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Dokumentenidentifikation DE3872970T2 04.03.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0300596
Titel Wasserpumpenlaufrad.
Anmelder Concentric Pumps Ltd., Birmingham, GB
Erfinder Child, Robin Edward, Leamington Spa Warwickshire CV31 1LD, GB
Vertreter Tetzner, V., Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Dr.jur., Pat.- u. Rechtsanw., 8000 München
DE-Aktenzeichen 3872970
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, ES, FR, GB, GR, IT, LI, LU, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 09.05.1988
EP-Aktenzeichen 883041717
EP-Offenlegungsdatum 25.01.1989
EP date of grant 22.07.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.03.1993
IPC-Hauptklasse F04D 29/22
IPC-Nebenklasse B29C 45/14   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft Wasserpumpenlaufrader für Kühlsysteme von Verbrennungsmotoren. Der erfolgreiche Industriestandard für derartige Laufräder ist ein Gußteil gewesen, das notwendigerweise eine bearbeitete Bohrung aufwies, die gewöhnlich als Preßsitz auf der Antriebswelle gefertigt wurde.

Aus der Einleitung der GB-A-1 386 937 ist es bekannt, Wasserpumpenlaufrader aus Kunststoffmaterial herzustellen, die beispielsweise in Waschmaschinen verwendet werden, wo die Wassertemperatur wesentlich unter 100ºC und die Rotationsgeschwindigkeit gewöhnlich unter 3.000 Upm liegen. Bei einem Verbrennungsmotor ist jedoch die Pumpengeschwindigkeit sehr viel höher und (was noch wichtiger ist) auch die Temperatur ist wesentlich höher, da ein unter Druck stehendes Kühlsystem verwendet wird. Das Laufrad einer Waschmaschinenpumpe wird jedoch in einem derartigen Verbrennungsmotor als unbefriedigend empfunden. Das besagte Patent 1 386 937 bietet als eine Lösung die Verwendung von Metall für eine Lagerbuchse, die auf die Antriebswelle paßt und Kunststoff für die Flügelteile. Um das Metall mit dem Kunststoff fest miteinander zu verbinden, weist die metallische Lagerbuchse jedoch radiale Vorsprünge auf. Wegen der Herstellungskosten für die Fertigung der Bohrung der metallischen Lagerbuchse in der geeigneten Größe, um als Treibsitz zu dienen und das Vorsehen der radialen Vorsprünge, ist die Herstellung der Kombination im Vergleich zu der Verwendung eines einzigen Teils wenig oder überhaupt nicht vorteilhaft.

Die GB-A-869 049 offenbart ein Wasserpumpenlaufrad für einen Verbrennungsmotor, enthaltend eine Scheibe und einstückig ausgebildete Laufradflügel aus Gummi oder anderem elastischem Material sowie metallische Verstärkungsringe, die in eine hülsenförmige Verstärkungsscheibe eingebettet sind. Bei einigen in dem Patent beschriebenen Möglichkeiten umgreift der Metallring die aus Gummi oder anderem Material bestehende und im Eingriff mit der Antriebswelle stehende Hülse derart, daß das Metall völlig mit Abstand gegenüber der Welle angeordnet ist.

Es ist Aufgabe dieser Erfindung, eine neue Lösung vorzuschlagen, die es ermöglicht, ein Laufrad aus Kunststoff mit einem metallischen Verstärkungsring zu versehen, der darin exakt angeordnet werden kann.

Gemäß der Erfindung ist ein Wasserpumpenlaufrad vorgesehen, insbesondere für das Kühlsystem eines Verbrennungsmotors, enthaltend einen Formteil mit einem scheibenförmigen Abschnitt, der mit Antriebsflügeln versehen und einstückig mit einem hülsenartigen Abschnitt ausgebildet ist und auf diese Weise mit der Antriebswelle für das Flügelrad in Eingriff kommt, und der mit einem metallischen Verstärkungsring versehen ist, der den hülsenartigen Abschnitt umgreifend in dem Formteil eingebettet und vollständig mit Abstand gegenüber dem Bohrloch des hülsenartigen Abschnitts angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der gegossene Teil in Spritzgußweise aus Kunststoff gefertigt ist, daß der Ring üblicherweise rohrartig ausgebildet ist, die gleiche axiale Länge wie das Flügelrad aufweist, so daß er bei der Herstellung in dem die Spritzform bildenden Hohlraum angeordnet und zentriert werden kann, wobei seine Enden zwischen den jeweiligen Teilen der Form festgeklemmt sind, und daß der Ring zinnenartig ausgebildete Enden aufweist, damit Spritzmaterial zwischen die Hülse und die Scheibe fließen kann.

Das Material für den Ring ist vorzugsweise eine Aluminiumlegierung, aus der ein Formteil gefertigt wird, das roh und unbearbeitet belassen wird. Das Material für die Kunststoffteile ist Nylon mit Glasfüllung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ausführlicher mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Laufrades;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung längs der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des Verstärkungsrings, der im Laufrad der Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung längs der Linie 4-4 der Fig. 3 und

Fig. 5 eine Schnittdarstellung längs der Linie 5-5 der Fig. 3.

Im folgenden wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Zur Aufnahme der nicht dargestellten Antriebswelle weist das Laufrad eine Bohrung 10 auf und enthält eine Scheibe 12 (Fig. 1), die von geeigneter Form ist (Fig. 2) und vier Anordnungen von Flügeln 14, 16 aufweist. Das Laufrad ist als Spritzgußteil aus Nylon mit Glasfüllung gefertigt.

In das Formstück ist ein Einlagering oder ein Verstärkungsring eingebettet (vgl. Fig. 3 bis 5). Dieser enthält ein kurzes zylindrisches Rohrstück 20, das eine Vielzahl mit regelmäßigem Abstand angeordnete, sich axial erstreckende, äußere Rippen oder Finnen 22 aufweist, die über die Enden des Rohrstücks hinausragen, wie das am besten in Fig. 5 zu erkennen ist. Die Zwischenräume zwischen diesen herausragenden Enden bilden Zinnen 24.

Der Einlagering ist ein aus einer Aluminiumlegierung hergestelltes Formteil, das unvollendet, d. h. unbearbeitet mit seiner natürlichen Oberfläche belassen wird.

Die axiale Länge der Rippen und die des Laufrad- Spritzgußteils ist gleich. Dies ermöglicht die Anordnung des Einlagerings in den die Spritzform bildenden Hohlraum und ermöglicht ferner sein Festklemmen zwischen den Formteilen. Die Formteile können in einer den Rand der Scheibe 12 enthaltenen Ebene zusammenstoßen. Der Einlagering wird dabei konzentrisch um einen Kernpfropfen fixiert, wobei der Kernpfropfen Bestandteil der Gußform ist und die Bohrung 10 ausbildet.

Das Kunststoffmaterial, das den Spritzguß bildet, kann an jeder geeigneten Stelle(n) eingespritzt werden. Es fließt durch die Zinnen zwischen dem ringförmigen, um den Kernpfropfen herum angeordneten Spalt und in das Innere des Rohrstücks 20, um eine Hülse 21 zu formen, und fließt in den Zwischenraum außerhalb des Rohrstücks 20. Das Kunststoffmaterial ist erstarrt, wenn der Einlagering eingebettet und mit dem Kunststoffmaterial fest verbunden ist, und wenn die Bohrung in das Kunststoffmaterial geformt ist. Die Härte des Kunststoffmaterials ermöglicht einen kraftschlüssigen Sitz auf der Antriebswelle und bietet in der Größe einen weiten Toleranzspielraum.

Die Ausdehnungseigenschaften von Aluminium und des Polyamids sind nicht sehr unterschiedlich, so daß sich eine gute enge Umfassung des metallischen Einlagerings durch den Spritzguß erreichen läßt, wenn der Kunststoff mit einer hohen Temperatur in die den relativ kalten Einlagering enthaltende Form eingespritzt wird (wobei sich der Einlagering jedoch zu einer niedrigeren Temperatur erhitzt) und sich dann abkühlt.


Anspruch[de]

1. Wasserpumpenlaufrad, insbesondere für das Kühlsystem eines Verbrennungsmotors, enthaltend einen Formteil mit einem scheibenförmigen Abschnitt (12), der mit Antriebsflügeln (14, 16) versehen und einstückig mit einem hülsenartigen Abschnitt ausgebildet ist und auf diese Weise mit der Antriebswelle für das Flügelrad in Eingriff kommt, und der mit einem metallischen Verstärkungsring (20, 22) versehen ist, der den hülsenartigen Abschnitt (21) umgreifend in dem Formteil eingebettet und vollständig mit Abstand gegenüber dem Bohrloch des hülsenartigen Abschnitts angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der gegossene Teil in Spritzgußweise aus Kunststoff gefertigt ist,

daß der Ring üblicherweise rohrartig ausgebildet ist, die gleiche axialen Länge wie das Flügelrad aufweist, so daß er bei der Herstellung in dem die Spritzform bildenden Hohlraum angeordnet und zentriert werden kann, wobei seine Enden zwischen den jeweiligen Teilen der Form festgeklemmt sind,

und daß der Ring zinnenartig ausgebildete Enden (22, 24) aufweist, damit Spritzmaterial zwischen die Hülse und die Scheibe fließen kann.

2. Laufrad nach Anspruch 1, wobei der Ring ein unbearbeitetes Formteil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ist.

3. Laufrad nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Kunststoff durch Nylon mit Glasfüllung gebildet wird.

4. Laufrad nach Anspruch 2, wobei der Ring eine Anzahl von radialen Rippen (22) aufweist, die sich über seine Länge erstrecken.







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