DE102011107557A1

DE102011107557A1 - Strömungspumpe

Info

Publication number: DE102011107557A1
Application number: DE102011107557A
Authority: DE
Inventors: Holger Fries; Sebastian Sauer; Ralf Lüders
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-07-16
Filing date: 2011-07-16
Publication date: 2013-01-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strömungspumpe mit einem Gehäuse (14) sowie einem innerhalb eines Pumpenraums des Gehäuses (14) rotierend angetriebenen Pumpenrad (10) und ist durch eine oder mehrere in den Pumpenraum ragende, nicht mit dem Pumpenrad (10) mitrotierende Leitschaufeln (20) gekennzeichnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strömungspumpe mit einem Gehäuse sowie einem innerhalb eines Pumpenraums des Gehäuses rotierend angetriebenen Pumpenrad.
Eine solche Strömungspumpe ist beispielsweise in der EP 0 492 693 A2 offenbart.
Die Pumpwirkung einer Strömungspumpe, wie sie Gegenstand des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist, beruht darauf, dass eine Flüssigkeit durch einen in der Regel axial bezüglich eines Pumpenrads angeordneten Einlass in einen von einem Gehäuse der Strömungspumpe ausgebildeten Pumpenraum eingebracht wird. Die Flüssigkeit wird dann von dem Pumpenrad, das regelmäßig mit einer Vielzahl von dreidimensional gekrümmt ausgebildeten Schaufeln ausgebildet ist, erfasst und in eine kreisförmige Bewegung beschleunigt. Die dadurch auf die Flüssigkeit einwirkende Zentrifugalkraft beschleunigt diese radial nach außen in einen das Pumpenrad umgebenden Abschnitt des Pumpenraums, von dem dieses durch einen oder mehrere Auslässe abgeführt wird.
Im Automobilbau kommen solche Strömungspumpen, die auch als Kreiselpumpen bezeichnet werden, beispielsweise als Pumpen für Kühlmittel zum Einsatz. Strömungspumpen, die für diese Anwendung ausgelegt sind, erreichen einen Wirkungsgrad von in der Regel nicht mehr als 40%.
Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte gattungsgemäße Strömungspumpe anzugeben. Insbesondere sollte sich die erfindungsgemäße Strömungspumpe durch einen hohen Wirkungsgrad auszeichnen.
Diese Aufgabe wird durch eine Strömungspumpe gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Strömungspumpe sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
Eine gattungsgemäße Strömungspumpe mit einem Gehäuse sowie einem innerhalb eines Pumpenraums des Gehäuses rotierend angetriebenen Pumpenrad ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere, dem Pumpenraum in Strömungsrichtung vorgelagerten, nicht mit dem Pumpenrad (mit gleicher Rotationsgeschwindigkeit) mitrotierende, vorzugsweise fest bezüglich des Gehäuses stehende Leitschaufeln vorgesehen sind.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Leitschaufeln kann die Strömung des in das Pumpenrad eintretenden und/oder aus diesem austretenden Fluid positiv beeinflusst werden, wodurch sich im Ergebnis ein höherer Wirkungsgrad der Strömungspumpe erzielen lässt.
Eine positive Beeinflussung des Wirkungsgrads der Strömungspumpe ist insbesondere dann zu erreichen, wenn die Leitschaufeln auf der Niederdruckseite des Pumpenraums angeordnet sind, d. h. auf der Seite des Pumpenraums (bezüglich des Pumpenrads), die mit einem Einlass für das Fluid verbunden ist.
Um den Wirkungsgrad der Strömungspumpe zu erhöhen, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Leitschaufeln derart angeordnet und/oder ausgebildet sind, dass sie ein zu förderndes Fluid in eine Drallbewegung versetzen. Die Drehrichtung der Drallbewegung kann dabei – je nach Ausgestaltung der einzelnen Pumpenschaufeln des Pumpenrads – der Drehrichtung des Pumpenrads entsprechen oder dieser entgegengesetzt sein. Besonders bevorzugt ist, wenn die Umlenkung des Fluids durch die Leitschaufeln derart ist, dass das Fluid die Pumpenschaufeln unter einem möglichst kleinen Winkel anströmt.
Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Leitschaufeln in möglichst direkter Nachbarschaft zu dem Pumpenrad angeordnet sind.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Leitschaufeln (einstückig) in das Gehäuse integriert sind. Alternativ können diese auch in Form eines Einsatzes vorgesehen sein, der in oder an dem Gehäuse befestigt wird.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, die Leitschaufeln und das Pumpenrad zu kombinieren und diese als Einheit in das Gehäuse einzusetzen. Dadurch kann die Montage der erfindungsgemäßen Strömungspumpe vereinfacht werden. Diese Ausgestaltung setzt dabei voraus, dass die in einer Einheit kombinierten Leitschaufeln und das Pumpenrad relativ zueinander rotieren können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
1: einen Querschnitt durch die relevanten Bauteile einer erfindungsgemäßen Strömungspumpe; und
2: die Strömungspumpe gemäß 1 in einer isometrischen Darstellung.
Die 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Strömungspumpe, wobei lediglich die für die Erfindung relevanten Bauteile der Strömungspumpe dargestellt sind.
Dies ist zum einen ein Pumpenrad 10, das mit einer Vielzahl von dreidimensionalen gekrümmten, über den Umfang verteilten Pumpenschaufeln versehen ist. Die Pumpenschaufeln sind dabei derart ausgebildet, dass sie eine Niederdruckseite 12 eines in einem Gehäuse 14 der Strömungspumpe ausgebildeten Pumpenraums mit der Hochdruckseite 16 dieses Pumpenraums verbinden.
Die Niederdruckseite 12 des Pumpenraums ist mit einem nicht dargestellten Einlass für eine Flüssigkeit verbunden, während die ringförmige Hochdruckseite des Pumpenraums an einer Stelle des Umfangs mit einem ebenfalls nicht dargestellten Auslass für die Flüssigkeit verbunden ist.
Auf der Niederdruckseite 12 des Pumpenraums ist weiterhin ein Leitschaufelring 18 in das Gehäuse integriert. Dieser umfasst mehrere gekrümmt ausgebildete Leitschaufeln 20, die die axial in den Pumpenraum einströmende Flüssigkeit in eine Drallbewegung (um die Längsachse des Pumpenrads 10 bzw. des Leitschaufelrings 18) umlenken. Die Drehrichtung der Drallbewegung ist dabei der Rotationsrichtung des über einen nicht dargestellten Antrieb (z. B. Elektromotor oder Antrieb über die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors) angetriebenen Pumpenrads 10 entgegengesetzt. Die Leitschaufeln 20 bewirken eine Umlenkung der axial (bezüglich des Pumpenrads 10 bzw. des Leitschaufelrings 18) in den Pumpenraum strömenden Flüssigkeit derart, dass diese die Pumpenschaufeln unter einem möglichst kleinen Winkel anströmt. Dadurch können Strömungsverluste bei der Anströmung verringert und der Wirkungsgrad der Strömungspumpe entsprechend erhöht werden.
Bezugszeichenliste

10: Pumpenrad
12: Niederdruckseite
14: Gehäuse
16: Hochdruckseite
18: Leitschaufelring
20: Leitschaufel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0492693 A2 [0002]

Claims

Strömungspumpe mit einem Gehäuse (14) sowie einem innerhalb eines Pumpenraums des Gehäuses (14) rotierend angetriebenen Pumpenrad (10), gekennzeichnet durch eine oder mehrere, dem Pumpenraum in Strömungsrichtung vorgelagerten, nicht mit dem Pumpenrad (10) mitrotierende Leitschaufeln (20).
Strömungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (20) dem Pumpenrad (10) direkt benachbart angeordnet sind.
Strömungspumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (20) auf einer Niederdruckseite (12) des Pumpenraums angeordnet sind.
Strömungspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (20) derart angeordnet und/oder ausgebildet sind, dass sie ein zu förderndes Fluid in eine Drallbewegung versetzen.
Strömungspumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (20) derart angeordnet und/oder ausgebildet sind, dass sie ein zu förderndes Fluid so umlenken, dass dieses Pumpenschaufeln des Pumpenrads (10) unter einem möglichst kleinen Winkel anströmt.
Strömungspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (20) in das Gehäuse (14) integriert sind.
Strömungspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (20) und das Pumpenrad (10) in einer in das Gehäuse (14) einsetzbaren Einheit kombiniert sind.