DE69813758T2

DE69813758T2 - Laufrad einer motorgetriebenen brennstoffpumpe

Info

Publication number: DE69813758T2
Application number: DE69813758T
Authority: DE
Inventors: Seiji Obu-shi MURASE; Shinichi Obu-shi FUJII; Takayuki Obu-shi USUI; Satoru Obu-shi IKEDA
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: EP0931927B1; DE69813758D1; KR20000068707A; WO1999007990A1; JP3744942B2; EP0931927A4; US6224323B1; KR100317013B1; EP0931927A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad für eine elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe.
Stand der Technik
1 zeigt eine elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe eines in einem Tank liegenden Systems, das in einem Kraftstofftank installiert ist. Die elektrische betriebene Kraftstoffpumpe, die in 1 dargestellt ist, setzt sich aus einem Motorbereich 1 und einem Pumpenbereich 2 zusammen, die in einem zylindrisch ausgebildeten Gehäuse 3 aufgenommen sind. Eine Motorabdeckung 4 und eine Pumpenabdeckung 5 sind an dem oberen und unteren Endbereich des Gehäuses 3 angebracht.
Durch das Abstützen des oberen und unteren Endbereichs einer Welle 8 an der Motorabdeckung 4 und der Pumpenabdeckung 5 über jeweilige Lager 9 und 10 wird ein Anker 7 in einer Motorkammer 6 derart angebracht, daß er darin rotiert. Mehrere Kommutatorsegmente 12, die mit einer Spule verbunden sind und die sich aus Kupfer und Silber als Hauptkomponenten zusammensetzen, sind auf dem Anker 7 angebracht und bezüglich einander isoliert. Ein Magnet 11 ist auf der inneren Wandoberfläche des Gehäuses 3 angebracht. Eine Bürste 13, die verschiebbar in Kontakt mit den Kommutatorsegmenten 12 des Ankers 7 gelangen kann, und eine Feder 14, die die Bürste 13 vorspannt, sind in der Motorabdeckung 4 aufgenommen. Die Bürste 13 ist mit einem externen Verbindungsanschluß über eine Drosselspule 15 verbunden.
Ein Absperrventil 17 ist in einer Abgabeöffnung 16 angebracht, die an der Motorabdeckung 4 befestigt ist, und eine Kraftstoffzufuhrleitung ist an die Abgabeöffnung 16 angeschlossen. Ein Pumpenkörper 18 ist an dem unteren Endbereich des Gehäuses 3 angebracht, indem er an der unteren Seite der Pumpenabdeckung 5 dichtend angebracht wird. Eine Kraftstoffeinlaßöffnung 19 ist in dem Pumpenkörper 18 vorgesehen, und eine Kraftstoffauslaßöffnung 20 ist in der Pumpenabdeckung 5 vorgesehen. Die Einlaßöffnung 19 und die Auslaßöffnung 20 sind in Positionen vorgesehen, die voneinander in der Umfangsrichtung der Pumpenkammer getrennt sind, die durch dem Pumpenkörper 18 und die Pumpenabdeckung 5 gebildet wird. Ein scheibenförmiges Laufrad 21 mit mehreren Schaufelvertiefungen 22, die auf der oberen und unteren Seite in der Umfangsrichtung gebildet sind, ist in der Pumpenkammer angebracht, die durch den Pumpenkörper 18 und die Pumpenabdeckung 5 gebildet wird. Das Laufrad 21 ist zum Beispiel aus Harz gebildet und an der Welle 8 des Ankers 7 angebracht.
Bei einer elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe, die wie oben beschrieben konstruiert ist, wird das Laufrad 21 zur Rotation angetrieben, wenn der Motorbereich 1 mit Energie versorgt wird, um die Ankerwelle 8 zu drehen. Folglich wird der Kraftstoff in dem Kraftstofftank durch die Einlaßöffnung 19 eingesaugt und gelangt in die Motorkammer 6 über die Auslaßöffnung 20, und der Kraftstoff wird an eine Kraftstoffzuleitung über den Abgabebereich 16 abgegeben.
Ein bekanntes Laufrad ist in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 7-54726 beschrieben. 2 bis 5 zeigen das bekannte Laufrad. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Laufrads, 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts III, der in 2 bezeichnet ist, 4 ist eine Querschnittsansicht (Querschnittsansicht entlang der Radialrichtung) entlang der Linie IV-IV aus 3 und 5 ist eine Querschnittsansicht (Querschnittsansicht in der Umfangsrichtung) entlang der Linie V-V aus 3. Schaufeln 23 sind entlang der Umfangsrichtung auf dem Außenumfangsbereich von beiden Seiten des Laufrads 21 vorgesehen, und eine Schaufelvertiefung 22 ist zwischen den Schaufeln 23 ausgebildet. Eine Strömungsleitungsvertiefung 35 ist in Bereichen der Pumpenabdeckung 5 und dem Pumpenkörper 18 ausgebildet, die den Schaufelvertiefungen 22 des Laufrads 21 entsprechen. Somit bildet die Strömungsleitungsvertiefung 35 eine Strömungsleitung 36 von der Einlaßöffnung 19 zur Auslaßöffnung 20. In der Querschnittsansicht in Radialrichtung sind die Schaufelvertiefungen 22, wie es in 4 gezeigt ist, in einer gekrümmten Gestalt ausgebildet.
Ferner sind in der Ansicht in Umfangsrichtung die Schaufelvertiefungen 22 in einer geradlinigen Gestalt ausgebildet, die parallel zur Ebene des Laufrads verläuft, wie es in 5 gezeigt ist. Der Anschlußbereich 26 zwischen der Endfläche 24 der Schaufel 23 und der Vorderseite der Rotationsrichtung und der Endfläche 25 der Schaufel 23 an der Rückseite der Rotationsrichtung weist einen rechten Winkel auf, d. h. eine rechteckige Gestalt. Ein Öffnungsbereich der Schaufelvertiefung 22 ist derart gestaltet, daß der Öffnungsrandbereich 28 in der Radialrichtung an der hinteren Seite der Rotationsrichtung eine geradlinige Gestalt aufweist, wie es in 3 gezeigt ist, und gleichzeitig Verbindungsbereiche 31 und 32 zwischen dem Öffnungsrandbereich 28 und dem Öffnungsrandbereich 29 oder 30 in der Umfangsrichtung rechtwinklig sind.
Bei einem solchen bekannten Laufrad 21 wird eine zirkulierende Wirbelströmung erzeugt, bei der Kraftstoff nach außen in der Radialrichtung entlang der Schaufelvertiefungen 22 des Laufrads 21 strömt, wie es durch die Pfeile in 4 bezeichnet ist, wenn der Kraftstoff von der Einlaßöffnung 19 zur Auslaßöffnung 20 strömt, und diese Wirbelströmung tritt auf die Wandoberfläche in der Radialrichtung der Strömungsleitung 36. Der Kraftstoff strömt nach innen in der Radialrichtung entlang der Strömungsleitungsvertiefung 35 und wieder nach außen in der Radialrichtung entlang der Schaufelvertiefungen 22. Da die Geschwindigkeit der zirkulierenden Wirbelströmung in der Umfangsrichtung langsamer als die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrads 21 ist, wird der Kraftstoff, der nach innen in der Radialrichtung entlang der Strömungsleitungsvertiefung 36 strömt, dazu gebracht, in den Schaufelvertiefungen 22 an der Rückseite der Rotationsrichtung zu strömen. Da die Anschlußbereich zwischen den Schaufelvertiefungen 22 und den Endflächen 24 oder 25 der Schaufel 23 rechtwinklig gebildet sind, wenn man sie in der Umfangsrichtung betrachtet, wird dabei die Geschwindigkeit der zirkulierenden Wirbelströmung in der Umfangsrichtung durch Strömungswiderstand an dem rechtwinkligen Anschlußbereich 26 abgebremst und somit war die Pumpeneffizienz nicht zufriedenstellend.
Ferner wurde ein Laufrad, bei dem die Schaufeln in der Rotationsrichtung geneigt sind, wie es in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 6-299983 beschrieben ist, und ein Laufrad, bei dem die Schaufeln abgerundet sind, wie es in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 7-189973 beispielsweise beschrieben ist, beschrieben.
Im Hinblick auf Laufräder, bei denen die Schaufeln in der Rotationsrichtung geneigt sind, und im Hinblick auf Schaufeln, die abgerundet sind, ist die Anzahl der Harzmaterialien, aus denen die Laufränder gebildet werden können, beschränkt, da die Laufradgestalt kompliziert ist. Insbesondere wird es schwierig, die Laufräder mit wärmeaushärtendem Harz zu gießen. Da die Festigkeit, die Eigenschaften im Hinblick auf das dem Anschwellen bei einem Kontakt bei einem Kraftstoff entgegenwirken usw. der wärmeaushärtenden Harze besser sind als diejenigen von zum Beispiel dem thermoplastischen Harzen kann die Zuverlässigkeit zu einem Problem werden, wenn die Laufräder aus einem Harz, wie zum Beispiel einem thermoplastischen Harz, gefertigt sind, das kein wärmeaushärtendes Harz ist.
Da der Öffnungsrandbereich 28 in der Radialrichtung an der Rückseite der Rotationsrichtung des Öffnungsbereichs der Schaufelvertiefungen 22, die in 3 gezeigt sind, ferner eine geradlinige Gestalt aufweist und die Anschlußbereiche 31 und 32 zwischen dem Öffnungsrandbereich 28 und dem Öffnungsrandbereich 29 in der Umfangsrichtung nach außen aus der Radialrichtung oder der Öffnungsrandbereich 30 in der Umfangsrichtung nach innen in der Radialrichtung rechtwinklig sind, wird die Geschwindigkeit einer zirkulierenden Wirbelströmung, die aus den Schaufelkanälen 22 in der Umfangsrichtung strömt, abgebremst und die Einströmung des Kraftstoffs in die Schaufelvertiefungen 22 ist nicht gleichmäßig. Daher ist die Pumpenleistung nicht zufriedenstellend.
Wenn auch eine Dampfablaßöffnung 37, die Dampf (Luftblasen) in den Schaufelvertiefungen 22 abläßt, in einer Strömungsleitungsvertiefung 35 der Pumpenabdeckung 5 oder des Pumpenkörpers 18 angebracht ist, kann zusätzlich Dampf in den Schaufelvertiefungen 22, der auf der Seite gegenüber der Dampfablaßöffnung 37 vorhanden ist, nicht unmittelbar durch die Dampfablaßöffnung 37 abgegeben werden. Daher ist die Pumpeneffizienz nicht zufriedenstellend. Da ferner die Auslaßöffnung 20 auf einer Seite (der oberen Seite im Fall von 1) von sowohl der oberen als auch der unteren Seite des Laufrads 21 vorgesehen ist, strömt Kraftstoff in den Schaufelvertiefungen 22 gegenüber der Seite, auf der die Auslaßöffnung 20 angebracht ist, kaum auf die Seite der Auslaßöffnung 20. Daher ist die Pumpeneffizienz nicht zufriedenstellend.
Die GB 318,026 beschreibt ein Laufrad gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die DE 39 25 396 A1 beschreibt ein Laufrad mit Vertiefungen auf beiden Seiten des Laufrads in seiner Rotationsachsenrichtung, die über Löcher in Verbindung stehen.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Laufrad für eine elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe vorzusehen, das die Pumpeneffizienz durch eine einfache Gestalt oder Konstruktion verbessern kann.
Die Erfindung sieht ein Laufrad für eine elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe vor, das Schaufeln und Schaufelvertiefungen aufweist, die entlang der Umfangsrichtung vorgesehen sind, wobei die Schaufelvertiefungen eine gekrümmte Gestalt aufweisen, wenn man sie in der Querschnittsansicht in der Radialrichtung betrachtet, und wobei Verbindungsbereiche zwischen den Schaufelvertiefungen und Endflächen der Schaufeln an der hinteren Seite der Rotationsrichtung eine gekrümmte Gestalt aufweisen, wenn sie in einer Querschnittsansicht in der Umfangsrichtung betrachtet werden.
Die Aufgabe wird durch ein Laufrad gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Verbesserungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Durch die oben beschriebene Konstruktion strömt Kraftstoff gleichmäßig und es wird ein Geschwindigkeitsvektor in der Umfängsrichtung für die zirkulierende Wirbelströmung von der Schaufelvertiefung vorgesehen, da der Strömungswiderstand der Schaufelvertiefung verringert ist, so daß die Pumpeneffizienz verbessert werden kann.
Durch die oben beschriebene Konstruktion ist es möglich, die Dampfablaßkapazität der Schaufelvertiefungen zu verbessern, oder es ist möglich, die Kraftstoffablaßkapazität der Schaufelvertiefungen zu verbessern. Daher kann die Pumpeneffizienz weiter verbessert werden.
Da die oben beschriebene Konstruktion weiter vereinfacht ist, ist es möglich, Laufräder beispielsweise mit einem wärmeaushärtenden Harz zu gestalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung einer bekannten elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe;
2 ist eine perspektivische Ansicht des bekanntes Laufrads;
3 ist eine vergrößerte Ansicht des Teils III aus 2;
4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV aus 3; 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V aus 3;
6 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Laufrads gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII aus 6; 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII aus 6;
9 ist eine Querschnittsansicht in Umfangsrichtung eines Laufrads gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
10 ist eine Querschnittansicht in Umfangsrichtung eines Laufrads gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform;
11 ist eine Ansicht, die einen Öffnungsbereich eines Laufrads gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform darstellt;
12 ist eine Ansicht, die einen Öffnungsbereich eines bekannten Laufrads darstellt;
13 ist eine Teil-Querschnittsansicht eines Laufrads gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform;
14 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIV-XIV aus 13; 15 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XV-XV aus 13;
16 ist eine Draufsicht auf das Laufrad gemäß der fünften bevorzugten Ausführungsform;
17 ist eine vergrößerte Teilansicht des Laufrads gemäß der fünften bevorzugten Ausführungsform;
18 ist eine Querschnittsansicht in Umfangsrichtung eines Laufrads gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform;
19 ist eine Draufsicht auf das Laufrad gemäß der sechsten bevorzugten Ausführungsform;
20 ist eine vergrößerte Teilansicht des Laufrads gemäß der sechsten bevorzugten Ausführungsform;
21 ist eine Draufsicht auf ein Laufrad gemäß einer siebten bevorzugten Ausführungsform;
22 ist eine vergrößerte Teilansicht des Laufrads gemäß der siebten bevorzugten Ausführungsform;
23 ist eine Draufsicht auf ein Laufrad gemäß einer achten bevorzugten Ausführungsform;
24 ist eine vergrößerte Teilansicht des Laufrads gemäß der achten und neunten bevorzugten Ausführungsform;
25 ist eine Draufsicht an der Einlaßöffnungsseite eines Laufrads gemäß einer zehnten bevorzugten Ausführungsform;
26 ist eine Draufsicht an der Auslaßöffnungsseite des Laufrads gemäß der zehnten bevorzugten Ausführungsform;
27 ist eine Querschnittsansicht in Umfangsrichtung des Laufrads der zehnten bevorzugten Ausführungsform;
28 ist eine Draufsicht an der Einlaßöffnungsseite eines Laufrads gemäß einer elften bevorzugten Ausführungsform;
29 ist eine Draufsicht an der Auslaßöffnungsseite des Laufrads gemäß der elften bevorzugten Ausführungsform;
30 ist eine Querschnittsansicht in Umfangsrichtung des Laufrads gemäß der elften bevorzugten Ausführungsform;
31 ist eine Ansicht, die die Gestalt des Öffnungsbereichs der Schaufelvertiefungen und das Verhältnis zwischen dem Ort, an dem die Verbindungslöcher liegen, und der Pumpeneffizienz zeigt;
32 ist eine Ansicht; die das Verhältnis zwischen „Breite des Verbindungslochs/Schaufelvertiefungsbreite" und der Pumpeneffizienz zeigt;
33 ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen „Schaufelvertiefungsfläche/ Schaufelfläche" und der Pumpeneffizienz zeigt;
34 ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen der Schaufelvertiefungsfläche und der Pumpeneffzienz zeigt;
35 ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen „Außendurchmesser des Laufrads/Anzahl der Schaufeln" und der Pumpeneffizienz zeigt;
36 ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen dem Vertiefungstiefenverhältnis und der Pumpeneffizienz zeigt; und
37 ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen dem Ellipsenverhältnis der Schaufelvertiefungen und der Pumpeneffizienz zeigt.
Beste Wege zum Ausführen der Erfindung
Eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Laufrads gemäß der Erfindung ist in 6 bis 8 dargestellt. 6 ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Schaufel und eine Schaufelvertiefung zeigt. 7 ist eine Querschnittsansicht (Querschnittsansicht in der Radialrichtung) entlang der Linie VII-VII aus 6, und 8 ist eine Querschnittsansicht (Querschnittsansicht in der Umfangsrichtung) entlang der Linie VIII-VIII aus 6.
Schaufeln 43 sind entlang der Umfangsrichtung auf dem Außenumfang an beiden Seiten eines Laufrads 41 vorgesehen und Schaufelvertiefungen 42 sind zwischen den Schaufeln 43 geformt. Die Schaufelvertiefungen 42 weisen eine gekrümmte Gestalt auf, wie es in 7 gezeigt ist, wenn sie in ihrer Querschnittsansicht in der Radialrichtung betrachtet werden. Wenn sie in ihrer Querschnittsansicht in der Umfangsrichtung betrachtet werden, wie es in 8 gezeigt ist, weist ein Anschlußbereich 45 zwischen den Schaufelvertiefungen 42 und der Endfläche 44 der Schaufel 43 an der hinteren Seite der Rotationsrichtung eine gekrümmte Gestalt auf, beispielsweise eine kreisförmige oder elliptische Gestalt. Ferner sind die Schaufelvertiefungen von der Vorderseite in Rotationsrichtung in Richtung auf den Anschlußbereich 45 in eine gekrümmte Gestalt geformt und geneigt, beispielsweise in eine kreisförmige Gestalt.
Durch das Ausbilden des Anschlußbereichs 45 zwischen den Schaufelvertiefungen 42 und der Endfläche 44 der Schaufel 43 in einer gekrümmten Gestalt bei der Betrachtung in einer Querschnittsansicht in der Umfangsrichtung kann ein Strömungswiderstand in der Umfangsrichtung auf ein verringertes Niveau gedrückt werden, und die Umfangsgeschwindigkeit einer Wirbelströmung von den Schaufelvertiefungen an der Vorderseite der Rotationsrichtung erhöht werden.
Zusätzlich tritt bei dem bekannten Laufrad, wie es in 5 gezeigt ist, ein Staupunkt am Bereich G des Anschlußbereichs zwischen den Schaufelvertiefungen 22 und der Endfläche 24 der Schaufel 23 an der Vorderseite der Rotationsrichtung auf, wodurch die Effizienz verringert wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform kann ein Strömungswiderstand zwischen der Vorderseite der Rotationsrichtung und dem Anschlußbereich auf ein verringertes Niveau gebracht werden, da die Schaufelvertiefungen 42 in eine gekrümmte Gestalt von der Vorderseite der Rotationsrichtung in Richtung auf den Anschlußbereich 45 geformt und geneigt sind, wenn man sie in einer Querschnittsansicht in der Umfangsrichtung betrachtet, so daß das Auftreten eines Staupunkts vermieden werden kann. Daher kann die Pumpeneffizienz weiter verbessert werden. Da ferner die Konstruktion der Schaufelvertiefungen 42 einfach ist, ist es möglich, das Laufrad aus einem wärmeaushärtenden Harz zu gießen und seine Zuverlässigkeit wird verbessert.
Im Hinblick auf die Gestalt der Schaufelvertiefungen ist es ausreichend, daß der Anschlußbereich zwischen den Schaufelvertiefungen und zumindest der Endfläche der Schaufel an der hinteren Seite in der Rotationsrichtung eine gekrümmte Gestalt aufweist, betrachtet im Querschnitt in der Umfangsrichtung.
9 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform, bei die Querschnittsgestalt der Schaufelvertiefungen in der Umfangsrichtung modifiziert worden ist. Die in 9 dargestellten Schaufelvertiefungen 54 sind von der Vorderseite der Rotationsrichtung in Richtung auf die Rückseite der Rotationsrichtung betrachtet in ihrer Querschnittsansicht in der Umfangsrichtung in eine geradlinige Gestalt geformt und geneigt. Die Verbindung 55 zwischen der Schaufelvertiefung 54 und der Endfläche 53 einer Schaufel 51 an der rückwärtigen Seite der Rotationsrichtung und der Anschlußbereich 56 zwischen der Schaufelvertiefung 54 und der Endfläche 52 der Schaufel 51 an der vorderen Seite der Rotationsrichtung weisen eine gekrümmte Gestalt auf, beispielsweise eine kreisförmige Gestalt. Ferner kann die Endfläche 52 der Schaufel 51 an der Vorderseite der Rotationsrichtung weggelassen werden. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, den Strömungswiderstand in der Umfangsrichtung auf ein verringertes Niveau zu drücken, wie es der Fall bei der bevorzugten Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist, ist, und es ist auch möglich, den Strömungswiderstand zwischen der Vorderseite der Rotationsrichtung und dem Anschlußbereich 55 auf ein niedrigeres Niveau zu drücken.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform ist in 10 gezeigt, bei der die Querschnittsgestalt der Schaufelvertiefung in der Umfangsrichtung modifiziert worden ist. Die Schaufelvertiefung 57, die in 10 dargestellt ist, weist eine geradlinige Gestalt auf und ist im wesentlichen parallel zur Laufradebene, betrachtet in ihrem Querschnitt in der Umfangsrichtung, wobei der Verbindungsbereich 58 zwischen der Schaufelvertiefung 57 und der Endfläche der Schaufel an der hinteren Seite der Rotationsrichtung und der Verbindungsbereich 59 zwischen der Schaufelvertiefung 57 und der Endfläche der Schaufel an der Vorderseite der Rotationsrichtung eine gekrümmte Gestalt aufweist, beispielsweise eine kreisförmige Gestalt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, den Strömungswiderstand in der Umfangsrichtung auf ein verringertes Niveau zu drücken, wie es der Fall bei der bevorzugten Ausführungsform ist, die in 8 gezeigt ist.
Wenn bei der oben beschriebenen Ausführungsform auch beschrieben wurde, wie die Pumpeneffizienz durch Modifizieren der Querschnittsgestalt der Schaufelvertiefungen in der Umfangsrichtung verbessert werden kann, kann die Pumpeneffizienz auch durch eine Modifikation der Gestalt des Öffnungsbereichs der Schaufelvertiefungen verbessert werden. 11 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführungsform, bei der die Gestalt des Öffnungsbereichs der Schaufelvertiefungen modifiziert worden ist. In 11 weist der Öffnungsbereich der Schaufelvertiefungen einen Öffnungsrandbereich 61 in der Radialrichtung auf der Vorderseite der Rotationsrichtung, einen Öffnungsrandbereich 62 in der Radialrichtung auf der Rückseite der Rotationsrichtung, einen Öffnungsrandbereich 63 in der Umfangsrichtung aussenliegend in Radialrichtung und einen Öffnungsrandbereich 64 in Umfangsrichtung innenliegend in Radialrichtung auf. Der Verbindungsbereich 65 zwischen dem Öffnungsrandbereich 62 und dem Öffnungsrandbereich 63, der Verbindungsbereich 66 zwischen dem Öffnungsrandbereich 62 und dem Öffnungsrandbereich 64 und der Öffnungsrandbereich 62 weisen alle jeweils eine gekrümmte Gestalt auf, beispielsweise eine kreisförmige Gestalt.
Da der Öffnungsbereich der Schaufelvertiefungen derart konstruiert ist, daß der Verbindungsbereich 206 zwischen dem Öffnungsrandbereich 202 in der Radialrichtung auf der Rückseite der Rotationsrichtung und der Öffnungsrandbereich 204 in der Umfangsrichtung innenliegend in Radialrichtung eine rechteckige Gestalt aufweisen, tritt bei einem bekannten Laufrand, das in 12 gezeigt ist; eine Gegenströmung in der Richtung des Pfeils H relativ zur Wirbelströmung auf. Daher ist die Pumpeneffizienz nicht zufriedenstellend. Da der Verbindungsbereich zwischen dem Öffnungsrandbereich 202 in der Radialrichtung auf der Rückseite der Rotationsrichtung und der Öffnungsrandbereich 203 in der Umfangsrichtung aussenliegend in Radialrichtung eine rechteckige Gestalt aufweisen, tritt kaum ein Geschwindigkeitsvektor in der Umfangsrichtung in der Wirbelströmung auf, die aus den Schaufelvertiefungen ausströmt, und die Pumpeneffizienz ist nicht zufriedenstellend.
Bei der bevorzugten Ausführungsform strömt Kraftstoff gleichmäßig in die Schaufelvertiefungen, so daß es möglich ist, das Auftreten einer Kraftstoffumkehrströmung zu verhindern, da der Verbindungsbereich 66 zwischen dem Öffnungsrandbereich 62 und dem Öffnungsrandbereich 64 eine gekrümmte Gestalt aufweist. Da der Öffnungsrandbereich 62 eine gekrümmte Gestalt aufweist, kann ferner die Ausrichtung der Wirbelströmung gleichmäßig geändert werden und ein Geschwindigkeitsvektor in der Umfangsrichtung tritt mit Wahrscheinlichkeit auf. Da die Verbindung zwischen dem Öffnungsrandbereich 62 und dem Öffnungsrandbereich 63 eine gekrümmte Gestalt aufweist, tritt auch ein Geschwindigkeitsvektor in der Umfangsrichtung in der Wirbelströmung auf, die aus den Schaufelvertiefungen ausströmt. Durch eine solche Konstruktion wird die Pumpeneffizienz weiter verbessert. Durch das Ausbilden der Verbindungsbereiche 67 und 68 zwischen dem Öffnungsrandbereich 61 und den Öffnungsrandbereichen 63 und 64 in eine gekrümmte Gestalt kann der Strömungswiderstand verringert werden und die Pumpeneffizienz auch zusätzlich verbessert werden.
Andererseits wird Dampf (Lustblasen) erzeugt, wenn die Kraftstofftemperatur ansteigt. Wenn der Kraftstoff in die Strömungsleitung 36 über die Einlaßöffnung 19 strömt und in den Schaufelvertiefungen eingeschlossen wird, nimmt die Pumpeneffizienz ab. Daher ist bei bekannten elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpen eine Dampfablaßöffnung 37, die Dampf abläßt, der in den Schaufelvertiefungen vorhanden ist, in einer Strömungsleitungsvertiefung 35 auf der Pumpenabdeckung 5 oder dem Pumpenkörper 18 vorgesehen. Dampf in den Schaufelvertiefungen auf der gegenüberliegenden Seite der Dampfablaßöffnung 37 wird jedoch nicht unmittelbar durch die Dampfablaßöffnung 37 ausgestoßen.
13 bis 15 zeigen eine fünfte bevorzugte Ausführungsform, bei der die Pumpeneffizienz erhöht wird, indem die Dampfablaßkapazität der Schaufelvertiefungen angehoben wird. 13 ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Schaufel und ein Schaufelvertiefungsbereich zeigt, 14 ist eine Querschnitsansicht (Querschnittsansicht in der Radialrichtung) entlang der Linie XIV-XIV aus 13, und 15 ist eine Querschnittsansicht (Querschnittsansicht in der Umfangsrichtung) entlang der Linie XV-XV aus 13. Eine Schaufelvertiefung 72, die entlang der Umfangsrichtung am Außenumfang auf beiden Seiten eines Laufrads 71 vorgesehen ist, weist eine gekrümmte Gestalt auf, wie es in 14 gezeigt ist, betrachtet in der Querschnittsansicht in Radialrichtung. Ferner weist, wie es in 15 gezeigt ist, ein Verbindungsbereich 75 zwischen der Schaufelvertiefung 72 und der Endfläche 74 auf der hinteren Seite der Rotationsrichtung der Schaufel 73 eine gekrümmte Gestalt auf, beispielsweise eine kreisförmige Gestalt, betrachtet in der Querschnittsansicht in der Umfangsrichtung. Er weist auch eine gekrümmte Gestalt auf, beispielsweise eine kreisförmige Gestalt, von der Vorderseite der Rotationsrichtung zum Verbindungsbereich 75.
Da die Wirbelströmung in der Schaufelvertiefung 72 an der Rückseite der Rotationsrichtung auftritt, ist der Druck in der Schaufelvertiefung 72 an der Vorderseite der Rotationsrichtung verringert. Daher sammelt sich Dampf in der Schaufelvertiefung 72 an der Vorderseite der Rotationsrichtung. Dementsprechend ist ein Loch 76 in der Vorderseite in Rotationsrichtung in der Schaufelvertiefung 72 geformt, so dass es mit der Schaufelvertiefung 72 in Verbindung steht, die auf beiden Seiten des Laufrads 71 festgelegt ist. 16 zeigt eine Draufsicht auf ein Laufrad, bei dem ein Verbindungsloch 76 mit der Schaufelvertiefung 72 in Verbindung steht, und 17 zeigt eine vergrößerte Teilansicht der Schaufel und der Schaufelvertiefung. Wenn es auch möglich ist, die Breite W des Verbindungslochs 76 geeignet in der Umfangsrichtung festzulegen, beträgt die Breite W vorzugsweise 2/3 oder weniger als die Breite B der Schaufelvertiefung 72 in der Umfangsrichtung. Ferner ist es möglich, eine Länge L des Verbindungslochs 76 in der Radialrichtung passend zu bestimmen. Schließlich kann die Gestalt der Schaufelvertiefung 72, wie es in 7 bis 11 gezeigt ist, variiert oder modifiziert werden.
Durch das Vorsehen eines Verbindungslochs 76 in der Vorderseite der Rotationsrichtung in der Schaufelvertiefung, das mit der Schaufelvertiefung 72 in Verbindung steht, wird Dampf in der Schaufelvertiefung 72, der sich auf der Seite gegenüber der Dampfablaßöffnung 37 angesammelt hat, über das Verbindungsloch 76 in die Schaufelvertiefung 72 kanalisiert, die auf der Seite gebildet ist, auf der die Dampfablaßöffnung 37 angebracht ist, und wird durch die Dampfablaßöffnung 37 ausgestoßen. Daher ist die Dampfablaßkapazität der Schaufelvertiefungen auf der zur Dampfablaßöffnung 37 gegenüberliegenden Seite verbessert. Daher wird die Pumpeneffizienz verbessert.
Wie es in 1 gezeigt ist, gibt es jedoch viele Beispiele, bei denen die Einlaßöffnung 19 auf der Seite des Pumpenkörpers 18 und die Auslaßöffnung 20 auf der Seite der Pumpenabdeckung 5 vorgesehen ist. Daher kann Kraftstoff, der sich in der Schaufelvertiefung auf der Seite gegenüber der Seite, auf der die Auslaßöffnung 20 vorgesehen ist, d. h. der Seite des Pumpenkörpers 18, wie es in 1 gezeigt ist, nicht einfach zur Seite der Auslaßöffnung 20 ausströmen.
Entsprechend ist eine sechste bevorzugte Ausführungsform, bei der die Pumpeneffizienz durch Erhöhen der Abgabekapazität des Kraftstoffs in den Schaufelvertiefungen verbessert wird, in 18 bis 20 dargestellt, wobei 18 eine Querschnittsansicht in der Umfangsrichtung ist, 19 eine Draufsicht auf das Laufrad ist, und 20 eine vergrößerte Teilansicht ist, die eine Schaufel und eine Schaufelvertiefung zeigt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist ein Loch 102 auf der Rückseite der Rotationsrichtung der Schaufelvertiefung 101 zur Verbindung mit einer Schaufelvertiefung 101, die an beiden Seiten des Laufrads 100 angebracht ist, vorgesehen. Die Breite W des Verbindungslochs 102 in der Umfangsrichtung und seine Länge L in der Radialrichtung können passend bestimmt werden. Vorzugsweise ist die Breite W des Verbindungslochs 102 in der Umfangsrichtung auf ¾ der Breite B oder weniger der Schaufelvertiefung in der Umfangsrichtung festgelegt.
Da eine Wirbelströmung in der Schaufelvertiefung 101 auf der Rückseite der Rotationsrichtung erzeugt wird, nimmt der Druck in der Schaufelvertiefung 101 an der Rückseite der Rotationsrichtung zu. Aus diesem Grund kann der Kraftstoff in der Schaufelvertiefung 101, die auf der gegenüberliegenden Seite zu der Seite, auf der die Auslaßöffnung 20 vorgesehen ist, geformt ist, leicht aus der Auslaßöffnung 20 durch das Verbindungsloch 101 ausströmen, wenn die Schaufelvertiefung 101 die Position der Auslaßöffnung 20 erreicht, wie es durch den Pfeil J in 18 angegeben ist. Daher wird die Pumpeneffizienz weiter verbessert.
Eine siebte bevorzugte Ausführungsform, bei der die Länge des Verbindungslochs in der Radialrichtung verändert ist, ist in 21 und 22 dargestellt, wobei 21 eine Draufsicht auf ein Laufrad ist und 22 eine vergrößerte Teilansicht ist, die eine Schaufel und eine Schaufelvertiefung zeigt. Bei der bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich das Verbindungsloch 112 über die Schaufelvertiefung 101 in der Radialrichtung.
Es ist ferner möglich, die Pumpeneffizienz zu verbessern, indem der Verbindungsbereich zwischen den Öffnungsrandbereichen der Öffnungsbereiche der Schaufelvertiefungen in eine gekrümmte oder gebogene Gestalt geformt wird. Eine achte bevorzugte Ausführungsform, bei der die Öffnungsbereiche der Schaufelvertiefungen eine gekrümmte oder gebogene Gestalt aufweisen, ist in 23 und 24 gezeigt, wobei 23 eine Draufsicht auf ein Laufrad ist und 24 eine vergrößerte Teilansicht ist, die eine Schaufel und eine Schaufelvertiefung zeigt.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform weisen der Verbindungsbereich 125 zwischen dem Öffnungsrandbereich in der Radialrichtung an der Rückseite der Rotationsrichtung des Öffnungsbereichs der Schaufelvertiefung und der Öffnungsrandbereich in der Umfangsrichtung in Radialrichtung aussenliegend eine gekrümmte Gestalt auf, beispielsweise eine kreisförmige Gestalt, die einen Radius r relativ zur Rotationsrichtung aufweist. Ferner wird der Radius r vorzugsweise auf einem Bereich von 2/3 S bis ¼ S festgelegt, wobei angenommen wird, daß die Plattendicke des Laufrads S ist.
Bei der bevorzugten Ausführungsform weisen der Verbindungsbereich 126 zwischen dem Öffnungsrandbereich in der Radialrichtung an der Vorderseite der Rotationsrichtung des Öffnungsbereichs des Schaufelbereichs und der Öffnungsrandbereich in der Umfangsrichtung in Radialrichtung aussenliegend eine gekrümmte Gestalt auf, z. B. eine kreisförmige Gestalt, die einen Radius r relativ zur Rotationsrichtung besitzt. Im Hinblick auf die anderen Verbindungsbereiche sind sie gestaltet, wie es in 11 gezeigt ist. Ferner kann ein Verbindungsbereich, der eine gekrümmte Gestalt relativ zur Rotationsrichtung aufweist, auf nur einer Seite vorgesehen sein, und die gekrümmte Gestalt kann elliptisch sein. Durch das Ausbilden des Verbindungsbereichs zwischen den Öffnungsrandbereichen der Schaufelvertiefungsbereiche in einer gekrümmten Gestalt kann der Strömungswiderstand auf ein niedrigeres Niveau abgesenkt werden und es ist möglich, die Umfangsgeschwindigkeit der Wirbelströmung zu erhöhen. Daher kann die Pumpeneffizienz verbessert werden.
Durch das Neigen des Öffnungsbereichs der Schaufelvertiefung relativ zur Radialrichtung kann ferner die Pumpeneffizienz verbessert werden. Eine neunte bevorzugte Ausführungsform, bei der der Öffnungsbereich des Schaufelbereichs relativ zur Radialrichtung geneigt ist, ist in 24 dargestellt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Öffnungsbereich, wie es durch eine Zwei-Punkt-Linie in 24 gezeigt ist, derart gebildet, dass er um einen vorbestimmten Winkel Θ zur Vorderseite der Rotationsrichtung relativ zu einer geraden Linie P in der Radialrichtung geneigt ist. Es ist ebenfalls möglich, ein Neigungsverfahren und einen Neigungswinkel Θ des Öffnungsbereichs passend festzulegen. In diesem Fall kann der Strömungswiderstand auf ein niedrigeres Niveau gedrückt werden und die Pumpeneffizienz kann verbessert werden.
Bei der obenstehenden Beschreibung sind Verbindungslöcher in der gleichen Position relativ zu den Schaufelvertiefungen an beiden Seiten des Laufrads angebracht. Die Position, in der die Verbindungslöcher relativ zu der Schaufelvertiefung an einer Seite des Laufrads angebracht sind, unterscheidet sich jedoch von derjenigen der Verbindungslöcher auf der anderen Seite. Das bedeutet, die Verbindungslöcher können derart angebracht sein, daß ihre Positionen relativ zu den Schaufelvertiefungen an beiden Seiten des Laufrads versetzt sind, so daß die Pumpeneffizienz auch verbessert werden kann.
Die zehnte bevorzugte Ausführungsform ist in 25 bis 27 gezeigt, wobei 25 eine Draufsicht (in Richtung auf die Einlaßseite) der Einlaßöffnungsseite eines Laufrads 130 ist, 26 eine Draufsicht (in Richtung auf die Auslaßseite) der Auslaßöffnungsseite des Laufrads ist und 27 eine Querschnittsansicht des Laufrads in der Umfangsrichtung ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Schaufelvertiefung 133 an der Auslaßöffnungsseite zur Rückseite der Rotationsrichtung relativ zu der Schaufelvertiefung 131 an der Einlaßöffnungsseite versetzt, so daß ein Verbindungsloch hinten liegend in der Rotationsrichtung in der Schaufelvertiefung 131 an der Einlaßöffnungsseite angebracht ist und vorne liegend in der Rotationsrichtung in der Schaufelvertiefung 133 an der Auslaßöffnungsseite angebracht ist. Da die Schaufelvertiefung 133 an der Auslaßöffnungsseite nach hinten in der Rotationsrichtung relativ zu der Schaufelvertiefung 131 an der Einlaßöffnungsseite versetzt ist, wird somit Kraftstoff in der Schaufelvertiefung 131 an der Einlaßöffnungsseite in die Auslaßöffnung über das Verbindungsloch 132 und die Schaufelvertiefung 133 an der Auslaßöffnungsseite abgegeben, wenn die Schaufelvertiefung 131 an der Einlaßöffnungsseite durch den Körper geteilt ist, wodurch der Kraftstoff in der Schaufelvertiefung 131 gegenüber zu der Seite, auf der die Auslaßöffnung angebracht ist, einfach in die Auslaßöffnung abgegeben werden kann und die Pumpeneffizienz verbessert wird. Da ferner die Positionen der Schaufeln auf beiden Seiten des Laufrads versetzt sind, wird ein Impuls, der an der Teilung der Schaufeln auftritt, verieilt. Daher kann ein Impulsgeräusch aufgrund von hoher Frequenz verringert werden.
Es ist möglich, den Versatz zwischen den Schaufelvertiefungen an der Einlaßöffnungsseite und denjenigen an der Auslaßöffnungsseite nach Bedarf zu verändern. Eine elfte bevorzugte Ausführungsform ist in 28 bis 30 dargestellt, bei der der Versatz zwischen den Schaufelvertiefungen an der Einlaßöffnungsseite und denen an der Auslaßöffnungsseite derart eingerichtet ist, daß die Verbindungslöcher in der Mitte der Schaufelvertiefungen an der Einlaßöffnungsseite angebracht sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist ebenfalls die Pumpeneffizienz verbessert, da der Kraftstoff einfach von den Schaufelvertiefungen an der Einlaßöffnungsseite zur Auslaßöffnung über die Schaufelvertiefungen an der Auslaßöffnungsseite abgegeben werden kann.
31 bis 37 zeigen Veränderungen in der Pumpeneffizienz, wenn die Gestalt, die Größe der Schaufelvertiefungen, der Ort des Anbringens der Verbindungslöcher usw. verändert werden. Die Pumpeneffizienz wird durch den Ausdruck: Pumpeneffizienz = g × (P × Q / (T × N) erhalten, wobei g die Erdbeschleunigung ist, T das Motordrehmoment ist, N die Anzahl der Umdrehungen des Motors ist, P der Kraftstoffdruck ist und Q eine Kraftstoffmenge ist. Ferner wurden die in 31 bis 37 gezeigten Meßwerte für ein Laufrad ermittelt, bei dem der Außenumfangsdurchmesser E des Laufrads 33 mm ist, der Außendurchmesser 7 des Laufrads 31 mm ist, die Laufradplattendicke S 3,8 mm ist und die Anzahl der Schaufeln 43 beträgt. Es wird auf 36 bezüglich des Außenumfangsdurchmessers E des Laufrads, seines Außendurchmessers T und seiner Plattendicke S verwiesen.
31 zeigt die Gestalt eines Öffnungsbereichs einer Schaufelvertiefung, und das Verhältnis zwischen dem Ort des Anbringens eines Verbindungslochs und der Pumpeneffizienz. Dabei bedeutet der Ausdruck "gerade", daß beispielsweise die Gestalt eines Öffnungsbereichs einer Schaufelvertiefung ausgebildet ist, wie es in 17 gezeigt ist, ein Verbindungsloch an der Vorderseite der Rotationsrichtung der Schaufelvertiefung angebracht ist und gleichzeitig die Länge des Verbindungslochs in der Radialrichtung kürzer als die Länge der Schaufelvertiefung in der Radialrichtung gehalten wird.
Der Ausdruck "gerade, Loch vergrößert" bedeutet, daß das Verbindungsloch derart vorgesehen ist, daß es die Schaufelvertiefung in der Radialrichtung ausdehnt, wenn auch die Gestalt des Öffnungsbereichs der Schaufelvertiefung gleich ist wie bei der Definition von "gerade".
Der Ausdruck "gekrümmt" bedeutet, daß der Verbindungsbereich 125 zwischen dem Öffnungsrandbereich in der Radialrichtung hintenliegend in der Rotationsrichtung des Öffnungsbereichs 121 der Schaufelvertiefung und der Öffnungsrandbereich in der Umfangsrichtung auswärts liegend in der Radialrichtung, und der Verbindungsbereich 126 zwischen dem Öffnungsrandbereich in der Radialrichtung an der Vorderseite der Rotationsrichtung und der Öffnungsrandbereich in der Umfangsrichtung aussenliegend in der Radialrichtung eine gekrümmte Gestalt relativ zur Rotationsrichtung aufweisen, wie es in 24 gezeigt ist, und das Verbindungsloch derart vorgesehen ist, daß es sich über die Schaufelvertiefung in der Radialrichtung an der Vorderseite der Rotationsrichtung erstreckt.
Der Ausdruck "Schaufel geneigt + hinter dem Verbindungsloch" bedeutet, daß, wie es in 24 gezeigt ist, der Öffnungsbereich 123 der Schaufelvertiefung relativ zur Radialrichtung geneigt worden ist und das gleichzeitig das Verbindungsloch hinter der Rotationsrichtung vorgesehen ist.
Der Ausdruck "gekrümmt + hinter dem Verbindungsloch" bedeutet, daß der Öffnungsbereich der Schaufelvertiefungen eine gekrümmte Gestalt aufweist und das Verbindungsloch davon an der hinteren Seite der Rotationsrichtung der Schaufelvertiefungen angebracht ist. Wie es in 31 gezeigt ist, wird die Pumpeneffizienz weiter im Verhältnis zu der Pumpeneffizienz der bekannten elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe verbessert (Näherungsweise 25 %), wenn sich auch die Pumpeneffizienz abhängig von der Gestalt des Öffnungsbereichs der Schaufelvertiefungen und dem Ort des Anbringens des Verbindungslochs ändert.
32 zeigt das Verhältnis zwischen „Breite des Verbindungslochs/Breite der Schaufelvertiefungen" und der Pumpeneffizienz. Dabei ist bei der Schaufelvertiefung ihre Breite eine Länge B der Schaufelvertiefung in der Umfangsrichtung und bei dem Verbindungsloch die Breite eine Länge W des mittleren Bereichs des Verbindungslochs in der Umfangsrichtung. Wenn das Verhältnis der Verbindungslochbreite zur Schaufelvertiefungsbreite auf einem Bereich von 0,2 bis 0,9 festgelegt ist, wird die Pumpeneffizienz weiter als diejenige der bekannten elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe verbessert. Vorzugsweise liegt der Bereich zwischen 0,3 und 0,6.
33 zeigt das Verhältnis „Schaufelvertiefungsfläche/ Schaufelfläche" zur Pumpeneffizienz. Dabei ist die Schaufelvertiefungsfläche eine Fläche X des Öffnungsbereich der Schaufelvertiefungen, und die Schaufelfläche ist eine Fläche Y einer Schaufel; die zwischen den Schaufelvertiefungen vorgesehen ist. Ferner basieren Meßwerte, die in 33 gezeigt sind, auf einem Fall, in dem die Schaufelfläche Y konstant gehalten wird (1,36 mm), während die Schaufelvertiefungsfläche verändert wird. Wenn das Verhältnis der Schaufelvertiefungsfläche zur Schaufelfläche auf einem Bereich von 2,0 bis 4,5 festgelegt wird, wird die Pumpeneffizienz weiter im Hinblick auf diejenige der bekannten elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe verbessert. Weiter vorzugsweise wird das Verhältnis davon auf einen Bereich von 2,2 bis 4,2 festgelegt.
34 zeigt das Verhältnis zwischen der Schaufelvertiefungsfläche und der Pumpeneffizienz. Wenn die Schaufelvertiefungsfläche auf 3,2 bis 6,3 mm² festgelegt wird, wird die Pumpeneffizienz weiter im Vergleich zu einer Pumpeneffizienz der bekannten elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe verbessert. Weiter bevorzugt wird, die Schaufelvertiefungsfläche auf einen Bereich von 3,5 bis 6 mm² festgelegt.
35 zeigt das Verhältnis zwischen „Außendurchmesser des Laufrads/Anzahl der Schaufeln" und der Pumpeneffizienz. Dabei ist der Außendurchmesser t des Laufrads ein Abstand zwischen den Öffnungsrandbereichen in der Umfangsrichtung der Radialrichtung außerhalb der Radialrichtung der Schaufelvertiefungen (er beinhaltet nicht die Breite t der Außenumfangswand), und die Anzahl der Schaufeln ist die Anzahl der Schaufeln, die für ein Laufrad vorgesehen wird. Der Außenumfangsdurchmesser E des Laufrads ist E = T + 2t. Ferner basieren die in 35 gezeigten Meßwerte auf einem Fall, bei dem der Außendurchmesser T des Laufrads konstant gehalten wird (30 mm), während die Anzahl der Schaufeln verändert wird. Wenn das Verhältnis des Außendurchmessers eines Laufrads zur Anzahl der Schaufeln auf einen Bereich von 0,5 bis 0,9 festgelegt wird, wird die Pumpeneffizienz weiter im Vergleich zu einer Pumpeneffizienz der bekannten elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe verbessert. Vorzugsweise wird das Verhältnis auf einen Bereich von 0,55 bis 0,85 festgelegt.
36 zeigt das Verhältnis zwischen dem Schaufelvertiefungstiefenverhältnis und der Pumpeneffizienz. Dabei ist das Schaufelvertiefungstiefenverhältnis ein Verhältnis M/N der Tiefe M des tiefsten Bereichs der Strömungsleitungsvertiefung zur Tiefe N des tiefsten Bereich der Schaufelvertiefungen. Wenn das Vertiefungstiefenverhältnis auf einen Bereich von 0,36 bis 0,76 festgelegt wird, wird die Pumpeneffizienz weiter im Vergleich zu der Pumpeneffizienz der bekannten elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe verbessert. Weiter vorzugsweise wird das Vertiefungstiefenverhältnis auf einen Bereich von 0,4 bis 0,75 festgelegt.
37 zeigt das Verhältnis zwischen dem Vertiefungsellipsenverhältnis der Schaufelvertiefungen und der Pumpeneffizienz. Dabei ist das Ellipsenverhältnis der Vertiefungen ein Verhältnis (M + N)/K von der Summe aus der Tiefe M des tiefsten Bereichs der Strömungsleitungsvertiefungen und der Tiefe N des tiefsten Bereichs der Schaufelvertiefungen zu der Länge K der Schaufelvertiefungen in der Radialrichtung. Wenn das Ellipsenverhältnis der Schaufelvertiefungen auf einen Bereich von 0,75 bis 1,1 festgelegt wird, wird die Pumpeneffizienz weiter im Vergleich zu der bekannten elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe verbessert. Weiter bevorzugt liegt das Ellipsenverhältnis in einem Bereich von 0,8 bis 0,97.
Bei der oben stehenden Beschreibung von jeder der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen wurde erklärt, daß die Pumpeneffizienz durch Verändern der Gestalt (Krümmung, Neigung usw.) der Öffnungsbereiche der Schaufelvertiefungen und durch Verändern der Anordnung der Verbindungsfläche und ihrer Anbringungsposition und Größe verbessert werden kann. Selbstverständlich können diese Aufgaben durch verschiedenen Kombinationen der oben beschriebenen Faktoren erreicht werden.

Claims

Laufrad (41, 71, 100, 110, 120, 130, 140) für eine Elektroantrieb-Kraftstoffpumpe mit zwei gegenüberliegenden Seiten in der Richtung einer Drehachse des Laufrades, d. h. mit einer oberen Seite und einer unteren Seite, Schaufeln (43, 51) und Schaufelvertiefungen (42, 54, 57, 72, 101, 111, 121, 131, 133, 141, 143), die entlang der Umfangsrichtung vorgesehen sind, wobei jede Schaufelvertiefung einen vorderen und einen hinteren Öffnungsrandabschnitt (61, 62) in der Drehrichtung an der oberen Seite oder der unteren Seite definiert, und jede Schaufelvertiefung eine gekrümmte Form im Querschnitt zumindest an ersten Verbindungsabschnitten (45, 55, 58) zwischen den Schaufelvertiefungen und Endflächen (44, 53) der Schaufeln an ihren Rückseiten in der Drehrichtung entlang einer Umfangsrichtung quer zu dem vorderen und hinteren Öffnungsrandabschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelvertiefungen an der oberen und der unteren Seite des Laufrads vorgesehen sind, jede Schaufelvertiefung einen inneren und einen äußeren Öffnungsrandabschnitt (64, 63) in der Radialrichtung in der oberen oder unteren Seite definiert, und jede Schaufelvertiefung eine gekrümmte Form im Querschnitt entlang der Radialrichtung quer zu dem inneren und äußeren Öffnungsrandabschnitt (64, 63) aufweist.
Laufrad nach Anspruch 1, bei dem die gekrümmte Form der ersten Verbindungsabschnitte kreisförmig ist.
Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Schaufelvertiefungen ausgebildet und geneigt sind von der Vorderseite der Drehrichtung in Richtung der ersten Verbindungsabschnitte, wenn sie in einer Schnittansicht derselben in der Umfangsrichtung betrachtet werden.
Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem Öffnungsabschnitte der Schaufelvertiefungen derart aufgebaut sind, dass zweite Verbindungsabschnitte (65) zwischen Öffnungsrandabschnitten (62) in der Radialrichtung an der Rückseite der Drehrichtung und Öffnungsrandabschnitten (63) in der Umfangsrichtung, die bezüglich der Radialrichtung außen angeordnet sind, eine gekrümmte Form aufweisen.
Laufrad nach Anspruch 4, bei dem die Öffnungsabschnitte der Schaufelvertiefungen derart aufgebaut sind, dass die Öffnungsrandabschnitte (62) in der Radialrichtung an der Rückseite der Drehrichtung eine gekrümmte Form aufweisen.
Laufrad nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Öffnungsabschnitte der Schaufelvertiefungen derart aufgebaut sind, dass dritte Verbindungsabschnitte (66) zwischen den Öffnungsrandabschnitten (62) in der Radialrichtung an der Rückseite der Drehrichtung und den Öffnungsrandabschnitten (64) in der Umfangsrichtung, die in der Radialrichtung innen angeordnet sind, eine gekrümmte Form aufweisen.
Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Öffnungsabschnitte der Schaufelvertiefungen ausgebildet und geneigt sind relativ zu der Radialrichtung.
Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem Verbindungslöcher (76, 102, 112, 122; 132, 142) für eine Kraftstoffverbindung zwischen den Schaufelvertiefungen an ihren beiden Seiten ausgebildet sind.
Laufrad nach Anspruch 8, bei dem die Verbindungslöcher derart ausgebildet sind, dass sie sich über die Schaufelvertiefungen in der Radialrichtung derselben erstrecken.
Laufrad nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Verbindungslöcher an der Vorderseite der Drehrichtung der Schaufelvertiefungen ausgebildet sind.
Laufrad nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Verbindungslöcher an der Rückseite der Drehrichtung der Schaufelvertiefungen ausgebildet sind.
Laufrad nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem die Schaufelvertiefungen, die der Auslassseite gegenüber liegen, relativ zu den Schaufelvertiefungen, die der Einlassseite gegenüber liegen, in Richtung der Rückseite der Drehrichtung verschoben sind.