DE3603812C2 - Radialpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialpumpe mit einem ein Pumpenrad enthaltenden zweiteiligen Pumpengehäuse, dessen zweiter Gehäuseteil ein Motorgehäuse gegen das Pumpengehäuse abschließt, mit einer Magnetdrehkupplung zur Übertragung des Motordrehmoments auf das Pumpenrad, die einen motorseitigen Dauermagneten und einen pumpenradseitigen Dauermagneten aufweist.

Derartige Radialpumpen sind aus der DE 25 59 042 A1, der DE 25 32 262 A1, der US-PS 3 411 450 und der DE-AS 11 10 523 vorbekannt. Die Magnetdrehkupplungen dieser vorbekannten Radialpumpen sind als Zentraldrehkupplungen ausgebildet. Dabei ist der motorseitige Teil der Magnetdrehkupplungen auf der Antriebswelle des Antriebsmotors im Motorgehäuse drehbar gelagert.

Diese vorbekannten Radialpumpen weisen jedoch den Nachteil auf, daß der motorseitige Dauermagnet ein Keramikdauermagnet ist, der als separates Teil von dem motorseitigen Teil der Magnetdrehkupplung ausgebildet ist. Dadurch ist bei der Fertigung der vorbekannten Radialpumpen zusätzlicher Fertigungsaufwand erforderlich, um die motorseitigen Keramikdauermagnete mit den üblicherweise aus Metall ausgebildeten motorseitigen Teilen der Magnetdrehkupplung zu verbinden. Dies macht die Herstellung der vorbekannten Radialpumpen zeit- und kostenaufwendig.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine gattungsgemäße Radialpumpe derart auszugestalten, daß vor allem die Magnetdrehkupplung einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der motorseitige Dauermagnet ein Kunststoffdauermagnet ist und daß der motorseitige Teil der Magnetdrehkupplung gemeinsam mit dem motorseitigen Kunststoffdauermagneten einstückig aus Kunststoff gespritzt ist.

Erst durch die erfindungsgemäße Ausbildung des motorseitigen Dauermagneten als Kunststoffdauermagnet ist es möglich, in der weiteren erfinderischen Gestaltung der Radialpumpe den motorseitigen Teil der Magnetdrehkupplung gemeinsam mit dem motorseitigen Kunststoffdauermagneten einstückig aus Kunststoff zu spritzen.

Durch diese erfindungsgemäße Lösung entfällt bei der Montage der erfindungsgemäßen Radialpumpe gegenüber den vorbekannten Lösungen der Montageschritt der Verbindung des motorseitigen Dauermagneten mit den übrigen motorseitigen Teilen der Magnetdrehkupplung, was zu einer entsprechenden Vereinfachung und Verbilligung der Fertigung der erfindungsgemäßen Radialpumpe führt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Radialpumpe ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So ist es besonders vorteilhaft, bei einer Lagerung des motorseitigen Teils der Magnetdrehkupplung auf der Antriebswelle des Antriebsmotors zwischen dem motorseitigen Teil der Magnetdrehkupplung und der Antriebswelle des Antriebsmotors eine Buchse vorzusehen. Das Kunststoffteil, das sich bei der einstückigen Ausbildung des motorseitigen Teils der Magnetdrehkupplung gemeinsam mit dem motorseitigen Kunststoffdauermagneten ergibt, kann insbesondere aufgrund der Einbettung permanent magnetischer Teilchen in der Kunststoffmasse eine gewisse Sprödigkeit aufweisen, die bei dem Aufpressen dieses Kunststoffteils auf die Motorwelle ohne weitere Maßnahmen zu einer Rißbildung oder gar zum Bruch des Kunststoffteiles führen kann. Dies wird durch die Buchse zwischen der Antriebswelle des Antriebsmotors und dem motorseitigen Teil der Magnetdrehkupplung sicher vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Figuren dargestellt.

Dabei zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Radialpumpe als Umwälzpumpe für Motorkühlwasser von Kraftfahrzeugmotoren in einem Schnitt durch die Längsachse und

Fig. 2 eine weitere erfindungsgemäße Radialpumpe unter an­ derem mit der Schraubverbindung von Pumpenteilen.

In der Fig. 1 ist das linke Ende eines Lagerbolzens (1) in einer ersten Bolzenfassung (22) gefaßt, die über Stege (23) mit einem ersten Pumpengehäuseteil (2) verbunden ist. Die Stege (23) sind derart ausgebildet, daß die durch den Ein­ laufstutzen (19) in das Innere des Pumpengehäuses eintre­ tende Flüssigkeit in ihrer Strömung möglichst wenig behin­ dert wird. Die Förderflüssigkeit ist in diesem Fall das warme Motorkühlwasser des Verbrennungsmotors eines Kraft­ fahrzeuges. Im allgemeinen wird die erfindungsgemäße Um­ wälzpumpe durch Schlauchleitungen mit dem Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors verbunden. Um ein Abrutschen des in der Fig. 1 nicht gezeigten Schlauches vom Einlaufstutzen (19) zu verhindern, ist auf dem Einlaufstutzen radial eine Nase oder Schulter (21) angeordnet. Das in der Fig. 1 rechte Ende des Lagerbolzens (1) weist eine Abflachung (14) auf, mit der der Lagerbolzen (1) verdrehsicher in einer zweiten Bolzen­ fassung (24) eingesteckt ist, die als Teil des zweiten Pum­ pengehäuseteils (3) ausgebildet ist. Auf dem Lagerbolzen (1) ist das Pumpenrad (4) gemeinsam mit dem pumpenseitigen Teil (6) der Magnetdrehkupplung drehbar gelagert. Das Axialspiel des Pumpenrads (4) gemeinsam mit dem pumpenseitigen Teil (6) der Magnetdrehkupplung wird durch eine erste Anlaufscheibe (12) und eine zweite Anlaufscheibe (13) auf dem Lagerbolzen (1) im wesentlichen vollständig ausgeglichen. Der Auslauf­ stutzen (20) am ersten Pumpengehäuseteil (2) weist in die Zeichenebene der Fig. 1 hinein und ist im wesentlichen tan­ gential zum Außenumfang des Pumpenrads (4) angeordnet. Das heißt, betrachtet man die erfindungsgemäße Radialpumpe aus der in der Fig. 1 angedeuteten Richtung (X), so dreht sich das Pumpenrad (4) im Gegenuhrzeigersinn und fördert dabei das Motorkühlwasser vom Einlauf (19) über das Innere des Pumpen­ gehäuses und zentrifugalbeschleunigt durch das Pumpenrad (4) zum Auslaufstutzen (20). Der erste Pumpengehäuseteil (2) und der zweite Pumpengehäuseteil (3) sind über eine erste Rast­ verbindung (16) miteinander verbunden und über einen Dich­ tungsring (28) gegeneinander abgedichtet. Damit ist der Innenraum des Pumpengehäuses bis auf den Einlaufstutzen (19) und den Auslaufstutzen (20) weitgehend flüssigkeitsdicht gegen die Umgebung abgeschlossen. Die zu fördernde Flüssigkeit kann nur über den Einlaufstutzen (19) oder den Auslaufstutzen (20) zugeführt werden oder entweichen. Das Pumpengehäuse ist mit seinem zweiten Pumpengehäuseteil (3) über eine zweite Rastverbindung (17) mit einem Motorgehäuse (7) verrastet. Im Motorgehäuse (7) ist der Antriebsmotor (9) ortsfest und gegen Verdrehen gesichert angeordnet. Auf die gezahnte Ab­ triebswelle (8) des Antriebsmotors (9) ist der motorseitige Teil (5) der Magnetdrehkupplung aufgepreßt. Damit ist also der motorseitige Teil (5) der Magnetdrehkupplung im Motor­ gehäuse (7) über den Antriebsmotor (9) drehbar gelagert. Das Motorgehäuse (7) ist über eine dritte Rastverbindung (18) mit einem Abschlußdeckel (15) verbunden, der den An­ triebsmotor (9) radial und axial im Motorgehäuse fixiert. Dazu preßt eine napfförmige Ausformung (27) des Abschluß­ deckels (15) den Antriebsmotor (9) gegen Anschläge (26), die am Motorgehäuse (7) befestigt sind. Weiterhin ist das Stromversorgungskabel (25) des Antriebsmotors (9) zugentla­ stet und gegebenenfalls gedichtet durch den Anschlußdeckel (15) hindurchgeführt.

Die Magnetdrehkupplung ist als Zentraldrehkupplung ausge­ bildet. Das heißt, der pumpenseitige Teil (6) der Magnet­ drehkupplung weist eine Zylinderform auf. Der Zylinder wird gebildet aus den pumpenseitigen Magneten (10), der Magnet­ drehkupplung, die in diesem Ausführungsbeispiel als perma­ nent magnetisierter Keramikmagnetring ausgebildet sind. Der Keramikmagnetring weist auf seinem Umfang Flächen unter­ schiedlicher Magnetisierung auf und ist durch eine bekannte Rastverbindung mit dem pumpenseitigen Teil (6) der Magnet­ drehkupplung verbunden. Man kann die pumpenseitigen Magnete (10) gemeinsam mit dem pumpenseitigen Teil (6) der Magnet­ drehkupplung auch als Kupplungskern oder Innenläufer der Zentralmagnetdrehkupplung bezeichnen. Um den Außenumfang dieses zylinderförmigen Kupplungskerns herum ist flüssigkeits­ dicht getrennt durch den zweiten Pumpengehäuseteil (3) der Außenumfang des glockenförmigen, motorseitigen Teils (5) der Zentralmagnetdrehkupplung angeordnet. Am Innenumfang des glockenförmigen, motorseitigen Teils (5) der Zentralmagnet­ drehkupplung sind die motorseitigen Magnete (11) der Magnet­ drehkupplung angeordnet. Diese motorseitigen Magnete (11) sind als Kunststoffmagnete ausgebildet und gemeinsam mit dem motorseitigen Teil (5) der Zentralmagnetdrehkupplung aus Kunststoff gespritzt. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß die motorseitigen Magnete (11) nicht durch Rastverbin­ dungen oder andere Befestigungen mit dem motorseitigen Teil (5) der Zentralmagnetdrehkupplung verbunden werden müs­ sen. Das heißt, es entfällt ein Montageschritt beim Zusam­ menbau der erfindungsgemäßen Radialpumpe, und es besteht keine Gefahr, daß aufgrund von Erschütterungen oder der auf­ tretenden Fliehkräfte bei Funktion der erfindungsgemäßen Radialpumpe sich Magnete vom motorseitigen Teil (5) der Magnetdrehkupplung lösen und zur Zerstörung der Magnetdreh­ kupplung oder der gesamten erfindungsgemäßen Radialpumpe führen. Man kann den motorseitigen Teil (5) der Zentralmagnet­ drehkupplung gemeinsam mit den motorseitigen Magneten (11) der Zentralmagnetdrehkupplung auch aufgrund seiner Form als Kupplungsglocke oder als Außenläufer bezeichnen.

Es ist natürlich auch möglich, die pumpenseitigen Magnete (11) der Zentralmagnetdrehkupplung als Kunststoffmagnete bzw. kunststoffgebundene Magnete auszubilden und gemeinsam mit dem pumpenseitigen Teil (6) einstückig aus Kunststoff zu spritzen. Es ergeben sich die gleichen Vorteile, die bei der entsprechenden Ausbildung der Kupplungsglocke genannt sind.

Zur Vereinfachung der Fertigung der erfindungsgemäßen Radial­ pumpe ist nicht nur der motorseitige Teil (5) der Zentral­ magnetdrehkupplung gemeinsam mit den motorseitigen Kunst­ stoffmagneten (11) einstückig aus Kunststoff gespritzt. Auch der erste Pumpengehäuseteil (2) ist gemeinsam mit dem Einlaufstutzen (19), der Nase oder Schulter (21), den Stegen (23) und der ersten Bolzenfassung (22) einstückig aus Kunst­ stoff gespritzt. Ebenso ist das zweite Pumpengehäuseteil (3) gemeinsam mit der zweiten Bolzenfassung (24), das Motorge­ häuse (7) gemeinsam mit den Anschlägen (26) und der Abschluß­ deckel (15) gemeinsam mit der napfförmigen Ausformung (27) einstückig aus Kunststoff gespritzt. Da die erfindungsgemäße Radialpumpe als Umwälzpumpe im Kühlkreislauf eines Verbren­ nungsmotors verwendet werden soll und das zu fördernde Mo­ torkühlwasser Temperaturen von etwa 80-100°C aufweist, empfiehlt sich für die Kunststoffertigung dieser Teile ein hochtemperaturbeständiger Kunststoff, insbesondere glasfaser­ verstärktes Polyamid.

Es ist ebenfalls vorteilhaft, das Pumpenrad (4) gemeinsam mit dem pumpenseitigen Teil (6) der Zentralmagnetdrehkupplung einstückig aus lagerfähigem und hochtemperaturbeständigem Kunststoff, insbesondere teflonverstärktes Polyoxymethylen, zu spritzen. Der für dieses Teil verwendete Kunststoff muß lagerfähig sein, weil aus ihm das einzige drehende Teil im Pumpengehäuse gefertigt ist. Das Pumpenrad (4) ist gemeinsam mit dem pumpenseitigen Teil (6) der Magnetdrehkupplung auf dem im Pumpengehäuse feststehenden Lagerbolzen (1) gelagert. Es muß also nur dieses eine Teil aus einem hochwertigen, lagerfähigen Kunststoff gefertigt werden. Die übrigen nicht drehenden und also nicht drehbar zu lagernden Teile können aus einem vergleichsweise preisgünstigen Kunststoff herge­ stellt werden, was zu einer Verringerung der Fertigungsko­ sten führt.

Eine weitere Verringerung der Fertigungskosten ergibt sich dadurch, daß sämtliche, weitgehend einstückig hergestellte Teile durch Rast- und/oder Steckverbindungen miteinander ver­ bunden werden. Die Montage der erfindungsgemäßen Radialpumpe läuft folgendermaßen ab:

Zuerst wird der Antriebsmotor (9) in das Motorgehäuse (7) eingeschoben. Dann wird das Stromversorgungskabel (25) durch den Abschlußdeckel (15) durchgeführt, der dann durch die dritte Rastverbindung (18) mit dem Motorgehäuse (7) verra­ stet wird, wobei der Antriebsmotor (9) durch die napfförmige Ausformung (27) gegen die Anschläge (26) gepreßt und radial und axial fixiert wird. Dann wird der motorseitige Teil (5) der Magnetdrehkupplung gemeinsam mit den motorseitigen Kunststoffmagneten (11) auf die gezahnte Antriebswelle (8) des Antriebsmotors (9) aufgepreßt, womit die Kupplungs­ glocke im Motorgehäuse (7) also drehbar gelagert ist. Darauf folgt das Verrasten des zweiten Pumpengehäuseteils (3) über die zweite Rastverbindung (17) mit dem Motorgehäuse (7). In die zweite Bolzenfassung (24) wird der Lagerbolzen (1) mit seiner Abflachung (14) eingesteckt. Auf den Lagerbolzen (1) wird die zweite Anlaufscheibe (13) aufgeschoben. Dann wird das Pumpenrad (4) gemeinsam mit dem pumpenseitigen Teil (6) der Magnetdrehkupplung mit der die pumpenseitigen Mag­ nete (10) des Keramikmagnetrings verrastet sind, auf den Lagerbolzen (1) aufgeschoben. Dann wird noch die erste Anlaufscheibe (12) auf den ersten Lagerbolzen aufgeschoben und in die umlaufende Nut des zweiten Pumpengehäuseteils (3) der vorzugsweise als O-Ring ausgebildete Dichtungsring (28) eingelegt. Als letzter Montageschritt folgt schließlich das Verrasten des ersten Pumpengehäuseteils (2) mit dem zweiten Pumpengehäuseteil (3) durch die erste Rastverbindung (16). Damit ist also die erfindungsgemäße Radialpumpe nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 montierbar, ohne daß zeit- und kostenaufwendige Verbindungen durch Schrauben und Kleben, Schweißen, etc. hergestellt werden müßten. Dies verkürzt die Montagezeit und senkt die zur Montage der erfindungsge­ mäßen Radialpumpe erforderlichen Kosten erheblich.

Da die erfindungsgemäße Radialpumpe nach dem Ausführungsbei­ spiel der Fig. 1 im wesentlichen einen relativ zur Mittel­ achse runden Querschnitt aufweist, ist es vor allem auch einfach möglich, zur Montage Maschinen oder Handhabungsgeräte zu verwenden, weil keine besondere Orientierung der Teile relativ zu Greifarmen oder Umfassungen notwendig ist. Das heißt, eine Vororientierung der Teile, bevor die einzelnen Teile von Handhabungsgeräten gefaßt werden können, entfällt weitgehend.

In der Fig. 2 sind gleiche oder gleichwirkende Teile der erfindungsgemäßen Radialpumpe mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei der erfindungsgemäßen Radialpumpe nach der Fig. 2 ist insbesondere zum Schutz gegen besonders agressive Fördermedien der pumpenseitige Keramikdauermagnet (10) mit einem Kunststoffüberzug (29) versehen. Dies soll die chemische Auflösung oder mechanische Beschädigung des Keramikdauermagneten (10) durch das zu fördernde Medium bzw. durch Schwebstoffe im zu fördernden Medium verhindern. Dieser Kunststoffüberzug wird vorteilhaft einstückig mit dem Pumpen­ rad (4) aus dem hochtemperaturbeständigen und lagerfähigen Kunststoff gespritzt. Das heißt, in einem Arbeitsgang wird das Pumpenrad (4) gemeinsam mit dem pumpenseitigen Teil der Magnetdrehkupplung (6) und dem Kunststoffüberzug (29) derart aus Kunststoff gespritzt, daß der Keramikdauermagnet (10) voll mit Kunststoff umhüllt ist.

Weiterhin ist in der Fig. 2 zwischen dem motorseitigen Teil (5) der Magnetdrehkupplung und der insbesondere gezahnten Antriebswelle (8) des Antriebsmotors (9) eine Buchse (30) insbesondere aus Polyacetal angeordnet, um eine Rißbildung des dauermagnetischen Kunststoffs des motorseitigen Teils (5) der Magnetdrehkupplung beim Aufschieben auf die Antriebs­ welle (8) des Antriebsmotors (9) zu verhindern. Der magne­ tische Kunststoff des motorseitigen Teils (5) der Magnet­ drehkupplung weist eine gewisse Sprödigkeit auf, die eine solche Rißbildung bei Klemmverbindungen dieser Art möglich macht. Die Buchse (30), insbesondere aus Polyacetal weist diese Sprödigkeit nicht auf, so daß Klemmverbindungen dieser Art ohne die Gefahr einer Rißbildung der Buchse oder des motorseitigen Teils (5) der Magnetdrehkupplung machbar sind.

In der Fig. 2 ist das erste Pumpengehäuseteil (2), das zweite Pumpengehäuseteil (3) und das Motorgehäuse (7) durch eine Schraubverbindung (16′) mit einer oder mehreren Schrauben (17′) verbunden. In der Fig. 2 ist von der Schraubverbindung (16′) nur eine Schraube (17′) dargestellt. Es kann sich je­ doch auch um mehrere Schrauben (17′) in der Schraubverbin­ dung (16′) handeln. Dabei wird durch die Schrauben (17′) das erste Pumpengehäuseteil (2) auf das Motorgehäuse (7) aufgepreßt. Zwischen dem ersten Pumpengehäuseteil (2) und dem Motorgehäuse (7) ist das zweite Pumpengehäuseteil (3) angeordnet, das durch die gleiche Schraube (17′) in seiner Lage fixiert wird. Die Schraubverbindung der Pumpengehäuse­ teile (2, 3) und des Motorgehäuses (7) ist dann vorteilhaft, wenn das zur Verfügung stehende Raumangebot z. B. im Motor­ raum eines Kraftfahrzeuges gering ist. Durch die Verwendung der Schraubverbindung (16′) und vor allem durch die Anord­ nung der Schrauben (17′) auf dem Außenumfang der im wesent­ lichen runden Querschnitt aufweisenden Radialpumpe kann der Platzbedarf der erfindungsgemäßen Radialpumpe gegenüber der erfindungsgemäßen Radialpumpe nach der Fig. 1 mit den Schraubverbindungen verringert werden oder den gegebenen Platzverhältnissen angepaßt werden.

Das Stromversorgungskabel (25) ist in der Fig. 2 durch den Abschlußdeckel (15) derart hindurchgeführt, daß das An­ schlußkabel (25) radial vom Motorgehäuse (7) wegweist. Die Zugentlastung des Anschlußkabels (25) ist hier durch Verguß des Anschlußkabels (25) im Abschluß (15) mit einer geeigne­ ten Vergußmasse gelöst.

Claims (6)

1. Radialpumpe mit einem ein Pumpenrad enthaltenden zweiteiligen Pumpengehäuse, dessen zweiter Gehäuseteil ein Motorgehäuse gegen das Pumpengehäuse abschließt, mit einer Magnetdrehkupplung zur Übertragung des Motordrehmoments auf das Pumpenrad, die einen motorseitigen Dauermagneten und einen pumpenradseitigen Dauermagneten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der motorseitige Dauermagnet (11) ein Kunststoffdauermagnet ist und daß der motorseitige Teil (5) der Magnetdrehkupplung gemeinsam mit dem motorseitigen Kunststoffdauermagneten (11) einstückig aus Kunststoff gespritzt ist.

2. Radialpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der motorseitige Teil (5) der Magnetdrehkupplung auf der Antriebswelle (8) des Antriebsmotors (9) befestigt ist.

3. Radialpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem motorseitigen Teil (5) der Magnetdrehkupplung und der Antriebswelle (8) des Antriebsmotors (9) eine Buchse (30) angeordnet ist.

4. Radialpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der pumpenseitige Dauermagnet (10) ein Keramikdauermagnet ist.

5. Radialpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetdrehkupplung (5, 6) als Zentraldrehkupplung ausgebildet ist.

6. Radialpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der motorseitige Teil (5) der Magnetzentraldrehkupplung glockenförmig ausgebildet ist.