DE10019909A1 - Förderpumpe - Google Patents

Abstract

Bei einer als Seitenkanalpumpe ausgebildeten Förderpumpe ist ein Laufrad (2) gegenüber einer Welle (3) geringfügig um eine quer zur Welle (3) verlaufende Achse schwenkbar gehalten. Hierdurch kann sich das Laufrad (2) an Toleranzen eines Gehäuses (1) anpassen. Ein Schleifen des Laufrades (2) an dem Gehäuse (1) wird hierdurch verhindert. Die Förderpumpe hat damit eine besonders geringe Geräuschentwicklung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges oder zum Fördern von Waschflüssigkeit ei­ ner Scheibenwaschanlage, mit einem auf einer angetriebe­ nen Welle drehfest angeordneten Laufrad und mit einem ei­ nem Teilbereich des Laufrades mit geringem Abstand gege­ nüberstehenden Gehäuse.

Solche Förderpumpen werden meist als Peripheralpumpe oder Seitenkanalpumpe ausgebildet und sind aus der Praxis be­ kannt. Hierbei weist das Gehäuse meist zwei Gehäuseteile mit einer Ausnehmung für das Laufrad auf. In radial äuße­ ren, an Leitschaufeln angrenzenden Bereichen des Laufra­ des ist zwischen dem Laufrad und den Gehäuseteilen ein besonders kleiner Dichtspalt angeordnet. In dem Dicht­ spalt ist zudem meist ein Axialgleitlager angeordnet.

Nachteilig bei der bekannten Förderpumpe ist, daß Lageto­ leranzen und der Neigungswinkel der Welle gegenüber dem Gehäuse zu einem Schleifen des Laufrades an dem Gehäuse führen. Dieses Schleifen erzeugt jedoch starke Geräusche und vermindert zudem den Wirkungsgrad der Förderpumpe.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Förderpum­ pe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie eine besonders geringe Geräuschentwicklung und einen mög­ lichst hohen Wirkungsgrad aufweist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Laufrad Mittel zur Beweglichkeit seines äußeren Ran­ des gegenüber der Welle in Schwenkrichtung um eine quer zu der Welle angeordnete Achse und/oder gegenüber seines radial inneren Bereichs in axialer Richtung aufweist.

Durch diese Gestaltung kann der radial äußere Bereich des Laufrades in dem Gehäuse um ein vorgesehenes Maß kippen oder sich geringfügig verschieben. Hierdurch kann sich die Position beispielsweise durch die Kräfte des Axialla­ gers des Laufrades in dem Gehäuse anpassen. Ein Schleifen des Laufrades an dem Gehäuse wird hierdurch zuverlässig vermieden. Eine Geräuschbildung wird dank der Erfindung besonders gering gehalten. Die erfindungsgemäße Förder­ pumpe hat durch den konstanten Dichtspalt im an die Leit­ schaufeln angrenzenden Bereich einen besonders hohen Wir­ kungsgrad.

Man könnte zur Erzeugung der Schwenkbarkeit des Laufrades gegenüber der Welle daran denken, zwischen dem Laufrad und der Welle ein besonders großes Spiel vorzusehen. Dies führt jedoch beim Antrieb der Welle und bei Strömungs­ schwankungen in der Förderpumpe zu Klappergeräuschen. Klappergeräusche lassen sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn das Laufrad in seinem an die Welle angrenzenden Bereich eine die Welle umschließende Vertiefung hat. Durch diese Gestaltung läßt sich die Verbindung des Laufrades mit der Welle bei einer vorgesehenen Höhe des Laufrades auf vor­ gesehene Abmessungen beschränken. Bei einem sehr geringen Spiel des Laufrades gegenüber der Welle sind diese Abmes­ sungen maßgeblich für die vorgesehene Schwenkbarkeit des Laufrades. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, daß das Laufrad im Bereich der Vertiefung nicht an dem Gehäuse schleifen kann.

Die Vertiefung könnte auf einer Stirnseite des Laufrades angeordnet sein. Zur weiteren Verringerung der Geräusch­ entwicklung der erfindungsgemäßen Förderpumpe trägt es jedoch bei, wenn in beiden Stirnseiten des Laufrades je­ weils eine Vertiefung angeordnet ist.

Ein Spiel zwischen der Welle und dem Laufrad läßt sich bei einer vorgesehenen Schwenkbarkeit des Laufrades gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn Laufrad zumindest in seinem radial inneren Bereich elastisch gestaltet ist. Im güns­ tigsten Fall kann das Laufrad auf der Welle aufgepreßt sein. Die elastische Gestaltung des radial inneren Be­ reichs ermöglicht eine einfache Schwenkbarkeit und axiale Beweglichkeit des radial äußeren Randes des Laufrades.

Der elastische Bereich des Laufrades könnte beispielswei­ se dadurch erzeugt werden, daß das Laufrad in diesem Be­ reich einen Einsatz aus einem elastischen Material hat. Der elastische Bereich des Laufrades gestaltet sich je­ doch gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig, wenn das Laufrad eine konzentrisch zu der Welle angeordnete Nut aufweist.

Häufig haben Förderpumpen in einer Drehrichtung des Lauf­ rades einen wesentlich höheren Wirkungsgrad als in der entgegengesetzten Drehrichtung. Ein vorgesehener hoher Wirkungsgrad der Förderpumpe läßt sich besonders einfach sicherstellen, wenn die Welle und/oder das Laufrad Mittel zu ihrer lagerichtigen Anordnung aufweisen. Durch diese Gestaltung läßt sich das Laufrad nicht verdreht auf der Welle anordnen, so daß seine Drehrichtung zuverlässig festgelegt ist.

Die Mittel zur lagerichtigen Anordnung des Laufrades ges­ talten sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbil­ dung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn das Laufrad einen nahe einer seiner Stirnseiten angeord­ neten Vorsprung zum Eingreifen in eine dem Vorsprung ent­ sprechend gestaltete, absatzartige Ausnehmung der Welle hat und wenn die Welle axial unverschieblich gegenüber dem Gehäuse gehalten ist. Hierdurch läßt sich das Gehäuse nur dann montieren, wenn das Laufrad lagerichtig auf der Welle befestigt ist.

Die Mittel zur lagerichtigen Anordnung des Laufrades er­ fordern gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen baulichen Aufwand, wenn die Welle an ihrer Mantelfläche zwei nicht parallele und/oder unterschiedliche Abmessungen aufweisende Abfla­ chungen zur in Drehrichtung formschlüssigen Verbindung mit einer entsprechend gestalteten Ausnehmung des Laufra­ des hat.

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

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsge­ mäße Förderpumpe,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch die erfin­ dungsgemäße Förderpumpe aus Fig. 1 entlang der Linie II-II,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Förder­ pumpe,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch die erfin­ dungsgemäße Förderpumpe aus Fig. 3 ent­ lang der Linie IV-IV,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Förder­ pumpe.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine erfin­ dungsgemäße, als Seitenkanalpumpe ausgebildete Förderpum­ pe mit einem in einem Gehäuse 1 drehbaren Laufrad 2. Das Laufrad 2 ist drehfest und axial geringfügig ver­ schieblich auf einer angetriebenen Welle 3 angeordnet. Die Welle 3 kann beispielsweise als Motorwelle eines nicht dargestellten Elektromotors ausgebildet sein. Das Gehäuse 1 hat zwei mittels eines Rings 4 auf Abstand ge­ haltene Gehäuseteile 5, 6 und einen an den Rändern der Gehäuseteile 5, 6 verrollten Blechstreifen 7 zu deren Vorspannung gegen den Ring 4. In einem der Gehäuseteile 6 ist ein Einlaßkanal 8 angeordnet, während das andere Ge­ häuseteil 5 einen Auslaßkanal 9 aufweist. Der Einlaßkanal 8 und der Auslaßkanal 9 sind jeweils mit teilringförmigen Kanälen 10, 11 verbunden. Das Laufrad 2 hat im Bereich der teilringförmigen Kanäle 10, 11 von Leitschaufeln 12, 13 begrenzte Schaufelkammern 14, 15. In diesem Bereich steht das Gehäuse 1 dem Laufrad 2 zur Bildung von Dicht­ spalten mit besonders geringem Abstand gegenüber. In den Stirnseiten des Laufrades 2 sind jeweils einander gegenü­ berstehende Taschen 16 von Axialgleitlagern 17 angeord­ net, welche untereinander mit Kanälen 18 verbunden sind.

Bei einer Drehung des Laufrades 2 in dem Gehäuse 1 läßt sich beispielsweise Kraftstoff oder Scheibenwaschflüssig­ keit von dem Einlaßkanal 8 durch das Laufrad 2 zu dem Auslaßkanal 9 fördern. Die Förderpumpe kann selbstver­ ständlich auch als Peripheralpumpe gestaltet sein, bei der die Laufschaufeln 12, 13 auf dem Umfang des Laufrades 2 angeordnet sind.

Das Laufrad 2 hat in seinem radial inneren Bereich in beiden Stirnseiten jeweils eine Vertiefung 19, 20. Diese Vertiefungen 19, 20 begrenzen die Abmessungen, mit denen das Laufrad 2 mit der Welle 3 verbunden ist und ermögli­ chen in Verbindung mit einem geringen Spiel des Laufrades 2 an der Welle 3 ein geringfügiges Kippen des Laufrades 2 um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Achse. Hierdurch kann sich das Laufrad 2 in seinem radial äuße­ ren, die Schaufelkammern 14, 15 aufweisenden Bereich den Abmessungen des Gehäuses 1 anpassen. Diese Anpassung wird zudem dadurch verbessert, daß das Laufrad 2 durch die Vertiefungen 19, 20 in seinem radial inneren Bereich ge­ ringfügig elastisch gestaltet ist. Die Position des radi­ al äußeren Bereichs des Laufrades 2 wird durch die Kräfte der Axialgleitlager 17 eingestellt und damit ein Schlei­ fen des Laufrades 2 an den Gehäuseteilen 5, 6 verhindert.

Fig. 2 zeigt in einer Schnittdarstellung durch die För­ derpumpe aus Fig. 1 entlang der Linie II-II, daß die Welle 3 zur drehfesten Verbindung mit dem Laufrad 2 an ihrer Mantelfläche zwei Abflachungen 21, 22 aufweist. Das Laufrad 2 hat eine entsprechend der Welle 3 gestaltete Ausnehmung 23. Die Abflachungen 21, 22 verlaufen zueinan­ der in einem Winkel von +180° und damit nicht parallel. Hierdurch läßt sich das Laufrad 2 nur in einer vorgesehe­ nen Drehrichtung und damit lagerichtig auf der Welle 3 montieren. Die Abflachungen 21, 22 haben zudem unter­ schiedliche Abmessungen.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Förderpum­ pe, bei der ein Gehäuse 24 axial unverschieblich mit ei­ nem zu ihrem Antrieb vorgesehenen Elektromotor 25 verbun­ den ist. Eine in Drehrichtung formschlüssig mit einem Laufrad 26 verbundene Welle 27 hat eine absatzartige Aus­ nehmung 28 zur Aufnahme eines Vorsprungs 29 des Laufrades 26. Das Gehäuse 24 der Förderpumpe ist axial unver­ schieblich mit einem Elektromotor 25 verbunden. Das Lauf­ rad 26 läßt sich hierdurch nur in der eingezeichneten La­ ge und damit in einer vorgesehenen Drehrichtung in dem Gehäuse 24 montieren. Das Laufrad 26 hat im Bereich der Welle 27 eine Vertiefung 30. Durch die Abmessungen der Vertiefung 30 in dem Laufrad 26 werden die Abmessungen der Verbindung des Laufrades 26 mit der Welle 27 auf ein vorgesehenes Maß begrenzt. Der radial äußere Bereich des Laufrades 26 kann hierdurch geringfügig gegenüber der Welle 27 kippen und sich damit an Toleranzen des Gehäuses anpassen. Durch die radialen Abmessungen der Vertiefung 30 läßt sich eine vorgesehene Elastizität des radial in­ neren Bereichs des Laufrades 26 sicherstellen.

Fig. 4 zeigt in einer Schnittdarstellung entlang der Li­ nie IV-IV durch die Förderpumpe aus Fig. 3, daß die absatzartige Ausnehmung 28 der Welle 27 eine Abflachung 31 zur drehfesten Verbindung mit einer entsprechend ges­ talteten Ausnehmung 32 des Laufrades 26 hat.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Förderpum­ pe in einer Schnittdarstellung. Diese unterscheidet sich von der aus Fig. 1 vor allem dadurch, daß ein Laufrad 33 zwei konzentrisch zu der Welle 34 angeordnete Nuten 35, 36 hat. Diese Nuten 35, 36 erzeugen eine Elastizität in dem radial inneren Bereich des Laufrades 33 und ermögli­ chen daher eine geringe axiale Beweglichkeit und eine Schwenkbarkeit seines radial äußeren Bereichs um eine senkrecht zur Zeichenebene angeordnete Achse. Das Laufrad 33 kann daher spielfrei auf der Welle 34 befestigt sein.

Claims (8)

1. Förderpumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges oder zum Fördern von Waschflüssigkeit einer Scheibenwaschanla­ ge, mit einem auf einer angetriebenen Welle drehfest an­ geordneten Laufrad und mit einem einem Teilbereich des Laufrades mit geringem Abstand gegenüberstehenden Gehäu­ se, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (2, 26, 33) Mittel zur Beweglichkeit seines äußeren Randes gegenüber der Welle (3, 27, 34) in Schwenkrichtung um eine quer zu der Welle (3, 27, 34) angeordnete Achse und/oder gegen­ über seines radial inneren Bereichs in axialer Richtung aufweist.

2. Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (2, 26, 33) in seinem an die Welle (3, 27, 34) angrenzenden Bereich eine die Welle (3, 27, 34) umschließende Vertiefung (19, 20, 30) hat.

3. Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in beiden Stirnseiten des Laufrades (2, 33) jeweils eine Vertiefung (19, 20) angeordnet ist.

4. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (2, 26, 33) zumindest in seinem radial inneren Bereich elas­ tisch gestaltet ist.

5. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (33) eine konzentrisch zu der Welle (34) angeordnete Nut (35, 36) aufweist.

6. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (3, 27, 34) und/oder das Laufrad (2, 26, 33) Mittel zur ihrer la­ gerichtigen Anordnung aufweisen.

7. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (26) einen nahe einer seiner Stirnseiten angeordneten Vor­ sprung (29) zum Eingreifen in eine entsprechend gestalte­ te, absatzartige Ausnehmung (28) der Welle (27) hat und daß die Welle (27) axial unverschieblich gegenüber dem Gehäuse (24) gehalten ist.

8. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (3, 34) an ihrer Mantelfläche zwei nicht parallele und/oder un­ terschiedliche Abmessungen aufweisende Abflachungen (21, 22) zur in Drehrichtung formschlüssigen Verbindung mit einer entsprechend gestalteten Ausnehmung (23) des Lauf­ rades (2, 33) hat.