Kühlwasserpumpe

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlwasserpumpe gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

[0002] Bei der Konstruktion von Kühlwasserpumpen für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, ist eine Reihe von Randbedingungen zu beachten. Eine solche Kühlwasserpumpe muss in ihrem Aufbau einfach sein, kostengünstig herstellbar sein und ausreichend robust sein, um ohne jegliche Wartung die Lebensdauer des Motors zu erreichen. Ein weiteres wesentliches Kriterium bei der Konstruktion von Kühlwasserpumpen ist der geringe zur Verfügung stehende Bauraum in modernen Kraftfahrzeugen. Bei bestimmten Motoren ergibt sich zusätzlich das Problem, dass bereits bei relativ niedrigen Drehzahlen hohe Fördermengen zur Verfügung gestellt werden müssen. Weiters soll der Wirkungsgrad möglichst groß sein, um den Kraftstoffverbrauch zu senken.

[0003] Üblicherweise werden Kühlwasserpumpen als Radialkreiselpumpen ausgeführt, deren Abmessungen entsprechend der zur fördernden Volumina ausgelegt sind. Insbesondere dann, wenn der Außendurchmesser der Pumpe limitiert ist, können sich jedoch erhebliche konstruktive Probleme auftun.

[0004] Aus der DE 725 762 C ist eine Kühlwasserpumpe für eine Brennkraftmaschine bekannt, die dreistufig ausgebildet ist. Dabei ist eine radiale Einströmung und ein radiales Abströmen des Kühlwassers vorgesehen. Eine Pumpe einer solchen Bauart benötigt einen relativ großen Bauraum und ist daher in vielen Fällen nicht anwendbar. Ähnliches gilt für eine Pumpe, wie sie etwa in der US 1 370 823 A offenbart ist.

[0005] Aus der US 3,385,225 A ist eine Pumpe bekannt, bei dem das motorseitige Lager in das Abströmgehäuse integriert ist. Eine kompakte Ausführung ist bei einer solchen Pumpe nicht erreichbar, da die Wärmeabfuhr aus dem Bereich des Lagers konstruktive Grenzen setzt.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlwasserpumpe für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die bereits bei relativ geringen Drehzahlen eine hohe Fördermenge und Förderhöhe aufweist. Insbesondere soll der Außendurchmesser der Pumpe möglichst gering sein, und es soll eine effiziente Wärmeabfuhr aus dem Lager gewährleistet sein.

[0007] Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Die Kühlwasserdurchströmung erfolgt dabei im Wesentlichen in Axialrichtung, obgleich die Pumpenlaufräder eine radial nach außen gerichtete Strömungskomponente aufweisen. Durch die vorzugsweise vorgesehenen Leitschaufeln wird der Kühlwasserstrom jeweils radial nach innen gerichtet, um das darauffolgende Laufrad optimal anströmen zu können. Ein besonders günstiger konstruktiver Aufbau der Kühlwasserpumpe ist dann gegeben, wenn die Pumpe dreistufig ausgeführt ist, und wenn zwischen dem Zuströmgehäuse und dem Abströmgehäuse zwei Zwischengehäuse vorgesehen sind. Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn Leitschaufeln vorgesehen sind, die fest mit den Zwischengehäusen verbunden sind.

[0008] In einer besonders begünstigten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Rotor einen fliegend gelagerten Wellenstummel aufweist, auf dem die Laufräder befestigt sind. Die Konstruktion ist in diesem Fall besonders einfach und robust.

[0009] Die erfindungsgemäße Kühlwasserpumpe kann bevorzugt direkt an den Motorblock oder den Zylinderkopf der Brennkraftmaschinen angeflanscht werden, wenn der Lagerteil eine Flanschfläche aufweist, die parallel zur Achse der Kühlwasserpumpe ist, und dass die Ausströmöffnung in der Flanschfläche ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich eine besonders platzsparende und sichere Ausführung, da die Anzahl der Dichtflächen und Verbindungsteile minimiert ist. Die Herstellungskosten können weiters dadurch verringert werden, dass die Laufräder als Gleichteile ausgebildet sind.

[0010] In der Folge wird die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine axonometrische Außenansicht einer erfindungsgemäßen Kühlwasserpumpe,

Fig. 2

eine axonometrische Ansicht der Kühlwasserpumpe schräg von unten,

Fig. 3

einen Längsschnitt der Kühlwasserpumpe und

Fig. 4

einen Schnitt nach Linie IV - IV in Fig. 3.

[0011] Die erfindungsgemäße Kühlwasserpumpe besteht aus einem Lagerteil 1, der gleichzeitig als Abströmgehäuse ausgebildet ist, einem Zuströmgehäuse 2 und zwei Zwischengehäusen 3 und 4, die zwischen dem Lagerteil 1 und dem Zuströmgehäuse 2 angeordnet sind. Eine Vielzahl von Schrauben 5 dient zur Verbindung der oben beschriebenen Bauteile.

[0012] In der Fig. 3 ist der Aufbau der Kühlwasserpumpe detailliert ersichtlich. Der allgemein mit 6 bezeichnete Rotor der Kühlwasserpumpe besteht aus einem Antriebsflansch 7, der an seinem äußeren Umfang eine Verzahnung 7a zur Übertragung des Antriebsmoments aufweist, einem Lagerzapfen 8, der in dem Lagerteil 1 gelagert ist, und einem vorstehenden Wellenstummel 9. Auf dem Wellenstummel 9 sind in gleichen Axialabständen drei baugleiche Pumpenlaufräder 10a, 10b und 10c aufgekeilt. Zwischen den Laufrädern 10a und 10b sind feststehende Leitschaufeln 11a angeordnet, die fest mit dem Zwischengehäuse 3 verbunden sind. In gleicher Weise sind mit dem Zwischengehäuse 4 Leitschaufeln 11b verbunden, die zwischen den Laufrädern 10b und 10c angeordnet sind. In dem Lagerteil 1 ist eine Austrittsschnecke 12 für das geförderte Kühlwasser vorgesehen, die in Öffnungen 13a, 13b mündet, die an einer Flanschfläche 14 im Lagerteil 1 ausgebildet sind. Die Flanschfläche 14 ist dabei parallel zur Achse 15 der Pumpe. Eine Gleitringdichtung 16 verhindert das Eindringen von Kühlwasser in das Lager 8. Der Innendurchmesser d des Ansaugstutzens 17 beträgt etwa 45% des Außendurchmessers D der Pumpe. Die Laufräder 10a, 10b und 10c und die Leitschaufeln 11a und 11b sind jeweils dreidimensional gekrümmt ausgeführt. Durch die weitgehende Ausbildung der Bauteile als Gleichteile (Zwischengehäuse 3 und 4, Laufräder 10a, 10b, 10c und Leitschaufeln 11a, 11b) können die Herstellungskosten sehr gering gehalten werden.

[0013] Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine Kühlwasserpumpe großer Förderleistung mit kleinen Außenabmessungen herzustellen.

Ansprüche

1. Kühlwasserpumpe für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einem Lagerteil (1), der ein Lager (8) aufweist, in dem ein Rotor (6) mit mindestens zwei Laufrädern (10a, 10b, 10c) gelagert ist, und mit Strömungsleitgehäusen, nämlich einem Zuströmgehäuse (2) und einem Abströmgehäuse (1), das mit dem Lagerteil (1) integriert ausgeführt ist und eine Austrittsschnecke (12) für das geförderte Kühlwasser aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerteil (1) zur Befestigung der Kühlwasserpumpe dient und dass die Austrittsschnecke (12) das Lager (8) zumindest teilweise umgibt.

2. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen zwei Laufrädern (10a, 10b, 10c) feststehende Leitschaufeln (11a, 11b) vorgesehen sind.

3. Kühlwasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe dreistufig ausgeführt ist, und dass zwischen dem Zuströmgehäuse (2) und dem Abströmgehäuse (1) zwei Zwischengehäuse (3, 4) vorgesehen sind.

4. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Leitschaufeln (11a, 11b) vorgesehen sind, die fest mit den Zwischengehäusen (3, 4) verbunden sind.

5. Kühlwasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6) einen fliegend gelagerten Wellenstummel (9) aufweist, auf dem die Laufräder (10a, 10b, 10c) befestigt sind.

6. Kühlwasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerteil (1) eine Flanschfläche (14) aufweist, die parallel zur Achse (15) der Kühlwasserpumpe ist, und dass die Ausströmöffnung (13a, 13b) in der Flanschfläche (14) ausgebildet ist.

7. Kühlwasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufräder (10a, 10b, 10c) als Gleichteile ausgebildet sind.

8. Kühlwasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Ansaugöffnung zwischen 40% und 60% des Außendurchmessers der Kühlwasserpumpe beträgt.

Claims

1. A cooling water pump for an IC-engine with an outflow housing (1) comprising a bearing (8) in with a rotor (6) with at least two impellers (10a, 10b, 10c) is held and with flow guide housings, namely an inflow housing (2) and an outflow housing (1) which is arranged integrally with the bearing element (1) and which comprises a spiral outflow casing (12) for the pumped cooling water, characterised in that the bearing element (1) is used for fastening the cooling water pump and that the spiral outflow casing (12) at least partially encompasses the bearing (8).

2. A cooling water pump in accordance with claim 1, characterised in that fixed guide blades (11a, 11b) are provided between two impellers (10a, 10b, 10c) each.

3. A cooling water pump in accordance with one of the claims 1 or 2, characterised in that the pump is provided with a three-stage arrangement and that two intermediate housings (3, 4) are provided between the inflow housing (2) and the outflow housing (1).

4. A cooling water pump in accordance with claim 3, characterised in that guide blades (11a, 11b) are provided which are fixedly connected with the intermediate housings (3, 4).

5. A cooling water pump in accordance with one of the claims 1 to 4, characterised in that the rotor (6) is provided with a shaft stub (9) which is held in an overhung manner and to which the impellers (10a, 10b, 10c) are fastened.

6. A cooling water pump in accordance with one of the claims 1 to 5, characterised in that the bearing element (1) is provided with a flange surface (14) which is parallel to the axis (15) of the cooling water pump and the outflow opening (13a, 13b) is formed in the flange surface (14).

7. A cooling water pump in accordance with one of the claims 1 to 6, characterised in that the impellers (10a, 10b, 10c) are arranged as identical parts.

8. A cooling water pump in accordance with one of the claims 1 to 7, characterised in that the interior diameter of the suction opening is between 40% and 60% of the outside diameter of the cooling water pump.

Revendications

1. Pompe à eau de refroidissement pour un moteur à combustion interne comprenant un élément de roulement (1), qui présente un palier (8) dans lequel un rotor (6) est disposé avec au moins deux roues de guidage (10a, 10b, 10c), et comprenant des boîtiers dirigeant l'écoulement, à savoir un boîtier d'amenée de flux (2) et un boîtier de sortie de flux (1) intégré à l'élément de roulement (1) et qui présente une vis sans fin de sortie (12) pour l'eau de refroidissement nécessaire,
caractérisée en ce que
l'élément de roulement (1) sert à fixer la pompe à eau de refroidissement et la vis sans fin de sortie (12) entoure au moins partiellement le palier (8).

2. Pompe à eau de refroidissement selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
des aubes directrices (11a, 11b) fixes sont prévues respectivement entre deux roues de guidage (10a, 10b, 10c).

3. Pompe à eau de refroidissement selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisée en ce que
la pompe est configurée à trois étages, et
entre le boîtier d'amenée de flux (2) et le boîtier de sortie de flux (1), deux boîtiers intermédiaires (3, 4) sont prévus.

4. Pompe à eau de refroidissement selon la revendication 3,
caractérisée en ce que
des aubes directrices (11a, 11b) sont solidaires des boîtiers intermédiaires (3, 4).

5. Pompe à eau de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisée en ce que
le rotor (6) présente un bout d'arbre d'entraînement (9) en porte-à-faux, sur lequel sont fixées les roues de guidage (10a, 10b, 10c).

6. Pompe à eau de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisée en ce que
l'élément de roulement (1) présente une surface de flasque (14) qui est parallèle à l'axe (15) de la pompe à eau de refroidissement, et l'orifice de refoulement (13a, 13b) est configuré dans la surface de flasque (14).

7. Pompe à eau de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisée en ce que
les roues de guidage (10a, 10b, 10c) sont configurées comme des éléments identiques.

8. Pompe à eau de refroidissement selon l'une des revendications 1 à 7,
caractérisée en ce que
le diamètre intérieur de l'orifice d'aspiration est compris entre 40 % et 60 % du diamètre extérieur de la pompe à eau de refroidissement.

Zeichnung