DE4128536A1 - Kreiselpumpe, insbesondere waschwasserpumpe zur scheibenreinigung von kraftfahrzeugen - Google Patents
Kreiselpumpe, insbesondere waschwasserpumpe zur scheibenreinigung von kraftfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, insbesondere
Waschwasserpumpe zur Scheibenreinigung von Kraftfahrzeugen,
mit einem Motor, mit einer Pumpenkammer, mit einem in der
Pumpenkammer angeordneten Flügelrad, das mit der Welle der
Motors verbunden ist, mit einem Ansaugstutzen, der axial
zum Flügelrad angeordnet ist, und mit einem Ablaufstutzen,
der radial zum Flügelrad angeordnet ist.
Eine derartige Kreiselpumpe ist aus den Unterlagen des
deutschen Gebrauchsmusters 80 30 909 vorbekannt. Die
dortige Kreiselpumpe ist als Waschwasserpumpe zur
Scheibenreinigung von Kraftfahrzeugen ausgebildet. Das
dortige Flügelrad weist Flügel auf, deren Querschnitt
rechteckförmig ist.
Diese vorbekannte Kreiselpumpe weist den Nachteil auf, daß
sie bei vorgegebener elektrischer Leistungsaufnahme
aufgrund ihres geringen Wirkungsgrades eine geringe
hydraulische Leistung aufweist. Diese geringe hydraulische
Leistung macht sich bemerkbar in einem geringen Druck des
geförderten Mediums und in einer geringen Förderleistung.
Insbesondere bei der Verwendung als Waschwasserpumpe zur
Scheibenreinigung von Kraftfahrzeugen kann diese geringe
hydraulische Leistung zu Schwierigkeiten führen, da
aufgrund der hohen Reise- und Endgeschwindigkeiten heutiger
Kraftfahrzeuge die von der vorbekannten Kreiselpumpe
erzeugten hydraulischen Drücke nicht mehr ausreichen, die
Scheiben des Kraftfahrzeuges ausreichend zu benetzen. Zudem
sind bei modernen Kraftfahrzeugen gegenüber früher
konstruierten Kraftfahrzeugen die durch Scheiben
abgedeckten Sichtflächen aufgrund der Schrägstellung von
Front- und Heckscheiben wesentlich größer als früher.
Aufgrund der geringen Förderleistung der vorbekannten
Kreiselpumpe kann dies zu einer unvollständigen Benetzung
der Scheiben und damit zu Schlierenbildung beim Wegwischen
der auf die Scheiben aufgespritzten Flüssigkeit führen.
Demgemäß hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine
Kreiselpumpe zu schaffen, die bei gleich großer
elektrischer Leistungsaufnahme aufgrund ihres höheren
Wirkungsgrades eine höhere hydraulische Leistung als die
vorbekannte Kreiselpumpe erbringt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Querschnitt der Flügel des Flügelrades mindestens eine
Ausnehmung aufweist.
Versuche zur Erhöhung der hydraulischen Leistung derartiger
Kreiselpumpen haben überraschenderweise gezeigt, daß die
Anbringung von Ausnehmungen gemäß der vorliegenden
Erfindung in den Querschnitt der Flügel des Flügelrades die
hydraulische Leistung der Kreiselpumpe bei gleicher
elektrischer Leistungsaufnahme wesentlich erhöht. Aufgrund
des solchermaßen erzielten höheren Wirkungsgrades wurden
Erhöhungen der hydraulischen Leistung durch die Verwendung
erfindungsgemäß geformter Flügelräder in der Größenordnung
von bis zu 15% gemessen.
Durch die Erfindung ergibt sich gegenüber dem Vorbekannten
der Vorteil, daß allein durch den Austausch der
vorbekannten Pumpe durch die erfindungsgemäße Pumpe ohne
Anpassung der elektrischen Anlage des Kraftfahrzeuges die
Forderungen an Wascherpumpen für moderne Kraftfahrzeuge
erfüllbar sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
erfindungsgemäßen Kreiselpumpe ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Es ist vorteilhaft, den Querschnitt der Flügel des
Flügelrades U-förmig zu gestalten, wobei das U entgegen der
Drehrichtung des Flügelrades geöffnet ist. Versuche
ergaben, daß überraschenderweise bei dieser Ausgestaltung
des Querschnitts mit nur einer Ausnehmung bei Kreiselpumpen
mit nur einer Drehrichtung die hydraulische Leistung um bis
zu 15% gesteigert werden kann. Die Leistungssteigerung ist
dabei jedoch drehrichtungsabhängig.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Querschnitt der
Flügel des Flügelrades zwei Ausnehmungen aufweist, derart,
daß der Querschnitt T-förmig ist. Auch hier haben Versuche
gezeigt, daß eine Erhöhung der hydraulischen Leistung um
etwa 15% gegenüber dem Vorbekannten mit derartigen
Flügelquerschnitten möglich ist. Bei dieser Ausgestaltung
der Flügel des Flügelrades ergibt sich der weitere Vorteil,
daß die Kreiselpumpe auch als Kreiselpumpe mit zwei
Drehrichtungen betrieben werden kann, ohne daß hier
Leistungseinbußen zu verzeichnen sind. Weiterhin ergibt
sich der Vorteil, daß das solchermaßen gestaltete Flügelrad
fertigungstechnisch, beispielsweise in Kunststoff-
Spritzgießtechnik, einfach herstellbar ist.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere unter
fertigungstechnischen Gesichtspunkten besonders
vorteilhaft, wenn der Querbalken des T-förmigen Flügels von
dem Ansaugstutzen weg weist. Dies ist insbesondere dann
günstig, wenn das Flügelrad einen einstückig angeformten,
sternförmigen Fortsatz aufweist, um über einen verlängerten
Ansaugstutzen die Kreiselpumpe in gewissem Maße
selbstansaugend auszugestalten. Bei der beanspruchten
Anordnung des Querbalkens ist dann das z. B. in Kunststoff-
Spritzgießtechnik hergestellte Flügelrad sehr leicht aus
dem zugehörigen Werkzeug entformbar.
Versuche haben auch gezeigt, daß es vorteilhaft ist, wenn
die Breite des Querbalkens des T-förmigen Flügels zur Höhe
des T-förmigen Flügels ein Verhältnis von 1 : 1,5 bis 1 : 2
aufweist. Ein derartiges Verhältnis von 1 : 1,7 führte bei
der untersuchten Kreiselpumpe zu der größten Erhöhung der
hydraulischen Leistung.
Die Höhe der Flügel des Flügelrades sollte zur Höhe der
Pumpenkammer ein Verhältnis von 1 : 1,2 bis 1 : 1,3
aufweisen. Es verbleiben dann noch ausreichend große Spalten
zwischen dem Flügelrad und der Pumpenkammer, die auch bei
Berücksichtigung der fertigungstechnischen Toleranzen eine
freie Drehung des Flügelrades in der Pumpenkammer
sicherstellen. Eine möglichst weitgehende Annäherung dieses
Verhältnisses an den Wert 1 : 1 muß nicht unbedingt zu
einer weiteren Erhöhung der hydraulischen Leistung der
Pumpe führen. Bei der untersuchten Pumpe erwies sich ein
Verhältnis von 1 : 1,25 als besonders vorteilhaft unter
diesem Gesichtspunkt.
Günstigen Einfluß auf die hydraulische Leistung der
Kreiselpumpe hat auch eine Ausbildung des Flügelrades
derart, daß sich der Querschnitt der Flügel des Flügelrades
mit zunehmendem radialem Abstand von der Welle des Motors
zuerst verjüngt und danach wieder erweitert. Durch diese
Maßnahme wird einerseits eine gute mechanische Stabilität
des Flügelrades gewährleistet. Andererseits wird durch die
sich an die Verjüngung anschließende Erweiterung ebenfalls
der Wirkungsgrad der Kreiselpumpe verbessert. Bei der
untersuchten Pumpe erwies es sich in diesem Zusammenhang
als besonders vorteilhaft, wenn der Abstand der geringsten
Querschnittsfläche von der Welle etwa dem 0,7fachen des
Radius des Flügelrades entspricht.
Ausführungsbeispiele von der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe
sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden
anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil einer
erfindungsgemäßen Kreiselpumpe längs der Mittelachse,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Flügelrades der
erfindungsgemäßen Kreiselpumpe,
Fig. 3 eine Ansicht desselben Flügelrades betrachtet aus
der Blickrichtung A in Fig. 2,
Fig. 4 eine Ansicht desselben Flügelrades wie in Fig. 2
aus der Blickrichtung B,
Fig. 5 einen Schnitt durch einen Flügel des Flügelrades
gemäß Fig. 4 und
Fig. 6 einen Schnitt durch einen Flügel eines weiteren
Flügelrades mit U-förmigem Querschnitt.
In der Fig. 1 weist die erfindungsgemäße Kreiselpumpe
einen Motor (1) auf. Weiterhin ist eine Pumpenkammer (2)
vorgesehen, die aus einem ersten Gehäuseteil (3) und aus
einem Gummiformteil (4) gebildet wird. Das Gummiformteil
(4) wird mittels eines zweiten Gehäuseteils (5) zwischen
den Gehäuseteilen (3, 5) eingepreßt. In der Pumpenkammer
(2) ist ein Flügelrad (6) drehbar angeordnet, das mittels
einer Nabe (7) drehfest mit einer Welle (8) des Motors (1)
verbunden ist. In axialer Richtung des Flügelrades (6),
also in Richtung der dargestellten Mittelachse, ist ein
Ansaugstutzen (9) vorgesehen. Ein Ablaufstutzen (10) ist
radial zum Flügelrad (6) angeordnet.
Um die Kreiselpumpe gemäß Fig. 1 zumindest begrenzt
selbstansaugend auszugestalten, ist einstückig mit dem
Flügelrad (6) ein sternförmiger Fortsatz (11) vorgesehen,
der in den entsprechend verlängerten Ansaugstutzen (9)
hineinragt. Ebenfalls in der Fig. 1 ist mit (h) die Höhe
des T-förmigen Flügels (12) des Flügelrades (6) und mit (H)
die Höhe der Pumpenkammer (2) bezeichnet.
In der Fig. 2 ist in einer Einzeldarstellung des
Flügelrades (6) nochmals deutlich die an das Flügelrad (6)
angeformte Nabe und der ebenfalls an das Flügelrad (6)
angeformte, sternförmige Fortsatz (11) dargestellt. In der
Fig. 3 ist nunmehr erkennbar, daß das Flügelrad (6) drei
Flügel (12) aufweist. Die Formgestalt dieser Flügel (12)
ist aus der Fig. 4 andeutungsweise erkennbar. Man erkennt
insbesondere, daß sich die Breite der Flügel (12) ausgehend
von der Mittelachse nach außen hin zuerst verjüngt und
anschließend wieder leicht erweitert. Dabei ist mit (a) der
Abstand der geringsten Querschnittsfläche von der
Mittelachse gekennzeichnet. (r) ist der Radius des
Flügelrades.
In der Fig. 5 ist nun ein Schnitt durch einen Flügel (12)
an der Stelle des geringsten Querschnitts, also im Abstand
(a) von der Mittelachse dargestellt. Man erkennt, daß der
Flügel (12) einen T-förmigen Querschnitt dadurch erhält,
daß an der Querschnittsfläche eine erste Ausnehmung (13)
und eine zweite Ausnehmung (14) vorgesehen ist. Dabei ist
die Breite (B) des Querbalkens (15) des T-förmigen Flügels
(12) geringer als die Höhe (h) des T-förmigen Flügels. Die
Verwendung eines Flügelrades (6) mit derartigen T-förmigen
Flügeln (12) bietet sich insbesondere dann an, wenn die
Kreiselpumpe in beiden Drehrichtungen betrieben werden
soll. Dies ist z. B. dann vorteilhaft möglich, wenn neben
dem Ansaugstutzen (9) zwei Ablaufstutzen (10) vorgesehen
sind, die in unterschiedliche Richtungen weisen.
In der Fig. 6 ist in Abwandlung zu der Ausbildung der
Flügel (12) in den Fig. 1 bis 5 ein Flügel (12)
dargestellt, der nur eine erste Ausnehmung (13) aufweist.
Diese erste Ausnehmung (13) ist derart angeordnet, daß sich
ein U-förmiger Querschnitt ergibt, wobei die Öffnung des U
des U-förmigen Querschnittes entgegen zur mit (D)
angedeuteten Drehrichtung des Flügels (12) angeordnet ist.
Diese Ausbildung des Flügels (12) ist insbesondere dann von
Vorteil, wenn eine Pumpe mit nur einer, und zwar der
dargestellten Drehrichtung betrieben wird.
Bezugszeichenliste
1 Motor
2 Pumpenkammer
3 Erstes Gehäuseteil
4 Gummiformteil
5 Zweites Gehäuseteil
6 Flügelrad
7 Nabe
8 Welle
9 Ansaugstutzen
10 Ablaufstutzen
11 Sternförmiger Fortsatz
12 Flügel
13 (Erste) Ausnehmung
14 Zweite Ausnehmung
15 Querbalken
h Höhe des T-förmigen Flügels
H Höhe der Pumpenkammer
r Radius des Flügelrades
a Abstand der geringsten Querschnittsfläche
D Drehrichtung
B Breite des Querbalkens
2 Pumpenkammer
3 Erstes Gehäuseteil
4 Gummiformteil
5 Zweites Gehäuseteil
6 Flügelrad
7 Nabe
8 Welle
9 Ansaugstutzen
10 Ablaufstutzen
11 Sternförmiger Fortsatz
12 Flügel
13 (Erste) Ausnehmung
14 Zweite Ausnehmung
15 Querbalken
h Höhe des T-förmigen Flügels
H Höhe der Pumpenkammer
r Radius des Flügelrades
a Abstand der geringsten Querschnittsfläche
D Drehrichtung
B Breite des Querbalkens
Claims (10)
1. Kreiselpumpe, insbesondere Waschwasserpumpe zur
Scheibenreinigung von Kraftfahrzeugen, mit einem Motor,
mit einer Pumpenkammer, mit einem in der Pumpenkammer
angeordneten Flügelrad, das mit einer Welle des Motors
verbunden ist, mit einem Ansaugstutzen, der axial zum
Flügelrad angeordnet ist, und mit einem Ablaufstutzen,
der radial zum Flügelrad angeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Flügel (12) des
Flügelrades (6) mindestens eine Ausnehmung (13, 14)
aufweist.
2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt U-förmig ist, wobei das U entgegen
der Drehrichtung (D) des Flügelrades (6) geöffnet ist.
3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der Flügel (12) des Flügelrades (6)
zwei Ausnehmungen (13, 14) aufweist, derart, daß der
Querschnitt T-förmig ist.
4. Kreiselpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querbalken (15) des T-förmigen Flügels (12) von
dem Ansaugstutzen (9) weg weist.
5. Kreiselpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite (B) des Querbalkens (15) des T-förmigen
Flügels (12) zur Höhe (h) des T-förmigen Flügels (12)
ein Verhältnis von 1 : 1,5 bis 1 : 2 aufweist.
6. Kreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite (B) des Querbalkens (15) des T-förmigen
Flügels (12) zur Höhe (h) des T-förmigen Flügels (12)
ein Verhältnis von etwa 1 : 1,7 aufweist.
7. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe (h) der Flügel (12) des Flügelrades (6)
zur Höhe (H) der Pumpenkammer (2) ein Verhältnis von
1 : 1,2 bis 1 : 1,3 aufweist.
8. Kreiselpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe (h) der Flügel (12) des Flügelrades (6)
zur Höhe (H) der Pumpenkammer (2) ein Verhältnis von
1 : 1,25 aufweist.
9. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sich der Querschnitt der Flügel (12) des
Flügelrades (6) mit zunehmendem radialem Abstand von
der Welle (8) des Motors (1) zuerst verjüngt und
anschließend erweitert.
10. Kreiselpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (a) der geringsten Querschnittsfläche
von der Welle (8) etwa dem 0,7fachen des Radius (r) des
Flügelrades (6) entspricht.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4128536A DE4128536A1 (de) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | Kreiselpumpe, insbesondere waschwasserpumpe zur scheibenreinigung von kraftfahrzeugen |
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ES92114099T ES2084893T3 (es) | 1991-08-28 | 1992-08-19 | Una bomba centrifuga, en especial, para el agua de lavado de limpiaparabrisas y limpialunetas de vehiculos. |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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