Kühlwasserpumpe

Abstract

 Eine Kühlwasserpumpe für Verbrennungskraftmaschinen, bei der zwischen einem Dichtelement (6) und einem Lager (5) ein mit einer Entlüftungseinrichtung versehener Ringraum (7) vorgesehen ist. Die Entlüftungseinrichtung umfaßt zumindest zwei den Lagerdeckel (2) auf einander gegenüberliegenden Seiten der Welle (4) durchdringende Öffnungen (8), (9). In dem Zwischenraum (7) ist axial zwischen den Entlüftungsöffnungen (8), (9) und dem Lager (5) zumindest ein die Welle (4) dichtend umschließender, saugfähiger Ring (10) vorgesehen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kühlwasserpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine, umfassend einen an einem Pumpengehäuse festlegbaren Lagerdeckel, in dem eine mit einem Flügelrad versehene Pumpenwelle mittels eines Lagers drehbar gelagert ist, wobei der Lagerdeckel und die Pumpenwelle durch ein Dichtelement gegeneinander abgedichtet sind, das in dem Zwischenraum zwischen dem Flügelrad und dem Lager angeordnet ist und wobei ein mit einer Entlüftungseinrichtung versehener Ringraum in dem axialen Zwischenraum des Lagers und des Dichtelementes vorgesehen ist.

[0002] Eine solche Kühlwasserpumpe ist aus der DE-PS 38 21 352 bekannt. Der mit der Entlüftungseinrichtung versehene Ringraum ist dabei vorgesehen, um Leckflüssigkeit abzuleiten und von dem Lager fernzuhalten.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Kühlwasserpumpe derart weiterzuentwikkeln, daß sich eine Verminderung der axialen Baulänge des Ringraumes ergibt.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Kühlwasserpumpe der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

[0005] Bei der erfindungsgemäßen Kühlwasserpumpe ist es vorgesehen, daß die Entlüftungseinrichtung zumindest zwei den Lagerdeckel auf einander gegenüberliegenden Seiten der Welle durchdringende Öffnungen umfaßt, wobei in dem Zwischenraum axial zwischen den Entlüftungsöffnungen und dem Lager zumindest ein die Welle dichtend umschließender, saugfähiger Ring vorgesehen ist. Den Dichtspalt passierende und an der Welle entlangkriechende Kühlflüssigkeit wird in dem Ring vorübergehend aufgenommen, wobei eine kontinuierliche Verdampfung über dessen dem Dichtelement zugewandte Oberfläche erfolgt sowie eine Abführung des Dampfes über die Entlüftungsöffnungen, welche auf einander gegenüberliegenden Seiten der Welle vorgesehen sind. Zur vorübergehenden Einspeicherung des Kühlmittels in das Dichtelement ist es nicht zwingend nötig, daß das Dichtelement die Welle anliegend berührt, sondern durchaus möglich, zwischen beiden Teilen einen Spalt von kapillaraktiver Enge vorzusehen. Reibungsverlusten und betriebsbedingtem Verschleiß läßt sich hierdurch vorbeugen. Von maßgeblicher Bedeutung hinsichtlich der Verdampfung des Kühlmittels ist einerseits die sich während der bestimmungsgemäßen Verwendung ergebende, relativ hohe Temperatur der Pumpenwelle und des Dichtelementes und andererseits die Pumpwirkung, die sich durch die Drehbewegung der Pumpenwelle ergibt.

[0006] Der Ring kann zusätzlich zu der Welle dem Lagerdeckel dichtend zugeordnet sein, was eine unmittelbare Berührung oder eine Annäherung bis auf einen geringen Abstand in sich einschließt. Der Ringraum wird bei einer solchen Ausführung in radialer Richtung völlig überdeckt, was eine wesentliche Verbesserung der sich in bezug auf das Lager ergebenden Schutzwirkung bedingt.

[0007] Der Ring kann mit der Welle oder dem Lagerdeckel unverdrehbar verbunden sein. Eine Ausführung, bei der der Ring mit dem Lagerdeckel unverdrehbar verbunden ist, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt.

[0008] Um ein Durchschlagen von Feuchtigkeit durch den Ring in Richtung des Lagers zu verhindern, hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn der Ring auf der dem Lager zugewandten Seite mit einer flüssigkeitsundurchlässigen Schicht abgedeckt ist. Diese kann beispielsweise aus einer in flüssigem Zustand angeformten Beschichtung aus polymerem Werkstoff bestehen. Die Verwendung einer unabhängig von dem Ring hergestellten Ringscheibe aus flüssigkeitsundurchlässigem Material, beispielsweise aus Metall oder Kunststoff, kann jedoch ebenfalls in die Überlegungen mit einbezogen werden und erleichtert bei entsprechender Kalibrierung des Innen- oder des Außenumfanges die unverdrehbare Festlegung des Ringes an dem Lagerdekkel. Der Ring hat im allgemeinen ein rechteckiges Profil. Ausführungen mit einem winkelförmigen Profil lassen sich der Pumpenwelle und dem Gehäuse leichter mit der erforderlichen Genauigkeit zuordnen. Sie haben eine relativ vergrößerte Oberfläche, was die Verdampfung aufgenommenen Kühlmittels begünstigt.

[0009] Der Luftdurchsatz durch den Ringraum wird unter normalen Betriebsbedingungen durch Konvektionsvorgänge begünstigt, wenn die Öffnungen zumindest eine oberhalb und zumindest eine unterhalb einer Achse angeordnete Öffnung umfassen, um die die Pumpenwelle drehbar ist. Zweckmäßigerweise sollte zumindest eine dieser Öffnungen im Bereich der höchsten und zumindest eine dieser Öffnungen im Bereich der tiefsten Stelle des Ringraumes vorgesehen sein. Zusätzlich ergibt sich in diesem Fall der Vorteil, daß das Aufstauen von Kühlflüssigkeit in dem Ringraum verhindert wird.

[0010] Der Ring kann aus einem offenporigen Schaumstoff bestehen, beispielsweise aus einem Polyurethanschaum. Eine wesentlich größere mechanische und chemische Beständigkeit ergibt sich demgegenüber, wenn der Ring aus einem eigenfesten Fasermaterial besteht, beispielsweise aus einem verfilzten Material, aus einem Vliesstoff, aus einem Gewebe und/oder einem Gewirke. Die zur Anwendung gelangenden Fasern können beliebiger Art sein und solche natürlichen, mineralischen oder synthetischen Ursprungs umfassen.

[0011] Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung weiter verdeutlicht.

[0012] In der Zeichnung ist eine Kühlwasserpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine in längsgeschnittener Darstellung wiedergegeben, umfassend einen an einem Pumpengehäuse 1 festlegbaren Lagerdeckel 2, in dem eine mit einem Flügelrad 3 versehene Pumpenwelle 4 mittels eines Lagers 5 drehbar gelagert ist, wobei der Lagerdeckel 2 und die Pumpenwelle 4 durch ein Dichtelement 6 gegeneinander abgedichtet sind, das in dem Zwischenraum zwischen dem Flügelrad 3 und dem Lager 5 angeordnet ist und wobei ein mit einer Entlüftungseinrichtung versehener Ringraum 7 in dem axialen Zwischenraum des Lagers 5 und des Dichtelementes 6 vorgesehen ist. Das Dichtelement besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Gleitringdichtung. Es kann gegebenenfalls durch eine Lippendichtung oder eine andere Ausführung eines Dichtelementes ersetzt sein.

[0013] Die Entlüftungseinrichtung des Ringraumes 7 wird durch zwei senkrecht übereinanderliegendende Entlüftungsöffnungen 8, 9 gebildet, die die Wandung des Lagerdeckels 2 geneigt durchdringen. Beide Öffnungen 8, 9 münden in einer übereinstimmenden Radialebene in den Ringraum 7. An ihre einander gegenüberliegenden Mündungen schließen sich axial in Richtung des Lagers 5 zwei aufeinandergeschichtete Ringe 10 an, die von kreisringförmiger Gestalt sind und aus einem Nadelvlies aus Polyesterfasern bestehen. Die Ringe 10 sind adhäsiv in einem flüssigkeitsundurchlässigen Winkelring aus Kunststoff festgelegt, der sie auf der radial nach außen weisenden Seite sowie auf der dem Lager 5 zugewandten Seite völlig überdeckt. Der Außendurchmesser des Winkelringes ist so bemessen, daß sich nach dem Einpressen in die aufnehmende Bohrung des Lagerdeckels 2 eine unverdrehbare Festlegung an deren Wandung ergibt. Der Innendurchmesser der kreisringförmig ausgebildeten Scheiben 10 ist so bemessen, daß sich eine relativ bewegliche Oberflächenberührung oder gegenüber der Welle 4 ein kapillaraktiver Spalt ergibt. Den Dichtspalt des Dichtelementes 6 passierende Kühlflüssigkeit wird dadurch während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Porenstruktur der Scheiben 10 kontinuierlich zugeführt und in dieselbe vorübergehend eingespeichert. Bedingt durch die hohe Temperatur der Welle und der den Scheiben 10 zugewandten Stirnseite des Dichtelementes 6 wird in den Scheiben gespeicherte Kühlflüssigkeit kontinuierlich verdampft. Die über die Stirnfläche der Scheiben verdampfende Kühlflüssigkeit wird von der Luft, die den Ringraum über die Entlüftungsöffnungen passiert, aufgenommen und über die Öffnung 9 aus dem Ringraum 7 abgeführt. Eine Beaufschlagung des Lagers 5 mit Kühlflüssigkeitsbestandteilen ist dadurch weitestgehend ausgeschlossen, ohne daß im Bereich der Öffnung 8 an der äußeren Oberfläche des Lagerdeckels Spuren der Leckage erkennbar sind. Dennoch ergibt sich eine wesentliche Verminderung der benötigten axialen Baulänge.

Ansprüche

1. Kühlwasserpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine, umfassend einen an einem Pumpengehäuse festlegbaren Lagerdeckel, in dem eine mit einem Flügelrad versehene Pumpenwelle mittels eines Lagers drehbar gelagert ist, wobei der Lagerdeckel und die Pumpenwelle durch ein Dichtelement gegeneinander abgedichtet sind, das in dem Zwischenraum zwischen dem Flügelrad und dem Lager angeordnet ist und wobei ein mit einer Entlüftungseinrichtung versehener Ringraum in dem axialen Zwischenraum des Lagers und des Dichtelementes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungseinrichtung zumindest zwei den Lagerdeckel auf einander gegenüberliegenden Seiten der Welle (4) durchdringende Öffnungen (8), (9) aufweist und daß in dem Zwischenraum (7) axial zwischen der Entlüftungsöffnung (8), (9) und dem Lager (5) zumindest ein die Welle (4) umschließender, saugfähiger Ring (10) vorgesehen ist.

2. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) zusätzlich dem Lagerdeckel (2) dichtend zugeordnet ist.

3. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) mit der Welle (4) oder dem Lagerdeckel (2) unverdrehbar verbunden ist.

4. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) auf der dem Lager (5) zugewandten Seite durch eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht (11) abgedeckt ist.

5. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (8), (9) zumindest eine oberhalb und zumindest eine unterhalb einer Achse (12), um die die Pumpenwelle drehbar ist, angeordnete Öffnung (8), (9) umfassen.

6. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Öffnung (9) im Bereich der höchsten und zumindest eine Öffnung (8) im Bereich der tiefsten Stelle des Ringraumes (7) vorgesehen ist.

7. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) von kreisringförmiger Gestalt ist.

8. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) aus offenporigem Schaumstoff besteht.

9. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeinet, daß der Ring (10) aus eigenfestem Fasermaterial besteht.

10. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial natürliche und/oder künstliche Fasern umfaßt.

11. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial mit einem wasserbindenden Material (Superabsorber) imprägniert ist.

12. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) ein L-förmiges Profil hat.

Zeichnung