DE19913632C2 - Flüssigkeitsringpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsringpumpe mit einer Antriebseinheit und einem Arbeitsraumgehäuse, das als tiefge­ zogenes Blechteil ausgebildet ist, sowie mit mindestens einem in diesem Arbeitsraumgehäuse fliegend gelagerten umlaufenden Laufrad, Mediumsanschlüssen und mindestens einem Steuerele­ ment.

Bei gattungsgemäßen Flüssigkeitsringpumpen sind die Gehäuse­ teile als Gußstücke ausgeführt. Damit wird ein verhältnismä­ ßig hoher Wirkungsgrad durch die Einhaltung eines geringen Spiels zwischen dem Laufrad und der Steuerscheibe erreicht, da keine Gehäuseverformung dieses Spiel beeinträchtigt. Der­ artig gegossene Gehäuseteile sind jedoch vergleichsweise teu­ er und außerdem korrosionsanfällig. Edelstahlausführungen sind zwar korrosionsbeständig, aber dafür unverhältnismäßig teuer.

Eine wirtschaftliche Fertigung kann dadurch erreicht werden, daß das Gehäuse als tiefgezogenes Blechteil gemäß DE 34 40 101 C2 ausgeführt ist. Diese Art der Fertigung ist ver­ glichen mit dem Gießen der Gehäuse vergleichsweise kostengün­ stig. Es ist außerdem keine teuere Nachbearbeitung notwendig und durch das Tiefziehen nahezu jede beliebige Gehäuseform realisiert werden. Die vergleichsweise dünnwandigen Blechbau­ teile sind zwar nicht in der Lage, die engen Toleranzen be­ züglich des Spiels am Laufrad zu gewährleisten, die entste­ henden stärkeren Verformungen sind jedoch aus dem nachfolgen­ dem Grund vernachlässigbar. Das Laufrad, das zur Steuerschei­ be hin offene Zellen zwischen den Flügeln bildet, ist auf der der Steuerscheibe abgewandten Seite durch eine stirnseitige Scheibe oder eine radiale Erweiterung der Nabe weitgehend ge­ schlossen. Die Überströmwege sind dabei auf dieser Seite län­ ger als auf der mit der Steuerscheibe zusammenwirkenden Sei­ te, so daß ein vergleichsweise größeres Spiel geduldet werden kann.

Die EP 0 644 317 A1 beschreibt eine Flüssigkeitsringpumpe mit einem tiefgezogenen Gehäuse. Zwischen einer Antriebseinheit und dem Arbeitsraumgehäuse befinden sich ein Gehäuseab­ schnitt, der Mediumsanschlüsse aufweist. Zwischen dem Gehäu­ seabschnitt der die Mediumsanschlüsse enthält und dem Ar­ beitsraumgehäuse ist die Steuerscheibe platziert. Nachteilig bei dieser Ausführung ist, daß keine Antriebseinheiten mit Normwellenenden verwendet werden können, da die Antriebswelle bevor sie mit dem Laufrad gekoppelt ist, den Gehäuseabschnitt der Mediumsanschlüsse und die Steuerscheibe passiert und so­ mit eine größere axialen Ausdehnung als zur Verfügung stehen­ de Normwellenenden erfordert. Die Anzahl der Teile führt au­ ßerdem zu einer kosten- und arbeitsintensiven Montage dieser Flüssigkeitsringpumpe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Flüs­ sigkeitsringpumpe zu schaffen, deren Herstellung einfacher und kostengünstiger ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Steuerelement auf der dem Antrieb abgewandten Seite des Lauf­ rades im Arbeitsraumgehäuse angeordnet ist und einen Teil des das Arbeitsraumgehäuse bildenden tiefgezogenen Blechteils bildet.

Alternativ dazu kann die Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß das Steuerelement auf der der Antriebseinheit abgewandten Seite des Laufrades im Arbeitsraumgehäuse angeordnet ist und daß zumindest ein mit im wesentlichen axial gerichteter Öff­ nung ausgebildeter Mediumsanschluß einstückig mit dem Ar­ beitsraumgehäuse verbunden ist.

Unter Steuerelementen werden sowohl Steuerscheiben als konus­ förmige Steuervorrichtungen verstanden.

Der Mediumsanschluß, vorzugsweise die Mediumsanschlüsselemen­ te werden dabei direkt beim Tiefziehen des Gehäuses gebildet. Die Steuerscheibe wird dabei als separates Teil in das Ar­ beitsraumgehäuse im Bereich des durch den Herstellungsvorgang gebildeten Topfbodens eingesetzt.

Als Alternative dazu ist der Topfboden derart gestaltet, daß er die Funktion der Steuerscheibe beinhaltet. Diese Gestal­ tung kann durch Wasserstrahlschneiden, Laserstrahlschneiden oder Stanzen des Bleches erfolgen.

Die Anschlußstutzen der Mediumsanschlüsse werden auf der dem Laufrad gegenüberliegenden Seite des Antriebs angebracht. Das Arbeitsraumgehäuse wird erst im Anschluß daran auf Tiefenmaß bearbeitet, so daß vorab geringere Anforderungen an die Tole­ ranzen der einzelnen Bauteile zu stellen sind. Aufgrund der wenigen Einzelteile bestehen weniger Verbindungsstellen, so daß die Korrosionsgefahr deutlich reduziert und die Flüssig­ keitsringpumpe durch besseres Verschleißverhalten wesentlich betriebssicherer wird. Das Arbeitsraumgehäuse kann statt durch Tiefziehen auch durch ähnliche Umformtechniken, wie z. B. Drücken, Streckziehen oder Hochgeschwindigkeitsumformen hergestellt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Medi­ umsanschlußelemente insbesondere über Bolzen, die an den als Steuerscheibe ausgebildeten Topfboden vorzugsweise ange­ schweißt sind, befestigt.

In einer weiteren Ausgestaltung wird die Steuerscheibe in das Arbeitsraumgehäuse eingesetzt. Eine Fixierung der Steuer­ scheibe wird durch Kleben oder andere Befestigungsarten er­ reicht.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmale der Unteransprüche werden im folgen­ den anhand der schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsringpumpe,

Fig. 2 einen Längsschnitt einer derartigen Flüssigkeitsring­ pumpe,

Fig. 3 und 4 das Arbeitsraumgehäuse der Flüssigkeitsringpumpe in perspektivischer Darstellung nach Fig. 1 oder Fig. 2,

Fig. 5 eine Explosionsdarstellung einer weiteren Flüssigkeits­ ringpumpe,

Fig. 6 das Arbeitsraumgehäuse der Flüssigkeitspumpe nach Fig. 5.

Fig. 1 zeigt in Explosionsdarstellung eine Flüssigkeitsring­ pumpe 1. Die Flüssigkeitsringpumpe 1 weist eine Antriebsein­ heit 2 mit Antriebswelle 3, eine Zwischenscheibe 4, ein Lauf­ rad 5, eine Steuerscheibe 6 und ein Arbeitsraumgehäuse 7 mit integrierten Mediumsanschlußelementen 8, 9 an der Stirnseite 10 auf. Der Übergang der Mediumsanschlußelemente 8, 9 an das Arbeitsraumgehäuse 7 ist im wesentlichen konisch ausgebildet. Damit wird die Herstellung des Gehäuses 7 mit den integrier­ ten Mediumsanschlußelementen 8, 9 vorzugsweise im Tiefzieh­ verfahren erleichert, als auch eine optimale Anpassung an die Ausnehmungen der auf der Stirnseite 10 des Arbeitsraumgehäu­ ses 7 befindlichen Steuerscheibe 6 hergestellt. Die auf der dem Arbeitsraumgehäuse 7 abgewandten Seite der Mediumsan­ schlußelementen 8, 9 befindlichen zylinderförmigen Rohrstücke 11 können mit einem Außengewinde versehen sein. Das Laufrad 5 ist mit geraden Schaufeln 12 ausgebildet, andere, z. B. ge­ krümmte oder schräge, Schaufelformen 12 sind ebenso einsetz­ bar.

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt eine zusamengebaute Flüssigkeits­ ringpumpe 1. Durch einen Durchgriff der Zwischenscheibe 4 ragt die Antriebswelle 3 der Antriebseinheit 2. Die Antriebs­ welle 3 ist mit dem Laufrad 5 über eine Paßfederverbindung 13 gekoppelt. Eine axiale Einstellung des Laufrades 5, sofern erforderlich, erfolgt vorzugsweise über eine Einstellschraube 14. Das als tiefgezogenes Blechteil ausgebildete Arbeitsraum­ gehäuse 7 ist vorzugsweise mit der Zwischenscheibe 4 über ei­ nen im wesentlichen radialen Flanschansatz mit der Antriebs­ einheit 2 verbunden. Eine Schmutzabführöffnung 15 und eine Betriebsflüssigkeitsaustauschöffnung 16 kann vorzugsweise in der Stirnseite 10 des Arbeitsraumgehäuses 7 integriert sein. Die Steuerscheibe 6 ist auf der der Antriebseinheit 2 abge­ wandten Seite des Arbeitsraumgehäuses 7 eingeklebt, oder auf andere Weise fixiert.

Fig. 3 und 4 zeigen das Arbeitsraumgehäuse 7 in perspekti­ vischer Darstellung mit konischen Mediumsanschlußelementen 8, 9, die Schmutzabführ- 15 und Betriebsflüssigkeitsaustausch­ öffnung 16. Die dabei vorhandenen, im wesentlichen zylindri­ schen, Rohrabschnitte 11 sind vorzugsweise einstückige Be­ standteil des Arbeitsraumgehäuses 7. Sie sind aber auch als separate Teile ausführbar.

Der im wesentlichen zylindrische Querschnitt des Arbeitsraum­ gehäuses 7 zeigt einen bezüglich der Antriebswelle 3 radial nach außen weisenden Flansch mit seinen vorgesehenen Befesti­ gungspunkten 17. Radial weiter nach innen und axial versetzt, schließen sich die Mediumsanschlüsse 8, 9 an, die jeweils ein einstückiges Teil mit dem tiefgezogenen Arbeitsraumgehäuse 7 bilden. Zwischen den Mediumsanschlüssen 8, 9 ist eine Be­ triebsflüssigkeitsaustauschöffnung 16 und radial weiter außen liegend die Schmutzabführöffnungen 15 in dem tiefgezogenen Arbeitsraumgehäuse 7 enthalten.

Fig. 5 zeigt in Explosionsdarstellung eine weitere Flüssig­ keitsringpumpe 1. Die Flüssigkeitsringpumpe 1 weist ebenfalls eine Antriebseinheit 2 mit Antriebswelle 3, eine Zwischen­ scheibe 4, ein Laufrad 5, eine Steuerscheibe 6 und ein Ar­ beitsraumgehäuse 7 auf. Die der Antriebseinheit 2 abgewandte Stirnseite 10 des Arbeitsraumgehäuses 7 weist eine in den Topfboden des Arbeitsraumgehäuses 7 integrierte Steuerscheibe 6 auf. In dieser Steuerscheibe 6 sind sämtliche Druck- und Saugschlitze als auch Betriebsflüssigkeitsaustauschöffnungen 16 und Schmutzabführöffnungen 15 enthalten. Sämtliche der in der Steuerscheibe 6 integrierten Öffnungen werden nach dem Tiefziehen des Arbeitsraumgehäuses 7 hergestellt. Auf der Stirnseite 10 des Arbeitsraumgehäuses 7 befinden sich die Me­ diumsanschlüsse 8, 9, die auf der Steuerscheibe 6 mittels ge­ eigneter Befestigungselemente 18 fixiert sind. Die Stutzen der Mediumsanschlüsse oder ein Stutzengehäuse 19 ist mittels Bolzen oder Schrauben an der Stirnseite des Gehäuses 7 befes­ tigt. Das Laufrad 5 ist mit geraden Schaufeln 12 ausgebildet, andere Schaufelformen (gekrümmt etc.) sind ebenso einsetzbar. Durch Vertiefungen mit Kantenbildung, insbesondere an den Stirnseiten des Laufrades 5 werden unerwünschte Ablagerungen an der Innenseite des Arbeitsraumgehäuses 7 während des Be­ triebs abgetragen und u. a. durch die Schmutzabführöffnung 15 nach außen geleitet.

Fig. 6 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Arbeitsraum­ gehäuse 7 mit auf der Stirnseite 10 integrierter Steuerschei­ be 6 und den für die Mediumsanschlüsse 8 und 9 vorgesehenen Befestigungselementen 18. Auf der der Stirnseite 10 des Ar­ beitsraumgehäuses 7 gegenüberliegenden Seite befindet sich ein im wesentlichen radialer Flansch mit vorgesehenen Befes­ tigungsstellen des Arbeitsraumgehäuses 7 an der Zwischen­ scheibe 4 und der Antriebseinheit 2.

Claims (6)

1. Flüssigkeitsringpumpe (1) mit einer Antriebseinheit (2) und einem Arbeitsraumgehäuse (7), das als tiefgezogenes Blechteil ausgebildet ist, sowie mindestens einem in diesem Arbeitsraumgehäuse (7) fliegend gelagert umlaufenden Laufrad (5), Mediumsanschlüssen (8, 9) und einem Steuerelement (6), dadurch gekennzeichnet, daß das Steu­ erelement (6) auf der dem Antrieb abgewandten Seite des Lauf­ rads (5) im Arbeitsraumgehäuse (7) angeordnet ist und einen Teil des das Arbeitsraumgehäuse (7) bildenden tiefgezogenen Blechteils bildet.

2. Flüssigkeitsringpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (6) in den Topfboden des als tiefgezogenes Blechteil ausgeführten Arbeitsraumgehäuse (7) integriert ist.

3. Flüssigkeitsringpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß an der Stirn­ seite (10) des Arbeitsraumgehäuses (7) Mediumsanschlüsse (8, 9) angeordnet sind.

4. Flüssigkeitsringpumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mediumsanschlüsse (8, 9) durch Bolzen (18) oder andere Mittel an der Stirnseite (10) des Arbeitsraumgehäuses (7) befestigbar sind.

5. Flüssigkeitsringpumpe (1) mit einer Antriebseinheit (2) und einem Arbeitsraumgehäuse (7), das als tiefgezogenes Blechteil ausgebildet ist, sowie mindestens ein in diesem Ar­ beitsgehäuse (7) fliegend gelagerten umlaufenden Laufrad (5), Mediumsanschlüssen (8, 9) und einem Steuerelement (6), da­ durch gekennzeichnet, daß das Steuer­ element (6) auf der der Antriebseinheit (2) abgewandten Sei­ te des Laufrades (5) im Arbeitsraumgehäuse (7) angeordnet ist und daß zumindest ein mit im wesentlichen axial gerichteter Öffnung ausgebildeter Mediumsanschluß (8, 9) einstückig mit dem Arbeitsraumgehäuse (7) verbunden ist.

6. Flüssigkeitsringpumpe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (6) in das Arbeitsraumgehäuse (7) eingeklebt ist.