DE3819180A1 - Lager-dichtanordnung fuer eine wasserpumpe - Google Patents
Lager-dichtanordnung fuer eine wasserpumpeInfo
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Description
Die Anmeldung betrifft Fahrzeug-Wasserpumpen, d.h. Kühlwas
serpumpen im allgemeinen, und insbesondere die Art von Was
serpumpen, bei der ein relativ drehbarer Dichtring mit Rei
bung an einer Dichtungs-Verschleißfläche anliegt, um so Kühl
mittel vom Pumpenlager fernzuhalten.
Fahrzeugkühlsysteme enthalten allgemein eine durch Riemen an
getriebene Wasserpumpe mit einer durch Riemen angetriebenen
Welle und an der Welle befestigtem Pumpenrad, um Kühlmittel
durch das System in Umlauf zu bringen. Typischerweise ist
ein Pumpengehäuse abnehmbar mit einem Maschinenblock verbun
den und eine die Welle abstützende Lageranordnung ist mit
Preßsitz in eine Hülse des Gehäuses eingepaßt. Es ist auch
bekannt, einen Außenlauf der Lageranordnung in das Pumpenge
häuse zu integrieren, wodurch wenigstens theoretisch die Mög
lichkeit geschaffen wird, Kosten und Kompliziertheit durch
Beseitigung eines Bauteiles zu reduzieren. Zum Beispiel ist
dieser Vorschlag in US-PS 39 81 610 gemacht. Eine derartige
in das Pumpengehäuse integrierte Lageranordnung ist jedoch
praktisch nur wenig oder gar nicht verwendet worden, und
zwar deshalb, weil ein für einen Lagerlauf verwendbarer
Stahl ziemlich hart sein muß. Dagegen ist ein typisches Pum
pengehäuse relativ groß und enthält komplizierte, Durchlässe
usw. definierende Krümmungen, so daß es zweckmäßig ist, es
aus einem relativ weichen Stahl zu formen, der leicht in die
gewünschte Form gebracht werden kann.
Die größte Herausforderung bei der Ausführung von Kraftfahr
zeug-Wasserpumpen besteht, wie allgemein anerkannt wird, in
dem Abdichten, ein Problem, das noch nie zur vollständigen
Zufriedenheit der Kraftfahrzeug-Wasserpumpenindustrie gelöst
wurde. Es ist möglich, einen magnetischen Pumpenradantrieb
zu verwenden, der keine Dichtung braucht. Jedoch ist ein Mag
netantrieb bis jetzt relativ teuer. Wenn ein konventionell
angetriebenes Pumpenrad eingesetzt wird, muß irgendeine Art
von Reibdichtung verwendet werden, da die Pumpenrad-Antriebs
welle körperlich die Wand des Pumpengehäuses durchdringen
muß. Der Ort, an dem eine Dichtung eingesetzt werden muß,
ist der Raum zwischen dem Wellenstützlager und der Pumpenrad
welle. Irgendeine Dichtung an diesem Ort kommt unvermeidbar
mit dem heißen und korrosiven Kühlmittel in Berührung, wo
durch sich schädliche Auswirkungen auf die allgemein übli
chen Dichtmaterialien ergeben. Die übliche Industrie-Wasser
pumpendichtung enthält zwei grundsätzliche Teile, einen Dich
tring und ein Dichtelement mit einer Verschleißfläche, an
der der Dichtring anliegt und abläuft. Ein Teil der Dichtung
ist an dem Pumpengehäuse-Lageraufbau angebracht, und das
andere an dem Pumpenrad-Wellenaufbau. Aus diesem Grunde wird
an der Fläche, an der Dichtring und Verschleißfläche zusam
menstoßen, zusätzlich zu der Berührung mit dem korrosiven
heißen Kühlmittel auch noch die beträchtliche Reibungswärme
frei, welche durch die sehr rasche Relativdrehung zwischen
Welle und Lager erzeugt wird. Wegen des unvermeidbaren Ver
schleißes an dieser Fläche und des hohen Druckes des heißen
Kühlmittels hat es sich auch als notwendig erwiesen, den
Ring und die Verschleißfläche mit Federbelastung zusammenzu
spannen, um einen festen Kontakt aufrechtzuerhalten, wodurch
wieder die Reibungswärme erhöht wird.
Die übliche Maßnahme, mit der die Industrie das Dichtproblem
beantwortet, besteht bisher darin, die Verschleißfläche aus
einem nicht korrodierenden Keramikmaterial zu bilden und den
Dichtring aus einem anderen nicht korrodierenden Material
wie Kohlenstoff (Grafit) herzustellen. Jedoch ergibt das Ke
ramikmaterial selbst wieder so viele praktische Probleme,
daß die Mehrzahl der auf diesem Gebiet bestehenden Patente
fast ausschließlich mit vorgeschlagenen Lösungen für die bei
der Benutzung von Keramikmaterial entstehenden Schwierigkei
ten befaßt sind. Keramikmaterial ist spröde, empfindlich für
thermischen Schock, die Feinbearbeitung zu einer ebenen,
glatten Fläche ist schwierig, und es ist außerordentlich
schwierig im Aufbau mit den aus Stahl bestehenden übrigen Be
standteilen der Pumpe zusammenzubauen. Beispielsweise
schlägt US-PS 37 82 735 vor, ein enges Metallband um das Ke
ramikdichtelement zu setzen, um dadurch die strukturelle In
tegrität aufrechtzuerhalten. Um das Keramikdichtelement mit
der aus Metall bestehenden Pumpenradwelle zusammenzubauen,
wird ein Elastomer-Isolator benutzt, der wiederum ein Auswei
chen des keramischen Dichtelementes zuläßt, wodurch eine Ge
fahr für die Ausrichtung und die Integrität der Dichtungs-
Trennfläche entsteht. Das Elastomer wirkt auch als ein Isola
tor, so daß das Keramikdichtelement die Reibungswärme nicht
loswerden kann. Das Keramikdichtelement erfährt eine bessere
Behandlung bei der in US-PS 38 95 811 beschriebenen Pumpen
auslegung, bei der ein Keramikelement fest in es umgebende
verformbare Metallscheiben eingesetzt und durch diese gehal
ten wird, die das Keramikelement in guter Ausrichtung zu dem
anderen Dichtungsteil halten und eine bessere Wärmeabführung
ergeben. Jedoch haben Kostenbetrachtungen eine Verwendung
dieser Auslegung in der Produktion verhindert, und die übli
che, vorher beschriebene Dichtung ist noch weitgehend im Ein
satz.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine kombinierte Lager-
und Dichtanordnung für eine Wasserpumpe geschaffen, welche
die erwähnten Mängel überwindet. Die erfindungsgemäße Dichta
nordnung ist billiger und genauer zusammenzubauen und arbei
tet mit verbesserter Haltbarkeit und verlängerter Lebensdau
er, insbesondere längerer Dichtheit.
Bei den zu beschreibenden bevorzugten Ausführungen wird das
normalerweise verwendete Keramikdichtelement durch ein Ele
ment ersetzt, das aus einem entsprechend verschleißfesten
und korrosionsbeständigen Metall besteht, insbesondere einem
Ring aus Edelstahl. Dadurch werden alle mit dem Keramikmate
rial verbundenen Nachteile beseitigt. Das Pumpengehäuse be
steht aus einem Metall, das entsprechend weich ist, so daß
es leicht geformt, gestanzt etc. werden kann, insbesondere
todweich geglühter Stahl. Ein allgemein zylindrisches Lager
gehäuse wird aus einem Metall, insbesondere Lagerqualitäts
stahl gebildet, der ausreichend hart ist, um integral ausge
bildete Läufe für die eingesetzten Wälzlagerelemente zu
bilden, die eine Pumpenradwelle drehbar abstützen. Obwohl
das Pumpengehäuse, das Lagergehäuse und das Dichtelement aus
unterschiedlichen Stählen gebildet sind, die besonders für
die jeweiligen Anforderungen ausgelegt sind, sind sie alle
drei schweißbar und haben ähnliche thermische Dehnungscharak
teristiken, anders, als es bei den nicht kompatiblen Stahl
und Keramikmaterialien üblicher Pumpen der Fall war.
Zusätzlich ist jede dieser drei Komponenten dazu ausgelegt,
eine besonders vorteilhafte Herstellung zu erreichen. Das zy
lindrische Lagergehäuse besitzt eine kreisförmige Endkante,
und das Pumpengehäuse eine zentrale Öffnung mit einer kreis
förmigen Innenkante von im wesentlichen gleichem Durchmes
ser. Das ringförmige Dichtelement besitzt eine kreisförmige
Außenkante mit einem Durchmesser, der vergleichbar zu den
Durchmessern der Kreiskanten des Lager- bzw. Pumpengehäuses
ist. Diese drei Kanten können bei einer gemeinsamen zugängli
chen Verbindungstelle zusammengebracht und gleichzeitig mit
einander verschweißt werden, so daß sich eine einheitliche
Anordnung aus den drei Bestandteilen ergibt. Das ist bei Ke
ramikmaterial nicht möglich, und die sich so ergebende ein
heitliche Anordnung ist bequem zu versenden, zu behandeln
und man kann mit ihr so einfach wie mit anderen einheitli
chen Anordnungen umgehen, wobei auch noch die Verschleißflä
che einen Teil der Einheit bildet. Jeder Bestandteil besteht
aus dem Material, das den daran gerichteten Anforderungen am
besten entspricht, so daß keine erzwungenen Kompromisse ge
schlossen werden müssen. Da die Stähle aller drei Bestandtei
le gleichartige thermische Ausdehnungskoeffizienten besit
zen, wird auch während des Pumpenbetriebs die strukturelle
Integrität der gemeinsamen Verbindung bewahrt.
Die Struktur der besonderen beschriebenen Ausführungen
ergibt zusätzliche Vorteile durch die Wechselwirkung der Be
standteile und ihre Zusammenarbeit, ohne zusätzliche Kosten
im Hinblick auf Material oder Bearbeitung. Die Schweißstelle
an der Verbindung ist fluiddicht. Die Verschleißfläche des
Edelstahl-Dichtelementes liegt radial nahe der geschweißten
gemeinsamen Verbindung der drei Komponenten. Da sie aus
Metall besteht, wird die in der Verschleißfläche freiwerden
de Reibungswärme wirksam durch die gemeinsame Verbindung zu
dem Lager- und dem Pumpengehäuse abgeführt und von da an die
Umgebung abgegeben. Die Endkante des Lagergehäuses ist mit
einer Schulter versehen, die in die Kante der Öffnung des
Pumpengehäuses paßt, und das Dichtelement ist mit einem Um
fangsflansch versehen, der an der Endkante des Lagergehäuses
anliegt. Damit werden die drei Bestandteile, bevor sie mit
einander verschweißt werden, in sehr genauer Beziehung zuein
ander gehalten, und die Ausricht-Dichtfläche wird genauer ge
richtet als es bei einer üblichen Keramikdichtung der Fall
sein kann.
Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, eine Fahrzeugwasser
pumpe zu schaffen, in der Lagergehäuse, Pumpengehäuse und
Dichtung jeweils aus den am besten geeigneten Materialien ge
bildet werden können und dennoch wirksam eine einheitliche
Anordnung bilden.
Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, eine derartige
einheitliche Pumpenanordnung zu bilden, bei der ein Metall
dichtelement mit einer Verschleißfläche so aufgenommen ist,
daß eine wirksame Abführung der beim Betrieb der einheitli
chen Pumpenanordnung erzeugten Reibungswärme zusammen mit an
deren Bestandteilen der Anordnung gesichert ist, und dabei
soll durch einfaches Ausrichten der Pumpenanordnung eine
dichtere und preiswertere Herstellung möglich sein bei genau
er Lage der Dichtung, um einen verbesserten Betrieb der Pum
penanordnung sicherzustellen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei
spielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Aus
führung der Erfindung, mit einigen
Teilen im Schnitt,
Fig. 2 eine Schnittansicht nach Linie 2-2, in
Pfeilrichtung gesehen, und
Fig. 3 eine Vergrößerung des in Fig. 1 mit
einem strichpunktierten Kreis umschlosse
nen Gebietes 3.
In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführung einer Fahrzeugwas
serpumpe 10 dargestellt. Die Pumpe 10 ist im Versandzustand
gezeigt, als eine Pumpenanordnungseinheit getrennt von einem
(nicht gezeigten) Maschinenblock, an dem sie später zu befe
stigen ist. Zwei Grundkomponenten der Wasserpumpe 10 sind
konventioneller Art und bilden im breitesten Sinn nicht
einen Teil der Erfindung, wenn es auch höchst praktisch ist,
diese Bestandteile mit dem erfindungsgemäßen Teil zusammenge
baut zu versenden. Die zwei konventionellen Bestandteile
sind ein Pumpenrad 12 und eine Dichtpatrone 14. Das Pumpen
rad 12 ist ein Metall-Stanzteil üblicher Art, wie dem Fach
mann bekannt. Die Dichtungspatrone 14 ist eine typische hand
elsübliche Einheit mit einem Kohlenstoff-Dichtring 16, einem
Balg 18 und einer Spannfeder 20, die zwischen dem Dichtring
16 und dem Pumpenrad 12 zusammengedrückt ist. Die Erfindung
umfaßt eine mit 22 bezeichnete grundlegendere Einheit mit
einer Welle 24, einem Lagergehäuse 26, einer Zweifach-Reihe
von Lagerkugeln 28, die die Welle 24 konzentrisch im Lagerge
häuse 26 abstützen, einem Pumpengehäuse 30 und einem Dichte
lement 32. Jeder dieser Bestandteile, und die Art und Weise,
wie sie besonders zur Zusammenwirkung miteinander ausgelegt
sind, wird im einzelnen nachfolgend beschrieben.
Nach Fig. 1 und 3 ist das Lagergehäuse 26 allgemein zylin
drisch und aus einem Lager-Qualitätsstahl gebildet, bei
spielsweise aus der (US-)Stahlsorte AISI 52100 oder aus dem
hochgekohlten Stahl 1040. Diese sind ausreichend hart, damit
integrale Lagerwege 34 an der Innenfläche des Lagergehäuses
26 angebracht werden können. Wegen der zylindrischen Form be
sitzt das Lagergehäuse 26 allgemein kreisförmige Endkanten,
von denen eine Endkante 36 (Fig. 3) mit einer genuteten
Schulter 38 ausgebildet ist. Das Lagergehäuse 26 besitzt
auch die üblichen Belüftungsbohrungen 40, um an der Dichtung
14 vorbeileckendes Kühlmittel abfließen zu lassen. Die Welle
24 ist aus dem gleichen Material wie das Lagergehäuse 26 ge
bildet und besitzt ebenfalls integral an ihrer Außenfläche
ausgebildete Lagerwege oder -läufe 42. Die Welle 24 ist an
einem Ende 44 abgedreht, so daß eine übliche (nicht vollstän
dig dargestellte) Antriebs-Riemenscheibe daran angebracht
werden kann, und ebenfalls ist das andere Ende 46 zur Verbin
dung mit dem Pumpenrad 12 abgedreht. Nachdem die Welle 24
und das Gehäuse 26 hergestellt und entsprechend wärmebehan
delt sind, wird die Zweifachreihe von Lagerkugeln 28 zwi
schen den jeweiligen Läufen 42 und 34 in üblicher Weise ein
gesetzt. Es ist ausreichend radialer Freiraum zwischen dem La
gergehäuse 26 und der Welle 24 vorhanden, um ungehinderten
Zugriff zum Einsetzen der Lagerkugeln 28 und für etwa dafür
nötigen Schmierstoffvorrat zu gewähren. Dann werden entspre
chende Lippendichtungen 48 und 50 zu beiden Seiten der
Kugeln 28 angesetzt. Damit bilden das Lagergehäuse 26, die
Welle 24 und die Kugeln 28 zusammen eine Lager-Vormontageein
heit, mit der getrennt umgegangen werden kann.
Ebenfalls aus Fig. 1 und 3 zu ersehen ist das allgemein
ringförmige Dichtelement 32, und dieses ist aus einem ent
sprechenden korrosionsbeständigen Metall gebildet, in diesem
Fall beispielsweise der (US-)Edelstahlsorte AISI 303, wenn
auch andere Materialien, beispielsweise ölgetränktes Gußei
sen, verwendet werden können. Beide Materialien haben ausge
zeichnete Verschleißeigenschaften und sind leichter herzu
stellen und zu behandeln, und können thermische und mechani
sche Schockeinwirkungen weit besser als keramisches Material
ertragen. Da es sich um Stahl oder anderes Eisenmaterial han
delt, besitzt das Dichtelement 32 einen thermischen Ausdeh
nungskoeffizienten etwa gleicher Art wie das Metall des La
gergehäuses 26, und es ist schweißbar. Außer der allgemein
ringförmigen Gestalt sind besondere bauliche Eigenheiten des
Dichtelementes 32 zu beschreiben, die mit den anderen Be
standteilen zusammenwirken, und diese sind am besten aus
Fig. 3 zu ersehen. Der Hauptkörper des Dichtelementes 32
ist nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der End
kante 36 des Lagergehäuses, so daß das Dichtelement 32 in
dieses Ende des Lagergehäuses 26 leicht eingeführt werden
kann. Zwei O-Ring 52 besitzen eine solche Abmessung, daß sie
wischend an der Innenfläche des Lagergehäuses 26 anliegen.
Ein Umfangsflansch 54 besitzt einen Außendurchmesser, der
etwas größer als der Außendurchmesser der Lagergehäuse-Schul
ter 38 ist, und kann so auf die Endkante 36 aufgesetzt
werden. Eine erhabene Verschleißfläche 56 ist nach außen ge
wendet und befindet sich sowohl radial als auch axial in der
Nähe des Flansches 54. Das Pumpengehäuse 30 ist aus todweich
geglühtem Stahl AISI 1010 geprägt. Demzufolge kann das Pum
pengehäuse 30 leicht zu der komplizierten und gewölbten Ge
stalt geformt werden, die für ein Pumpengehäuse allgemein
nötig ist, mit den integralen Kühlmittel-Eintritt- und -Aus
trittsdurchlässen und dem zum Anbringen bestimmten Umfangs
flansch 58. Da es aus Stahl besteht, ist das Pumpengehäuse
30 auch schweißbar und besitzt einen gleichartigen thermi
schen Ausdehnungskoeffizienten wie die Metalle des Lagerge
häuses 26 und des Dichtelementes 32. Das Pumpengehäuse 30
ist auch beim Prägen mit einer Zentralöffnung versehen
worden, die eine kreisförmige Innenkante 60 bestimmt, deren
Durchmesser und Stärke gleich den entsprechenden Maßen der
Schulter 38 des Lagergehäuses ist. Dabei sind Lagergehäuse
26, Pumpengehäuse 30 und Dichtelement 32 jeweils aus unter
schiedlichen Materialien gebildet, die am besten den jeweils
vorhandenen Notwendigkeiten entsprechen. Jedoch bleibt die
Gleichartigkeit dieser Materialien, und diese und die freige
wählten Strukturbeziehungen der Bestandteile bewirken zusam
men einen möglichen genauen Zusammenbau und verbesserten Be
trieb für die Pumpe 10, wie nachfolgend beschrieben wird.
Aus Fig. 2 und 3 ist die relative Größenabstimmung des La
gergehäuses 26, des Pumpengehäuses 30 und des Dichtelementes
32, wie sie oben beschrieben wurde, zu ersehen; diese gestat
tet den nachfolgend beschriebenen Zusammenbau und die Verbin
dung. Die Innenkante 60 des Pumpengehäuses 30 wird auf die
Schulter 38 des Lagergehäuses 26 so aufgesetzt, daß diese
streng miteinander koaxial ausgerichtet sind. Dann wird das
Dichtelement 32 in das Ende des Lagergehäuses 26 gleitend
eingesetzt, bis der Flansch 54 an der Endkante 36 aufsitzt.
Dieses Eingleiten und Aufsetzen dient dazu, das Dichtelement
32 präzise und genau koaxial zum Lagergehäuse 32 auszurich
ten, und dadurch wird auch die Verschleißfläche 52 senkrecht
zur Achse der Welle 24 gebracht. Vergleicht man dies mit der
erwähnten typischen Befestigung eines üblichen in Elastomer
eingebetteten Keramikdichtelementes, so sieht man, daß
dieses auch nicht annähernd so genau ausgerichtet und einge
setzt werden kann. Dieses Zusammenbringen des Lagergehäuses
26, des Pumpengehäuses 30 und des Dichtelementes 32 in der
beschriebenen Weise schafft eine gemeinsame Verbindungsstel
le ihrer jeweiligen Endkante 36, Innenkante 60 und Flansch
54, und diese Stelle ist in Fig. 1 strichpunktiert umkreist
und in Fig. 3 mit 62 bezeichnet. Die Teile können in dieser
Lagerbeziehung zeitweilig leicht gehalten werden, und zwar
entweder in einer entsprechenden Halteform oder in einer au
tomatisierten Zusammenbauvorrichtung. Wie am besten in Fig.
3 zu sehen, ist diese gemeinsame Verbindungsstelle 62 durch
das offene Pumpengehäuse 30 leicht zugänglich, und das
gleichzeitige Verschweißen der drei Kanten kann damit sehr
einfach durch ein Schweißwerkzeug 64 (Fig. 3) ausgeführt
werden. Durch dieses Verschweißen entsteht die erwähnte ein
heitliche Anordnung 22, die nun leicht behandelt und versen
det werden kann, als ob diese drei Einzelbestandteile eine
integrale Einheit bildeten. Es ist jedoch nicht nötig, ir
gendwelche Kompromisse bezüglich der Materialien einzugehen.
Das Verschweißen an der Verbindungsstelle 62 dient auch
dazu, gleichzeitig eine kontinuierliche Fluid-Abdichtung zu
schaffen, ohne daß weitere Dichtstrukturen oder Verfahrens
schritte nötig sind. Tatsächlich ist die Schweißnaht an der
Verbindungsstelle 62 so ausreichend dicht, daß die O-Ringe
auch weggelassen werden können. Die Anordnung 22 könnte in
dem bisher beschriebenen Zustand versendet werden; es ist
jedoch bequemer, die Dichtungspatrone 14 und das Pumpenrad
12 hinzuzufügen, wodurch der Dichtring 16 in Reibanlage an
der Verschleißfläche 56 anliegt. Dann kann die Pumpen-Vormon
tageeinheit 10 im ganzen versendet und als eine Einheit mit
dem Pumpengehäuseflansch 58 an den Maschinenblock ange
schraubt werden.
Die Materialien und die Art und Weise des Zusammenbaus, wie
sie vorstehend im einzelnen beschrieben wurden, ergeben
einen stark verbesserten Pumpenbetrieb und eine überlegene
Lebensdauer, die in erster Linie durch die verbesserte Le
bensdauer und Wirkung der Dichtung erzeugt werden. Wenn
(siehe Fig. 1) die Welle 24 sich dreht und das Pumpenrad 12
das Kühlmittel antreibt, verhindert die Reibanlage des Dicht
ringes 16 an der Verschleißfläche 56 zusammen mit der
Schweißnaht an der Verbindungsstelle 62 ein Austreten des
Kühlmittels zu den Lagerkugeln 28. Etwa doch an dem Dich
tring 16 vorbeitretendes Kühlmittel wird weiter durch die
Lippendichtung 48 daran gehindert, zu den Lagerkugeln 28 vor
zudringen und kann durch die Belüftungsbohrungen 40 an die
Umgebung austreten. Obwohl die Verbindungsstelle 62 von sehr
heißem Kühlmittel erreicht wird, bewahren die gleichartigen
thermischen Ausdehnungseigenschaften der drei unterschiedli
chen Stahlsorten die bauliche Integrität der Schweißnaht. Da
der Dichtring 16 und die Verschleißfläche 56 so genau mitein
ander ausgerichtet sind, ist jede Exentrizität und damit
Reibverschleiß gering gehalten. Die aus Stahl bestehende Ver
schleißfläche 56 kann ohne Schwierigkeit genügend eben ge
läppt werden, so daß der Kohlenstoffdichtring 16 tatsächlich
an der Fläche anhängt. Die verbesserte Ausrichtung an der
Zwischenfläche von Dichtung 16 und Verschleißfläche 56 läßt
ein gewisses Maß von Korrosion der Verschleißfläche 56 zu,
da diese, ohne die Ausrichtung der Einzelteile zu verschlech
tern, kontinuierlich abgetragen werden kann, wobei die Feder
22 den kontinuierlichen Reibkontakt aufrecht erhält. Da
weiter der Stahl des Dichtelementes 32 ein guter Wärmeleiter
ist, und da die Verschleißfläche 56 nicht weit von der ge
meinsamen Verbindungsstelle 62 entfernt ist, wird die an der
Berührungsfläche erzeugte Reibungswärme durch das Dichtele
ment 32 und die Verbindungsstelle 62 zum Lagergehäuse 26 und
zum Pumpengehäuse 30 geleitet, die beide der Umgebungsluft
ausgesetzt sind. Der kühlere Lauf ergibt auch eine Verlänge
rung der Lebensdauer der Dichtung. So ergeben sich in gegen
seitigem Zusammenwirken zahlreiche Vorteile in Hinblick auf
Kosten, Herstellbarkeit und Dichtungslebensdauer durch die
Herstellung des Dichtelementes 32 aus Stahl und den beschrie
benen Zusammenbau mit den anderen aus Stahl bestehenden Be
standteilen.
Durch die Schweißung an der gemeinsamen Verbindungsstelle 62
ergeben sich mehr als nur eine einstückige Einheit. Das Hinzu
fügen des Dichtelementes 32 und die Abstützung aller drei
Elemente aneinander und ihre Verbindung an der Schweißung 62
ergibt eine verbesserte Wärmeabströmung an die Umgebungsluft
und eine bessere Kühlung des Dichtelementes 32. Die gemeinsa
me Verbindung 62 erlaubt das einfache Ausrichtung aller drei
Elemente miteinander und ergibt eine solide, geradlinig auf
gebaute Einheit.
Es können Veränderungen gegenüber der beschriebenen bevorzug
ten Ausführungen ohne Abweichung vom Konzept der Erfindung
eingeführt werden. Beispielsweise kann bei einer Pumpe ande
rer Größe oder in kühlerer Umgebung die Verschleißfläche 56
nicht so nahe an der gemeinsamen Verbindungsstelle 62 lie
gen. Die Tatsache, daß das Dichtelement 32 aus Stahl besteht
und mit dem Lagergehäuse 26 und dem Pumpengehäuse 30 ver
schweißt ist, ergibt schon eine verbesserte Herstellbarkeit
und erleichert die Ausrichtung an der Reibdichtungs-Fläche.
Es ist jedoch bequem, die Verschleißfläche 56 dicht an der
gemeinsamen Verbindungsstelle 62 anzuordnen und dadurch die
im Gebrauch erzeugte Reibungswärme wirksam abzuleiten. Es
könnten auch die Einzelbestandteile dadurch etwas verein
facht werden, daß die Lagergehäuseschulter 38 und der Dichte
lementflansch 54 beseitigt werden, solange das Lagergehäuse
26, das Pumpengehäuse 30 und das Dichtelement 32 jeweils
kreisförmige Kanten mit etwa gleichem Durchmesser besitzen,
die an einer gemeinsamen Verbindungsstelle zusammengebracht
werden können. Die verschiedenen beschriebenen Flansche und
Schultern garantieren für die Selbstausrichtung der Bestand
teile an der gemeinsamen Verbindungsstelle 62, die ja für
sich einen Vorteil bildet.
Claims (4)
1. Kombination aus Fahrzeugwasserpumpe, Lager und Dichtan
ordnung von der Art, bei der ein relativ verdrehbarer
Dichtring reibend an einer Dichtungs-Verschleißfläche an
liegt, mit: einer drehbaren Welle, an der der Dichtring
angebracht ist, einem allgemein zylindrischen Lagergehäu
se, die Welle konzentrisch in dem Lagergehäuse abstützen
den Lagerelementen, einem Pumpengehäuse mit einer allgem
ein zentralen Öffnung und einem allgemein ringförmigen
Dichtelement, das die Verschleißfläche ergibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lagergehäuse (26) aus einem genügend harten
schweißbaren Metall gebildet ist, so daß integrale Lager
läufe (34) in der Innenfläche des Lagergehäuses vorgese
hen sind, daß das Lagergehäuse (26) eine allgemein kreis
förmige Endkante (36) besitzt, daß das Pumpengehäuse
(30) aus einem schweißbaren Metall mit ähnlichen thermi
schen Ausdehnungseigenschaften wie das Metall des Lager
gehäuses (26) und ausreichender Weichheit geformt ist,
um durch Stanzen und Biegen in eine entsprechende Ge
stalt verformt zu werden, daß die allgemein zentrale Öff
nung des Pumpengehäuses (30) durch eine Innenkante (60)
mit einem Durchmesser bestimmt ist, der im wesentlichen
gleich dem Durchmesser der Lagergehäuse-Endkante (36)
ist, und daß das allgemein ringförmige Dichtelement (32)
aus einem schweißbaren Metall gebildet ist mit ähnlichen
thermischen Dehnungseigenschaften wie die Metalle des
Lager- und des Pumpengehäuses und zur Schaffung der Dich
tungs-Verschleißfläche (56) ausreichend verschleißfest,
daß das Dichtelement (32) eine Außenkante besitzt mit
einem Durchmesser, der im wesentlichen dem Durchmesser
der Lagergehäuse-Endkante (36) gleicht, daß die Lagerge
häuse-Endkante (36) die Pumpengehäuse-Innenkante (60)
und die Dichtelement-Außenkante an einer gemeinsamen Ver
bindungsstelle (62) zusammengebracht und gleichzeitig
miteinander verschweißt sind zur Erzeugung einer einheit
lichen Anordnung, und zur Schaffung einer kontinuierli
chen Fluidabdichtung an der gemeinsamen Verbindungsstel
le (62), wobei die geschweißte gemeinsame Verbindungs
stelle (62) dann, wenn die Kombination (10) aus Fahrzeug
wasserpumpe, Lager und Dichtanordnung bei einer Fahrzeug
maschine angebracht ist, strukturell während des Pumpen
betriebes in Ordnung bleibt infolge der gleichartigen
thermischen Ausdehnungseigenschaften der drei die gemein
same Verbindungsstelle (62) bildenden Metalle.
2. Kombination nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei an einer Fahrzeugmaschine installierter Kombina
tion (10) aus Fahrzeugwasserpumpe, Lager und Dichtanord
nung die Außenflächen des Lagergehäuses (26) und des Pum
pengehäuses (30) der Umgebungsluft ausgesetzt sind, so
daß die an der Berührungsfläche des Dichtringes mit der
Verschleißfläche während des Pumpenbetriebes erzeugte
Reibungswärme wirksam von der Verschleißfläche (56)
durch die gemeinsame Verbindungsstelle (62) zu dem
Lager- und dem Pumpengehäuse geleitet ist.
3. Kombination nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschleißfläche (56) des Dichtelementes in der
Nähe der Außenkante des Dichtelementes (32) gelegen ist
zur weiteren Erhöhung der wirksamen Ableitung der Rei
bungswärme während des Pumpenbetriebes von der Berüh
rungsfläche zwischen Dichtring und Verschleißfläche.
4. Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lagergehäuse (26) eine allgemein kreisförmige
Schulter (38) an der Endkante (36) besitzt, daß die all
gemein zentrale Öffnung des Pumpengehäuses (30) einen
Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser der
Lagergehäuseschulter (38) aufweist und daß das Dichtele
ment (32) einen an der Lagergehäuse-Endkante (36) ansetz
baren Umfangsflansch (54) aufweist, wodurch das Lagerge
häuse (26), das Pumpengehäuse (30) und das Dichtelement
(32) relativ zueinander an der gemeinsamen Verbindungs
stelle (62) ausrichtbar sind durch gleitendes Aufsetzen
der Pumpengehäuse-Innenkante (60) über die Lagergehäu
se-Schulter (38) und Ansetzen des Dichtelement-Flansches
(54) an die Lagergehäuse-Endkante (36) vor dem gemeinsa
men Verschweißen dieser Bestandteile an der gemeinsamen
Verbindungsstelle (62), um die einheitliche Anordnung zu
schaffen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/059,935 US4768923A (en) | 1987-06-09 | 1987-06-09 | Combined water pump, bearing and seal assembly |
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GB (1) | GB2205610B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4203391A1 (de) * | 1992-02-06 | 1993-08-12 | Schaeffler Waelzlager Kg | Dichtungsanordnung fuer eine wasserpumpe einer brennkraftmaschine |
US6007303A (en) * | 1997-01-22 | 1999-12-28 | Schmidt; Eugen | Controllable coolant pump for motor vehicles |
DE102005014919A1 (de) * | 2005-04-01 | 2006-10-12 | Schaeffler Kg | Aggregat mit wenigstens einem Antriebsglied |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4824324A (en) * | 1987-05-01 | 1989-04-25 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Water pump |
US5045091A (en) * | 1987-06-26 | 1991-09-03 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method of making rotary brush with removable brush elements |
US4981304A (en) * | 1989-01-06 | 1991-01-01 | Westinghouse Electric Corp. | Reactor coolant pump auxiliary flexible vacuum seal for reactor coolant system vacuum degasification |
US5077000A (en) * | 1989-01-06 | 1991-12-31 | Westinghouse Electric Corp. | Method of preparing a reactor coolant pump for vacuum degasification of a reactor coolant system |
US4992023A (en) * | 1990-07-05 | 1991-02-12 | General Motors Corporation | Vehicle water pump with improved slinger |
ES2047347T3 (es) * | 1990-07-07 | 1994-02-16 | Freudenberg Carl Fa | Bomba de agua de refrigeracion. |
US5482432A (en) * | 1990-07-09 | 1996-01-09 | Deco-Grand, Inc. | Bearingless automotive coolant pump with in-line drive |
GB9018851D0 (en) * | 1990-08-29 | 1990-10-10 | Concentric Pumps Ltd | Coolant pump |
US5071316A (en) * | 1991-02-11 | 1991-12-10 | General Motors Corporation | Combination coolant pump drip collection, belt tensioner |
US5141416A (en) * | 1991-02-14 | 1992-08-25 | Dover Resources, Inc. | Plunger for a downhole reciprocating oil well pump and the method of manufacture thereof |
US5133639A (en) * | 1991-03-19 | 1992-07-28 | Sta-Rite Industries, Inc. | Bearing arrangement for centrifugal pump |
US5375852A (en) * | 1991-04-08 | 1994-12-27 | Chicago-Allis Manufacturing Corporation | Rotating seal body for face type seal |
US5168626A (en) * | 1991-07-12 | 1992-12-08 | General Motors Corporation | Method for providing pump drip collector |
DE4436879B4 (de) * | 1994-03-19 | 2007-10-18 | Kaco Gmbh + Co | Dichtungseinheit |
US5540192A (en) * | 1995-05-25 | 1996-07-30 | Uis, Inc. | Integrated water pump assembly for internal combustion engines |
US6062815A (en) * | 1998-06-05 | 2000-05-16 | Freudenberg-Nok General Partnership | Unitized seal impeller thrust system |
US7036523B2 (en) * | 2001-06-22 | 2006-05-02 | Kenneth Nixon | Serviceable check valve |
JPWO2003091573A1 (ja) * | 2002-04-23 | 2005-09-02 | 日本精工株式会社 | ウォータポンプ用シール装置、ウォータポンプ用回転支持装置、ウォータポンプの組立方法 |
WO2003091574A1 (fr) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Nsk Ltd. | Dispositif de joint de pompe a eau, dispositif de support de rotation de pompe a eau et procede d'assemblage de pompe a eau |
AU2005310972B2 (en) * | 2004-10-20 | 2011-11-10 | Waterco Limited | Pump secondary seal |
WO2007142995A2 (en) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Metaldyne Company, Llc | Compact pump arrangement |
US8454307B2 (en) * | 2008-11-26 | 2013-06-04 | Sta-Rite Industries, Llc | Socket with bearing bore and integrated wear plate |
US8292508B2 (en) * | 2009-01-15 | 2012-10-23 | Nsk Corporation | Integrated two-level bearing |
US8164293B2 (en) | 2009-09-08 | 2012-04-24 | Hoffman Enclosures, Inc. | Method of controlling a motor |
US8297369B2 (en) | 2009-09-08 | 2012-10-30 | Sta-Rite Industries, Llc | Fire-extinguishing system with servo motor-driven foam pump |
US8183810B2 (en) | 2009-09-08 | 2012-05-22 | Hoffman Enclosures, Inc. | Method of operating a motor |
GB2532169A (en) * | 2013-09-10 | 2016-05-11 | Schlumberger Holdings | Wear rings for electric submersible pump stages |
DE102014207188B8 (de) * | 2014-04-15 | 2015-12-24 | Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg | Gleitringdichtungsanordnung mit Balgelement |
US10240617B2 (en) * | 2015-07-01 | 2019-03-26 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Water pump bearing with active condensate purging system |
DE102015213472B3 (de) * | 2015-07-17 | 2016-10-06 | Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg | Gleitringdichtungsanordnung mit Balgelement |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3620042A (en) * | 1969-09-02 | 1971-11-16 | Airtex Products Div | Sheet metal water pump |
US3632220A (en) * | 1970-08-27 | 1972-01-04 | Chrysler Corp | Coolant pump |
US3782735A (en) * | 1971-07-06 | 1974-01-01 | Crane Packing Co | Banded sealing washer |
US3895811A (en) * | 1974-07-19 | 1975-07-22 | Gen Motors Corp | Face sealing arrangement for automotive waterpumps and the like and face seal assembly therefor |
US3934966A (en) * | 1971-11-11 | 1976-01-27 | Skf Industrial Trading And Development Company, B.V. | Cooling water pump, preferably of motor car engines |
US3981610A (en) * | 1973-11-02 | 1976-09-21 | Skf Industrial Trading And Development Company, B.V. | Water pump |
US4421456A (en) * | 1982-03-15 | 1983-12-20 | C T Manufacturing, Inc. | Centrifugal pump assembly |
GB2172659A (en) * | 1985-03-19 | 1986-09-24 | Austin Rover Group | Cooling liquid pump for internal combustion engine |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2989925A (en) * | 1956-12-21 | 1961-06-27 | Int Harvester Co | Water pump assembly |
JPS54160954A (en) * | 1978-06-12 | 1979-12-20 | Arai Pump Mfg | Seal ring |
US4669738A (en) * | 1985-04-25 | 1987-06-02 | John Crane-Houdaille, Inc. | Internally installable package seal |
-
1987
- 1987-06-09 US US07/059,935 patent/US4768923A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-05-09 GB GB8810903A patent/GB2205610B/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-05-13 AU AU16155/88A patent/AU596524B2/en not_active Ceased
- 1988-06-06 DE DE3819180A patent/DE3819180A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3620042A (en) * | 1969-09-02 | 1971-11-16 | Airtex Products Div | Sheet metal water pump |
US3632220A (en) * | 1970-08-27 | 1972-01-04 | Chrysler Corp | Coolant pump |
US3782735A (en) * | 1971-07-06 | 1974-01-01 | Crane Packing Co | Banded sealing washer |
US3934966A (en) * | 1971-11-11 | 1976-01-27 | Skf Industrial Trading And Development Company, B.V. | Cooling water pump, preferably of motor car engines |
US3981610A (en) * | 1973-11-02 | 1976-09-21 | Skf Industrial Trading And Development Company, B.V. | Water pump |
US3895811A (en) * | 1974-07-19 | 1975-07-22 | Gen Motors Corp | Face sealing arrangement for automotive waterpumps and the like and face seal assembly therefor |
US4421456A (en) * | 1982-03-15 | 1983-12-20 | C T Manufacturing, Inc. | Centrifugal pump assembly |
GB2172659A (en) * | 1985-03-19 | 1986-09-24 | Austin Rover Group | Cooling liquid pump for internal combustion engine |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4203391A1 (de) * | 1992-02-06 | 1993-08-12 | Schaeffler Waelzlager Kg | Dichtungsanordnung fuer eine wasserpumpe einer brennkraftmaschine |
US6007303A (en) * | 1997-01-22 | 1999-12-28 | Schmidt; Eugen | Controllable coolant pump for motor vehicles |
DE102005014919A1 (de) * | 2005-04-01 | 2006-10-12 | Schaeffler Kg | Aggregat mit wenigstens einem Antriebsglied |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS64400A (en) | 1989-01-05 |
GB8810903D0 (en) | 1988-06-15 |
AU1615588A (en) | 1988-12-15 |
AU596524B2 (en) | 1990-05-03 |
US4768923A (en) | 1988-09-06 |
GB2205610A (en) | 1988-12-14 |
GB2205610B (en) | 1990-11-21 |
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