EP1522738A2 - Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe - Google Patents

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EP1522738A2
EP1522738A2 EP04104313A EP04104313A EP1522738A2 EP 1522738 A2 EP1522738 A2 EP 1522738A2 EP 04104313 A EP04104313 A EP 04104313A EP 04104313 A EP04104313 A EP 04104313A EP 1522738 A2 EP1522738 A2 EP 1522738A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing part
housing
spiral
section
flow
Prior art date
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Application number
EP04104313A
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English (en)
French (fr)
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EP1522738B1 (de
EP1522738A3 (de
Inventor
Peter Köppler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Continental Automotive Technologies GmbH
Siemens Corp
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Publication date
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Application filed by Siemens AG, Continental Automotive Technologies GmbH, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1522738A2 publication Critical patent/EP1522738A2/de
Publication of EP1522738A3 publication Critical patent/EP1522738A3/de
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Publication of EP1522738B1 publication Critical patent/EP1522738B1/de
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Revoked legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps

Definitions

  • the invention relates to a spiral housing for a Centrifugal pump and a use of the spiral housing.
  • the invention is therefore based on the object Spiral housing for a centrifugal pump to create at a highest possible throughput of the flow medium one possible having small outer diameter. Furthermore, the should Spiral housing be designed so that the largest possible Efficiency of the centrifugal pump can be realized.
  • the object underlying the invention will you rch a Spiral housing solved for a centrifugal pump, which in the middle Area of the flow spiral a flow cross-section whose ratio of length to width is in the range of 1.5 to 2 and its ratio of the first part height, measured between the farthest from the entrance of the Fluid removed and parallel to the longitudinal axis of the Entrance extending boundary of the flow cross-section and the intersection of the length and the width, the second Partial height, measured between the intersection of the length and the Width and the closest to the entrance of the flow medium lying and parallel to the longitudinal axis of the entrance extending boundary of the flow cross-section in the area from 0.25 to 1, the limit de s Flow cross-section and the impeller of the centrifugal pump on next lying further limitation of the flow cross-section at right angles to each other ⁇ .
  • the spiral housing can be formed in one piece or multiple parts.
  • the Flow spiral is usually divided into three parts, an entry area, a central area, and a Spill area.
  • At the entry area usually need Roundings are provided so that the flow medium out the entry passes streamlined into the flow spiral.
  • the exit area has curves, the one To facilitate transition to the exit from the volute casing.
  • the middle area In between lies the middle area, where some Constructive parameters, however, are kept constant should.
  • the flow cross section not continuously constant, but increases in size Direction to the exit of the spiral housing continuously. Below the length is the largest length of the Flow cross-section to be understood at every point of the Flow cross-section parallel to the longitudinal axis of the entrance of Flow medium can be measured.
  • the width is at the point in split a first part height and a second part height.
  • the Sum, formed from the first partial height and from the second Part height then returns to the width.
  • Under the right Angle ⁇ is an angle of 90 ° technically meant. This means that due to manufacturing tolerances also those angles are understood to be over 90 ° or under 90 °. Small angular deviations should thus still by fall the term "right angle ⁇ ".
  • a preferred embodiment of the invention is that the volute casing of a first housing part and a second housing part, wherein the first housing part the Limitation and the second housing part 2, the further limitation of the flow cross section. It is advantageous that the preparation of the spiral housing, for example by a Casting process can be done without lost cores.
  • the Assembly of the first housing part and the second Housing part can be exemplified in a simple way by a screw connection or by gluing done.
  • the first housing part bores on at its outer boundary, parallel to the longitudinal axis of the inlet of the flow medium run.
  • the first housing part in advantageously with screw on the drive housing secure the centrifugal pump.
  • a further embodiment of the invention is that the second housing part is limited outside circular and on the outside has a circumferential groove.
  • the orbiting Groove can seal elements in a relatively simple manner, For example, a sealing ring to be fixed. Furthermore it is possible to introduce into the groove adhesives to the second housing part in a relatively simple manner with the first Housing part to connect.
  • a further embodiment of the invention provides that the first housing part on its outside a contact point for has an electrical connection. She can, for example as a plug connection for an electrical contact be educated. It is advantageous that the electrical Power supply of the centrifugal pump in a simple way over the first housing part can be done, with the required Space can also be kept relatively small.
  • the first housing part at its opposite the entrance Side on a circular opening, the inner diameter of the Outer diameter of the second housing part opposite is formed complementary.
  • the complementary Training is to be understood that the second housing part in the first housing part can be fitted positively.
  • the second housing part almost f mulend can be integrated into the first housing part, what about it leading to an additional saving of space.
  • a further embodiment of the invention provides that the second housing part has a central opening for the impeller of Centrifugal pump designed as a bearing for the drive is.
  • the central opening becomes circular trained and stiffened at their inner edges, so that with one end inserted into the central opening drive for the Impeller of the centrifugal pump fixed in the central opening and thus can be stored.
  • a bearing can be omitted in an advantageous manner become.
  • the second Housing part of a part of the drive housing is that housing too understand in which the electric drive for the impeller the centrifugal pump is arranged. It is advantageous that on a separate one-off production of the second housing part can be waived.
  • the subject of the invention is the use of the spiral housing as a housing for a cooling water centrifugal pump in a motor vehicle. It is advantageous that the in a motor vehicle only very limited available Space can be used in an optimal way.
  • Fig. 1a), b) shows the inside of the first housing part and the inside of the second housing part in plan view.
  • Fig. 2a), b) shows the inside of the first housing part and of the second housing part in three-dimensional representation.
  • Fig. 3 shows the first housing part and the second housing part three-dimensional in assembled condition.
  • Fig. 4 shows the first housing part and the second housing part in assembled state in three-dimensional representation from another angle.
  • Fig. 5 shows the view into the outlet of the spiral housing in three-dimensional shape.
  • Fig. 6 shows the top view of the Spiralge housing with the middle range.
  • FIG. 7 shows an enlarged view of the section D-D according to FIG. 6.
  • Fig. 8a), b), c) shows the sections A-A, B-B and C-C of FIG. 6th
  • Fig. 9 shows the first housing part in three-dimensional Presentation with the contact point.
  • the first housing part 1 and in Fig. 1b) is the second housing part 2 in the plan view, respectively from the inside seen, represented.
  • the first housing part 1 has a Inlet E of the flow medium and an outlet A of Fluid on. Furthermore, the first housing part 1 is on its outer side provided with holes 1 ', the Attachment to a drive housing (not shown) serve.
  • the second housing part 2 has a central opening L for the impeller of the centrifugal pump (not shown). These If necessary, the central opening L can also be used as a bearing for the Drive be designed.
  • the flow spiral has a beginning 2 * and one end 2 **.
  • the flow medium which is usually a aqueous solution is star-shaped from the entrance E starting, so from the inside center against the outer Limitation of the flow spiral.
  • the assembled state engages the second housing part 2 with its projecting tongue 2 'in the first housing part 1 such a, so that the first Edge a of the first housing part 1 at the second edge b of the second housing part 2 is present.
  • the first stop surface c on the second stop surface d (each shown dotted) and the third stop surface e at the fourth abutment surface f (each with wavy lines shown).
  • the area g of the first housing part. 1 the other hand, the second touches in the assembled state Housing part 2 of the spiral housing not.
  • I'm in the assembled State of the spiral housing are the closest to the Inlet E of the flow medium lying and parallel to Longitudinal axis of the entrance E extending boundary j of Flow cross-section and the impeller of the centrifugal pump on nearest further limit h of Flow cross section at right angle ⁇ (not shown) to each other.
  • the first housing part 1 forms the boundary j and the second housing part 2, the further limitation h of Flow cross-section.
  • the further limitation h of Flow cross-section closes directly on a rümm th part i of the flow cross-section.
  • the first housing part 1 and in Fig. 2b) is the second housing part 2, each three-dimensional and from the inside seen, represented.
  • the second housing part 2 is outside circular limited and has on the outside a circumferential groove 2 ", in the example, a circumferential Seal can be introduced.
  • Behind the end 2 ** of the Flow spiral in the direction of the outlet A for the Flow medium is no further limitation h of Flow cross-section realized at right angles ⁇ (not shown) to the limit j of Flow cross section is.
  • the behind the end 2 ** in Direction to the outlet A of the Strömungsme medium extending Limitation of the flow cross section thus does not proceed planar, but is curved. This area represents the End region of the flow spiral.
  • a similarly curved Limit (not shown) is also behind the beginning 2 * the flow spiral in the direction of the outlet A of the Flow medium in the so-called initial range recorded. Between the end area and this initial area is the middle area (not shown) for the continuous valid is that the boundary j to the limit h in the right Angle ⁇ (not shown) to each other.
  • the spiral housing which consists of a first Housing part 1 and a second housing part 2 consists in assembled state shown in three dimensions.
  • the first Housing part 1 is opposite the second housing part. 2 formed complementary, so that the second housing part 2 with his outer diameter in the first housing part 1 curse tend can be fitted. This will add an extra Required space requirement.
  • the second housing part 2 is between the drive housing (not shown) and the first Housing part 1 of the spiral housing held positively, so that on additional fasteners for fixing the the first housing part 1 on the second housing part 2 is omitted can be.
  • These measures also constitute a restriction possible of installation space.
  • Fig. 4 the volute casing is in the assembled state as shown in FIG. 3 in three dimensions from another perspective shown.
  • the spiral housing is very compact and requires due to its minimized outer diameter only a very limited space.
  • FIG. 5 the spiral housing, consisting of the first housing part 1 and the second housing part 2 is shown three-dimensionally looking into the outlet A of the flow medium.
  • the illustration illustrates the compact design of the spiral housing.
  • FIG. 6 shows the top view of the spiral housing with a view of the first housing part 1.
  • the approximate center area M of the flow spiral is highlighted by the dashed arrow.
  • this middle region M can vary in size.
  • the boundary j (not shown) and the further boundary h (not shown) of the flow cross-section are at right angles ⁇ (not shown) to one another.
  • Fig. 7 the spiral housing in the section D -D of FIG. 6th shown. It is thus a cut through the middle area (not shown).
  • the flow spiral has a flow cross section whose ratio of Length X to width Y is in the range of 1.5 to 2.
  • the Ratio of the first partial height Y1 measured between the am farthest away from the inlet E of the flow medium and parallel to the longitudinal axis of the entrance E extending boundary the flow cross-section and the intersection point P of length X.
  • the first housing part 1 form the Limit j and the second housing part the further limitation h of the flow cross-section.
  • the flow space S of Flow spiral is shown hatched.
  • the width of the protruding tongue (not shown) of the second housing part 2 corresponds to the constant flow width K of Inlet opening in the flow space S of the flow spiral.
  • the flow width K over the entire range of Flow spiral in a particularly advantageous manner constant.
  • Fig. 8a is the section A-A shown in FIG. 6.
  • Fig. 8b is the section B-B shown in FIG. 6.
  • Fig. 8c is the section C-C shown in FIG. 6.
  • section A-A is a Section through the flow spiral, which is the beginning of the Flow spiral, thus not the middle area (not represented). This initial area of the Flow spiral is just behind the beginning (not shown) of the flow spiral and has an impeller the centrifugal pump (not shown) lying on the next ten curved boundary.
  • a limitation j Flow cross section and a further limit h of Flow cross-section, the ⁇ at right angles to each other are thus not realized.
  • Fig. 8a is the section A-A shown in FIG. 6.
  • Fig. 8b is the section B-B shown in FIG. 6.
  • Fig. 8c is the section C-C shown in FIG. 6.
  • section A-A is a Section through the flow spiral, which is the beginning of the Flow spiral, thus not the middle area
  • FIG. 8a) are the sections B-B shown in Figs. 8b) and c) or C-C in turn the middle area (not shown) assigned.
  • the width and the first partial height and the second partial height with the representation of the intersection was shown in Fig. 8b), c) for reasons of Clarity omitted.
  • FIG. 7 in FIG. 8b), c) the transition of the further boundary h in one curved part i of the flow cross section de utlich.
  • the respective flow spaces S of the flow spiral are shown in FIG. 8a), b), c) again hatched.
  • the first housing part 1 of the spiral housing three-dimensional view of the entrance E of Flow medium shown.
  • the first housing part 1 indicates its outside a contact point 3 for an electrical Connection to.
  • this contact point 3 as a kind Plug connection designed for electrical contacting is, the drive (not shown t) of the centrifugal pump (not shown) supplied with electrical energy. It is but also possible, via the contact point 3 corresponding control signals of the centrifugal pump supply. Due to the relatively small outer diameter d it first housing part 1 of the spiral housing, it is special advantageous possible, the contact point 3 as close to the To arrange inlet E of the flow medium, so that the Requires additional space to reduce.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Das Spiralgehäuse weist im mittleren Bereich M der Strömungsspirale einen Strömungsquerschnitt auf, dessen Verhältnis der Länge X zur Breite Y im Bereich von 1,5 bis 2 liegt. Das Verhältnis der ersten Teilhöhe Y1 zur zweiten Teilhöhe Y2, die durch den Schnittpunkt P der Länge X und der Breite Y an einer Seite begrenzt sind, liegt im Bereich von 0,25 bis 1. Die am nächsten an dem Eintritt E des Strömungsmediums liegende und parallel zur Längsachse des Eintritts E verlaufende Begrenzung j des Strömungsquerschnitts steht mit der dem Laufrad der Kreiselpumpe am nächsten liegenden weiteren Begrenzung h des Strömungsquerschnitts im rechten Winkel ± zueinander. Gegenstand ist ferner die Verwendung des Spiralgehäuses als Gehäuse für eine Kühlwasser - Kreiselpumpe in einem Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spiralgehäuse fü r eine Kreiselpumpe sowie auf eine Verwendung des Spiralgehäuses.
Spiralgehäuse für Kreiselpumpen sind bekannt. In "Strömungsmaschinen" von Carl Pfleiderer, Hartwig Petermann, 6. Auflage, S. 339 bis 343 werden Aspekte bei der Auslegung von Spiralgehäusen aufgezeigt. Dabei wird herausgestellt, dass die seitlichen Wände des Spiralgehäuses als Rotationsflächen ausgebildet sein sollten. Bei den bekannten Spiralgehäusen ist in der Regel nachteilig, dass diese einen relativ großen Außendurchmesser aufweisen, was wiederum einen relativ großen Bauraum erforderlich macht. Dieser ist jedoch in vielen Fällen nicht vorhanden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe zu schaffen, das bei einem größtmöglichen Durchsatz des Strömungsmediums einen möglichst kleinen Außendurchmesser aufweist. Ferner soll das Spiralgehäuse derart gestaltet sein, dass ein möglichst großer Wirkungsgrad der Kreiselpumpe realisiert werden kann.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird du rch ein Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe gelöst, das im mittleren Bereich der Strömungsspirale einen Strömungsquerschnitt aufweist, dessen Verhältnis der Länge zur Breite im Bereich von 1,5 bis 2 liegt und dessen Verhältnis der ersten Teilhöhe, gemessen zwischen der am weitesten von dem Eintritt des Strömungsmediums entfernten und parallel zur Längsachse des Eintritts verlaufenden Begrenzung des Strömungsquerschnitts und dem Schnittpunkt der Länge und der Breite, zur zweiten Teilhöhe, gemessen zwischen dem Schnittpunkt der Länge und der Breite und der am nächsten an dem Eintritt des Strömungsmediums liegenden und parallel zur Längsachse des Eintritts verlaufenden Begrenzung des Strömungsquerschnitts im Bereich von 0,25 bis 1 liegt, wobei die Begrenzung de s Strömungsquerschnitts und die dem Laufrad der Kreiselpumpe am nächsten liegende weitere Begrenzung des Strömungsquerschnitts im rechten Winkel α zueinander stehen. Das Spiralgehäuse kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Die Strömungsspirale wird in der Regel in drei Teile unterteilt, einen Eintrittsbereich, einen mittleren Bereich, und einen Austrittsbereich. Bei dem Eintrittsbereich müssen in der Regel Rundungen vorgesehen werden, so dass das Strömungsmedium aus dem Eintritt strömungsgünstig in die Strömungsspirale gelangt. Ebenso weist der Austrittsbereich Rundungen auf, die einen Übergang zum Austritt aus dem Spiralgehäuse erleichtern. Dazwischen liegt der mittlere Bereich, bei dem einige konstruktive Parameter hingegen konstant gehalten werden sollen. Auch im mittleren Bereich ist der Strömungsquerschnitt nicht kontinuierlich konstant, sondern vergrößert sich in Richtung auf den Austritt des Spiralgehäuses kontinuierlich. Unter der Länge ist das größte Längenmaß des Strömungsquerschnitts zu verstehen, das an jeder Stelle des Strömungsquerschnitts parallel zur Längsachse des Eintritts des Strömungsmediums gemessen werden kann. Unter der Breite ist das größtmögliche Breitenmaß zu verstehen, das an jeder Stelle des Strömungsquerschnitts senkrecht zur Längsachse des Eintritts des Strömungsmediums gemessen werden kann. Die Länge und die Breite stehen somit senkrecht zueinander und haben den gemeinsamen Schnittpunkt. Die Breite wird am Schn ittpunkt in eine erste Teilhöhe und eine zweite Teilhöhe aufgeteilt. Die Summe, gebildet aus der ersten Teilhöhe und aus der zweiten Teilhöhe ergibt dann wieder die Breite. Unter dem rechten Winkel α ist ein Winkel von 90° technisch gesehen gemeint. Dies bedeutet, dass aufgrund von Fertigungstoleranzen auch noch diejenigen Winkel zu verstehen sind, die über 90° bzw. unter 90° liegen. Geringe Winkelabweichungen sollen somit noch durch den Ausdruck "rechter Winkel α" fallen. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass sich durch die konstruktive Ausgestaltung des Spiralgehäuses relativ hohe Durchsätze an Strömungsmedien realisieren lassen, wobei der Außendurchmesser des Spiralgehäuses relativ klein gehalten werden kann. Gleichzeitig weist die Kreiselpumpe mit diesem Spiralgehäuse einen relativ hohen Wirkungsgrad auf, der als Produkt des Durchsatzes mit der Druckerhöhung bezogen auf die zugeführte Gesamtleistung definiert ist. Aufgrund der relativ kleinen Außenabmessungen des Spiralgehäuses ist die Kreiselpumpe auch dann vorteilhaft einsetzbar, wenn nur ein relativ geringer Bauraum zur Verfügung steht.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Spiralgehäuse aus einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil besteht, wobei das erste Gehäuseteil die Begrenzung und das zweite Gehäuseteil 2 die weitere Begrenzung des Strömungsquerschnitts bilden. Dabei ist vorteilhaft, dass die Herstellung des Spiralgehäuses beispielsweise durch ein Gussverfahren ohne verlorene Kerne erfolgen kann. Das Zusammenfügen des ersten Gehäuseteils und des zweiten Gehäuseteils kann beispielhaft dabei auf einfache Weise durch eine Schraubverbindung oder durch Kleben erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Gehäuseteil an seiner äußeren Begrenzung Bohrungen auf, die parallel zur Längsachse des Eintritts des Strömungsmediums verlaufen. Auf diese Weise lässt sich das erste Gehäuseteil in vorteilhafter Weise mit Schraubverbindungen am Antriebsgehäuse der Kreiselpumpe befestigen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das zweite Gehäuseteil außen kreisförmig begrenzt ist und an der Außenseite eine umlaufende Nut aufweist. In der umlaufenden Nut können auf relativ einfache Weise Dichtungselemente, beispielsweise ein Dichtungsring, fixiert werden. Des Weiteren ist es möglich, in die Nut Klebstoffe einzubringen, um das zweite Gehäuseteil auf relativ einfache Weise mit dem ersten Gehäuseteil zu verbinden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste Gehäuseteil an seiner Außenseite eine Kontaktstelle für einen elektrischen Anschluss aufweist. Sie kann beispielsweise als Steckverbindung für eine elektrische Kontaktierung ausgebildet sein. Dabei ist vorteilhaft, dass die elektrische Stromversorgung der Kreiselpumpe auf einfache Weise über das erste Gehäuseteil erfolgen kann, wobei der dafür erforderliche Bauraum ebenfalls relativ klein gehalten werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Gehäuseteil an seiner dem Eintritt gegenüberliegenden Seite eine kreisförmige Öffnung auf, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser des zweiten Gehäuseteils gegenüber komplementär ausgebildet ist. Unter der komplementären Ausbildung ist zu verstehen, dass das zweite Gehäuseteil in das erste Gehäuseteil formschlüssig eingepasst werden kann. Dabei ist vorteilhaft, dass das zweite Gehäuseteil nahezu f luchtend in das erste Gehäuseteil integriert werden kann, was darüber hinaus zu einer zusätzlichen Einsparung von Bauraum führt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das zweite Gehäuseteil eine mittige Öffnung für das Laufrad der Kreiselpumpe aufweist, die als Lager für den Antrieb gestaltet ist. Beispielweise wird die mittige Öffnung kreisförmig ausgebildet und an ihren Innenkanten versteift, so dass der mit einem Ende in die mittige Öffnung eingeschobene Antrieb für das Laufrad der Kreiselpumpe in der mittigen Öffnung fixiert und somit gelagert werden kann. Auf eine zusätzliche Anordnung eines Lagers kann dabei auf vorteilhafte Weise verzichtet werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Gehäuseteil ein Teil des Antriebsgehäuses. Unter der Bezeichnung "Antriebsgehäuse" ist dasjenige Gehäuse zu verstehen, in welchem der elektrische Antrieb für das Laufrad der Kreiselpumpe angeordnet ist. Dabei ist vorteilhaft, dass auf eine separate Einzelfertigung des zweiten Gehäuseteils verzichtet werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich noch die Verwendung des Spiralgehäuses als Gehäuse für eine Kühlwasser -Kreiselpumpe in einem Kraftfahrzeug. Dabei ist vorteilhaft, dass der in einem Kraftfahrzeug nur sehr begrenzt zur Verfügung stehende Bauraum in optimaler Weise genutzt werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig. 1a), b); Fig. 2a), b); Fig. 3 bis Fig. 7; Fig. 8a), b), c); Fig. 9) näher und beispielhaft erläutert.
Fig. 1a), b) zeigt die Innenseite des ersten Gehäuseteils und die Innenseite des zweiten Gehäuseteils in der Draufsicht.
Fig. 2a), b) zeigt die Innenseite des ersten Gehäuseteils und des zweiten Gehäuseteils in dreidimensionaler Darstellung.
Fig. 3 zeigt das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil dreidimensional in zusammengebautem Zustand.
Fig. 4 zeigt das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil in zusammengebautem Zustand in dreidimensionaler Darstellung aus einem anderen Winkel.
Fig. 5 zeigt den Blick in den Austritt des Spiralgehäuses in dreidimensionaler Form.
Fig. 6 zeigt die Draufsicht auf das Spiralge häuse mit dem mittleren Bereich.
Fig. 7 zeigt vergrößert den Schnitt D-D gemäß Fig. 6.
Fig. 8a), b), c) zeigt die Schnitte A-A, B-B und C-C gemäß Fig. 6.
Fig. 9 zeigt, das erste Gehäuseteil in dreidimensionaler Darstellung mit der Kontaktstelle.
In Fig. 1a) ist das erste Gehäuseteil 1 und in Fig. 1b) das zweite Gehäuseteil 2 in der Draufsicht, jeweils von innen her gesehen, dargestellt. Das erste Gehäuseteil 1 weist einen Eintritt E des Strömungsmediums sowie einen Austritt A des Strömungsmediums auf. Ferner ist das erste Gehäuseteil 1 an seiner Außenseite mit Bohrungen 1' versehen, die der Befestigung an einem Antriebsgehäuse (nicht dargestellt) dienen. Das zweite Gehäuseteil 2 weist eine mittige Öffnung L für das Laufrad der Kreiselpumpe (nicht dargestellt) auf. Diese mittige Öffnung L kann gegebenenfalls auch als Lager für den Antrieb gestaltet sein. Die Strömungsspirale hat e inen Anfang 2* und ein Ende 2**. In diesem allumfassenden Bereich strömt das Strömungsmedium, bei dem es sich in der Regel um eine wässrige Lösung handelt, sternenförmig vom Eintritt E ausgehend, also von innen her mittig gegen die äußere Begrenzung der Strömungsspirale. Im zusammengebauten Zustand greift das zweite Gehäuseteil 2 mit seiner vorstehenden Zunge 2' in das erste Gehäuseteil 1 derart ein, so dass die erste Kante a des ersten Gehäuseteils 1 an der zweiten Kante b des zweiten Gehäuseteils 2 anliegt. Ferner liegen dann auch die erste Anschlagfläche c an der zweiten Anschlagfläche d (jeweils gepunktet dargestellt) sowie die dritte Anschlagfläche e an der vierten Anschlagfläche f (jeweils mit gewellten Linien dargestellt) an. Die Fläche g des ersten Gehäuseteils 1 hingegen berührt im zusammengebauten Zustand das zweite Gehäuseteil 2 des Spiralgehäuses nicht. Im zusammengebauten Zustand des Spiralgehäuses stehen die am nächsten an dem Eintritt E des Strömungsmediums liegende und parallel zur Längsachse des Eintritts E verlaufende Begrenzung j des Strömungsquerschnitts und die dem Laufrad der Kreiselpumpe am nächsten liegende weitere Begrenzung h des Strömungsquerschnitts im rechten Winkel α (nicht dargestellt) zueinander. Dabei bildet das erste Gehäuseteil 1 die Begrenzung j und das zweite Gehäuseteil 2 die weitere Begrenzung h des Strömungsquerschnitts. Die weitere Begrenzung h des Strömungsquerschnitts schließt direkt an einen gekrümm ten Teil i des Strömungsquerschnitts an.
In Fig. 2a) ist das erste Gehäuseteil 1 und in Fig. 2b) das zweite Gehäuseteil 2, jeweils dreidimensional und von innen her gesehen, dargestellt. Das zweite Gehäuseteil 2 ist außen kreisförmig begrenzt und weist an der Außenseite eine umlaufende Nut 2" auf, in die beispielsweise eine umlaufende Dichtung eingebracht werden kann. Hinter dem Ende 2 ** der Strömungsspirale in Richtung auf den Austritt A für das Strömungsmedium wird keine weitere Begrenzung h des Strömungsquerschnitts realisiert, die im rechten Winkel α (nicht dargestellt) zu der Begrenzung j des Strömungsquerschnitts steht. Die hinter dem Ende 2 ** in Richtung auf den Austritt A des Strömungsme diums verlaufende Begrenzung des Strömungsquerschnitts verläuft somit nicht ebenflächig, sondern ist gekrümmt. Dieser Bereich stellt den Endbereich der Strömungsspirale dar. Eine ähnlich gekrümmte Begrenzung (nicht dargestellt) ist auch hinter dem Anfang 2 * der Strömungsspirale in Richtung auf den Austritt A des Strömungsmediums im so genannten Anfangsbereich zu verzeichnen. Zwischen dem Endbereich und diesem Anfangsbereich liegt der mittlere Bereich (nicht dargestellt) für den durchgehend gültig ist, dass die Begrenzung j zu der Begrenzung h im rechten Winkel α (nicht dargestellt) zueinander stehen.
In Fig. 3 ist das Spiralgehäuse, das aus einem ersten Gehäuseteil 1 und aus einem zweiten Gehäuse teil 2 besteht, im zusammengebauten Zustand dreidimensional dargestellt. Das erste Gehäuseteil 1 ist gegenüber dem zweiten Gehäuseteil 2 komplementär ausgebildet, so dass das zweite Gehäuseteil 2 mit seinem Außendurchmesser in das erste Gehäuseteil 1 fluch tend eingepasst werden kann. Auf diese Weise wird ein zusätzliches Bauraumerfordernis vermieden. Zur Befestigung des Spiralgehäuses an einem Antriebsgehäuse, in dem sich der Motor für den Antrieb des Laufrades der Kreiselpumpe (nicht dargestellt) befindet, können durch die Bohrungen 1' an der äußeren Begrenzung des Gehäuseteils 1 Schrauben hindurchgeführt werden, die dann direkt mit dem Antriebsgehäuse verschraubt werden. Auf diese Weise wird das zweite Gehäuseteil 2 zwischen dem Antriebsgehäuse (nicht dargestellt) und dem ersten Gehäuseteil 1 des Spiralgehäuses formschlüssig gehalten, so dass auf zusätzliche Befestigungsmittel zur Befestigung des ersten Gehäuseteils 1 am zweiten Gehäuseteil 2 verzichtet werden kann. Auch durch diese Maßnahmen ist eine Einsc hränkung von Bauraum möglich.
In Fig. 4 ist das Spiralgehäuse im zusammengebauten Zustand gemäß Fig. 3 dreidimensional aus einer anderen Perspektive dargestellt. Das Spiralgehäuse baut sehr kompakt und erfordert aufgrund seines minimierten Außendurchmess ers nur einen sehr begrenzten Bauraum.
In Fig. 5 ist das Spiralgehäuse, bestehend aus dem ersten Gehäuseteil 1 und dem zweiten Gehäuseteil 2 dreidimensional mit Blick in den Austritt A des Strömungsmediums dargestellt. Die Darstellung verdeutlicht die Kompaktbauweise des Spiralgehäuses.
In Fig. 6 ist die Draufsicht auf das Spiralgehäuse mit Blick auf das erste Gehäuseteil 1 dargestellt. Der ungefähre mittlere Bereich M der Strömungsspirale wird durch den gestrichelten Pfeil herausgestellt. Je nach Größe des Spiralgehäuses sowie je nach Form der Anschlussteile, die einen jeweiligen Einfluss auf die konstruktive Ausgestaltung des Eintritts E des Strömungsmediums bzw. des Austritts A des Strömungsm ediums hat, kann dieser mittlere Bereich M in seiner Größe variieren. Innerhalb des mittleren Bereiches M stehen die Begrenzung j (nicht dargestellt) und die weitere Begrenzung h (nicht dargestellt) des Strömungsquerschnitts im rechten Winkel α (nicht dargestellt) zueinander.
In Fig. 7 ist das Spiralgehäuse im Schnitt D -D gemäß Fig. 6 dargestellt. Es handelt sich somit um einen Schnitt durch den mittleren Bereich (nicht dargestellt). Die Strömun gsspirale weist einen Strömungsquerschnitt auf, dessen Verhältnis der Länge X zur Breite Y im Bereich von 1,5 bis 2 liegt. Das Verhältnis der ersten Teilhöhe Y1, gemessen zwischen der am weitesten vom Eintritt E des Strömungsmediums entfernten und parallel zur Längsachse des Eintritts E verlaufenden Begrenzung des Strömungsquerschnitts und dem Schnittpunkt P der Länge X und der Breite Y, zu der zweiten Teilhöhe Y2, die zwischen dem Schnittpunkt P der Länge X und der Breite Y und der am nächsten an dem Eintritt E des Strömungsmediums liegenden und parallel zur Längsachse des Eintritts E verlaufenden Begrenzung j des Strömungsquerschnitts gemessen wird, liegt im Bereich von 0,25 bis 1, wobei die Begrenzung j des Strömungsquerschnitts und die im Laufrad der Kreiselpumpe am nächsten liegende weitere Begrenzung h des Strömungsquerschnitts im rechten Winkel α zueinander stehen. Dabei bilden das erste Gehäuseteil 1 die Begrenzung j und das zweite Gehäuseteil die weitere Begrenzung h des Strömungsquerschnitts. Der Strömungsraum S der Strömungsspirale ist schraffiert dargestellt. Die Breite der vorstehenden Zunge (nicht dargestellt) des zweiten Gehäuseteils 2 entspricht der konstanten Strömungsbreite K der Eintrittsöffnung in den Strömungsraum S der Strömungsspirale. Dabei ist die Strömungsbreite K über den gesamten Bereich der Strömungsspirale in besonders vorteilhafter Weise konstant.
In Fig. 8a) ist der Schnitt A-A gemäß Fig. 6 dargestellt. In Fig. 8b) ist der Schnitt B-B gemäß Fig. 6 dargestellt. In Fig. 8c) ist der Schnitt C-C gemäß Fig. 6 dargestellt. Bei dem in Fig. 8a) dargestellten Schnitt A-A handelt es sich um einen Schnitt durch die Strömungsspirale, der dem Anfangsbereich der Strömungsspirale, somit nicht dem mittleren Bereich (nicht dargestellt) zuzurechnen ist. Dieser Anfangsbereich der Strömungsspirale liegt direkt hinter dem Anfang (nicht dargestellt) der Strömungsspirale und weist eine dem Laufrad der Kreiselpumpe (nicht dargestellt) am nächs ten liegende gekrümmte Begrenzung auf. Eine Begrenzung j des Strömungsquerschnitts sowie eine weitere Begrenzung h des Strömungsquerschnitts, die im rechten Winkel α zueinander stehen, werden dabei somit nicht realisiert. Im Gegensatz zu Fig. 8a) sind die in Fig. 8b) und c) dargestellten Schnitte B -B bzw. C-C wiederum dem mittleren Bereich (nicht dargestellt) zuzuordnen. Auf die Eintragung der Länge, der Breite sowie der ersten Teilhöhe und der zweiten Teilhöhe mit der Darstellung des Schnittpunktes wurde in Fig. 8b), c) aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Wie auch in Fig. 7 wird in Fig. 8b), c) der Übergang der weiteren Begrenzung h in einem gekrümmten Teil i des Strömungsquerschnitts de utlich. Die jeweiligen Strömungsräume S der Strömungsspirale sind in Fig. 8a), b), c) erneut schraffiert dargestellt.
In Fig. 9 ist das erste Gehäuseteil 1 des Spiralgehäuses dreidimensional mit Blick auf den Eintritt E des Strömungsmediums dargestellt. Das erste Gehäuseteil 1 weist an seiner Außenseite eine Kontaktstelle 3 für einen elektrischen Anschluss auf. Über diese Kontaktstelle 3, die als eine Art Steckverbindung für eine elektrische Kontaktierung ausgeführt ist, wird der Antrieb (nicht dargestell t) der Kreiselpumpe (nicht dargestellt) mit elektrischer Energie versorgt. Es ist jedoch auch ferner möglich, über die Kontaktstelle 3 entsprechende Steuer- bzw. Regelungssignale der Kreiselpumpe zuzuführen. Aufgrund des relativ kleinen Außendurchmessers d es ersten Gehäuseteils 1 des Spiralgehäuses ist es besonders vorteilhaft möglich, die Kontaktstelle 3 möglichst nahe am Eintritt E des Strömungsmediums anzuordnen, so dass sich das Erfordernis von Bauraum zusätzlich verringern lässt.

Claims (9)

  1. Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe, das im mittleren Bereich (M) der Strömungsspirale einen Strömungsquerschnitt aufweist, dessen Verhältnis der Länge (X) zur Breite (Y) im Bereich von 1,5 bis 2 liegt und dessen Verhältnis der ersten Teilhöhe (Y1), gemess en zwischen der am weitesten von dem Eintritt (E) des Strömungsmediums entfernten und parallel zur Längsachse des Eintritts (E) verlaufenden Begrenzung des Strömungsquerschnitts und dem Schnittpunkt (P) der Länge (X) und der Breite (Y), zur zweiten Teilhöh e (Y2), gemessen zwischen dem Schnittpunkt (P) der Länge (X) und der Breite (Y) und der am nächsten an dem Eintritt (E) des Strömungsmediums liegenden und parallel zur Längsachse des Eintritts (E) verlaufenden Begrenzung (j) des Strömungsquerschnitts im Bereich von 0,25 bis 1 liegt, wobei die Begrenzung (j) des Strömungsquerschnitts und die dem Laufrad der Kreiselpumpe am nächsten liegende weitere Begrenzung (h) des Strömungsquerschnitts im rechten Winkel α zueinander stehen.
  2. Spiralgehäuse nach Anspruch 1, das aus einem ersten Gehäuseteil (1) und einem zweiten Gehäuseteil (2) besteht, wobei das erste Gehäuseteil (1) die Begrenzung (j) und das zweite Gehäuseteil (2) die weitere Begrenzung (h) des Strömungsquerschnitts bilden.
  3. Spiralgehäuse nach Anspruch 2, bei dem das erste Gehäuseteil (1) an seiner äußeren Begrenzung Bohrungen (1') aufweist, die parallel zur Längsachse des Eintritts (E) des Strömungsmediums verlaufen.
  4. Spiralgehäuse nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei dem das zweite Gehäuseteil (2) außen kreisförmig begrenzt ist und an der Außenseite eine umlaufende Nut (2") aufweist.
  5. Spiralgehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem das erste Gehäuseteil (1) an seiner Außenseite eine Kontaktstelle (3) für einen elektrischen Anschluss aufweist.
  6. Spiralgehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem das erste Gehäuseteil (1) an seiner dem Eintritt (E) gegenüberliegenden Seite eine kreisförmige Öffnung aufweist, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser des zweiteiligen Gehäuseteils (2) gegenüber komplementär ausgebildet ist.
  7. Spiralgehäuse nach einem der der Ansprüche 2 bis 6, bei dem das zweite Gehäuseteil (2) eine mittige Öffnung (L) für das Laufrad der Kreiselpumpe aufweist, die als Lager für den Antrieb gestaltet ist.
  8. Spiralgehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem das zweite Gehäuseteil (2) ein Teil des Antriebsgehäuses ist.
  9. Verwendung des Spiralgehäuses nach einem der Ansprü che 1 bis 8 als Gehäuse für eine Kühlwasser-Kreiselpumpe in einem Kraftfahrzeug.
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