EP0943809A2 - Centrifugal pump - Google Patents
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- F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
Definitions
- the invention relates to a centrifugal pump with a fixed on a drive shaft Impeller and a multi-part pump housing, which is partly made of plastic, in which a suction chamber arranged on the drive side of the impeller and a spiral one Pressure chamber are formed, one arranged in the area of the suction chamber Bearing bracket made of metallic material, and with the pump housing on the drive side has a suction flange and a housing cover in the area of the pressure chamber.
- pumps are known from EP 208 074 A, DE 33 16 927 A or DE 43 19 618 A. known, which are partially made of plastic. In general, one is made of metal Housing part, the engine mounting u. Like. Contains a plastic spiral housing attached that surrounds the pump impeller. In this way it is possible to have a certain To achieve weight and cost savings, but such solutions need a relative large installation space. Especially when used for cooling water pumps in motor vehicles however, the installation space is naturally limited.
- the bearing bracket as mechanical and thermal part subject to higher stress consists of metal, preferably of aluminum, magnesium or an aluminum or a magnesium alloy, whereby the storage heat is dissipated very quickly can be.
- centrifugal pump ensures that the available space is optimally used. Furthermore, the corresponding Components stressed in an optimal way, according to their respective material. On in this way, considerable material and cost savings can be achieved.
- the housing cover is made of plastic.
- a special one Inexpensive and lightweight to build version provides that the Housing cover in one piece with the housing part forming the suction space at least in part is trained. Housing cover and housing part can, for example, by means of a melting process be made.
- the bearing bracket is in one piece is formed with a drive-side mounting flange on which the Suction chamber is at least partially detachably attached housing part. This means that Possibility to combine different spiral geometries with different bearing brackets.
- the bearing bracket can therefore also be permanently connected to the housing part.
- Fig. 1 shows a conventional centrifugal pump 1 with a pump housing 2, which a metallic housing part 3, which the bearing bracket 3a, the suction chamber 4 and forms part of the spiral pressure chamber 5.
- the suction chamber 4 is around Bearing bracket 3a arranged around.
- the housing part 3 is on the side of the drive shaft 6 driven impeller 7 completed by a housing cover 8.
- With reference numbers 9 is a coupling connected to the drive shaft.
- the drive shaft 6 is mounted on the bearing bracket 3a via slide bearings 6a.
- the bearing 6a is through a Mechanical seal 6b separated from suction chamber 4.
- the impeller 7 On the entry side of the impeller 7 is a arranged with the impeller revolving suction mouth 7a, which has a streamlined Cross-sectional adjustment between the suction chamber 4 and the inlet area of the impeller 7 forms.
- the Metallic housing part 3 is produced as a die-cast part and has a correspondingly large size Wall thicknesses, which has a negative impact on the total pump weight.
- the centrifugal pump 21 shown in FIGS. 2 and 3 has a pump housing 22 which consists of a combination of several materials.
- the bearing bracket 23 is designed as a separate, metallic housing part and serves to support the drive shaft 26.
- the suction chamber 24 and the pressure chamber 25, however, are from one Plastic existing housing part 30 is formed, which with the bearing bracket 23 over Screw connections 31 is connected.
- a housing cover 28 closes the housing part 30 in the area of the impeller 27, which is also made of plastic.
- the housing part 30 and the housing cover 28 are connected to one another via screw connections 32.
- a mounting flange 33 is formed, which on the one hand as a mounting plate for the centrifugal pump 21, and on the other hand for receiving the screw connection 31 for the housing part 30 is used.
- the drive shaft 26 is on a bearing 26a, for example, a bearing Bearing bracket 23 stored.
- the metallic bearing bracket 23 can on the one hand the bearing forces of the Take up drive shaft 26 and optimally dissipate the bearing heat.
- an inlet-side suction mouth of the impeller 27 is designated.
- a mechanical seal 26b is arranged between the camp 26a and the suction mouth 27a and the suction chamber 24 .
- a drive unit, not shown, can be connected to the clutch 29 become.
- the suction flange 24a can also expediently be made in one piece with the housing part 30 and thus be made of plastic.
- the advantageously produced in the injection molding process Housing part 30 made of plastic is much cheaper to produce than in Fig. 1 apparent, die-cast housing part 3 and beyond also more complicated workpiece geometries of the housing part 30 made of plastic much more reliable be made as of metal.
- Ryton with a density of approximately 1.98 kg / dm 3 can be used as the plastic material for the housing part 30 and the housing cover 28.
- the bearing bracket 23 is advantageously made of aluminum or magnesium or one corresponding aluminum or magnesium alloy.
- the design of the centrifugal pump according to the invention enables a cost reduction of up to about 50% and a weight reduction of up to about 30% compared to conventional ones Centrifugal pumps with a metal housing.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem auf einer Antriebswelle befestigten Laufrad und einem mehrteiligen Pumpengehäuse, das teilweise aus Kunststoff hergestellt ist, in welchem ein auf der Antriebsseite des Laufrades angeordneter Saugraum und ein spiralförmiger Druckraum ausgebildet sind, wobei ein im Bereich des Saugraumes angeordneter Lagerträger aus metallischem Werkstoff besteht, und wobei das Pumpengehäuse auf der Antriebsseite einen Ansaugflansch und im Bereich des Druckraumes einen Gehäusedeckel aufweist.The invention relates to a centrifugal pump with a fixed on a drive shaft Impeller and a multi-part pump housing, which is partly made of plastic, in which a suction chamber arranged on the drive side of the impeller and a spiral one Pressure chamber are formed, one arranged in the area of the suction chamber Bearing bracket made of metallic material, and with the pump housing on the drive side has a suction flange and a housing cover in the area of the pressure chamber.
Bei konventionellen Kreiselpumpen, insbesondere Wasserpumpen, der eingangs genannten Art werden der Saugraum, zumindest ein Teil des Druckraumes und der Lagerträger für die Antriebswelle aus einem einzigen, metallischen Gehäuseteil gebildet. Derartige Pumpen sind zwar robust, die hohe Dichte des metallischen Pumpengehäuses wirkt sich aber nachteilig auf das Gesamtgewicht der Pumpe aus. Insbesonders, wenn kompliziertere Geometrien des Gehäuses erforderlich sind, ist der Herstellungsaufwand allerdings relativ hoch.In the case of conventional centrifugal pumps, in particular water pumps, of the type mentioned at the beginning Kind are the suction chamber, at least part of the pressure chamber and the bearing bracket for the Drive shaft formed from a single, metallic housing part. Such pumps are Although robust, the high density of the metallic pump housing has an adverse effect the total weight of the pump. Especially when the housing geometry is more complicated are required, however, the manufacturing effort is relatively high.
Weiters sind aus der EP 208 074 A, der DE 33 16 927 A oder der DE 43 19 618 A Pumpen
bekannt, die teilweise aus Kunststoff bestehen. Allgemein wird dabei an einen aus Metall hergestellten
Gehäuseteil, der Motorlagerung u. dgl. beinhaltet, ein Spiralgehäuse aus Kunststoff
aufgesetzt, das das Pumpenlaufrad umgibt. Auf diese Weise ist es zwar möglich eine gewisse
Gewichts- und Kosteneinsparung zu erzielen, aber solche Lösungen benötigen einen relativ
großen Bauraum. Gerade bei der Anwendung für Kühlwasserpumpen von Kraftfahrzeugen ist
jedoch der Bauraum naturgemäß beschränkt.Furthermore, pumps are known from EP 208 074 A,
Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und bei einer Kreiselpumpe der eingangs genannten Art das Gesamtgewicht und den Herstellungsaufwand zu vermindern.It is the object of the invention to avoid these disadvantages and with a centrifugal pump to reduce the total weight and the manufacturing effort of the type mentioned.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Saugraum einerseits durch den Lagerträger und andererseits durch einen aus Kunststoff bestehenden und den Lagerträger umgebenden, mit dem Lagerträger vorzugsweise lösbar verbundenen Gehäuseteil begrenzt ist.According to the invention this is achieved in that the suction space on the one hand through the bearing bracket and on the other hand by a plastic, which surrounds the bearing bracket, is preferably detachably connected to the bearing bracket housing part.
Gehäuseteile, welchen geringeren thermischen oder mechanischen Belastungen unterliegen, sind somit aus Kunststoff. Durch die geringe Dichte des Kunststoffes kann das Gesamtgewicht der Pumpe wesentlich reduziert werden. Der Lagerträger als mechanisch und thermisch höher beanspruchter Teil besteht aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, Magnesium bzw. einer Aluminium- oder einer Magnesiumlegierung, wodurch die Lagerwärme sehr rasch abgeführt werden kann. Housing parts, which are subject to lower thermal or mechanical loads, are therefore made of plastic. Due to the low density of the plastic, the total weight the pump can be significantly reduced. The bearing bracket as mechanical and thermal part subject to higher stress consists of metal, preferably of aluminum, magnesium or an aluminum or a magnesium alloy, whereby the storage heat is dissipated very quickly can be.
Durch die besondere Ausbildung der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe wird erreicht, daß der zur Verfügung stehende Bauraum optimal ausgenutzt wird. Weiters werden die entsprechenden Bauteile in optimaler Weise, entsprechend ihrem jeweiligen Werkstoff, beansprucht. Auf diese Weise kann eine erhebliche Material- und Kosteneinsparung erzielt werden.The special design of the centrifugal pump according to the invention ensures that the available space is optimally used. Furthermore, the corresponding Components stressed in an optimal way, according to their respective material. On in this way, considerable material and cost savings can be achieved.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß der Gehäusedeckel aus Kunsttoff besteht. Eine besonders kostengünstige und mit geringem Gewicht zu bauende Ausführung sieht vor, daß der Gehäusedeckel einteilig mit dem den Saugraum zumindest zum Teil bildenden Gehäuseteil ausgebildet ist. Gehäusedeckel und Gehäuseteil können dabei beispielsweise mittels Ausschmelzverfahren hergestellt sein.It is preferably provided that the housing cover is made of plastic. A special one Inexpensive and lightweight to build version provides that the Housing cover in one piece with the housing part forming the suction space at least in part is trained. Housing cover and housing part can, for example, by means of a melting process be made.
Eine weitere Gewichtseinsparung ergibt sich, wenn der Ansaugflansch aus Kunststoff besteht und vorzugsweise einteilig mit dem den Saugraum zumindest zum Teil bildenden Gehäuseteil ausgebildet ist.A further weight saving results if the intake flange is made of plastic and preferably in one piece with the housing part forming the suction space at least in part is trained.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß der Lagerträger einstückig mit einem antriebsseitigen Befestigungsflansch ausgebildet ist, auf welchem der den Saugraum zumindest zum Teil bildende Gehäuseteil lösbar befestigt ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, unterschiedliche Spiralgeometrien mit verschiedenen Lagerträgern zu kombinieren. Der Lagerträger kann also auch unlösbar mit dem Gehäuseteil verbunden sein.In a particularly preferred embodiment variant it is provided that the bearing bracket is in one piece is formed with a drive-side mounting flange on which the Suction chamber is at least partially detachably attached housing part. This means that Possibility to combine different spiral geometries with different bearing brackets. The bearing bracket can therefore also be permanently connected to the housing part.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the figures.
Es zeigen:
Fig. 1 zeigt eine konventionelle Kreiselpumpe 1 mit einem Pumpengehäuse 2, welches aus
einem metallischen Gehäuseteil 3 besteht, welcher den Lagerträger 3a, den Saugraum 4 und
einen Teil des spiralförmigen Druckraumes 5 ausbildet. Der Saugraum 4 ist dabei um den
Lagerträger 3a herum angeordnet. Der Gehäuseteil 3 wird auf der Seite des durch die Antriebswelle
6 angetriebenen Laufrades 7 von einem Gehäusedeckel 8 abgeschlossen. Mit Bezugszeichen
9 ist eine an die Antriebswelle anschließende Kupplung bezeichnet. Die Antriebswelle
6 ist über Gleitlager 6a am Lagerträger 3a gelagert. Das Lager 6a ist durch eine
Gleitringdichtung 6b vom Saugraum 4 getrennt. Auf der Eintrittsseite des Laufrades 7 ist ein
mit dem Laufrad umlaufender Saugmund 7a angeordnet, welcher eine strömungsgünstige
Querschnittsanpassung zwischen Saugraum 4 und Eintrittsbereich des Laufrades 7 bildet. Der
metallische Gehäuseteil 3 wird als Druckgußteil hergestellt und weist entsprechend große
Wandstärken auf, was sich nachteilig auf das Pumpengesamtgewicht auswirkt. Fig. 1 shows a conventional centrifugal pump 1 with a
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Kreiselpumpe 21 dagegen weist ein Pumpengehäuse 22
auf, welches aus einer Kombination von mehreren Werkstoffen besteht. Der Lagerträger 23 ist
dabei als separater, metallischer Gehäuseteil ausgebildet und dient zur Lagerung der Antriebswelle
26. Der Saugraum 24 und der Druckraum 25 dagegen werden von einem aus
Kunststoff bestehenden Gehäuseteil 30 gebildet, welcher mit dem Lagerträger 23 über
Schraubverbindungen 31 verbunden ist. An den Gehäuseteil 30 schließt ein Gehäusedeckel 28
im Bereich des Laufrades 27 an, welcher ebenfalls aus Kunststoffbesteht. Der Gehäuseteil 30
und der Gehäusedeckel 28 sind über Schraubverbindungen 32 miteinander verbunden.In contrast, the
Einteilig mit dem Lagerträger 23 ist ein Befestigungsflansch 33 ausgebildet, welcher einerseits
als Montageplatte für die Kreiselpumpe 21, und andererseits zur Aufnahme der Schraubverbindung
31 für den Gehäuseteil 30 dient.In one piece with the
Die Antriebswelle 26 ist über ein beispielsweise als Wälzlager ausgebildetes Lager 26a am
Lagerträger 23 gelagert. Der metallische Lagerträger 23 kann einerseits die Lagerkräfte der
Antriebswelle 26 aufnehmen und die Lagerwärme optimal abführen.The
Mit 27a ist ein eintrittsseitiger Saugmund des Laufrades 27 bezeichnet. Zwischen dem Lager
26a und dem Saugmund 27a bzw. dem Saugraum 24 ist eine Gleitringdichtung 26b angeordnet.
An die Kupplung 29 kann ein nicht weiter dargestelltes Antriebsaggregat angeschlossen
werden.With 27a an inlet-side suction mouth of the
Zweckmäßigerweise kann auch der Ansaugflansch 24a einteilig mit dem Gehäuseteil 30 und
somit aus Kunststoff ausgeführt sein. Der vorteilhafterweise im, Spritzgußverfahren hergestellte
Gehäuseteil 30 aus Kunststoff ist wesentlich kostengünstiger herzustellen, als der in
Fig. 1 ersichtliche, im Druckgußverfahren hergestellte Gehäuseteil 3 und darüber hinaus können
auch kompliziertere Werkstückgeometrien des Gehäuseteiles 30 aus Kunststoff viel prozeßsicherer
hergestellt werden als aus Metall.The suction flange 24a can also expediently be made in one piece with the
Als Kunststoffmaterial für den Gehäuseteil 30 und den Gehäusedeckel 28 kann beispielsweise
Ryton mit einer Dichte von etwa 1,98 kg/dm3 verwendet werden.For example, Ryton with a density of approximately 1.98 kg / dm 3 can be used as the plastic material for the
Der Lagerträger 23 besteht zweckmäßigerweise aus Aluminium oder Magnesium oder einer
entsprechenden Aluminium- bzw. Magnesiumlegierung.The
Dadurch, daß ein Lagerträger 23 für verschiedene Gehäuseteile 30 und somit auch für verschiedene
Spiralgeometrien verwendet werden kann, kann eine hohe Variationsvielfalt mit
äußerst geringem Herstellungsaufwand erreicht werden.Characterized in that a
Die erfindungsgemäße Ausführung der Kreiselpumpe ermöglicht eine Kostenreduktion bis zu etwa 50% und eine Gewichtsreduktion von bis zu etwa 30% im Vergleich zu konventionellen Kreiselpumpen mit Metallgehäuse.The design of the centrifugal pump according to the invention enables a cost reduction of up to about 50% and a weight reduction of up to about 30% compared to conventional ones Centrifugal pumps with a metal housing.
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