DE19850158A1 - Seitenkanal-Kraftstoffpumpe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine von einem elektrischen Motor ange­ triebene Seitenkanal-Kraftstoffpumpe.

Seitenkanalpumpen, wie sie in der US 4,715,777 offenbart sind, werden als Kraftstoffpumpen für Brennkraftmaschinen eingesetzt. Diese Pumpen verwenden einen Stator mit einer ebenen Stirnseite, in der ein Kanal in Form einer in Um­ fangsrichtung verlaufenden Nut vorgesehen ist, die mit einem Kraftstoffeinlaß in Verbindung steht. Ein Rotor mit Schaufeln, die mit dem Kanal kommunizieren,ist so angeordnet, daß er benachbart zu dem Stator umläuft, um Kraftstoff vom Einlaß zu einem Auslaß des Kanals zu fördern, wobei zwischen Einlaß und Auslaß eine Druckerhöhung stattfindet. Der Auslaß des Kanals gibt Kraftstoff unter Druck ab, was Kräfte erzeugt, die gleichmäßig auf eine obere Stirnseite des Rotors wirken und hierbei den Rotor in Richtung auf den Stator drücken, so daß eine relativ hohe Rei­ bung zwischen Rotor und Stator entsteht, was den Auslaßdruck der Pumpe begrenzt. Da der Kraftstoffdruck im Kanal vom Einlaß zum Auslaß zunimmt, erzeugt der Kraftstoff im Kanal eine Kraft, die die Tendenz hat, den Rotor und Stator voneinan­ der zu trennen; diese Kraft ändert sich in Abhängigkeit von dem Kraftstoffdruck zwischen Einlaß und Auslaß des Kanals. Die über der gesamten Oberseite des Ro­ tors wirkende, im wesentlichen gleichförmige Kraft und die im Kanal erzeugte ver­ änderliche Kraft erzeugen eine veränderliche resultierende Kraft am Rotor, welche die Tendenz hat, den Rotor relativ zum Stator zu kippen. Dies führt zu einer un­ gleichmäßigen Abnutzung von Rotor und Stator, verringert die Lebensdauer der Pumpe und reduziert den Wirkungsgrad der Pumpe. Typischerweise sind Seiten­ kanalpumpen auf einen Auslaßdruck von weniger als 0,689 bar (10 psi) beschränkt, und zwar wegen der Reibung zwischen Rotor und Stator.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Seitenkanal-Kraftstoffpumpe ge­ schaffen werden, die einen druckausgeglichenen Rotor aufweist, bei der die Rei­ bung zwischen Rotor und Stator und somit der Verschleiß von Rotor und Stator möglichst gering sind, die einen erhöhten Auslaßdruck liefert, die relativ einfach im Aufbau und wirtschaftlich in Herstellung und Montage ist, die einen hohen Wir­ kungsgrad hat, betriebssicher und zu verlässig ist und eine lange Lebensdauer hat.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Seitenkanal-Kraftstoffpumpe besitzt einen Stator mit einem Pumpkanal und einem zweiten Kanal, die jeweils mit einer Gruppe von Schaufeln eines von einem elektrischen Motor angetriebenen Rotors zusam­ menwirken, um Druck sowohl im Pumpkanal wie auch im zweiten Kanal zu erzeu­ gen. Der zweite Kanal und vorzugsweise mit diesem verbundene Hohlräume sind so angeordnet, daß der im zweiten Kanal und irgendwelchen Hohlräumen erzeugte Kraftstoffdruck Kräfte erzeugt, die bei Kombination mit den im Pumpkanal erzeug­ ten Kräften zu Resultierenden führen, welche über der Stirnseite des Rotors im we­ sentlichen gleich sind, um eine Kippneigung des Rotors relativ zum Stator merklich zu mindern oder ganz auszuschalten. Ferner erhöhen der zweite Kanal und irgend­ welche Hohlräume die Größe der Kräfte, die in Aufwärtsrichtung gegen die untere Stirnseite des Rotors wirken, um die auf den Rotor wirkende resultierende Kraft, welche den Rotor gegen den Stator drückt, zu reduzieren oder ganz aufzuheben und somit die Reibkräfte zwischen Rotor und Stator entsprechend zu verringern. Eine Verringerung der Reibkräfte zwischen Rotor und Stator und ein Druckausgleich des Rotors dergestalt, daß er keine Kippneigung relativ zum Stator hat, erhöht den Wir­ kungsgrad der Pumpe, verringert den Verschleiß zwischen Rotor und Stator, was die Lebensdauer der Kraftstoffpumpe erhöht, und vergrößert den von der Pumpe gelie­ ferten Auslaßdruck.

Der zweite Kanal kann radial innerhalb oder außerhalb des Pumpkanals an­ geordnet sein; auch ist eine Kombination der beiden Lösungen möglich, derart, daß ein Abschnitt des zweiten Kanals radial innerhalb des Pumpkanals und ein anderer Abschnitt des zweiten Kanals radial außerhalb des Pumpkanals liegt. Bei einem Ausführungsbeispiel sind getrennte Hohlräume im Stator gebildet, die mit dem zweiten Kanal verbunden sind, um im Betrieb mit unter Druck stehendem flüssigem Kraftstoff gefüllt zu werden und somit "strategisch" die Größe der auf den Rotor wirkenden Kräfte zu lokalisieren und zu variieren, um dadurch den Kräften, die den Rotor zu kippen suchen, entgegen zu wirken und somit die Reibkräfte zwischen Rotor und Stator zu reduzieren.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Kraftstoffpumpe gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Stator der Kraftstoffpumpe in Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Stators der Kraftstoffpumpe in Fig. 1;

Fig. 4 eine Schnittansicht durch den Rotor der Kraftstoffpumpe in Fig. 1;

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Rotor der Kraftstoffpumpe in Fig. 1 von unten;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Kraftstoffpumpe;

Fig. 7 eine Draufsicht auf den Stator der Kraftstoffpumpe in Fig. 6;

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Rotor der Kraftstoffpumpe in Fig. 6 von unten;

Fig. 9 eine Draufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel eines Stators.

Fig. 1 zeigt eine von einem elektrischen Motor angetriebene Seitenkanal- Kraftstoffpumpe 10 mit einem Stator 12, der einen Pumpkanal 14 und einen zweiten Kanal 16 aufweist. Jeder der beiden Kanäle ist in der oberen Stirnseite 18 des Sta­ tors 12 gebildet und steht mit einer getrennten Gruppe von Schaufeln 20 und 22 in Verbindung, die in der unteren Stirnseite 24 eines Rotors 26 gebildet sind, um Druck im Pumpkanal 14 und in dem zweiten Kanal 16 zu erzeugen, wenn der Rotor 26 von dem elektrischen Motor 28 der Kraftstoffpumpe 10 angetrieben wird. Der zweite Kanal 16 ist so angeordnet, daß der in dem zweiten Kanal 16 erzeugte Kraft­ stoffdruck die über dem Rotor 26 wirkenden Kräfte ausgleicht, die von dem verän­ derlichen Kraftstoffdruck in dem Pumpkanal 14 und dem Auslaßdruck erzeugt wer­ den, der auf die obere Stirnseite 30 des Rotors 26 wirkt. Durch einen Ausgleich der über dem Rotor 26 wirkenden Kräfte wird die Kippneigung des Rotors wie auch die Nettokraft, die den Rotor in Richtung auf den Stator drückt, reduziert, was die Reib­ kräfte bzw. den Widerstand zwischen dem Rotor 26 und dem Stator 12 mindert, wenn der Rotor 26 angetrieben wird, um dadurch den Wirkungsgrad der Pumpe 10 zu erhöhen, den Verschleiß von Rotor 26 und Stator 12 zu verringern, die Lebens­ dauer der Pumpe 10 zu erhöhen und den von der Pumpe 10 erzeugten Auslaßdruck zu vergrößern.

Die Kraftstoffpumpe 10 besitzt ein Gehäuse 32 mit einem rohrförmigen Man­ tel 34 mit zwei offenen Enden 36, 38, von denen das eine eine Auslaßkappe 40 auf­ nimmt. Die Auslaßkappe 40 enthält den Pumpenauslaß 41 und einen O-Ring 43, der an einem nach innen ragenden Rand 42 anliegt, um eine Abdichtung angrenzend an der Endkappe 40 zu bilden. Das andere Ende 38 des Mantels 34 ist durch Walzen um einen kreisförmigen, radial verlaufenden Flansch 44 des Stators 12 gezogen, wobei ein Dichtring 46 in Form eines O-Ringes zwischen ihnen angeordnet ist. Der obere Rand 48 des Flansches 44 liegt an der Schulter 50 des Mantel 34 an, um den Stator 12 zu halten. Eine Ankeranordnung 52 wird im Gehäuse 32 von einer Welle 54 drehbar gelagert, die sich durch eine zylindrische Bohrung 56 des Rotors 26 er­ streckt und von einem Sackloch 58 des Stators 12 aufgenommen wird. An seinem anderen Ende ist die Ankeranordnung 52 in der Auslaßkappe 40 durch eine zentrale Welle 60 drehbar gelagert. Ankermagnete 62 sind innerhalb des Mantels 34 angren­ zend am Anker 52 angeordnet.

Der Rotor 26 ist mit der Welle 52 durch einen Clip 64 mit mehreren Fingern 66 drehfest verbunden, die in komplementär ausgebildete Ausnehmungen 68 des Rotors 26 greifen. Ein O-Ring 70 kann auf der Welle 54 angeordnet werden, um als Abstandshalter und/oder Feder zwischen dem Anker 52 und dem Rotor 26 zu wir­ ken. Statt dessen kann der Rotor 26, um eine Leckage zwischen Rotor 26 und Stator 12 zu reduzieren, in Richtung auf den Stator 12 von einer spinnenartigen Feder­ scheibe (nicht gezeigt) mit Schenkeln, die gegen den Rotor 26 drücken, und einen zentralen Abschnitt, der von dem Clip 64 unterstützt wird, gedrückt werden. Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, sind mehrere kleine Kraftstoffeinlaßkanäle 76 in dem Rotor 26 gebildet und verbinden den Bereich stromab des Rotors 26 mit dem zwei­ ten Kanal 16. Wenn der Rotor 26 angetrieben wird, wird der Kraftstoff an der Ober­ seite des Rotors 26 und benachbart zur Ankerwelle 54 in dem Gehäuse 32 aufge­ wirbelt, und die darin wirkende Zentrifugalkraft hat die Tendenz, Schmutzteilchen und andere Fremdkörper in Richtung auf den Außenrand 78 bzw. Umfang des Ro­ tors 26 zu bewegen, so daß "sauberer" Kraftstoff in die Einlaßkanäle 76 eintritt, um eine Verschmutzung zwischen Rotor 26 und Stator 12 so weitgehend wie möglich zu verhindern. Eine erste Gruppe von Schaufeln 20, die in die untere ebene Stirnsei­ te des Rotors 26 münden, ist so ausgebildet, daß sie bei umlaufendem Rotor 26 ei­ nen Druck innerhalb des Pumpkanals 14 erzeugen. Eine zweite Gruppe von Schau­ feln 22, die radial innerhalb der ersten Gruppe von Schaufeln 20 gebildet sind und in der ebenen Stirnseite 24 münden, ist so ausgebildet, daß sie bei umlaufendem Rotor 26 einen Druck innerhalb des zweiten Kanals 16 erzeugen. Jede Gruppe von Schaufeln 20, 22 weist mehrere einzelne Taschen 80, 82 auf, wobei jeweils eine Schaufel 84, 86 auf einer kreisförmigen Bahn angeordnet ist, die komplementär zu dem entsprechenden Kanal 14 bzw. 16 geformt ist. Vorzugsweise ist jede Schaufel 84, 86 zu der Drehachse des Rotors 26 unter einem spitzen Winkel geneigt, so daß ihr oberer Rand in Drehrichtung dem unteren Rand an der Stirnseite 24 des Rotors 26 nachläuft.

Wie in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, besitzt der Stator 12 einen Einlaßkanal 90, der in einen Einlaß 92 des Pumpkanals 14 mündet. Ein Auslaß 94 des Pumpka­ nals 14 öffnet sich in eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 96, die am Rand des Stators 12 gebildet ist. Der Stator 12 steht mit einer Kammer 98 im Gehäuse 32 stromab des Rotors 26 über einen Spalt 100 zwischen dem Mantel 34 und sowohl dem oberen Abschnitt des Randes des Stators 12 wie auch dem Rotor 26 in Verbin­ dung.

Der Pumpkanal 14 mündet in der oberen Stirnseite 18 des Stators 12, ist im wesentlichen kreisförmig mit einer Spannweite von ungefähr 330° bis 350° und ist zu dem äußeren Rand des Stators 12 radial nach innen beabstandet, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Kraftstoff fließt entgegen dem Uhrzeigersinn (in Fig. 2) durch den Pumpkanal 14 vom Einlaß 92 zum Auslaß 94. Ein Übergangsabschnitt 102 des Pumpkanals 14 geht in einem stromaufwärtigen Abschnitt 104 mit einem stromab­ wärtigen Abschnitt 106 über, der einen kleineren Querschnitt als der stromaufwärti­ ge Abschnitt 104 hat. Die Änderung der Querschnittsfläche innerhalb des Pumpka­ nals 14 führt zu einem Druckaufbau an dem Übergangsabschnitt 102, um den Druck im stromabwärtigen Abschnitt 106 zu erhöhen. Eine Ablaßöffnung 108 im Pumpka­ nal 14 läßt Kraftstoffdampf beim Anlassen der Pumpe 10 ab, um die Pumpe 10 rasch in Gang zu bringen. Die Ablaßöffnung 108 ist so bemessen und angeordnet, daß sie den Gesamtwirkungsgrad der Pumpe 10 nicht merklich beeinträchtigt.

Der zweite Kanal 16 mündet in der oberen Stirnseite 18 des Stators 12, ist ungefähr kreisförmig mit einer Spannweite von näherungsweise 330° bis 350° und ist vorzugsweise zu dem Pumpkanal 14 radial nach innen beabstandet. Der zweite Kanal 16 besitzt einen Einlaß 110 und einen Auslaß 112, die in Umfangsrichtung beabstandet sind und jeweils vorzugsweise benachbart zu dem Übergangsabschnitt 102 bzw. der Mitte des Pumpekanals 14 angeordnet sind.

Eine längliche bogenförmige Nut 114 mündet in der oberen Stirnseite 18 des Stators 12, steht an einem Ende mit dem Einlaß 110 des zweiten Kanals 16 in Ver­ bindung und ist radial innerhalb des zweiten Kanals 16 angeordnet. Die Nut 114 besitzt einen Zweig 116, der in einer die Bohrung 56 umgebenden ringförmigen Ausnehmung 118 mündet. Der zweite Kanal 16 steht mit der Kammer 98 über die Einlaßkanäle 76, die ringförmige Ausnehmung 118, dem Zweig 116 und die Nut 114 in Verbindung. Ein Hohlraum 120 ist an einem Ende mit dem Auslaß 112 des zweiten Kanals 16 verbunden und radial innerhalb des zweiten Kanals 16 angeord­ net. Zwei der beabstandeten Nuten 122, 124 sind an einem Ende mit dem Hohlraum 120 durch kalibrierte Schlitze 126, 128 und an ihrem entgegengesetzten Ende mit getrennten Hohlräumen 130, 132 verbunden, die zwischen der ringförmigen Aus­ nehmung 118 und der Nut 114 auf beiden Seiten des Zweigs 116 gebildet sind. Die Schlitze 126, 128 sind so ausgebildet und angeordnet, daß sie eine kontrollierte Kraftstoffströmung aus dem Hohlraum 120 zu jedem der getrennten Hohlräume 130, 132 ermöglichen, um den Kraftstoffdruck in den Hohlräumen 130, 132 zu steuern und die Kräfte, die über den Rotor 26 benachbart zu diesen Hohlräumen 130, 132 wirken, auszugleichen. Der Kraftstoffdruck innerhalb der Hohlräume 130, 132 kann dadurch geändert werden, daß die Größe der Schlitze 126, 128 geändert wird. Jeder der Hohlräume 120, 130, 132, Nuten 114, 116, Schlitze 126, 128 sowie die Ausnehmung 118 mündet in der oberen Stirnseite 18 des Stators 12, um mit dem darüber liegenden Abschnitt des Rotors 26 zu kommunizieren, und ist so ausgebil­ det, daß er bzw. sie mit flüssigem Kraftstoff gefüllt wird, um die veränderlichen Kräfte am Rotor 26 ausgleichen zu helfen und für ein Flüssigkeitslager angrenzend am Rotor 26 zu sorgen. Die Gesamtkraft, die von jedem Hohlraum 120, 130, 132, jeder Nut 114, 116, jedem Schlitz 126, 128 und der Ausnehmung 118 erzeugt wird und auf den Rotor 26 wirkt, kann dadurch geändert werden, daß der dem Rotor 26 ausgesetzte Oberflächenbereich jeder dieser Vertiefungen und der Kraftstoffdruck in diesen geändert wird. Außerdem kann der Bereich, in dem diese Kraft auf den Rotor 26 wirkt, dadurch geändert werden, daß die Lage der Hohlräume 120, 130, 132, Nuten 114, 116, Schlitze 126, 128 und Ausnehmung 118 im Stator 12 verändert wird, um die resultierenden Kräfte, die auf die verschiedenen Bereiche quer über den Rotor 26 sowie in Umfangsrichtung desselben wirken, auszugleichen.

Es wird nun die Betriebsweise beschrieben. Bei einer Kraftstoffpumpe 10 eines Nennauslaßdruckes von 2,76 bar (40 psi) herrscht im Einlaß 92 des Pumpka­ nals 14 ein verringerter Druck, ein Nenndruck von 0 bar. Im Auslaß 94 des Pump­ kanals 14 wie auch der Kammer 98 herrscht ein Druck, der dem Auslaßdruck von 2,76 bar der Kraftstoffpumpe 10 entspricht oder etwas darüber liegt. Somit liegt an dem Rotor 26 eine merkliche Druckdifferenz an, und zwar insbesondere angrenzend am Einlaß 92, wo auf die obere Stirnseite 30 des Rotors 26 flüssiger Kraftstoff aus der Kammer 98 einwirkt, wo ein Druck von ungefähr 2,76 bar herrscht, während an der unteren Stirnseite 24 des Rotors 26 der Einlaßdruck von ungefähr 0 bar herrscht. Eine merklich geringere Druckdifferenz liegt an dem Auslaß 94 an, wo der Druck im Pumpkanal sich 2,76 bar nähert. Da jedoch der Kraftstoff an der oberen Stirnsei­ te 30 auf einen sehr viel größeren Flächenbereich als der Kraftstoff im Pumpkanal 14 wirkt, und somit wird eine wesentlich größere Kraft an der oberen Stirnseite 30 als innerhalb des Pumpkanals 14 selbst benachbart zum Auslaß 94 des Pumpkanals 14 erzeugt. Diese an der oberen Stirnseite 30 des Rotors 26 angreifende Kraft drückt den Rotor 26 in Richtung auf den Stator 12 und erzeugt beträchtliche Reibkräfte zwischen ihnen, und der Rotor hat aufgrund der veränderlichen Kraft, die von dem Kraftstoffdruck im Pumpkanal 14 auf die untere Stirnseite 24 des Rotors 26 ausge­ übt wird, die Neigung, zu kippen.

Ein Teil des Kraftstoffs in der Kammer 98, wo ein Druck von ungefähr 2,76 bar herrscht, strömt in den Einlaß 110 des zweiten Kanals 16 durch die Einlaßkanäle 76. Der Druck des Kraftstoffes im zweiten Kanal 16 nimmt von dem Einlaß 110 bis zu dem Auslaß 112 zu, und somit ist der Druck am Auslaß 112 sowie innerhalb des Hohlraumes 120 größer als 2,76 bar. Der Einfachheit halber wird die Hälfte sowohl des Pumpkanals 14 wie auch des zweiten Kanals 16, die näher an dem entsprechen­ den Einlaß 92 bzw. 110 liegt, als "Niederdruckabschnitt" bezeichnet. In der gleichen Weise wird die andere Hälfte jedes Kanals 14, 16, die jeweils näher am Auslaß 94 bzw. 112 liegt, als "Hochdruckabschnitt" bezeichnet, wenngleich, wie oben be­ schrieben, der "Niederdruckbereich" des zweiten Kanals 16 einen höheren Druck als der "Hochdruckbereich" des Pumpkanals 14 haben kann.

Bei einem Umfangsabstand der Einlässe 92, 110 und der Auslässe 94, 112 jedes der Kanäle 14, 16 um 180° liegt der Hochdruckabschnitt des zweiten Kanals 16 benachbart zu dem Niederdruckabschnitt des Pumpkanals 14, wo die größte Druckdifferenz am Rotor 26 anliegt. Ferner liegt der Niederdruckabschnitt des zweiten Kanals 16 benachbart zu dem Hochdruckabschnitt des Pumpkanals 14, wo eine kleinere Druckdifferenz am Rotor 26 anliegt, und somit wird weniger Druck bzw. Kraft benötigt, um den Rotor 26 in diesem Bereich auszugleichen. Vorzugswei­ se sorgen diese Positionierung des zweiten Kanals 16 wie auch die Gestalt und An­ ordnung der Hohlräume, Nuten und Schlitze für eine gleichförmige Kraft über der gesamten unteren Stirnfläche 24 des Rotors 26, der die im wesentlichen ebenfalls gleichförmige Kraft an der oberen Stirnseite 30 des Rotors 26 entgegenwirkt, wel­ che von dem auf diese Stirnseite 30 wirkenden Auslaß-Kraftstoff erzeugt wird, so daß der Rotor 26 keine Kippneigung relativ zu dem Stator 12 hat. Ferner ist diese gleichförmige Kraft, die von dem Kraftstoffdruck in dem Pumpkanal 14, dem zweiten Kanal 16, den Hohlräumen, Nuten und Schlitzen erzeugt und auf die untere Stirnseite 24 des Rotors 26 ausgeübt wird, nur geringfügig kleiner als oder im we­ sentlichen genauso groß wie die Kraft, die auf die obere Stirnseite 30 ausgeübt wird, so daß die Reibkräfte zwischen dem Rotor 26 und dem Stator 12 entsprechend ver­ ringert werden.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kraftstoff­ pumpe 200, bei dem der zweite Kanal 202 im Stator 12' radial außerhalb des Pump­ kanals 204 gebildet ist und der Rotor 26' entsprechend ausgebildete Gruppen von Schaufeln 20, 22 aufweist. Der Rotor 26' hat eine etwas abgewandelte Konstruktion mit einer zentralen Ausnehmung 206, die an seinem stromabwärtigen Ende 208 vor­ gesehen und so ausgebildet ist, daß sie einen unteren Abschnitt des Ankers 52 auf­ nimmt. Der Rotor 26' ist mit dem Anker 52 durch mehrere Stifte 210 drehfest ver­ bunden, die von Löchern 212 des Rotors 26' gleitend aufgenommen werden und an die Löcher 212 bildenden Speichen 213 angreifen, um den Rotor 26' anzutreiben. Wie in Fig. 7 zu sehen ist, fördert der Auslaß 94 des Pumpkanals 204 in einen zen­ tralen ringförmigen Hohlraum 214, der im Stator 12' im wesentlichen konzentrisch zu der Sackbohrung 58' gebildet ist. Der Hohlraum 214 steht mit der Ankeranord­ nung 52 durch die Löcher 212 des Rotors 26' in Verbindung, und somit strömt aus dem Auslaß 94 austretender Kraftstoff in den Hohlraum 214, durch den Rotor 26' und durch das Gehäuse 32, worauf er unter Druck durch einen Auslaßkanal 216 der Auslaßkappe 40 abgegeben wird.

Aufgrund dieser Konstruktion des Rotors 26' wird der Flächenbereich der oberen Stirnseite 30' des Rotors 26' mit flüssigem Kraftstoff beaufschlagt, dessen Druck dem Auslaßdruck der Kraftstoffpumpe 200 entspricht, um die in Abwärts­ richtung auf den Rotor 26' wirkende Kraft zu verringern und somit die Reibkräfte zwischen dem Rotor 26' und dem Stator 12' zu reduzieren. Dies ermöglicht eine einfachere Konstruktion des Stators 12', da die verschiedenen Hohlräume 120, 130, 132, Nuten 114, 116, Schlitze 126, 128 und die Ausnehmung 118 des ersten Ausführungsbeispiels wegfallen. Statt dessen hat der zweite Kanal 202 seinerseits einen ausreichenden Flächenbereich und einen höheren Druck, um die gleichförmi­ ge Kraft quer über der unteren Stirnseite 24' des Rotors 26' sowie über deren Um­ fang zu erzeugen, so daß der Rotor 26' keine Kippneigung relativ zum Stator 12' hat. Diese gleichförmige Kraft quer über der unteren Stirnseite 24' des Rotors 26' ist ferner groß genug, um die auf die obere Stirnseite 30' des Rotors 26' wirkende Kraft im wesentlichen, wenn nicht vollständig, aufzuheben, um die Reibkräfte zwi­ schen dem Rotor 26' und dem Stator 12' zu minimieren. Die Kraftstoffpumpe 200 des zweiten Ausführungsbeispiels arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie die des ersten Ausführungsbeispiels, und somit ist eine Beschreibung ihrer Be­ triebsweise nicht erforderlich.

Fig. 9 zeigt einen abgewandelten Stator 12'', bei dem der Pumpkanal 141 im Stator 12'' so ausgebildet ist, daß sein Einlaß 254 radial innerhalb des zweiten Ka­ nals 256 und sein Auslaß 258 radial außerhalb des zweiten Kanals 256 liegt. Ein ge­ krümmter Übergangsabschnitt 264 des Pumpkanals 252 verläuft in Querrichtung zwischen dem Einlaß 260 und dem Auslaß 262 des zweiten Kanals 256. Der zweite Kanal 256 ist mit seinem Einlaß 260 radial innerhalb des Pumpkanals 252 angeord­ net, und sein Auslaß 262 ist radial außerhalb des Pumpkanals 252 angeordnet. Ein gekrümmter Übergangsabschnitt 266 des zweiten Kanals 256 verläuft in Querrich­ tung zwischen dem Einlaß 254 und dem Auslaß 258 des Pumpkanals 252. Vorzugs­ weise sind die Kanäle 252, 256 getrennt voneinander und schneiden sich nicht bzw. stehen nicht miteinander in Verbindung. Ein Rotor mit zwei kreisförmigen Schau­ felkränzen, von denen der eine radial innerhalb des anderen angeordnet ist, ist zur Druckerzeugung in jedem der Kanäle vorgesehen. Vorzugsweise hat jeder Kanal die gleiche Breite, und jeder Schaufelkranz hat die gleiche Breite, um mit ihm im Be­ trieb zusammenzuwirken. Eine mit dem modifizierten Stator 12'' versehene Pumpe arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie die Kraftstoffpumpe 10, und so­ mit wird ihre Betriebsweise nicht weiter beschrieben.

Claims (15)

1. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe mit:
einem Rotor (26), der von einem elektrischen Motor angetrieben wird;
einem Stator (12);
einem Pumpkanal (14), der zwischen dem Rotor (26) und dem Stator (12) an­ geordnet ist und einen Einlaß (92) sowie einen Auslaß (94) aufweist;
einer ersten Gruppe von Schaufeln (20) im Rotor (26) zum Erzeugen von Druck in dem Pumpkanal (14), derart, daß der Druck des Kraftstoffs im Pumpkanal (14) vom Einlaß (92) in Richtung auf den Auslaß (94) zunimmt;
einem zweiten Kanal (16), der zwischen dem Rotor (26) und dem Stator (12) angeordnet ist und einen Einlaß (110) sowie einen Auslaß (112) aufweist; und
einer zweiten Gruppe von Schaufeln (22) im Rotor (26) zum Erzeugen von Druck in dem zweiten Kanal (16), derart, daß der zweite Kanal (16) auf den Rotor (26) eine Kraft ausübt, die im Bereich des Einlasses (92) des Pumpkanals (14) grö­ ßer als im Bereich des Auslasses (94) des Pumpkanals (14) ist, um die vom Kraft­ stoff sowohl in dem Pumpkanal (14) wie auch in dem zweiten Kanal (16) auf den Rotor (26) ausgeübte Kraft zumindest teilweise auszugleichen und die Reibkräfte zwischen dem umlaufenden Rotor (26) und dem Stator (12) zu reduzieren.

2. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpkanal (204) radial innerhalb des zweiten Kanals (202) angeordnet ist.

3. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpkanal (14) radial außerhalb des zweiten Kanals (16) angeordnet ist.

4. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Pumpkanals (252) radial innerhalb des zweiten Kanals (256) und zumindest ein Teil des Pumpkanals (252) radial außerhalb des zweiten Kanals (256) angeordnet ist.

5. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen im Stator (12) gebildeten Hohlraum (120), der mit dem zweiten Kanal (16) verbunden ist, um unter Druck stehenden flüssigen Kraftstoff aufzunehmen und eine Kraft auf den Rotor (26) auszuüben, die mit hilft, die am Rotor (26) angreifenden Kräfte auszugleichen.

6. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (110) des zweiten Kanals (16) zu dem Ein­ laß (92) des Pumpkanals (14) in Umfangsrichtung beabstandet ist.

7. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (110) des zweiten Kanals (16) ungefähr in der Mitte zwischen dem Einlaß (92) und dem Auslaß (94) des Pumpkanals (14) liegt.

8. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpkanal (14) und der zweite Kanal (16) im we­ sentlichen kreisförmig ausgebildet und konzentrisch zu der Drehachse des Rotors (26) angeordnet sind.

9. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (26) mindesten eine durchgehende Einlaß­ öffnung aufweist, die flüssigen Kraftstoff stromab des Auslasses (94) des Pumpka­ nals (14) dem zweiten Kanal (16) zuführt.

10. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Gruppe von Schaufeln (20, 22) aus einer Vielzahl einzelner Schaufeln bestehen, die als kreisförmiger Kranz im Rotor (26) angeordnet sind.

11. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Pumpkanal (14) über näherungsweise 330 bis 350° erstreckt.

12. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zweite Kanal (16) über näherungsweise 330 bis 350° erstreckt.

13. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlraum (120) mit dem Auslaß (112) des zweiten Kanals (16) verbunden ist und mindestens ein weiterer Hohlraum (130) mit dem ersten Hohlraum (120) durch einen kalibrierten Schlitz (126) verbunden ist, um den Druck in dem ersten Hohlraum (120) zu steu­ ern.

14. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (26') eine zentrale Ausnehmung (206) auf­ weist und der Auslaß (94) des Pumpkanals (204) mit der zentralen Ausnehmung (208) in Verbindung steht.

15. Seitenkanal-Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung des Rotors (26) mit dem Einlaß (110) des zweiten Kanals (16) verbunden ist, der be­ nachbart zur Achse des Rotors (26) angeordnet ist.