Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe zum Pumpen mindestens eines Mediums.

Im Stand der Technik sind unterschiedliche Arten von Pumpen bekannt. Durch diese lassen sich unterschiedliche Medien, z. B. Gase oder Flüssigkeiten bewegen. Dabei sind manche Pumpentypen für Gase und Flüssigkeiten oder nur für Gase oder Flüssigkeiten geeignet. Weiterhin gibt es in Bezug auf das Pumpen von Flüssigkeiten selbstansaugende und nichtselbstansaugende Pumpenarten. Bekannt sind beispielsweise Flüssigkeitsringpumpen (siehe z. B. DE 199 13 632 02), bei denen sich durch die exzentrische Anordnung eines Schaufelrads ein Flüssigkeitsring ausbildet, oder auch Seitenkanalpumpen (siehe z. B. EP 0 118 027 B1), die sich durch einen Förderkanal mit einem Unterbrecher auszeichnen. Im Stand der Technik ist es auch bekannt, unterschiedliche Pumpenarten hintereinander anzuordnen (siehe z. B. DE 24 62 187 A1 oder DE 101 08 631 B4, DE 33 03 460 A1 , DE 10 2007 013 872 A1 oder DE 31 28 374 A1).

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Pumpe vorzuschlagen, die eine Alternative zum Stand der Technik darstellt.

Die Aufgabe löst die Erfindung durch eine zweistufige Pumpe zum Pumpen eines Mediums, wobei die Pumpe eine Flüssigkeitsringstufe, eine Seitenkanalstufe und zwei Mediumszugänge aufweist, wobei die Flüssigkeitsringstufe einen Mediumsraum und zwei Mediumsöffnungen aufweist, wobei die zwei Mediumsöffnungen der Flüssigkeitsringstufe auf den Mediumsraum der Flüssigkeitsringstufe münden, wobei die Seitenkanalstufe einen Mediumsraum und zwei Mediumsöffnungen aufweist, wobei die zwei Mediumsöffnungen der Seitenkanalstufe auf den Mediumsraum der Seitenkanalstufe münden, und wobei eine Mediumsöffnung der zwei Mediumsöffnungen der Seitenkanalstufe und eine Mediumsöffnung der zwei Mediumsöffnungen der Flüssigkeitsringstufe zu einer gemeinsamen Überströmöffnung zusammenfallen.

Die erfindungsgemäße Pumpe verfügt über zwei Stufen: eine Flüssigkeitsringstufe und eine Seitenkanalstufe. In den Stufen wird somit jeweils das zugeordnete Pumpenprinzip umgesetzt. Die Pumpe verfügt über zwei Mediumszugänge, durch die das Medium - z. B. ein Gas wie Luft oder eine Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser - ein- bzw. austreten kann. Vorzugsweise ist die Pumpe in zwei Richtungen betreibbar, sodass die Mediumszugänge jeweils Ein- und Ausgänge sind. Jede der beiden Stufen verfügt über einen eigenen Mediumsraum und zwei Mediumsöffnungen, durch die das Medium in den jeweils zugeordneten Mediumsraum ein- bzw. daraus austritt. Jeweils eine Mediumsöffnung der Seitenkanalstufe sowie der Flüssigkeitsringstufe fallen zu einer gemeinsamen Überströmöffnung zusammen. Die beiden Stufen teilen sich somit eine Öffnung, sodass das Medium aus einer Stufe über diese gemeinsame Überströmöffnung in die andere Stufe gelangt. Die erfindungsgemäße Pumpe kombiniert also zwei unterschiedliche Pumpenarten zu einer Einheit, die sich durch ihre Kompaktheit auszeichnet. Insbesondere handelt es sich um eine Pumpe, die zweistufig ist, und nicht um zwei separate Pumpen, die hintereinander angeordnet sind.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die andere Mediumsöffnung der zwei Mediumsöffnungen der Seitenkanalstufe und die andere Mediumsöffnung der zwei Mediumsöffnungen der Flüssigkeitsringstufe mit jeweils einem Mediumszugang der zwei Mediumszugänge verbunden sind. In dieser Ausgestaltung sind die Mediumsöffnungen, die nicht in der Überströmöffnung zusammenfallen, jeweils mit den Mediumszugängen der Pumpe an sich verbunden oder bilden sie in einer weiteren Ausgestaltung.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Flüssigkeitsringstufe weiterhin eine Deckelkomponente, eine Bodenkomponente und ein Laufrad aufweist, dass die Deckelkomponente der Flüssigkeitsringstufe und die Bodenkomponente der Flüssigkeitsringstufe den Mediumsraum der Flüssigkeitsringstufe umfassen, dass der Mediumsraum der Flüssigkeitsringstufe eine kreiszylindrische Form um eine Längsachse herum aufweist, dass das Laufrad der Flüssigkeitsringstufe von einer Drehachse ausgehende Schaufeln aufweist, dass die Schaufeln des Laufrads der Flüssigkeitsringstufe in dem Mediumsraum der Flüssigkeitsringstufe angeordnet sind, und dass das Laufrad der Flüssigkeitsringstufe so relativ zum Mediumsraum der Flüssigkeitsringstufe angeordnet ist, dass die Drehachse des Laufrads zu der Längsachse des Mediumsraums versetzt ist. In dieser Ausgestaltung wird die Flüssigkeitsringstufe näher ausgeführt. Dabei ist das Laufrad exzentrisch im kreiszylindrischen Mediumsraum angeordnet.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Seitenkanalstufe weiterhin eine Deckelkomponente, eine Bodenkomponente und ein Laufrad aufweist, dass die Deckelkomponente der Seitenkanalstufe und die Bodenkomponente der Seitenkanalstufe den Mediumsraum der Seitenkanalstufe umfassen, dass die Bodenkomponente der Seitenkanalstufe einen Förderkanal mit einem Unterbrecher aufweist, dass der Förderkanal zum Mediumsraum der Seitenkanalstufe hin offen ist, dass das Laufrad der Seitenkanalstufe von einer Drehachse ausgehende Schaufeln aufweist, dass die Schaufeln des Laufrads der Seitenkanalstufe in dem Mediumsraum der Seitenkanalstufe angeordnet sind, dass der Mediumsraum der Seitenkanalstufe eine kreiszylindrische Form um eine Längsachse herum aufweist, und dass das Laufrad der Seitenkanalstufe drehbar um die Längsachse herum im Mediumsraum der Seitenkanalstufe angeordnet ist. Diese Ausgestaltung beschreibt die Seitenkanalstufe, deren Mediumsraum über einen Förderkanal mit Unterbrecher verfügt. Das Laufrad ist dabei konzentrisch in dem Mediumsraum angeordnet.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Laufrad der Seitenkanalstufe und das Laufrad der Flüssigkeitsringstufe einteilig ausgestaltet sind. In dieser Ausgestaltung werden das Laufrad der Seitenkanalstufe und das Laufrad der Flüssigkeitsringstufe durch eine einteilige Komponente gebildet. Die beiden Schaufeln sind dabei in einer Ausgestaltung die zwei Seiten eines gemeinsamen Trägers. Die beiden Stufen teilen sich in dieser Ausgestaltung somit nicht nur eine gemeinsame Überströmöffnung, sondern auch eine gemeinsame Laufradeinheit. Alternativ sind die Laufräder zu einer gemeinsamen Einheit miteinander verbunden.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Bodenkomponente der Flüssigkeitsringstufe und die Deckelkomponente der Seitenkanalstufe eine gemeinsame Zwischenkomponente aufweisen, und dass die Zwischenkomponente die Überströmöffnung aufweist. In dieser Ausgestaltung fallen die Bodenkomponente der Flüssigkeitsringstufe und die Deckelkomponente der Seitenkanalstufe teilweise zusammen, indem sie eine gemeinsame Zwischenkomponente verwenden. In dieser Zwischenkomponente befindet sich die Überströmöffnung, die die beiden Mediumsräume miteinander verbindet.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Pumpe zwei unterschiedliche Medien pumpt. Die Pumpe ist in der Lage, zwei unterschiedliche Medien zu pumpen. Dies wird ermöglicht, indem die zwei unterschiedlichen Pumpenprinzipien in einer Einheit kombiniert werden.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei dem Medium um ein Gas oder eine Flüssigkeit handelt. Pumpt die Pumpe insbesondere zwei unterschiedliche Medien, so handelt es sich vorzugsweise zum einen um ein Gas, z. B. Luft, und zum anderen um eine Flüssigkeit, z. B. Wasser.

Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Pumpe ferner einen Motor aufweist, dass der Motor über zwei Drehrichtungen verfügt, und dass je nach Drehrichtung des Motors eine der zwei Mediumszugängen als Mediumseingang oder Mediumsausgang und die andere der zwei Mediumszugängen als Mediumsausgang bzw. Mediumseingang dient. Die Pumpe kann somit das mindestens eine Medium in zwei Richtungen fördern. Hierfür ist ein Motor vorhanden, der vorzugsweise mit der Drehkomponente gekoppelt ist, um die Laufräder der beiden Stufen zu bewegen. Je nach Drehrichtung dient damit ein Mediumszugang als Mediumseingang und der andere als Mediumsausgang. Ändert sich die Drehrichtung, so wird aus dem Mediumseingang ein Mediumsausgang und umgekehrt.

Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Pumpe auszugestalten und weiterzubilden. Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausgestaltung einer Pumpe in Explosionsdarstellung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Pumpe der Fig. 1 ,

Fig. 3 einen Blick in den Mediumsraum der Flüssigkeitsringstufe der Pumpe der Fig. 1 und

Fig. 4 einen Blick in den Mediumsraum der Seitenkanalstufe der Pumpe der Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine Ausgestaltung der zweistufigen Pumpe als Explosionsdarstellung. Die Fig. 2 zeigt die Pumpe im Schnitt. Im Folgenden werden beide Abbildungen Fig. 1 und Fig. 2 gemeinsam beschrieben.

Die beiden Stufen der Pumpe sind eine Flüssigkeitsringstufe 1 und eine Seitenkanalstufe 2, welche beide unmittelbar hintereinander angeordnet sind. Der Motor 7 für die Pumpfunktion befindet sich hier beispielhaft hinter der Seitenkanalstufe 2. Eine - nicht gezeigte - Anordnung des Motors 7 vor der Flüssigkeitsringstufe 1 ist ebenfalls möglich. Die Pumpe verfügt über zwei Mediumszugänge 3, die je nach Drehrichtung des Motors 7 dem Zu- oder Abführen von Medium dienen. Das Medium kann dabei eine Flüssigkeit, z. B. Wasser, oder ein Gas, z. B. Luft, sein.

Die Flüssigkeitsringstufe 1 verfügt über eine Deckel kom ponente 10 und eine Bodenkomponente 11. In der dargestellten Ausführung ist die Deckelkomponente 10 beispielhaft zweiteilig ausgeführt. Zwischen der Deckelkomponente 10 und der Bodenkomponente 11 bildet sich ein Mediumsraum 12 aus, mit welchem zwei Mediumsöffnungen 13, 14 verbunden sind. Die Drehachse 17 des Laufrads 15 ist zu der Längsachse 16 des kreiszylindrischen Mediumsraums 12 versetzt. Die Rotation des Laufrads 15 bewirkt daher die Ausbildung des Flüssigkeitsrings. Die einzelnen Schaufeln 18 gehen sternförmig von der Drehachse 17 aus.

Die Seitenkanalstufe 2 verfügt ebenfalls über eine Deckelkomponente 20 und eine Bodenkomponente 21 , zwischen denen sich ein - kreiszylindrisch ausgeführter - Mediumsraum 22 ausbildet. Auf den Mediumsraum 22 münden ebenfalls zwei Mediumsöffnungen 23, 24. Das Medium wird dabei durch das Laufrad 25 in dem Förderkanal mit Unterbrecher 26 geführt. Der Unterbrecher ist hier unterhalb der Mediumsöffnung 24 zu erkennen. Die Drehachse 27 des Laufrads 25 und die Längsachse 28 des Mediumsraums 22 fallen dabei zusammen. Die Schaufeln 29 des Laufrads 25 gehen sternförmig von der Drehachse 27 aus.

Diese beiden Stufen 1 , 2 verwenden teilweise gemeinsam einzelne Komponenten. Dies wird im Folgenden beschrieben.

Eine Mediumsöffnung 13 der Flüssigkeitsringstufe 1 und eine Mediumsöffnung 23 der Seitenkanalstufe 2 fallen zu einer gemeinsamen Überströmöffnung 4 zusammen. Das Medium gelangt somit aus einer Stufe 1 oder 2 unmittelbar in die andere Stufe 2 bzw. 1. Die andere Mediumsöffnung 14 der Flüssigkeitsringstufe 1 und die andere Mediumsöffnung 24 der Seitenkanalstufe 2 bilden die Mediumszugänge 3 der Pumpe.

Die Überströmöffnung 4 befindet sich in der Zwischenkomponente 5, welche zu der Bodenkomponente 11 der Flüssigkeitsringstufe 1 und zu der Deckel kom ponente 20 der Seitenkanalstufe 2 gehört. Somit lässt sich also auch formulieren, dass die Bodenkomponente 11 der Flüssigkeitsringstufe 1 und die Deckelkomponente 20 der Seitenkanalstufe 2 zu einer gemeinsamen Komponente zusammenfallen.

In der Zwischenkomponente 5 befindet sich zusätzlich zu der Überströmöffnung 4 eine kreisförmige Aussparung, in welcher die Drehkomponente 6 drehbar angeordnet ist. Die Drehkomponente 6 umfasst das Laufrad 15 der Flüssigkeitsringstufe 1 und das Laufrad 25 der Seitenkanalstufe 2. Die beiden Laufräder 15, 25 befinden sich auf unterschiedlichen Seiten eines T rägers der Drehkomponente 6, welcher sich in der kreisförmigen Aussparung der Zwischenkomponente 5 befindet. Zwischen dem Rand um die Aussparung und dem Träger der Drehkomponente 6 wird dabei eine dichtende Wirkung erzeugt, sodass die Bodenkomponente 11 der Flüssigkeitsringstufe 1 sowie die Deckelkomponente 20 der Seitenkanalstufe 2 das Medium im Wesentlichen nur durch die Überströmöffnung 4 passieren lassen.

Die Drehkomponente 6 ist so ausgestaltet und sind die jeweiligen Schaufeln 18, 29 so angeordnet, dass die Drehachse 17 des Laufrads 15 der Flüssigkeitsringstufe 1 und die Drehachse 27 des Laufrads 25 der Seitenkanalstufe 2 zusammenfallen. Entlang dieser gemeinsame Achse 17, 27 liegt auch die Längsachse 28 des Mediumsraums 22 der Seitenkanalstufe 2. Zu erkennen ist dabei, dass die Schaufeln 18 des Laufrads 15 der Flüssigkeitsringstufe 1 eine größere axiale Erstreckung als die Schaufeln 29 des Laufrads 25 der Seitenkanalstufe 2 haben.

Die Fig. 3 a) und b) zeigen den Mediumsraum 12 der Flüssigkeitsringstufe 1. In der Fig. 3 a) sind eine Mediumsöffnung 14 der Flüssigkeitsringstufe 1 und eine Mediumsöffnung 24 der Seitenkanalstufe 2 zu erkennen. Weiterhin ist die Mediumsöffnung 13 der Flüssigkeitsringstufe 1 zu sehen, durch welche der Übergang zwischen der Flüssigkeitsringstufe 1 und der Seitenkanalstufe 2 stattfindet. In der Fig. 3 b) zeigt sich die asymmetrische Anordnung des Laufrads 15 im Mediumsraum 12. Die Drehachse 17 des Laufrads 15 ist hier oberhalb der Längsachse 16 des kreisrunden Ausschnitts des Rands des Mediumsraums 12 angeordnet. Daher befindet sich unterhalb der Schaufeln 18 des Laufrads 15 ein größeres Volumen, in welchem sich der Flüssigkeitsring ausbilden kann. Die Abbildungen Fig. 4 a) und b) zeigen den Mediumsraum 22 der Seitenkanalstufe 2. Wie in der Fig. 4 a) zu erkennen, befindet sich das Laufrad 25 zentriert im Mediumsraum 22. Zu sehen ist weiterhin in der Deckelkomponente 20 die Mediumsöffnung 23, die sich oberhalb der Drehachse 27 des Laufrads 25 befindet. Die Fig. 4 b) zeigt die Bodenkomponente 21 , in welcher sich der Förderkanal mit dem Unterbrecher 26 befindet. In diesem Blick auf die Drehkomponente 6 ist auch zu erkennen, dass die Schaufeln 29 des Laufrads 25 der Seitenkanalstufe 2 eine deutlich größere radiale Erstreckung als die Schaufeln 18 des Laufrads 15 der Flüssigkeitsringstufe 1 aufweisen. Bei der Anwendung für zwei unterschiedliche Medien hat die Pumpe je nach Drehrichtung eine optimale Perfomance für das jeweils geförderte Medium:

Findet eine Drehung in eine Richtung, z. B. im Uhrzeigersinn statt, so ist die Förderung optimal für Gase geeignet. Die Flüssigkeitsringstufe ist aktiv. Die Seitenkanalstufe führt zu keiner Druckerhöhung, sie ist passiv. Bei einer Drehung im Gegen Uhrzeigersinn lassen sich Flüssigkeiten optimal fördern. Die Druckerhöhung erfolgt in der Seitenkanalstufe. Die Flüssigkeitsringstufe trägt nur sehr wenig zur Druckerhöhung bei.

Bezugszeichenliste

Flüssigkeitsringstufe

Seitenkanalstufe

Mediumszugang

Überströmöffnung

Zwischenkomponente

Drehkomponente

Motor

Deckelkomponente der Flüssigkeitsringstufe

Bodenkomponente der Flüssigkeitsringstufe

Mediumsraum der Flüssigkeitsringstufe , 14 Mediumsöffnung der Flüssigkeitsringstufe

Laufrad der Flüssigkeitsringstufe

Längsachse des Mediumsraums der Flüssigkeitsringstufe

Drehachse des Laufrads der Flüssigkeitsringstufe

Schaufel des Laufrads der Flüssigkeitsringstufe

Deckelkomponente der Seitenkanalstufe

Bodenkomponente der Seitenkanalstufe

Mediumsraum der Seitenkanalstufe , 24 Mediumsöffnung der Seitenkanalstufe

Laufrad der Seitenkanalstufe

Förderkanal mit Unterbrecher

Drehachse des Laufrads der Seitenkanalstufe

Längsachse des Mediumsraums der Seitenkanalstufe

Schaufel des Laufrads der Seitenkanalstufe