DE10327574B4

DE10327574B4 - Laufrad für eine Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE10327574B4
Application number: DE10327574.6A
Authority: DE
Inventors: Glenn A. Moss
Original assignee: TI Group Automotive Systems LLC
Current assignee: TI Group Automotive Systems LLC
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2023-06-19
Also published as: JP4359450B2; US7037066B2; DE10327574A1; JP2004028102A; US20030231952A1

Abstract

Laufrad für eine Strömungspumpe, mit: einer kreisförmigen Nabe (70) mit einer Naben-Außenfläche (66A), die sich um den Außenumfang der Nabe (70) erstreckt, einem Ring (72) mit einer inneren Ringfläche (67A), die sich um seinen Innenumfang erstreckt, und einem Schaufelkranz (56A), der so angeordnet ist, dass die Nabe (70), der Ring (72) und der Schaufelkranz (56A) konzentrisch zueinander sind, wobei die Nabe (70) in radialer Richtung innerhalb des Rings (72) angeordnet ist, wobei der Schaufelkranz (56A) an einer radialen Stelle zwischen der Nabe (70) und dem Ring (72) angeordnet ist und mehrere Schaufeln (78A) sowie mehrere zwischen den Schaufeln (78A) sowie der Nabe (70) und dem Ring (72) gebildete Schaufeltaschen (60A) aufweist, wobei jede der Schaufeln (78A) aufweist: a) ein geradliniges Schaufelfußsegment (88), das sich von der äußeren Nabenfläche (66A) in eine erste Richtung erstreckt, und b) ein gekrümmtes Schaufelspitzensegment (90), das von dem äußersten radialen Abschnitt des Schaufelfußsegments (88) kontinuierlich zu der inneren Zwischenringfläche (67A) verläuft, um eine Schaufeltasche auszubilden, und das sich von dem äußeren Ende des Schaufelfußsegmentes (88) in Richtung auf die innere Ringfläche (67A) so wegerstreckt, dass eine zu dem gekrümmten Schaufelspitzensegment (90) tangentiale Linie (140) in eine zweite Richtung verläuft, wobei die erste Richtung, gesehen in Drehrichtung (102) des Laufrades, der zweiten Richtung um einen Winkel θ nacheilt, wobei die erste Richtung (134) dem Radius (144) des Laufrades, der durch den Punkt (114) verläuft, an dem sich das geradlinige Schaufelfußsegment (88) und die äußere Nabenfläche (66A) schneiden, in Drehrichtung (102) des Laufrades um einen Winkel ψ nacheilt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laufrad für eine Strömungspumpe, insbesondere eine Kraftstoffpumpe für eine Kraftstoffzuführanlage eines Fahrzeuges, sowie eine entsprechende Kraftstoffpumpe.
Elektrisch angetriebene Strömungspumpen, insbesondere Peripheral und Seitenkanalpumpen werden üblicherweise in Kraftstoffanlagen von Fahrzeugen und dergleichen eingesetzt. Die Pumpen haben typischerweise einen äusseren Mantel, der ein inneres Gehäuse umgibt und zusammenhält. Das innere Gehäuse wird in einen Kraftstofftank getaucht, wobei Kraftstoff durch einen Kraftstoffeinlass aus dem umgebenden Tank angesaugt und durch einen Auslass unter Druck an den Verbrennungsmotor abgegeben wird. Eine nach unten ragende Welle des elektrischen Motors treibt ein scheibenförmiges Laufrad mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Schaufeln an, die um den Umfang des Laufrades herum angeordnet sind. Ein bogenförmiger Pumpkanal im Gehäuse umgibt den Aussenumfang des Laufrades und verläuft von einer Einlassöffnung zu einer Auslassöffnung an entgegengesetzten Enden. Flüssiger Kraftstoff, der sich in Taschen zwischen benachbarten Schaufeln und in dem umgebenden Kanal befindet, entwickelt Druck durch Wirbelströmungen, die durch das dreidimensionale Profil der Schaufeln und die Drehung des Laufrades induziert werden.
Die Schaufeln derartiger scheibenförmiger Laufräder haben eine Vielzahl unterschiedlicher dreidimensionaler Profile bzw. Formen. Die Form hängt von der Art des verwendeten Laufrades und des umgebenden Gehäuses der Pumpe ab. Beispielsweise sind Laufradschaufeln bekannt, die im wesentlichen eben, geradlinig und radial nach aussen verlaufend ausgebildet sind. Andere Laufradschaufeln sind eben, geradlinig und gegenüber einem Radius des Laufrades angestellt. Noch andere Lösungen, wie in der US 6 113 363 A offenbart, haben Schaufeln, die so angestellt sind, dass die Schaufelspitzen bei rotierendem Laufrad den Schaufelfüssen nacheilen und sowohl in axialer wie auch radialer Richtung gekrümmt ausgebildet sind.
Es gibt grundsätzlich zwei Arten scheibenförmiger Laufräder für Strömungspumpen, welche das Profil der Laufradschaufel diktieren können. Sie werden üblicherweise als ”Guide Ring-Type” und ”Hoop-Type” bezeichnet.
Ein Laufrad vom ”Guide Ring-Type” wird in Verbindung mit einem stationären Führungsring verwendet, der am Gehäuse der Pumpe fest angebracht ist. Der Führungsring dient dazu, den Kraftstoffstrom von einer vertikalen Einlassöffnung abzuzweigen, den Kraftstoff durch einen im wesentlichen horizontalen gekrümmten bzw. ringförmigen Kanal zu führen, dann den Kraftstoff von den sich bewegenden Laufradschaufeln innerhalb des ringförmigen Kanals ”abzustreifen” und den Kraftstoff einer im wesentlichen vertikalen Auslassöffnung zuzuführen. Der bogenförmige Kanal verläuft um den Umfang des Laufrades zwischen der Einlass- und Auslassöffnung um ungefähr 270 bis 330 [deg.] und wird radial aussen von dem Führungsring und radial innen vom Umfang des Laufrades begrenzt. Die Schaufeln, so wie sie in der oben erwähnten US 6 113 363 A beschrieben sind, haben freie Schaufelspitzen, die vom Laufrad im wesentlichen radial nach aussen und seitlich in den Kanal vorstehen. Ein Abstreifabschnitt des Führungsrings liegt dem Kanal diametral gegenüber und ist in Umfangsrichtung zwischen der Einlass- und Auslassöffnung angeordnet. Bei Drehung des Laufrades wischen die sich bewegenden Schaufelspitzen dicht an dem Abstreifabschnitt des Führungsrings entlang, um den unter Druck stehenden Kraftstoff vom Laufrad ”abzustreifen” und ihn vom Kanal in die Auslassöffnung abzulenken. Der Abstreifabschnitt muss nahe an den Schaufelspitzen angeordnet bleiben, um eine Bypass-Strömung des unter Druck stehenden Kraftstoffes von der Auslassöffnung zur Einlassöffnung zu verhindern. Diese Beziehung zwischen dem Führungsring und den Schaufelspitzen der Laufradschaufeln erfordert eine kostenintensive Fertigungspräzision, kann aufgrund von Verschleiss den Wirkungsgrad der Pumpe beeinträchtigen und erfordert zusätzliche Teile, die die Herstellungs- und Wartungskosten weiter erhöhen können.
Ein Laufrad vom ”Hoop-Type”, wie es in der US 2002/0021961 A1 und in der US 5 807 068 A offenbart ist, verwendet keinen Führungsring, sondern einen peripheralen Ring als Teil des Laufrades. Der Laufradring wird von den radial äusseren Enden des Schaufelkranzes des Laufrades erfasst und getragen. Schaufeltaschen zwischen benachbarten Schaufeln kommunizieren lediglich seitlich vom Laufrad nach aussen in obere und untere Nuten des vom Pumpengehäuse gebildeten Kanals. Bei dieser Art von Laufrad erfolgt die Strömungsverbindung zwischen den Schaufeltaschen und dem Kanal lediglich in axialer bzw. seitlicher Richtung. Die dreidimensionalen Schaufelprofile derartiger Laufräder unterliegen jedoch erheblichen Beschränkungen, und der Gesamtwirkungsgrad der Pumpe ist daher relativ gering.
Als Strömungspumpen ausgebildete Kraftstoffpumpen des Standes der Technik haben einen Gesamtwirkungsgrad von ungefähr 35 bis 45%, und in Kombination mit einem Wirkungsgrad des elektrischen Motors von 45 bis 50% beträgt der Gesamtwirkungsgrad derartiger Elektrokraftstoffpumpen ungefähr 16 bis 22%. Ausserdem sind höhere Volumenstrom- und Druckanforderungen von Kraftstoffpumpen für Kraftfahrzeuge von herkömmlichen Strömungspumpen mit 36 bis 39 mm Durchmesser nicht zu befriedigen. Um die Förderleistung und den Druck zu erhöhen, müssen die Pumpen bei höheren Drehzahlen betrieben werden. Dies erhöht jedoch die Gefahr von Kavitation.
DE 197 44 237 A1 beschreibt ein Flügelrad zum Einsetzen einer Kraftstoffpumpe mit einem abgeknickten Schaufelspitzensegment.
Weitere Kraftstoffpumpen mit entsprechenden Schaufelrädern sind bekannt aus den Druckschriften US 6 152 688 A , US 6 231 318 B1 und US 6 162 012 A .
Die Druckschrift DE 690 31 713 T2 beschreibt ein Wirbelstromgebläse mit verschiedenen Formen von Schaufeln und Schaufelspitzensegmenten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufrad für eine Strömungspumpe sowie eine entsprechende Strömungspumpe zu schaffen, deren Konstruktion zu einem erhöhten Wirkungsgrad der Pumpe führt.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1, 22, 41 und 46.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.
Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Laufrad eine kreisförmige Nabe, einen Ring (Hoop) und einen Schaufelkranz. Die Nabe hat eine äußere Nabenfläche, die um den äußeren Umfang verläuft. Der Ring hat eine innere Ringfläche, die um seinen inneren Umfang verläuft. Der Schaufelkranz hat mehrere Schaufeln und zwischen den Schaufeln gebildete Schaufeltaschen. Jede der Schaufeln umfasst a) ein geradliniges Schaufelsegment, das sich in eine erste Richtung erstreckt, und b) ein gekrümmtes Schaufelspitzensegment, wobei eine zu dem Schaufelspitzensegment tangentiale Linie in eine zweite Richtung verläuft. Die erste Richtung, gesehen in Drehrichtung des Laufrades, eilt der zweiten Richtung nach.
Ein Laufrad gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ebenfalls eine kreisförmige Nabe, einen Ring und einen Schaufelkranz. In diesem Fall umfasst jede der Schaufeln: a) eine obere und untere Hälfte, die in Form eines V angeordnet sind, b) ein Schaufelfußsegment, das sich in eine erste Richtung erstreckt, und c) ein Schaufelspitzensegment, das sich in eine zweite Richtung erstreckt. Der Punkt, an dem das Schaufelspitzensegment auf die innere Ringfläche auftrifft, eilt dem Punkt nach, an dem das Schaufelfußsegment auf die äußere Nabenfläche auftrifft, und zwar gesehen in Drehrichtung des Laufrades.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Laufrad eine kreisförmige Nabe, einen inneren Schaufelkranz, einen Zwischenring, einen äußeren Schaufelkranz und einen Außenring. Die Nabe und der Zwischenring weisen jeweils einen in Umfangsrichtung verlaufenden Grat auf. Die Nabe, der innere Schaufelkranz, der Zwischenring, der äußere Schaufelkranz und der Außenring sind sämtlich konzentrisch zueinander, wobei der innere Schaufelkranz an einer radialen Stelle zwischen der Nabe und dem Zwischenring und der äußere Schaufelkranz an einer radialen Stelle zwischen dem Zwischenring und dem Außenring angeordnet ist. Sowohl der Grat der Nabe wie auch der Grat des Zwischenrings erstreckt sich ein Teilstück in eine angrenzende Schaufeltasche, wodurch obere und untere Schaufeltaschenabschnitte gebildet werden, so dass Strömungsmittel in einer der Schaufeltaschenabschnitte in den anderen Schaufeltaschenabschnitt strömen kann, ohne diese Schaufeltasche zu verlassen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Kraftstoffpumpe für eine Kraftstoffzuführanlage eines Kraftfahrzeuges, welche ein Laufrad gemäß der vorliegenden Erfindung enthält.
Aufgrund der Erfindung ergeben sich die folgenden weiteren Vorteile: Die Pumpe hat einen verbesserten Pumpenwirkungsgrad, ein erhöhtes Fördervolumen, ohne dass zusätzliches Teile erforderlich sind, ein verbessertes Heißkraftstoffverhalten, ist einfacher in der Fertigung als mehrstufige Pumpen, hat eine abgeflachte Verhaltenskurve über unterschiedlichen Drücken und elektrischen Spannungen und hat einen solchen Aufbau, dass weitere Stufen ohne erhebliche Mehrkosten ohne erheblichen Fertigungsaufwand hinzugefügt werden können. Die Erfindung zeichnet sich überdies durch relativ einfachen Aufbau, wirtschaftliche Herstellbarkeit und hohe Lebensdauer aus.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Teilschnittansicht eines Beispiels einer Kraftstoffpumpe mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Laufrad;
2 eine teilweise vergrößerte Ansicht der inneren und äußeren Pumpkammern der Pumpe in 1;
3 eine perspektivische Ansicht des unteren Gehäuseteils der Pumpe in 1;
4 eine vergrößerte Querschnittsansicht des unteren Gehäuseteils der Pumpe in 1;
5 eine perspektivische Ansicht des oberen Gehäuseteils der Pumpe in 1;
6 eine vergrößerte Querschnittsansicht des oberen Gehäuseteils der Pumpe in 1;
7 eine perspektivische Ansicht des Laufrades der Pumpe in 1, bei der Teile entfernt sind, um das Innere zu zeigen;
8 eine Draufsicht auf das Laufrad in 7;
9 eine perspektivische fragmentarische Ansicht des Laufrades in 7;
10 eine vergrößerte Teilansicht des Laufrades in 7 von unten;
11 eine perspektivische Teilansicht des Laufrades in 7, gesehen radial einwärts, wobei Teile entfernt sind, um das Innere der Vorderfläche der Schaufeln zu zeigen;
12 eine perspektivische Teilansicht des Laufrades in 7, gesehen radial einwärts, wobei Teile entfernt sind, um innere Einzelheiten der Rückseite der Schaufeln zu zeigen;
13 eine Teilschnittansicht des Laufrades in 7, gesehen radial einwärts;
14 eine perspektivische Teilansicht der Pumpkammern und des Laufrades, wobei Teile entfernt sind, um den wendelförmigen Strömungsverlauf des Kraftstoffes zu zeigen;
15 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Laufrades mit nur einem einzigen Schaufelkranz, bei dem Teile entfernt sind, um innere Einzelheiten zu zeigen;
16 eine Draufsicht auf das Laufrad in 15;
17 eine Teilschnittansicht eines Beispiels einer Kraftstoffpumpe, die ein drittes Ausführungsbeispiel eines Laufrades gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden kann.
1 zeigt ein Beispiel einer Kraftstoffpumpe 30 unter Verwendung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Laufrades. Das Laufrad wird von einem elektrischen Motor 36 um eine Drehachse 34 angetrieben. Die Pumpe 30 lässt sich bei einer Vielzahl von Anwendungen einsetzen; bevorzugt und für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird sie jedoch in einer Kraftstoffzuführanlage eingesetzt, bei der die Pumpe typischerweise in einem Kraftstofftank eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) untergebracht ist. Ein als Außengehäuse dienender Mantel 38 der Pumpe 30 trägt den elektrischen Motor 36 und einen Pumpenabschnitt 32 in aufrechter Lage. Im Betrieb ist die Drehachse 34 vertikal bezüglich des Pumpenabschnitts 32 angeordnet, welcher sich unterhalb des elektrischen Motors 36 befindet.
Der Pumpenabschnitt 32 umfasst ein oberes Gehäuseteil 42 und ein unteres Gehäuseteil 44, die von dem Mantel umgeben und zusammengehalten werden. Eine Laufradkammer 46 ist konzentrisch zwischen dem oberen und unteren Gehäuseteil 42 bzw. 44 angeordnet und enthält ein Laufrad 48, das um die Achse 34 rotiert. Ein Rotor (nicht gezeigt) und eine Welle 35 des elektrischen Motors sowie das Laufrad 48 rotieren gemeinsam um die Drehachse 34. Die Welle 35 ragt nach unten durch das obere Gehäuseteil 42, erstreckt sich durch das Laufrad 48 und ist mit diesem drehfest verbunden und wird von einem Lager 49 gelagert, das in einer Sackbohrung 51 des unteren Gehäuseteils 44 angeordnet ist.
Ein Kraftstoffeinlass 50 verläuft in dem unteren Gehäuseteil 44 in im wesentlichen axialer Richtung. Durch den Kraftstoffeinlass 50 gelangt Niederdruck-Kraftstoff aus einem Kraftstoffreservoir bzw. einem umgebenden Kraftstofftank (nicht gezeigt) nach oben in die Laufradkammer 46. In ähnlicher Weise enthält das obere Gehäuseteil 42 einen Kraftstoffauslass 52 (gestrichelt angedeutet), durch den unter Druck stehender Kraftstoff in axialer Richtung nach oben aus der Laufradkammer 46 abgegeben wird. Ein innerer Schaufelkranz 56A und ein äußerer Schaufelkranz 56B des Laufrades 48 fördern den Kraftstoff durch innere und äußere in Umfangsrichtung verlaufende Pumpkammern 54A, 54B, die in erster Linie zwischen dem oberen und unteren Gehäuseteil 42, 44 angeordnet sind. Der innere und äußere Schaufelkranz 56A bzw. 56B sind zu der inneren bzw. äußeren Pumpkammer 54A, 54B radial ausgerichtet, welche, wie besser in 3 zu sehen ist, sich in einem Winkelbereich von ungefähr 300 bis 350° bzw. in jedem Fall von weniger als 360° erstrecken. Die Pumpkammern 54A und 54B verlaufen um die Drehachse 34 vom Kraftstoffeinlass 50 zum Kraftstoffauslass 52 (in 3 nicht gezeigt). Es gibt praktisch keine oder jedenfalls nur eine sehr geringe Querverbindung zwischen der inneren und äußeren Pumpkammer 54A und 54B. Eine sehr beschränkte Querverbindung zwischen den Pumpkammern kann wünschenswert sein, wenn Kraftstoff als Schmiermittel zwischen den sich bewegenden Flächen benötigt wird.
Es wird nun insbesondere auf 2 Bezug genommen. Die innere und äußere Pumpkammer 54A und 54B enthalten jeweils obere Nuten 58A, 58B, die jeweils in der Unterseite 59 des oberen Gehäuseteils 52 gebildet sind, untere Nuten 62A, 62B, die jeweils in der Oberseite 69 des unteren Gehäuseteils 44 gebildet sind, und Schaufeltaschen 60A, 60B, die zwischen den Schaufeln des Laufrades so gebildet sind, dass sie sowohl mit den oberen wie auch unteren Nuten in Strömungsverbindung stehen. Anders gesagt, umfasst die in Umfangsrichtung verlaufende innere Pumpkammer 54A die obere Nut 58 im oberen Gehäuseteil 42, die Schaufeltasche 60A im Laufrad 48 und die untere Nut 62A im unteren Gehäuse 44, welche sämtlich untereinander in Strömungsverbindung stehen und radial ausgerichtet sind, so dass sie sich in Umfangsrichtung gemeinsam erstrecken. In diesem speziellen Beispiel sind die oberen und unteren Nuten 58A und 62A symmetrisch geformt und dimensioniert; sie könnten jedoch auch nicht symmetrisch gestaltet sein. Die vorstehende Beschreibung der inneren Pumpkammer 54A gilt in entsprechender Weise für die äußere Pumpkammer 54B, welche die obere Nut 58B, die Schaufeltasche 60B und die untere Nut 62B umfasst und an einer Stelle angeordnet ist, die radial außerhalb der inneren Pumpkammer liegt. Die äußere Pumpkammer 54B hat, wie in 2 gezeigt, eine Querschnittsform, die größer ist als die der inneren Pumpkammer 54A. Die ungleiche Größe der beiden Pumpkammern ermöglicht einen höheren Wirkungsgrad des Laufrades. Dies rührt daher, dass die innere Pumpkammer 54A mit einer geringeren Tangentialgeschwindigkeit und mit einem höheren Druckkoeffizienten als die äußere Pumpkammer 54B arbeitet (und zwar aufgrund des kleineren Radius und der geringeren Umfangslänge der inneren Pumpkammer). Um eine Leckage bzw. ein Rückströmen in die innere Pumpkammer zu verringern und die Förderleistung zu maximieren, erfordert die innere Pumpkammer 54A eine kleinere Querschnittsfläche im Vergleich zu der äußeren Pumpkammer 54B, welche beide mit der gleichen Drehzahl arbeiten. Dies ist jedoch ein Kompromiss zwischen einer Verringerung des Bereichs der inneren Pumpkammer zur Minimierung von Leckage und einer Maximierung der Förderleistung dieser Kammer.
Die oberen und unteren Nuten 58A, 58B und 62A, 62B sind konzentrische bogenförmige Nuten, die jeweils in Umfangsrichtung um eine Fläche des oberen bzw. unteren Gehäuseteils so verlaufen, dass sie zu der Laufradkammer 46 hin offen sind. Jede dieser Nuten hat eine ovale bzw. elliptische Querschnittsform im Gegensatz zu einer halbkreisförmigen Querschnittsform, wie sie im Stand der Technik üblich ist. Der Einfachheit halber bezieht sich die folgende Beschreibung der Nutform auf nur eine der Nuten; sie gilt jedoch auch für die übrigen Nuten. Die ovale Querschnittsform der Nuten setzt sich aus einem ersten radialen Abschnitt 63, einem geradlinigen bzw. ebenen Abschnitt 64 und einem zweiten radialen Abschnitt 65 zusammen und ermöglicht eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Pumpe durch Verringerung von Totzonen in den Pumpkammern, in denen Kraftstoff mehr oder weniger stillsteht und nicht in der gewünschten Weise strömt. Dieses Phänomen tritt manchmal in Nuten von halbkreisförmigem Querschnitt auf, bei denen die Nut zu tief ist, was zur Folge hat, dass sich Kraftstoff am Boden der Nut sammelt, statt mit dem Rest des Kraftstoffes durch die Pumpkammer zu fließen. Die beiden radialen Abschnitte 63, 65 sind halbkreisförmige Abschnitte der Nut und können Radien r₁ und r₂ gleicher Länge oder unterschiedlicher Länge haben. In ähnlicher Weise kann die Länge des ebenen Abschnittes bei den verschiedenen Nuten die gleiche sein, oder die Länge kann bezüglich der einzelnen radialen Abschnitte variieren. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der ebene Abschnitt 64 eine Länge von 0,25 mm bis 1,00 mm. Aufgrund des dazwischenliegenden ebenen Abschnittes 64 sind die Mittelpunkte C₁ und C₂, die den Radien r₁ und r₂ entsprechen, durch einen bestimmten Abstand getrennt. Dieser Abstand kann entsprechend den speziellen Betriebsanforderungen der Pumpe variieren und eine Funktion einer der anderen Abmessungen der Nuten sein. Beispielsweise lässt sich entweder die Länge des ebenen Abschnittes 64 oder der die Mittelpunkte trennende Abstand als Funktion der Größe von r₁ und/oder r₂ definieren. Die oberen und unteren Nuten 58A, 58B und 62A, 62B, die im Betrieb stillstehen, da sie im oberen und unteren Gehäuseteil 42 und 44 gebildet sind, wirken mit den rotierenden Schaufeltaschen zusammen, wie nun genauer erläutert wird.
Die Schaufeltaschen 60A und 60B sind Teil des Laufrades 48 und zwischen benachbarten Schaufeln im inneren Schaufelkranz 58A bzw. im äußeren Schaufelkranz 56B gebildet. Sowohl die inneren wie auch äußeren Schaufeltaschen sind sowohl an ihren oberen wie auch unteren axialen Enden offen, so dass sie benachbarte Flächen 59, 69 sind und mit den oberen und unteren Nuten in Strömungsverbindung stehen. Ferner haben die innere Schaufeltasche eine Fläche 66A und die äußere Schaufeltasche eine Fläche 66B, die jeweils auf der radial inneren Seite der Schaufeltasche angeordnet sind und einen umlaufenden Grat (bzw. eine umlaufende Rippe) 92A bzw. 92B aufweisen. Jede der Schaufeltaschen hat eine Fläche 67A, 67B, die an der radial äußeren Seite der Schaufeltasche angeordnet und eben ausgebildet ist. Die Flächen 66A und 66B werden teilweise durch die Grate 92A, 92B so unterteilt, dass gekrümmte Flächen 73A, 73B an den oberen axialen Hälften der Flächen 66A und 66B gebildet werden und gekrümmte Flächen 75A, 75B an den unteren axialen Hälften der Flächen 66A und 66B gebildet werden. Hieraus folgt, dass die innere Pumpkammer 54A eine Schaufeltasche 60A umfasst, die eine radial innere Fläche 66A mit einem Grat 92A aufweist. Der Grat 92A unterteilt die Fläche 66A so, dass obere und untere gekrümmte Flächen 73A und 75A gebildet werden. Diese gekrümmten Flächen können halbkreisförmig ausgebildet sein und haben vorzugsweise einen Radius, der gleich dem des ersten radialen Abschnittes 63 der entsprechenden Nut ist. Somit verläuft jede gekrümmte Fläche 73A, 75A weg von dem Grat 92A in axialer Richtung in Richtung auf die oberen bzw. unteren Nuten und setzt sich über den schmalen Spalt fort, der die Nuten von der Schaufeltasche trennt. Diese Fortsetzung bewirkt, dass die gekrümmten Flächen 73A und 75A glatt in den ersten radialen Abschnitt 63 der Nuten 58A bzw. 62A übergehen, wodurch ein größerer zusammengesetzter Halbkreis gebildet wird, der von dem Grat zu dem ebenen Abschnitt 64 verläuft. Selbstverständlich lassen sich jedoch auch andere Pumpkammerausbildungen verwenden, beispielsweise solche, bei denen die Nuten in radialer Richtung länger sind als die entsprechenden Schaufeltaschen, usw.
Die 3 und 4 zeigen zwei Perspektiven des unteren Gehäuseteils 44 einschließlich Perspektiven, bei denen die innere und äußere untere Nut 62A und 62B an der unteren Gehäusefläche 69 zu sehen sind. In der gleichen Weise zeigen die 5 und 6 zwei Perspektiven des oberen Gehäuseteils 42. Diese Perspektiven umfassen Ansichten, die die inneren und äußeren Nuten 58A und 58B an der oberen Gehäusefläche 59 zeigen.
Die vorstehende Diskussion der Kraftstoffpumpe 30 sowie ihrer zahlreichen Teile diente dazu, die Art von Strömungspumpen zu veranschaulichen, bei denen das erfindungsgemäß ausgebildete Laufrad verwendet werden kann. Das erfindungsgemäß ausgebildete Laufrad könnte jedoch auch bei einer Vielzahl anderer Strömungspumpen eingesetzt werden, da seine Anwendung nicht auf die beschriebene und in den Zeichnungen dargestellte Kraftstoffpumpe 30 beschränkt ist.
Unter Bezugnahme auf die 7 und 8 wird nun das Laufrad genauer beschrieben.
Das Laufrad 48 rotiert um die Drehachse 34 in einer durch einen Pfeil angedeuteten Richtung 102. Das Laufrad 48 hat, allgemein gesagt, die Form einer Scheibe mit einer Oberseite 77, die der Unterseite 59 des oberen Gehäuseteils unmittelbar zugewandt ist, und einer Unterseite 79, die der Oberseite 69 des unteren Gehäuseteils unmittelbar zugewandt ist. Um Querströmungen des Kraftstoffs zwischen den inneren und äußeren Pumpkammer 54A, 54B zu verhindern bzw. zu minimieren und eine Leckage im allgemeinen zu unterbinden, steht die Oberseite 77 in Dichtungsbeziehung zu der Unterseite 59, und die Unterseite 79 steht in Dichtungsbeziehung zu der Oberseite 69. Eine kreisförmige Nabe 70 des Laufrades 48 hat ein Mitnehmerloch 71, durch die die Welle 35 erstreckt, so dass die Welle 35 und das Laufrad 48 gemeinsam um die Drehachse 34 rotieren. Die Nabe 70 erstreckt sich radial nach außen zu dem inneren Schaufelkranz 56A. Ein Zwischenring 72 (Mid-hoop) ist radial zwischen dem inneren und äußeren Schaufelkranz 56A, 56B angeordnet, und ein Außenring 74 (Outer Hoop) ist radial außerhalb des äußeren Schaufelkranzes 56B angeordnet. Die Nabe 70 wird an einem radial äußeren Umfang durch eine auswärtsweisende Fläche 86A begrenzt, welche bereits in Verbindung mit 2 erwähnt wurde. Von dieser Fläche aus, die im folgenden als die äußere Nabenfläche 66A bezeichnet wird, erstrecken sich die Schaufeln radial nach außen.
Es wird nun auf 9 Bezug genommen. Der innere Schaufelkranz 56A enthält zahlreiche einzelne Schaufeln 78A, die sich jeweils von der äußeren Nabenfläche 66A radial nach außen zu der einwärts gerichteten Fläche 77A erstrecken, welche ebenfalls in Verbindung mit 2 bereits erwähnt wurde. Der Einfachheit halber wird die Fläche 67A im folgenden als die innere Zwischenringfläche 67A bezeichnet. Der Zwischenring 72 wird radial von der inneren Zwischenringfläche 67A sowie von einer nach außen gerichteten äußeren Zwischenringfläche 66B begrenzt. Jede Schaufel 78B des äußeren Schaufelkranzes 56B ragt von der äußeren Zwischenringfläche 66B radial nach außen zu der nach innen gerichteten Fläche 67B. Der Außenring 74 ist am Außenumfang des Laufrades angeordnet und liegt radial zwischen der Innenfläche 67B und einem Umfangsrand 86A des Laufrades. Um Missverständnisse zu vermeiden, sei darauf hingewiesen, dass die Flächen 66A, 67A, 66B und 67B, die in 9 gezeigt sind, dieselben sind wie die vorstehend erwähnten Flächen in 2. Der Umfangsrand 86 liegt unmittelbar einer nach unten ragenden Ringschulter 87 des oberen Gehäuseteils 42 gegenüber, wie am besten in 1 zu sehen ist. Eine äußere Ringfläche der Schulter 87 liegt abgedichtet an der Oberseite 69 des unteren Gehäuseteils 44 an.
Jede Schaufel 78A des inneren Schaufelkranzes 56A und jede Schaufel 78B des äußeren Schaufelkranzes 56B verläuft innerhalb des Laufrades 48 radial und nicht geradlinig, um den Pumpenwirkungsgrad des Laufrades zu erhöhen. Die Schaufeln werden nun anhand mehrerer Figuren beschrieben, welche die Schaufeln jeweils aus einer anderen Perspektive zeigen und unterschiedliche Eigenschaften der Schaufeln und/oder des Laufrades hervorheben.
Es wird nun auf 10 Bezug genommen, die eine vergrößerte Darstellung des inneren Schaufelkranzes 56A zeigt; die folgende Beschreibung gilt jedoch in entsprechender Weise für den äußeren Schaufelkranz 56B, sofern nichts anderes gesagt wird. Jede Schaufel umfasst ein Schaufelfußsegment 88, das von der äußeren Nabenfläche 66A radial nach außen im wesentlichen geradlinig verläuft, wie durch eine Linie 134 angedeutet ist. Die Linie 134 und somit das geradlinige Schaufelfußsegment 88, gesehen in Drehrichtung 102, eilen dem Radius 144 des Laufrades geringfügig nach. In dieser Figur liegt die Linie 134 entlang der Vorderseite der Schaufel und verläuft somit durch einen Punkt 114; diese Linie könnte jedoch auch längs der Rückseite der Schaufel oder durch die Mitte der Schaufel gezogen werden, solang sie parallel zu den Schaufelflächen ist. In gleicher Weise ist der Radius 144 des Laufrades so gezogen, dass er durch den Punkt 114 verläuft. Diese nacheilende Ausrichtung des geradlinigen Schaufelfußsegmentes 88 bildet einen Winkel ψ, der als Winkel zwischen der Linie 134 und dem Radius 144 des Laufrades definiert ist. Der Radius des Laufrades verläuft natürlich durch die Mitte des Laufrades. Der Winkel ψ liegt vorzugsweise im Bereich von 2° bis 20°, insbesondere im Bereich von 5° bis 15° und beträgt ganz bevorzugt ungefähr 10°.
Ein Schaufelspitzensegment 90 jeder Schaufel verläuft von dem äußersten radialen Abschnitt des Schaufelfußsegmentes 88 kontinuierlich zu der inneren Zwischenringfläche 67A. Wie in den Zeichnungen dargestellt, ist das Schaufelspitzensegment geringfügig so gekrümmt, dass es bezüglich der Drehrichtung 102 konkav ist. D. h., das Schaufelspitzensegment 90 ist so gekrümmt, dass das geradlinige Schaufelfußsegment und das gekrümmte Schaufelspitzensegment eine Kraftstoff auffangende Tasche bilden, wenn sich das Laufrad 48 in Drehrichtung 102 dreht. Vorzugsweise bildet das Schaufelspitzensegment 90 eine gleichförmige Kurve, die durch einen gedachten Radius r₃ definiert wird. Der Radius r₃ hat einen Wert zwischen 1,00 und 5,00 mm, vorzugsweise zwischen 2,25 und 3,25 mm für den innerne Schaufelkranz 66A und 2,75 mm bis 3,75 mm für den äußeren Schaufelkranz 56B. Da das Schaufelspitzensegment 90 im wesentlichen radial nach außen von dem entfernten Ende des Schaufelfußsegmentes 88 vorsteht (wobei das entfernte Ende des Schaufelfußsegmentes die am meisten nacheilende radiale Stelle der Schaufel ist), ragt es auch in eine geringfügig voreilende Richtung bezüglich des geradlinigen Schaufelfußsegmentes vor, gesehen in Drehrichtung 102 des Laufrades. Diese voreilende Ausrichtung ist in 10 als Winkel θ dargestellt, der der Winkel zwischen der nacheilenden Linie 134 längs der Vorderseite des Schaufelfußsegmentes 88 und der voreilenden Linie 140 ist, welche tangential zu einem Punkt auf der Vorderseite des gekrümmten Schaufelspitzensegmentes 90 ist. Da die Ausrichtung der tangentialen Linie 140 von dem speziellen Punkt längs der Vorderseite des Schaufelsegmentes, zu dem sie tangential ist, abhängt, ändert sich der Winkel θ über der radialen Erstreckung des Schaufelspitzensegmentes 90. Der Winkel θ liegt im Bereich von 0 bis 50°, vorzugsweise 15 bis 35° und beträgt besonders bevorzugt ungefähr 28°, unter der Annahme, dass die Linie 140 tangential zu einem Punkt ist, der am radial äußersten Ende des Schaufelspitzensegmentes (einem Punkt nächst der Stelle, an der das Schaufelspitzensegment auf die Fläche 67A trifft) angeordnet ist. Der Winkel θ des voreilenden Schaufelspitzensegmentes erhöht den Pumpenwirkungsgrad, da der Kraftstoffstrom das Laufrad 48 mit einer vorwärts gerichteten Tangentialgeschwindigkeit verlässt, die größer als die Tangentialgeschwindigkeit des Laufrades ist.
Wenngleich in den Zeichnungen nicht durch einen speziellen Winkel kenntlich gemacht, verläuft die voreilende Linie 140 in eine Richtung, die ebenfalls dem Radius 144 des Laufrades voreilt, gesehen in Drehrichtung 102.
Wie bei dem Winkel θ ändert sich dieser Winkel über die radiale Erstreckung des Schaufelspitzensegmentes 90, je nach dem speziellen Punkt längs der Vorderseite des gekrümmten Schaufelspitzensegmentes, von der die tangentiale Linie ausgeht. Beispielsweise verläuft eine Linie, die zu dem radial innersten Punkt des Schaufelspitzensegmentes 90 tangential verläuft, unter einem anderen Winkel als eine Linie, die zu dem radial äußersten Punkt des Schaufelspitzensegmentes tangential ist. Der Winkel zwischen der tangentialen Linie 140 und dem Radius 144 des Laufrades liegt im Bereich von 0 bis 30°, vorzugsweise zwischen 10 und 25° und beträgt besonders bevorzugt ungefähr 18°, unter der Annahme, dass die Linie 140 tangential zu einem Punkt ist, der am radial äußersten Ende des Schaufelspitzensegmentes angeordnet ist. Außerdem haben das Schaufelfußsegment und das Schaufelspitzensegment vorzugsweise die gleiche radiale Länge; anders ausgedrückt, ist der radiale Abstand zwischen der Fläche 66A und dem Ende des Schaufelfußsegmentes 88 ungefähr gleich dem radialen Abstand zwischen dem Anfang des Schaufelspitzensegmentes 90 und der Fläche 67A in einer bevorzugten Ausführungsform.
Die Voreilung des Schaufelspitzensegmentes 90 in Umfangsrichtung ist, allgemein gesprochen, nicht so groß wie die Nacheilung des Schaufelfußsegmentes 88. Daher ist der gesamte radiale Verlauf der Schaufel zwischen der äußeren Nabenfläche 66A und der inneren Zwischenringfläche 67A geringfügig nacheilend in Drehrichtung 102. Anders ausgedrückt, ist der radial innerste Punkt 114 an der Vorderseite der Schaufeln im Vergleich zu dem radial äußersten Punkt 142 an der Vorderseite der Schaufel etwas voreilend in Drehrichtung 102. Diese nacheilende bzw. verzögerte Ausrichtung wird als Winkel β veranschaulicht, der der Winkel zwischen dem Radius 144 des Laufrades und der Linie 146 ist, welche die Punkte 114 und 142 verbindet. Hieraus folgt, dass bei einer Drehung des Laufrades der Punkt 114 eine spezielle Winkelposition vor dem Punkt 142 erreicht. Der Winkel β liegt im Bereich von 0 bis 10°, vorzugsweise zwischen 0 und 5° und beträgt besonders bevorzugt ungefähr 2°.
Jede der Nuten 58A, 58B und 62A, 62B und der entsprechenden konkaven Abschnitte 73A, 73B und 75A, 75B zusammen erzeugen ihren eigenen, im allgemeinen unabhängigen wendelförmigen Kraftstoffströmungsverlauf. Die oberen Nuten 58A und 58B können jedoch immer noch mit ihren entsprechenden unteren Nuten 62A und 62B über die offenen Schaufeltaschen zwischen benachbarten Schaufeln kommunizieren. Eine einzelne Schaufeltasche 60A des inneren Schaufelkranzes ist in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Schaufeln 78A und radial zwischen den Flächen 66A und 67A definiert. In der gleichen Weise ist eine einzelne Schaufeltasche 60B des äußeren Schaufelkranzes in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Schaufeln 78B und radial zwischen den Flächen 66B und 67B definiert. Die Schaufeltaschen 60A, 60B kommunizieren seitlich bzw. axial nach außen sowohl mit den oberen wie auch unteren Nuten 58A, 58B und 62A, 62B. Aufgrund dieser offenen Taschenkonfiguration kann Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinlass 50 durch die unteren Nuten in die entsprechenden oberen Nuten strömen; in der gleichen Weise kann Kraftstoff aus den unteren Nuten austreten, indem er durch die entsprechenden oberen Nuten in den Kraftstoffauslass 52 strömt.
Der Einfachheit halber werden im folgenden nur Schaufeln des inneren Schaufelkranzes beschrieben; die Schaufeln des äußeren Schaufelkranzes sind jedoch im wesentlichen identisch, sofern nichts anderes gesagt wird. Es wird nun auf die 11 bis 13 unter besonderer Beachtung der 13 Bezug genommen. Die gedachte Ebene, in der der Grat 92A liegt, unterteilt die V-förmige Schaufel 78A in eine obere Schaufelhälfte 100 und eine untere Schaufelhälfte 104 längs einer vorderen Schnittlinie 106 an der Vorderseite 108 der Schaufel und längs einer hinteren Schnittlinie 110 an der Rückseite 112 der Schaufel. Die konkave Vorderseite 108 einer Schaufel ist der konvexen Rückseite 112 einer benachbarten Schaufel 78A zugewandt. Die obere Schaufelhälfte 100 und die untere Schaufelhälfte 104 der Schaufeln 78A sind nach vorne in Drehrichtung 102 des Laufrades angestellt bzw. geneigt; d. h. sie verlaufen von der den Grat 92A enthaltenden gedachten Ebene zu den die Ober- und Unterseiten 77, 79 des Laufrades enthaltenden entsprechenden gedachten Ebenen. Der Anstellwinkel der oberen Schaufelhälfte 100 ist praktisch ein Spiegelbild der Anstellwinkels der unteren Schaufelhälfte 104; d. h. sie sind vorzugsweise symmetrisch. Der Anstellwinkel sollte größer als 0° sein, um den Pumpenwirkungsgrad und den Niederspannungsstrom zu erhöhen. Die vorwärtsgerichtete Anstellung der Schaufel ermöglicht ein besseres Einströmen von Kraftstoff in die Schaufeltasche 60A, wodurch der wendelförmige Strömungsverlauf erzeugt wird, wie am besten in 14 zu sehen ist. Mit anderen Worten, wird der Druck des Kraftstoffes bei seiner Strömung in den Pumpkammern 54A, 54B durch die mechanische Drehung des Laufrades 48 und die Wirbelströmung des Kraftstoffes erhöht. Der Strömungsverlauf des Kraftstoffes wird durch die entsprechenden Schaufelkränze 56A und 56B induziert, welche bewirken, dass der Kraftstoff immer wieder in die Nuten 58A, 58B und 62A, 62B hinein und aus ihnen herausströmt.
Bei der Fertigung des Laufrades 48 muss es aus der Gießform durch eine Drehbewegung entfernt werden. Daher hat das Schaufelfußsegment 88 einen Neigungswinkel α_R, der gleich oder vorzugsweise kleiner als ein Neigungswinkel α_T des Schaufelspitzensegmentes 90 ist (d. h. er erstreckt sich etwas in axialer Richtung). Die Neigungswinkel α_R und α_T können entweder von der Vorder- oder Rückseite der Schaufel aus gemessen werden, da sie parallel sind. Vorzugsweise wird der Neigungswinkel α des inneren Schaufelkranzes von dem Schaufelfußsegment 88 aus zu den Schaufelspitzensegmenten 90 hin allmählich größer, und er liegt im Bereich von 10 bis 50°, vorzugsweise 20 bis 40°, und beträgt insbesondere ungefähr 25° an dem radial innersten Punkt des Schaufelfußsegmentes und vorzugsweise 35° an dem radial äußersten Punkt des Schaufelspitzensegmentes. Eine entsprechende Beziehung gilt für die Schaufeln des äußeren Schaufelkranzes; ihr Neigungswinkel liegt jedoch im Bereich von 15 bis 55°, vorzugsweise 20 bis 45°, und beträgt insbesondere ungefähr 30° an dem radial innersten Punkt des Schaufelfußsegmentes und 40° an dem radial äußersten Punkt des Schaufelspitzensegmentes. Somit gilt die folgende Beziehung zwischen dem Neigungswinkel am Schaufelfuß und dem Winkel an der Schaufelspitze für sowohl den inneren wie auch äußeren Schaufelkranz: 10° ≤ α_R ≤ α_T ≤ 55°. Der Neigungswinkel α_R des Schaufelfußsegmentes wird zwischen einer vertikalen bzw. axialen Referenzlinie 113, die parallel zur Drehachse 34 ist, und einer Neigungslinie 116, die längs der Vorderseite der Schaufel 78A am Schaufelfußsegment 88 verläuft, gemessen. Wie bereits erwähnt, hat jede der oberen und unteren Schaufelhälften 100, 104 Vorder- und Rückseiten 108, 112, die parallel sind; d. h. die Schaufel hat eine gleichförmige Schaufeldicke in Umfangsrichtung. Die Neigungslinie 116 könnte somit statt dessen auch längs der Rückseite der Schaufel verlaufen. Die Referenzlinie 113 und die Neigungslinie 116 schneiden sich vorzugsweise in einem Punkt, der in der Vorderseite der Schaufel und auf dem Radius des Laufrades 144 liegt (was in den 11 bis 13 nicht gezeigt ist). Unabhängig hiervon fallen die radial innersten Enden der vorderen Schnittlinie 106 und der hinteren Schnittlinie 110 mit dem Grat 92A zusammen, wie am besten in den 11 und 12 zu sehen ist.
Der Neigungswinkel α_T der Schaufelspitze wird zwischen einer vertikalen bzw. axialen Referenzlinie 122, die parallel sowohl zur Drehachse 34 wie auch zur Referenzlinie 113 ist, und einer Neigungslinie 124, die vorzugsweise längs der Vorderseite 108 der Schaufel im Bereich des Schaufelspitzensegmentes 90 verläuft, gemessen. Wie weiter oben bereits erläutert, könnte die Neigungslinie 113 auch längs der Rückseite 112 der Schaufel verlaufen.
Auch die Neigungswinkel α_R und α_T der Schaufeln des inneren Schaufelkranzes 56A sind kleiner als diejenigen der Schaufeln des äußeren Schaufelkranzes 56B. Zusätzlich zu weiteren Vorteilen erlaubt es dieser Winkelunterschied, das Laufrad bei der Herstellung aus einer einzigen Rotationsgießform herausdrehen zu können. Diese Neigungswinkelkonfiguration beeinträchtigt nicht das Pumpverhalten, da die Schaufeln des inneren Schaufelkranzes 56A mit einem höheren Druckkoeffizienten arbeiten und somit einen kleineren Neigungswinkel α für ein optimales Betriebsverhalten erfordern als die Schaufeln des äußeren Schaufelkranzes 56B.
Wie bereits erwähnt, verläuft das Schaufelfußsegment 88 von der äußeren Nabenfläche 66A radial nach außen in nacheilender Richtung bezüglich des Radius des Laufrades 144. Hieraus folgt, dass die vordere Schnittlinie 106, die die obere und untere Schaufelhälfte 100, 104 trennt, einen radial einwärts gerichteten Abschnitt hat, der ebenfalls dem Radius 144 nacheilt, gesehen in Drehrichtung 102. Dieser radial einwärts gerichtete Abschnitt der vorderen Schnittlinie 106 ist derjenige Abschnitt, der sich von dem Grat 92A geradlinig zu dem radial äußeren Ende des Schaufelfußsegmentes erstreckt. Die vordere Schnittlinie 106 enthält ebenfalls einen radial äußeren Abschnitt, der sich wie das Schaufelspitzensegment 90 in voreilende Richtung, mit gekrümmtem Verlauf erstreckt. Dieser radial äußere Abschnitt ist derjenige Abschnitt der vorderen Schnittlinie 106, der dort beginnt, wo der radial innere Abschnitt aufhörte, und der sich zu der inneren Zwischenringfläche 67A erstreckt. Anders ausgedrückt, umfasst die vordere Schnittlinie 106 einen radial inneren Abschnitt, der Teil des Schaufelfußsegmentes 88 ist und somit in eine nacheilende Richtung verläuft, und einen radial äußeren Abschnitt, der Teil des Schaufelspitzensegmentes 90 ist und sich somit in eine voreilende Richtung mit gekrümmtem Verlauf erstreckt. Wie bereits erwähnt, sorgt diese taschenbildende bzw. schüsselförmige Schaufelkonfiguration, gesehen sowohl in radialer wie auch axialer Richtung, für einen verbesserten Pumpenwirkungsgrad.
Wie in 13 dargestellt und bereits erwähnt, hat jede Schaufelhälfte 100, 104 der Schaufeln 78A einen rückseitigen Winkel γ, der vorzugsweise gleich den entgegengesetzten vorderen Neigungswinkeln α_R und α_T ist. Dies resultiert in einer gleichförmigen Schaufeldicke, gesehen in Umfangsrichtung, und erleichtert den Fertigungsprozess dadurch, dass das Laufrad im Anschluss an den Gießvorgang gelöst werden kann. Es ist jedoch möglich, dass der rückseitige Winkel γ größer als der entsprechende vordere Neigungswinkel ist („entsprechend” meint den Abschnitt der Vorderseite 108, der sich an derselben radialen Stelle der Schaufel befindet), was in Schaufeln mit Vorder- und Rückseiten resultieren würde, die bei Annäherung an die axialen Seitenwände bzw. Enden der Schaufel konvergieren. Da der Mindestwert von α_R gleich 10° und α_T gleich oder größer als α_R ist, ist der Mindestwert von γ über der gesamten axialen Erstreckung der Schaufel ebenfalls 10°.
Jede Schaufel hat zwei Radien 120, 130 längs Rändern, die zwischen der Vorderseite 112 und den benachbarten oberen und unteren Seitenwänden 121, 131 angeordnet sind. Die Seitenwand 131, wie am besten in 10 zu sehen ist, bildet eine fingerförmige Fläche der Schaufel, die in derselben Ebene wie die Unterseite des Laufrads liegt und der Oberseite 69 des unteren Gehäuseteils gegenüber angeordnet ist. In der gleichen Weise bildet die Seitenwand 121, die in 10 nicht dargestellt ist, die komplementäre fingerförmige Fläche der Schaufel, die auf der entgegengesetzten axialen Seite des Laufrades angeordnet ist und somit in derselben Ebene wie die Oberseite 77 des Laufrades liegt, derart, dass sie der Unterseite 59 des oberen Gehäuseteils gegenüberliegt. Die Abrundung 120 ist eine gleichförmige runde Fläche, die sich über die gesamte radiale Länge der Schaufel erstreckt und daher einen Abschnitt, der Teil des Schaufelfußsegmentes 88 ist, und einen Abschnitt, der Teil des Schaufelspitzensegmentes 90 ist, umfasst. Die Abrundung als runde Fläche mit einem speziellen Radius (0,70 mm im bevorzugten Ausführungsbeispiel) auszubilden, hilft dabei mit, die Rückseite der Schaufel zu dem einströmenden Kraftstoffstrom auszurichten, wodurch der Wirkungsgrad der Pumpe erhöht wird, indem die Gefahr von Kavitation und das Entstehen unerwünschter Kraftstoffdämpfe reduziert werden. Sowohl der rückseitige Winkel γ wie auch die Abrundung 120 werden so gewählt, dass sie so gut wie möglich zu dem einströmenden Kraftstoffstrom (angedeutet durch Pfeile in 13) ausgerichtet sind, wenn er in die Schaufeltasche 60A eintritt. Versuche haben gezeigt, dass die Verwendung einer Abrundung am Laufrad gegenüber der Verwendung einer ebenen Fase, wie sie manchmal im Stand der Technik verwendet wird, von Vorteil ist.
Die vorstehende Erläuterung der Laufradteile, insbesondere des geradlinigen Schaufelfußsegmentes, des gekrümmten Schaufelspitzensegmentes, des umlaufenden Grates, der Schaufeltaschen, der oberen Schaufelhälfte, der unteren Schaufelhälfte, der vorderen Schnittlinie, der hinteren Schnittlinie und der Abrundung wie auch sämtlicher Winkel, Referenzlinien, gedachter Ebenen usw. in gleicher Weise für den äußeren Schaufelkranz 56B gelten, sofern nicht etwas anderes angegeben ist. Außerdem ist die vorstehende Diskussion nicht auf ein Laufrad mit doppeltem Schaufelkranz beschränkt; vielmehr gilt sie auch für ein Laufrad mit einem Schaufelkranz oder drei, vier oder beliebig vielen Schaufelkränzen. Ein Ausführungsbeispiel eines Laufrades mit nur einem einzigen Schaufelkranz ist in den 15 und 16 dargestellt, in denen gleiche Bezugszeichen entsprechende Bauteile bezeichnen.
Im Betrieb strömt Kraftstoff bei Drehung des Laufrades in den Pumpenabschnitt 32 durch den gemeinsamen Kraftstoffeinlass 50, der in dem unteren Gehäuseteil 44 gebildet ist und mit den unteren Nuten 62A, 62B in Verbindung steht. Der Druck des Kraftstoffes erhöht sich, wenn er mit wirbelförmigen Strömungsverlauf innerhalb der unabhängigen Pumpkammern 54A, 54B durch die Drehung des Laufrades 48 vorwärtsbewegt wird. Der wirbelförmige Strömungsverlauf wird durch den inneren und äußeren Schaufelkranz 56A, 56B induziert, die auf den Kraftstoff unabhängig voneinander einwirken, wie am besten in 14 zu sehen ist. Wenn der Kraftstoff das Umfangsende der Pumpkammern erreicht, verlässt der unter Druck stehende Kraftstoff den Pumpenabschnitt 32 durch den Kraftstoffauslass 52, der mit den oberen Nuten 58A, 58B in Strömungsverbindung steht (nicht gezeigt). Wenn die Pumpe in ein Fahrzeug eingebaut ist, würde der Kraftstoffauslass 52 den unter Druck stehenden Kraftstoff irgendeiner Leitung oder einem anderen Teil einer Kraftstoffzuführanlage zuführen, die einen Verbrennungsmotor mit dem Kraftstoff versorgt.
Entsprechend der alternativen Ausführungsform, die in 17 dargestellt ist, ist eine Kraftstoffpumpe 30'' offenbart, bei der der Außenring des Laufrades des vorhergehenden Ausführungsbeispiels durch einen stationären Führungsring 180 ersetzt ist, wie dies an sich im Stand der Technik bekannt ist. Der stationäre Führungsring 180 ist nicht Teil des Laufrades und dreht sich somit nicht mit dem Laufrad. Der stationäre Führungsring 180 umfasst einen Abstreifabschnitt (nicht gezeigt), der Kraftstoff von den offenen Enden bzw. Spitzen der Schaufeln eines äußeren Schaufelkranzes „abschert”. Anders ausgedrückt, ist eine äußere ringförmige Pumpkammer 54B'' am äußersten Umfang des Laufrades so angeordnet, dass die äußersten Schaufeltaschen 60B'' sowohl in axialer wie auch radialer Richtung kommunizieren. Diese Art der Anordnung ist an sich bekannt und wird manchmal als Peripheralschaufeltechnologie (Peripheral Vane Technology = PVT) bezeichnet.

Claims

Laufrad für eine Strömungspumpe, mit: einer kreisförmigen Nabe (70) mit einer Naben-Außenfläche (66A), die sich um den Außenumfang der Nabe (70) erstreckt, einem Ring (72) mit einer inneren Ringfläche (67A), die sich um seinen Innenumfang erstreckt, und einem Schaufelkranz (56A), der so angeordnet ist, dass die Nabe (70), der Ring (72) und der Schaufelkranz (56A) konzentrisch zueinander sind, wobei die Nabe (70) in radialer Richtung innerhalb des Rings (72) angeordnet ist, wobei der Schaufelkranz (56A) an einer radialen Stelle zwischen der Nabe (70) und dem Ring (72) angeordnet ist und mehrere Schaufeln (78A) sowie mehrere zwischen den Schaufeln (78A) sowie der Nabe (70) und dem Ring (72) gebildete Schaufeltaschen (60A) aufweist, wobei jede der Schaufeln (78A) aufweist: a) ein geradliniges Schaufelfußsegment (88), das sich von der äußeren Nabenfläche (66A) in eine erste Richtung erstreckt, und b) ein gekrümmtes Schaufelspitzensegment (90), das von dem äußersten radialen Abschnitt des Schaufelfußsegments (88) kontinuierlich zu der inneren Zwischenringfläche (67A) verläuft, um eine Schaufeltasche auszubilden, und das sich von dem äußeren Ende des Schaufelfußsegmentes (88) in Richtung auf die innere Ringfläche (67A) so wegerstreckt, dass eine zu dem gekrümmten Schaufelspitzensegment (90) tangentiale Linie (140) in eine zweite Richtung verläuft, wobei die erste Richtung, gesehen in Drehrichtung (102) des Laufrades, der zweiten Richtung um einen Winkel θ nacheilt, wobei die erste Richtung (134) dem Radius (144) des Laufrades, der durch den Punkt (114) verläuft, an dem sich das geradlinige Schaufelfußsegment (88) und die äußere Nabenfläche (66A) schneiden, in Drehrichtung (102) des Laufrades um einen Winkel ψ nacheilt.
Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel θ im Bereich von 15° bis 35° liegt, unter der Annahme, dass die zu dem Schaufelspitzensegment (90) tangentiale Linie (140) tangential zu dem radial äußersten Punkt an der Vorderseite des Schaufelspitzensegments (90) verläuft.
Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Richtung, gesehen in Drehrichtung des Laufrades, dem Radius des Laufrades um einen vorgegebenen Winkel ψ im Bereich von 5° bis 15° nacheilt.
Laufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Richtung, gesehen in Drehrichtung des Laufrades, dem Radius des Laufrades um einen vorgegebenen Winkel von 10° bis 25° voreilt, unter der Annahme, dass die zu dem Schaufelspitzensegment (90) tangentiale Linie tangential zu dem radial äußersten Punkt an der Vorderseite des Schaufelspitzensegmentes (90) verläuft.
Laufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Punkt (142), an dem die Vorderseite des Schaufelspitzensegmentes (90) auf die innere Ringfläche (67A) trifft, dem Punkt (114), an dem die Vorderseite des Schaufelfußsegmentes (88) auf die äußere Nabenfläche (66A) auftrifft, um einen Winkel β im Bereich von 0° bis 5° nacheilt, gesehen in Drehrichtung des Laufrades.
Laufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Nabenfläche (66A) einen in Umfangsrichtung umlaufenden Grat (62A) aufweist und die innere Ringfläche (67A) eben ausgebildet ist.
Laufrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grat (62A) in jeder der Schaufeltaschen (60A) einen oberen und unteren konkaven Abschnitt (63A, 75A) bildet, welche mit einer oberen Nut (58A) in einem oberen Gehäuseteil (42) und einer unteren Nut (72A) in einem unteren Gehäuseteil (44) zusammenwirken.
Laufrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und untere Nut (58A, 62A) jeweils eine Querschnittsform haben, die sich radial aus einem ersten und zweiten halbkreisförmigen Abschnitt (63, 65) und einem dazwischenliegenden ebenen Abschnitt (64) zusammensetzt.
Laufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaufelspitzensegment (90) zumindest teilweise von einem Radius (r₃) im Bereich von 1,00 mm bis 5,00 mm definiert wird.
Laufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (78A) eine obere Schaufelhälfte (110) und eine untere Schaufelhälfte (104) umfassen, die in Form eines V angeordnet sind, das sich in Drehrichtung der Laufrades öffnet.
Laufrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die V-Form jeder der Schaufelhälften (100, 104) durch einen Neigungswinkel α bezüglich einer axial verlaufenden Bezugslinie gemessen wird und dass der Neigungswinkel α_R an dem Schaufelfußsegment (88) kleiner als der Neigungswinkel α_T an dem Schaufelspitzensegment (90) ist.
Laufrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel α_R an einem radial innersten Punkt des Schaufelfußsegmentes (88) im Bereich von 20° bis 30° liegt.
Laufrad nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel 0, an einem radial äußersten Punkt des Schaufelspitzensegmentes (90) im Bereich von 90° bis 40° liegt.
Laufrad nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und untere Schaufelhälfte (100, 104) symmetrisch zu einer gedachten Ebene sind, die senkrecht zur Drehachse (34) des Laufrades verläuft und jede der Schaufeln (78A) halbiert.
Laufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (78A) eine gleichförmige Schaufeldicke zwischen Vorderseite (108) und Hinterseite (112) der betreffenden Schaufel haben, gesehen in Umfangsrichtung.
Laufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (78A) jeweils eine Seitenwandfläche (121; 131), eine Rückseite (112) und eine dazwischenliegende Abrundung (120; 130) haben.
Laufrad nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrundung (120; 130) über ihren radialen Verlauf gleichförmig ist und sich von der äußeren Nabenfläche (66A) zu der inneren Ringfläche (67A) erstreckt.
Laufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (72) ein Zwischenring eines mehrstöckigen Laufrades ist.
Laufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als mehrstöckiges Laufrad mit mehreren Ringen (72, 74) und mehreren Schaufelkränzen (56A, 56B) ausgebildet ist.
Laufrad nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (78A) eines inneren Schaufelkranzes (56A) die Form eines V haben, das durch einen ersten Neigungswinkel α definiert ist, die Schaufeln (78B) eines äußeren Schaufelkranzes (56B) die Form eines V haben, das durch einen zweiten Neigungswinkel α definiert wird, und dass der erste Neigungswinkel kleiner als der zweite Neigungswinkel ist.
Laufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungspumpe eine Kraftstoffpumpe für eine Kraftstoffzuführanlage eines Kraftfahrzeuges ist.
Laufrad für eine Strömungspumpe mit: einer kreisförmigen Nabe (70), die eine äußere Nabenfläche (66A) mit einem Grat (92A) aufweist, welche sich um den Außenumfang der Nabe (70) erstrecken, einem Ring (72) mit einer inneren Ringfläche (67A), die in axialer Richtung eben ausgebildet ist, die sich um den Innenumfang des Rings (72) erstreckt, und einem Schaufelkranz (56A), der so angeordnet ist, dass die Nabe (70), der Ring (72) und der Schaufelkranz (56A) konzentrisch zu einander sind, wobei der Schaufelkranz an einer Stelle radial zwischen der Nabe (70) und dem Ring (72) angeordnet ist und eine Vielzahl von Schaufeln (78A) sowie zwischen den Schaufeln sowie der Nabe (70) und dem Ring (72) gebildete Schaufeltaschen (60A) aufweist, wobei jede der Schaufeln (78A) aufweist: a) eine obere Schaufelhälfte (100) und eine untere Schaufelhälfte (104), die in Form eines V angeordnet sind, welches sich in Drehrichtung des Laufrades öffnet, b) ein Schaufelfußsegment (88), das sich von der äußeren Nabenfläche (66A) in eine erste Richtung erstreckt, und c) ein Schaufelspitzensegment (90), das sich von einem äußeren Ende des Schaufelfußsegmentes (88) in Richtung auf die innere Ringfläche (67A) in eine zweite Richtung erstreckt, wobei, gesehen in Drehrichtung des Laufrades, die erste Richtung bezüglich der zweiten Richtung so nacheilt, dass der Punkt (142), an dem die Vorderseite des Schaufelspitzensegmentes (90) auf die innere Ringfläche (67A) trifft, bezüglich des Punktes (114), an dem die Vorderseite des Schaufelfußsegmentes (88) auf die äußere Nabenfläche (66A) trifft, um einen Winkel β nacheilt.
Laufrad nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Richtung, gesehen in Drehrichtung des Laufrades, dem Radius des Laufrades um einen vorgegebenen Winkel ψ im Bereich von 5° bis 15° nacheilt.
Laufrad nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Richtung, gesehen in Drehrichtung des Laufrades, dem Radius des Laufrades um einen vorgegebenen Winkel von 10° bis 25° voreilt, unter der Annahme, dass die zu dem Schaufelspitzensegment (90) tangentiale Linie tangential zu dem radial äußersten Punkt an der Vorderseite des Schaufelspitzensegmentes (90) verläuft.
Laufrad nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel β im Bereich von 0° bis 5° liegt.
Laufrad nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel β ungefähr 2° beträgt.
Laufrad nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Grat (62A) in jeder der Schaufeltaschen (60A) einen oberen und unteren konkaven Abschnitt (63A, 75A) bildet, welcher mit einer oberen Nut (58A) in einem oberen Gehäuseteil (42) und einer unteren Nut (72A) in einem unteren Gehäuseteil (44) zusammenwirken.
Laufrad nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und untere Nut (58A, 62A) jeweils eine Querschnittsform haben, die sich radial aus einem ersten und zweiten halbkreisförmigen Abschnitt (63, 65) und einem dazwischenliegenden ebenen Abschnitt (64) zusammensetzt.
Laufrad nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaufelspitzensegment (90) so gekrümmt ist, dass es sich in Drehrichtung der Laufrades öffnet.
Laufrad nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaufelspitzensegment (90) zumindest teilweise von einem Radius (r₃) im Bereich von 1,00 mm bis 5,00 mm definiert wird.
Laufrad nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die V-Form jeder der Schaufelhälften (100, 104) durch einen Neigungswinkel α bezüglich einer axial verlaufenden Bezugslinie gemessen wird und dass der Neigungswinkel α_R, an dem Schaufelfußsegment (88) kleiner als der Neigungswinkel α_T, an dem Schaufelspitzensegment (90) ist.
Laufrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel α_R, an einem radial innersten Punkt des Schaufelfußsegmentes (88) im Bereich von 20° bis 30° liegt.
Laufrad nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel α_T, an einem radial äußersten Punkt des Schaufelspitzensegmentes (90) im Bereich von 90° bis 40° liegt.
Laufrad nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und untere Schaufelhälften (100, 104) symmetrisch zu einer gedachten Ebene sind, die senkrecht zur Drehachse (34) des Laufrades verläuft und jede der Schaufeln (78A) halbiert.
Laufrad nach einem der Ansprüche 22 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (78A) eine gleichförmige Schaufeldicke zwischen Vorderseite (108) und Hinterseite (112) der betreffenden Schaufel haben, gesehen in Umfangsrichtung.
Laufrad nach einem der Ansprüche 22 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (78A) jeweils eine Seitenwandfläche (121; 131), eine Rückseite (112) und eine dazwischenliegende Abrundung (120; 130) haben.
Laufrad nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrundung (120; 130) über ihren radialen Verlauf gleichförmig ist und sich von der äußeren Nabenfläche (66A) zu der inneren Ringfläche (67A) erstreckt.
Laufrad nach einem der Ansprüche 22 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass es als mehrstöckiges Laufrad mit mehreren Ringen (72, 74) und mehreren Schaufelkränzen (56A, 56B) ausgebildet ist.
Laufrad nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (78A) eines inneren Schaufelkranzes (56A) die Form eines V haben, das durch einen ersten Neigungswinkel α definiert ist, die Schaufeln (78B) eines äußeren Schaufelkranzes (56B) die Form eines V haben, das durch einen zweiten Neigungswinkel α definiert wird, und dass der erste Neigungswinkel kleiner als der zweite Neigungswinkel ist.
Laufrad nach einem der Ansprüche 22 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungspumpe eine Kraftstoffpumpe für eine Kraftstoffzuführanlage eines Kraftfahrzeuges ist.
Laufrad für eine Strömungspumpe, mit: einer kreisförmigen Nabe (70), die eine äußere Nabenfläche (66A) mit einem Grat (92A) aufweist, welche sich um den Außenumfang der Nabe (70) erstrecken, einem inneren Schaufelkranz (56A) mit einer Vielzahl innerer Schaufeln (78A) und zwischen den Schaufeln gebildeten inneren Schaufeltaschen (60A), die mit dem Kraftstoffeinlass (50) und dem Kraftstoffauslass (52) kommunizieren, einem Zwischenring (72) mit einer inneren Ringfläche (67A), die in axialer Richtung eben ausgebildet ist und einer äußeren Ringfläche (66A) mit einem Grat (92B), von denen sich die innere Ringfläche (67A) um den Innenumfang des Zwischenrings (72) erstreckt und die äußere Ringfläche (66A) und der Grat (92B) sich um den Außenumfang des Zwischenrings (72) erstrecken, einem äußeren Schaufelkranz (56B), der eine Vielzahl von äußeren Schaufeln (78B) und dazwischen angeordneten Schaufeltaschen (60B) aufweist, die mit dem Kraftstoffeinlass (50) und dem Kraftstoffauslass (52) kommunizieren und einem Außenring (74) mit einer inneren Ringfläche (67B), die in axialer Richtung eben ausgebildet ist, die sich um den Innenumfang des Außenrings (74) erstreckt, wobei die Nabe (70), der innere Schaufelkranz (56A), der Zwischenring (72), der äußere Schaufelkranz (56B) und der Außenring (74) sämtlich konzentrisch zueinander sind, der innere Schaufelkranz (56A) an einer radialen Stelle zwischen der Nabe (70) und dem Zwischenring (72) angeordnet ist und der äußere Schaufelkranz (56B) an einer radialen Stelle zwischen dem Zwischenring (72) und dem Außenring (74) angeordnet ist, der Grat (92A) der Nabe (70) sich radial ein Teilstück in die inneren Schaufeltaschen (60A) erstreckt, wodurch obere und untere innere Schaufeltaschenabschnitte gebildet werden, und der Grat (92B) des Zwischenrings (72) sich radial ein Teilstück in die äußeren Schaufeltaschen (78B) erstreckt, wodurch obere und untere äußere Schaufeltaschenabschnitte gebildet werden, so dass Strömungsmittel in einer der inneren oder äußeren Schaufeltaschen (60A, 60B) zwischen den oberen und unteren Schaufeltaschenabschnitten strömen kann, ohne diese Schaufeltasche (60A, 60B) zu verlassen.
Laufrad nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Grat (92A) der Nabe (70) und der Grat (92B) des Zwischenrings (72) obere und untere konkave Abschnitte in jeder der Schaufeltaschen (60A, 60B) des inneren und äußeren Schaufelkranzes (56A, 56B) so bilden, dass a) der obere konkave Abschnitt des inneren Schaufelkranzes (56A) mit einer inneren Nut (58A) in einem oberen Gehäuseteil (42) zusammenwirkt, b) der obere konkave Abschnitt des äußeren Schaufelkranzes (56B) mit einer äußeren Nut (58B) im oberen Gehäuseteil (42) zusammenwirkt, c) der untere konkave Abschnitt des inneren Schaufelkranzes (56A) mit einer inneren Nut (62A) in einem unteren Gehäuseteil (44) zusammenwirkt, und d) der untere konkave Abschnitt des äußeren Schaufelkranzes (56B) mit einer äußeren Nut (62B) in dem unteren Gehäuse (44) zusammenwirkt.
Laufrad nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren und äußeren Nuten (58A, 58B) sowohl des oberen wie auch des unteren Gehäuseteils (42, 44) jeweils eine Querschnittsform haben, die sich radial aus einem ersten und zweiten halbkreisförmigen Abschnitt (63, 65) und einem dazwischenliegenden ebenen Abschnitt (64) zusammensetzt.
Laufrad nach Anspruch 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Querschnittsfläche der oberen und unteren inneren Nuten (58A, 62A) kleiner als die gemeinsame Querschnittsfläche der oberen und unteren äußeren Nuten (58B, 62B) ist.
Laufrad nach einem der Ansprüche 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungspumpe eine Kraftstoffpumpe für eine Kraftstoffzuführanlage eines Kraftfahrzeuges ist.
Kraftstoffpumpe für eine Kraftstoffzuführanlage eines Fahrzeuges, mit: einem unteren Gehäuseteil (44) mit einem Kraftstoffeinlass (50) und einer Oberseite (46), einem oberen Gehäuseteil (42) mit einem Kraftstoffauslass (52) und einer Unterseite (59), einer Laufradkammer (46), die zwischen der Ober- und Unterseite (46, 59) der Gehäuseteile (42, 44) gebildet ist und mit dem Kraftstoffeinlass und -auslass in Strömungsverbindung steht, einem elektrischen Motor (36) mit einer Welle (35), und einem Laufrad (48), das mit der Welle (35) des Motors (36) drehfest verbunden ist, wobei das Laufrad versehen ist mit: einer kreisförmigen Nabe (70) mit einer Naben-Außenfläche (66A), die sich um den Außenumfang der Nabe (70) erstreckt, einem Ring (72) mit einer inneren Ringfläche (77A), die sich um seinen Innenumfang erstreckt, und einem Schaufelkranz (56A), der so angeordnet ist, dass die Nabe (70), der Ring (72) und der Schaufelkranz (56A) konzentrisch zueinander sind, wobei der Schaufelkranz (56A) an einer radialen Stelle zwischen der Nabe (70) und dem Ring (72) angeordnet ist und mehrere Schaufeln (78A) sowie mehrere zwischen den Schaufeln (78A) gebildete Schaufeltaschen (60A) aufweist, wobei jede der Schaufeln (78A) aufweist: a) ein geradliniges Schaufelfußsegment (88), das sich von der äußeren Nabenfläche (66A) in eine erste Richtung erstreckt, und b) ein gekrümmtes Schaufelspitzensegment (90), das von dem äußersten radialen Abschnitt des Schaufelfußsegments (88) kontinuierlich zu der inneren Zwischenringfläche (67A) verläuft und das sich von dem äußeren Ende des Schaufelfußsegmentes (88) in Richtung auf die innere Ringfläche (67A) so wegerstreckt, dass eine zu dem gekrümmten Schaufelspitzensegment (90) tangentiale Linie (140) in eine zweite Richtung verläuft, wobei die erste Richtung, gesehen in Drehrichtung (102) des Laufrades, der zweiten Richtung um einen Winkel θ nacheilt, wobei die erste Richtung (134) dem Radius (144) des Laufrades, der durch den Punkt (114) verläuft, an dem sich das geradlinige Schaufelfußsegment (88) und die äußere Nabenfläche (66A) schneiden, in Drehrichtung (102) des Laufrades um einen Winkel ψ nacheilt.