DE4326505C2

DE4326505C2 - Peripheralpumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE4326505C2
Application number: DE4326505A
Authority: DE
Inventors: Uwe Liskow
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 2002-03-14
Anticipated expiration: 2013-08-07
Also published as: FR2708678A1; US5464319A; KR100319567B1; JPH0771392A; DE4326505A1; FR2708678B1; BR9403175A; KR950006230A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Peripheralpumpe nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Eine solche Peripheralpumpe ist durch die DE 40 36 309 A1 bekannt. Diese Peripheralpumpe dient zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und weist ein Laufrad auf, das mit an dessen beiden Stirnflächen verteilt an geordneten Flügeln versehen ist. Das Laufrad ist in einer Pumpenkam mer angeordnet, die in Richtung der Drehachse des Laufrads durch je weils ein Wandungsteil und in radialer Richtung durch ein Gehäuse teil begrenzt ist. In den dem Laufrad zugewandten Stirnseiten der beiden Wandungsteile ist jeweils ein etwa ringförmiger Förderkanal ausgebildet. Die beiden Förderkanäle erstrecken sich radial weiter nach außen als das Laufrad und sind über den Außenumfang des Lauf rads miteinander verbunden. In einem Wandungsteil ist eine Saug öffnung ausgebildet, die in den in diesem Wandungsteil ausgebildeten Förderkanal mündet, welcher als vorderer Förderkanal bezeichnet werden kann. Dieser vordere Förderkanal ist dabei im Bereich der Saugöffnung bereits voll ausgebildet. Im anderen Wandungsteil ist eine Drucköffnung ausgebildet, die von dem in diesem Wandungsteil ausgebildeten Förderkanal abführt, welcher als hinterer Förderkanal bezeichnet werden kann. Die Förderkanäle sind im Querschnitt trapezförmig ausgebildet und im Bereich der Saugöffnung ist eine Überströmverbindung des hinteren Förderkanals mit der Saugöffnung vorhanden. Die Überströmverbindung ist radial nach außen durch eine sich etwa parallel zur Drehachse des Laufrads erstreckende Wandung und zur Saugöffnung hin durch eine zur Drehachse hin geneigte Wandung begrenzt. Der Übergang von der parallelen Wandung zur geneigten Wandung ist in Richtung der Drehachse des Laufrads gesehen auf Höhe der zur Saugöffnung weisenden Stirnseite des Laufrads angeordnet.

Der im nicht die Saugöffnung aufweisenden Wandungsteil angeordnete hintere Förderkanal ist bereits im Bereich der Saugöffnung ausgebildet und der Querschnitt des hinteren Förderkanals verkleinert sich in Umlaufrichtung des Laufrads gesehen nach der Saugöffnung.

Durch die DE 43 00 845 A1 ist außerdem eine Peripheralpumpe zum Fördern von Kraftstoff bekannt, die ein Laufrad aufweist, das mit an dessen beiden Stirnflächen verteilt angeordneten Flügeln versehen ist. Das Laufrad ist in einer Pumpenkammer angeordnet, die in Richtung der Drehachse des Laufrads durch jeweils ein Wandungsteil und in radialer Richtung durch ein Gehäuseteil begrenzt ist. In den dem Laufrad zugewandten Stirnseiten der beiden Wandungsteile ist jeweils ein etwa ringförmiger Förderkanal ausgebildet. Die beiden Förderkanäle erstrecken sich radial weiter nach außen als das Laufrad und sind über den Außenumfang des Laufrads miteinander verbunden. In einem Wandungsteil ist eine Saugöffnung ausgebildet, die in den in diesem Wandungsteil ausgebildeten Förderkanal mündet, welcher als vorderer Förderkanal bezeichnet werden kann. Dieser vordere Förderkanal ist dabei im Bereich der Saugöffnung bereits voll ausgebildet. Im anderen Wandungsteil ist eine Drucköffnung ausgebildet, die von dem in diesem Wandungsteil ausgebildeten Förderkanal abführt, welcher als hinterer Förderkanal bezeichnet werden kann. Der hintere Förderkanal ist bereits im Bereich der Saugöffnung ausgebildet und der Querschnitt des hinteren Förderkanals verkleinert sich in Umlaufrichtung des Laufrads gesehen nach der Saugöffnung.

Im Bereich der Saugöffnung strömt bei beiden bekannten Peripheralpumpen Kraftstoff sowohl in den im die Saugöffnung aufweisenden Wandungsteil ausgebildeten vorderen Förder kanal als auch über die Überströmverbindung über den Außenumfang des Laufrads in den im anderen Wandungsteil ausgebildeten hinteren För derkanal. Der in die Förderkanäle eingeströmte Kraftstoff wird durch das Laufrad zu Wirbeln beschleunigt, wobei dabei aus dem hinteren Förderkanal Kraftstoff zurück zur Saugöffnung und in den vorderen Förderkanal strömt. Außerdem bilden sich bereits beim Einströmen des Kraftstoffs in die Förderkanäle bedingt durch die Anordnung der geneigten Wandung des Überströmbereichs Wirbel, so daß Kraftstoff nicht in den hinteren Förderkanal einströmt, sondern wieder zurück zur Saugöffnung oder in den vorderen Förderkanal. Dadurch wird insgesamt der Wirkungsgrad der Peripheralpumpe verschlechtert.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Peripheralpumpe mit den Merkmalen des Patent anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß ein Einströmen des Kraftstoffs in die Förderkanäle und damit der Wirkungsgrad der Peri pheralpumpe verbessert ist. Dabei wird im Bereich der Saugöffnung zunächst nur der hintere, im nicht die Saugöffnung aufweisenden Wan dungsteil ausgebildete Förderkanal gefüllt, da der vordere Förder kanal im die Saugöffnung aufweisenden Wandungsteil erst in Umlauf richtung des Laufrads nach der Saugöffnung ausgebildet ist und daher in diesen direkt von der Saugöffnung kein Kraftstoff einströmen kann. In Umlaufrichtung nach der Saugöffnung ist der vordere Förder kanal im die Saugöffnung aufweisenden Wandungsteil ausgebildet und es strömt Kraftstoff aus dem hinteren Förderkanal, dessen Quer schnitt verringert wird, in den vorderen Förderkanal über.

In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Peripheralpumpe angegeben. Durch die Ausbil dung gemäß Anspruch 6 ist erreicht, daß im Überströmbereich die Wirbelbildung wesentlich vermindert ist und dadurch eine günstige Einströmung des Kraftstoffs in den hinteren Förderkanal gegeben ist, so daß der Wirkungsgrad der Peripheralpumpe weiter verbessert ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Kraftstofförderaggregat mit einer im Längsschnitt dargestellten Peripheralpumpe, Fig. 2 einen in Fig. 1 mit 11 be zeichneten Ausschnitt der Peripheralpumpe in vergrößerter Darstel lung, der einem Schnitt durch die Peripheralpumpe entlang der Linie II-II in Fig. 3 entspricht, Fig. 3 die Peripheralpumpe in einem Schnitt entlang Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 die Peripheralpumpe in einem Schnitt entlang Linie IV-IV in Fig. 3 mit einer ersten Ausführung und Fig. 5 die Peripheralpumpe in einem Schnitt entlang Linie IV-IV mit einer zweiten Ausführung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein in Fig. 1 dargestelltes Aggregat 10 dient zum Fördern von Kraftstoff aus einem nicht dargestellten Vorratstank zur ebenfalls nicht dargestellten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftstofförderaggregat 10 weist eine Strömungspumpe 12 auf, deren Laufrad 14 mit einer durch einen nicht dargestellten elektrischen Antriebsmotor angetriebenen Welle 16 drehschlüssig verbunden ist. Das Laufrad 14 sitzt auf einem Lagerzapfen 18 und ist in einer so genannten Pumpenkammer 20 angeordnet, die in Richtung der Drehachse 15 des Laufrads 14 gesehen durch jeweils ein Wandungsteil 22 und 24 begrenzt ist. In radialer Richtung ist die Pumpenkammer 20 durch ein zylinderförmiges Gehäuseteil 26 begrenzt, das auch einteilig mit einem der Wandungsteile 22 oder 24 ausgeführt sein kann. Im Wan dungsteil 22 ist der Lagerzapfen 18 angeordnet. Das andere Wandungs teil 24 weist eine Lagerstelle für die Antriebswelle 16 auf. Während des Betriebs des Kraftstofförderaggregats saugt die Strömungspumpe 12 Kraftstoff durch einen Saugstutzen 28 an und drückt diesen über einen Pumpenausgang 30 im Wandungsteil 24 in einen Raum 32, in welchem der nicht dargestellte Elektromotor untergebracht ist. Von dort aus wird der Kraftstoff über einen Ausgangs- oder Druckstutzen 34 der Brennkraftmaschine zugeführt.

Die Strömungspumpe 12 ist als eine Peripheral- oder Seitenkanal pumpe ausgeführt, bei der das Laufrad 14 an dessen beiden Stirn seiten über dessen Umfang verteilt angeordnete Flügel 36 aufweist. In den dem Laufrad 14 zugewandten Stirnflächen der Wandungsteile 22 und 24 ist jeweils ein in Fig. 2 dargestellter ringförmiger Förder kanal 38 und 40 ausgebildet, wobei diese Förderkanäle etwa im glei chen Abstand von der Drehachse 15 des Laufrads 14 verlaufen wie die Flügel 36. In dem Wandungsteil 22, in dem der Förderkanal 38 ausge bildet ist, ist eine Saugöffnung 42 vorhanden, die mit dem Saug stutzen 28 verbunden ist. Der im Wandungsteil 22 ausgebildete Förderkanal 38 wird nachfolgend als vorderer Förderkanal bezeichnet, da er in Förderrichtung der Peripheralpumpe stromaufwärts liegt. Im anderen Wandungsteil 24, in dem der andere Förderkanal 40 ausgebil det ist, ist der Pumpenausgang 30 ausgebildet, der auch als Druck öffnung bezeichnet werden kann. Der im Wandungsteil 24 ausgebildete Förderkanal 40 wird nachfolgend als hinterer Förderkanal bezeichnet, da er in Förderrichtung der Peripheralpumpe stromabwärts liegt. Die Saugöffnung 42 ist in Umlaufrichtung (Pfeil 43 in Fig. 3) des Lauf rads 14 gesehen am einen Ende der Förderkanäle 38, 40 angeordnet und die Drucköffnung 30 ist am anderen Ende angeordnet. Zwischen der Saugöffnung 42 und der Drucköffnung 30 ist ein in Fig. 3 darge stellter Unterbrecher 44 ausgebildet, das heißt die Förderkanäle 38, 40 sind dort nicht ausgebildet, damit Kraftstoff nicht von der Druckseite der Strömungspumpe 12 zu deren Saugseite zurückströmen kann. Die Förderkanäle 38, 40 sind beim Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 2 dargestellt, im Querschnitt, das heißt im Schnitt durch diese parallel zur Drehachse 15 des Laufrads, trapezförmig ausge bildet, können jedoch auch anders ausgebildet sein, beispielsweise rechteckig oder rund. Die Förderkanäle 38, 40 erstrecken sich radial weiter nach außen als das Laufrad 14 und das zylinderförmige Gehäu seteil 26 weist im Bereich der Förderkanäle 38, 40 einen Abstand zum Außenumfang des Laufrads 14 auf, so daß die beiden Förderkanäle 38, 40 über den Außenumfang des Laufrads 14 miteinander verbunden sind. Im Bereich des Unterbrechers 44 ist der radiale Abstand zwischen dem Außenumfang des Laufrads 14 und dem zylinderförmigen Gehäuseteil 26 gering, um ein Zurückströmen von Kraftstoff zur Saugseite zu verhindern.

Im Umfangsbereich der Saugöffnung 42 ist ein in Fig. 2 dargestell ter Einströmbereich 46 gebildet, durch den Kraftstoff aus der Saug öffnung 42 in den hinteren, im nicht die Saugöffnung aufweisenden Wandungsteil 24 ausgebildeten Förderkanal 40 strömen kann. Der vor dere Förderkanal 38 im die Saugöffnung 42 aufweisenden Wandungsteil 22 ist in Umlaufrichtung 43 des Laufrads 14 gesehen erst nach der Saugöffnung 42 ausgebildet und von der Saugöffnung 42 getrennt. Die Trennung zwischen dem vorderen Förderkanal 38 und der Saugöffnung 42 kann, wie in Fig. 4 dargestellt, durch einen Unterbrecher 48 gebil det sein, so daß der vordere Förderkanal 38 keine direkte Verbindung mit der Saugöffnung 42 aufweist. Es ist auch möglich, daß der vor dere Förderkanal 38 zur Saugöffnung 42 hin wie in Fig. 5 darge stellt in seinem Querschnitt stark verkleinert ist und dadurch eine Trennung zwischen diesem und der Saugöffnung 42 gebildet ist. In Um laufrichtung 43 des Laufrads 14 nach der Saugöffnung 42 vergrößert sich der Querschnitt des vorderen Förderkanals 38 kontinuierlich oder in Stufen und bleibt dann bis zur Drucköffnung 30 etwa kons tant. Der Querschnitt des hinteren Förderkanals 40 ist im Umfangs bereich der Saugöffnung 42, also im Einströmbereich 46 gegenüber seinem übrigen Umfangsbereich größer und verringert sich in Umlauf richtung nach der Saugöffnung 42 und bleibt danach bis zur Druck öffnung 30 etwa konstant. Die Querschnitte des vorderen Förder kanals 38 und des hinteren Förderkanals 40 sind in Umlaufrichtung des Laufrads 14 nach deren Querschnittsvergrößerung bzw. -verkleine rung etwa gleich groß, so daß in beiden Förderkanälen 38 und 40 das selbe Kraftstoffvolumen gefördert wird. In Fig. 2 sind die Förder kanäle 38,40 zusätzlich gestrichelt in ihrem in Umlaufrichtung 43 nach der Saugöffnung 42 im Schnitt entlang Linie IIa-IIa in Fig. 3 vorliegenden angeglichenen, konstanten Querschnitt dargestellt.

Beim Betrieb des Kraftstofförderaggregats strömt durch die vor stehend beschriebene Ausbildung der Förderkanäle 38 und 40 Kraft stoff durch die Saugöffnung 42 aus dem Vorratstank zunächst nur in den hinteren, im nicht die Saugöffnung 42 aufweisenden Wandungsteil 24 ausgebildeten Förderkanal 40, da nur dieser im Umfangsbereich der Saugöffnung 42 ausgebildet ist. Der in den hinteren Förderkanal 40 eingeströmte Kraftstoff wird durch die Flügel 36 des Laufrads 14 in Umlaufrichtung 43 des Laufrads 14 beschleunigt. Da der Querschnitt des hinteren Förderkanals 40 in Umlaufrichtung 43 des Laufrads 14 nach der Saugöffnung 42 verkleinert wird und der Querschnitt des vorderen Förderkanals 38 vergrößert wird, strömt in Umlaufrichtung nach der Saugöffnung 42 Kraftstoff aus dem hinteren Förderkanal 40 in den vorderen Förderkanal 38 über. Eine Rückströmung von Kraft stoff zur Saugöffnung 42 ist wegen der Trennung des vorderen För derkanals 38 von der Saugöffnung 42 vermieden. Durch die Druck öffnung 30 strömt am druckseitigen Ende des hinteren Förderkanals 40 und des vorderen Förderkanals 38 Kraftstoff ab und gelangt durch den Raum 32 und den Druckstutzen 34 zur Brennkraftmaschine.

Der im Umfangsbereich der Saugöffnung 42 gebildete Einströmbereich 46 ist so ausgebildet, daß er in den hinteren Förderkanal 40 über geht. Radial nach außen ist der Einströmbereich 46 zum hinteren Förderkanal 40 hin durch eine sich etwa parallel zur Drehachse 15 des Laufrads 14 erstreckende Wandung 50 begrenzt, die am zylin derförmigen Gehäuseteil 26 gebildet ist. Zur Saugöffnung 42 hin ist der Einströmbereich 48 radial nach außen durch eine zur Drehachse 15 hin geneigt verlaufende Wandung 52 begrenzt, die kontinuierlich in die Saugöffnung 42 übergeht. Der Übergang 54 zwischen der etwa para llelen Wandung 50 und der geneigten Wandung 52 ist in Richtung der Drehachse 15 des Laufrads 14 betrachtet etwa auf der Höhe des radialen Auslaufs 56 der Flügel 36 des Laufrads 14 angeordnet, die auf der der Saugöffnung 42 zugewandten Stirnseite des Laufrads 14 ausgebildet sind, oder näher zum hinteren Förderkanal 40 hin. Durch diese Ausbildung des Überströmbereichs 46 wird eine Wirbelbildung vermieden, die ein Zurückströmen des Kraftstoffs zur Saugöffnung 42 bewirken würde, so daß eine günstige Einströmung des Kraftstoffs aus der Saugöffnung 42 in den hinteren Förderkanal 40 erreicht ist.

Claims

1. Peripheralpumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem Laufrad (14), das über seinen Umfang an dessen Stirnseiten verteilt angeordnete Flügel (36) aufweist und das in einer in Richtung von dessen Drehachse (15) gesehen beidseitig durch jeweils ein Wandungsteil (22; 24) und in radialer Richtung durch ein Gehäuseteil (26) begrenzten Pumpenkammer (20) umläuft, wobei in den beiden Wandungsteilen (22; 24) jeweils ein etwa ringförmiger Förderkanal (38; 40) angeordnet ist und die beiden Förderkanäle (38, 40) über den Außenumfang des Laufrads (14) miteinander verbunden sind, mit einer Saugöffnung (42) im einen Wandungsteil (22) und mit einer Drucköffnung (30) im anderen Wandungsteil (24), wobei der im nicht die Saugöffnung (42) aufweisenden Wandungsteil (24) angeordnete hintere Förderkanal (40) bereits im Bereich der Saugöffnung (42) ausgebildet ist und der Querschnitt des hinteren Förderkanals (40) sich in Umlaufrichtung (43) des Laufrads (14) gesehen nach der Saugöffnung (42) verkleinert, dadurch gekennzeichnet, daß der im die Saugöffnung (42) aufweisenden Wandungsteil (22) angeordnete vordere Förderkanal (38) in Umlaufrichtung (43) erst nach der Saugöffnung (42) mit vollem Querschnitt ausgebildet ist.

2. Peripheralpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Förderkanal (38) von der Saugöffnung (42) durch einen Unter brecher (48) getrennt ist.

3. Peripheralpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des vorderen Förderkanals (38) zur Saugöffnung (42) hin gegenüber dessen übrigem Querschnitt wesentlich verkleinert ist.

4. Peripheralpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Querschnitte der beiden Förderkanäle (38, 40) in Umlaufrichtung (43) des Laufrads (14) nach der Saugöffnung (42) einander angeglichen sind.

5. Peripheralpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der beiden Förderkanäle (38, 40) in Umlaufrichtung (43) nach der Saugöffnung (42) zunächst veränderlich sind und nach der Querschnittsangleichung konstant sind.

6. Peripheralpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Umfangsbereich der Saugöffnung (42) ein Einströmbereich (46) in den hinteren Förderkanal (40) gebildet ist, der radial nach außen zum hinteren Förderkanal (40) hin durch eine sich etwa parallel zur Drehachse (15) des Laufrads (14) erstreckende Wandung (50) und zur Saugöffnung (42) hin durch eine ausgehend von der etwa parallelen Wandung (50) zur Drehachse (15) hin geneigte Wandung (52) begrenzt ist, wobei der Übergang (54) zwischen den beiden Wandungen (50, 52) in Richtung der Drehachse (15) gesehen etwa auf Höhe des radialen Auslaufs (56) der Flügel (36) des Laufrads (14), die auf dessen zur Saugöffnung (42) weisenden Stirnseite aus gebildet sind, oder näher zum hinteren Förderkanal (40) hin angeord net ist.