泵的制作方法
【专利摘要】一种用于水的径流式泵(12)具有驱动马达(15)、泵腔(19)以及在泵腔(19)中环绕的叶轮(18)。叶轮(18)具有多个叶轮叶片(35)，其至少局部地构造成弹性的并且具有布置在位于叶轮旋转轴(16)附近的区域中的固定的支承部。叶轮叶片可从所述固定的支承部起径向向外克服弹性力弹性地变弯。
【专利说明】泵
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于流体的泵尤其为叶轮泵(Impellerpumpe)。
【背景技术】
[0002]从文献WO 2010/034488 Al中已知一种用于流体的泵，其构造成所谓的叶轮泵或径流式泵。该泵具有的特点是，其不仅可输送水而且可输送空气，例如在餐具洗涤机中。因此，其一方面为了清洁过程输送水，并且另一方面为了干燥过程输送空气。为了能够相应地高效地进行上述情况，通常描述成，泵的输送器具有压缩机叶片，其可在入射角(Anstellwinkel)方面被调整。此外，转速在一方面输送水和另一方面输送空气之间显著不同并且转速在第一情况中明显更低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是，实现开头提及的泵，利用该泵可解决现有技术的问题并且尤其地可实现通用地且相应地非常高效地应用这种带有叶轮或压缩机的泵的有利可能性。
[0004]该目的通过带有权利要求1所述的特征的泵实现。本发明的有利的以及优选的设计方案是其它权利要求的对象并且以下将详细解释。权利要求的表述通过明确的参考成为说明书的内容。
[0005]设置成，泵构造成径流式泵或叶轮泵，其带有在泵腔中环绕的旋转的压缩机或叶轮。其在下文被称为叶轮并且具有多个叶轮叶片，这些叶轮叶片至少局部地构造成柔性的或弹性的或可动的。在此，叶轮叶片具有布置在位于叶轮旋转轴附近的或者径向位于内部的区域中的固定的支承部。尤其地，其在此在没有带有轴或类似者的铰接连接的情况下通过材料连接确切说粘接或一体的制造与叶轮固定地相连接。叶轮叶片可从该固定的支承部起径向向外变弯(biegen)或运动,确切地说克服反力或弹性力。该弹性力用于将叶轮叶片压入基础位置中，以下还将详细解释该基础位置。
[0006]有利地，该基础位置为这样的位置，即在该位置中泵输送带有非常小的密度的介质优选地空气，并且由此也可被称为空气位置。因此这意味着，上述弹性力引起将叶轮叶片压入空气位置中。那么，通常可沿着环绕方向进行叶轮叶片的变弯或运动，尤其有利地在叶轮的环绕方向上通过弹性力进行变弯或运动。因此这意味着，在正常状态确切地说上述基础位置中，叶轮叶片位于空气位置中，这应通过弹性力保证，并且其中，叶轮叶片可以说最大程度地展开(ausstellen)。
[0007]但是备选地也可行的是，所述基础位置是这样的位置，即在该位置中泵输送带有高密度的介质优选地液体或水，并且由此也可被称为水位置。因此这意味着，上述弹性力引起将叶轮叶片压入水位置中，即与环绕方向相反地，那么其中叶轮叶片可以说仅仅最小地展开，确切地说最大地弯入。
[0008]在本发明的有利的设计方案中，通过叶轮叶片本身的材料的弹性特性产生弹性力，即以固有的方式通过叶轮叶片自身产生。为此，叶轮叶片有利地由相应的塑料例如带有期望的弹性特性的弹性体制成。在此，也应注意叶轮叶片的造型。
[0009]优选地设置成，叶轮叶片从上述固定的支承部起单调地(monoton)径向向外弯曲(krummen)。这尤其优选地适用于其整个伸延，其中在伸延中曲率可稍微变化，然而其弯曲方向不应变化。有利地，弯曲是严格单调的和/或几乎是一致的。在此，如对于这种叶轮泵来说通常的是，弯曲径向向外与环绕方向相反地伸延。该弯曲应在所有位置中并且因此也在基础位置确切地说空气位置中存在，即使其在此可明显小于在其它的位置中，例如用于输送更高密度的流体例如水的位置中，这在以下还将详细解释。
[0010]叶轮叶片相对于径向方向的角度在最大向内变弯的状态中可稍微小于90°，优选地在70°和80°之间。这主要适用于叶轮叶片由于上述弯曲的外部区域。在叶轮叶片的径向内部的区域中，该角度可明显更小，例如仅仅约为一半，确切地说30°至45°。
[0011]在叶轮叶片最大地向外变弯的状态中即在上述空气位置中，其相对于径向方向的角度稍微大于90°、优选地在100°和110°之间。这主要是因为，在相应于空气位置的状态中叶轮叶片在更强地展开的情况下变弯并在其长度上改变其走向。
[0012]虽然上述固定的支承部以一定的方式使叶轮叶片根据关断(Abdrehen)方式的旋转成为可能。然而该支承部本身来说应基本上是抗扭的支承部，即不是铰接连接。这例如可通过以下方式实现，即，叶轮叶片在其长度的一定的区域内优选地在内部的端部附近且在此在一定的纵向区段上固定。该固定例如可通过以下方式实现，即叶轮叶片与叶轮底盘或叶轮盘片通过粘接或一体的制造固定地相连接。那么虽然径向向外邻接于其的区段本质上不可动，从中伸出的叶轮叶片相反地在其长度上已经从该纵向区段径向向外延伸。例如，该纵向区段可具有例如0.5cm至2cm的长度，确切地说为总长度的5%至30%，这被视为叶轮叶片的充分固定并且足够用于预定一定的形状。
[0013]备选地可行的是，实际上在径向内部的区域中或叶轮处设置一种用于叶轮叶片的旋转轴。但是这具有的缺点是，必须通过独立的器件产生上述弹性力，其引起将叶轮叶片压入一定的位置中，有利地压入可能的端部位置的一个中。那么此外不能够很好地实现，叶轮叶片在其长度上变弯或在相应的运行时弯成稍微笔直地。也就是说，对于叶轮叶片的抗扭的支承部，如开头提及的那样，通过叶轮叶片的材料特性同时实现弹性力并且由此实现均匀伸延的弯曲。
[0014]在本发明的有利的简单的设计方案中，叶轮叶片从支承部起向外在没有其它的引导部的情况下运动，即是自由的。这意味着简单地制造带有更小的失效敏感性的用于的泵的叶轮。
[0015]此外备选地，可在沿着叶轮旋转轴的方向上设置叶轮叶片的引导部。该引导部应径向地在叶轮叶片的固定部之外设置在叶轮处，尤其地尽最大程度在外部设置在叶轮或其叶轮盘之一处。可行的是，叶轮叶片布置在叶轮底盘和叶轮盖盘之间或从其中伸出并且当其具有一定的厚度并且由此不可在其纵向方向上旋转或歪斜时可进行沿着环绕方向类似被引导的运动。在此，其可贴靠在提及的盘处或与此仅仅具有非常小的距离，从而其也不可在沿着叶轮旋转轴的方向上以不期望的方式偏转。
[0016]可通过以下方式实现用于引导叶轮叶片的特殊的可能性，即叶轮叶片具有长形的连续的纵向槽，该纵向槽沿着平行于叶轮旋转轴的方向至少设置在径向外部的区域中。在该纵向槽中可布置有滑动元件、尤其地销形的滑动元件。该滑动元件一方面可在叶轮底盘中和/或在叶轮盖盘中的槽中运动，有利地沿着周向方向，即在尤其有利的圆形的轨迹上运动。同时，销形的滑动元件可在叶轮叶片中的纵向槽中移动并且之后在叶轮叶片的变弯增大或减小时移动不仅在叶轮叶片的纵向槽中运动也可在叶片盘中的一个中的所提及的槽中运动，因为叶轮叶片在径向内部的区域中以抗扭的方式与叶轮相连接。
[0017]设置这种滑动元件一方面可引起在叶轮叶片的弯起或弯入时一定的附加的迟钝，该迟钝有时可为期望的。此外，可避免叶轮叶片沿着其纵向延伸歪斜或扭转。最终，可为叶轮叶片的该运动尤其地为弯起和弯入提供端部止挡。
[0018]叶轮叶片的上述空气位置相应于最小弯曲的状态，且在此叶轮叶片以尽可能大的长度从叶轮中伸出并且接近带有相对笔直的走向的径向方向，而该叶轮叶片在最大地弯曲的水位置中以较少程度或者甚至不可从叶轮中侧向地伸出。此外在此其可通过额外设置的止挡被保持或贴靠在该止挡处。这尤其地可与开头所述的弹性力相反，因为在输送水或其它具有高密度的液体的情况中，叶轮叶片自动地更强地与环绕方向相反地弯曲，并且向内被压入叶轮中。因此，也可设置上述弹性力，该弹性力在输送具有小密度的流体的情况中再次将叶轮叶片向外压入所谓的空气位置中。
[0019]备选地也可设置成，弹性力将叶轮叶片压入上述水位置中，然而不是特别强地压入。如果应输送带有更小密度的流体并且为此叶轮占据空气位置，则其以明显更高的转速旋转。由此，明显更强的离心力作用到叶轮叶片上并且叶轮叶片也克服上述向内压的弹性力继续展开或弯起并且继续从叶轮中伸出并且由此占据空气位置。这也可通过以下方式强化，即在叶轮的外侧区域处设置具有更大质量的区域或甚至设置附加配重。
[0020]在本发明的另一设计方案中，可在叶轮叶片的长度的大部分上提供叶轮叶片的上述内部的弹性力。可行的是，由唯一的材料加工整个叶轮叶片并且叶轮叶片也可具有在其长度上基本上保持一样的截面。叶轮叶片的较容易的变弯或者一定的弹性性能不仅可通过选择其制造材料而且也可通过横截面调整，例如也通过设置尤其地沿着叶轮叶片的凹入部。
[0021]如果叶轮叶片在空气位置中从叶轮中伸出，则这例如可通过其长度的约20%至50%实现。在这种情况中，在泵的泵腔中设置足够多的径向空间。在最大地弯曲的状态中、尤其地在水位置中，叶轮叶片应仅仅很少地或甚至不从叶轮中伸出。
[0022]除了从权利要求之外还从说明书和图纸中得到这些和其它特征，其中，单个特征可分别单独实现或者多个地以子组合的形式在本发明的实施形式中实现并且可在其它领域上实现，并且可为有利的且本身受保护的实施方案，在此对其提出保护。该申请文献被分割成小标题和单个的章节不在其通用性上限制其中进行的阐述。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]本发明的实施例在图纸中示意性示出并且以下详细解释。其中:
图1显示了带有根据本发明的叶轮的泵的示意图，
图2显示了带有不仅在空气位置中而且在水位置中的叶轮叶片的叶轮的倾斜视图，
图3示出了穿过图2中的叶轮的截面图，其中详细示出了在空气位置和水位置中的叶轮叶片的走向，
图4示出了与图3相似的叶轮叶片的改进方案的俯视图,其中实心的(massive)叶轮叶片不带有没有纵向槽。
【具体实施方式】
[0024]在图1中以非常示意性的图示示出了根据本发明的泵组件11。该泵组件11被安装在引导水的家用电器中尤其地安装到餐具清洗机中或者洗衣机中，有利地安装在其冷却腔下方。
[0025]泵组件11具有泵12，其具有泵壳体13以及马达15，该马达15的马达轴16伸入泵壳体13中并且承载输送器18，该输送器18在泵壳体13的内部中的泵腔19中旋转。泵壳体13和马达15的连接有利地是固定的，例如通过可松开的螺栓连接。
[0026]输送器18在在此示出的方案中有利地按照传统方式构造并且例如相应于例如从文献DE 19903951 Al中已知的输送器，就此而言明确地参考该文献。此外在此泵壳体13的尺寸以及其它组成部分的图示不是按比例画出的。
[0027]泵壳体13或泵腔19具有中央的且轴向的泵入口 21。此外，设置有泵出口 23，其侧向地且径向地布置。带有加热装置联接部29的加热装置28在泵腔19之内伸延，该加热装置联接部29从泵壳体13中引导出来。除了用于泵出口 23的相应的未示出的中断部之夕卜，所示出的加热装置28构造成基本上为柱形的并且环绕地构造在泵腔19的壁附近或壁处。加热装置28可为开头提及的厚层加热装置，其中加热元件布置在加热装置28的侧边中的至少一个上有利地布置在外侧上，如有可能布置在另一侧上或布置在两侧上。
[0028]在图2中以从上方观察的放大的倾斜视图示出了叶轮18。在此可看出，叶轮18具有叶轮底盘30和叶轮盖盘32，如本身已知的那样。叶轮底盘30基本上构造成平的且叶轮盖盘32基本上构造成上升的(ansteigend，即向上斜的)，如可在图1中的侧视图中看出的那样。在叶轮盖盘32中间存在吸入开口 33，如本身已知的那样。以上描述的马达轴16固定在叶轮底盘30中。在图2中叶轮18的旋转方向是逆时针方向。
[0029]叶轮18具有五个叶轮叶片35，其在图2中一方面示出为在最大程度向外变弯的状态中叶轮叶片35。该状态相应于叶轮叶片35的开头所提及的空气位置。但是另一方面，叶轮叶片也可利用参考标号35’至少在下部区域中示出。结合图3清楚的是，在此这些叶轮叶片35’在水位置中并且尽最大程度向内变弯、确切地说最强地弯曲。在此，这些叶轮叶片由于未示出的止挡部限制仅仅不明显地伸出超过叶轮18确切地说叶轮盘30，32的直径。在此，在设计叶轮18或整个泵12尤其地连同加热装置28时应注意的是，在根据图2的最大程度伸出的位置中的叶轮叶片35没有在内部擦过泵壳体13或加热装置28。
[0030]在图3中以稍微放大的形式在没有叶轮盖盘32的情况下示出，叶轮叶片35如何构造。在径向内部的区域中确切地说在径向地位于内部的端部处，叶轮叶片35具有固定区域37，在该固定区域37中叶轮叶片35与叶轮底盘30在一定的长度上固定地相连接。该固定的连接一方面可为一体的制造，并且另一方面为固定粘接或其它稳定的且持久的固定，例如借助于形状配合的连接例如插入等。叶轮叶片35从以阴影示出的固定区域37中向外延伸并且在此不再与叶轮底盘30相连接。在此，叶轮叶片35的自由区域可相对于叶轮底盘30尤其地也相对于叶轮盖盘32主要在径向外部的区域中具有非常小的距离，例如零点几毫米。
[0031]对于叶轮叶片35利用参考标号35示出了造型或预定的弯曲以及位于空气位置中。这意味着，叶轮叶片35在没有外力影响的情况下位于空气位置中。如果针对叶轮18的逆时针环绕方向叶轮叶片35与该环绕方向相反地即向右变弯，则其占据更强弯曲的水位置35’。尤其地当在泵12中的叶轮18输送水并且水阻力或为此所需的明显更大的力使叶轮叶片35刚好更强地弯曲时，得到所示出的弯曲。如果该更大的力消失，叶轮叶片35由于其自身的弹性力再次运动回到作为叶轮叶片35的空气位置中。
[0032]在叶轮底盘30中作为用于引导叶轮叶片35的引导装置设置有槽39，其在外周缘附近的区域上延伸并且在此几乎伸到在空气位置中的叶轮35处并且几乎伸到在水位置中的叶轮35’处。在槽39中支承有销形的滑动元件40，其可沿着槽39运动。有利地，相应的槽在槽39之上位于叶轮盖盘32的下侧处，从而在两侧固定了滑动元件。为了可靠且无倾覆的引导，滑动元件40可具有一种长形的相应于槽39稍微弯曲的带有销的滑块体以用于在叶轮盘30和32的一个或两个槽中引导，其中两个滑块体通过销相连接。如所示出的那样，滑动元件40的销在叶轮叶片35中的纵向槽36中运动。在此，如此构造槽36和39连同滑动元件40，即滑动元件40在叶轮叶片35的空气位置中位于槽39的最底部处并且尽最大程度位于叶轮叶片35的纵向槽36径向内部处。在叶轮叶片35’的水位置中，滑动元件40位于槽39的最上部处并且尽最大可能位于纵向槽36的外部处。由此，这限定了叶轮叶片35’的最强地弯曲的状态。在可能的中间位置中，滑动元件40 —方面限定了叶轮叶片35的一定的引导或预定的形状。此外，如在图3中示出的那样，在某种程度上其主要形成了一方面用于水位置和另一方面用于空气位置的端部止挡。也就是说，叶轮叶片35既不在叶轮18的环绕方向上也不与叶轮18的环绕方向相反地而更强地变弯。
[0033]此外，对于根据图3的两个位置应指出的是，由于作用到叶轮叶片处的力作用的杠杆臂，主要在固定区域37附近的内部区域中发生叶轮叶片的弯折或弯曲。该弯曲的准确形状或该弯曲的走向可受到叶轮叶片35的可调整的不同材料特性影响，而且也受到造型例如受到纵向槽36等影响，例如也受到在纵向伸延上变化的截面影响。
[0034]对于叶轮叶片35还应注意的是，其虽然一方面如可从图1中看到的那样应具有这样的形状，即使得叶轮叶片35基本上在叶轮底盘30和叶轮盖盘32附近伸延，确切地说在两个位置中。但是为此还应注意的是，两个叶轮盘30和32的距离在这样的区域(即在其中叶轮叶片35在两个叶轮盘30和32之间弯入和弯出)中是如此的，即，不妨碍叶轮叶片的运动。
[0035]作为以最小的弯曲相应于图3实际上通过造型预定的叶轮叶片35的弯曲到空气位置中的备选方案，也可设置成，叶轮叶片35’在正常的或未被加载的状态中占据水位置且由此最强地弯曲。如果应利用泵12输送空气，则使在马达15处的转速快速提高，例如加倍或者变成三倍，这强烈提高作用到叶轮叶片35上的离心力，并且在此可引起，其相应于图3更强地变弯出来到空气位置中或者竖起到空气位置中。这有时还可通过以下方式加强，即在叶轮叶片35的外部的自由端部的区域中，设置具有更大质量的区域或者甚至安置附加配重。如果随后在泵12中以较小的转速再次输送水，则叶轮叶片35 —方面由于减小的离心力并且另一方面由于预定的形状再次返回强地弯曲的水位置中。
[0036]在图4中，以用于叶轮118的改进方案示出，布置在叶轮底盘130上的叶轮叶片135可如何实心地构造，更确切说构造成不带有相应于图3的纵向槽。因此这意味着，叶轮叶片135不具有引导部以用于其在一方面最小地弯曲的且尽最大程度突出的空气位置和最强地向右弯曲的作为叶轮叶片135’的水位置之间的运动。仅仅在叶轮底盘130处设置用于空气位置的第一止挡141。相似地，在叶轮底盘130处设置用于水位置的第二止挡142这些止挡141和142引起，叶轮叶片135在其运动或弯曲方面以与相应于图3通过滑动元件40连同槽39所带来的效果类似的方式被限制。
[0037]叶轮盘130和132以及叶轮叶片本身135的该构造方案比根据图3的构造方案稍微简单。止挡141和142或者在叶轮底盘130上仅仅延伸了一小段，以尽可能小地引起水阻力或者引起涡流。备选地，止挡141和142也可在叶轮叶片135的很大的高度上或整个高度上伸延，尤其地朝向相对而置的叶轮盖盘132。因此止挡141和142 —方面确保了叶轮叶片135的良好的且无扭曲的贴靠。另一方面止挡141和142还可用于使两个叶轮盘130和132相互连接。
[0038]在图4的实施例的导叶的可能的预成形或预弯曲方面，可以说与图3是相同的，即存在相同的可能性。在根据图4的实施例中省去的借助于滑动元件和槽的引导部在那一点上没有变化。
【权利要求】
1.一种用于流体的泵，带有驱动马达、泵腔以及在所述泵腔中环绕的叶轮或旋转的压缩机，其中优选地所述泵构造成径流式泵，其中，所述叶轮具有多个叶轮叶片，其特征在于，所述叶轮叶片至少局部地构造成柔性的或弹性的或可动的，并且所述叶轮叶片具有布置在位于叶轮旋转轴附近的区域中的固定的支承部，其中，所述叶轮可从所述固定的支承部起径向向外克服弹性力变弯或运动。
2.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述叶轮叶片可在所述叶轮的环绕方向上克服弹性力变弯或运动。
3.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，通过所述叶轮叶片的材料的弹性特性以固有的方式提供所述弹性力。
4.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其特征在于，所述叶轮叶片从所述固定的支承部起径向向外尤其地在其整个伸延上单调地弯曲，优选地严格单调地和/或近似一致地弯曲，其中，尤其地弯曲径向向外与所述环绕方向相反地伸延。
5.根据权利要求4所述的泵，其特征在于，所述叶轮叶片相对于径向方向的角度在最大向内变弯的状态中稍微小于90°，优选地在70°和80°之间。
6.根据权利要求4或5所述的泵，其特征在于，所述叶轮叶片相对于径向方向的角度在最大向外变弯的状态中稍微大于90° ,优选地在100°和110°之间。
7.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其特征在于，所述固定的支承部是抗扭的支承部。
8.根据前述权 利要求中任一项所述的泵，其特征在于，所述叶轮叶片的固定的支承部占据所述叶轮叶片的径向上最内部的区域或者布置在该区域处，优选地构造成根据权利要求7所述的抗扭的支承部，其中叶轮叶片的至少0.5cm的纵向区段被固定。
9.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其特征在于，所述叶轮叶片从所述抗扭的支承部起在没有其它引导部的情况下径向向外自由地伸延。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的泵，其特征在于，径向地在所述叶轮叶片的固定部之外在沿着所述叶轮旋转轴的方向上设置有所述叶轮叶片的引导部，优选地通过叶轮底盘和叶轮盖盘提供，所述叶轮叶片可布置在叶轮底盘和叶轮盖盘之间或可从叶轮底盘和叶轮盖盘之间伸出。
11.根据权利要求10所述的泵，其特征在于，所述叶轮叶片在径向外部的区域中在平行于叶轮旋转轴的方向上具有长形的连续的纵向槽，其中，在所述长形的槽中布置有滑动元件尤其地销形的滑动元件，所述滑动元件可在至少位于所述叶轮底盘中和/或位于所述叶轮盖盘中的槽中沿着周向运动，并且同时可在所述叶轮叶片中的纵向槽中移动。
12.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其特征在于，所述叶轮叶片具有最大地弯曲的用于输送水或其它液体的水位置，其中，尤其地所述叶轮叶片通过由被输送的水施加的力而贴靠在止挡处。
13.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其特征在于，所述叶轮叶片在最小地弯曲的状态中占据空气位置并且在此受弹性力加载并且优选地贴靠在止挡处，其中，尤其地所述弹性力通过所述叶轮叶片的固有弹性特性产生。
14.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其特征在于，所述叶轮叶片的内部的弹性力与所述环绕方向相反地作用。
15.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其特征在于，在所述叶轮叶片的长度的大部分上通过所述叶轮叶片的相应的弹性的或柔性的特性提供所述叶轮叶片的内部的弹性力，其中优选地整个叶轮叶片由唯一的材料制成并且在其长度上还具有基本上保持一样的截面。
16.根据前述权利要求中任一项所述的泵，其特征在于，所述叶轮叶片在最小地弯曲的状态中尤其地在相应于权利要求13的空气位置中从所述叶轮中或者在叶轮底盘和叶轮盖盘之间伸出， 优选地以其长度的约四分之一至一半。
【文档编号】D06F39/04GK103702601SQ201280031006
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年6月22日 优先权日:2011年6月22日
【发明者】V.布洛克, T.阿尔贝特 申请人:E.G.O. 电气设备制造股份有限公司