DE4209490A1 - Flüssigkeitspumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bei als Kreiselpumpen ausgebildeten Flüssigkeitspumpen für Geschirrspülmaschinen ganz allgemein bekannt, ein Schaufelrad zu verwenden, das auf einer Kreisscheibe Schaufeln trägt, auf die von der Gegenseite her eine Ringscheibe mit zentraler Öffnung für das Zuströmen von Spülflüssigkeit nachträglich aufgesetzt und fest damit verbunden wird. Die Einzelteile sind dabei aus Kunststoff gefertigt. Im Betrieb zeigt es sich, daß so hergestellte Pumpenlaufräder bei den im Betrieb auftretenden Förderdrücken und Stoßbelastungen durch schwallweise zuströmende Spülflüssigkeit so stark belastet werden, daß sie im Laufe der Betriebsdauer Verformungen erfahren und insbesondere einen Taumelschlag erleiden. Auch bei der Herstellung ergeben sich bereits hinsichtlich der Maßhaltigkeit Qualitätsmängel. Zudem ist die Produktion eines so aufgebauten Flügelrades hinsichtlich der erforderlichen Werkzeuge und der Montage aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Flüssigkeitspumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Maßnahmen zu treffen, durch welche das Schaufelrad mit einfachen Mitteln formstabil hergestellt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Maßnahme gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1.

Bei einer Ausgestaltung eines Schaufelrades gemäß der Erfindung wird eine hohe Maßhaltigkeit bei der Herstellung und Formbeständigkeit im Betrieb sehr gut eingehalten, so daß Taumelschlag praktisch nicht mehr eintritt. Zudem ist der Herstellungsaufwand minimiert, weil nur ein Werkzeug erforderlich ist und das Endprodukt das komplette Laufrad darstellt. Zur Verbesserung der Formsteifigkeit und der Zuströmung von Spülflüssigkeit zu den Schaufeln kann insbesondere auf der Kreisringscheibe ein die zentrale Öffnung umschließender zylindrischer Bund angeformt sein, der von der rückwärtigen Kreisscheibe wegweist. Dabei ist insbesondere der Übergang von der Kreisringscheibe zum Bund als Kreisbogenabschnitt ausgebildet, um den Strömungswiderstand für die Spülflüssigkeit zu minimieren. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn der kleinste lichte axiale Abstand zwischen der Kreisscheibe und der Kreisringscheibe vorzugsweise etwa 15% und der lichte Durchmesser des Bundes etwa 60% des Außendurchmessers des Laufrades beträgt. Der Strömungsweg für die Spülflüssigkeit kann sich dabei radial von innen nach außen in axialer Richtung vermindern. Außerdem ist es möglich, die Kreisscheibe von einem dem Bund entsprechenden Radius an in axialer Richtung kegelstumpfförmig von der Kreisringscheibe wegzuneigen und dadurch den Strömungsquerschnitt in axialer Richtung zu erweitern. Es ist auch möglich, dem in den Ansaugstutzen des Pumpengehäuses ragenden Bund an seiner Stirnseite einen Ringansatz gegenüberzustellen, so daß die zuströmende Spülflüssigkeit stufenlos in den Ansaugkanal des Laufrades einströmen kann. Dabei kann sich der Innendurchmesser des Ansaugstutzens zu seinem freien Ende hin vom Ringabsatz an konisch erweitern, um den Anströmwiderstand gering zu halten und die Strömungsgeschwindigkeit am Einlauf in das Pumpenlaufrad zu erhöhen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Flüssigkeitspumpe in einem halbseitigen Längsschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die zentrale Ansaugöffnung des Pumpenlaufrades,

Fig. 3 eine Prinzipskizze des Strömungsweges durch das Pumpenlaufrad mit geändertem Strömungsquerschnitt und

Fig. 4 ein Pumpenlaufrad mit prinzipieller Darstellung der Schaufelkonfiguration.

Ein topfförmiges Gehäuseunterteil 1 und ein auf dessen offenen Rand aufgesetztes Deckelteil 2 mit einem senkrecht darauf angeordneten Ansaugstutzen 3 bilden ein vorzugsweise spiraliges Pumpengehäuse einer als Kreiselpumpe ausgebildeten Flüssigkeitspumpe. Innerhalb des Pumpengehäuses ist zwischen dem Gehäuseunterteil 1 und dem Deckelteil 2 ein drehbar gelagertes Pumpenlaufrad 4 angeordnet, dessen Schaufeln 5 einerseits auf einer unmittelbar mit einer Antriebswelle 6 verbundenen geschlossenen Kreisscheibe 7 angeordnet und andererseits mit einer Kreisringscheibe 8 abgedeckt sind. Auf der Kreisringscheibe 8 sitzt ein zylindrischer Bund 9, der von der rückwärtigen Kreisscheibe 7 weggeneigt ist und in den Ansaugstutzen 3 eingreift. Das so ausgebildete Pumpenlaufrad 5, 7, 8, 9 wird einstückig aus thermoplastischem Kunststoff in einem entsprechenden Spritzwerkzeug einstückig hergestellt. Der zylindrische Bund 9 umschließt die für das Zuströmen der Spülflüssigkeit erforderliche zentrale Öffnung 10 des Pumpenlaufrades. Der Übergang von der Kreisringscheibe 8 zum Bund 9 ist als Kreisbogenabschnitt 11 ausgebildet, dem an der gegenüberliegenden Kreisscheibe 7 eine im Radius entsprechend vergrößerte Strömungsleitfläche 12 mit Abstand gegenübersteht. Die Achse des Pumpenlaufrades 5, 7, 8, 9 fluchtet mit der Achse 13 des Ansaugstutzens 3. Die Schaufeln 5 des Pumpenlaufrades erstrecken sich vom Außenrand bis in den Bereich der zentralen Öffnung 10.

Die Herstellung eines so ausgebildeten Schaufelrades mit gekrümmten Schaufeln 5 läßt sich in einem geeigneten Spritzwerkzeug einteilig herstellen. Hierzu wird mit einem axial zu ziehenden Kern der Bund 9 ausgeformt, der zugleich die Formabschnitte für die Ausbildung der inneren Abschnitte der Schaufeln 5 und der der Kreisscheibe 7 zugeordneten großen Strömungsleitfläche 12 aufweist. Die übrigen, davon radial weglaufenden Teile der Strömungskanäle zwischen den Schaufeln 5 werden im Spritzwerkzeug mit angepaßten, quer zur Richtung der Achse 13 geteilten Schiebern hergestellt, wobei jeweils ein Schieberteil den Wandungsabschnitt im Bereich der Kreisscheibe 7 begrenzt und der andere Schieberteil den gegenüberliegenden Wandungsteil der Kreisringscheibe 8 mit dem Kreisbogenabschnitt 11 ausbildet. Bei der Entformung werden hier zunächst die der Kreisscheibe 7 zugeordneten Schieberteile je Strömungsquerschnittsteil radial gezogen, so daß durch eine anschließende Axialverschiebung des Werkzeugs oder des Pumpenlaufrades der den Kreisbogenabschnitt 11 hintergreifende Teil des jeweiligen zweiten Teilschiebers aus dem Hinterschnitt gelöst wird und anschließend ggf. entlang einer gekrümmten Bahn oder auch radial nach außen bewegt werden kann. Der axial ziehbare Kern kann dabei vor oder auch nach dem Ziehen der radial auszufahrenden Teilschieber gezogen werden.

Der radiale Strömungsquerschnitt im Schaufelrad zwischen der Kreisscheibe 7 und der Kreisringscheibe 8 ist gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 konstant, d. h. die Scheiben 7, 8 stehen senkrecht zur Achse 13. Der Strömungsquerschnitt kann sich jedoch gemäß Fig. 3 auch ändern, wobei sich bei der in vollen Linien ausgezogenen Ausführungsform der Querschnitt parallel zur Achse 13 gemessen in radialer Richtung verjüngt. Der kleinste lichte axiale Abstand zwischen der Kreisscheibe 7 und der Kreisringscheibe 8 beträgt etwa 10% bis 25% und ist vorzugsweise etwa 15% des Außendurchmessers des Laufrades gewählt. Bei einem Außendurchmesser von 56 mm ist es jedenfalls erforderlich, daß der axiale Abstand y aus Gründen der Stabilität der zur Anwendung gelangenden Teilschieber des Spritzwerkzeugs mindestens 7,2 mm beträgt. Die mit x bezeichnete Funktionstiefe des Pumpenlaufrades, die in Strömungsrichtung gesehen vom Beginn des Kreisbogenabschnitts 11 bis zum Ende der gekrümmten Strömungsleitfläche 12 reicht, sollte dabei nicht größer als 11 mm sein. Wird die Höhe y vergrößert, beispielsweise um das Maß u, dann muß sich in entsprechender Weise auch das Maß x verändern. Eine Verengung des Strömungsquerschnitts kann im übrigen gemäß Fig. 3 durch ein axiales Absenken der Kreisringscheibe 8 in radialer Richtung erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, die Kreisscheibe 7 gemäß der gestrichelten Linie vom Ende der gekrümmten Strömungsleitfläche 12 aus von einem dem Bund 9 entsprechenden Radius aus in axialer Richtung kegelstumpfförmig von der Kreisringscheibe 8 wegzuneigen. Dabei können die Scheiben 7, 8 als Gerade oder als Kurve ausgebildet sein.

Um die den Strömungskanal zwischen zwei Schaufeln 5 ausbildenden Teilschieber in radialer Richtung ziehen zu können, muß die durch einen Pfeil 15 angedeutete Ziehrichtung tangential zum äußeren, konkav gebogenen Kurvenbogen der betreffenden Schaufel 5 am Schnittpunkt der Schaufel 5 mit dem dem Bund 9 entsprechenden Radius sein. Dieser bei 16 angedeutete Schnittpunkt liegt im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 auf einem Radius der Scheiben 7, 8. Dementsprechend muß die benachbarte Schaufel 5 im Bereich des Außenumfangs der Scheiben 7, 8 zumindest parallel zu dieser Tangente bzw. zu diesem Radius liegen oder so von der Tangente weggeneigt sein, daß eine Hinterschneidung vermieden ist. Die Breite v des betreffenden Strömungskanals zwischen der Tangente und dem äußeren Ende der zugehörigen zweiten Schaufel 5 muß bei den gegebenen Abmessungen mindestens 8,5 mm sein.

Im übrigen muß die Schnittstelle 16 zwischen der Kreisscheibe 8 und der gekrümmten Strömungsleitfläche 12 auf dem dem Innendurchmesser des Bundes 9 entsprechenden Radius 17 liegen, so daß der den Bund 9 ausformende Ziehkern des Spritzwerkzeuges hinterschneidungsfrei zu ziehen ist. Bei diesem Aufbau können die erforderlichen Schieber des Spritzwerkzeugs so ineinandergreifen, daß jedes Schieberteil der Fertigungstechnologie entsprechend gezogen werden kann.

Der freien Stirnseite des Bundes 9 steht mit geringem axialem Abstand im Ansaugstutzen 3 ein im Durchmesser angepaßter Ringabsatz 18 gegenüber, von dem aus sich der Innendurchmesser des Ansaugstutzens 3 zu seinem freien Ende hin konisch erweitert. Es ergibt sich dadurch ein geringer Strömungswiderstand zum Laufrad 5, 7, 8, 9 hin.

Claims (7)

1. Flüssigkeitspumpe, insbesondere Umwälzpumpe, für Spülflüssigkeit in einer Geschirrspülmaschine mit einem Pumpenlaufrad aus Kunststoff, dessen Schaufeln einerseits auf einer geschlossenen Kreisscheibe angeordnet und andererseits mit einer Kreisringscheibe abgedeckt sind, deren zentrale Öffnung eine Ansaugöffnung für die Spülflüssigkeit bildet, wobei die inneren Schaufelenden radial in den Bereich der zentralen Öffnung reichen, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenlaufrad (5, 7, 8, 9) einstückig hergestellt ist.

2. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kreisringscheibe (8) ein die zentrale Öffnung (10) umschließender zylindrischer Bund (9) angeformt ist, der von der rückwärtigen Kreisscheibe (7) wegweist.

3. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der Kreisringscheibe (8) zum Bund (9) als Kreisbogenabschnitt (11) ausgebildet ist.

4. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste lichte axiale Abstand zwischen der Kreisscheibe (7) und der Kreisringscheibe (8) etwa 10% bis 25%, vorzugsweise etwa 15% und der lichte Durchmesser des Bundes (9) etwa 50% bis 70%, vorzugsweise etwa 60% des Außendurchmessers des Laufrades (5, 7, 8, 9) ist.

5. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisscheibe (7) von einem dem Bund (9) entsprechenden Radius an in axialer Richtung kegelstumpfförmig von der Kreisringscheibe (8) weggeneigt ist.

6. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (9) in einen Ansaugstutzen (3) des Pumpengehäuses (1, 2) ragt und daß der freien Stirnseite des Bundes (9) im Ansaugstutzen (3) ein angepaßter Ringabsatz (18) gegenübersteht.

7. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Innendurchmesser des Ansaugstutzens (3) zu seinem freien Ende hin konisch erweitert.