt. Grundsätzlich kann jede andere Einrichtung mit der Wasserpumpenvorrichtung bzw. Fluidpumpenvorrichtung verbunden werden, welcher mit Wasser oder einem anderen Fluid zu versorgen ist.Through an inlet section, for example in the form of an intake 42, on the pump housing 24 10 water is sucked during operation of the water pump device and the rotor 14 and the impeller to an outlet section, for example, the pump housing 24, in the present example in Fig. 2 a discharge nozzle 44, further pumped. At least one further device, which is supplied with the water of the water pump device, for example a cooling device, such as a heat exchanger cooling device, and / or a heating device, etc., can be connected to the outlet section or pressure connection 44. However, the invention is not restricted to these two examples , In principle, any other device can be connected to the water pump device or fluid pump device, which is to be supplied with water or another fluid.

Das Wasser, welches über die Wasserpumenvorrichtung 10 angesaugt und an eine oder mehrere weitere mit Wasser zu versorgende Einrichtungen im Fahrzeug weitergeleitet wird, wird beispielsweise aus dem Kühlwasserkreislauf eines angeschlossenen Verbrennungsmotors entnommen oder einer anderen Einrichtung entnommen, in welcher Wasser für die Wasserpumpenvorrichtung bereitgestellt werden kann. Solche Verbrennungsmotoren bzw. deren Motorblöcke werden normalerweise als Gussteil hergestellt. Dadurch ist in einem solchen Gussmotor in der Regel immer noch etwas Formsand vorhanden, der mit dem Wasser durch die Wasserpumpeneinrichtung 10 mit angesaugt werden kann. Selbst bei Stillstand der Wasserpumpenvorrichtung 10 kann dabei Schmutz, wie beispielsweise Formsand und andere Schmutzpartikel, in einen Spalt 46 zwischen dem Rotor 14 bzw. Laufrad und dem Motorgehäuse 32 bzw. Topf 30 gelangen.The water, which is sucked in via the Wasserpumenvorrichtung 10 and forwarded to one or more other devices to be supplied with water in the vehicle, for example, taken from the cooling water circuit of a connected internal combustion engine or taken from another device in which water can be provided for the water pump device. Such internal combustion engines or their engine blocks are normally produced as a cast part. As a result, in such a casting engine usually still some molding sand is present, which can be sucked with the water through the water pump device 10 with. Even when the water pump device 10 is stationary, dirt, such as molding sand and other dirt particles, can enter a gap 46 between the rotor 14 or impeller and the motor housing 32 or pot 30.

Um dieses zu verhindern ist zwischen dem Laufrad 14, bzw. hier dem zusätzlich als Laufrad ausgebildeten Rotor 14, und dem Motorgehäuse 30 bzw. dem Motorgehäusetopf 32 eine Dichtungseinrichtung 40 vorgesehen. Diese Dichtungseinrichtung 40 ist dabei derart ausgebildet, so dass sie bei Stillstand des Rotors 14 bzw. Laufrads die Verbindung zwischen dem Rotor 14 bzw. Laufrad und dem Topf 30 abdichtet oder verschließt, so dass keine Schmutzpartikel oder Formsand in diesen Bereich des Spaltes 46 gelangen können.In order to prevent this, a sealing device 40 is provided between the impeller 14, or in this case the rotor 14, which is additionally designed as an impeller, and the motor housing 30 or the motor housing pot 32. This sealing device 40 is designed such that it seals or closes the connection between the rotor 14 or impeller and the pot 30 at standstill of the rotor 14 or impeller, so that no dirt or molding sand can get into this region of the gap 46 ,

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird ein Spalt 46 zwischen dem Rotor 14 bzw. Laufrad und dem Topf 30 gebildet, der verschmutzungsempfindlich ist. Um ein Verschmutzen des Spalts 46 zu verhindern wird daher die Dichtungseinrichtung 40 gemäß der Erfindung zwischen dem Rotor 14 bzw. dem Laufrad und dem Motorgehäusetopf 30 vorgesehen.As in Fig. 2 is shown, a gap 46 between the rotor 14 and impeller and the pot 30 is formed, which is susceptible to contamination. In order to prevent fouling of the gap 46, therefore, the sealing means 40 according to the invention between the rotor 14 and the impeller and the motor housing pot 30 is provided.

Bei der Dichtungseinrichtung 40 gemäß der Erfindung macht man sich dabei die Tatsache zu nutze, dass auf das Laufrad bzw. hier den zusätzlich als Laufrad 14 ausgebildeten Rotor der Wasserpumpenvorrichtung 10, im Stillstand und bei Betrieb Axialkräfte in entgegengesetzter Richtung wirken. Im Stillstand wird der Rotor 14 bzw. das Laufrad durch magnetische oder permanentmagnetische Kräfte in Richtung der Statoreinrichtung (nicht dargestellt) gezogen, die außen an dem Motorgehäusetopf 32 vorgesehen ist, um den Rotor 14 bzw. das Laufrad anzutreiben. Genauer gesagt, sind Teile der Statoreinrichtung magnetisiert, auch wenn die Statoreinrichtung abgeschaltet ist bzw. den Rotor 14 nicht betätigt. Da der Rotor 14 bzw. das Laufrad selbst magnetisierbar oder dauermagnetisch ausgebildet sind, wird der Rotor bzw. das Laufrad daher im Stillstand von dem magnetisierten Teil oder den magnetisierten Teilen der Statoreinrichtung angezogen, so dass eine entsprechende Magnetkraft oder Axiallkraft 68 den Rotor 14 bzw. das Laufrad im Stillstand in Richtung Motorgehäuse 30 zieht. Solche magnetisierten Teile der Statoreinrichtung sind beispielsweise Statorbleche aus Elektroblech oder ein Blechring (nicht dargestellt) der Statoreinrichtung. Es kann aber auch jedes andere Metallteil sein, welches z.B. durch die Statoreinrichtung magnetisierbar ist oder z.B. auch permanentmagnetisch ausgebildet ist und eine Magnetkraft bzw. Axialkraft 68 auf den Rotor 14 bzw. das Laufrad in Richtung Motorseite erzeugt. Dabei wirkt im Stillstand, wie in Fig. 2 mit einem Pfeil gezeigt ist, die Axialkraft 68 in Richtung der Statoreinrichtung bzw. in Richtung der Motorseite, so dass der magnetische Rotor 14 bzw. das magnetische Laufrad in Richtung der Statoreinrichtung bzw. der Motorseite gezogen wird.In the case of the sealing device 40 according to the invention, the fact is made use of that effect on the impeller or in this case the rotor of the water pump device 10 additionally formed as impeller 14, axial forces in the opposite direction during standstill and during operation. At standstill, the rotor 14 or the impeller is pulled by magnetic or permanent magnetic forces in the direction of the stator (not shown), which is externally provided on the motor housing pot 32 to drive the rotor 14 and the impeller. Specifically, parts of the stator means are magnetized even when the stator means is turned off or the rotor 14 is not operated. Since the rotor 14 or the impeller itself are magnetizable or permanently magnetic, the rotor or the impeller is therefore tightened at a standstill of the magnetized part or the magnetized parts of the stator, so that a corresponding magnetic force or axial force 68, the rotor 14 and the impeller at a standstill in the direction of the motor housing 30 pulls. Such magnetized parts of the stator device are, for example, stator laminations made of electrical steel or a sheet metal ring (not shown) of the stator device. But it can also be any other metal part, which is magnetizable for example by the stator or for example also designed permanent magnetic and generates a magnetic force or axial force 68 on the rotor 14 and the impeller in the direction of the motor side. It acts at a standstill, as in Fig. 2 is shown with an arrow, the axial force 68 in the direction of the stator device or in the direction of the motor side, so that the magnetic rotor 14 or the magnetic impeller is pulled in the direction of the stator or the motor side.

Die Dichtungseinrichtung 40 ist dabei zwischen dem Rotor 14 bzw. Laufrad und dem Motorgehäuse 32 ausgebildet, wobei die Dichtungseinrichtung 40 wenigstens einen Vorsprung 60 aufweist auf dem Motorgehäuse 32 bzw. Motorgehäusetopf 30 und/oder dem gegenüberliegenden Pumpengehäuse 24. Dieser Vorsprung 60 bildet eine Dichtungsfläche 62 oder Kontaktfläche welche dichtend mit dem Topf 30 oder dem Pumpengehäuse 24 auf der gegenüberliegenden Seite in Kontakt kommt, wenn sich der Rotor 14 bzw. das Laufrad der Wasserpumpenvorrichtung 10 im Stillstand befindet.The sealing device 40 is formed between the rotor 14 and impeller and the motor housing 32, wherein the sealing means 40 has at least one projection 60 on the motor housing 32 and motor housing pot 30 and / or the opposite pump housing 24. This projection 60 forms a sealing surface 62nd or contact surface which comes into sealing contact with the pot 30 or the pump housing 24 on the opposite side when the rotor 14 or the impeller of the water pump device 10 is at a standstill.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel der Dichtungseinrichtung 40 ist die Dichtungseinrichtung 40 mit mehreren Vorsprüngen 60 als eine Labyrinthdichtung ausgebildet, wobei auf dem Pumpengehäuse 24 und dem Motorgehäuse 32 bzw. Motorgehäusetopf 30 jeweils wenigstens ein, zwei oder mehr Vorsprünge 60 vorgesehen werden können, die abwechselnd zueinander angeordnet sind. Genauer gesagt weist das Pumpengehäuse 24 in Fig. 2 einen Vorsprung 60 auf und der Topf 30 drei Vorsprünge 60, wobei der Vorsprung 60 des Pumpengehäuses 24 z.B. zwischen den beiden inneren Vorsprüngen 60 des Motorgehäusetopfs 30 angeordnet ist. Dabei bildet der Vorsprung 60 des Rotors 14 bzw. Laufrads eine Dichtungsfläche 62 oder Kontaktfläche, die mit dem gegenüberliegenden Topf 30 in dichtenden Kontakt kommt, wenn der Rotor 14 bzw. das Laufrad der Wasserpumpenvorrichtung 10 im Stillstand ist. Dabei können ein oder mehrere Vorsprünge 60 des Topfes 30 ebenfalls eine Dichtungsfläche 62 oder Kontaktfläche bilden, welche ebenfalls in dichtenden Kontakt mit dem Pumpengehäuse 24 kommen, wenn der Rotor 14 bzw. die Wasserpumpenvorrichtung 10 im Stillstand ist, dies ist aber nicht unbedingt notwendig.At the in Fig. 2 As shown in the example of the sealing device 40, the sealing device 40 is formed with a plurality of projections 60 as a labyrinth seal, wherein on the pump housing 24 and the motor housing 32 and motor housing pot 30 at least one, two or more projections 60 can be provided, which are arranged alternately to each other. More specifically, the pump housing 24 in Fig. 2 a projection 60 and the pot 30 has three projections 60, wherein the projection 60 of the pump housing 24, for example between the two inner projections 60 of the motor housing pot 30 is arranged. In this case, the projection 60 of the rotor 14 or impeller forms a sealing surface 62 or contact surface which comes into sealing contact with the opposite pot 30 when the rotor 14 or the impeller of the water pump device 10 is at a standstill. In this case, one or more projections 60 of the pot 30 can also form a sealing surface 62 or contact surface, which also come into sealing contact with the pump housing 24 when the rotor 14 and the water pump device 10 is at a standstill, but this is not absolutely necessary.

Des Weiteren weist der äußere Vorsprung 60 des Topfes 30 z.B. wahlweise eine zusätzliche, zweite seitliche Dichtungsfläche 64 auf, die im Stillstand und im Betrieb des Rotors 14 bzw. der Wasserpumpenvorrichtung 10 auf der gegenüberliegenden Innenseite des Pumpengehäuses 24 dichtend anliegt. Alternativ kann dieser Vorsprung 60 aber auch nur so ausgebildet sein, dass er zur Positionierung Topfes 30 und somit auch des Motorgehäuses 32 in axialer Richtung verwendet werden kann. Dabei können auch wenigstens ein oder mehrere Dichtungseinrichtungen vorgsehen sein, beispielsweie in Form von Dichtungsringen, die das Pumpengehäuse 24 und den Topf 30 nach außen gegeneinander abdichten. Die zuvor beschriebenen Vorsprünge 60 an dem Pumpengehäuse 24 und dem Topf 30 können dabei jeweils vollständig umlaufend oder teilweise umlaufend ausgebildet sein, je nach Funktion und Einsatzzweck.Furthermore, the outer projection 60 of the pot 30 optionally has, for example, an additional, second lateral sealing surface 64, which bears in a sealed manner on the opposite inner side of the pump housing 24 when the rotor 14 or the water pump device 10 is in operation. Alternatively, however, this projection 60 can also be designed only so that it can be used for positioning pot 30 and thus also the motor housing 32 in the axial direction. In this case, at least one or more sealing devices vorgsehen be, for example, in the form of sealing rings, which seal the pump housing 24 and the pot 30 to the outside against each other. The above-described projections 60 on the pump housing 24 and the pot 30 can in each case be designed to be completely circumferential or partially circumferential, depending on the function and intended use.

Dadurch, dass bei Stillstand des Rotors 14 bzw. der Wasserpumpeneinrichtung 10 das Pumpengehäuse 24 und der Topf 30 mit wenigstens einem Vorsprung 60, beispielsweise dem Vorsprung 60 des Pumpengehäuses 24, dichtend aneinander anliegen bzw. in dichtendem Kontakt sind, können keine Schmutzpartikel aus dem Wasser in den Spalt 46 zwischen dem Rotor 14 bzw. Laufrad und dem Topf 30 gelangen und sich dort beispielsweise anlagern. Dies hat des Weiteren den Vorteil, dass z.B. der Spalt 66 zwischen dem Vorsprung 60, welcher eine Dichtungsfläche 62 aufweist, und der gegenüberligenden Motorgehäuseseite relativ groß gewählt werden kann, um bei allen Betriebszuständen ein Schleifen des Rotos 14 am Motorgehäuse 30 zu verhindern. Der Spalt 66 kann dabei vorzugsweise eine Größe in einem Bereich zwischen 0,1mm bis 0,5mm aufweisen, wenn das Laufrad 14 bzw. die Wasserpumpenvorrichtung 10 in Betrieb ist, wie anhand der nachfolgenden Fig. 4 und 5 näher erläutert wird. Der Spalt 66 kann aber je nach Funktion und Einsatzzweck auch kleiner als 0,1 mm oder größer als 0,5mm gewählt werden. Auch wenn ein größeres Maß für den Spalt 66 zwischen dem Vorsprung 60 des Pumpengehäuses 24 und dem Motorgehäusetopf 30 gewählt wird, kann bei einer beispielsweise elektrisch betriebenen Zusatzwasserpumpe als Wasserpumpenvorrichtung 10 und einem Überströmen der Zusatzwasserpumpe, beispielsweise durch eine Hauptwasserpumpe, das Transportieren von Schmutzpartikeln in den Spalt 46 zwischen dem Rotor 14 und dem Topf 30 im Stillstand wirksam verhindert werden. Dies liegt daran, dass bei einem Stillstand des Rotors 14 bzw. des Laufrads der Wasserpumpenvorrichtung 10 im vorliegenden Fall der Vorsprung 60 des Pumpengehäuses 24 mit seiner Dichtungsfläche 62 bzw. Kontaktfläche am Ende dichtend an dem Topf 30 anliegt, dadurch, dass der Rotor 14 bzw. das Laufrad 14 durch die im Stillstand wirkende Magnetkraft bzw. Axialkraft 68 in Richtung Motor gezogen wird und dadurch der Spalt 66 zwischen dem Vorsprung 60 des Pumpengehäuses 24 mit der Dichtungsfläche 62 und dem Topf 30 geschlossen wird.The fact that at standstill of the rotor 14 and the water pump device 10, the pump housing 24 and the pot 30 with at least one projection 60, for example, the projection 60 of the pump housing 24 sealingly abut each other or are in sealing contact, no dirt particles from the water get into the gap 46 between the rotor 14 and impeller and the pot 30 and attach there, for example. This has the further advantage that, for example, the gap 66 between the projection 60, which has a sealing surface 62, and the opposite motor housing side can be made relatively large in order to prevent grinding of the rotor 14 on the motor housing 30 under all operating conditions. The gap 66 may preferably have a size in a range between 0.1 mm to 0.5 mm when the impeller 14 or the water pump device 10 is in operation, as with reference to the following Fig. 4 and 5 is explained in more detail. However, the gap 66 can also be selected smaller than 0.1 mm or larger than 0.5 mm, depending on the function and intended use. Even if a greater degree is selected for the gap 66 between the projection 60 of the pump housing 24 and the motor housing pot 30, in an example electrically operated auxiliary water pump as a water pump device 10 and an overflow of the additional water pump, for example, by a main water pump, the transport of dirt particles in the Gap 46 between the rotor 14 and the pot 30 can be effectively prevented at a standstill. This is due to the fact that, in the present case, when the rotor 14 or the impeller of the water pump device 10 stops, the projection 60 of the pump housing 24 with its sealing surface 62 or contact surface bears sealingly against the cup 30, due to the fact that the rotor 14 resp the impeller 14 is pulled in the direction of the engine by the magnetic force or axial force 68 acting at standstill, thereby closing the gap 66 between the projection 60 of the pump housing 24 with the sealing surface 62 and the pot 30.

In Fig. 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Bereichs des Pumpengehäuses 24 und des Topfes 30 mit der Dichtungseinrichtung 40 gemäß Fig. 2 gezeigt.In Fig. 3 is an enlarged section of the area of the pump housing 24 and the pot 30 with the sealing device 40 according to Fig. 2 shown.

Dabei bildet der Vorsprung 60 des Laufrads 14 bzw. des Rotors, der zusätzlich als Laufrad ausgebildet ist, an seinem Ende die Dichtfläche 62 oder Kontaktfläche, um wie in Fig. 2 gezeigt ist, bei einem Stillstand der Wasserpumpenvorrichtung 10, gegen den Topf 30 dichtend angedrückt zu werden und den Dichtspalt 66 zu schließen. Dies geschieht dadurch, dass das magnetische Laufrad 14 bzw. der magnetische Rotor durch die Magnetkraft bzw. Axialkraft 68 nach oben zur Motorseite bzw. Statoreinrichtung hin gezogen wird. Wahlweise zusätzlich oder alternativ kann auch der Vorsprung 60 an dem Topf 30 an seinem Ende mit einer Dichtfläche 62 bzw. Kontaktfläche versehen sein, welche ebenfalls dichtend an das Pumengehäuse 24 angedrückt wird, wenn der Rotor 14 bzw. das Laufrad im Stillstand zur Motorseite hin bewegt wird. Die beiden Vorsprünge 60 bilden wiederum bei Betrieb des Rotors 14 bzw. Laufrads der Wasserpumpenvorrichtung 10, wie in den nachfolgenden Fig. 4 und 5 gezeigt ist, eine Labyrinthdichtung, bei welcher der Dichtspalt 66 wieder geöffnet ist.In this case, the projection 60 of the impeller 14 and the rotor, which is additionally formed as an impeller, at its end the sealing surface 62 or contact surface, as in Fig. 2 is shown at a standstill of the water pump device 10 to be pressed sealingly against the pot 30 and to close the sealing gap 66. This happens because the magnetic impeller 14 or the magnetic rotor is pulled upwards by the magnetic force or axial force 68 to the motor side or stator device. Optionally additionally or alternatively, the projection 60 may be provided on the pot 30 at its end with a sealing surface 62 or contact surface, which is also pressed sealingly against the Pumengehäuse 24 when the rotor 14 and the impeller at a standstill moves to the motor side becomes. The two projections 60 again form during operation of the rotor 14 or impeller of the water pump device 10, as in the following Fig. 4 and 5 is shown, a labyrinth seal in which the sealing gap 66 is opened again.

In Fig. 4 ist nun eine Schnittansicht durch einen Teil der Wasserpumpenvorrichtung 10 gemäß Fig. 2 mit der Dichtungseinrichtung 40 gezeigt, wobei die Wasserpumpenvorrichtung 10 sich in diesem Fall in Betrieb befindet.In Fig. 4 is now a sectional view through a part of the water pump device 10 according to Fig. 2 shown with the sealing device 40, wherein the water pump device 10 is in this case in operation.

Bei dem elektrischen Betrieb der Wasserpumpenvorrichtung 10 erfährt der Rotor 14, welcher im vorliegenden Beispiel zusätzlich als Laufrad ausgebildet ist, Reaktionskräfte und hydraulische Kräfte in Gegenrichtung sprich Pumpenseite. Genauer gesagt wird im Betrieb, d.h. wenn das Laufrad bzw. der Rotor 14 durch die Statoreinrichtung in Drehung versetzt wird, durch das Ansaugen von Wasser über den Ansaugstutzen 42, dort im Bereich des Ansaugstutzens ein niedrigerer Druck bzw. ein Unterdruck erzeugt gegenüber dem Saugstutzen 44, wo das Wasser nach dem Ansaugen weitergepumpt wird. Durch den niedrigeren Durck oder Unterdruck im Bereich des Ansaugstutzens 42 wird nun eine hydraulische Kraft oder Pumpenkraft bzw. Axialkraft 68 erzeugt, die den Rotor 14 bzw. das Laufrad zum Ansaugstutzen bzw. in Richtung der Pumpenseite zieht. Diese hydraulische Kraft bzw. Axialkraft 68 in Fig. 4 ist dabei größer als die Magnetkraft bzw. Axialkraft 68 in den Fig. 2 und 3, die durch magnetisierte Teile an der Statoreinrichtung erzeugt wird. Dadurch zieht im Betrieb der Wasserpumpenvorrichtung, die hydraulische Kraft bzw. Axialkraft 68 in Fig. 4 den Rotor bzw. das Laufrad 14 zur Pumpenseite hin.During the electrical operation of the water pump device 10, the rotor 14, which in the present example is additionally designed as an impeller, experiences reaction forces and hydraulic forces in the opposite direction, ie pump side. More specifically, in operation, ie, when the impeller or the rotor 14 is rotated by the stator, by the suction of water through the intake manifold 42, there in the region of the intake manifold, a lower pressure or a negative pressure generated relative to the suction nozzle 44th where the water is pumped on after aspiration. Due to the lower pressure or negative pressure in the region of the intake manifold 42, a hydraulic force or pump force or axial force 68 is now generated, which pulls the rotor 14 or the impeller toward the intake manifold or in the direction of the pump side. This hydraulic force or axial force 68 in Fig. 4 is greater than the magnetic force or axial force 68 in the Fig. 2 and 3 which is generated by magnetized parts on the stator. As a result, during operation of the water pump device, the hydraulic force or axial force 68 in Fig. 4 the rotor or the impeller 14 to the pump side.

Mit anderen Worten, die hydraulische Kraft bzw. Axialkraft 68 in Fig. 4 greift an dem Rotor 14 bzw. Laufrad an und zieht den Rotor bzw. das Laufrad zur Pumpenseite hin. Dadurch wird wiederum der Vorsprung 60 des Pumpengehäuses 24 mit seiner Dichtungsfläche 62 aus dem dichtenden Kontakt mit dem Motorgehäuse 32 gebracht und der Dichtspalt 66 geöffnet, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,1 mm bis 0,5mm. Die beiden Vorsprünge 60 an dem Pumpengehäuse 24 und dem Motorgehäuse 32 wirken bei geöffnetem Dichtspalt 66 zusammen als eine Labyrinthdichtung. Bei der berührungslosen Labyrinthdichtung beruht die Dichtwirkung auf der Verlängerung des Dichtweges durch die wechselweise Anordnung der Vorsprünge 60 auf dem Laufrad 14 und dem feststehenden Motorgehäuse 32. Die Bewegung des Rotors 14 und der Laufradbuchse 16 in axialer Richtung in Richtung des Pumpengehäuse 24 wird dabei durch die Strömungskappe 56 des Pumpengehäuses 24 oder hier des Anlaufelements 52 begrenzt.In other words, the hydraulic force or axial force 68 in Fig. 4 engages the rotor 14 or impeller and pulls the rotor or the impeller towards the pump side. As a result, in turn, the projection 60 of the pump housing 24 with its sealing surface 62 is brought out of sealing contact with the motor housing 32 and the sealing gap 66 is opened, preferably in a range between 0.1 mm to 0.5 mm. The two projections 60 on the pump housing 24 and the motor housing 32 cooperate with the open sealing gap 66 as a labyrinth seal. In the non-contact labyrinth seal, the sealing effect is based on the extension of the sealing path by the alternating arrangement of the projections 60 on the impeller 14 and the fixed motor housing 32. The movement of the rotor 14 and the impeller sleeve 16 in the axial direction in the direction of the pump housing 24 is thereby by the Flow cap 56 of the pump housing 24 or here the start-up element 52 limited.

Die Ausbildung der betroffenen Einzelteile, d.h. z.B. des Rotors 14 bzw. Laufrads, des Motorgehäusetopfes 30, des Pumpengehäuses 24 und des Anlaufelements 52, erfolgt mit den entsprechenden Toleranzen und Axialspielen, so dass der geöffnete Dichtspalt 66 der Dichtungseinrichtung 40 im bzw. bei Betrieb der Wasserpumpenvorrichtung 10 immer ein Mindestmaß annimmt, um vorzugsweise mit Sicherheit eine Berührung zwischen dem Rotor 14 bzw. Laufrad und dem Topf 30, sowie dem Pumpengehäuse 24 zu vermeiden. Dies hat außerdem den Vorteil, dass dadurch auch eine Geräuschentwicklung und ein Verschleiß der Teile vermieden wird. Bei einer Deaktivierung des Antriebs der Wasserpumpenvorrichtung 10 legt sich wiederum die Dichtfläche 62 des jeweiligen Vorsprungs 60 der Dichtungseinrichtung 40 (rotorseitig) axial am Grund des Topfes 30 an und verschließt dabei den hydraulischen Teil gegenüber dem magnetischen Teil des Rotors 14 bzw. schließt den Dichtspalt 66.The formation of the affected items, i. e.g. of the rotor 14 or impeller, the motor housing pot 30, the pump housing 24 and the starting element 52, takes place with the corresponding tolerances and axial play, so that the opened sealing gap 66 of the sealing device 40 in or during operation of the water pump device 10 always assumes a minimum to preferably with certainty to avoid contact between the rotor 14 and impeller and the pot 30, and the pump housing 24. This also has the advantage that it also noise and wear of the parts is avoided. When the drive of the water pump device 10 is deactivated, in turn, the sealing surface 62 of the respective projection 60 of the sealing device 40 (rotor side) abuts axially against the bottom of the pot 30 and closes the hydraulic part with respect to the magnetic part of the rotor 14 or closes the sealing gap 66 ,

In Fig. 5 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Pumpengehäuses 24 und des Motorgehäuses 32 gemäß Fig. 4 gezeigt. Dabei ist der zusätzlich als Laufrad ausgebildete Rotor 14 durch die beim Betreiben der Wasserpumpenvorrichtung 10 erzeugte Axialkraft 68 in Richtung Pumpenseite gezogen und öffnet dabei den Dichtspalt 66 zwischen dem Vorsprung 60 mit seiner Dichtfläche 62 und dem Motorgehäuse 30 beispielsweise auf ein Maß vorzugsweise zwischen 0,1 mm bis 0,5mm. Der Vorsprung 60 an dem Pumpengehäuse 24 bildet dabei mit dem oder den Vorsprüngen 60 des Topfes 30 eine Labyrinthdichtung bei Betrieb der Wasserpumpenvorrichtung 10. Wie zuvor beschrieben, wird der Dichtspalt 66 wiederum geschlossen, wenn sich der Rotor 14 bzw. das Laufrad im Stillstand befinden, da dann der magnetische Rotor 14 bzw. das magnetische Laufrad durch die magnetischen Kräfte 68 in dem Motorgehäuse 30 in Richtung Motorseite gezogen wird und die hydraulische Kraft oder Axialkraft 68 in die andere Richtung zur Pumpenseite wegfällt, da die Wasserpumpenvorrichtung nicht in Betrieb ist bzw. kein Wasser ansaugt und weiter pumpt.In Fig. 5 is an enlarged section of the pump housing 24 and the motor housing 32 according to Fig. 4 shown. In this case, the additionally formed as an impeller rotor 14 is pulled by the generated during operation of the water pump device 10 axial force 68 toward the pump side and thereby opens the Sealing gap 66 between the projection 60 with its sealing surface 62 and the motor housing 30, for example, to a dimension preferably between 0.1 mm to 0.5 mm. The projection 60 on the pump housing 24 forms with the projection or projections 60 of the pot 30 a labyrinth seal during operation of the water pump device 10. As described above, the sealing gap 66 is in turn closed when the rotor 14 or the impeller are at a standstill. Then, since the magnetic rotor 14 and the magnetic impeller is pulled by the magnetic forces 68 in the motor housing 30 toward the motor side and the hydraulic force or axial force 68 falls away in the other direction to the pump side, since the water pump device is not in operation or no Sucking in water and pumping on.

Die Erfindung ist aber nicht auf diese spezielle Ausführungsform einer Fluidpumpenvorrichtung 10 bzw. hier Wasserpumpenvorrichtung beschränkt, wie sie in den Fig. 1 bis 5 gezeigt ist, sondern kann auf jeder Art von Fluidpumpenvorrichtungen bei Kraftfahrzeugen angewendet werden, bei welcher ein Rotor bzw. Laufrad zum Ansaugen und Weiterpumpen von Wasser oder einem anderen Fluid eingesetzt wird. Dabei kann auch ein Laufrad unabhängig von dem Rotor vorgesehen werden, wobei der Rotor in diesem Fall nicht zusätzlich als Laufrad ausgebildet ist (nicht dargestellt). In diesem Fall wird die erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung, wie zuvor beschrieben, zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse oder z.B. Motorgehäuse der Fluidpumpenvorrichtung vorgesehen. Des Weiteren kann die Dichtungseinrichtung auch bei einer Fluidpumpenvorrichtung vorgesehen werden, bei welcher der Rotor statt als magnetischer Teil eines Elektromotors bzw. EC- Motors beispielsweise als magnetischer Teil einer Magnetkupplungseinrichtung ausgebildet ist (nicht dargestellt). In diesem Fall kann eine Magnetkraft oder Axialkraft beispielsweise ebenfalls über eine Statoreinrichtung der Magnetkupplung erzeugt werden. Je nachdem ob der Rotor zusätzlich als Laufrad ausgebildet ist oder nicht wird die Dichtungseinrichtung gemäß der Erfindung zwischen dem Laufrad und dem entsprechenden Gehäuse der Fluidpumpenvorrichtung vorgesehen. Die Fluidpumpenvorrichtung kann zum Pumpen von einem Fluid, wie z.B. Wasser, verwendet werden, wenn beispielsweise die Fluid- bzw. Wasserströmung nicht ausreicht, um eine angeschlossene Einrichtung mit Wasser zum Kühlen und/oder Heizen zu versorgen wie z.B. eine Dieselkühlungseinrichtung, eine Vorheizeinrichtung, eine Turboladerkühlungseinrichtung und/oder eine Elektronikbauteilkühlungseinrichtung usw..However, the invention is not limited to this particular embodiment of a fluid pump device 10 or here water pump device, as shown in the Fig. 1 to 5 but can be applied to any type of fluid pump device in motor vehicles, in which a rotor or impeller for sucking and further pumping of water or other fluid is used. In this case, an impeller can be provided independently of the rotor, wherein the rotor is not additionally formed in this case as an impeller (not shown). In this case, the sealing device according to the invention, as described above, between the impeller and the housing or eg motor housing of the fluid pump device is provided. Furthermore, the sealing device can also be provided in a fluid pump device, in which the rotor instead of a magnetic part of an electric motor or EC motor, for example, as a magnetic part of a magnetic coupling device is formed (not shown). In this case, a magnetic force or axial force, for example, also be generated via a stator of the magnetic coupling. Depending on whether the rotor is additionally designed as an impeller or not, the sealing device is provided according to the invention between the impeller and the corresponding housing of the fluid pump device. The fluid pump apparatus may be used to pump a fluid, such as water, for example, when the fluid flow is insufficient to supply cooling and / or heating to a connected facility such as a diesel cooling device, a preheater, or the like Turbocharger cooling device and / or an electronic component cooling device, etc.

Claims (13)

Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung welche ein Laufrad (14) aufweist, das in einem Gehäuse (24, 30, 32) der Fluidpumpenvorrichtung (10) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Dichtungseinrichtung (40) zwischen dem Laufrad (14) und dem Gehäuse (24, 30, 32) vorgesehen ist, wobei ein Dichtspalt (66) der Dichtungseinrichtung (40) zwischen dem Laufrad (14) und dem Gehäuse (24, 30, 32) geschlossen ist, wenn das Laufrad (14) im Stillstand ist, wobei eine Vorrichtung (35) vorgesehen ist, die das Laufrad (14) im Stillstand durch eine Magnetkraft gegen das Gehäuse (24, 30, 32) bewegt, so dass der Dichtspalt geschlossen wird.Motor vehicle fluid pump device which has an impeller (14) which is arranged in a housing (24, 30, 32) of the fluid pump device (10),
characterized in that
a sealing device (40) is provided between the impeller (14) and the housing (24, 30, 32), wherein a sealing gap (66) of the sealing device (40) between the impeller (14) and the housing (24, 30, 32 ) is closed when the impeller (14) is at a standstill, wherein a device (35) is provided which moves the impeller (14) by a magnetic force against the housing (24, 30, 32) at standstill, so that the sealing gap is closed. Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (14) zumindest teilweise magnetisch oder magnetisierbar ausgebildet ist und die Vorrichtung, insbesondere eine Statoreinrichtung (35), wenigstens ein magnetisches oder magnetisierbares Element aufweist, welches das Laufrad (14) im Stillstand durch die Magnetkraft anzieht.Motor vehicle fluid pump device according to claim 1, characterized in that the impeller (14) is at least partially formed magnetically or magnetizable and the device, in particular a stator (35), at least one magnetic or magnetizable element, which the impeller (14) at a standstill attracts by the magnetic force. Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidpumpenvorrichtung (10) im Betrieb ein Fluid über einen Einlassabschnitt (42) ansaugt und über einen Auslassabschnitt (44) abgibt, wobei im Betrieb ein Unterdruck im Bereich des Einlassabschnitts (42) erzeugt wird, der eine Kraft (68, Fig. 4, 5) erzeugt welche das Laufrad (14) von dem Gehäuse (30, 32) weg bewegt, so dass der Dichtspalt (66) zwischen dem Laufrad (14) und dem Gehäuse (24, 30, 32) geöffnet wird.Motor vehicle fluid pump device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the fluid pump device (10) in operation sucks a fluid via an inlet portion (42) and via an outlet portion (44), wherein in operation, a negative pressure in the region of the inlet portion ( 42) is generated, which generates a force (68, Fig. 4, 5) which moves the impeller (14) of the housing (30, 32) away, so that the sealing gap (66) between the impeller (14) and the Housing (24, 30, 32) is opened. Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (14) axial beweglich gelagert ist, wobei der Dichtspalt (66) bei der Bewegung des Laufrads (14) in eine axiale Richtung geöffnet wird und bei einer Bewegung des Laufrads (14) in die entgegengesetzte axiale Richtung geschlossen wird.Motor vehicle fluid pump device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the impeller (14) is mounted axially movable, wherein the sealing gap (66) is opened during the movement of the impeller (14) in an axial direction and is closed in a movement of the impeller (14) in the opposite axial direction. Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung (40) durch wenigstens ein, zwei oder mehr Dichtelemente vorzugsweise in Form von Vorsprüngen (60) gebildet wird, die auf dem Laufrad (14) vorgesehen sind und/oder auf dem Gehäuse (30, 32), wobei wenigstens ein, mehrere oder alle Vorsprünge (60) eine Dichtfläche (62) aufweisen, welche dichtend an dem gegenüberliegenden Gehäuse (30, 32) oder gegenüberliegenden Laufrad (14) anliegen, wenn der Dichtspalt (66) geschlossen ist.Motor vehicle fluid pump device according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the sealing device (40) is formed by at least one, two or more sealing elements, preferably in the form of projections (60) provided on the impeller (14) and / or on the housing (30, 32), wherein at least one, several or all projections (60) have a sealing surface (62) sealingly abutting against the opposed housing (30, 32) or opposed impeller (14) the sealing gap (66) is closed. Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Vorsprung (60) auf dem Laufrad (14) und dem Gehäuse (30, 32) so angeordnet ist, dass er eine Labyrinthdichtung bildet.Motor vehicle fluid pump device according to claim 5, characterized in that at least one projection (60) on the impeller (14) and the housing (30, 32) is arranged so that it forms a labyrinth seal. Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtspalt (66) zwischen dem Vorsprung (60) mit der Dichtfläche (62) und dem gegenüberliegenden Gehäuse (30, 32) oder gegenüberliegenden Laufrad (14) vorzugsweise eine Höhe in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 0,5mm aufweist.Motor vehicle fluid pump device according to claim 5 or 6, characterized in that the sealing gap (66) between the projection (60) with the sealing surface (62) and the opposite housing (30, 32) or opposite impeller (14) preferably a height in one Range between 0.1 mm and 0.5mm. Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (14) auf einer Laufradbuchse (16) angeordnet ist, wobei das Laufrad (14) mit der Laufradbuchse (16) vorzugsweise fest verbunden ist, wobei die Laufradbuchse (16) vorzugsweise aus einem gleitfähigen Material besteht und vorzugsweise als Kohlebuchse ausgebildet ist.Motor vehicle fluid pump device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the impeller (14) on an impeller bushing (16) is arranged, wherein the impeller (14) with the impeller bushing (16) is preferably fixedly connected, wherein the impeller bushing ( 16) is preferably made of a lubricious material and is preferably formed as a carbon bushing. Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Laufradbuchse (16) eine Welle (18) aufgenommen ist, wobei der Innendurchmesser der Laufradbuchse (16) und der Außendurchmesser der Welle (18) so gewählt ist, dass das Laufrad (14) auf der Welle (18) axial verschieblich ist, wobei der Spalt (50) zwischen der Laufradbuchse (16) und der Welle (18) vorzugsweise so gewählt ist, dass das Laufrad (14) und die Laufradbuchse (16) einerseits auf der Welle (18) ausreichend in axialer Richtung verschieblich sind und andererseits eine möglichst geringe Menge an Fluid in den Spalt (50) zwischen der Laufradbuchse (16) und der Welle (18) eindringen kann.Automotive fluid pump device according to claim 8, characterized in that in the impeller bushing (16) has a shaft (18) is accommodated, wherein the inner diameter of the impeller bushing (16) and the outer diameter of the shaft (18) is selected so that the impeller (14 ) is axially displaceable on the shaft (18), wherein the gap (50) between the impeller bushing (16) and the shaft (18) is preferably selected such that the impeller (14) and the impeller bush (16) on the one hand on the shaft (18) are sufficiently displaceable in the axial direction and on the other hand the smallest possible amount of fluid in the gap (50) between the impeller bushing (16) and the shaft (18) can penetrate. Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende (20) der Welle (18) in einer Aufnahme (22) eines Pumpengehäuses (24) des Gehäuses (24, 30, 32) der Fluidpumpenvorrichtung (10) aufnehmbar ist und das andere Ende (26) der Welle (18) vorzugsweise in einer Aufnahme (28) eines Motorgehäuses (30, 32) des Gehäuses (24, 30, 32) der Fluidpumpenvorrichtung (10).Motor vehicle fluid pump device according to claim 9, characterized in that one end (20) of the shaft (18) in a receptacle (22) of a pump housing (24) of the housing (24, 30, 32) of the fluid pump device (10) is receivable and the another end (26) of the shaft (18) preferably in a receptacle (28) of a motor housing (30, 32) of the housing (24, 30, 32) of the fluid pump device (10). Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (24) eine Strömungskappe (56) aufweist.Motor vehicle fluid pump device according to claim 10, characterized in that the pump housing (24) has a flow cap (56). Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anlaufelement (52) an einem oder beiden Enden der Laufradbuchse (16) vorgesehen ist, wobei das Anlaufelement (52) vorzugsweise aus einem gleitfähigen Material besteht, insbesondere aus Stahl oder Edelstahl.Motor vehicle fluid pump device according to one of claims 8 to 11, characterized in that a starting element (52) is provided at one or both ends of the impeller bushing (16), wherein the abutment element (52) is preferably made of a lubricious material, in particular steel or Stainless steel. Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (14) zusätzlich als ein Rotor ausgebildet ist oder der Rotor und das Laufrad zwei separate Teile bilden und wobei die Kraftfahrzeug-Fluidpumpenvorrichtung (10) insbesondere eine Wasserpumpenvorrichtung ist zur Versorgung einer angeschlossenen Kühleinrichtung und/oder Heizeinrichtung.Motor vehicle fluid pump device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the impeller (14) is additionally designed as a rotor or the rotor and the impeller form two separate parts and wherein the motor vehicle fluid pump device (10) is in particular a water pump device to Supply of a connected cooling device and / or heating device.
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