DE3841409A1 - Wasserpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserpumpe und im besonderen eine Wasserpumpe, die in einem wassergekühlten Verbrennungs­ motor Verwendung findet.

Bei einer herkömmlichen Wasserpumpe diesen Typs, die in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigt ist, umfaßt ein Übertragungs­ mechanismus T eine Antriebsscheibe 22, die am Ende einer Kurbelwelle 21 befestigt ist, eine angetriebene Scheibe 24, die an einem Ende einer drehbaren Nockenwelle 23 be­ festigt ist, sowie einen endlosen Synchronriemen 25, der die beiden Scheiben 22 und 24 umläuft. Es findet eine Kraft­ übertragung von der Kurbelwelle 21 auf die Nockenwelle 23 über den Übertragungsmechanismus T statt, und die Umdrehungs­ zahl der Nockenwelle 23 wird auf die Hälfte der Umdrehungs­ zahl der Kurbelwelle 21 untersetzt. Am anderen Ende der drehbaren Nockenwelle 23 (auf der gegenüberliegenden Seite des Übertragungsmechanismus T) ist ein Verbindungselement 23 a ausgebildet, um einen Anschluß an ein Verbindungselement 31 a herzustellen, das an der Pumpenwelle 31 einer Wasser­ pumpe 30 ausgebildet ist. Die Wasserpumpe 30 ist direkt an die Nockenwelle 23 über das Verbindungselement 31 a ange­ schlossen, und eine axiale Linie der Pumpenwelle 31 fällt mit der axialen Linie der Nockenwelle 23 zusammen. Die Pumpenwelle 31 wird durch eine Mehrzahl von Kugellagern 32 gehalten und wird durch das Motoröl geschmiert.

Bei der vorerwähnten herkömmlichen Vorrichtung wird die Um­ drehungszahl der Wasserpumpe 30 geändert von der Kurbelwellen­ umdrehung mal dem Scheibenverhältnis zu der Kurbelwellenum­ drehungszahl mal 1/2, so daß das Scheibenverhältnis allge­ mein eingesetzt wird. Dementsprechend wird die Wasserpumpe 30 sehr groß, um die gleiche Strömungsmenge bei wachsender Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Da darüber hinaus die Pumpenwelle 31 durch Kugellager 32 gehalten ist, wird der äußere Durchmesser des Lagerteiles groß. Weiterhin liegen die Pumpenwelle 31 und die Nockenwelle 23 auf der gleichen Linie, so daß eine axiale Verlängerung gebildet wird und ein L-förmiger Schmiermitteldurchlaß 33 und ein Dichtungs­ mechanismus 34 erforderlich werden. Hieraus ergibt sich das Problem, daß eine Verkleinerung als Ausgangsziel nicht leicht erreicht werden kann. Darüber hinaus stellt sich die Problematik, daß viele Arten von Wasserpumpen erforderlich sind, um bereits einen kleinen Unterschied der geforderten Abgabemenge zur Verfügung zu stellen.

Eine derartige bekannte Vorrichtung ist beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift 61(1986)-1819 beschrieben.

Angesichts der aufgezeigten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wasserpumpe der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die, unter Vermeidung der vor­ erwähnten Nachteile, eine Größenreduzierung zuläßt.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung sich die Herstellung der Pumpe für die Serienfertigung eignen.

Schließlich soll die Pumpe ein verringertes Einbauvolumen erfordern.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen der erfindungsge­ mäßen Wasserpumpe auf die Merkmale der Unteransprüche ver­ wiesen wird.

Gemäß der Erfindung umfaßt die Wasserpumpe für einen wasserge­ kühlten Verbrennungsmotor eine an einem Ende einer Kurbelwelle gehaltenen Antriebsscheibe sowie eine an einem Ende einer drehbaren Nockenwelle gehaltene angetriebene Scheibe, die über einen Synchronriemen in Treibverbindung stehen und zeichnet sich aus durch eine Pumpe, deren Pumpenwelle ex­ zentrisch zur Nockenwelle an deren gegenüberliegendem Ende angeordnet ist, ein Paar mit einem vorbestimmten Zahnver­ hältnis in Treibeingriff miteinander stehenden Zahnräder, die am Ende der Nockenwelle bzw. an einem Ende der Pumpenwelle angeordnet sind, sowie ein Gleitlager, das die Pumpenwelle umgreift und innerhalb einer Stirnwand angeordnet ist. Dabei kann das Gleitlager eine Buchse umfassen, die eine material­ einheitlich hiermit ausgeführten endseitigen Flansch trägt. Andererseits kann das Gleitlager eine konische Buchse umfassen.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Aus­ führungsbeispiele der erfindungsgemäßen Wasserpumpe, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Wasserpumpe,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer anderen Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Pumpe, bei welcher eine konische Buchse vorgesehen ist,

Fig. 3 die Seitenansicht eines Verbrennungsmotors herkömmlicher Art,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II der Fig. 3 in einem größeren Maßstab, und

Fig. 5 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt, jedoch entlang der Schnittlinie III-III der Fig. 4.

Die in Fig. 1 gezeigte Wasserpumpe 1 umfaßt ein Gleitlager 4 mit einer Buchse 3, die endseitig einen Flansch 3 a trägt und innerhalb eines Gehäuses gehalten ist, sowie eine Pumpenwelle 5, die drehbar von der Buchse 3 gehalten ist. Ein Impeller 6 ist am linksseitigen Ende der Pumpenwelle 5 in dieser Figur gehalten, und eine hinreichend bekannte mechanische Dichtung 7 ist zwischen dem Impeller 6 und dem Gleitlager 4 vorgesehen. Ein angetriebenes Zahnrad 9 ist am rechten Ende der Pumpenwelle 5, entsprechend der Darstellung, gehalten, wobei der Axialschub von dem Flansch 3 a der Buchse 3 und der Endfläche 9 a des ange­ triebenen Zahnrades 9 aufgenommen wird. Der Axialschub wirkt in Richtung des Impellers 6 von dem angetriebenen Zahnrad 9 als Reaktion der Saugkraft des Wassers. Eine Ölzuführöffnung 2 a sowie eine Ölsammelkammer 2 b sind vorgesehen, um die Gleit­ fläche zwischen der Buchse 3 und der Pumpenwelle 5 sowie der Axialkraft aufnehmenden Oberfläche zwischen dem Flansch 3 und dem angetriebenen Zahnrad 9 zu schmieren. Die Ölzu­ führöffnung ist nach oben zum Motor hin geöffnet und steht mit der Ölsammelkammer 2 b in Verbindung. Das angetriebene Zahnrad 9 steht mit einem treibenden Zahnrad 11 in Eingriff, das auf einer Nockenwelle 10 gehalten ist. Das getriebene Zahnrad 9 besitzt ein entsprechendes Zahnverhältnis und ist lösbar, entsprechend der Darstellung, am rechten Ende der Pumpenwelle 5 gehalten.

Eine (nicht dargestellte) Scheibe ist an einem Ende der drehbaren Nockenwelle 10 gehalten, und das Zahnrad 11 ist lösbar an ihrem anderen Ende befestigt.

Die Wasserpumpe 1 ist mittels einer Schraube 14 an einer Stirn­ wandseite 13 gehalten, und zwar in einer Position, in welcher die Achse der Pumpenwelle 5 exzentrisch zur Achse der Nocken­ welle 10 liegt, wobei der Lagerbereich 4 in die Stirnwand 12 eingesetzt ist. Das treibende Zahnrad 11, das an der drehbaren Nockenwelle 10 gehalten ist und das angetriebene Zahnrad 9 auf der Pumpenwelle 5 stehen miteinander in Eingriff und treiben gemeinsam die Pumpe 1 an.

Für den Fall, daß die Nockenwelle 10 von einer (nicht darge­ stellten) Kurbelwelle angetrieben ist, wird die Wasserpumpe 1 über das treibende Zahnrad 11, das an der Nockenwelle 10 gehalten ist, und das getriebene Zahnrad 9, das an der Pumpen­ welle 5 gehalten ist, angetrieben. Die Gleitfläche des Lagers 4 und die Axialdruckfläche zwischen dem Flansch 3 a und dem angetriebenen Zahnrad 9 werden durch Motoröl geschmiert, das über die Ölzuführöffnung 2 a zugeführt und in der Ölsammel­ kammer 2 b gesammelt wird.

Das Zahnverhältnis des treibenden und des angetriebenen Zahn­ rades 11 bzw. 9 kann verändert werden in Abhängigkeit von der abzugebenden Strömungsmenge der Wasserpumpe 1.

Ein anderes Prinzip, um den Axialschub aufzunehmen, ist in Fig. 2 wiedergegeben. Zwei Buchsen 15 und 16 sind für das Lager vorgesehen, und der Axialschub wird durch eine konische Gleitfläche der Buchse 16 aufgenommen, sowie durch eine ent­ sprechende konische Oberfläche der Pumpenwelle 17. Die Schmierung ist ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wobei es auch problemlos ist, wenn die beiden Buchsen 15 und 16 materialeinheitlich ausgeführt sind.

Wie zuvor beschrieben, ist eine Scheibe an einem Ende der Nockenwelle gehalten, und die Wasserpumpe ist exzentrisch mit der Pumpenwelle zu der Nockenwelle an ihrem anderen Ende vorgesehen, wobei ein Paar von miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern, die ein vorbestimmtes Zahnverhältnis besitzen, am anderen Ende der Nockenwelle bzw. an einem Ende der Pumpen­ welle gehalten sind. Die Wasserpumpe wird über die Zahnräder angetrieben, und die Pumpenwelle ist in einem Gleitlager ge­ halten. Dementsprechend ist es möglich, die Umdrehungszahl der Wasserpumpe, die von der Nockenwelle übertragen wird, welche mit der halben Umdrehungszahl der Kurbelwelle ange­ trieben wird, auf einen vorbestimmten Wert einzustellen. Dies führt dazu, daß die Wasserpumpe kleiner ausgeführt werden kann, und die Verkleinerung kann darüber hinaus noch gesteigert werden, indem man über das Zahnverhältnis eine er­ höhte Geschwindigkeit vorsieht. Die Hauptteile der Wasserpumpe können den gleichen Aufbau besitzen, wobei lediglich ein kleiner Unterschied vorgesehen ist für die entsprechend abzu­ gebende Menge, bei ähnlichen Motoren, so daß die Wasserpumpe serienmäßig hergestellt werden kann und sich eine Reduzierung der Kosten dementsprechend erzielen läßt.

Da die Pumpenwelle exzentrisch zur Nockenwelle angeordnet ist, kann das Lager in die Stirnwand eingesetzt werden, so daß sich die gesamte axiale Einbautiefe verringert. Dementsprechend kann die gesamte axiale Länge des Motors reduziert werden.

Der Flansch ist materialeinheitlich an einer Endfläche der Buchse, die das Lager bildet, angeformt, so daß Abnutzung und Einbrennen durch den Axialschub verhindert werden kann.

Andererseits ist durch die konische Ausführung der Lagerfläche eine Aufnahme des Axialschubes möglich, so daß auch bei dieser Ausführungsform Abnutzung und Einbrennen durch den Axialschub verhindert werden kann.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angeführt werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung lediglich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und ver­ schiedene Modifikationen und Abänderungen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (3)

1. Wasserpumpe für einen wassergekühlten Verbrennungsmotor mit einer an einem Ende einer Kurbelwelle gehaltenen Antriebs­ scheibe, sowie einer an einem Ende einer drehbaren Nockenwelle gehaltenen angetriebenen Scheibe, die über einen Synchron­ riemen in Treibverbindung miteinander stehen, gekenn­ zeichnet durch
eine Wasserpumpe (1), deren Pumpenwelle (5) exzentrisch zur Nockenwelle (10) an deren gegenüberliegendem Ende angeordnet ist,
ein Paar mit einem vorbestimmten Zahnverhältnis in Treibein­ griff stehenden Zahnräder (9, 11), die am Ende der Nockenwelle (10) bzw. einem Ende der Pumpenwelle (5) angeordnet sind, sowie
ein Gleitlager (4), das die Pumpenwelle (5) umgreift und innerhalb einer Stirnwand (12) angeordnet ist.

2. Wasserpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gleitlager (4) eine Buchse (3) umfaßt, die einen materialeinheitlich hiermit ausgeführten endseitigen Flansch (3 a) trägt.

3. Wasserpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gleitlager (4) eine konische Buchse (16) umfaßt.