DE4136348B4

DE4136348B4 - Pumpe

Info

Publication number: DE4136348B4
Application number: DE4136348A
Authority: DE
Inventors: Martin Horn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1991-11-05
Filing date: 1991-11-05
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: DE4136348A1

Abstract

Pumpe mit einer etwa zylindrischen Pumpenkammer, in der ein reversibel drehbar antreibbarer Pumpenrotor angeordnet ist und an deren umlaufender, etwa zylindrischer Innenwand in Umfangsrichtung im Abstand voneinander ein erster Kanal und ein zweiter Kanal einmünden, wobei der erste Kanal zu einer ersten Teilkammer und der zweite Kanal zu einer zweiten Teilkammer einer durch eine flexible Membran in die zwei Teilkammern unterteilte Druckkammer führt, mit einem ersten, von der ersten Teilkammer ausgehenden Druckauslaß und einem zweiten, von der zweiten Teilkammer ausgehenden Druckauslaß, wobei abhängig von der Drehrichtung des Pumpenrotors die erste bzw. zweite Teilkammer mit Förderdruck beaufschlagbar und der zweite bzw. erste Druckauslaß von der flexiblen Membran verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Pumpenkammer (3) als auch die Druckkammer (6) topfartig ausgebildet und vollständig in einem gemeinsamen Pumpengehäuse (1) angeordnet sind, wobei die Öffnungen von Druckkammer (6) und Pumpenkammer (3) etwa in der Ebene der axial seitlichen Begrenzung der Pumpenkammer...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe mit einer etwa zylindrischen Pumpenkammer, in der ein reversibel drehbar antreibbarer Pumpenrotor angeordnet ist und an deren umlaufender etwa zylindrischer Innenwand in Umfangsrichtung im Abstand voneinander ein erster Kanal und ein zweiter Kanal einmünden, wobei der erste Kanal zu einer ersten Teilkammer und der zweite Kanal zu einer zweiten Teilkammer einer durch eine flexible Membran in die zwei Teilkammern unterteilte Druckkammer führt, mit einem ersten, von der ersten Teilkammer ausgehenden Druckauslaß, und einem zweiten, von der zweiten Teilkammer ausgehenden Druckauslaß, wobei abhängig von der Drehrichtung des Pumpenrotors die erste bzw, zweite Teilkammer mit Förderdruck beaufschlagbar und der zweite bzw. erste Druckauslaß von der flexiblen Membran verschließbar ist.
Derartige Pumpen werden vorzugsweise als Scheibenwaschpumpen für Scheibenwaschanlagen in Kraftfahrzeugen verwendet, wobei über die beiden Druckauslässe alternativ zwei verschiedene Waschstellen, wie z.B. an der Windschutzscheibe und den Scheinwerfern abhängig von der Drehrichtung des Pumpenrotors mit Waschflüssigkeit versorgt werden.

Bei einer solchen bekannten Pumpe ( DE 36 12 389 A1 und DE 37 29 025 A1 ) ist sowohl die Pumpenkammer als auch die Druckkammer aus einem zweiteiligen Gehäuse ausgebildet, wobei die Verbindungsebene der beiden Teile mittig zwischen den beiden Seitenwänden der Pumpenkammer sowie mittig in der die beiden Teilkammern trennenden Ebene der Druckkammer angeordnet ist. Dies erfordert mehrere kompliziert geformte und damit auch aufwendig zusammenbaubare und miteinander fügbare Gehäusebauteile.

Aus der EP 0 271 318 A2 ist eine Pumpe bekannt, die eine Pumpenkammer besitzt, von der zwei Kanäle in eine Ventilkammer münden. In dieser Ventilkammer ist ein flexibles Umschaltventil einseitig eingespannt. In Abhängigkeit von der Drehrichtung des Rotors schaltet das Ventil um, wobei es in jeder Drehrichtung an einer der Wände der Ventilkammer anliegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die aus wenigen einfach aufgebauten und herstellbaren Bauteilen besteht und leicht sowie kostengünstig montierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl Pumpenkammer als auch Druckkammer topfartig ausgebildet und vollständig in einem gemeinsamen Pumpengehäuse angeordnet sind, wobei die Öffnungen von Druckkammer und Pumpenkammer etwa in der Ebene der axial seitlichen Begrenzung der Pumpenkammer liegen und durch einen Deckel verschließbar sind und daß der erste und der zweite Kanal derart im Pumpengehäuse ausgebildet sind, daß deren eine seitliche Begrenzung offen ausgebildet ist und in der Ebene der axial seitlichen Begrenzung der Pumpenkammer liegt, sowie durch den Deckel verschließbar ist, daß die Ebene der die Druckkammer unterteilenden flexiblen Membran sich axial zur Drehachse des Pumpenrotors erstreckt und zwischen sich den mit Abstand zueinander in die Druckkammer mündenden Öffnungen des ersten und zweiten Druckauslasses diese verschließbar bewegbar ist, wobei die flexible Membran entlang ihres Randbereichs einen Haltewulst aufweist, der in eine entlang einer Trennungslinie zwischen erster und zweiter Teilkammer an der Innenwand der Druckkammer ausgebildete Haltenut einsetzbar ist, die sich etwa U-förmig entlang der Innenwand der Druckkammer erstreckt, wobei die beiden Nutenden in die Öffnung der Druckkammer münden und die entsprechend geformte Membran mit ihrem Haltewulst von der Öffnung her in die Haltenut einsetzbar ist.

Diese Ausbildung ermöglicht es, ein z.B. durch Kunststoffspritzen hergestelltes einfach geformtes Gehäusebauteil zu verwenden, das bereits vollständig Druckkammer, Pumpenkammer sowie vorzugsweise das Gehäuse des Antriebsmotors enthält und nur noch einfache Deckel zum Verschließen von Druckkammer und Pumpenkammer benötigt. Diese einfach aufgebauten wenigen Bauteile sind auch besonders gut dazu geeignet, maschinell zusammengebaut zu werden, so daß die Pumpe äußerst kostengünstig herstellbar ist. Weiterhin ermöglicht die Anordnung von Pumpenkammer und Druckkammer in einem einzigen Bauteil einen Bauraum sparenden ineinander integrierten Aufbau.

Dieser Aufbau ermöglicht es bei einer Vereinfachung und Reduzierung der Bauteile den ersten und zweiten Kanal kurz und weitgehend mit geradem Verlauf auszubilden, so daß zu Druckverlusten führende Strömungsumlenkungen vermieden werden. Dies führt zu einem geringen Energiebedarf beim Antrieb der Pumpe.

Die Druckkammer besitzt eine gießtechnisch problemlos herstellbare Form. Gleichzeitig wird verhindert, daß die Membran in einer verkehrten Einbaulage in der Druckkammer angeordnet wird.

Der die Pumpenkammer verschließende Deckel kann eine Seitenwand der Pumpenkammer bilden.

Zur einfachen Montage und Befestigung des Deckels führt es, wenn das Pumpengehäuse einen umlaufenden, die Öffnungen von Pumpenkammer, Druckkammer und Kanälen umschließenden axial zur Drehachse des Pumpenrotors gerichteten Rand aufweist, an dem der Deckel befestigbar ist.

Dabei kann der Deckel in den axial hervorstehend ausgebildeten Rand einsetzbar und z.B. durch Schweißen oder Kleben unlösbar verbindbar sein. Dadurch kann auf Dichtungsmittel zum Abdichten der Verbindung zwischen Pumpengehäuse und Deckel verzichtet werden.

Eine andere, wenig Montageaufwand erfordernde Möglichkeit besteht darin, daß der Deckel in den axial hervorstehend ausgebildeten Rand einsetzbar und z.B. durch eine Rastverbindung mit dem Rand lösbar verbindbar ist.

Vorzugsweise ist der Deckel mit einem axial hervorstehenden, etwa zentrisch in die Pumpenkammer mündenden Sauganschluß ausgebildet.

Zur einfachen und wenige Bauteile erfordernden Abdichtung der Verbindung des Deckels mit dem Pumpengehäuse kann der Deckel an seiner radial umlaufenden Kontur eine radial umlaufende Nut aufweisen, in die eine Ringdichtung einsetzbar ist.

Liegen die in die Druckkammer mündenden Öffnungen des ersten und zweiten Druckauslasses sich koaxial gegenüber, so ist nicht nur eine leichte Anordenbarkeit der bewegbaren Wand erreicht, sondern auch eine weitgehend umlenkungsfreie und damit druckverlustarme Führung des Flüssigkeitsstromes der geförderten Flüssigkeit.

Die Mündungsöffnugen sind vorzugsweise als Rohrstutzen ausgebildet.

Zur sicheren Abdichtung des jeweils zu verschließenden Druckauslasses kann die flexible Membran einen etwa zentrischen Dichtungswulst besitzen, durch den die Mündungsöffnungen des ersten und zweiten Druckauslasses verschließend abdeckbar sind.

Eine weitere Reduzierung der zu montierenden Bauteile wird dadurch erreicht, daß die flexible Membran und die Ringdichtung einteilig ausgebildet sind.

Erstrecken sich der erste und zweite Kanal in einer mit der Pumpenkammer gemeinsamen Ebene, so ist dies nicht nur leicht, insbesondere gießtechnisch herstellbar, sondern vermeidet auch lange und komplizierte, zu Druckverlusten führende Strömungswege.

Entspricht die Breite des ersten und zweiten Kanals in Erstreckungsrichtung der Drehachse des Pumpenrotors etwa der Breite der Pumpenkammer, so werden Strömungsverwirbelungen an dem Bereich der Einmündung des ersten bzw. zweiten Kanals in die Pumpenkammer und somit Druckverluste vermieden.

Günstige Förderbedingungen werden dadurch erreicht, daß der erste und zweite Kanal tangential von der radial umlaufenden Innenkontur der Pumpenkammer ausgehend zur Druckkammer geführt sind.

Sind der erste und zweite Kanal sich etwa gerade erstreckend von der Pumpenkammer zur Druckkammer geführt, so treten keine durch Umlenkungen hervorgerufene Druckreduzierungen in der geförderten Flüssigkeit auf.

Eine zusätzliche Ausnutzung der dynamischen Kraftkomponente der geförderten Flüssigkeit wird dadurch erreicht, daß die Mündungen des ersten und zweiten Kanals jeweils auf eine Seite der Membran gerichtet sind.

Sind der erste und zweite Kanal ausgehend von der Pumpenkammer mit sich vergrößerndem Querschnitt ausgebildet, so erfolgt auf dem Weg von der Pumpenkammer zur Druckkammer eine Druckerhöhung der geförderten Flüssigkeit, wodurch die Sicherheit und Geschwindigkeit des Verschließens einer der Mündungsöffnungen des ersten bzw. zweiten Druckauslasses noch erhöht wird.

Die erste und zweite Teilkammer können als Beruhigungskammern mit vergrößertem Volumen ausgebildet sein. Dies führt dazu, daß die in den Teilkammern durch die einströmende Flüssigkeit entstehenden Strömungswirbel erheblich abgebaut werden und so mögliche Druckverluste gering gehalten werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine stirnseitige Ansicht des Pumpengehäuses im Schnitt entlang der Linie III-III in 3,
2 eine stirnseitige Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Pumpengehäuses,
3 eine Seitenansicht des Pumpengehäuses nach 1,
4 eine Seitenansicht des Pumpengehäuses nach 1 mit einem Teilschnitt entlang der Linie IV-IV in 1,
5 eine Seitenansicht des Pumpengehäuses nach 1 mit einem Teilschnitt entlang der Linie IV-IV in 1,
6 eine Seitenansicht einer Membran mit angeformter Ringdichtung,
7 eine Seitenansicht einer Membran.
Die dargestellte Pumpe besitzt ein Pumpengehäuse 1, in dem koaxial nebeneinander eine Kammer 2 zur Aufnahme eines Elektromotors sowie eine zylindrische Pumpenkammer 3 ausgebildet sind. Die Pumpenkammer 3, in der ein vom Elektromotor reversibel drehbar antreibbarer als Flügelrad ausgebildeter Pumpenrotor angeordnet ist, ist topfförmig ausgebildet, wobei die Mündungsöffnung der Pumpenkammer 3 zu der dem Elektromotor abgewandten Seite gerichtet ist. Die Flügel des Pumpenrotors 4 sind bis nahe an die radial umlaufende Innenkontur 5 der Pumpenkammer 3 reichend ausgebildet. Radial neben der Pumpenkammer 3 ist in dem Pumpengehäuse 1 weiterhin eine Druckkammer 6 ausgebildet, die durch eine Membran 7 in eine erste Teilkammer 8 und eine zweite Teilkammer 9 unterteilt ist. Von der Pumpenkammer 3 gehen tangential und gegenläufig geneigt ein erster Kanal 10 und ein zweiter Kanal 11 aus, wobei der erste Kanal sich gerade erstreckend in die erste Teilkammer 8 und der zweite Kanal 11 sich ebenfalls gerade erstreckend in die zweite Teilkammer 9 führt. Der erste und zweite Kanal 10 und 11 besitzten die gleiche Breite wie die Pumpenkammer 3. Ausgehend von der Pumpenkammer 3 vergrößert sich der Querschnitt des ersten und zweiten Kanals 10 und 11 zur Druckkammer 6 hin.
Die Ebene der Membran 7 erstreckt sich in Richtung Drehachse 12 des Pumpenrotors 4.
Die Druckkammer 6 ist ebenfalls topfförmig ausgebildet, wobei ihre Mündungsöffnung sich in derselben Ebene befindet, wie die Mündungsöffnung der Pumpenkammer 3 sowie jeweils eine Seitenwand der nutartig im Pumpengehäuse 1 ausgebildeten ersten und zweiten Kanäle 10 und 11.
Das Pumpengehäuse 1 besitzt einen umlaufenden, die Mündungen von Pumpenkammer 3, Druckkammer 6 und Kanäle 10 und 11 umschließenden axial zur Drehachse 12 des Pumpenrotors 3 gerichteten und von Pumpenkammer 3, Druckkammer 6 und Kanälen 10 und 11 wegragenden Rand 13, in den ein ebener Deckel 14 entsprechender Kontur einsetzbar und befestigbar ist. Dieser Deckel 14 ist mit einem koaxial hervorstehenden zentrisch in die Pumpenkammer 3 mündenden Sauganschluß 15 ausgebildet. An seiner radial umlaufenden Kontur ist der Deckel 14 mit einer radial umlaufenden Nut 16 ausgebildet, in die eine entsprechend geformte Ringdichtung 17 einsetzbar ist, die mit ihrer radial äußeren Umfangsfläche in der Einbaulage des Deckels 14 an der Innenwand des Randes 13 dichtend anliegt.
Das axial gerichtete freie umlaufende Ende des Randes 13 ist um ein geringes Maß radial nach innen abgebogen und bildet einen umlaufenden Rastrand 18, der beim Einsetzen des Deckels 14 leicht auf geweitet wird und nach Erreichen der Einbauposition des Deckels 14 rastend diesen hintergreift und in seiner Einbauposition hält.
Die Druckkammer 6 besitzt einen etwa U-förmigen Querschnitt, wobei die Öffnung des U zur Mündungsöffnung der Druckkammer 6 zeigt. Die Druckkammer 6 ist in ihrer mittigen in Richtung der Drehachse 12 sich erstreckenden Ebene an ihrer Innenwand mit einer sich entsprechend U-förmig erstreckenden Haltenut 19 versehen, in die die Membran 7 mit einem an ihrem Rand entsprechend der Haltenut 19 angeformten Haltewulst 20 einsetzbar ist.
Senkrecht zur Membran 7 münden, sich gegenüberliegend, ein erster Druckanschluß 21 in die erste Teilkammer 8 und ein zweiter Druckanschluß 22 in die zweite Teilkammer 9. Nach außen gerichtet besitzen erster und zweiter Druckauslaß 21 und 22 Anschlußstutzen 23 und 24.
Im Bereich zwischen den in einem Abstand voneinander sich gegenüberliegenden Mündungen der als hervorstehende Rohrstutzen ausgebildeten Druckauslässe 21 und 22 ist die dazwischen angeordnete Membran mit einem Dichtungswulst 25 versehen, durch den jeweils die der druckbeaufschlagten Teilkammer 9 bzw. 10 gegenüberliegenden Mündungsöffnung eines der Druckauslässe 22 bzw. 21 verschließend abdeckbar ist. Damit kann je nach Drehrichtung des Pumpenrotors 4 entweder über die erste Teilkammer 8 und den ersten Druckauslaß 21 oder über die zweite Teilkammer 9 und den zweiten Druckauslaß 22 einem nicht dargestellten ersten bzw. zweiten Verbraucher Flüssigkeit zugeführt werden.
Um nach Inbetriebsetzen der Pumpe ein besonders schnelles und sicheres Auslenken der durch den Förderdruck in einer der Teilkammern 8 bzw. 9 beaufschlagten Membran 7 zu erreichen, sind bei dem Ausführungsbeispiel der 2 die erste und zweite Teilkammer 8 und 9 als Beruhigungskammern mit vergrößertem Volumen ausgebildet.
Die Membran 7 kann, wie in 7 dargestellt ist, ein separates Bauteil sein. Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Membran 7 und Ringdichtung 17 als zusammengefaßtes Bauteil einteilig ausgebildet.

Claims

Pumpe mit einer etwa zylindrischen Pumpenkammer, in der ein reversibel drehbar antreibbarer Pumpenrotor angeordnet ist und an deren umlaufender, etwa zylindrischer Innenwand in Umfangsrichtung im Abstand voneinander ein erster Kanal und ein zweiter Kanal einmünden, wobei der erste Kanal zu einer ersten Teilkammer und der zweite Kanal zu einer zweiten Teilkammer einer durch eine flexible Membran in die zwei Teilkammern unterteilte Druckkammer führt, mit einem ersten, von der ersten Teilkammer ausgehenden Druckauslaß und einem zweiten, von der zweiten Teilkammer ausgehenden Druckauslaß, wobei abhängig von der Drehrichtung des Pumpenrotors die erste bzw. zweite Teilkammer mit Förderdruck beaufschlagbar und der zweite bzw. erste Druckauslaß von der flexiblen Membran verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Pumpenkammer (3) als auch die Druckkammer (6) topfartig ausgebildet und vollständig in einem gemeinsamen Pumpengehäuse (1) angeordnet sind, wobei die Öffnungen von Druckkammer (6) und Pumpenkammer (3) etwa in der Ebene der axial seitlichen Begrenzung der Pumpenkammer (3) liegen und durch einen Deckel (14) verschließbar sind und daß der erste und der zweite Kanal (10 und 11) derart im Pumpengehäuse (1) ausgebildet sind, daß deren eine seitliche Begrenzung offen ausgebildet ist und in der Ebene der axial seitlichen Begrenzung der Pumpenkammer (3) liegt, sowie durch den Deckel (14) verschließbar ist, daß die Ebene der die Druckkammer (6) unterteilenden flexiblen Membran (7) sich axial zur Drehachse (12) des Pumpenrotors (4) erstreckt und zwischen sich den mit Abstand zueinander in die Druckkammer (6) mündenden Öffnungen des ersten und zweiten Druckauslasses (21 und 22) diese verschließbar bewegbar ist, wobei die flexible Membran (7) entlang ihres Randbereichs einen Haltewulst (20) aufweist, der in eine entlang einer Trennungslinie zwischen erster und zweiter Teilkammer (8 und 9) an der Innenwand der Druckkammer (6) ausgebildete Haltenut (19) einsetzbar ist, die sich etwa U-förmig entlang der Innenwand der Druckkammer (6) erstreckt, wobei die beiden Nutenden in die Öffnung der Druckkammer (6) münden und die entsprechend geformte Membran (7) mit ihrem Haltewulst (20) von der Öffnung her in die Haltenut (19) einsetzbar ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Pumpenkammer (3) verschließende Deckel (14) eine Seitenwand der Pumpenkammer (3) bildet.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (1) einen umlaufenden, die Öffnungen von Pumpenkammer (3), Druckkammer (6) und Kanälen (10 und 11) umschließenden, axial zur Drehachse (12) des Pumpenrotors (4) gerichteten Rand (13) aufweist, an dem der Deckel (14) befestigbar ist.
Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (14) den axial hervorstehend ausgebildeten Rand (13) einsetzbar und unlösbar verbindbar ist.
Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (14) in den axial hervorstehend ausgebildeten Rand (13) einsetzbar und lösbar verbindbar ist.
Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (14) durch eine Rastverbindung mit dem Rand (13) verbindbar ist.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (14) mit einem axial hervorstehenden, etwa zentrisch in die Pumpenkammer (3) mündenden Sauganschluß (15) ausgebildet ist.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (14) an seiner radial umlaufenden Kontur eine radial umlaufende Nut (16) aufweist, in die eine Ringdichtung (17) einsetzbar ist.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Druckkammer (6) mündenden Öffnungen des ersten und zweiten Druckauslasses (21 und 22) sich koaxial gegenüber liegen.
Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen als Rohrstutzen ausgebildet sind.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (7) einen etwa zentrischen Dichtungswulst (25) besitzt, durch den die Öffnungen des ersten und zweiten Druckauslasses (21 und 22) verschließend abdeckbar sind.
Pumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran (7) und die Ringdichtung (17) einteilig ausgebildet sind.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Kanal (10 und 11) sich in einer mit der Pumpenkammer (3) gemeinsamen Ebene erstrecken.
Pumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des ersten und zweiten Kanals (10 und 11) in Erstreckungsrichtung der Drehachse (12) des Pumpenrotors (4) etwa der Breite der Pumpenkammer (3) entspricht.
Pumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Kanal (10 und 11) tangential von der radial umlaufenden Innenkontur (5) der Pumpenkammer (3) ausgehend zur Druckkammer (6) geführt sind.
Pumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Kanal (10 und 11) sich etwa gerade erstreckend von der Pumpenkammer (3) zur Druckkammer (6) geführt sind.
Pumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen des ersten und zweiten Kanals (10 und 11) jeweils auf eine Seite der flexiblen Membran (7) gerichtet sind.
Pumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Kanal (10 und 11) ausgehend von der Pumpenkammer (3) mit sich vergrößerndem Querschnitt ausgebildet sind.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Teilkammer (8 und 9) als Beruhigungskammern mit vergrößertem Volumen ausgebildet sind.