DE102014019609B4

DE102014019609B4 - Kühlmittelpumpe

Info

Publication number: DE102014019609B4
Application number: DE102014019609.7A
Authority: DE
Inventors: Stephan Steinke; Jens Oberänder; Franz Pawellek
Original assignee: Nidec GPM GmbH
Current assignee: Nidec GPM GmbH
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2034-12-31
Also published as: DE102014019609A1; WO2016107618A1

Abstract

Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore mit einem in einem Kurbelgehäuse (1) des Verbrennungsmotors angeordneten Lagergehäuse (2) mit einer im Lagergehäuse (2) in einem Gleitlager (3) drehbar gelagerten Pumpenwelle (4), und einem auf einem freien Ende der Pumpenwelle (4) drehfest angeordneten Flügelrad (5), mit einer Stützscheibe (6), einer Deckscheibe (7) und zwischen der Stützscheibe (6) und der Deckscheibe (7) angeordneten Flügeln (8), wobei am Flügelrad (5) einerseits eine Saugöffnung (9) angeordnet ist, die in einen der Saugöffnung (9) benachbarten Saugkanal (10) mündet, und andererseits ein Ausströmbereich (11) angeordnet ist, der in einen dem Ausströmbereich (11) benachbarten Spiralkanal (12) mündet, wobei auf dem dem Flügelrad (5) gegenüberliegenden freien Ende der Pumpenwelle (4) ein Antriebsrad (14) drehfest angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass zwischen der Stützscheibe (6) des Flügelrades (5) und dem Lagergehäuse (2) eine Labyrinthdichtung (15) angeordnet ist, und das Gleitlager (3) unmittelbar neben der Labyrinthdichtung (15) im Lagergehäuse (2) so angeordnet ist, dass antriebsradseitig dem Gleitlager (3) benachbart eine Spülkammer (16), und dieser ebenfalls wiederum antriebsradseitig benachbart ein Wellendichtring (17) angeordnet ist, und
- dass diese Spülkammer (16) einerseits mit dem Saugkanal (10), über auf einem Teilkreis (18) im Bereich des Saugkanals (10) in der Stützscheibe (6) angeordneten Durchlassbohrungen (19), welche in eine den Durchlassbohrungen (19) benachbarte, stirnseitig im Lagergehäuse (2) angeordnete Rücklaufringnut (20) münden, die mit der Spülkammer (16) über im Lagergehäuse (2) angeordnete Rücklaufbohrungen (21) verbunden ist, wobei die Spülkammer (16) gleichzeitig andererseits auch über im Lagergehäuse (2) angeordnete Zulaufbohrungen (22) direkt mit dem Spiralkanal (12) verbunden ist, und
- dass im Lagergehäuse (2), zwischen dem Lagergehäuse (2) und der Pumpenwelle (4), dem Wellendichtring (17) antriebsradseitig benachbart eine Wasserleckagekammer (23) angeordnet ist, die über Wasserleckagebohrungen (24) mit einem zwischen dem Lagergehäuse (2) und dem Kurbelgehäuse (1) angeordneten Leckagebehälter (25) verbunden ist, und
- dass flügelradseitig neben dem Antriebsrad (14) im Lagergehäuse (2) ein Wälzlager (26) angeordnet ist, und
- dass im Lagergehäuse (2), zwischen dem Lagergehäuse (2) und der Pumpenwelle (4), dem Wälzlager (26) flügelradseitig benachbart eine Ölleckagekammer (30) angeordnet ist, die über Ölleckagebohrungen (31) mit einem zwischen dem Lagergehäuse (2) und dem Kurbelgehäuse (1) angeordneten Leckagebehälter (25) verbunden ist, und
- dass im Lagergehäuse (2), zwischen der Wasserleckagekammer (23) und der Ölleckagekammer (30) ein von der Pumpenwelle (4) um einen Dichtspalt (32) beabstandeter Dichtkragen (33) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore in Kraftfahrzeugen, wie Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen mit einer Pumpenwelle und einem drehfest auf dem freien, strömungsseitigen Ende dieser Pumpenwelle angeordneten Flügelrad.
Im Stand der Technik sind neben Hochdruckkreiselpumpen zur Abgabe einer im wesentlichen konstanten Strömung bei sich ändernden Gegendruckverhältnissen, wie in der DE 30 02 503 A1 beschrieben, auch unterschiedliche Bauformen von Kühlmittelpumpen vorbeschrieben, wie beispielsweise Kühlmittelpumpen die am Motorgehäuse separat derart angeordnet sind, dass deren, dem Flügelrad gegenüberliegende Ende der Pumpenwelle das Motorgehäuse überragt.
An diesem das Motorgehäuse überragenden freien Ende sind Riemenscheiben angeordnet, über die das Flügelrad der Kühlmittelpumpe mittels Keil-, Poly-V- oder Zahnriemen mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist. Aus der US 4 828 455 A ist eine die wirksame Flügelradbreite variierende Bauform einer Wasserpumpe mit einer, in einem beidseitig abgedichteten mit einer Lebensdauerfettfüllung versehenen, mehrreihigen Wälzlager gelagerten Antriebswelle bekannt, bei der der Volumenstrom durch die Verschiebung eines mit dem Laufrad mitdrehenden, zur Verschiebung mit Flügelführungsschlitzen versehenen Schiebertopfes verändert wird, welcher mittels einer thermischen Verstelleinrichtung, in der Bauform eines in der Antriebswelle angeordneten, von einem druckfederbeaufschlagten Thermostat / Wachselement axial verschiebbaren Kolbens betätigt wird.
Aus der AT 513 770 A1 ist eine andere regelbare Radialpumpe, mit einer wiederum in einem Pumpenlager gelagerten Antriebswelle und einem den Ausströmbereich des Flügelrades variierend überdeckenden hebelbetätigten Ventilschieber bekannt.
In der DE 692 12 118 T2 ( EP 0 543 601 B1 ) wird zudem eine Pumpenbaugruppe für einen Verbrennungsmotor mit einem mehrteiligen Antriebsrotor vorgestellt, der mehrere Pumpenbauformen, wie beispielsweise eine Radialpumpe und eine Verdrängerpumpe, miteinander verbindet.
Zudem ist aus der DE 14 88 041 A eine, auf einem Wellenende einer hohl ausgeführten Läuferwelle einer elektrischen Maschine angeordnete Kühlmittelpumpe zur Kühlung der Wicklungen der elektrischen Maschine bekannt, bei der die Läuferwelle eine Zwischenwand aufweist und sowohl das angesaugte, wie auch das zurückgeführte Kühlmittel innerhalb der mit Rückführkanälen versehenen Hohlwelle transportiert. Zwischen dem Außenmantel der Läuferwelle und dem Kühlmittelpumpengehäuse ist eine doppelte Flüssigkeitsringdichtung angeordnet, deren Innenseite, wie auch deren Außenseiten von zwei unterschiedlichen Kühlmittelkreisläufen mit unterschiedlichen Arbeitsdrücken umspült wird.
Von der Anmelderin wurde in der DE 100 57 099 C2 eine Kühlmittelpumpe mit einer Riemenscheibe vorgestellt, bei der die Pumpenwelle im Bereich der Riemenscheibe in einem Wälzlager und im Bereich des Flügelrades in einem Gleitlager gelagert ist. Riemenscheibenseitig ist dem Gleitlager ein Wellendichtring benachbart, wobei zwischen dem Wellendichtring und dem Gleitlager eine Dichtungskammer angeordnet ist, die mittels einer Überströmbohrung mit dem Strömungsraum hinter dem Flügelrad verbunden ist.
Diese Überströmbohrung soll durch das Gleitlager hindurch einen „kleinen Kühlmittelkreislauf“ bewirken, der sowohl der Kühlung des Gleitlagers wie auch der Kühlung des Radialwellendichtringes dienen soll.
Die zwischen dem Wellendichtring und dem Gleitlager angeordnete Überströmkammer, welche mittels der Überströmbohrung mit dem Strömungsraum hinter dem Flügelrad verbunden ist bewirkt jedoch, da vor dem Gleitlager, d.h. am Eintritt in die Überströmbohrung, als auch am Ende des Gleitlagers die selben Druckverhältnisse / Arbeitsdrücke anliegen, dass diese Lösung sehr störanfällig auf Überhitzung, Partikelablagerungen und Lufteinschlüsse reagiert.
Aus der DE 10 2009 012 923 B3 wie auch der DE 10 2010 053 510 B4 sind von der Anmelderin vorbeschriebene Lösungen von Kühlmittelpumpen bekannt, bei der das Schaufelrad mechanisch, von einer Riemenscheibe, einem Zahnrad, einer Steckwelle o.ä. angetrieben wird.
In diesen Bauformen von Kühlmittelpumpen mit einem Halbaxialschaufelrad ist der Wellendichtring, neben dem Wälzlager der Riemenscheibe, saugseitig im Strömungsschatten angeordnet.
Aufgrund der saugseitigen Anordnung des Wellendichtringes im Strömungsschatten, kommt es nach längeren Betriebszeiten der Kühlmittelpumpe, zu einem verschleißbedingten Eintrag von Luft in das Kühlsystem.
Die Aufgabe der Erfindung ist es eine neuartig aufgebaute Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, zu entwickeln, die die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, sich insbesondere durch einen sehr hohen mechanischen Wirkungsgrad auszeichnet, das Gewicht der Kühlmittelpumpen, wie auch die Herstellungskosten der Kühlmittelpumpen wesentlich reduziert, und gleichzeitig bei hoher Lebensdauer und geringer Schmutzanfälligkeit eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet, dabei einfach und robust aufgebaut ist, fertigungstechnisch einfach herstellbar und einfach montierbar ist, und bei minimaler Pumpenantriebsleistung und niedrigen Motordrehzahlen eine hohe Kühlleistung gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore nach den Merkmalen des Hauptanspruches der Erfindung gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den zeichnerischen Darstellungen von zwei Bauformen der erfindungsgemäßen Lösung.
Diese Darstellungen zeigen in

1 : erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe in einer Basisvariante;
2 : die erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe nach 1 in einer zweiten, einer bevorzugten Bauform mit optimierter Wälzlagerschmierung.

Die erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore mit einem in einem Kurbelgehäuse 1 des Verbrennungsmotors angeordneten Lagergehäuse 2 mit einer im Lagergehäuse 2 in einem Gleitlager 3 drehbar gelagerten Pumpenwelle 4, und einem auf einem freien Ende der Pumpenwelle 4 drehfest angeordneten Flügelrad 5, mit einer Stützscheibe 6, einer Deckscheibe 7 und zwischen der Stützscheibe 6 und der Deckscheibe 7 angeordneten Flügeln 8, wobei am Flügelrad 5 einerseits eine Saugöffnung 9 angeordnet ist, die in einen der Saugöffnung 9 benachbarten Saugkanal 10 mündet, und andererseits ein Ausströmbereich 11 angeordnet ist, der in einen dem Ausströmbereich 11 benachbarten Spiralkanal 12 mündet, wobei auf dem dem Flügelrad 5 gegenüberliegenden freien Ende der Pumpenwelle 4 drehfest ein Antriebsrad 14 angeordnet ist, wobei das Antriebsrad 14 am Kurbelgehäuse 1 im Ölbereich 13 des Motors angeordnet, und nicht als Riemenscheibe ausgebildet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der Stützscheibe 6 des Flügelrades 5 und dem Lagergehäuse 2 eine Labyrinthdichtung 15 angeordnet ist, und das Gleitlager 3 unmittelbar neben der Labyrinthdichtung 15 im Lagergehäuse 2 so angeordnet ist, dass antriebsradseitig dem Gleitlager 3 benachbart eine Spülkammer 16, und dieser ebenfalls wiederum antriebsradseitig benachbart ein Wellendichtring 17 angeordnet ist, wobei diese Spülkammer 16 einerseits sowohl mit dem Saugkanal 10, über auf einem Teilkreis 18 im Bereich des Saugkanals 10 in der Stützscheibe 6 angeordnete Durchlassbohrungen 19, welche in eine den Durchlassbohrungen 19 benachbarte, stirnseitig im Lagergehäuse 2 angeordnete Rücklaufringnut 20 münden, wobei diese Rücklaufringnut 20 über im Lagergehäuse 2 angeordnete Rücklaufbohrungen 21 mit der Spülkammer 16 verbunden ist, und diese Spülkammer 16 zudem andererseits gleichzeitig auch direkt mit dem Spiralkanal 12, über im Lagergehäuse 2 angeordnete Zulaufbohrungen 22, verbunden ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Labyrinthdichtung 15 von einem sehr engen Spalt hinter dem Flügelrad 5 und einem umlaufenden Kragen am Außenrand des Flügelrades 5 gegenüber dem Lagergehäuse 2 gebildet. Diese Labyrinthdichtung 15 minimiert die rückseitige, d.h. die hinter dem Flügelrad 5 zwischen dem Ausströmbereich 11 und der Rücklaufringnut 20 stattfindende, Kurzschlussströmung.
Auf Grund der erfindungsgemäßen Verbindung der Spülkammer 16 einerseits mit dem Saugkanal 10 wie andererseits auch gleichzeitig mit dem Spiralkanal 12, bewirkt diese erfindungsgemäß angeordnete Labyrinthdichtung 15, dass in der Spülkammer 16 ein Druckgradient erzeugt wird, der sehr ähnlich dem zwischen der Saugöffnung 9 und dem Ausströmbereich 11 ist.
Durch eine definierte Auslegung der Rücklaufbohrungen 21 und der Zulaufbohrungen 22, in Verbindung mit der Dimensionierung des Arbeitsdichtspaltes zwischen der Stützscheibe 6 und der flügelradseitigen Stirnseite der Gleitlagerpaarung, des Gleitlagers 3, lässt sich infolge der erfindungsgemäßen Anordnung, konstruktiv in Verbindung mit der jeweiligen Pumpenauslegung und im Zusammenhang mit der jeweiligen Wellen- und Gleitlagerdimensionierung eine sehr genau definierte Durchspülung des Gleitlagers 3 bei optimaler Kühlung des Wellendichtringes 17 einstellen, wobei eine optimale Wasserführung, eine sichere Entlüftung, ein zuverlässiger Partikelabtransport und eine optimale Kühlung aller Baugruppen gewährleistet ist, und die gleichzeitig der Reduzierung der Reibungsverluste des Gleitlagers sowohl bei hohen wie auch bei niedrigen Drehzahlen dient, wodurch das Gleitlager robuster und langlebiger wird, und so neben einem optimalen Wirkungsgrad eine lange Lebensdauer bei hoher Zuverlässigkeit gewährleistet. Erfindungswesentlich ist auch, dass im Lagergehäuse 2, zwischen dem Lagergehäuse 2 und der Pumpenwelle 4, dem Wellendichtring 17 antriebsradseitig benachbart eine Wasserleckagekammer 23 angeordnet ist, die über Wasserleckagebohrungen 24 mit einem zwischen dem Lagergehäuse 2 und dem Kurbelgehäuse 1 angeordneten Leckagebehälter 25 verbunden ist. Wesentlich ist weiterhin, dass die Pumpenwelle 4 der erfindungsgemäßen Kühlmittelumpe von einem im Ölbereich am Kurbelgehäuse 1 des Motors angeordneten Antriebsrad 14, im vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Bauform des Zahnrades eines Zahnradtriebes angetrieben wird, wodurch die aus dem Einsatz eines Riemenantriebes zum Antrieb der Kühlmittelpumpe resultieren Nachteile, wie die im Wellendurchmesser groß zu dimensionierenden Pumpenwellen 4, mit den ebenfalls dementsprechend groß zu dimensionierenden Lagern, einschließlich den zwangsläufig damit verbundenen großen Gehäuseabmessungen beseitigt, und zudem gleichzeitig die Walkarbeitsverluste mit den daraus resultierenden Wirkungsgradverlusten deutlich reduziert werden können.
Diese erfindungsgemäße Anordnung eines Wälzlager 26, wie hier in der Bauform eines einreihigen Kugellagers neben dem erfindungsgemäß nicht als Riemenscheibe ausgebildeten Antriebsrad 14 im Lagergehäuse 2 bewirkt eine optimale Übertragung der Axialkräfte aus dem Antrieb und dem Flügelrad 5 in das Lagergehäuse 2, so dass infolge dieser erfindungsgemäßen Lagerung der Pumpenwelle 4, flügelradseitig in einem Gleitlager 3 und antriebsseitig in einem Wälzlager 26, die Pumpenwelle 4 auch in ihrem Wellendurchmesser wesentlich reduziert, beispielsweise an Stelle von bisher für die jeweilige Antriebsleistung erforderlichen 12 mm Wellendurchmesser auf einen nun erforderlichen Wellendurchmesser von 8 mm reduziert, werden kann.
Infolge dieser durch die erfindungsgemäße Anordnung möglichen Reduzierung des Wellendurchmessers erfolgt gleichzeitig auch eine Reduzierung der Reibungsverluste an den dynamischen Dichtstellen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde bei der Wahl des Wälzlagers auf eine Ausführungsform mit einer Lebensdauerfettfüllung verzichtet.
Da die erfindungsgemäße Anordnung des erfindungsgemäßen Wälzlagers im Ölbereich des Zahnradtriebes, eine kontinuierliche Schmierung bei flügelradseitiger Abdichtung des Lagers gewährleistet, und der Verzicht auf die Lebensdauerfettfüllung selbstverständlich auch die mit einer derartigen dynamischen Dichtstellen verursachten Reibungsverluste vermeidet, bewirkt die erfindungsgemäße Anordnung gleichzeitig, dass auch dadurch der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe nochmals verbessert/erhöht werden konnte.
Wesentlich ist daher, dass im Lagergehäuse 2, zwischen dem Lagergehäuse 2 und der Pumpenwelle 4, dem Wälzlager (26) flügelradseitig benachbart eine Ölleckagekammer 30 angeordnet ist, die über Ölleckagebohrungen 31 mit einem zwischen dem Lagergehäuse 2 und dem Kurbelgehäuse 1 angeordneten Leckagebehälter 25 verbunden ist, so dass die aus dem Ölnebel im Ölbereich 13 resultierenden, und durch die jeweilige Ausführungsform des Wälzlager 26 hindurchtretenden Ölleckagen in der Ölleckagekammer 30 aufgefangen und über die Ölleckagebohrungen 31 in den Leckagebehälter 25 eingeleitet werden.
Dadurch wird gewährleistet, dass eventuell auftretende Leckagen zuverlässig abgeleitet und „aufgefangen“ werden, unabhängig davon in welcher Drehlage die erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe montiert oder betrieben wird. Erfindungsgemäß ist in diesem Zusammenhang auch, dass im Lagergehäuse 2, zwischen der Wasserleckagekammer 23 und der Ölleckagekammer 30 ein von der Pumpenwelle 4 um einen Dichtspalt 32 beabstandeter Dichtkragen 33 angeordnet ist.
Der umlaufende Dichtkragen 33 hat dabei die Aufgabe den Kontakt von Ölleckagen mit dem wasserseitigen Wellendichtring 17 zu vermeiden. Vorteilhaft ist auch, wenn am Leckagebehälter 25 Überlaufbohrungen 38 und Belüftungsbohrungen 34 angeordnet sind.
Die Überlaufbohrungen 38 sind dabei so am Leckagebehälter 25 angeordnet, das selbst bei betriebsunüblicher Schwallleckage der Leckagepegel unterhalb der Lager bleibt um zusätzliche Beeinträchtigungen durch die auftretenden Leckagen zu vermeiden.
Die Belüftungsbohrungen 34 sind so am Leckagebehälter 35 angeordnet, dass eine gute Belüftung/Hinterlüftung des gesamten Leckagesystems gewährleistet ist, so dass jegliche Feuchtigkeiten und Dampfleckagen zuverlässig aus dem Leckagebehälter 25 entweichen können.
Kennzeichnend ist auch, dass zwischen dem Kurbelgehäuse 1 und dem Lagergehäuse 2 mehrere Dichtungen 37 in Form von in Dichtnuten angeordneten Dichtringen angeordnet sind, die Leckageströmungen zwischen den einzelnen Funktionsbaugruppen vermeiden.
Eine besonders optimale, und daher bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist in der 2 dargestellt.
Erfindungsgemäß ist in dieser, in der 2 dargestellten, Bauform, dass das Wälzlager 26 keine Lebensdauerfettfüllung und keine seitlichen Dichtscheiben aufweist, und dass die Ölleckagekammer 30 zudem so geteilt ist, dass flügelradseitig neben dem Wälzlager 26, zwischen dem Lagergehäuse 2 und der Pumpenwelle 4, ein in der Ölleckagekammer 30 separat abgetrennter Ölraum 27 angeordnet ist, wobei in den Ölraum 27 eine/mehrere im Lagergehäuse 2 angeordnete Öldruckzulaufbohrung/en 28 mündet/ münden, und flügelradseitig neben dem Ölraum 27, zwischen dem Lagergehäuse 2 und der Pumpenwelle 4, eine Wellendichtung 29 angeordnet ist, die den Ölraum 27 begrenzt, so dass in dieser Bauform die restliche Ölleckagekammer 30 antriebsradseitig von dieser Wellendichtung 29 begrenzt wird.
Der umlaufende Dichtkragen 33 hat bei der in der 2 dargestellten Bauform, neben der in Verbindung mit 1 bereits erläuterten Aufgabe, den Kontakt von Ölleckagen mit dem wasserseitigen Wellendichtring 17 zu vermeiden, hier ebenso die Aufgabe den Kontakt von Kühlmittelleckagen mit der ölseitigen Wellendichtung 29 zu vermeiden.
Erfindungsgemäß münden in den Ölraum 27 der, in der 2 dargestellten Ausführungsform, eine oder mehrere im Lagergehäuse 2 angeordnete Öldruckzulaufbohrungen 28, welche an die Ölgalerie, die Druckölversorgung, durch die Hauptölpumpe des Motors angeschlossen, und dabei so bemessen ist/sind, dass die zur Schmierung des Wälzlagers 26 und des Wellendichtringes 29 erforderliche Ölmenge stets optimal bereit gestellt wird. Die in der, in der 2 dargestellte, bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die Öldruckzulaufbohrung/en 28 in eine am Lagergehäuse 2 angeordnete Ölringnut 35 mündet/münden, welche eine im Kurbelgehäuse 1 angeordnete Ölversorgungsbohrung 36 zugeordnet gegenüberliegt, so dass eine drehlagenunabhängige Montage des Lagergehäuses 2 erfolgen kann und drehlagenunabhängig immer eine optimale Verbindung zwischen der Ölversorgungsbohrung 36 und der/den Öldruckzulaufbohrung/en 28 ohne jegliche Einschränkungen jederzeit gewährleistet ist.
Die erfindungsgemäße an die Ölgalerie, die Druckölversorgung, durch die Hauptölpumpe, des Motors angeschlossene Anordnung bewirkt nun gleichzeitig, dass das Wälzlager 26 kontinuierlich von Öl durchspült wird, und nicht wie bei Wälzlagern allgemein üblich mit einer „Lebensdauerfettfüllung“ gefüllt und diese Fettfüllung abgedichtet werden muss.
Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist es gelungen, eine neuartig aufgebaute, und speziell angeordnete Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore von Kraftfahrzeugen zu entwickeln, die sich durch einen sehr hohen mechanischen Wirkungsgrad auszeichnet, das Gewicht der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpen, wie auch deren Herstellungskosten wesentlich reduziert, und gleichzeitig den Durchmesser der Pumpenwelle infolge der erfindungsgemäßen optimalen Lagerung nochmals deutlich minimiert, dabei eine hohe Zuverlässigkeit, bei hoher Lebensdauer und geringer Schmutzanfälligkeit gewährleistet, zudem einfach und robust aufgebaut ist, gleichzeitig fertigungstechnisch einfach herstellbar, und auch einfach montierbar ist, so dass bei minimaler Pumpenantriebsleistung und niedrigen Motordrehzahlen stets eine hohe Kühlleistung gewährleistet ist.
Bezugszeichenliste

1: Kurbelgehäuse
2: Lagergehäuse
3: Gleitlager
4: Pumpenwelle
5: Flügelrad
6: Stützscheibe
7: Deckscheibe
8: Flügel
9: Saugöffnung
10: Saugkanal
11: Ausströmbereich
12: Spiralkanal
13: Ölbereich
14: Antriebsrad
15: Labyrinthdichtung
16: Spülkammer
17: Wellendichtring
18: Teilkreis
19: Durchlassbohrung
20: Rücklaufringnut
21: Rücklaufbohrung
22: Zulaufbohrung
23: Wasserleckagekammer
24: Wasserleckagebohrung
25: Leckagebehälter
26: Wälzlager
27: Ölraum
28: Öldruckzulaufbohrung
29: Wellendichtung
30: Ölleckagekammer
31: Ölleckagebohrung
32: Dichtspalt
33: Dichtkragen
34: Belüftungsbohrung
35: Ölringnut
36: Ölversorgungsbohrung
37: Dichtung
38: Überlaufbohrung

Claims

Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore mit einem in einem Kurbelgehäuse (1) des Verbrennungsmotors angeordneten Lagergehäuse (2) mit einer im Lagergehäuse (2) in einem Gleitlager (3) drehbar gelagerten Pumpenwelle (4), und einem auf einem freien Ende der Pumpenwelle (4) drehfest angeordneten Flügelrad (5), mit einer Stützscheibe (6), einer Deckscheibe (7) und zwischen der Stützscheibe (6) und der Deckscheibe (7) angeordneten Flügeln (8), wobei am Flügelrad (5) einerseits eine Saugöffnung (9) angeordnet ist, die in einen der Saugöffnung (9) benachbarten Saugkanal (10) mündet, und andererseits ein Ausströmbereich (11) angeordnet ist, der in einen dem Ausströmbereich (11) benachbarten Spiralkanal (12) mündet, wobei auf dem dem Flügelrad (5) gegenüberliegenden freien Ende der Pumpenwelle (4) ein Antriebsrad (14) drehfest angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, - dass zwischen der Stützscheibe (6) des Flügelrades (5) und dem Lagergehäuse (2) eine Labyrinthdichtung (15) angeordnet ist, und das Gleitlager (3) unmittelbar neben der Labyrinthdichtung (15) im Lagergehäuse (2) so angeordnet ist, dass antriebsradseitig dem Gleitlager (3) benachbart eine Spülkammer (16), und dieser ebenfalls wiederum antriebsradseitig benachbart ein Wellendichtring (17) angeordnet ist, und - dass diese Spülkammer (16) einerseits mit dem Saugkanal (10), über auf einem Teilkreis (18) im Bereich des Saugkanals (10) in der Stützscheibe (6) angeordneten Durchlassbohrungen (19), welche in eine den Durchlassbohrungen (19) benachbarte, stirnseitig im Lagergehäuse (2) angeordnete Rücklaufringnut (20) münden, die mit der Spülkammer (16) über im Lagergehäuse (2) angeordnete Rücklaufbohrungen (21) verbunden ist, wobei die Spülkammer (16) gleichzeitig andererseits auch über im Lagergehäuse (2) angeordnete Zulaufbohrungen (22) direkt mit dem Spiralkanal (12) verbunden ist, und - dass im Lagergehäuse (2), zwischen dem Lagergehäuse (2) und der Pumpenwelle (4), dem Wellendichtring (17) antriebsradseitig benachbart eine Wasserleckagekammer (23) angeordnet ist, die über Wasserleckagebohrungen (24) mit einem zwischen dem Lagergehäuse (2) und dem Kurbelgehäuse (1) angeordneten Leckagebehälter (25) verbunden ist, und - dass flügelradseitig neben dem Antriebsrad (14) im Lagergehäuse (2) ein Wälzlager (26) angeordnet ist, und - dass im Lagergehäuse (2), zwischen dem Lagergehäuse (2) und der Pumpenwelle (4), dem Wälzlager (26) flügelradseitig benachbart eine Ölleckagekammer (30) angeordnet ist, die über Ölleckagebohrungen (31) mit einem zwischen dem Lagergehäuse (2) und dem Kurbelgehäuse (1) angeordneten Leckagebehälter (25) verbunden ist, und - dass im Lagergehäuse (2), zwischen der Wasserleckagekammer (23) und der Ölleckagekammer (30) ein von der Pumpenwelle (4) um einen Dichtspalt (32) beabstandeter Dichtkragen (33) angeordnet ist.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass flügelradseitig neben dem Wälzlager (26) zwischen dem Lagergehäuse (2) und der Pumpenwelle (4) ein Ölraum (27) angeordnet ist, wobei in den Ölraum (27) eine/mehrere im Lagergehäuse (2) angeordnete Öldruckzulaufbohrung/en (28) mündet/ münden, und flügelradseitig neben dem Ölraum (27), zwischen dem Lagergehäuse (2) und der Pumpenwelle (4), eine Wellendichtung (29) angeordnet ist, die den Ölraum (27) begrenzt, so dass in dieser Bauform die Ölleckagekammer (30) antriebsradseitig von der Wellendichtung (29) begrenzt wird, wobei die Öldruckzulaufbohrung/en (28) im Kurbelgehäuse (1) an die Ölgalerie, die Druckölversorgung, durch die Hauptölpumpe des Motors angeschlossen und dabei so bemessen ist/sind, das die zur Schmierung des Wälzlagers (26) und des Wellendichtringes (29) erforderliche optimale Ölmenge bereit gestellt wird.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öldruckzulaufbohrung/en (28) in eine am Lagergehäuse (2) angeordnete Ölringnut (35) mündet/münden, der eine im Kurbelgehäuse (1) angeordnete Ölversorgungsbohrung (36) zugeordnet gegenüberliegt.
Kühlmittelpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Leckagebehälter (25) Überlaufbohrungen (38) und/oder Belüftungsbohrungen (34) angeordnet sind.
Kühlmittelpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kurbelgehäuse (1) und dem Lagergehäuse (2) mehrere Dichtungen (37) in Form von in Dichtnuten angeordneten Dichtringen angeordnet sind.