Mit der Druckschrift 197 36 794 AI ist eine Pumpe für einen Geschirrspüler bekannt geworden, bei der das Heizelement in Form eines Durchlauferhitzers in die Pumpe integriert wurde.

Die dort beschriebene Bauform ist mit Anpassungen im Maschinensumpf verbunden, wobei die Pumpe nicht als separates Bauteil zu handhaben ist.

Mit der Druckschrift DE 201 07 363 Ul ist eine Wasserpumpe bekannt geworden, bei der umfangsseitig ein Heizelement in eine umlaufende Sicke eingelegt ist.

Mit der Druckschrift DE 199 16 136 A1 ist weiterhin eine Flüssigkeitspumpe für einen Geschirrspüler bekannt geworden, in die ebenfalls ein Heizelement integriert ist. Bei dieser Ausführung ist das Heizelement außenseitig oder innenseitig an einem mit Ausnahme von Anschlussstutzen geschlossenen Pumpengehäuse angebracht. Der Aufwand für die Fertigung und Montage ist in dieser vorbeschriebenen Ausführung gegenüber dem älteren Stand der Technik bereits deutlich reduziert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Haushaltsmaschine mit einer Flüssigkeitspumpe mit außenseitiger Heizung vorzuschlagen, bei der der Wirkungsgrad der Heizung verbessert ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Haushaltsmaschine der einleitend genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.

Dementsprechend wird bei einer erfindungsgemäßen Haushaltsmaschine das Heizelement wenigstens teilweise formschlüssig mit einer wärmeleitenden bzw. wärmeübertragenden Kontaktfläche an die Außenform des Pumpengehäuses angepasst, so dass die Kontaktfläche wenigstens halb so groß ist wie die gesamte Außenfläche des Heizelementes. Auf diese Weise lässt sich ein großflächiger unmittelbarer Wärmekontakt zwischen dem Heizelement und dem entsprechenden Gehäuseteil der Pumpe herstellen, wodurch der Wirkungsgrad der Heizung gesteigert wird. Die äußere Form wird dabei bevorzugt mit einer Kontaktfläche vergrößernden Struktur versehen. Hierzu kommen Maßnahmen in Frage wie beispielsweise eine Struktur mit gewinkeltem oder gewelltem Querschnitt.

Der Wirkungsgrad lässt sich dabei weiter steigern, indem das sogenannte Totvolumen Vt der Pumpe, d. h. das Volumen der in der Pumpe befindlichen Flüssigkeit (bzw. das Gesamtvolumen des Pumpengehäuses abzüglich des Volumens des Pumpenrades) im Verhältnis zur maximalen Gesamtfördermenge klein gehalten wird. Vorzugsweise wird ein Verhältnis des Totvolumens zur maximalen Gesamtfördermenge VG wie folgt gewählt : VT/VG < O, 2, bevorzugt < 0,15 oder < 0, 1, mit VT [cm3] und VG [cm3/sec].

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Pumpengehäuse der Flüssigkeitspumpe mit einer äußeren Vertiefung versehen, in die das Heizelement eingesetzt wird.

Durch das Einsetzen in eine solche Vertiefung wird die Kontaktfläche zwischen dem entsprechenden Gehäuseteil und dem Heizelement vergrößert, wodurch der Wirkungsgrad weiter gesteigert wird. Gleichzeitig ist das Heizelement von außen in das Pumpengehäuse integriert, so dass keinerlei Dicht- bzw. Isolationsprobleme zum Heizelement gegeben sind.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die äußere Vertiefung so ausgebildet, dass sich auf der Innenseite des Pumpengehäuses ein Vorsprung bildet. Hierdurch wird im beheizten Bereich die Kontaktfläche des Gehäuses zur Flüssigkeit vergrößert. Somit ergibt sich durch diese Maßnahme eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades.

Bevorzugt wird der innere Vorsprung hierbei entlang der Strömungsrichtung ausgerichtet, um diese Pumpwirkung möglichst wenig zu stören. Durch den inneren Vorsprung wird das Totvolumen der Pumpe verkleinert, während durch dessen Ausrichtung, wie oben angeführt, die Gesamtfördermenge wenig beeinträchtigt wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird weiterhin die äußere Vertiefung tiefer gewählt als das entsprechende Maß des Heizelementes, so dass das Gehäuse mit einem Überstand über das in die Vertiefung eingesetzte Heizelement übersteht. Auf diese Weise wird die Kontaktfläche vergrößert und der Wärmeverlust nach außen reduziert, d. h. der Wärmeanteil, der durch die Gehäusewandung in die Flüssigkeit innerhalb des Pumpengehäuses gelangt, wird größer. Somit dient auch diese Maßnahme zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Heizung.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Heizelement an dem Gehäuse, beispielsweise in der Vertiefung verpresst. Eine solche Verpressung bewirkt einen besonders engen und flächigen Kontakt zwischen Heizelement und dem entsprechenden Gehäuseteil und dient dementsprechend zur Verbesserung des Wärmeflusses vom Heizelement ins Gehäuseinnere.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird ein wärmeleitender Füllstoff zwischen dem Heizelement und der Gehäusewandung vorgesehen. Ein solcher Füllstoff kann ebenfalls den Wärmekontakt verbessern. Dies gilt insbesondere dort, wo die äußere Form des Heizelementes von der Form des Pumpengehäuses abweichen. Derartige Abweichungen sind im Rahmen üblicher Fehlertoleranzen kaum zu vermeiden. Mit Hilfe eines wärmeleitenden Füllstoffes kann hierbei dennoch ein guter Wärmekontakt sichergestellt werden.

Der Füllstoff kann dabei beispielsweise vor dem Einsetzen des Heizelementes in die Vertiefung eingebracht werden, so dass er beim Eindrücken des Heizelementes teilweise wieder verdrängt wird und jeden Zwischenraum zwischen Heizelement und Gehäusewandung nach Möglichkeit vollständig ausfüllt.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein solcher Füllstoff zugleich zur Befestigung des Heizelementes vorgesehen. Der Füllstoff kann beispielsweise als Kleber oder als Lot ausgebildet werden, mittels dem das Heizelement in der Gehäusevertiefung fest fixiert wird.

Vorzugsweise wird die äußere Form bzw. die Struktur des Heizelementes so ausgebildet ; dass sich eine vergrößerte Kontaktfläche zum entsprechenden Abschnitt der Gehäusewandung und somit zum Pumpeninneren hin ergibt. In einer besonders einfachen Ausführungsform wird als eine solche kontaktflächenvergrößernde Struktur das Heizelement als Ringsegment ausgebildet. Ein Ringsegment ist insbesondere bei einem zylinderförmigen Pumpengehäuse von Vorteil. Zum einen kann hiermit nahezu der gesamte Umfang des Gehäusequerschnitts mit Hilfe eines einzigen Heizelementes abgedeckt werden, zum anderen kann das entsprechende Gehäuseteil als stirnseitiger Deckel für das Pumpengehäuse ausgebildet werden, wodurch die Fertigung und Montage erleichtert wird.

Die gewünschte Kontaktfläche kann durch die Gestaltung des Querschnitts des Heizelementes, z. B. in Dreieck-, Rechteck-, Quadrat-oder Trapezform, hergestellt werden. Diese Querschnittsformen erlauben einen großflächigen Formschluss.

Darüber hinaus wird die Fertigung vereinfacht, wenn die Gehäusevertiefung das Heizelement nicht oder nur unwesentlich hintergreift, so dass das Heizelement ohne große Verformung des Gehäuses in die Vertiefung einsetzbar ist. Eine leichte Hintergreifung zur Bildung einer Schnappverbindung kann dabei vorteilhaft sein. Wesentlich ist hierbei, dass das Einsetzen des Heizelementes nach vorheriger separater Formung des Gehäuses möglich ist.

Eine andere Möglichkeit, die Kontaktfläche zwischen Pumpengehäuse und Heizelement zu vergrößern, besteht darin, den Querschnitt des Heizelementes so auszuformen, dass sich über die Länge des Heizelementes gesehen eine größere Oberfläche ergibt. So kann der Querschnitt beispielsweise gewellte oder zickzackförmige Strukturen aufweisen.

Andere Möglichkeiten, das Heizelement in eine Struktur mit vergrößerter Kontaktfläche zu bringen, bestehen darin, das Heizelement spiralförmig, in Form eines Mäanders und/oder in Schlangen-bzw. Zickzackform auszubilden.

Alle oben angeführten ebenso wie alle weiteren denkbaren Ausführung sind geeignet, die erfindungsgemäße große Kontaktfläche auszubilden. Vorteilhafterweise wird dabei die Kontaktfläche größer als die als Mindestgröße angegebene Hälfte der Oberfläche des Heizelementes ausgebildet. So kann der Wirkungsgrad weiter verbessert werden, wenn die Kontaktfläche größer als 60 %, 70 %, 80 % oder gar 90 % der Gesamtoberfläche des Heizelementes ist.

Vorteilhafterweise wird das Pumpengehäuse zweiteilig ausgebildet, wobei das Heizelement an einem Gehäuseteil angebracht ist. Hierdurch ergeben sich fertigungstechnische Vorteile. Zum einen ist die Ausformung der erfindungsgemäßen Vertiefung einfacher zu bewerkstelligen, zum anderen kann für das die Heizung tragende Gehäuseteil ein vom übrigen Pumpengehäuse verschiedenes Material gewählt werden. So kann beispielsweise für dieses Gehäuseteil ein Metall verwendet werden, das eine gute Wärmeleitfähigkeit mit hoher Temperaturbeständigkeit verbindet. Ein solches Gehäuseteil lässt sich z. B. aus einem Flachmaterial durch Formpressen oder Tiefziehen kostengünstig in großer Stückzahl herstellen.

Für das übrige Gehäuse kann ein geeigneter Kunststoff verwendet werden, der sich beispielsweise durch Spritzgießen verarbeiten lässt.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Pumpe als Kreiselpumpe mit axialem Zufluss und tangentialem Abfluss ausgebildet. Eine Kreiselpumpe bietet einen guten Wirkungsgrad hinsichtlich der Pumpwirkung und lässt sich ohne weiteres mit einem erfindungsgemäß integrierten Heizelement versehen. Bei einer Kreiselpumpe muss einerseits die Antriebswelle für das Pumpenrad flüssigkeitsdicht aus dem Gehäuse herausgeführt werden und andererseits wird üblicherweise auf der dem Antrieb gegenüberliegenden Seite der axiale Zufluss angebracht.

Die erfindungsgemäße Heizung kann dabei grundsätzlich sowohl auf der Seite des axialen Zuflusses als auch auf der Antriebsseite angeordnet werden. Die Ausführung mit dem Heizelement auf der Zuflussseite bietet fertigungstechnisch und konstruktiv Vorteile. Der Antrieb muss in seinen Ausmaßen nicht auf das Heizelement abgestimmt werden. Darüber hinaus kann ein Zufluss, beispielsweise in Form eines Stutzens, eines Kragens oder eines Flansches problemlos durch das gleiche formgebende Verfahren in das die Heizung tragende Gehäuseteil eingeformt werden, mit dem auch die erfindungsgemäße Vertiefung angebracht wird.

Das Gehäuse einer Kreiselpumpe mit erfindungsgemäß angebrachter Heizung kann zylinderförmig oder aber auch schneckenförmig ausgebildet sein, wie dies bei Kreiselpumpen häufig der Fall ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.

Im Einzelnen zeigen Figur 1 eine Draufsicht auf ein Gehäuseteil für eine Pumpe mit erfindungsgemäß integriertem Heizelement, Figur 2 eine Seitenansicht auf ein Gehäuseteil gemäß Figur 1 und Figur 3 eine Ausschnittsvergrößerung des Gehäuseteils gemäß Figur 1 im Schnitt und Figur 4 eine Schnittdarstellung einer vollständigen Pumpe.

Das Gehäuseteil 1 gemäß Figur 1 ist als Deckel für ein das Pumpenrad beinhaltendes weiteres Gehäuseteil einer Kreiselpumpe ausgebildet. Es weist eine äußere Vertiefung in Form einer Ringnut 2 auf, in die ein aus einem stabförmigen Rohling zu einem Ringsegment gebogenes Heizelement 3 eingelegt ist.

Zentral ist eine Zuflussöffnung 4 für den axialen Zufluss der Kreiselpumpe vorgesehen. Die Anschlüsse 5,6, die beidseits am Ende des Heizelements 3 angebracht sind, sind aus der Ringebene des Heizelementes 3 abgebogen, so dass sie aus der Ringnut 2 hervorstehen und somit leicht zugänglich sind. Die hervorstehenden Anschlüsse 5,6 sind in der Zeichenansicht gemäß Figur 2 gut erkennbar.

Rund um die Zuflussöffnung 4 ist ein Kragen 7 zum Anschluss einer Zuflussleitung in das Gehäuseteil 1 eingeformt.

In der Ausschnittsvergrößerung gemäß Figur 3 ist erkennbar, dass die Ringnut 2 so in ein Flachmaterial eingeformt ist, dass sich innenseitig ein Vorsprung 8 ergibt. Zum einen bietet dies fertigungstechnisch Vorteile, indem das Gehäuseteil 1 aus einem Flachmaterial formgebend hergestellt werden kann, zum anderen ergibt sich durch den Vorsprung 8 eine Vergrößerung der Kontaktfläche auf der Innenseite des mit Hilfe des Gehäuseteils 1 gebildeten Pumpengehäuses.

Sowohl die Basis 9 als auch die Seitenwände 10, 11 des Vorsprungs 8 sind von der Flüssigkeit im Inneren der mit dem Gehäuseteil 1 zu bildenden Pumpe umspült und dienen demnach als innere Heizfläche. Durch die Ausbildung der Ringnut als inneren Vorsprung 8 ergibt sich somit nahezu eine Verdreifachung der Kontaktfläche gegenüber einem auf ein flaches Gehäuseteil aufgesetzten Heizelement.

Darüber hinaus ist erkennbar, dass das Heizelement 3 und die Ringnut 2 in ihrer Querschnittsform aneinander angepasst sind, so dass das Heizelement 3 formschlüssig in der Ringnut 2 liegt. Hierdurch ergeben sich große Kontaktflächen zwischen dem Gehäuseteil 1 einerseits und dem Heizelement 3 andererseits, wobei diese Kontaktflächen flächig aneinander gefügt sind. Gegebenenfalls kann auch ein nicht näher dargestelltes Füllmaterial zusätzlich vorgesehen werden, um kleinere Lücken zwischen dem Heizelement 3 und dem Gehäuseteil 1 in der Ringnut 2 aufzufüllen und somit auch an solchen Stellen einen guten Wärmeübertrag sicherzustellen.

Wie anhand von Figur 3 erkennbar ist, ist die Ringnut 2 tiefer ausgebildet als die entsprechende Höhe h des Heizelementes 3, so dass das Gehäuseteil 1 mit einem Überstand a über das Heizelement 3 übersteht. Hierdurch ergibt sich bei dem im Wesentlichen quadratischen Querschnitt des Heizelementes in Verbindung mit dem dreiseitigen Wärmekontakt eine Kontaktfläche 20 von ca. 75 % der Gesamtfläche des Heizelementes 3. Darüber hinaus taucht das Heizelement 3 gewissermaßen in die Ringnut 2 ein. Hierdurch wird der nach außen abgegebene Wärmeanteil verringert. Die Seitenwände 10,11, die zur Wärmeübertragung an die Flüssigkeit zur Verfügung stehen, werden durch den Überstand a vergrößert. Die Wärme fließt in dem Material des Gehäuseteils 1 nicht nur senkrecht zu den Seitenwänden 10,11 vom Heizelement 3 ins Innere des mit dem Gehäuseteils 1 zu schließenden Pumpengehäuses, sondern sie breitet sich auch innerhalb des Gehäuseteils 1, z. B. an der oberen Verlängerung der Seitenwände 10,11 aus. Diese Bereiche der Seitenwände 10,11 dienen demnach zusätzlich für die Wärmeabgabe an die Flüssigkeit. Durch diese Maßnahme wird dementsprechend der Wirkungsgrad des Heizelementes 3 weiter verbessert.

Die Verbindung des Gehäuseteils 1, das bevorzugt aus wärmeleitendem und temperaturresistentem Material, z. B. aus Metall, gefertigt ist, mit wenigstens einem weiteren Gehäuseteil kann auf unterschiedlichste Art und Weise vollzogen werden. So kann beispielsweise eine lösbare Verbindung, wie eine Rast-oder Schnappverbindung, gegebenenfalls mit entsprechenden Dichtelementen vorgesehen werden. Denkbar ist jedoch auch die feste Verbindung mit dem weiteren Gehäuseteil, z. B. durch Verkleben, Verlöten oder Verschweißen.

Figur 4 zeigt eine komplette Pumpe 12 mit Antriebsmotor 13 und Heizelement 3 gemäß der Erfindung. Das oben beschriebene Gehäuseteil 1 dient als Deckel für ein weiteres Gehäuseteil 14. Das Gehäuseteil 14 ist von der Antriebswelle 15 des Antriebsmotors 13 durchsetzt. Der Durchgang der Antriebswelle 15 ist auf nicht näher dargestellte Weise abgedichtet.

An der Antriebswelle 15 ist ein Pumpenrad 16 befestigt. Der Zufluss erfolgt über die Zuflussöffnung 4. Der Abfluss erfolgt tangential in einen Abflussstutzen 17, wo die Strömung parallel zum Zufluss umgelenkt wird.

In dieser Ausführungsform ist das Gehäuseteil 1 fest mit dem Gehäuseteil 14 verbunden. Hierzu wird das aus Metall bestehende Gehäuseteil 1 im Randbereich 18 während der Fertigung des anderen, aus Kunststoff bestehenden Gehäuseteils 14, umspritzt. An dieser Stelle sind wie oben angeführt jedoch auch lösbare Varianten denkbar, die ggf. zusätzlich abgedichtet werden.

Es sind vielfältige weitere Ausgestaltungen gegenüber dem dargestellten Ausführungsbeispiel denkbar, wobei erfindungsgemäß wesentlich ist, dass das Heizelement in eine äußere Vertiefung des Pumpengehäuses eingesetzt ist. Das Gehäuseteil 1 schließt demnach das zu bildende Pumpengehäuse dicht ab. Es kommt zu keinerlei Dicht-und/oder Isolationsproblemen im Bezug auf das Heizelement 2 bzw. dessen elektrischen Anschlüsse 5,6. Darüber hinaus ist die Fertigung eines Gehäuseteils 1 mit einem erfindungsgemäß eingelegten Heizungselement 3 besonders einfach und damit kostengünstig.

Bezugszeichenliste : 1 Gehäuseteil 2 Ringnut 3 Heizelement 4 Zuflussöffnung 5 Anschluss 6 Anschluss 7 Kragen 8 Vorsprung 9 Basis 10 Seitenwand 11 Seitenwand 12 Pumpe 13 Antriebsmotor 14 Gehäuseteil 15 Antriebswelle 16 Pumpenrad 17 Abflussstutzen 18 Randbereich 19 Heizelement 20 Konaktfläche