Die Erfindung geht aus von einer Flüssigkeitspumpe, insbesondere einer Wasserpumpe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei solchen Flüssigkeitspumpen besteht die Notwendigkeit der Abdichtung des Pumpengehäuses gegen Austritt von Flüssigkeit und das Abdichten des Motorgehäuses gegen Eindringen von Flüssigkeit, z. B. Spritzwasser, von außen. Hierzu ist es bekannt, das Motorgehäuse nach Montage des Elektromotors mit einer Gehäusekappe spritzwasserdicht zu verschließen und das Pumpengehäuse mittels eines Deckelflansches und einer Dichtungseinlage gegen Flüssigkeitsaustritt dicht abzudecken. Die für die Dichtverbindung erforderliche Druckkraft zwischen Deckelflansch und Pumpengehäuse wird durch Schraubverbindungen hergestellt, die um gleiche Umfangswinkel gegeneinander versetzt angeordnet sind. Das Motorgehäuse ist an dem Deckelflansch befestigt und die Abtriebswelle des Elektromotors ist abgedichtet durch den Deckelflansch hindurchgeführt und nimmt im Innern des Pumpengehäuses das Pumpenrad drehfest auf.

Aus der DE-A-1959 087 ist weiterhin ein Gehäuse für Motorpumpen bekannt, das an einem am Antriebsmotor befestigten Motorflansch lösbar aufgesetzt ist und sowohl den axial angeordneten Saugstutzen als auch den tangential gerichteten Druckstutzen trägt. Der dem Motorflansch zugekehrte Rand des Gehäuses sowie der Motorflansch besitzen Verschlussnocken, die nach einer mit dem Gehäuse vorzunehmenden Drehbewegung in der Art eines Bajonettverschlusses übereinandergreifen, wobei sich das Gehäuse auf einem mit einer elastischen Dichtung ausgestatteten, das Gehäuse zum Antriebsmotor hin abschließenden Dichtungsträger abstützt, der zwischen ihm und dem Motorflansch einseitig gleitend angeordnet ist.

Die FR 2185129 A zeigt zudem eine Motorpumpe, bei der zwei Gehäusehalbschalen jeweils eine zirkulare Rille aufweisen, wobei die Rillen der beiden Gehäusehalbschalen zusammen eine Druckspirale bilden, innerhalb der ein Pumpenrad rotiert.

Die erfindungsgemäße Flüssigkeitspumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass zum Abdichten des Pumpengehäuses und des Motorgehäuses nur eine Dichtung erforderlich ist und die Anpresskraft auf die Dichtung ohne zusätzliche Befestigungsmittel erzeugt wird. Ein einziger Dichtungsring übernimmt beide Funktionen, also das Abdichten des Pumpengehäuses gegen Flüssigkeitsaustritt und das Abdichten des Motorgehäuses gegen Eindringen von Flüssigkeit von außen. Die Montage und Demontage der Pumpe ist extrem einfach und lässt die Kosten für Fertigung und Reparatur deutlich sinken. Da keine separaten Befestigungsmittel erforderlich sind, können die Logistik der Montagestraße vereinfacht und Montagewerkzeuge eingespart werden, was zusätzlich zur Senkung der Gestehungskosten der Pumpe beiträgt.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass eine Relativverdrehung zwischen Gehäusetopf und Gehäuse-Oberteil diese miteinander in Eingriff bringt, wobei mit zunehmender Relativverdrehung eine axiale Verschiebebewegung einsetzt, die eine kraftschlüssige Pressung des Dichtungsrings bewirkt, und wobei das Gehäuse-Oberteil und das Gehäuse-Unterteil mittels einer Formschlussverbindung zueinander lagerichtig positioniert und aneinander undrehbar festgelegt sind. Diese vorzugsweise durch eine Nut/Feder-Verbindung vorgenommene Verbindung von Gehäuse-Unter- und Gehäuse-Oberteil dient einerseits zur Montagecodierung und bildet andererseits eine Verdrehsicherung bei der Montage, die eine richtige Zuordnung von Stator, Motorgehäuse und Pumpengehäuse gewährleistet.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Pumpe möglich.

So sind gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung entsprechend der Verbindung zwischen Gehäuse-Ober- und Unterteil auch der Stator des Elektromotors und das Gehäuse-Unterteil des Pumpengehäuses undrehbar aneinander festgelegt, wobei auch hier vorzugsweise eine Nut/Feder-Verbindung vorgesehen ist, die dieselben Vorteile wie die Nut/Feder-Verbindung zwischen Gehäuse-Ober- und Unterteil bietet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Verrastung zwischen Gehäusetopf und Gehäuse-Oberteil des Pumpengehäuses nach Art eines Boyonettverschlüsses ausgebildet und weist am Gehäuse-Oberteil abstehende, über den Umfang des Gehäuse-Oberteils äquidistant angeordnete Haltestege und am Topfrand des Gehäusetopfs ausgebildete Hinterschnitte auf, die durch Relativverdrehung von Gehäusetopf und Gehäuse-Oberteil miteinander in kraft- und formschlüssigen Eingriff bringbar sind.

Dabei ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung am Gehäuse-Oberteil, vorzugsweise an einem Haltesteg, mindestens ein axial abstehender Anschlag angeordnet, an dem einer der Hinterschnitte am Ende der zur Verrastung erforderlichen Relativverdrehung von Gehäusetopf und Pumpengehäuse anschlägt. Diese Begrenzung der relativen Drehbewegung zwischen Gehäusetopf und Pumpengehäuse ist wichtig, damit das Motorgehäuse immer eine bestimmte Position zum Stator hat und die spätere Montage der Ansteuerelektronik für den Motor am Motorgehäuse problemlos vorgenommen werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zwischen Gehäusetopf und Gehäuse-Oberteil eine Verdrehsicherung vorgesehen, die nach Herstellung der Verrastung mit Anlegen eines Hinterschnitts an den Anschlag des Gehäuse-Oberteils wirksam ist und Gehäusetopf und Pumpengehäuse undrehbar miteinander verbindet. Durch diese Verdrehsicherung ist gewährleistet, daß sich auch bei rauher Betriebsweise die Verbindung zwischen Gehäuse-Oberteil und Gehäusetopf nicht unbeabsichtigt löst.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Topfboden des Gehäusetopfes mit einem in Umfangsrichtung sich erstreckenden Langloch versehen, durch das die Wicklungsanschlüsse des Stators hindurchgeführt sind. Dieses Langloch ermöglicht die Relativverdrehung zwischen dem Gehäusetopf und dem mit dem Pumpengehäuse drehfest verbundenen Stator des Elektromotors, die zur Verrastung von Gehäusetopf und Gehäuse-Oberteil des Pumpengehäuses erforderlich ist. Das Langloch wird von einem Elektronikgehäuse überdeckt, in dem die Ansteuerelektronik für den Elektromotor integriert ist.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen.

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht einer Wasserpumpe,

Fig. 2

eine Rückansicht der Wasserpumpe in Richtung Pfeil II in Fig. 1,

Fig. 3

die Wasserpumpe gemäß Fig. 1 mit teilweise abgezogenem Gehäusetopf,

Fig. 4

eine perspektivische Ansicht des Gehäuse-Unterteils des Pumpengehäuses mit Pumpenrad und das Pumpenrad antreibendem Elektromotor der Wasserpumpe in Fig. 1,

Fig. 5

auszugsweise einen Schnitt längs der Linie V - V in Fig. 1 bei noch nicht hergestellter Verrastung zwischen Pumpengehäuse und Gehäusetopf,

Fig. 6

ausschnittweise einen Schnitt des Gehäusetopfs längs der Linie VI - VI in Fig. 1 mit an dem Gehäusetopf verrastetem Pumpengehäuse (nicht geschnitten).

Die in Fig. 1 perspektivisch dargestellte Wasserpumpe als Ausführungsbeispiel für eine allgemeine Flüssigkeitspumpe wird vorzugsweise im Kraftfahrzeugbau im Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine oder im Heizkreislauf des Heizungssystems eingesetzt. Sie weist ein zweiteiliges Pumpengehäuse 11 auf, das aus einem Gehäuse-Unterteil 12 und einem darauf aufgeschobenen Gehäuse-Oberteil 13 zusammengesetzt ist. Das Gehäuse-Unterteil 12 trägt randseitig einen radial nach außen abstehenden Ringsteg 14, der als Anlage für das ringförmige Stirnende des Gehäuse-Oberteils 13 und einen zwischen dem Ringsteg 14 und dem Stirnende des Gehäuse-Oberteils 13 einliegenden, auf den Mantel des Gehäuse-Unterteils 12 aufgeschobenen Dichtungsring 15 dient. An dem Gehäuse-Oberteil 13 ist ein eine Einlaßöffnung 161 umschließende, axialer Ansaugstutzen 16 und ein eine Auslaßöffnung 171 umschließender, tangential wegstrebender Auslaßstutzen 17 angeformt. In jedem der beiden Gehäuseteile 12, 13 ist eine spiralförmige Rinne 181, 182 eingeformt. Die bei auf das Gehäuse-Unterteil 12 aufgeschobenem Gehäuse-Oberteil 13 deckungsgleich aufeinanderliegenden beiden Rinnen 181, 182 bilden eine in dem Ansaugstutzen 16 mündende Druckspirale 18 (Fig. 5).

In Fig. 4 ist nur die in dem Gehäuse-Unterteil 12 ausgebildete Rinne 181 der Druckspirale 18 zu sehen, die von der im Gehäuse-Oberteil 13 gleich ausgebildeten Rinne 182 der Druckspirale 18 überdeckt wird, wobei sich der druckseitige Auslaßstutzen 17 über den die eine Hälfte der Auslaßöffnung 171 bildenden Mündungsrand der unteren Rinne 181 der Druckspirale 18 schiebt. Koaxial mit der Achse des Pumpengehäuses 11 ist ein Pumpenrad 19 angeordnet, das drehfest auf einer in das Pumpengehäuse 11 koaxial hineinragenden Abtriebswelle 20 eines Elektromotors 21 sitzt. Das rotierende Pumpenrad 19 saugt über den Ansaugstutzen 16 axial Wasser an und fördert dies in die Druckspirale 18, aus der das Wasser über den Auslaßstutzen 17 mit Förderdruck ausströmt.

Der Elektromotor 21 besteht in bekannter Weise aus einem Stator 22 (Fig. 4) und einem hier nicht weiter dargestellten Rotor, der von dem Stator 22 ringförmig umschlossen ist. Der Stator 22 trägt eine Statorwicklung 23, die über Wicklungsanschlüsse 24, 25 (Fig. 2) bestromt werden kann. Der Elektromotor 21 ist in einem Gehäusetopf 26 aufgenommen, der den Ringsteg 14 am Gehäuse-Unterteil 12, den Dichtungsring 15 und teilweise das Gehäuse-Oberteil 13 übergreift und mit dem Gehäuse-Oberteil 13 unter Herstellung einer axialen Spannkraft zwischen Gehäuse-Oberteil 12 und Gehäusetopf 26 verrastet ist. Hierzu ist an der Topföffnung 261 des Gehäusetopfs 26 eine ringförmige Abstützschulter 27 (Fig. 5) für den Ringsteg 14 am Gehäuse-Unterteil 12 und ein über die Abstützschulter 27 axial überstehender Übergreifrand 28 ausgebildet, der sich beim Ansetzen des Gehäusetopfs 26 an das Pumpengehäuse 11 mit seiner Innenfläche 281 über den Ringsteg 14, den Dichtring 15 und einen Randanschnitt des Gehäuse-Oberteils 13 schiebt, bis der Ringsteg 14 an der Abstützschulter 27 anschlägt.

Der Gehäusetopf 26 weist in seinem Topfboden 262 (Fig. 2) ein in Umfangsrichtung sich erstreckendes Langloch 29 auf, durch das die Wicklungsanschlüsse 24, 25 der Statorwicklung 23 hindurchgeführt sind. Wie hier nicht weiter dargestellt ist, wird auf den Topfboden 261 ein Elektronikgehäuse aufgesetzt, das das Langloch 29 überdeckt und die mit den Wicklungsanschlüsssen 24, 25 zu verbindende Ansteuerelektronik, z.B. für die Drehzahlregelung, für den Elektromotor 21 enthält.

Wie in Fig. 1, 3, 5 und 6 zu sehen ist, ist die Verrastung zwischen Gehäusetopf 26 und Gehäuse-Oberteil 13 nach Art eines Bayonettverschlusses ausgebildet und weist am Gehäuse-Oberteil 13 über den Umfang äquidistant angeordnete Haltestege 30 und am Übergreifungsrand 28 ausgebildete Hinterschnitte 31 auf. Haltestege 30 und Hinterschnitte 31 werden durch Relativverdrehung von Gehäusetopf 26 und Gehäuse-Oberteil 13 des Pumpengehäuses 11 miteinander in Eingriff gebracht, wobei mit zunehmender Relativverdrehung eine axiale Verschiebebewegung der beiden genannten Bauelemente einsetzt, die eine kraftschlüssige Pressung des zwischen Ringsteg 14 und Stirnende des Gehäuse-Oberteils 13 einliegenden Dichtungsrings 15 bewirkt.

Die Verdrehbewegung wird durch einen Anschlag 32 (Fig. 1 und 3) begrenzt, der an einem der Haltestege 30 ausgebildet ist und axial in die Verdrehbahn der Hinterschnitte 31 hineinragt. Die hergestellte Verrastung von Gehäusetopf 26 und Gehäuse-Oberteil 13 des Pumpengehäuses 11 ist durch eine Verdrehsicherung 33 gewährleistet (Fig. 1, 3 und 6). Die Verdrehsicherung 33 weist einen am Gehäuse-Oberteil 13 nach außen abstehenden, axial elastisch verformbaren Steg 34 auf, der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Haltestegen 30 so angeordnet ist, daß er beim Aufschieben des Gehäusetopfes 36 auf das Gehäuse-Oberteil 13 durch einen der Hinterschnitte 31 elastisch ausgelenkt wird. Ist dieser Hinterschnitt 31 vor den zugeordneten Haltesteg 30 gedreht, so federt der Steg 34 wieder zurück und legt sich an die in Umfangsrichtung weisende Stirnkante des Hinterschnitts 31, so daß ein Rückdrehen des Gehäusetopfs 26 verhindert wird. Eine Demontage vom Pumpengehäuse 11 und Gehäusetopf 26 kann durch eine gegensinnige, relative Drehbewegung nur dann erfolgen, wenn der elastische Steg 34 mit einem Hilfswerkzeug aus der Verdrehbahn der Hinterschnitte 31 ausgehoben wird.

Die Montage der Wasserpumpe wird wie folgt durchgeführt:

Auf die in Fig. 4 dargestellte Vormontageeinheit, bestehend aus dem Gehäuse-Unterteil 12, dem Elektromotor 21 mit Stator 22, Rotor und Abtriebswelle 20 wird der als O-Ring ausgebildete Dichtungsring 15 montiert, indem dieser auf den Mantel des Gehäuse-Unterteils 12 bis zur Anlage am Ringsteg 14 des Gehäuse-Unterteils 12 mit leichter Dehnung aufgeschoben wird. Wie die Schnittdarstellung in Fig. 5 zeigt, sind der Stator 22 und das Gehäuse-Unterteil 12 durch eine Nut/Feder-Verbindung 35 gegen Relativverdrehung zueinander gesichert. Diese Nut/Feder-Verbindung 35 dient gleichzeitig als Montagecodierung für die richtige Drehstellungszuordnung von Stator 22 und Gehäuse-Unterteil 12.

Über die Vormontageeinheit mit Dichtungsring 15 wird das Gehäuse-Oberteil 13 geschoben (Fig. 3). Das Gehäuse-Unterteil 12 und das Gehäuse-Oberteil 13 sind durch eine Nut/Feder-Verbindung 36 aneinander undrehbar festgelegt, die gleichzeitig als Montagecodierung für die richtige Positionierung von Gehäuse-Oberteil 13 und Gehäuse-Unterteil 12 beim Aufschieben dient. Von der Nut/Feder-Verbindung 36 ist in Fig. 4 lediglich die axial verlaufende Nut im Gehäuse-Unterteil 12 zu sehen.

Nach der Zusammensetzung des Pumpengehäuses 11 wird der Gehäusetopf 26 auf den Stator 22 aufgeschoben (Fig. 3), wobei der Übergreifungsrand 28 an der Topföffnung 261 den Ringsteg 14, den Dichtungsring 15 und das Gehäuse-Oberteil 13 zunehmend übergreift und die Hinterschnitte 31 am Übergreifungsrand 28 sich zwischen die Haltestege 30 auf dem Gehäuse-Oberteil 13 hindurchschieben. Dabei treten die Wicklungsanschlüsse 24, 25 der Statorwicklung 23 durch das Langloch 29 hindurch. Das Aufschieben des Gehäusetopfs 26 ist abgeschlossen, wenn der Gehäusetopf 27 und das Gehäuse-Unterteil 12 an der Abstützschulter 27 aneinanderstoßen. Nunmehr werden durch eine Drehbewegung des Gehäusetopfs 26 die Hinterschnitte 31 vor die Haltestege 30 gedreht, wobei die Drehbewegung durch den Anschlag 32 begrenzt wird. Nach der Drehbewegung des Gehäusetopfes 26 ist der Dichtungsring 15 axial komprimiert und dichtet zuverlässig sowohl das Pumpengehäuse 11 gegen Wasseraustritt als auch den Gehäusetopf 26 gegen Eindringen von Wasser ab. Schlägt ein Hinterschnitt 31 bei der Verdrehbewegung des Gehäusetopfs 26 an dem Anschlag 32 an, so ist die Drehbewegung des Gehäusetopfs 26 blockiert und der von einem Hinterschnitt 31 elastisch ausgelenkte Steg 34 der Verdrehsicherung 33 ist von dem Hinterschnitt 31 wieder freigegeben, so daß der Steg 34 in seine ursprüngliche Lage zurückfedert und durch Hintergreifen des Hinterschnitts 31 in Umfangsrichtung ein Rückdrehen des Gehäusetopfs 26 verhindert (Fig. 1 und 6).

Eine Bayonett-Verbindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Haltestege 30 und/oder die Hinterschnitte 31 eine in Drehrichtung zunehmende, axiale Tiefe aufweisen, um beim Verdrehen der beiden miteinander zu verbindenden Teile eine axiale Spannkraft und damit eine Anpreßkraft auf den Dichtungsring 15 zu erzeugen. Anstelle mit einer solchen Bayonett-Verbindung kann die Verrastung auch mit solchen Haltestegen und Hinterschnitten ausgeführt werden, die eine konstante axiale Breite oder Dicke aufweisen. In diesem Fall muß die axiale Zuordnung der Haltestege 30 am Gehäuse-Oberteil 13 und der Hinterschnitte 31 am Gehäusetopf 26 so vorgenommen werden, daß bei der Montage vor und während des Verdrehens von Gehäusetopf 26 und Pumpengehäuse 11 eine den Dichtungsring 15 zusammenpressende Druckkraft aufgebracht werden muß, damit sich die Hinterschnitte 31 am Gehäusetopf 26 vor die Haltestege 30 am Gehäuse-Oberteil 13 drehen lassen.