DE4128535C2 - Kreiselpumpe für Scheibenwaschanlagen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe für Scheibenwaschanlagen von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Kreiselpumpe ist aus der DE 37 29 025 A1 vorbekannt. Die dortige Kreiselpumpe weist zwischen der Pumpenkammer und dem Ansaugstutzen einen Übergangsbereich auf, der trichterförmig gestaltet ist. Die Übergänge des Trichters zum Ansaugstutzen und zur Pumpenkammer sind jedoch nur leicht gerundet.

Diese nur leicht gerundete Ausbildung der Übergangsbereiches weist den Nachteil auf, daß aufgrund der an den Stufen auftretenden Turbulenzen die hydraulische Leistung der vorbekannten Pumpe gering ist. Daraus ergibt sich ein geringer Wirkungsgrad, der sich bei vorgegebener elektrischer Leistungsaufnahme in einem geringen Druck des gepumpten Mediums und in einer geringen Förderleistung äußert. Durch die Stufen im Übergangsbereich der vorbekannten Pumpe werden Turbulenzen in der Pumpenkammer gefördert, die zu der beschriebenen geringen hydraulischen Leistung führen.

Unter anderem aus der DE-AS 10 77 981 ist es an sich bekannt, bei Kreiselpumpen den Übergangsbereich zwischen Pumpenkammer und Ansaugstutzen strömungsgünstig zu gestalten. Diese vorbekannte Kreiselpumpe ist jedoch für die Verwendung in Scheibenwaschanlagen von Kraftfahrzeugen nicht geeignet.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Kreiselpumpe zu schaffen, deren hydraulische Leistung aufgrund eines höheren Gesamtwirkungsgrades gegenüber dem Vorbekannten vergrößert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichenmerkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die stufenlose Gestaltung des Übergangsbereiches werden Turbulenzen der gepumpten Flüssigkeit in dem Ansaugstutzen und in der Pumpenkammer vermieden. Dadurch ergibt sich erfindungsgemäß eine im wesentlichen laminare Strömung in dem Ansaugstutzen und in der Pumpenkammer, die bei der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe zu einer Erhöhung der hydraulischen Leistung führt, die gegenüber dem Vorbekannten in der Größenordnung von bis zu 15% liegen kann. Diese Erhöhung der hydraulischen Leistung ist bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe als Waschwasserpumpe für Scheiben von Kraftfahrzeugen erforderlich, da aufgrund der Konstruktion moderner Kraftfahrzeuge mit sehr großen Glasflächen und sehr schräg stehenden Scheiben mit den vorbekannten Pumpen eine in der Oberfläche vollständige und in der Flüssigkeitsmenge ausreichende Benetzung der Scheibenflächen nicht mehr sichergestellt ist.

Der Übergangsbereich weist erfindungsgemäß zwischen der Pumpenkammer und dem Ansaugstutzen in seinem Querschnitt einen vorgegebenen konstanten ersten Radius auf. Diese Lösung ist fertigungstechnisch einfach realisierbar und hat bei den durchgeführten Versuchen zu guten Ergebnissen hinsichtlich der Erhöhung der hydraulischen Leistung gegenüber dem Vorbekannten geführt.

Auch die Flügel des Fortsatzes weisen erfindungsgemäß einen vorgegebenen konstanten zweiten Radius auf.

Diese beschriebenen Anforderungen bei der Verwendung als Waschwasserpumpe für Scheiben von Kraftfahrzeugen, sind mit der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe erfüllbar. Dabei ist die erfindungsgemäße Kreiselpumpe genau so einfach und kostengünstig gestaltet wie die vorbekannten Lösungen. Es sind keine zusätzlichen Teile erforderlich. Es kommt erfindungsgemäß nur auf die stufenlose Gestaltung des Übergangsbereiches an, der auch bei den vorbekannten Kreiselpumpen schon vorgesehen war.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Radius des Übergangsbereiches kann etwa 1/4 des Durchmessers der Pumpenkammer betragen. Die an einer Waschwasserpumpe für Kraftfahrzeuge durchgeführten Versuche mit einem Durchmesser der Pumpenkammer von etwa 22 mm ergaben hier eine besonders gute Erhöhung der hydraulischen Leistung, da bei diesem Verhältnis von Radius zu Durchmesser der Pumpenkammer Turbulenzen im Übergangsbereich sehr gut vermieden werden.

Der konstante zweite Radius kann vorteilhaft etwa das 1,2fache des ersten Radius betragen. Versuche haben ergeben, daß diese Ausgestaltung des Fortsatzes fertigungstechnisch gut beherrschbar ist und eine gute Erhöhung der hydraulischen Leistung ermöglicht.

Eine weitere Erhöhung der hydraulischen Leistung der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe ist dadurch erzielbar, daß der Ablaufstutzen tangential in der Pumpenkammer mündet. Prinzipbedingt ist bei Kreiselpumpen die größte Beschleunigung der gepumpten Flüssigkeit im Tangentenbereich der Pumpenkammer gegeben. Wird nun der Ablaufstutzen derart angeordnet, daß er tangential in der Pumpenkammer mündet, so ist es möglich, die gepumpte Flüssigkeit aus dem Bereich der größten Beschleunigung der gepumpten Flüssigkeit aus der Pumpenkammer auszukoppeln.

In diesem Zusammenhang kann die Mündung vorteilhaft einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, um eine möglichst nahe Anordnung der Mündung an dem Tangentenbereich der Pumpenkammer zu ermöglichen. Versuche haben gezeigt, daß gegenüber der vorbekannten Ausbildung der Mündung mit rundem Querschnitt ebenfalls eine Erhöhung der hydraulischen Leistung in der Größenordnung von 15% möglich ist. In diesem Zusammenhang kann die Höhe der Mündung etwa das 1,5fache der Breite der Mündung betragen. Durch diese Maßnahme ist eine besonders nahe Anordnung an die Tangente der Pumpenkammer möglich.

Unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten ist es weiterhin besonders vorteilhaft, wenn in diesem Zusammenhang die Höhe der Mündung etwa das 0,7fache der Höhe der Pumpenkammer beträgt. Auch bei dem Aufbau kleiner Waschwasserpumpen mit einem Durchmesser der Pumpenkammer von etwa 22 mm und einer Höhe der Pumpenkammer von etwa 4,3 mm verbleibt dann zwischen der Mündung und den übrigen Gehäuseteilen genügend Material, um die mechanische Festigkeit der Gehäuseteile der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe im Bereich der Pumpenkammer zu gewährleisten. Andererseits hat man sich mit dieser Ausgestaltung der Höhe der Mündung gut an das theoretische Ideal angenähert, bei dem die Höhe der Mündung der Höhe der Pumpenkammer entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Kreiselpumpe längs der Mittelachse,

Fig. 2 ein Gehäuseteil der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe gemäß Fig. 1 in einem Schnitt durch die Mittelachse,

Fig. 3 dasselbe Gehäuseteil wie in Fig. 2 in einer anderen Ansicht teilweise geschnitten und

Fig. 4 dasselbe Gehäuseteil wie in den Fig. 2 und 3 in einer dritten Ansicht teilweise geschnitten.

In der Fig. 1 weist die erfindungsgemäße Kreiselpumpe einen Motor (1) auf. Eine Pumpenkammer (2) wird durch ein erstes Gehäuseteil (3) und ein Gummiformteil (4) gebildet. Das Gummiformteil (4) wird durch das erste Gehäuseteil (3) und ein zweites Gehäuseteil (5) in den Randbereichen zusammengepreßt und in seiner Lage fixiert.

Im Inneren der Pumpenkammer (2) ist drehbar ein Flügelrad (6) angeordnet, das mittels einer Nabe (7) mit einer Welle (8) des Motors (1) verbunden ist.

Ein Ansaugstutzen (9) ist axial zum Flügelrad (6) angeordnet. Ein Ablaufstutzen (10) ist radial zum Flügelrad (6) angeordnet. Beide Stutzen (9, 10) münden jeweils in der Pumpenkammer (2) an verschiedenen Stellen.

Einstückig mit dem Flügelrad (6) ist ein sternförmiger Fortsatz (11) ausgebildet, der in den entsprechend verlängerten Ansaugstutzen (9) hineinragt und die erfindungsgemäße Kreiselpumpe teilweise selbstansaugend ausgestaltet.

Zwischen der Pumpenkammer (2) und dem Ansaugstutzen (9) ist ein Übergangsbereich (12) vorgesehen, der trichterförmig gestaltet ist. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß der Übergangsbereich (12) stufenlos ausgebildet. Mit dieser Maßnahme wird wirkungsvoll die Bildung von Turbulenzen im Übergangsbereich (12) vermieden und die hydraulische Leistung der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe gemäß den Figuren erhöht.

Entsprechend sind die Flügel (13) des sternförmigen Fortsatzes (11) in ihrer radialen Erstreckung an die Formgebung des Übergangsbereiches (12) angepaßt. Das heißt, die Flügel (13) des sternförmigen Fortsatzes (11) weisen einen konstanten Radius (r) auf, der etwa das 1,2fache des ersten Radius (R) gemäß Fig. 2 des Übergangsbereiches (12) beträgt.

In der Fig. 2 ist das erste Gehäuseteil (3) der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe gemäß Fig. 1 mit dem Ansaugstutzen (9) in einem Schnitt durch die Mittelachse dargestellt. Man erkennt die stufenlose Ausbildung des Übergangsbereiches (12), wobei der Übergangsbereich (12) in einem Schnitt durch die Mittelachse einen vorgegebenen konstanten Radius (R) aufweist. Der Radius (R) beträgt dabei etwa 1/4 des Durchmessers (D) der Pumpenkammer (2), wie ebenfalls aus der Fig. 2 erkennbar ist.

In der Fig. 3 ist das erste Gehäuseteil (3) gemeinsam mit dem Ansaugstutzen (9) derart dargestellt, daß zusätzlich zu der Darstellung in Fig. 2 der Ablaufstutzen (10) erkennbar ist. Der Ablaufstutzen (10) weist eine Mündung (14) in die Pumpenkammer (2) auf, die tangential in der Pumpenkammer (2) mündet und einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

Wie der Fig. 4 zu entnehmen ist, ist die Höhe (h) der Mündung (14) größer als die Breite (b) der Mündung (14). Dabei weist die Höhe (h) der Mündung (14) etwa das 1,5fache der Breite (b) auf. Zudem beträgt die Höhe (h) der Mündung (14) etwa das 0,7fache der Höhe (H) der Pumpenkammer (2) gemäß Fig. 2. Durch die Anordnung und Ausbildung der Mündung (14) wird eine zusätzliche Erhöhung der hydraulischen Leistung der Kreiselpumpe gemäß den Figuren ermöglicht, da der Ablaufstutzen bei der beschriebenen Ausbildung der Mündung (14) möglichst nahe an der Tangente in der Pumpenkammer (2) mündet.

Claims (7)

1. Kreiselpumpe für Scheibenwaschanlagen 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, mit einem Ablaufstutzen der radial zum Flügelrad angeordnet ist, und mit einem Übergangsbereich zwischen Pumpenkammer und Ansaugstutzen, der trichterförmig gestaltet ist, wobei das Flügelrad einen sternförmigen Fortsatz trägt und wobei die Flügel des Fortsatzes in ihrer radialen Erstreckung an die Formgebung des Übergangsbereiches angepaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich (12) mit einem vorgegebenen ersten Radius (R) ausgebildet ist und daß die Flügel (13) des Fortsatzes (11) in ihrer radialen Erstreckung im Übergangsbereich (12) einen vorgegebenen zweiten Radius (r) aufweisen.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Radius (R) etwa 1/4 des Durchmessers (D) der Pumpenkammer (2) besteht.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Radius (r) etwa das 1,2fache des ersten Radius (R) beträgt.

4. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufstutzen (10) tangential in der Pumpenkammer (2) mündet.

5. Kreiselpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (14) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

6. Kreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) der Mündung (14) etwa das 1,5fache der Breite (b) beträgt.

7. Kreiselpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) der Mündung (14) etwa das 0,7fache der Höhe (H) der Pumpenkammer (2) beträgt.