DE2357939A1 - Kreiselpumpe - Google Patents

Description

SVF-Speziallabrik Tür Autozubehör Gustav Hau GmbH., 712 Bietigheira

pat/j/vo/wi
26.9.1973

' Kreiselpumpe

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem auf einer Antriebswelle befestigten Laufrad, das sich in einer Laufradkammer dreht, von dessen Wandung die Druckausgangsstutzen
ausgehen, insbesondere Waschpumpe in Kraf^fahrzeugen.

Derartige Kreiselpumpen sind bekannt. Sie werden durch einen Elektromotor angetrieben und als Waschpumpen in Kraftfahrzeugen verwendet. Bei dieser Verwendungsart ist ein verhältnismäßig höher Förderdruck erforderlich, während die Fördarmenge meist nur sehr klein zu sein braucht.

Die Reinigungsflüssigkeit wird bei den bekannten Kraftfahrzeug-Scheibenwaschanlagen mit Hilfe dieser Kreiselpumpe aus einem Vorratsbehälter über Schlauchleitungen zu den vor der Windschutzscheibe angeordneten Vaschdüsen gefördert. Damit
die Reinigung der Scheibe auch bei hoher Fahrgeschwindigkeit gewährleistet ist, muß von der Kreiselpumpe etwa ein Druck
von 1,1 atü erzeugt werden. Es werden in Kraftfahrzeugen
nun immer mehr auch Waschanlagen für die Scheinwerfer eingebaut. Zur Beseitigung des Schmutzes durch Abspritzen mit
Reinigungsflüssigkeit ist ein Druck von etwa 4 atü erforderlich. Bei zusätzlichor mechanischer Reinigung reicht ein

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Druck von etwa 1,6 atü aus. 2 Jb / ο

Der höhere Druck für die Scheinwerfer-Waschanlage ist teilweise dadurch bedingt, daß der Vorratsbehälter für die Reinigungsflüssigkeit höher liogt als die Wasehdüsen der Seheinwerfer. Es ist ein zusätzliches Ventil vorzusehen, das erst bei einem bestimmten Druck öffnet, damit die Reinigungsflüssigkeit nicht von selbst aus dem Vorratsbehälter ausläuft.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kreisepumpe der eingangs -erwähnten Art so auszugestalten, daß mehrere abgehende Druckversorgungssysteme mit unterschiedlichem Druck betrieben werden können, ohne daß dafür zusätzliche Überdruckventile benötigt werden oder daß die Kreiselpumpe komplizierter im Aufbau wird.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß zur Pestlegung des Druckes und der Fördermenge in den verschiedenen abgehenden Leitungszweigen die Druckabgangsstutzen mit ihren Austrittsöffnungen unter einem vorgegebenen Winkel am Lauf- !•adkammergehäuse angeordnet sind und die Austrittskanäle der Druckstutzen zu den durch die Austrittsöffnungen vorgegebenen Tangenten der Laufradkammer einen vorgegebenen Winkel einnehmen. Bei dieser Ausgestaltung der Kreiselpumpe wird allein durch die Anordnung der Druckabgangsstutzen am Umfang der Laufradkammer und durch die Ausrichtung der Austritts« kanäle der Druckstutzen der Druck in dem am Druckabgangsstutzen angeschlossenen Druckversorgungss^stem bestimmt. Sind mehrere Druckabgangsstutzen für mehrere Druckversorgungssysteme vorzusehen, wobei diese Druckversorgungssysteiue möglichst gegeneinander entkoppelt sind, dann ist nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, daß n-Druckabgangsstutzen unter Winkeln von jeweils 36Ο /n am Laufradkammergehäuse angeordnet sind. Je gröi3er der Windel zwischen den Austrittsöffnungen von zwei Druckabgangsstu r.7, --· ist, desto größer

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ist die Entkopplung. Soll sich die Drosselung eines Druck- < Versorgungssystems auch auf ein anderes Druckversorgungssystem auswirken, dann ist die Ausgestaltung jedoch so, daß die Austrittsöffnungen für zwei Druckabgangsstutzen von sich gegenseitig stark beeinflussenden Druckversorgungssystemen in kleinem Winkel zueinander am Umfang der Laufradkammer angeordnet sind.

Bei einer Kreiselpumpe dieser. Art setzt sich der Druck in einem Druckabgangsstutzen aus einem statischen und eimern dynamischen Druckanteil zusammen. Der statische Druck ist abhängig vom Durchmesser der Laufradkammer und ist radial auf die Wandung der Laufradkammer gerichtet. Der dynamische Druck baut sich vor dem Laufrad auf und wirkt tangential zur Wandung der Laufradkammer. Durch die'Ausrichtung des Austrittskanals in bezug auf die Tangente, welche durch die Austrittsb'ffnung 'eines Druekabgangüstutzens festgelegt ist, kann der dynamische Druck dem statischen Druck überlagert werden.

Die Ausrichtung kann einmal so vorgenommen werden, daß für maximalen Druck in einem Druckabgangsstutzen der Winkel zwischen der durch die Austrittsöffnung dieses Druckabgangsstutzens bestimmten Tangente zur Laufkammer und dem'Austrittskanal dieses Druckabgangsstutzens mit 0 gewählt ist, während der andere Grenzwert dadurch gegeben ist, daß für minimalen Druck in einem Druckabgangsstutzen der Winkel zwischen der durch'die Austrittsöffnung dieses Druckabgangsstutzens bestimmte Tangente zur Laufkammer und dem Austrittskanal dieses Druckabgangsstutzens mit 180° gewählt ist. Daraus folgt, daß allein durch die Wahl des Winkels des Austrittskanals eines Druekabgangsstutzens zur Tangente, die . durch dessen Austrittsöffnung festgelegt ist, eine Addition oder eine Subtraktion von statischem und dynamischem Druck wählbar ist.

Eine Ausschaltung des dynamisch8η l/Lueües unter Ausnutzung

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nur des statischen Druckes wird dadurch erreicht, daß der Druckstutzen am Laufkammergehäuse radial gerichtet angebracht ist.

Damit ein Druckabgangsstutzen radial angebracht werden kann und das angeschlossene Druckversorgungssystem mit dem richtigen Druck versorgen kann, ist nach einer Ausgestaltung, vorgesehen, daß der Durchmesser der Laufradkammer entsprechend eines vorbestimmten statischen Druckes gewählt ist.

Eine weitere Variationsmöglichkeit für den Druck in den verschiedenen Druckversorgungssystemen ist nach der Erfindung dadurch gegeben, daß die Abstände der Austrittsöffnungen der Druckabgangsstutzen von der Mittelachse der Laufradkammer unterschiedlich gewählt sind. Auf diese Weise ist es möglich, den Anteil des statischen Druckes in dem betreffenden Druckabgangsstutzen voll oder nur zum Teil zur Wirkung gelangen zu lassen.

Die Erfindung wird anhand verschiedener in den Zeichnungen jeweils im Schnitt dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Kreiselpumpe

mit zwei sehr nah benachbarten Druckabgangsstutzen,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei weiter auseinander liegenden Druekabgangsstutzen,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel mit etwa

maximalem Abstand der beiden Druckabgangsstutzen,

Fig. 4 ein viertes Ausführung?*]^tspiel, bei dem ein Druckabgangsstutzcn zur ^^eordneten Tangente einen großen Winkel einschließt und

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Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel mit einem Druckabgangsstutzen, welcher zur zugeordneten Tangente etwa einen rechten Winkel einnimmt.

Bei allen Ausführungsbeispielen ist vorausgesetzt, daß das Laufrad 12 mit den vier Flügeln 20 der Kreiselpumpe über die Antriebswelle 11 entgegen dem Uhrzeigersinn in Drehbewegung versetzt wird. Die Flügel 20 werden dabei an der Wandung des Laufradkammergehäuses 14 entlang geführt. Die AusgangsÖffnung 19 in die Laufradkammer 15 ist in einer ■ Stirnfläche des Laufradkammergehäuses 14 angeordnet. .

Bei einer derartigen Kreiselpumpe baut sich bei der Drehbewegung des Laufrades 12, 20 ein statischer Druck auf, welcher radial zum Laufradkammergehäuse 14 gerichtet ist. Vor den Flächen 20 des Laufrades 12 baut sich ein dynamischer Drück auf.

Anhand der Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 3 wird die Wirkung des Abstandes der Austrittsöffnungen 13 der Druck-' abgangsstutzen 18 erläutert. Ist der Winkel *f zwischen den beiden Austrittsöffnungen 13 benachbarter Druckabgangsstutzen 18 klein, wie Fig. 1 zeigt, dann wirkt sich eine Drosselung des Druickversorgungssystems eines Druckabgangsstutzens sehr stark auf das am benachbarten Druckabgaiigsstutzen angeschlossene Druckversorgungssystem aus. Wird der Winkel ^ auf >90. vergrößert, wie Fig. 2 zeigt, dann sind die beiden Druckversorgungssysteme, welche an den beiden Druckabgangsstutzen 18 angeschlossen sind, nur noch lose miteinander gekoppelt. Die Drosselung in einem Druckversorgungssystem wirkt sieh im anderen Druekversorgungssystem nicht mehr stark aus. Nimmt der Winkel ^₁ wiq Fig. 3 zeigt, auf etwa 360°/n zu, wobei η die Anzahl der Druckabgaiigsstutzen angibt, dann ist die." Entkopplung: der Drueicyersorgungssysteme untereinander optimal. . .

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der rechte Druck-

BAD

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atogangsstutzen 18 mit seinem Austrittslcanal 21 etwa tangential gerichtet, was bedeutet, daß das angeschlossene Druckversorgungssystem mit einem Druck beaufschlagt wird,, welcher durch die Summe des statischen und des dynamischen Druckes bestimmt ist. Beim linken Druckabgangsstutzen ist der Austrittskanal 21 zur.Tangente 10 durch die Austrittsöffiiung 13 unter einem Winkel oc angeordnet. Dies führt dazu, daß sich der dynamische Druck vor dem Flügelrad von dem statischen Druck abzieht. Dies ist bei cc= 180 voll der Fall, während bei abnehmendem Winkel cc die Verminderung des Druckes iin Druckversorgungssystem abnimmt und bei <x= 90 , wie Fig. 5 zeigt, den Wert des statischen Druckes annimmt. Wird o£. >90 , dann addiert sich der dynamische Druck teilweise zum statischen Druck. Bei ex= 0° ist eine rein arithmetische Addition von dynamischem und statischem Druck erreicht.

Aus den vorstehenden Ausführungsbeispielen geht klar hervor, daß durch die Wahl der Winkel f und o: der Druckabgangsstutzen die Druckverhältnisse in mehreren Drucltversorgungssystemeii beeinflußt und festgelegt werden können, ohne daß dafür eine komplizierte Kreiselpumpe erforderlich wäre.

Eine weitere Variationsmöglichkeit ist noch dadurch gegeben, daß die Austrittsöffnungen 13 von Druekabgangsstutzeii 18 auch in unterschiedlichem Abstand zur Mittelachse der Laufradkammer angeordnet werden können. Die Austrittsöffnungen 13 müssen bei kleinerem Abstand dann mit entsprechendem Einlauf in die Stirnflächen des Laufradkammergehäuses Ik gelegt werden. Damit läßt sich dann der Anteil des statischen Druckes in dem angeschlossenen Druckversorgungssystem festlegen und auf. unterschiedliche Werte auslegen.

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Claims (8)

S.1W.F.— hpezialfabrik für Autozubehör Gustav Rau G.m.b.H.., 712 Bietigheim (Deutschland) Ans ρ r· ü c he

1. Kreiselpumpe mit einem auf einer Antriebswelle befestig-

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^v-^/ ten Laufrad, das sich in einer Laufradkammer dreht, von dessen Wändung die Druckabgangsstutzen ausgehen, insbesondere Waschpumpe in Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung des Druckes und der Fördermenge in den verschiedenen abgehenden Leittmgszweigen die Druckabgangsstutzen (18) mit ihren Austrittsöffmmgen (13) unter einem vorgegebenen Winkel (f) ara Laufradkamniergehäuse (1*0 angeordnet sind und die Austrittskanäle (21) der Druckstutzen (18) zu den durch die Austrittsöffnungen (13) vorgegebenen Tangenten (lO) der Laufradkammer (15) einen vorgegebenen Winkel (<*■) einnehmen.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß n-Druekabgangsstutzen (18) unter Winkeln von jeweils 360°/n am Laufrädkammergehäuse (I²O angeordnet sind.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für maximalen Druck in einem Druckabgangsstutzen (18) der Winkel (cc) zwischen der durch die Austrittsöffnung (13) dieses Druckabgangsstutzens, bestimmten Tangente (10) zur Lauf kammer (15) v·¹^ '^r at Austrittskanal (21) dieses Druckabgangs stutzen 0 gcv,'ählt ist. ·

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4. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für minimalen Druck in einem Druekabgangsstutzen (18) der Winkel (α.) zwischen der durch die Austrittsöffnung (13) dieses Druekabgangsstutzens bestimmte Tangente (10) zur Laufkammer (15) und dem Austrittskanal (21) dieses DruckaTjgangs stutz ens mit i80° gewählt ist,

5. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstutzen (18) am Laufkammergehäuse (14) radial gerichtet angebracht ist,

6. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 his 5i dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Laufradkammer (15) entsprechend eines vorbestimmten statischen Druckes gewählt ist.

7. Kreiselpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Austrittsbffnungen (13) der Druckabgangsstutzen (18) von der Mittelachse der Laufradkammer (15) unterschiedlich gewählt sind.

8. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (13) für zwei Druckabgangsstutzen (18) von sich gegenseitig stark beeinflussenden Druckversorgungssystemen in kleinem Winkel (ot) zueinander am Umfang der Laufradkammer (14) angeordnet sind.