專利名稱：用于將泵軸承布置在塑料的冷卻劑泵外殼中/上面的結構和方法
用于將泵軸承布置在塑料的 冷卻劑泵外殼中/上面的結構和方法本發明涉及一種用于將泵軸承布置在塑料的冷卻劑泵外殼中/上面 的結構和方法。在現有技術中描述了具有塑料外殼的冷卻劑泵。在這些結構形式中使泵軸承在注塑前定位在注塑模具里面并且在 注塑期間位置可靠地組合在塑料外殼里面。這種軸承固定的形式存在缺陷，使泵軸承在注塑期間承受直到300 °C的溫度并由此承受非常高的熱負荷。在冷卻過程期間軸承套在塑料中徑向預緊并且同時經常甚至變形。在后續的工作過程中必需潤滑并密封軸承。除了與此相關增加制造和裝配費用以外具有注塑的泵軸承的冷卻 劑泵還存在其它缺陷，作為泵軸承使用的軸承由于工藝引起的外環在塑 料中的預緊必需具有相對較大的軸承間隙。這種較大的軸承間隙迫使具有較大的"軸沖擊"，它使得由軸封要 承擔的軸密封變得困難，增加裝配費用，降低軸承的使用壽命，并且還引起較高的運行噪聲。具有注塑在塑料外殼里面的軸承的冷卻劑泵的另 一缺陷是，這個塑 料外殼由于組合的泵軸承不能耐溫，因為在塑料加熱到180。C至200°C 時，迫使不退火的塑料與退火的塑料相比具有較低的強度。此外不能無損壞地實現注塑的鋼軸承與外殼塑料的分離，由此排除 軸承外殼的繼續處理。此外具有注塑泵軸承的塑料外殼的回收在成本上是非常不經濟 的，因為迫使注塑的軸承與外殼塑料的分離需要增加時間和處理費用。另 一方面如同例如在DE 197 20 286 Al中將軸承布置在冷卻劑泵的 塑料外殼里面所描述的那樣，其中使泵軸承的整個外殼面粘接在從屬的 塑料外殼里面。在此通過用于傳遞軸向軸承負荷所需的塑料外殼與軸承外殼之間 的粘接間隙給定加工和裝配誤差。但是這種對于所需粘接間隙強制必需
的加工和裝配誤差非常影響泵輪與從屬的外殼孔之間的密封間隙的幾 何形狀并且增加了作為冷卻劑泵效率的重要影響參數的泄漏流，因此對只能將微小的軸承負荷j遞到泵外^1,或者這樣設4粘接間隙，^吏得 可以將高的軸承負荷傳遞到泵外殼上。但是迫使最后所述的冷卻劑泵只 能具有更低的效率。在DE 103 00 6 11 Al中由申請者設想了一種在其間已經證實的軸 承結構，用于使泵軸承布置在具有軸向軸承結構的塑料的冷卻劑泵外殼 里面/上面，其中一方面在冷卻劑泵外殼里面設置一個配有進入孔的徑向 外殼槽，并且另一方面在設置在軸承座里面的軸承環里面加入一個在最 終裝配狀態與外殼槽對置設置的軸承槽。通過進入孔例如使聚酰胺以液 態加入到在冷卻劑泵外殼與軸承環之間由外殼槽和軸承槽構成的空'"、 空間里面。在聚酰胺硬化以后在外殼槽與軸承槽之間的空心空間里面形 成一個不僅與冷卻劑泵外殼連接而且與軸承環連接的注塑的塑料環。但 是這種在實踐中已經證實的結構形式為了加工"粘接劑環"需要增加加 工費用，因為為了在塑料外殼中"加工，，粘接劑環必需事后機械地加入 環繞的外殼槽也包括用于"充滿這個外殼槽"所需的孔。要布置在冷卻劑泵塑料外殼里面的徑向外殼槽由于布置這個外殼 槽起到使軸承頸削弱的作用，由此在外部的皮帶負荷作用下在這個位置 存在折斷的危險。另一方面將聚酰胺通過進入孔注塑到由外殼槽和軸承槽構成的環 形中間空間里面需要準確地配量注塑量同時也包括準確地控制充滿，因 為聚酰胺例如可能軸向在軸封的方向上流出，由此可能對徑向密封環或 滑動環的密封功能產生不利影響，或者不完全地充滿環槽也明顯地限制 所期望的軸承在塑料外殼中的軸向也包括徑向的固定。但是在上述申請的從屬權利要求中建議的短臂在具有位于其間的 短臂槽的塑料外殼的軸承孔中的布置與進入孔和外殼槽相結合導致在 實際應用中不能達到所期望的粘連接強度，因為通過粘滯液體的粘接劑 不能保證環槽和短臂槽的完全充滿。因此在實踐中只能實現具有一個通 到環槽的進入孔的解決方案。因此由于上述的缺陷必需進一步改進泵軸承在塑料的冷卻劑泵外 殼里面/上面的布置。
因此本發明的目的是，提供一種用于使泵軸承布置在塑料的冷卻劑 泵外殼中/上面的可以簡單加工和裝配的結構以及經濟且在加工工藝上 簡單的方法，它不存在現有技術的上述缺陷，它能夠實現塑料外殼的退 火和使用具有小軸承間隙的軸承以及所有由此引起的優點、如提高使用 壽命、更少地形成噪聲、使軸密封環或滑動環密封卸載等，此外能夠以 最少的加工和裝配費用和高的泵效率保證泵軸承之間在泵外殼上的大面積、均勻分布的粘接/粘附性，由此保證對于軸承頸的穩定性沒有不利 影響地將大的作用力從泵軸承傳遞到泵外殼上。按照本發明這個目的通過具有本發明的獨立權利要求特征的按照 本發明的結構和按照本發明的方法得以實現，用于使配有至少 一個軸承槽(1)的泵軸承(3)的軸承環(2)布置在塑料的冷卻劑泵外殼(5) 的軸承座(4)里面/上面。在此特征是， 一個配有至少一個軸承槽(1 )的泵軸承(3)的軸承 環(2)布置在塑料的冷卻劑泵外殼(5)的軸承座(4)里面/上面的結 構具有軸向的軸承凸肩(6)以及多個設置在軸承座(4)上的定位短臂(7) ，其特征在于，相互分開的、即獨立的粘接劑槽(8)設置在這些 定位短臂(7)與軸承凸肩(8)之間，這些粘接劑槽分別在四個軸向上 配有液體密封的壁體(9)，即，相互間沒有連接通道，并且僅僅在設 置在這個粘接劑槽(8)上方的泵軸承(3)的軸承環(2)的方向上具 有一個孔并且還在泵軸承(3)的外邊緣處具有縫隙形的粘接劑凹坑(10)。所述定位短臂(7)用于簡化用于接合所需的加工和裝配手續，因 為由于中斷構成的軸承座(4)外殼面能夠在裝配期間實現對于泵軸承 (3)無損傷地預緊。在定位短臂(7)之間加工出來的"液體密封"的粘接劑槽(8)在 接著的粘接劑加熱和硬化時與相互連接的軸承環的粘接劑槽相結合保 證粘接劑均勻地分布，由此總是保證在泵軸承與泵外殼之間的大面積 的、均勻分布的粘接/粘附性。通過粘接劑凹坑(10)可以保證粘接劑儲備同時保證"敞開"地將 粘接劑槽(8)安置在冷卻劑泵外殼的周圍，由此保證所有的粘接劑槽(8) 和軸承環(1 )的最佳排氣，并由此起到使所有粘接接合最佳充滿， 并由此使軸承與塑料外殼最佳地力結合粘連接的作用。
本發明的另一特征是，所述定位短臂(7)與設置在其間的粘接劑槽(8)可以平行于泵軸承(3)的軸向、傾斜于泵軸承(3)的軸向和/ 或與泵軸承(3)的軸向成弧形地設置。所述定位短臂(7)的造型和設置在定位短臂(7)之間的粘接劑槽 (8)的形狀通過在注塑時的最佳脫模簡化加工過程并且還能夠進一步 提高在泵軸承(3)與冷卻劑泵外殼(5)之間傳遞的軸承力。按照本發明為了使泵軸承(3)與冷卻劑泵的塑料外殼連接首先將 粘接劑涂覆到要被接合的圓周面上面和/或軸承環(2)的軸承槽(1 )上 面和/或配有定位短臂(7)的軸承座(4)里面或上面。在此按照本發明可以將粘接劑例如通過一個或多個并排設置的、通 過壓力空氣控制的配量噴嘴以給定的量涂覆到要被接合的外殼上，它環 形地、精確地使夾緊在旋轉裝置里面軸承結構的結構單元定位。本發明重要的是，在另 一 與上述的要被接合的軸承結構的結構組件 的內殼里面通過一個在垂直設置的這個結構單元的環外殼中垂直移動 的、由 一個配量噴嘴加載的離心盤同樣以給定的量均勻分布地涂覆粘接 劑。特征也是，緊接著這個按照本發明配量的粘接劑涂覆將要接合的軸 承環(2)在由定位短臂(7)構成的軸承座(4)里面/上面"擠壓"到 頂靠在軸承凸肩(3)上。按照本發明也相關地接著使設置在塑料的冷卻劑泵外殼(5)里面/ 上面的在接合面上以粘接劑浸潤的泵軸承(3)通過向上指向的粘接劑 凹坑(10)以約2至10秒感應地、通過設置在接合副外殼上的感應線 圏加熱。在此使泵軸承(3)的外殼以約0.8至最多1.2mm的深度全部 加熱到約IO(TC至125。C并由此使所使用的粘接劑這樣液化，使得在接 合時保留在粘接劑凹坑(10)里面的粘接劑也"水化，，并且流進粘接劑 槽里面。在此完全充滿這個粘接劑槽，因為通過軸承槽(1)在所有的粘接 劑槽(8)里面在軸承環(2)的圓周上起到均勻的"粘接劑液體狀態" 的作用。在外殼上感應地完全加熱的^求軸承在外殼短時間地感應力。熱以后 將這個熱量非常快速地向"內，，、即給到泵軸承里面，由此使加入到粘 接劑接合、即粘接劑槽(8)和軸承槽(1 )里面的粘接劑盡管泵軸承外
殼的短時間高溫也不泡沫化，即，在粘接劑接合時不超過粘接劑的沸 占,、、、o同時由此在粘接劑的整個硬化時間上實現最佳的硬化溫度。 在粘接劑、例如熱固的雙組分粘接劑按照本發明固化以后由于按照 本發明的解決方案以最佳的密封間隙幾何形狀和高的泵效率根據按照本發明的解決方案以硬化的塑料充滿，大面積的粘接劑槽(8)與環繞 這個粘接劑槽(8)的軸承環保證一個均勻分布的粘接/粘附性，由此能 夠使高的徑向和軸向作用力從泵軸承傳遞到泵外殼上。有利的是，使軸承在以最小的加工和裝配費用注塑以后才與冷卻劑 泵外殼(5)連接，通過退火可以明顯改善塑料外殼的材料特性。因為在改善冷卻劑泵外殼(5)的軸承與軸承座之間的配合時僅僅 考慮擠壓配合、但是不考慮粘接劑間隙尺寸，因此可以以最小的加工和 裝配費用保證在泵輪與外殼孔之間的最佳密封間隙幾何形狀，并由此保 證高的泵效率。因為按照本發明既不注塑軸承也不預緊軸承并因此避免泵軸承的 外軸承環在冷卻劑泵外殼(5)中變形，作為泵軸承也可以使用具有小 軸承間隙的泵軸承(3),并由此帶來優點，例如與更小的軸承間隙相 關地使軸封環或滑動環密封卸載、提高使用壽命、更少地形成噪聲等。由于粘接劑槽(8)與同樣由粘接劑充滿的環形環繞的軸承環(1) 組合不僅保證所有粘接劑槽(8)的均勻充滿，而且可以毫無問題地不 僅將徑向力而且將軸向力從泵軸承(3)傳遞到冷卻劑泵外殼(5)上。此外通過確定地斷開粘連接能夠實現泵軸承的方便拆卸，由此除了 減少加工和裝配費用以外也可以明顯減少用于回收的費用。由按照本發明的實施例描述結合權利要求以及按照本發明的解決 方案的附圖給出本發明的其它細節和特征。下面借助于兩個在附圖中所示的實施例詳細描述本發明。附圖中
圖1以側視圖、截面圖示出按照本發明的結構的可能結構形式，圖2示出按照圖1的截面圖X-X。在圖1中以側視圖、截面圖示出按照本發明的結構的可能結構形 式。圖2示出按照圖1的從屬的截面圖X-X。在此一個配有至少一個軸承槽1的泵軸承3的軸承環2設置在塑料 的冷卻劑泵外殼5的軸承座4里面。該軸承座4由許多定位短臂7與軸
向軸承凸肩6相結合構成。在定位短臂7與軸承凸肩6之間設置相互分開的、即獨立的粘接劑 槽8,它們分別在四個軸向配有液體密封的壁體(9),即，它們相互間 沒有連接通道。只在這個粘接劑槽8上面、即在設置在那里的泵軸承3的軸承環2 處，也包括在泵軸承3的外邊緣上、在粘接劑凹坑10的縫隙形部位所述粘接劑槽是"敞開的"。所述定位短臂7還減少了用于接合所需的加工和裝配費用，因為由 于斷開構成的軸承座4的外殼面能夠在裝配期間實現對于泵軸承3無損 傷地預緊。在此在軸承座中實現密封，即，頂靠在軸承凸肩6和定位短 臂7上的泵軸承3使通過軸承槽1相互連接的粘接劑槽8 —直密封到粘 接劑凹坑10。這些按照本發明的粘接劑槽8在下面加熱和固化粘接劑時與使粘接 劑槽8相互連接的軸承槽1相結合保證大面積的、總是相同的最大粘接面，同時具有均勻分布的粘附性，即，沒有那種空氣夾雜，由此保證對 軸承頸的穩定性沒有不利影響地總是將高的作用力從泵軸承3傳遞到冷卻劑泵外殼上。通過粘接劑凹坑10 —方面保證粘接劑儲備，同時還保證粘接劑槽8 在冷卻劑泵外殼周圍的"敞開"連接，由此也可以保證所有粘接劑槽8也包括軸承槽1的最佳排氣。通過粘接劑凹坑10還保證所有粘接面的最佳充滿并由此保證軸承 與塑料外殼的最佳力結合的粘連接。所述定位短臂7與設置在其間的粘接劑槽8在本實施例中平行于泵 軸承3的軸向設置。為了使泵軸承3與冷卻劑泵塑料外殼連接首先將熱固的雙組分粘接 劑不僅涂覆到要被接合的圓周面上而且涂覆到軸承環2的軸承槽1里 面。在此將這種粘接劑通過兩個并排設置的、以壓力空氣控制的配量噴 嘴精確配量地環形地涂覆到夾緊在旋轉裝置里面的泵軸承結構單元的 要被接合的外殼上。同時在配有定位短臂7的軸承座的內殼上通過垂直地在垂直設置的 內殼里面移動的、由配量噴嘴加載的離心盤以精確給定的量均勻分布地 涂覆粘接劑。緊接著這種按照本發明的配量的粘接劑涂覆將要被接合的軸承環2在由定位短臂7構成的軸承座4里面或上面擠壓到 一直頂靠在 軸承凸肩3上。因為由于使粘接劑槽8向下密封的軸承凸肩使粘接劑只能向上流 出，因此在將(環形地配有粘接劑的)軸承環2 "插到"以粘接劑浸潤 的軸承座4里面時使流出的粘接劑聚集在粘接劑凹坑IO里面。接著將事先接合的均勻向上指向的粘接劑凹坑10的結構組件感應 地通過設置在冷卻劑泵外殼5的軸承頸11上的感應線圏加熱5秒。在 此使泵軸承3的外殼完全以約2mm深加熱到120°C,同時使加入的熱固 的雙組分粘4妻劑這樣液化，使在接合時流進粘4妻劑凹坑10里面的粘^妻 劑水化并且流進粘接劑槽，同時完全充滿這個粘接劑槽并且通過軸承槽 1導致在所有粘接劑槽8里面在軸承環2圓周上的均勻"粘接劑液體狀 態"。這樣首先感應地只"外面"加熱的^求軸7fC在這個短時間的感應加熱 以后使熱量相對快速地向"內"給出，由此使加入到粘接劑接合、即粘接劑槽8和軸承槽1里面的粘接劑盡管這個短時間的在泵軸承外殼上的 非常高的溫度也不泡沫化，即，在粘接劑接合中不超過粘接劑的沸點。 同時通過儲存在球軸承里面的且通過塑料外殼"隔絕"的熱量保證在粘 接劑在粘接劑接合中的整個固化時間(約1分鐘)上最佳的固化溫度， 由此在熱固的雙組分粘接劑按照本發明固化以后由于按照本發明的解 決方案保證均勻分布的粘接/粘附性，并且以最佳的密封間隙幾何形狀和 高的泵效率不對軸承頸的穩定性產生不利影響地由于按照本發明的解 決方案將大的作用力從泵軸承傳遞到泵外殼上。因為軸承只有在以最小的加工和裝配費用注塑以后才與冷卻劑泵 外殼5連接，因此也能夠通過退火明顯改善塑料外殼的材料特性。因為在設計軸承與冷卻劑泵外殼5的軸承座粘接的配合時只考慮壓 配合并且不考慮粘接劑間隙尺寸，因此能夠以最小的加工和裝配費用保 證在泵輪與外殼孔之間的最佳密封間隙幾何形狀并由此保證高的泵效 率。因為按照本發明既不注塑軸承也不固定夾緊軸承，因此一般避免泵 軸承的外軸承環在冷卻劑泵外殼5里面的變形，由此可以使用具有小的 軸承間隙的泵軸承3并由此得到所有優點，例如與更小的軸承間隙相關
地使軸封環或滑動環密封卸載、提高使用壽命、更少地形成噪聲等。由 于按照本發明的"液體密封"的粘接劑槽8與同樣以粘接劑充滿的環形 環繞的軸承槽1相結合不僅保證均勻地充滿所有的粘接劑槽，而且可以 輕而易舉地不僅將高的徑向力而且將高的軸向力從泵軸承3傳遞到冷卻劑泵外殼5上。此外通過確定的斷開粘連接能夠實現方便地拆卸，由此除了可以減 少加工和裝配費用以外也可以明顯減少用于回收的費用。
附圖標記清單1 壽由/R沖曹2 軸承環3 泵軸承4 軸承座5 冷卻劑泵外殼6 軸承凸肩7 定位短臂8 粘接劑槽9 壁體10 粘接劑凹坑11 軸承頸
權利要求
1.用于使配有至少一個軸承槽(1)的泵軸承(3)的軸承環(2)布置在塑料的冷卻劑泵外殼(5)的軸承座(4)里面/上面的結構，具有軸向的軸承凸肩(6)以及多個設置在軸承座(4)上的定位短臂(7)，其特征在于，獨立的粘接劑槽(8)位于這些定位短臂(7)與軸承凸肩(8)之間，這些粘接劑槽分別在四個軸向上配有液體密封的壁體(9)，在泵軸承(3)的軸承環(2)的方向上具有一個孔并且還在泵軸承(3)的外邊緣處具有縫隙形的粘接劑凹坑(10)。
2. 如權利要求1所述的泵軸承(3)結構，其特征在于，所述定位 短臂(7)與設置在其間的粘接劑槽(8)可以平行于泵軸承(3)的軸 向、傾斜于泵軸承(3)的軸向和/或與泵軸承(3)的軸向成弧形地設置。
3. —種用于使泵軸承(3 )布置在塑料的冷卻劑泵外殼里面/上面的 方法，具有一個軸向的軸承凸肩(6)，其特征在于，將一種粘接劑分 布地涂覆到要被接合的圓周面上面和/或軸承環(2)的軸承槽(1 )上面 和/或配有定位短臂(7)的軸承座(4)里面或上面，接著將要接合的軸 承環(2)在由定位短臂(7)構成的軸承座(4)里面/上面頂壓到頂靠 在軸承凸肩(3)上，接著使設置在塑料的冷卻劑泵外殼(5)里面的泵 軸承(3)在粘接劑凹坑(10)向上指向時以約2至IO秒感應地加熱到 約100 。C至125°C。
全文摘要
本發明涉及一種用于使配有至少一個軸承槽(1)的泵軸承(3)的軸承環(2)布置在塑料的冷卻劑泵外殼(5)的軸承座(4)里面/上面的結構，具有軸向的軸承凸肩(6)以及多個設置在軸承座(4)上的定位短臂(7)，其中獨立的粘接劑槽(8)位于這些定位短臂(7)與軸承凸肩(8)之間，這些粘接劑槽分別在四個軸向上配有液體密封的壁體(9)，在泵軸承(3)的軸承環(2)的方向上具有一個孔并且還在泵軸承(3)的外邊緣處具有縫隙形的粘接劑凹坑(10)。
文檔編號F04D29/04GK101213372SQ200680023693
公開日2008年7月2日 申請日期2006年6月13日 優先權日2005年6月30日
發明者E·施密特, F·布勞羅克, H·勒森林克 申請人:歐根·施密特博士儀器和泵制造有限責任公司