DE10213245A1 - Wasserpumpenvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Wasserpumpenvorrichtung hat einen Körper, der an eine Montierfläche eines Verbrennungsmotors befestigbar ist, und der eine Bohrung hat, eine Drehwelle, die drehbar an dem Körper über ein Lager gestützt ist, ein Laufrad, das an der Welle befestigt ist und in einer Pumpenkammer zum gezwungenen Zuführen von Wasser aus einem Wassereinlass zu einem Wasserauslass gelegen ist, ein Abdichtungselement zum Abdichten zwischen der Pumpenkammer und der Bohrung des Körpers und einen Sammelkammerabschnitt, der zumindest entweder an dem Körper oder dem Verbrennungsmotor zum Verbinden mit der Bohrung zwischen dem Lager und dem Abdichtungselement über einen Ablaufdurchgang vorgesehen ist und zum Sammeln von über das Abdichtungselement ausgelaufenen Wassers, wobei der Sammelkammerabschnitt in Richtung der Montierfläche des Verbrennungsmotors geöffnet ist und eine Öffnung des Sammelkammerabschnitts durch Befestigen des Körpers an dem Verbrennungsmotor fluiddicht geschlossen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wasserpumpenvorrichtung und insbesondere eine Wasserpumpenvorrichtung, die bei einem Kühlsystem für ein Fahrzeug und dergleichen verwendet wird.

Eine herkömmliche Wasserpumpenvorrichtung dieser Art ist beispielsweise in der japanischen ungeprüften Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 6(1994)-23760 offenbart. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, hat diese Wasserpumpenvorrichtung einen Körper (ein Gehäuse) 4, der an einen Verbrennungsmotorblock 3 über eine Dichtung 2 befestigt ist und der eine Zentralbohrung 5 sowie eine Pumpenkammer 6 hat. Eine Drehwelle 8, die ein Ende hat, an die eine Riemenscheibe 7 befestigt ist, ist drehbar in der Zentralbohrung über ein Lager 9 gestützt. Die Riemenscheibe 7 ist mit einer (nicht gezeigten) Kurbelriemenscheibe über einen (nicht gezeigten) Riemen verbunden und wird durch die Drehkraft einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle gedreht. Ein Laufrad 10 ist an dem anderen Ende der Drehwelle 8 befestigt, so dass das Laufrad 10 drehbar in der Pumpenkammer 6 angeordnet ist. Der Verbrennungsmotorblock 3, an dem der Körper 4 fluiddicht befestigt ist, ist mit einem konkaven Abschnitt 11 versehen, der eine äußere Gestalt hat, der der Pumpenkammer 6 entspricht. Die Pumpenkammer 6 stellt ein notwendiges Volumen in Zusammenwirkung mit dem konkaven Abschnitt 11 sicher.

Eine mechanische Abdichtung 12 ist zwischen der Drehwelle 8 und dem Körper 4 zum Sicherstellen einer Flüssigkeitsdichtigkeit zwischen der Zentralbohrung 5 und der Pumpenkammer 6 angeordnet. Ein Wassereinlass 13, der koaxial zu der Drehwelle 8 ist, ist mit dem Verbrennungsmotorblock 3 vorgesehen und ist in den konkaven Abschnitt 11 offen. Ein Wasserauslass 14, der an einer Außenseite des Laufrads 10 in Radialrichtung gelegen ist, ist mit dem Verbrennungsmotorblock 3 vorgesehen und in den konkaven Abschnitt 11 geöffnet. Wenn dadurch die Drehwelle 8 und das Laufrad 10 durch die Riemenscheibe 7 gedreht werden, wird das Wasser von dem Wassereinlass 13 zu der Pumpenkammer 6 angesaugt und von der Pumpenkammer 6 zu dem Wasserauslass 14 durch eine Zentrifugalkraft ausgestoßen.

Das Wasser, das aus der Pumpenkammer 6 in die Zentralbohrung 5 über die mechanische Abdichtung 12 ausläuft, strömt in eine Auslauftasche, nämlich in einen Sammelkammerabschnitt 15, der an dem Körper 4 ausgebildet ist, über einen Ablaufdurchgang 16. Der Sammelkammerabschnitt 15 ist in die entgegengesetzte Richtung bezüglich des Verbrennungsmotorblocks 13 offen und die Öffnung des Sammelkammerabschnitts 15 ist durch eine Kappe 17 geschlossen, die an dem Körper 4 befestigt ist. Ein Ablaufanschluss 19, der an der oberen Seite des Sammelkammerabschnitts 15 gelegen ist und der zwischen dem Sammelkammerabschnitt 15 und der Umgebung eine Verbindung herstellt, ist an dem Körper 4 ausgebildet. Wenn dadurch der Sammelkammerabschnitt 15 mit dem über die mechanische Abdichtung 12 ausgelaufenen Wasser gefüllt ist, wird das Wasser aus dem Sammelkammerabschnitt 15 über den Ablaufanschluss 19 ausgestoßen. In Fig. 7 ist ein Bezugszeichen 18 ein Dampfauslass.

Da es bei der Wasserpumpe gemäß dem vorstehend genannten Stand der Technik notwendig ist, den Deckel 17 an dem Körper 4 fluiddicht beispielsweise durch Presspassen und dergleichen zu befestigen, ist die Anzahl der Teile erhöht und ist eine genaue Bearbeitung zum Ausbilden der Öffnung des Sammelkammerabschnitts 15 und des Deckels 17 erforderlich. Als Folge kann eine Erhöhung der Herstellungskosten nicht vermieden werden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Wasserpumpenvorrichtung zu schaffen, die den vorstehend genannten Nachteil beseitigt.

Um die Aufgabe zu lösen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Wasserpumpenvorrichtung vorgesehen, die einen Körper, der zum Befestigen an eine Montierfläche eines Verbrennungsmotors angepasst ist und eine Bohrung hat, eine Drehwelle, die drehbar an dem Körper über ein Lager gestützt ist, ein Laufrad, das an der Welle befestigt ist und in einer Pumpenkammer zum gezwungenen Zuführen von Wasser aus einem Wassereinlass zu einem Wasserauslass, ein Abdichtungselement zum Abdichten zwischen der Pumpenkammer und der Bohrung des Körpers und einen Sammelkammerabschnitt aufweist, der an zumindest entweder dem Körper oder dem Verbrennungsmotor vorgesehen ist, um mit der Bohrung zwischen dem Lager und dem Abdichtungselement über einen Ablaufdurchgang in Verbindung zu stehen und zum Sammeln von über das Abdichtungselement ausgelaufenen Wassers, wobei der Sammelkammerabschnitt in Richtung der Montierfläche des Verbrennungsmotors geöffnet ist und eine Öffnung des Sammelkammerabschnitts fluiddicht durch Befestigen des Körpers an dem Verbrennungsmotor geschlossen ist.

Die Aufgabe, zusätzliche Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels von dieser unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Wasserpumpenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine teilweise Vorderansicht eines Körpers eines in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht, die einen Ablaufanschluss eines ersten in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Wasserpumpenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ist eine teilweise Vorderansicht eines Verbrennungsmotorblocks eines zweiten in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiels;

Fig. 6 ist eine Seitenansicht, die einen Ablaufanschluss eines zweiten in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiels zeigt; und

Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht einer Wasserpumpenvorrichtung nach dem Stand der Technik.

Eine Wasserpumpenvorrichtung, die gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Wasserpumpenvorrichtung 20 hat einen Körper (ein Gehäuse) 23, das an einen Verbrennungsmotorblock 22 über eine Dichtung 21 befestigt ist und das eine Zentralbohrung 24 sowie eine Pumpenkammer 25 darin hat. Eine Drehwelle 27, die ein Ende hat, an die eine Riemenscheibe 26 befestigt ist, ist drehbar in der Zentralbohrung 24 über ein Lager 28 gestützt. Die Riemenscheibe 26 ist mit einer (nicht gezeigten) Kurbelriemenscheibe über einen (nicht gezeigten) Riemen verbunden und wird durch die Drehkraft einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle gedreht. Ein Laufrad 29 ist an das andere Ende der Drehwelle 27 befestigt, so dass das Laufrad 29 drehbar in der Pumpenkammer 25 angeordnet ist. Der Verbrennungsmotorblock 22, an welchem der Körper 23 fluiddicht befestigt ist, ist mit einem konkaven Abschnitt 31 versehen, der an einer Montierfläche 30 des Verbrennungsmotorblocks 22 ausgebildet ist und der eine äußere Gestalt hat, die der Pumpenkammer 25 entspricht. Die Pumpenkammer 25 stellt ein notwendiges Volumen im Zusammenwirken mit dem konkaven Abschnitt 31 sicher.

Eine gutbekannte mechanische Abdichtung 32 ist zwischen der Drehwelle 27 und dem Körper 23 zum Sicherstellen einer Flüssigkeitsdichtheit zwischen der Zentralbohrung 24 und der Pumpenkammer 25 angeordnet. Ein Wassereinlass 33, der koaxial zu der Drehwelle 27 ist, ist mit dem Verbrennungsmotorblock 22 versehen und in den konkaven Abschnitt 31 geöffnet. Ein Wasserauslass 34, der an einer äußeren Seite des Laufrads 29 in radialer Richtung gelegen ist, ist mit dem Verbrennungsmotorblock 22 vorgesehen und ist in den konkaven Abschnitt 31 geöffnet. Wenn dadurch die Drehwelle 27 und das Laufrad 29 durch die Riemenscheibe 26 gedreht werden, wird das Wasser von dem Wassereinlass 33 zu der Pumpenkammer 25 gesaugt und aus der Pumpenkammer 25 zu dem Wasserauslass 34 durch eine Zentrifugalkraft ausgestoßen.

Das Wasser, das von der Pumpenkammer 25 in die Zentralbohrung 24 über die mechanische Abdichtung 32 ausläuft, strömt in eine Ablauftasche, nämlich einen Sammelkammerabschnitt 35, der an dem Körper 23 ausgebildet ist, über einen Ablaufdurchgang 36. Der Sammelkammerabschnitt 35 ist unterhalb der Zentralbohrung 24 gelegen und erstreckt sich parallel zu der Zentralbohrung 24. Ein Ende des Ablaufdurchgangs, der an dem Körper 23 ausgebildet ist, steht in Verbindung mit einem Raum in der Zentralbohrung 24, der zwischen dem Laufrad 28 und der mechanischen Abdichtung 32 gelegen ist, und das andere Ende davon steht in Verbindung mit dem Sammelkammerabschnitt 35.

Ein Ende des Sammelkammerabschnitts 35, das an der entgegengesetzten Seite bezüglich des Verbrennungsmotorblocks 22 gelegen ist, ist durch einen Bodenabschnitt geschlossen und das andere Ende davon ist in Richtung der Montierfläche 30 des Verbrennungsmotorblocks 22 geöffnet. Die Öffnung des anderen Endes und des Sammelkammerabschnitts 35 liegt auf der gleichen Ebene mit einer Montierfläche des Körpers 23, die an der Montierfläche 30 des Verbrennungsmotorblocks 22 über die Dichtung 21 befestigt ist. Wenn dadurch der Körper 23 an der Montierfläche 30 des Verbrennungsmotorblocks 22 über die Dichtung 21 befestigt ist, ist die Öffnung des anderen Endes der Sammelkammer 35 fluiddicht geschlossen und eine fluiddicht geschlossene Sammelkammer ist durch den Sammelkammerabschnitt 35 und den Verbrennungsmotorblock 22 ausgebildet.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, erstreckt sich der Ablaufdurchgang 36 von dem Raum zwischen der mechanischen Abdichtung 32 und dem Lager 28 nach unten und ist gegen den Sammelkammerabschnitt 35 so geöffnet, dass das über die mechanische Abdichtung 32 ausgelaufene Wasser zu dem Sammelkammerabschnitt 35 geleitet wird. In diesem Ausführungsbeispiel hat in der Vorderansicht des Körpers 23 der Sammelkammerabschnitt 35 eine im Wesentlichen dreieckige Gestalt. Jedoch ist die Gestalt und das Volumen des Sammelkammerabschnitts 35 nicht beschränkt.

Ein Ablaufanschluss 37, der in Verbindung zwischen dem oberen Abschnitt des Sammelkammerabschnitts 35 und der Umgebung steht, ist an dem Körper 23 ausgebildet. Der Ablaufanschluss 37 ist an der Öffnung des anderen Endes des Sammelkammerabschnitts 35 als eine Vertiefung ausgebildet, die in Richtung der Montierfläche 30 des Verbrennungsmotorblocks 22 geöffnet ist. Der Ablaufanschluss 37 wird ein Anschluss zum Verbinden der vorstehend genannten geschlossenen Sammelkammer mit der Atmosphäre, wenn der Körper 23 an der Montierfläche 30 des Verbrennungsmotors 22 über die Dichtung 21 befestigt ist. Wenn dadurch der Sammelkammerabschnitt 35 (die geschlossene Sammelkammer) mit dem über die mechanische Abdichtung 32 ausgelaufenen Wasser gefüllt ist, wird das Wasser aus dem Sammelkammerabschnitt 35 über den Ablaufabschnitt 37 ausgestoßen und es wird verhindert, dass das ausgelaufene Wasser den Auslaufdurchgang 36 und den Raum in der Zentralbohrung 24 zwischen der mechanischen Abdichtung 32 und dem Lager 28 füllt.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Öffnung des Sammelkammerabschnitts 35 durch die Montierfläche 30 des Verbrennungsmotorblocks 20 ohne Verwenden eines Deckels zu der gleichen Zeit geschlossen, wenn der Körper 23 an dem Verbrennungsmotorblock 22 befestigt wird. Es ist daher möglich, die Anzahl der Teile zu verringern und die Herstellungskosten können verringert werden.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In den Fig. 4 bis 6 werden die gleichen Teile im Vergleich mit den Fig. 1 bis 3 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und die Beschreibung davon wird weggelassen. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein erster Sammelkammerabschnitt 35a an dem Körper 23 ausgebildet, so dass er unterhalb der Zentralbohrung 24 gelegen ist und parallel zu der Zentralbohrung 24 sich erstreckt. Das andere Ende des Ablaufdurchgangs 36 steht in Verbindung mit dem ersten Sammelkammerabschnitt 35a. Ein Ende des ersten Sammelkammerabschnitts 35a, das an der entgegengesetzten Seite bezüglich des Verbrennungsmotorblocks 22 gelegen ist, ist durch einen Bodenabschnitt geschlossen, und das andere Ende davon ist in Richtung der Montierfläche 30 des Verbrennungsmotorblocks 22 geöffnet. Die Öffnung des anderen Endes des ersten Sammelkammerabschnitts 35a liegt in der gleichen Ebene wie eine Montierfläche des Körpers 23, die an der Montierfläche 30 des Verbrennungsmotorblocks 22 über die Dichtung 21 befestigt wird. Das Volumen des ersten Sammelkammerabschnitts 35a ist kleiner als dasjenige des Sammelkammerabschnitts 35 in dem ersten Ausführungsbeispiel.

Ein zweiter Sammelkammerabschnitt 38 ist an der Montierfläche des Verbrennungsmotorblocks 22 als ein konkaver Abschnitt ausgebildet und ist gegenüber zu dem Ende des ersten Sammelkammerabschnitts 35a. Der zweite Sammelkammerabschnitt 38 wird eine fluiddicht geschlossene Sammelkammer in Zusammenwirken mit dem ersten Sammelkammerabschnitt 35a, wenn der Körper 23 an der Montierfläche 33 des Verbrennungsmotorblocks 22 über die Dichtung 21 befestigt wird. Der erste Sammelkammerabschnitt 35 wirkt als ein Durchgang.

Ein Ablaufanschluss 39, der in Verbindung zwischen dem oberen Abschnitt des zweiten Sammelkammerabschnitts 38 und der Umgebung steht, ist an dem Verbrennungsmotorblock 23 ausgebildet. Der Ablaufanschluss 39 ist an der Montierfläche 30 als eine Vertiefung ausgebildet, die in Richtung der Montierfläche des Körpers 23 geöffnet ist. Der Ablaufanschluss 39 wird ein Anschluss zum Verbinden der vorstehend genannten geschlossenen Sammelkammer mit der Atmosphäre bzw. der Umgebung, wenn der Körper 23 an der Montierfläche 30 des Verbrennungsmotorblocks 22 über die Dichtung 21 befestigt wird. Wenn dadurch die ersten und zweiten Sammelkammerabschnitte 35a und 38 (die geschlossene Sammelkammer) mit dem über die mechanische Abdichtung 32 ausgelaufenen Wasser gefüllt sind, wird das Wasser aus den ersten und zweiten Sammelkammerabschnitten 35a und 38 über den Ablaufanschluss 39 ausgestoßen. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen der Ersten und zweiten Sammelkammerabschnitte 35a und 38 durch Befestigen des Körpers 23 an der Montierfläche 30 des Verbrennungsmotorblocks 22 ohne Verwenden eines Deckels zu der gleichen Zeit verschlossen, wenn der Körper 23 an dem Verbrennungsmotorblock 22 befestigt wird.

Gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das ausgelaufene Wasser in dem Sammelkammerabschnitt 35 oder in den ersten und zweiten Sammelkammerabschnitten 35a und 38 gesammelt und wird die äußere Wandfläche des Körpers 23 oder des Verbrennungsmotorblocks 22 nicht durch das ausgelaufene Wasser verschmutzt. Wenn jedoch, wie vorstehend erwähnt ist, der Sammelkammerabschnitt 35 oder die ersten und zweiten Sammelkammerabschnitte 35a und 38 mit dem ausgelaufenen Wasser gefüllt sind, wird das Wasser aus dem Auslaufanschluss 37 oder 39 ausgestoßen. Zu diesem Zeitpunkt kann, um die Verschmutzung der äußeren Wandfläche des Körpers 23 oder des Verbrennungsmotorblocks 22 zu vermeiden, die angrenzend an den Auslaufanschluss 37 oder 39 ist, eine Farbschutzbearbeitung, eine Wasserabweisungsbearbeitung oder eine Zersetzungs- Bearbeitung an der äußeren Wandfläche des Körpers 23 oder des Verbrennungsmotorblocks 22 durchgeführt werden.

Normalerweise schließt das Wasser zum Kühlen des Verbrennungsmotors (das Kühlwasser) organische Stoffe zum Verbessern der Kühlwirkung ein und ist eingefärbt. Daher wird bei den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen an der äußeren Wandfläche des Körpers 23 oder des Verbrennungsmotorblocks 22, die angrenzend an den Auslaufanschluss 37 oder 39 ist, ein Oberflächenbeschichtungsmaterial, wie z. B. Wachs oder ein Katalysator zum Zersetzen eines an der äußeren Wandfläche aufgrund des ausgestoßenen Wassers anhaftenden Feststoffs daran angebracht. Oder eine Spiegelflächenschicht, die einfach das Wasser entfernen kann, ist an der äußeren Wandfläche des Körpers 23 oder Verbrennungsmotorblocks 22 ausgebildet, die angrenzend an den Auslaufanschluss 37 oder 39 ist. Beispielsweise kann ein Beschichtungsmaterial, in dem Fluorin enthalten ist, für die Farbbeschichtung verwendet werden und ein Glasbeschichtungsmaterial zur Wasserabstoßung kann verwendet werden. Des weiteren kann ein Titanoxidphotokatalysator zum Zersetzen eines Feststoffs verwendet werden, der eine Hauptkomponente des Kühlwassers ist.

Somit hat die Wasserpumpenvorrichtung einen Körper, der an eine Montierfläche eines Verbrennungsmotors befestigbar ist, und der eine Bohrung hat, eine Drehwelle, die drehbar an dem Körper über ein Lager gestützt ist, ein Laufrad, das an der Welle befestigt ist und in einer Pumpenkammer zum gezwungenen Zuführen von Wasser aus einem Wassereinlass zu einem Wasserauslass gelegen ist, ein Abdichtungselement zum Abdichten zwischen der Pumpenkammer und der Bohrung des Körpers und einen Sammelkammerabschnitt, der zumindest entweder an dem Körper oder dem Verbrennungsmotor zum Verbinden mit der Bohrung zwischen dem Lager und dem Abdichtungselement über einen Ablaufdurchgang vorgesehen ist und zum Sammeln von über das Abdichtungselement ausgelaufenen Wassers, wobei der Sammelkammerabschnitt in Richtung der Montierfläche des Verbrennungsmotors geöffnet ist und eine Öffnung des Sammelkammerabschnitts durch Befestigen des Körpers an dem Verbrennungsmotor fluiddicht geschlossen ist.

Claims (4)

1. Wasserpumpenvorrichtung mit:
einem Körper, der an eine Montierfläche eines Verbrennungsmotors montierbar ist und eine Bohrung hat,
einer Drehwelle, die drehbar an dem Körper über ein Lager gestützt ist,
einem Laufrad, das an der Welle befestigt ist und in einer Pumpenkammer zum gezwungenen Zuführen von Wasser aus einem Wassereinlass zu einem Wasserauslass angeordnet ist,
einem Abdichtungselement zum Abdichten zwischen der Pumpenkammer und der Bohrung des Körpers, und
einem Sammelkammerabschnitt, der an zumindest entweder dem Körper oder dem Verbrennungsmotor vorgesehen ist, um mit der Bohrung zwischen dem Lager und dem Abdichtungselement über einen Ablaufdurchgang in Verbindung zu stehen und zum Sammeln von über das Abdichtungselement ausgelaufenen Wassers,
wobei der Sammelkammerabschnitt in Richtung der Montierfläche des Verbrennungsmotors geöffnet ist und eine Öffnung des Sammelkammerabschnitts fluiddicht durch Befestigen des Körpers an dem Verbrennungsmotor geschlossen ist.

2. Wasserpumpenvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkammerabschnitt in Verbindung mit der Umgebung über einen Ablaufanschluss steht, der an dem Körper oder dem Verbrennungsmotor ausgebildet ist.

3. Wasserpumpenvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablaufanschluss in Richtung der Montierfläche des Verbrennungsmotors geöffnet ist.

4. Wasserpumpenvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass entweder eine Farbschutzbearbeitungsschicht, eine Wasserabstoßungsbearbeitungsschicht oder eine Zersetzungsbearbeitungsschicht zum Zersetzen eines Feststoffs an einer äußeren Wandfläche des Körpers oder des Verbrennungsmotors ausgebildet ist, die an den Ablaufanschluss angrenzt.