DE10019911A1 - Förderpumpe - Google Patents

Abstract

Bei einer Förderpumpe (3) sind zwei einander umschließende Förderkammern (27, 28) auf unterschiedlichen axialen Ebenen (18, 19) angeordnet. Die radial innere Förderkammer (27) ist zur Befüllung eines Schwalltopfes (2) eines Kraftstoffbehälters eines Kraftfahrzeuges und die radial äußere Förderkammer (28) ist zur Ansaugung aus dem Schwalltopf (2) vorgesehen. Die Förderpumpe (3) gestaltet sich besonders kompakt und läßt sich mit der radial inneren Förderkammer (27) besonders tief im Schwalltopf (2) anordnen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe, welche insbeson­ dere zur Anordnung in einem Schwalltopf eines Kraftstoff­ behälters eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist, mit einem angetriebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden Laufrad, mit mehreren einander konzentrisch umschließen­ den Kränzen Schaufelkammern begrenzende Leitschaufeln und mit in dem Pumpengehäuse angeordneten, den Kränzen der Schaufelkammern gegenüberstehenden teilringförmigen, sich von einem Einlaßkanal bis zu einem Auslaßkanal erstreckenden Kanälen.

Solche Förderpumpen werden meist als Peripheral- oder Seitenkanalpumpe ausgeführt und sind aus der Praxis be­ kannt. Die Förderpumpe kann hierbei mehrstufig oder zur Förderung insbesondere von Kraftstoff aus dem Kraftstoff­ behälter in einen Schwalltopf und gleichzeitig aus dem Schwalltopf zu einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeu­ ges ausgebildet sein. Das Laufrad ist in der Regel auf einer Welle eines Elektromotors befestigt. Zwischen der teilringförmigen Kanälen steht das Pumpengehäuse dem Laufrad zur Bildung eines Dichtspaltes mit besonders ge­ ringem Abstand gegenüber. Durch diese Gestaltung lassen sich auf einem einzigen Laufrad mehrere Pumpstufen anord­ nen und diese für den jeweiligen Anwendungsfall frei ge­ stalten.

Nachteilig bei der bekannten Förderpumpe ist, daß ein Druckunterschied zwischen den einander umschließenden teilringförmigen Kanälen zu einem Überströmen der geför­ derten Flüssigkeit und damit zu starken Axialkräften auf das Laufrad führt. Das Überströmen vermindert damit den Wirkungsgrad der Förderpumpe.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Förderpum­ pe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß ein Überströmen der zu fördernden Flüssigkeit zwischen einan­ der umschließenden teilringförmigen Kanälen weitgehend vermieden wird.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Laufrad in axialer Richtung mehrere Ebenen aufweist, daß zumindest zwei Kränze der Leitschaufeln auf zwei un­ terschiedlichen Ebenen angeordnet sind.

Durch diese Gestaltung läßt sich der Dichtspalt besonders lang gestalten, so daß einem Überströmen der zu fördern­ den Flüssigkeit ein besonders hoher Widerstand entgegen­ gesetzt wird. Im Vergleich zu der bekannten Förderpumpe strömt bei der erfindungsgemäßen Förderpumpe bei gleicher Spaltbreite des Dichtspaltes besonders wenig Flüssigkeit von dem einen teilringförmigen Kanal auf den anderen teilringförmigen Kanal über. Auf das Laufrad wirkende Axialkräfte lassen sich hierdurch besonders gering hal­ ten. Die erfindungsgemäße Förderpumpe hat damit einen be­ sonders großen Wirkungsgrad. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung ist, daß sich das Laufrad durch die beiden Ebenen besonders einfach lagerichtig auf der Welle des Elektromotors montieren läßt. Der vorgesehene Drehsinn des Laufrades wird hierdurch zuverlässig gewährleistet.

Der Dichtspalt läßt sich gemäß einer vorteilhaften Wei­ terbildung der Erfindung bei einem vorgesehenen axialen Spiel des Laufrades besonders klein halten, wenn das Laufrad einen umlaufenden Bund zur Trennung der unter­ schiedlichen Ebenen und das Pumpengehäuse einen dem Bund entsprechenden Absatz aufweist.

Das Laufrad und das Pumpengehäuse lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beson­ ders kostengünstig fertigen, wenn der Bund zylindrisch gestaltet ist.

Die erfindungsgemäße Förderpumpe erfordert einen beson­ ders geringen axialen Bauraum, wenn der Einlaßkanal oder der Auslaßkanal des radial inneren teilringförmigen Ka­ nals radial nach außen durch einen Steg im Pumpengehäuse zwischen dem Auslaßkanal und dem Einlaßkanal des radial äußeren teilringförmigen Kanals geführt ist.

Zur weiteren Verringerung der axialen Abmessungen der er­ findungsgemäßen Förderpumpe trägt es bei, wenn die Ebene des radial inneren Kranzes der Leitschaufeln einen größe­ ren Abstand von einem das Laufrad antreibenden Elektromo­ tor hat als die Ebene des radial äußeren Kranzes der Leitschaufeln. Hierdurch kann beispielsweise der radial äußere teilringförmige Kanal im montierten Zustand der Förderpumpe zumindest teilweise radial außerhalb des Elektromotors angeordnet sein. Bei der in dem Schwalltopf des Kraftstoffbehälters montierten Förderpumpe läßt sich hierdurch der radial innere Kranz Schaufelkammern beson­ ders tief anordnen und damit eine große Ansaughöhe ver­ meiden. Eine große Ansaughöhe führt insbesondere bei hei­ ßem Kraftstoff zur Bildung von Gasblasen und damit zu ei­ nem starken Abfall des Wirkungsgrades der Förderpumpe. Durch die besonders tiefe Anordnung des radial inneren Kranzes der Schaufelkammern hat die erfindungsgemäße För­ derpumpe einen besonders hohen Wirkungsgrad.

Die Schaufelkammern des radial inneren Kranzes Leitschau­ feln können gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbil­ dung der Erfindung einen besonders großen Durchmesser aufweisen und damit zur Förderung eines möglichst großen Volumenstroms gestaltet sein, wenn das Laufrad im Bereich des radial inneren Kranzes der Leitschaufeln dicker ist, als im Bereich des radial äußeren Kranzes der Leit­ schaufeln.

Bei einer vorgesehenen Förderung von Kraftstoff zu der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges vorgesehenen hohen Förderdruck und dem möglichst großen in den Schwalltopf zu fördernden Volumenstrom gestaltet sich die erfindungs­ gemäße Förderpumpe konstruktiv besonders einfach, wenn die Schaufelkammern des radial inneren Kranzes der Leit­ schaufeln ungefähr den doppelten Durchmesser der Schau­ felkammern des radial äußeren Kranzes der Leitschaufeln aufweisen.

Eine axiale Förderung des Kraftstoffs durch die Förder­ pumpe läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiter­ bildung der Erfindung mit besonders geringem baulichen Aufwand erreichen, wenn das Laufrad seinen Stirnseiten im radial äußeren Bereich einander gegenüberstehende Kränze von Leitschaufeln und untereinander verbundene Schaufel­ kammern aufweist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da­ von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be­ schrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungs­ gemäße, in einem Schwalltopf eines Kraftfahr­ zeuges montierte Förderpumpe,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein unteres Gehäuseteil eines Pumpengehäuses der Förderpumpe aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Boden eines Kraftstoffbehälters 1 ei­ nes Kraftfahrzeuges mit einem sich darauf abstützenden Schwalltopf 2. Innerhalb des Schwalltopfes 2 ist eine Förderpumpe 3 angeordnet. Die Förderpumpe 3 bildet mit einem Elektromotor 4 eine bauliche Einheit und hat einen den Boden des Schwalltopfes 2 durchdringenden Stutzen 5, auf dem ein an dem Boden des Kraftstoffbehälters 1 anlie­ gender Filter 6 befestigt ist. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist der Filter 6 schematisch dargestellt. Die Förderpumpe 3 hat zwei Einlaßkanäle 7, 8, von denen einer durch den Stutzen 5 bis zu dem Filter 6 und der andere bis vor den Boden des Schwalltopfes 2 geführt ist, und zwei Auslaßkanäle 9, 10, von denen einer in den Schwall­ topf 2 und der andere in ein Gehäuse 11 des Elektro­ motors 4 mündet. Auf einer Welle 12 des Elektromotors 4 ist ein Laufrad 13 der Förderpumpe 3 drehfest angeordnet und steht mit geringem Abstand einem feststehenden Pum­ pengehäuse 14 gegenüber. Die Welle 12 ist mittels einer Kugel 15 in dem Pumpengehäuse 14 gelagert.

Das Pumpengehäuse 14 hat ein oberes Gehäuseteil 16 und ein unteres, die beiden Einlaßkanäle 7, 8 aufweisendes Gehäuseteil 17. Das Laufrad 13 weist in axialer Richtung zwei axial voneinander beabstandete Ebenen 18, 19 auf.

Die Ebenen 18, 19 werden von einem umlaufenden Bund 20 voneinander getrennt.

Das Laufrad 13 hat einen radial inneren Kranz Leitschau­ feln 21 und in seinem radial äußeren Bereich zwei einan­ der gegenüberstehende Kränze Leitschaufeln 22. Die Leit­ schaufeln 21, 22 begrenzen in dem Laufrad 13 angeordnete Schaufelkammern 23, 24. Der radial innere Kranz der Leit­ schaufeln 21 ist weiter vom Elektromotor 4 entfernt ange­ ordnet, als die radial äußeren Kränze der Leitschau­ feln 22. Einander gegenüberstehende Schaufelkammern 24 der radial äußeren Kränze der Leitschaufeln 22 sind un­ tereinander verbunden. Im Bereich der Kränze der Leit­ schaufeln 21, 22 sind in dem Pumpengehäuse 14 jeweils teilringförmige Kanäle 25, 26 angeordnet. Die teilring­ förmigen Kanäle 25, 26 bilden mit den Schaufelkammern 23, 24 jeweils sich von einem der Einlaßkanäle 7, 8 bis zu einem der Auslaßkanäle 9, 10 erstreckende Förderkam­ mern 27, 28. Bei einer Drehung des Laufrades 13 fördert die Förderpumpe 3 Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 1 durch die radial innere Förderkammer 27 in den Schwall­ topf 2 und durch die radial äußere Förderkammer 28 aus dem Schwalltopf 2 durch den Elektromotor 4 zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges.

Der Auslaßkanal 9 der radial inneren Förderkammer 27 ist durch einen Steg 29 radial nach außen geführt. Der umlau­ fende Bund 20 steht einem Absatz 30 des Pumpengehäuses 14 mit geringem Abstand gegenüber. Dieser Bereich dient da­ mit als Dichtspalt, der ein Überströmen von Kraftstoff zwischen unterschiedliche Drücke aufweisenden Förderkam­ mern 27, 28 weitgehend verhindert. Die Einlaßkanäle 7, 8 und die Auslaßkanäle 9, 10 sind zur Vereinfachung der Zeichnung einander gegenüberstehend angeordnet. Selbst­ verständlich können sich die teilringförmigen Kanäle 25, 26 auch über einen größeren Winkelbereich erstrecken.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf das untere Gehäuseteil 17 des Pumpengehäuses 14 von dem Laufrad 13 aus Fig. 1 aus gesehen. Hierbei ist zu erkennen, daß sich die teilring­ förmigen Kanäle 25, 26 über einen Winkelbereich von unge­ fähr 300° erstrecken.

Claims (8)

1. Förderpumpe, welche insbesondere zur Anordnung in ei­ nem Schwalltopf eines Kraftstoffbehälters eines Kraft­ fahrzeuges vorgesehen ist, mit einem angetriebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden Laufrad, mit mehreren einander konzentrisch umschließenden Kränzen Schaufelkam­ mern begrenzende Leitschaufeln und mit in dem Pumpenge­ häuse angeordneten, den Kränzen der Schaufelkammern ge­ genüberstehenden teilringförmigen, sich von einem Einlaß­ kanal bis zu einem Auslaßkanal erstreckenden Kanälen, da­ durch gekennzeichnet, daß das Laufrad (13) in axialer Richtung mehrere Ebenen (18, 19) aufweist, daß zumindest zwei Kränze der Leitschaufeln (21, 22) auf zwei unter­ schiedlichen Ebenen (18, 19) angeordnet sind.

2. Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (13) einen umlaufenden Bund (20) zur Trennung der unterschiedlichen Ebenen (18, 19) und das Pumpengehäuse (14) einen dem Bund (20) entsprechenden Ab­ satz (30) aufweist.

3. Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bund (20) zylindrisch gestaltet ist.

4. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß­ kanal (7) oder der Auslaßkanal (9) des radial inneren teilringförmigen Kanals (25) radial nach außen durch ei­ nen Steg (29) im Pumpengehäuse (14) zwischen dem Auslaß­ kanal (10) und dem Einlaßkanal (8) des radial äußeren teilringförmigen Kanals (26) geführt ist.

5. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene (18) des radial inneren Kranzes der Leitschaufeln (21) einen grö­ ßeren Abstand von einem das Laufrad (13) antreibenden Elektromotor (4) hat als die Ebene (19) des radial äuße­ ren Kranzes der Leitschaufeln (22).

6. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (13) im Bereich des radial inneren Kranzes der Leitschau­ feln (21) dicker ist, als im Bereich des radial äußeren Kranzes der Leitschaufeln (22).

7. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelkam­ mern (23) des radial inneren Kranzes der Leitschau­ feln (21) ungefähr den doppelten Durchmesser der Schau­ felkammern (24) des radial äußeren Kranzes der Leitschau­ feln (22) aufweisen.

8. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (13) seinen Stirnseiten im radial äußeren Bereich einander ge­ genüberstehende Kränze von Leitschaufeln (22) und unter­ einander verbundene Schaufelkammern (24) aufweist.