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Die Erfindung geht aus von einer Flüssigkeitspumpe, insbesondere einer Kühlmittelpumpe nach Gattung des unabhängigen Anspruches.
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Stand der Technik
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In der
DE 10 2009 028 310 A1 wird eine Flüssigkeitspumpe beschrieben, die in einem topfförmigen Pumpengehäuse einen Lagerbolzen aufweist, auf dem ein Flügelrad mit einer Gleitlagerbuchse drehbar gelagert ist. Bei derartigen Flüssigkeitspumpen ist auf einen festen Sitz der drehenden Wellen im Pumpengehäuse zu achten. Während des Pumpenbetriebs entsteht im Pumpengehäuse ein Druckgefälle, das auf die rotierende Welle, welche Träger des Pumpenrades ist, wirkt. Daher muss die Welle axial abgestützt werden. Zugleich ist auf eine möglichst hindernisfreie Strömung der zu fördernden Flüssigkeit durch das Pumpengehäuse zu achten.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Flüssigkeitspumpe, insbesondere einer Kühlmittelpumpe, mit einem Pumpengehäuse und einer im Pumpengehäuse drehbar gelagerte Pumpenwelle, wobei die Pumpenwelle als Träger eines Pumpenrades ausgebildet ist und einer Lagerstelle des Pumpenrades, welche ein Anschlagselement und einen oder mehrere vom Anschlagselement abragende Haltestege aufweist, wobei wenigstens ein Haltesteg an einem Gehäuseteil des Pumpengehäuses angebunden ist und wobei der wenigstens eine Haltesteg im Durchströmungsbereich der Flüssigkeitspumpe angeordnet ist. Es wird vorgeschlagen, dass der wenigstens eine Haltesteg um seine Längsachse spiralförmig gewunden ausgebildet ist.
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Die erfindungsgemäße Flüssigkeitspumpe mit den Merkmalen des Hauptanspruches hat den Vorteil, dass durch die Verdrillung beziehungsweise die spiralförmige Windung des Haltestegs um die Längsachse der Strömungswiderstand der zunächst axial einströmenden Flüssigkeit, welche am Pumpenrad in Rotation versetzt wird, erheblich reduziert werden kann. Darüber hinaus kann durch die spiralförmige Windung des Haltesteges die Ausbildung eines Dralls unterstützt werden, unter welchem die axial herangeführte Flüssigkeit in Radialrichtung umgelenkt wird, wodurch die Flüssigkeit verlust- beziehungsweise reibungsärmer in das Pumpenrad des Rotors einströmen kann. Auf diese Weise kann die hydraulische Leistung der Flüssigkeitspumpe in vorteilhafter Weise verbessert werden. Überdies lässt sich eine einstückige Ausgestaltung des Gehäuseteils und der Lagerstelle besonders einfach und kostengünstig herstellen.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen gegebenen Merkmale.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gehäuseteil und die Lagerstelle einstückig ausgebildet sind. Eine solche einstückige Ausgestaltung des Gehäuseteils und der Lagerstelle lässt sich insbesondere durch eine Herstellung mittels Kunststoff-Spritzgussverfahren herstellen. Die Lagerstelle wird dabei über das Gehäuseteil in einem Verfahrensschritt mit angespritzt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Haltesteg eine dreidimensional gekrümmte Strömungskontur aufweist, wobei der Haltesteg eine Windung um die Längsachse um zwischen 45° und 90° aufweist. Im Fall von mehreren Haltestegen können diese gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung jeweils gleich oder gleichartig aufgebaut sein. Im Fall einer dreidimensional gekrümmten Strömungskontur der Haltestege weisen diese beispielsweise nach Art einer Wendel oder Spirale eine Krümmung um die Längsachse auf, wobei gegebenenfalls zusätzlich eine Krümmung in Radialrichtung und alternativ hierzu oder zusätzlich in Tangentialrichtung aufgeprägt sein kann. Besonders bevorzugter Weise weist der Haltesteg eine Windung um zwischen 60° und 80° auf. Eine solche Windung ermöglicht es in vorteilhafter Weise den Strömungswiderstand der axial einströmenden Flüssigkeit erheblich zu reduzieren und gleichzeitig die Ausbildung des Dralls optimal zu unterstützen.
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Zur optimalen Drallunterstützung kann es insbesondere vorgesehen sein, dass das Anschlagselement im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist und sich der wenigstens eine Haltesteg im Bereich des Anschlagelementes mit seiner Querschnitts-Längserstreckung im Wesentlichen in Tangentialrichtung des Anschlagelementes erstreckt. Besonders bevorzugt weist dabei der wenigstens Haltesteg einen strömungsoptimierten Querschnitt auf. Ein solcher, strömungsoptimierter Querschnitt kann beispielsweise durch einen im Wesentlichen tragprofilähnlichen Querschnitt ausgebildet sein. Ein solcher, tragprofilähnlicher Querschnitt, kann in vorteilhafter Weise gehäuseteilseitig eine strömungsoptimierte Trennung des Flüssigkeitsstromes in zwei Teilströme erzeugen.
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Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Pumpenwelle drehfest mit dem Anschlagselement verbunden ist und das Pumpenrad mittels einer Lagerung drehbar auf der Pumpenwelle gelagert ist. Eine solche Lagerung kann in vorteilhafter Weise durch ein als Gleitlager ausgebildetes Lager bereitgestellt werden. In einer besonders einfachen und kostengünstigen Ausführungsform der Erfindung bildet der Rotor beziehungsweise der Mitnehmer zwischen Rotor und Pumpenrad selbst ein solches Gleitlager. Insbesondere wenn dar aus einem aushärtbaren Medium ausgebildete Mitnehmer Zusatzstoffe enthält, welche die Gleiteigenschaften des Gleitlagers verbessern, kann auf diese Weise ein verschleißreduziertes, kostengünstiges Gleitlager realisiert werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Gleitlager als zusätzliches Bauteil während dem Spritzprozess mit angespritzt wird oder in einem zusätzlichen Fügeschritt eingebracht wird. Gegenüber einstückig als Teil des Mitnehmers gebildeten Gleitlagern weist ein solches als zusätzliches Bauteil eingebrachtes Gleitlager den Vorteil auf, dass es aus einem abweichenden Material gefertigt werden kann, welches optimal auf seine Funktion abgestimmt werden kann.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht überdies vor, dass der wenigstens eine Haltesteg im Bereich des Randes des Anschlagelementes angeordnet ist und in Radialrichtung weniger als die Hälfte des Radius des Anschlagelementes übergreift, insbesondere weniger als ein Drittel des Radius des Anschlagelementes übergreift. Eine solche randseitige Anordnung der Haltestege führen zu einem vergrößerten, mittig angeordneten, freien Durchströmungsbereich, welcher als Drallbereich bezeichnet wird. Durch die Vergrößerung des Drallbereiches kann sich der Drall der Flüssigkeit optimiert ausbilden, wodurch der Wirkungsgrad der Flüssigkeitspumpe in vorteilhafter Weise erhöht werden kann.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuseteil, an welchem der wenigstens eine Haltesteg angebunden ausgebildet ist, ein Saugstutzen des Pumpengehäuses ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass am Anschlagselement gleichmäßig über den Umfang verteilt wenigstens drei Haltestege angeordnet sind. Mindestens drei Haltestege vorzusehen, welche gleichmäßig verteilt angeordnet sind, hat den Vorteil, dass eine gleichmäßige Krafteinleitung über die Haltestege ins Pumpengehäuse erfolgen kann und damit einhergehend eine wirkungsvolle axiale Abstützung der Pumpenwelle gegeben ist. Selbstverständlich ist es jedoch auch denkbar, dass lediglich ein Haltesteg oder eine beliebige Vielzahl an Haltestegen vorgesehen sein kann, insofern diese dazu geeignet sind eine ausreichende Axialabstützung für die Lagerung beziehungsweise das Pumpenrad bereitzustellen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es ferner vorgesehen, dass die Flüssigkeitspumpe eine Anlaufscheibe aufweist, welche im Bereich des Anschlagselementes angeordnet ist und dazu ausgebildet ist das Pumpenrad in Axialrichtung abzustützen. Durch die Abstützung des sich im Betrieb der Flüssigkeitspumpe drehenden Pumpenrades kann in vorteilhafter Weise durch die Optimierung der Materialpaarung zwischen Pumpenrad und Anlaufscheibe der Wirkungsgrad erhöht werden und gleichzeitig eine undefinierte Abnutzung des Anschlagselementes verhindert werden. Zu diesem Zweck sind Anlaufscheiben in vorteilhafter Weise aus einem Edelstahl ausgebildet, wodurch die Reibung minimiert und die Haltbarkeit der Anlaufscheibe erhöht werden kann. Darüber hinaus ist Edelstahl in besonders bevorzugter Weise resistent gegenüber Einflüssen, welche beispielsweise durch den Kontakt mit der Flüssigkeit auftreten können. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Anlaufscheibe zumindest eine Befestigungslasche zur drehfesten Verbindung mit dem Anschlagselement aufweist. Die Ausbildung einer solchen Befestigungslasche an der Anlaufscheibe ermöglicht eine einfache, drehfeste Befestigung der Anlaufscheibe am Anschlagselement. Es ist somit eine einfache und kostengünstige Herstellung der Flüssigkeitspumpe ermöglicht.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Anschlagselement wenigstens eine Aussparung aufweist in welche im montierten Zustand die wenigstens eine Befestigungslasche der Anlaufscheibe eingreift. Durch das Eingreifen der Befestigungslasche in einer solchen Aussparung kann in besonders vorteilhafter Weise eine Drehsicherung der Anlaufscheibe bereitgestellt werden, sodass bei einer schleifenden Kontaktierung des Rotors beziehungsweise des Pumpenrades des Rotors die Anlaufscheibe nicht mitrotiert. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einer Ausnehmung insbesondere eine im Anschlagselement eingelassene Durchgangsöffnung verstanden werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Aussparung als randseitig Offene Ausnehmung ausgebildet ist, in welche die Befestigungslaschen lediglich eingebogen werden. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass die Aussparungen als einseitig offene Taschen im Anschlagselement ausgebildet sind.
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Vorteilhafterweise weist die Befestigungslasche ferner ein freies Ende auf, welches innerhalb des Anschlagselementes angeordnet ist. Eine solche vollständige Anordnung der Befestigungslasche innerhalb des Anschlagselementes verhindert eine Störung der Ausbildung des Fluidstromes durch ein Hineinragen der freien Enden in den Durchströmungsbereich. Gemäß einer besonders strömungsoptimierten Ausführungsform greifen dabei die Biegelaschen in einseitig offene Taschen des Anschlagselementes, sodass die strömungsseitige Fläche des Anschlagselementes kerbfrei ausgebildet ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das Anschlagselement ausschließlich über den oder die Haltestege am Pumpengehäuse fixiert. Auf zusätzliche Fixierungs- oder Befestigungsmaßnahmen des Anschlagselementes kann entsprechend verzichtet werden.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpe
- 2 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpe
- 3 eine vergrößerte Darstellung eines ersten Ausschnittes einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpe,
- 4 eine vergrößerte Darstellung eines zweiten Ausschnittes einer erfindungsmäßen Flüssigkeitspumpe,
- 5 eine Draufsicht auf die Lagerstelle aus Sicht des Einlasses des Saugstutzens.
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Beschreibung
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In 1 ist beispielhaft eine Flüssigkeitspumpe 10 dargestellt, welche beispielsweise als Wasserpumpeneinrichtung in einem Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden kann. Als Zusatzwasserpumpe kann die Flüssigkeitspumpe 10 ferner zur Kühlung einer Ladeluft, einer Batterie eines Steuergerätes oder anderer Komponenten des Kraftfahrzeugs dienen. Es wird darauf hingewiesen, dass Flüssigkeitspumpe 10 1 nur schematisch dargestellt ist, da Aufbau und Funktionalität einer solchen Flüssigkeitspumpe hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt sind, sodass hier zwecks Knappheit und Einfachheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung der Flüssigkeitspumpe, insbesondere des elektrischen Antriebes 12 einer solchen Flüssigkeitspumpe 10 verzichtet wird.
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Die Flüssigkeitspumpe 10 weist ein Pumpengehäuse 14 auf, welches vorteilhaft im Kunststoff-Spritzgießverfahren hergestellt werden kann. Im Pumpengehäuse 14 ist ein als Flügelrad ausgebildetes Pumpenrad 16 angeordnet und dort drehbar gelagert. Das Pumpenrad 16 weist insbesondere Flügel, Schaufeln oder Elemente auf, welche die einströmende Flüssigkeit in Richtung des Ausgangs der Flüssigkeitspumpe 10 fördern. Das Pumpengehäuse 14 weist einen Saugstutzen 18 und einen Druckstutzen 20 auf. Die Flüssigkeit wird über einen Saugstutzen 18 des Pumpengehäuses 14 eingeleitet, trifft auf das Pumpenrad 16 und wird von diesem in Richtung des Druckstutzens 20 geleitet, über welchen die Flüssigkeit aus der Flüssigkeitspumpe 10 austritt. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verläuft der Saugstutzen 18 koaxial zu der Axialrichtung des elektrischen Antriebes 12, wohingegen der Druckstutzen 20 radial oder quer zur Axialrichtung des elektrischen Antriebes 12 der Flüssigkeitspumpe 10 gerichtet ist.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist der elektrische Antrieb 12 einen Rotor 24 auf, welcher in einem Pumpentopf 26 der Flüssigkeitspumpe 10 angeordnet ist. Der mittels einer Elektronik angesteuerte Stator 30 besteht aus mehreren entlang des Umfangs des Rotors 24 angeordneten Spulen. Diese Spulen erzeugen im Betrieb der Flüssigkeitspumpe 10 ein drehendes Magnetfeld, durch welche der Rotor 24 beziehungsweise das Pumpenrad 16 in Drehung versetzt wird.
Wie in 1 dargestellt ist rotiert der Rotor 24 um eine Drehachse 28. Zu diesem Zweck ist der Rotor 24 über eine Lagerung 32 auf der Pumpenwelle 34 drehbar gelagert. Die Pumpenwelle 34 ist erfindungsgemäß drehfest eingespannt. Erfindungsgemäß weist eine solche Lagerung 32 wenigstens ein Lager 36 auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Lager 36 als Gleitlager beziehungsweise als Gleitbuchse ausgebildet. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Pumpenwelle 34 im Sinne eines feststehenden Gehäusezapfens einstückig am Pumpentopf 26 ausgebildet. Die Drehachse 28 verläuft erfindungsgemäß im Sinne einer sich ins Unendliche erstreckenden, gedachten Gerade in Axialrichtung mittig durch die Pumpenwelle 34 und entspricht somit der Mittelachse der Pumpenwelle 34. Es ist jedoch auch denkbar, dass im Pumpentopf 26 eine Ausnehmung vorgesehen in welche die Pumpenwelle 34 kraft- und alternativ hierzu oder zusätzlich auch formschlüssig eingreift. Die drehfeste Verbindung zwischen der Pumpenwelle 34 und dem Pumpentopf 26 ist im Bereich eines ersten Endes der Pumpenwelle 34 angeordnet.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnittes einer Ausführungsform der Flüssigkeitspumpe. Wie in 2 deutlich zu erkennen ist, ist das Pumpenrad 16 über ein Gleitlager 36 drehbar auf der Pumpenwelle 34 gelagert. Im Bereich des dem Saugstutzen 18 zugewandten Endes der Pumpenwelle 34 ist diese drehfest mit einem Anschlagselement 38 verbunden. Dieses Anschlagselement 38 ist Teil einer Lagerstelle 37 für das Pumpenrad 16. Zur drehfesten Verbindung der Pumpenwelle 34 mit dem Anschlagselement 38 ist gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung am Anschlagselement 38 eine Ausnehmung 40 vorgesehen, in welcher im montierten Zustand die Pumpenwelle 34 kraft- und zusätzlich oder alternativ hierzu formschlüssig angeordnet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch denkbar, dass die Pumpenwelle 34 im Sinne einer Spielpassung lediglich in die Ausnehmung 40 eingeschoben wird. Erfindungsgemäß verhindert die Ausnehmung 40 eine Bewegung der Pumpenwelle 34 in Radial- und Axialrichtung.
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Der Rotor 24 und das Pumpenrad 16 sind vorzugsweise über einen Mitnehmer 44 miteinander verbunden. Die Bewegung des Rotors 14 wird dabei von dem Mitnehmer 44 an das Pumpenrad 16 übertragen. Vorzugsweise sind das Pumpenrad 16 und der Mitnehmer 44 einstückig ausgebildet. Über die Lagerung 32 beziehungsweise das Gleitlager 36 ist das Pumpenrad 16 beziehungsweise der Mitnehmer 44 auf der Pumpenwelle 34 drehbar gelagert. Das Anschlagselement 38 minimiert beziehungsweise beschränkt eine Auslenkung der Lagerung 32 beziehungsweise des Gleitlagers 36 in Axialrichtung und damit einhergehend eine axiale Auslenkung des Pumpenrades 16. Im Betrieb wird eine solche axiale Auslenkung des Pumpenrades 16 insbesondere durch den Axialschub des Rotors 24 und des Pumpenrades 16 erzeugt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Gleitlager 36 als Teil des Pumpenrades 16 beziehungsweise des Mitnehmers 44 ausgebildet und liegt somit im Betrieb schleifend an dem Anschlagselement 38 an. Um die hohen Reibkräfte zwischen dem Gleitlager 36 und dem Anschlagselement 38 sowie eine damit einhergehende Schwergängigkeit des Pumpenrades 16 und entsprechend den sich einstellenden Verschleiß des Anschlagselementes 38 zu minimieren, ist zwischen dem Anschlagselement 38 und der Lagerung 32 eine Anlaufscheibe 46 vorgesehen. Die Anlaufscheibe 46 ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass zwischen der Anlaufscheibe 46 und der Lagerung 32 eine reibungsoptimierte Materialpaarung vorliegt.
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Wie in 2 zu erkennen ist, ist das Anschlagselement 38 der Lagerstelle 37 bezogen auf seine Grundfläche im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet. Zur Anbindung des Anschlagselementes 38 an das Pumpengehäuse 14 weist die Lagerstelle 37 Haltestege 48 auf. Diese Haltestege 48 sind am Umfang des Anschlagselementes 38 angeordnet und weisen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein strömungsoptimiertes, tragflügelförmiges Profil auf.
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Gemäß der in 2 dargestellten, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Haltestege 48 im Wesentlichen in Axialrichtung und weisen eine Krümmung in Radialrichtung auf. Vorzugsweise sind dabei gleichmäßig über den Umfang verteilt insgesamt drei Haltestege 48 am Anschlagselement 38 angeordnet und einteilig mit dem Anschlagselement 38 ausgebildet. In 2 ist aufgrund der gewählten Darstellung lediglich ein Haltesteg 48 dargestellt. Wie in 2 jedoch deutlich zu erkennen ist, ist dieser Haltesteg 48 um seine Längsachse verdreht ausgebildet, sodass der Haltesteg 48 im Durchströmungsbereich einen möglichst geringen Widerstand für die Flüssigkeit darstellt und gleichzeitig dazu ausgebildet ist die Drallausbildung zur unterstützen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Lagerstelle 37 mit den Haltestegen 48 und dem Anschlagselement 38 über das Pumpengehäuse 14 beziehungsweise ein Gehäuseteil 22 des Pumpengehäuses im Kunststoff-Spritzgussverfahren als einteiliges Bauteil spritzgegossen gefertigt wird.
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Wie bereits erläutert erstrecken sich die Haltestege 48 vorteilhafterweise zumindest annähernd in Axialrichtung, wodurch Axialkräfte des Rotors 24 zumindest annähernd in Längsrichtung der Haltestege 48 übertragen werden können. Wie in 2 zu erkennen ist, bilden die Seitenflächen des Haltestegs 48 eine dreidimensional gekrümmte Strömungskontur für die Flüssigkeit, die über den Saugstutzen 18 axial zum Pumpenrad 16 geleitet wird. Diese dreidimensional gekrümmte Strömungskontur der Haltestege 48 ist in den folgenden 2 bis 4 weiterführend erläutert.
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3 zeigt einen Ausschnitt der Flüssigkeitspumpe 10 beziehungsweise der Lagerstelle 37 in einer vergrößerten Darstellung. In 3 ist ein Gehäuseteil 22 des Pumpengehäuses 14 dargestellt. Wie zu erkennen ist, weist das Pumpengehäuse 14 einen Saugstutzen 18 und einen Druckstutzen 20 auf. Erfindungsgemäß ist das Anschlagselement 38 mittels der Haltestege 48 mit dem Gehäuseteil 22 des Pumpengehäuses 14 verbunden. Vorzugsweise ist das Gehäuseteil 22 und die Lagerstelle 37 einstückig ausgebildet. Eine solche einstückige Ausbildung ermöglicht eine einfache, kostengünstige Herstellung mittels Kunststoff-Spritzguss.
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Wie in 3 deutlich zu erkennen ist, weist das Anschlagselement 38 gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine im Wesentlichen kegelförmige Kontur mit einer im Wesentlichen kreisförmigen Grundfläche auf, wobei die Kegelspitze des Anschlagselementes 38 vorzugsweise zentriert, dem Einlass der Flüssigkeitspumpe 10 zugewandt, angeordnet ist. Eine solche kegelförmige Ausbildung des Anschlagselementes 38 ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise die Ausbildung eines Dralls im Bereich der Kegelflächen. Wie bereits erwähnt, weist das Anschlagselement 38 ferner eine Ausnehmung 40 auf. Die Ausnehmung 40 ist insbesondere als Vertiefung ausgebildet. Der Durchmesser der Ausnehmung 40 entspricht vorzugsweise im Wesentlichen dem Durchmesser der Pumpenwelle 34. Vorzugsweise ist das Anschlagselement 38 bzw. die Ausnehmung 40 des Anschlagselementes zentriert im Pumpengehäuse 14 angeordnet.
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Wie bereits erwähnt weisen die Haltestege 48 erfindungsgemäß zur optimierten Strömungsführung der Flüssigkeit eine dreidimensional gekrümmte Strömungskontur auf. Durch diese dreidimensional gekrümmte Strömungskontur ist es möglich, den Strömungswiderstand der axial einströmenden Flüssigkeit erheblich zu reduzieren. Außerdem kann die Ausbildung des Dralls unterstützt werden, unter welchem die axial herangeführte Flüssigkeit in Radialrichtung umgelenkt wird. Wie in 3 zu erkennen ist, wird die dreidimensional gekrümmte Strömungskontur dadurch bereitgestellt, dass die Haltestege 48 nach Art einer Wendel oder Spirale eine Krümmung um ihre Längsachse aufweisen.
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Gemäß der in 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Windung der Haltestege 48 um annähernd 90°. Aufgrund des eingestellten Windungswinkels erstreckt sich der Haltesteg 48 anschlagselementseitig mit ihrer Querschnitts-Längserstreckung 58 im Wesentlichen in Tangentialrichtung des Anschlagselementes 38, wohingegen das gegenüberliegende Ende des Haltesteges 48 bei einer wendel- oder spiralförmigen Krümmung um annähernd 90° mit der Querschnitts-Längserstreckung 58 im Wesentlichen in Axialrichtung ausgerichtet ist.
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Gemäß der in 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Windung des Haltestegs 48 beziehungsweise der Haltestege 48 gleichmäßig über die gesamte Längserstreckung der Haltestege 48, indessen die Haltestege 48 zusätzlich zu ihrer Windung um die Längsachse zur Überbrückung des radialen Abstandes zwischen dem Anschlagselement 38 und dem Pumpengehäuse 14 radial nach außen gekrümmt ausgebildet sind.
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4 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung eines Ausschnittes der Flüssigkeitspumpe 10 beziehungsweise der Lagerstelle 37. Wie in 4 deutlich zu erkennen ist, ist am pumpenwellenseitig am Anschlagselement 38 eine Anlaufscheibe 46 angeordnet. Die Anlaufscheibe 46 ist als im wesentlichen kreisringförmiges Scheibenelement mir am Umfang angeordneten Befestigungslasche 50 ausgebildet. Diese Befestigungslasche 50 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zum scheibenförmigen Basiselement der Anlaufscheibe 46.
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Gemäß der in 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist die Anlaufscheibe 46 mittig eine kreisringförmige Bohrung 52 auf durch welche im montierten Zustand die Pumpenwelle 34 in die Ausnehmung 40 des Anschlagselementes 38 eingreift. Vorteilhafterweise ist eine solche Anlaufscheibe46 mit dem scheibenförmigen Basiselement und den am Umfang angeordneten Befestigungslasche 50 einstückig als Stanzbiegeteil ausgebildet.
Gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist das Anschlagselement 38 Aussparungen 54 auf, in welche bei der Montage die entsprechenden Befestigungslasche 50 von der den Haltestegen 48 abgewandten Seite des Anschlagselementes 38 eingeschoben werden. Gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Aussparungen 54 als Durchgangsöffnungen im Anschlagselement 38 eingebracht. Zur vereinfachten Montage kann es ferner vorgesehen sein, dass an den Aussparungen 54 jeweils Einführschrägen 64 angeordnet sind. Die Anschläge der Aussparungen 54 in Umfangsrichtung verhindern dabei ein Verdrehen der Anlaufscheibe 46 gegenüber dem Anschlagselement 38.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die freien Enden 56 der Befestigungslasche 50 innerhalb des Anschlagselementes 38 angeordnet, das heißt sie stehen nicht über die Kontur des kegelförmigen Anschlagselementes 38 hinaus. Eine solche Ausgestaltung der Befestigungslasche 50 beziehungsweise des Anschlagselementes 38 stellen einen minimalen Strömungswiderstand für die Flüssigkeit im Durchströmungsbereich dar. Darüber hinaus ermöglicht eine Anordnung der freien Enden 56 beziehungsweise der Befestigungslasche 50 im Inneren des Anschlagelementes 38 eine optimale, hindernisfreie Ausbildung des Dralls im Bereich der Kegelflächen des Anschlagselementes 38.
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Es sei an dieser Stelle jedoch ausdrücklich erwähnt, dass auch andere Ausgestaltungsformen des Anschlagselementes 38 beziehungsweise der Anlaufscheibe 46 denkbar sind. So ist es beispielsweise auch denkbar, dass die Aussparungen 54 als randseitig offene Ausnehmungen ausgebildet sind und dass alternativ hierzu oder zusätzlich die Aussparungen 54 unterhalb der Haltestege 48 und somit fluidstromschattig der Haltestege 48 angeordnet sind.
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In 5 ist das Anschlagselement 38 aus Sicht des Einlasses des Saugstutzens 18 dargestellt. Wie in 5 deutlich zu erkennen ist, ist das Anschlagselement 38 mittig im Bereich des Saugstutzens angeordnet und weist eine kegelförmige Kontur auf, wobei die Kegelspitze leicht abgerundet ausgebildet ist. Entsprechend seiner kegelförmigen Ausbildung weist das Anschlagselement 38 eine im Wesentlichen kreisförmige Grundfläche mit einem Radius R auf. Gemäß der in 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind am Rand des Anschlagelementes 38 gleichmäßig über den Umfang verteilt drei Haltestege 48 angeordnet. Die Halteelemente 48 überdecken dabei jeweils in Radialrichtung weniger als die Hälfte des Radius R des Anschlagelementes 38, sodass mittig im Bereich der Kegelflächen des Anschlagselementes 38 ein Drallbereich 60 verbleibt, welcher nicht von Halteelementen 48 radial übergriffen ist. In diesem freien Drallbereich 60 kann sich somit hindernisfrei der Drall ausbilden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es auch denkbar, dass zur Optimierung der Drallausbildung die Halteelemente 48 weniger als ein Drittel des Radius R des Anschlagelementes 38 radial überdecken. Durch die verbesserte Drallausbildung kann der Wirkungsgrad der Flüssigkeitspumpe 10 in vorteilhafter Weise erhöht werden.
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Ferner ist in 5 die Querschnitts- Längserstreckung 58 im Bereich des Anschlagelementes 38 beispielhaft für einen Haltesteg 48 dargestellt. Wie in 5 zu erkennen ist, erstreckt sich die Querschnitts-Längserstreckung des Haltestegs 48 im Bereich der Anbindung an das Anschlagselement 38 im Wesentlichen in Tangentialrichtung des Anschlagelementes 38, wobei unter dem Begriff im Wesentlichen tangential auch eine Abweichung von weniger als als 30 ° zur Tangente im Fußpunkt der Anbindung verstanden werden kann.
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Die gehäuseteilseitige Querschnitt-Längserstreckungsrichtung 58 des Halteelementes 48 ist in 5 aufgrund der Perspektive durch den Saugstutzen 18 verdeckt. Wie jedoch in 2 deutlich zu erkennen ist, erstreckt sich die Querschnitt-Längserstreckungsrichtung 58 des Halteelementes 48 im Bereich des Gehäuseteils 22 des Pumpengehäuses 14 im Wesentlichen in Axialrichtung, sodass bei einer tragprofilähnlichen Form des Halteelementes 48 die spitz zulaufende Kante des Halteelementes 48 gehäuseteilseitig dem Einlass zugewandt angeordnet ist. Eine solche tragprofilähnliche Ausgestaltung des Halteelementes 48 erzeugt gehäuseteilseitig in vorteilhafter Weise eine strömungsoptimierte Trennung des Fluidstromes in zwei Teilströme.
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Ferner ist in 5 der Windungswinkel φ beispielhaft für einen Haltesteg 48 dargestellt. Wie 5 zu entnehmen ist, entspricht der Windungswinkel φ dabei dem eingeschlossenen Winkel zwischen der Projektion der gehäuseteilseitigen Querschnitt- Längserstreckungsrichtung 58 des Haltesteges 48 und der anschlagselementseitigen Querschnitts-Längserstreckungsrichtung 58 des Haltestegs 48 im Bereich des Anschlagelementes 38. Wie in 5 deutlich zu erkennen ist liegt der Wicklungswinkel φ gemäß der hier dargestellten Ausführungsform im Bereich zwischen 45° und 90°.
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Wie in 5 zu erkennen ist, sind die Aussparungen 54 gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung als Durchgangsöffnungen im Anschlagselement 38 angeordnet, wobei die Befestigungslasche 50 von der dem Einlass abgewandten Seite des Anschlagselementes 38 in die Aussparungen 54 eingeführt werden und derart ausgestaltet sind, dass diese nicht über die Kontur des kegelförmigen Anschlagselementes 38 hinausstehen. Eine solche Ausführungsform der Befestigungslasche 50 beziehungsweise des Anschlagselementes 38 ermöglichen eine strömungsoptimierte, freie Drallausbildung im Drallbereich 60 des Anschlagselementes 38.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es auch denkbar, dass die Aussparungen 54 als einseitig offene Taschen beziehungsweise Kammern ausgebildet sind. Durch derart ausgestaltete Aussparungen 54 kann eine geschlossene Kegelfläche des Anschlagselementes 38 bereitgestellt werden, was sich zusätzlich vorteilhaft auf die Drallausbildung im Drallbereich 60 auswirken kann. Zur Fixierung der Befestigungslasche 50 Im Anschlagselement 38 ist ferner denkbar, dass die Seitenflächen der Befestigungslasche 50 eine profilierte Oberfläche, wie beispielsweise ein Schwalbenschwanzprofil oder ein Tannenbaumprofil, aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009028310 A1 [0002]
