DE10143809C1 - Förderpumpe - Google Patents

Abstract

Bei einer als Seitenkanalpumpe ausgebildeten Förderpumpe weisen mehrere den Querschnitt einer Förderkammer (13) bildende Abschnitte (14-16) jeweils Radien auf. Die Ursprünge der äußeren Radien sind auf der dem einen Laufrad zugewandten Stirnseite eines Pumpengehäuses angeordnet. Die Abschnitte (14-16) weisen in ihren aneinandergrenzenden Bereichen jeweils gemeinsame Tangenten auf. Hierdurch lässt sich ein besonders hoher Wirkungsgrad der Förderpumpe sicherstellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe mit einem ange­ triebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden Laufrad, mit zumindest einem Kranz Schaufelkammern, mit einem dem Kranz der Schaufelkammern der Wandung des Pumpengehäu­ ses gegenüberliegend angeordneten, sich von einem Ein­ lasskanal zu einem Auslasskanal erstreckenden teilring­ förmigen Kanal, wobei der Querschnitt des teilringförmi­ gen Kanals mehrere Abschnitte aufweist.

Solche Förderpumpen werden häufig als Kraftstoffpumpen eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Durch die Gestaltung des Querschnitts des teilringförmigen Kanals mit mehreren Abschnitten soll die aus dem teilringförmi­ gen Kanal und den Schaufelkammern zusammengesetzte För­ derkammer auf die darin erzeugte Zirkulationsströmung angepasst werden. Bei der aus der Praxis bekannten För­ derpumpe weist zumindest einer der Abschnitte eine Fläche auf, so dass die Zirkulationsströmung einen wechselnden Abstand zur Wandung des teilringförmigen Kanals hat.

Nachteilig bei der bekannten Förderpumpe ist, dass an den Übergängen der Abschnitte und damit in den Bereichen, in denen die Zirkulationsströmung einen besonders großen Abstand zu der Wandung des teilringförmigen Kanals hat, Wirbel entstehen, die zu einer starken Verringerung des Wirkungsgrades der Förderpumpe führen.

Zur Vermeidung der Verwirbelungen ist bei einer aus der EP 0 646 727 B1 bekannten Förderpumpe der Querschnitt der Förderkammer als Teil einer Ellipse gestaltet, wobei die Tiefe des teilringförmigen Kanals kleiner als die Hälfte der Nebenachse der Ellipse ist. Hierdurch werden flache Abschnitte im Bereich der Förderkammer vermieden. Nachteilig bei dieser Förderpumpe ist jedoch, dass Ver­ wirbelungen im Eintrittsbereich und im Austrittsbereich der Zirkulationsströmung im teilringförmigen Kanal ent­ stehen, da die Förderkammer insbesondere in an die Schau­ felkammer angrenzenden Bereichen spitz zulaufende Taschen bildet und damit die Zirkulationsströmung einen veränder­ lichen Abstand zu der Wandung des teilringförmigen Kanals hat. Weiterhin ist die elliptische Gestaltung des Quer­ schnitts des teilringförmigen Kanals nur sehr schwierig zu fertigen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Förderpum­ pe der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass Ver­ wirbelungen in dem teilringförmigen Kanal vermieden wer­ den und dass die Förderpumpe einen besonders hohen Wir­ kungsgrad hat.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeder der Abschnitte von einem Radius gebildet ist.

Durch diese Gestaltung lässt sich die Förderkammer ein­ fach auf die Zirkulationsströmung des zu fördernden Medi­ ums und dessen Viskosität anpassen. Veränderliche Abstände zwischen der Zirkulationsströmung lassen sich je­ doch einfach vermeiden. Daher werden Verwirbelungen in­ nerhalb der Förderpumpe zuverlässig vermieden. Die erfin­ dungsgemäße Förderpumpe hat deshalb einen besonders hohen Wirkungsgrad. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung be­ steht darin, dass sich durch eine geeignete Wahl der Ra­ dien und der Abschnitte das Wirkungsgradoptimum auf den Arbeitspunkt der Förderpumpe legen lässt.

Zur weiteren Verringerung der Verwirbelungen innerhalb der Zirkulationsströmung trägt es gemäß einer vorteilhaf­ ten Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die Radien der Abschnitte tangential ineinander übergehen.

Im Ein- und Austrittsbereich der Zirkulationsströmung in den teilringförmigen Kanal werden Verwirbelungen gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig vermieden, wenn der Ursprung der Radien der radial äußeren und innerem Abschnitte im Wesentlichen auf der Ebene der dem Laufrad zugewandten Stirnseite des Pumpengehäuses angeordnet ist. Hierdurch sind die radial äußeren und innerem Abschnitte in ihren an die Schaufelkammer angrenzenden Bereichen recht­ winklig zu der Stirnseite des Laufrades angeordnet. Des­ halb gelangt die Strömung verwirbelungsfrei aus den Schaufelkammern in den teilringförmigen Kanal.

Die erfindungsgemäße Förderpumpe lässt sich durch insge­ samt drei bis fünf Abschnitte besonders kostengünstig fertigen.

Zur weiteren Erhöhung des Wirkungsgrades der erfindungs­ gemäßen Förderpumpe trägt es bei, wenn die Abschnitte zueinander symmetrisch angeordnet sind.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteten Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine erfin­ dungsgemäße Förderpumpe,

Fig. 2 einen stark vergrößerten Teilschnitt im Be­ reich einer Förderkammer der Förderpumpe aus Fig. 1,

Fig. 3, 4 weitere Ausführungsformen der Förderkammer der Förderpumpe im Teilschnitt.

Fig. 1 zeigt eine von einem Elektromotor 1 angetriebene, als Seitenkanalpumpe ausgebildete Förderpumpe 2. Eine solche Förderpumpe 2 lässt sich beispielsweise zur Förde­ rung von Kraftstoff in einem heutigen Kraftfahrzeug ein­ setzen. Die Förderpumpe 2 hat ein zwischen zwei Gehäuse­ teilen 3, 4 eines Pumpengehäuses 5 angetriebenes Laufrad 6. Das Laufrad 6 ist hierfür auf einer Welle 7 des Elekt­ romotors 1 befestigt. Die Gehäuseteile 3, 4 des Pumpenge­ häuses 5 werden mittels eines ringförmigen Abstandhalters 8 auf Abstand gehalten. Das Laufrad 6 hat in seinen Stirnseiten jeweils einen Kranz Schaufelkammern 9. In den den Kränzen der Schaufelkammern 9 gegenüberliegenden Be­ reichen der Gehäuseteile 3, 4 sind teilringförmige Kanäle 10 angeordnet. Die Schaufelkammern 9 und die teilringför­ migen Kanäle 10 bilden sich von einem Einlasskanal 11 zu einem Auslasskanal 12 der Förderpumpe 2 erstreckende För­ derkammern 13. Bei einem Antrieb des Laufrades 6 durch den Elektromotor 1 wird ein Medium durch den Einlasskanal 11 angesaugt und über die Förderkammern zu dem Auslasska­ nal 12 geführt. Innerhalb der Förderkammern 13 bilden sich Zirkulationsströmungen. Zur Verdeutlichung sind in der Zeichnung die Strömungen des geförderten Mediums mit Pfeilen gekennzeichnet.

Fig. 2 zeigt in einer stark vergrößerten Darstellung einen Querschnitt einer der Förderkammern 13 aus Fig. 1. Die Schaufelkammern 9 im Laufrad 6 haben einen annähernd halbkreisförmigen oder halb-elliptischen Querschnitt. Der Querschnitt des teilringförmigen Kanals 10 hat drei je­ weils einen Radius R₂', R₂'' aufweisende Abschnitte 14-16. Der Ursprung der beiden äußeren Radien R₂' befindet sich auf der Stirnseite des Gehäuseteils 3, während der Ursprung des mittleren Radius R₂'' auf der senkrecht auf der Stirnseite des Gehäuseteils 3 stehenden Symmetrieach­ se des teilringförmigen Kanals 10 liegt. An ihren anei­ nandergrenzenden Bereichen weisen die Abschnitte 14-16 jeweils eine gemeinsame Tangente auf. In der dargestell­ ten Ausführungsform weisen die beiden äußern Radien R₂' ungefähr 1,4 Längeneinheiten auf, während der mittlere Radius R₂'' 1,6 beträgt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Förderkam­ mer 13 aus Fig. 1 im Querschnitt, welche sich von der aus Fig. 2 dadurch unterscheidet, dass die Radien R₃' der beiden äußeren Abschnitte 14, 16 jeweils 0,3 Längen­ einheiten betragen, während der mittlere Abschnitt 15 einen Radius R₃'' von 8 Längeneinheiten hat. Fig. 4 zeigt ebenfalls eine weitere Ausführungsform der Förder­ kammer 13 aus Fig. 1 im Querschnitt, bei der die Radien R₄' der äußeren Abschnitte 14, 16 jeweils 10 Längenein­ heiten betragen und der mittlere Abschnitt 15 einen Radi­ us R₄'' von 1,4 Längeneinheiten aufweist.

Claims (5)

1. Förderpumpe mit einem angetriebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden Laufrad, mit zumindest einem Kranz Schaufelkammern, mit einem dem Kranz der Schaufel­ kammern in der Wandung des Pumpengehäuses gegenüberliegend angeordneten, sich von einem Einlasskanal zu einem Aus­ lasskanal erstreckenden teilringförmigen Kanal, wobei der Querschnitt des teilringförmigen Kanals mehrere Abschnit­ te aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Ab­ schnitte (14-16) von einem Radius gebildet ist.

2. Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien der Abschnitte (14-16) tangential in­ einander übergehen.

3. Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Ursprung der Radien radial äußerer und innerer Ab­ schnitte (14, 16) im Wesentlichen auf der Ebene der dem Laufrad (6) zugewandten Stirnseite des Pumpengehäuses (5) angeordnet ist.

4. Förderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch insgesamt drei bis fünf Abschnitte (14-16).

5. Förderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (14-16) zueinander symmetrisch angeordnet sind.