DE10062451A1

DE10062451A1 - Förderpumpe

Info

Publication number: DE10062451A1
Application number: DE10062451A
Authority: DE
Inventors: Zlatko Penzar; Dieter Wilhelm
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2000-12-14
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2002-06-20
Also published as: EP1348078A1; US6942446B2; BR0116081A; JP2004515696A; WO2002048551A1; CN1481477A; US20040028521A1

Abstract

Eine als Seitenkanalpumpe ausgebildete Förderpumpe (2) hat mehrere gleich aufgebaute Förderkammern (6, 7) mit einander gegenüberstehend angeordneten Auslaßkanälen (22, 23). Hierdurch heben sich auf ein Laufrad (4) der Förderpumpe (2) einwirkende Radialkräfte auf. Die Förderpumpe (2) hat hierdurch besonders wenig Verschleiß und damit einen sehr hohen Wirkungsgrad.

Description

Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe mit einem ange triebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden, in sei nen Stirnseiten zumindest einen Kranz Schaufelkammern be grenzende Leitschaufeln aufweisenden Laufrad, und mit zu mindest einem im Bereich der Leitschaufeln in dem Pumpen gehäuse angeordneten teilringförmigen Kanal, welcher mit den Schaufelkammern eine Förderkammer von einem Einlaßka nal zu einem Auslaßkanal bildet.

Solche Förderpumpen werden beispielsweise in heutigen Kraftfahrzeugen häufig zum Fördern von Kraftstoff oder Scheibenreinigungsflüssigkeit eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Das Laufrad der bekannten Förderpumpe ist auf einer Welle eines Elektromotors befestigt. Als Axial lager hat die Förderpumpe in einem von den Schaufelkam mern aus gesehen radial inneren Bereich des Laufrades miteinander verbundene Taschen zur Sammlung des von der Pumpe zu fördernden Fluids. Diese Taschen bilden mit dem Fluid ein Axialgleitlager.

Nachteilig bei der bekannten Förderpumpe ist, daß das Laufrad und damit die das Laufrad antreibende Welle in radialer Richtung sehr stark belastet wird, da der Druck innerhalb der Förderkammer im Bereich des Auslaßkanals wesentlich größer ist als im Bereich des Einlaßkanals. Dies führt zu einer sehr großen Reibung in Lagern des Laufrades. Die Reibung verringert zudem den Wirkungsgrad der Förderpumpe.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Förderpum pe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie einen möglichst hohen Wirkungsgrad aufweist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch mehrere Förderkammern, deren Auslaßkanäle und deren Einlaßkanäle jeweils symmetrisch um die Drehachse des Laufrades ange ordnet sind.

Durch diese Gestaltung haben die von dem in den Förder kammern strömenden Fluid auf das Laufrad übertragenen Kräfte einander entgegengesetzte Kraftrichtungen in ra dialer Richtung. Die Kräfte heben sich damit auf, so daß sich Lagerkräfte der das Laufrad antreibenden Welle be sonders gering halten lassen. Die erfindungsgemäße För derpumpe hat damit einen besonders hohen Wirkungsgrad. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung der erfindungsge mäßen Förderpumpe besteht darin, daß sie sehr verschleiß arm ist und daher eine besonders hohe Lebensdauer auf weist.

Die erfindungsgemäße Förderpumpe kann eine Vielzahl von Förderkammern aufweisen, wenn die Förderkammern sich je weils über einen Bruchteil ihres Kreisdurchmessers er strecken.

Die Förderkammern der erfindungsgemäßen Förderpumpe er strecken sich über nahezu ihren gesamten Kreisdurchmes ser, wenn die Förderkammern auf gegenüberliegenden Stirn seiten des Laufrades angeordnet sind. Hierdurch hat die erfindungsgemäße Förderpumpe einen besonders hohen Wir kungsgrad.

Axialkräfte lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gleichmäßig über eine Seite des Laufrades verteilen, wenn sich auf beiden Stirnseiten des Laufrades angeordnete Schaufelkammern überschneiden und wenn die Einlaßkanäle der Förderkammern auf der einen Stirnseite des Laufrades und die Auslaßkanäle auf der an deren Stirnseite des Laufrades angeordnet sind. Hierdurch lassen sich die auf das Laufrad wirkenden Axialkräfte einfach abstützen. Weiterhin wird die erfindungsgemäße Förderpumpe durch diese Gestaltung axial durchströmt und läßt sich daher besonders platzsparend beispielsweise in einer Fördereinheit für Kraftstoff in einem Kraftfahrzeug anordnen.

Eine Lagerung des Laufrades gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kon struktiv besonders einfach, wenn zwischen dem Laufrad und einem das Laufrad antreibenden Elektromotor ein Radialla ger und auf der dem Radiallager gegenüberliegenden Seite des Laufrades ein Axiallager angeordnet ist.

Das Axiallager ist gemäß einer anderen vorteilhaften Wei terbildung der Erfindung besonders einfach aufgebaut und läßt sich daher besonders kostengünstig fertigen, wenn das Axiallager eine zur Abstützung einer das Laufrad an treibenden Welle vorgesehene Kugel hat.

Die erfindungsgemäße Förderpumpe hat besonders geringe Strömungsverluste und damit einen sehr hohen Wirkungsgrad, wenn die Auslaßkanäle und/oder die Einlaßkanäle in radialer Richtung zu den Förderkammern weisend angeordnet sind.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei da von in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Förderpumpe im Längs schnitt,

Fig. 2 die Förderpumpe aus Fig. 1 in einer Schnitt darstellung entlang der Linie II-II,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungs gemäßen Förderpumpe im Längsschnitt,

Fig. 4 die Förderpumpe aus Fig. 3 in einer Schnitt darstellung entlang der Linie IV-IV.

Fig. 1 zeigt eine von einem Elektromotor 1 angetriebene Förderpumpe 2 mit einem sich in einem Pumpengehäuse 3 drehenden Laufrad 4. Die Förderpumpe 2 ist als Seiten kanalpumpe ausgebildet und läßt sich beispielsweise zum Fördern von Kraftstoff oder Scheibenwaschflüssigkeit in einem Kraftfahrzeug einsetzen. Das Laufrad 4 ist auf ei ner Welle 5 des Elektromotors 1 befestigt. Die Förderpum pe 2 hat zwei voneinander getrennte Förderkammern 6, 7. Die Förderkammern 6, 7 weisen jeweils einen in dem Pum pengehäuse 3 angeordneten teilringförmigen Kanal 8, 9 und von Leitschaufeln 10, 11 des Laufrades 4 begrenzte Schau felkammern 12, 13 auf. Die Welle 5 hat nahe des Elektro motors 1 ein Radiallager 14 und unterhalb des Laufrades 4 ein Axiallager 15 mit einer in dem Pumpengehäuse 3 ange ordneten Kugel 16. Die Kugel 16 ist wie die Welle 5 gehärtet. In den Stirnseiten des Laufrades 4 sind über Ka näle 17 miteinander verbundene Taschen 18, 19 eingearbei tet. Die Taschen 18, 19 werden durch Leckage von dem zu fördernden Fluid gefüllt und bilden mit der gegenüberlie genden Wandung des Pumpengehäuses 3 Axialgleitlager.

Wie Fig. 2 in einem Querschnitt durch die Förderpumpe 2 aus Fig. 1 entlang der Linie II-II zeigt, haben die Förderkammern 6, 7 jeweils einen Einlaßkanal 20, 21 und einen Auslaßkanal 22, 23. Die Einlaßkanäle 20, 21 münden jeweils in den Anfang der teilringförmigen Kanäle 8, 9. Die Auslaßkanäle 22, 23 sind in Strömungsrichtung des zu fördernden Fluids an den Enden der teilringförmigen Kanä le 8, 9 angeordnet. Zur Verdeutlichung sind die Drehrich tung des Laufrades 4 und die Strömungsrichtungen in den Einlaßkanälen 20, 21 und den Auslaßkanälen 22, 23 mit Pfeilen gekennzeichnet. Bei einer Drehung des Laufrades 4 erzeugen die Leitschaufeln 10, 11 in den Förderkammern 6, 7 Zirkulationsströmungen und fördern das Fluid von den Einlaßkanälen 20, 21 zu den Auslaßkanälen 22, 23. Die Einlaßkanäle 20, 21 und die Auslaßkanäle 22, 23 sind je weils einander gegenüberstehend angeordnet. Da in den Förderkammern 6, 7 nahe der Auslaßkanäle 22, 23 ein grö ßerer Druck herrscht als an den Einlaßkanälen 20, 21, he ben sich durch diese Gestaltung die auf das Laufrad 4 wirkenden Radialkräfte auf. Weiterhin zeigen die Fig. 1 und 2, daß die Einlaßkanäle 20, 21 und die Auslaßkanäle 22, 23 in radialer Richtung zu den Förderkammern 6, 7 weisend angeordnet sind.

Fig. 3 zeigt eine von einem Elektromotor 24 angetriebene Förderpumpe 25 mit ein Laufrad 26 durchdringenden Förder kammern 27, 28. In dem Laufrad 26 angeordnete, einander gegenüberstehende Schaufelkammern 29, 30 sind hierfür un tereinander verbunden. Auf ihrer dem Elektromotor 24 ab gewandten Seite hat die Förderpumpe 25 zwei von radial außerhalb in jeweils eine Förderkammer 27, 28 mündende Einlaßkanäle 31, 32. Fig. 4 zeigt in einem Querschnitt durch die Förderpumpe 25 aus Fig. 3 entlang der Linie IV -IV, daß sich die Förderkammern 27, 28 über einen Bruch teil ihres Kreisdurchmessers erstrecken. Die Förderkam mern 27, 28 haben jeweils einen geringfügig radial nach außen geführten Auslaßkanal 33, 34. Die Auslaßkanäle 33, 34 und damit auch die Einlaßkanäle 31, 32 sind einander gegenüberstehend angeordnet, so daß sich auf das Laufrad 26 wirkende Radialkräfte aufheben. Fig. 3 zeigt bei spielhaft an einem der Auslaßkanäle 33, daß die Auslaßka näle 33, 34 ein Pumpengehäuse 35 in Richtung Elektromotor 24 durchdringen. Diese Förderpumpe 25 ist als Seiten kanalpumpe ausgebildet. Selbstverständlich kann die För derpumpe 25 auch als Pheripheralpumpe mit im äußeren Um fang angeordneten Schaufelkammern gestaltet sein.

Claims

1. Förderpumpe mit einem angetriebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden, in seinen Stirnseiten zumindest einen Kranz Schaufelkammern begrenzende Leitschaufeln aufweisenden Laufrad, und mit zumindest einem im Bereich der Leitschaufeln in dem Pumpengehäuse angeordneten teil ringförmigen Kanal, welcher mit den Schaufelkammern eine Förderkammer von einem Einlaßkanal zu einem Auslaßkanal bildet, gekennzeichnet durch mehrere Förderkammern (6, 7, 27, 28), deren Auslaßkanäle (22, 23, 33, 34) und deren Einlaßkanäle (20, 21, 31, 32) jeweils symmetrisch um die Drehachse des Laufrades (4, 26) angeordnet sind.

2. Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderkammern (27, 28) sich jeweils über einen Bruchteil ihres Kreisdurchmessers erstrecken.

3. Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Förderkammern (6, 7) auf gegenüberlie genden Stirnseiten des Laufrades (4) angeordnet sind.

4. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf beiden Stirnseiten des Laufrades (26) angeordnete Schaufelkammern (29, 30) überschneiden und daß die Einlaßkanäle (31, 32) der Förderkammern (27, 28) auf der einen Stirnseite des Laufrades (26) und die Auslaßkanäle (33, 34) auf der anderen Stirnseite des Laufrades (26) angeordnet sind.

5. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lauf rad (4, 26) und einem das Laufrad (4, 26) antreibenden Elektromotor (1, 24) ein Radiallager (14) und auf der dem Radiallager (14) gegenüberliegenden Seite des Laufrades (4, 26) ein Axiallager (15) angeordnet ist.

6. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager (15) eine zur Abstützung einer das Laufrad (4, 26) an treibenden Welle (5) vorgesehene Kugel (16) hat.

7. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkanäle (22, 23) und/oder die Einlaßkanäle (20, 21) in radialer Richtung zu den Förderkammern (6, 7, 27, 28) weisend an geordnet sind.