DE10019911A1 - Förderpumpe - Google Patents
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Abstract
Bei einer Förderpumpe (3) sind zwei einander umschließende Förderkammern (27, 28) auf unterschiedlichen axialen Ebenen (18, 19) angeordnet. Die radial innere Förderkammer (27) ist zur Befüllung eines Schwalltopfes (2) eines Kraftstoffbehälters eines Kraftfahrzeuges und die radial äußere Förderkammer (28) ist zur Ansaugung aus dem Schwalltopf (2) vorgesehen. Die Förderpumpe (3) gestaltet sich besonders kompakt und läßt sich mit der radial inneren Förderkammer (27) besonders tief im Schwalltopf (2) anordnen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe, welche insbeson
dere zur Anordnung in einem Schwalltopf eines Kraftstoff
behälters eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist, mit einem
angetriebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden
Laufrad, mit mehreren einander konzentrisch umschließen
den Kränzen Schaufelkammern begrenzende Leitschaufeln und
mit in dem Pumpengehäuse angeordneten, den Kränzen der
Schaufelkammern gegenüberstehenden teilringförmigen, sich
von einem Einlaßkanal bis zu einem Auslaßkanal erstreckenden
Kanälen.
Solche Förderpumpen werden meist als Peripheral- oder
Seitenkanalpumpe ausgeführt und sind aus der Praxis be
kannt. Die Förderpumpe kann hierbei mehrstufig oder zur
Förderung insbesondere von Kraftstoff aus dem Kraftstoff
behälter in einen Schwalltopf und gleichzeitig aus dem
Schwalltopf zu einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeu
ges ausgebildet sein. Das Laufrad ist in der Regel auf
einer Welle eines Elektromotors befestigt. Zwischen der
teilringförmigen Kanälen steht das Pumpengehäuse dem
Laufrad zur Bildung eines Dichtspaltes mit besonders ge
ringem Abstand gegenüber. Durch diese Gestaltung lassen
sich auf einem einzigen Laufrad mehrere Pumpstufen anord
nen und diese für den jeweiligen Anwendungsfall frei ge
stalten.
Nachteilig bei der bekannten Förderpumpe ist, daß ein
Druckunterschied zwischen den einander umschließenden
teilringförmigen Kanälen zu einem Überströmen der geför
derten Flüssigkeit und damit zu starken Axialkräften auf
das Laufrad führt. Das Überströmen vermindert damit den
Wirkungsgrad der Förderpumpe.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Förderpum
pe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß ein
Überströmen der zu fördernden Flüssigkeit zwischen einan
der umschließenden teilringförmigen Kanälen weitgehend
vermieden wird.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
das Laufrad in axialer Richtung mehrere Ebenen aufweist,
daß zumindest zwei Kränze der Leitschaufeln auf zwei un
terschiedlichen Ebenen angeordnet sind.
Durch diese Gestaltung läßt sich der Dichtspalt besonders
lang gestalten, so daß einem Überströmen der zu fördern
den Flüssigkeit ein besonders hoher Widerstand entgegen
gesetzt wird. Im Vergleich zu der bekannten Förderpumpe
strömt bei der erfindungsgemäßen Förderpumpe bei gleicher
Spaltbreite des Dichtspaltes besonders wenig Flüssigkeit
von dem einen teilringförmigen Kanal auf den anderen
teilringförmigen Kanal über. Auf das Laufrad wirkende
Axialkräfte lassen sich hierdurch besonders gering hal
ten. Die erfindungsgemäße Förderpumpe hat damit einen be
sonders großen Wirkungsgrad. Ein weiterer Vorteil dieser
Gestaltung ist, daß sich das Laufrad durch die beiden
Ebenen besonders einfach lagerichtig auf der Welle des
Elektromotors montieren läßt. Der vorgesehene Drehsinn
des Laufrades wird hierdurch zuverlässig gewährleistet.
Der Dichtspalt läßt sich gemäß einer vorteilhaften Wei
terbildung der Erfindung bei einem vorgesehenen axialen
Spiel des Laufrades besonders klein halten, wenn das
Laufrad einen umlaufenden Bund zur Trennung der unter
schiedlichen Ebenen und das Pumpengehäuse einen dem Bund
entsprechenden Absatz aufweist.
Das Laufrad und das Pumpengehäuse lassen sich gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beson
ders kostengünstig fertigen, wenn der Bund zylindrisch
gestaltet ist.
Die erfindungsgemäße Förderpumpe erfordert einen beson
ders geringen axialen Bauraum, wenn der Einlaßkanal oder
der Auslaßkanal des radial inneren teilringförmigen Ka
nals radial nach außen durch einen Steg im Pumpengehäuse
zwischen dem Auslaßkanal und dem Einlaßkanal des radial
äußeren teilringförmigen Kanals geführt ist.
Zur weiteren Verringerung der axialen Abmessungen der er
findungsgemäßen Förderpumpe trägt es bei, wenn die Ebene
des radial inneren Kranzes der Leitschaufeln einen größe
ren Abstand von einem das Laufrad antreibenden Elektromo
tor hat als die Ebene des radial äußeren Kranzes der
Leitschaufeln. Hierdurch kann beispielsweise der radial
äußere teilringförmige Kanal im montierten Zustand der
Förderpumpe zumindest teilweise radial außerhalb des
Elektromotors angeordnet sein. Bei der in dem Schwalltopf
des Kraftstoffbehälters montierten Förderpumpe läßt sich
hierdurch der radial innere Kranz Schaufelkammern beson
ders tief anordnen und damit eine große Ansaughöhe ver
meiden. Eine große Ansaughöhe führt insbesondere bei hei
ßem Kraftstoff zur Bildung von Gasblasen und damit zu ei
nem starken Abfall des Wirkungsgrades der Förderpumpe.
Durch die besonders tiefe Anordnung des radial inneren
Kranzes der Schaufelkammern hat die erfindungsgemäße För
derpumpe einen besonders hohen Wirkungsgrad.
Die Schaufelkammern des radial inneren Kranzes Leitschau
feln können gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbil
dung der Erfindung einen besonders großen Durchmesser
aufweisen und damit zur Förderung eines möglichst großen
Volumenstroms gestaltet sein, wenn das Laufrad im Bereich
des radial inneren Kranzes der Leitschaufeln dicker ist,
als im Bereich des radial äußeren Kranzes der Leit
schaufeln.
Bei einer vorgesehenen Förderung von Kraftstoff zu der
Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges vorgesehenen hohen
Förderdruck und dem möglichst großen in den Schwalltopf
zu fördernden Volumenstrom gestaltet sich die erfindungs
gemäße Förderpumpe konstruktiv besonders einfach, wenn
die Schaufelkammern des radial inneren Kranzes der Leit
schaufeln ungefähr den doppelten Durchmesser der Schau
felkammern des radial äußeren Kranzes der Leitschaufeln
aufweisen.
Eine axiale Förderung des Kraftstoffs durch die Förder
pumpe läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiter
bildung der Erfindung mit besonders geringem baulichen
Aufwand erreichen, wenn das Laufrad seinen Stirnseiten im
radial äußeren Bereich einander gegenüberstehende Kränze
von Leitschaufeln und untereinander verbundene Schaufel
kammern aufweist.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur
weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da
von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be
schrieben. Diese zeigt in
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungs
gemäße, in einem Schwalltopf eines Kraftfahr
zeuges montierte Förderpumpe,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein unteres Gehäuseteil
eines Pumpengehäuses der Förderpumpe aus
Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen Boden eines Kraftstoffbehälters 1 ei
nes Kraftfahrzeuges mit einem sich darauf abstützenden
Schwalltopf 2. Innerhalb des Schwalltopfes 2 ist eine
Förderpumpe 3 angeordnet. Die Förderpumpe 3 bildet mit
einem Elektromotor 4 eine bauliche Einheit und hat einen
den Boden des Schwalltopfes 2 durchdringenden Stutzen 5,
auf dem ein an dem Boden des Kraftstoffbehälters 1 anlie
gender Filter 6 befestigt ist. Zur Vereinfachung der
Zeichnung ist der Filter 6 schematisch dargestellt. Die
Förderpumpe 3 hat zwei Einlaßkanäle 7, 8, von denen einer
durch den Stutzen 5 bis zu dem Filter 6 und der andere
bis vor den Boden des Schwalltopfes 2 geführt ist, und
zwei Auslaßkanäle 9, 10, von denen einer in den Schwall
topf 2 und der andere in ein Gehäuse 11 des Elektro
motors 4 mündet. Auf einer Welle 12 des Elektromotors 4
ist ein Laufrad 13 der Förderpumpe 3 drehfest angeordnet
und steht mit geringem Abstand einem feststehenden Pum
pengehäuse 14 gegenüber. Die Welle 12 ist mittels einer
Kugel 15 in dem Pumpengehäuse 14 gelagert.
Das Pumpengehäuse 14 hat ein oberes Gehäuseteil 16 und
ein unteres, die beiden Einlaßkanäle 7, 8 aufweisendes
Gehäuseteil 17. Das Laufrad 13 weist in axialer Richtung
zwei axial voneinander beabstandete Ebenen 18, 19 auf.
Die Ebenen 18, 19 werden von einem umlaufenden Bund 20
voneinander getrennt.
Das Laufrad 13 hat einen radial inneren Kranz Leitschau
feln 21 und in seinem radial äußeren Bereich zwei einan
der gegenüberstehende Kränze Leitschaufeln 22. Die Leit
schaufeln 21, 22 begrenzen in dem Laufrad 13 angeordnete
Schaufelkammern 23, 24. Der radial innere Kranz der Leit
schaufeln 21 ist weiter vom Elektromotor 4 entfernt ange
ordnet, als die radial äußeren Kränze der Leitschau
feln 22. Einander gegenüberstehende Schaufelkammern 24
der radial äußeren Kränze der Leitschaufeln 22 sind un
tereinander verbunden. Im Bereich der Kränze der Leit
schaufeln 21, 22 sind in dem Pumpengehäuse 14 jeweils
teilringförmige Kanäle 25, 26 angeordnet. Die teilring
förmigen Kanäle 25, 26 bilden mit den Schaufelkammern 23,
24 jeweils sich von einem der Einlaßkanäle 7, 8 bis zu
einem der Auslaßkanäle 9, 10 erstreckende Förderkam
mern 27, 28. Bei einer Drehung des Laufrades 13 fördert
die Förderpumpe 3 Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 1
durch die radial innere Förderkammer 27 in den Schwall
topf 2 und durch die radial äußere Förderkammer 28 aus
dem Schwalltopf 2 durch den Elektromotor 4 zu einer nicht
dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges.
Der Auslaßkanal 9 der radial inneren Förderkammer 27 ist
durch einen Steg 29 radial nach außen geführt. Der umlau
fende Bund 20 steht einem Absatz 30 des Pumpengehäuses 14
mit geringem Abstand gegenüber. Dieser Bereich dient da
mit als Dichtspalt, der ein Überströmen von Kraftstoff
zwischen unterschiedliche Drücke aufweisenden Förderkam
mern 27, 28 weitgehend verhindert. Die Einlaßkanäle 7, 8
und die Auslaßkanäle 9, 10 sind zur Vereinfachung der
Zeichnung einander gegenüberstehend angeordnet. Selbst
verständlich können sich die teilringförmigen Kanäle 25,
26 auch über einen größeren Winkelbereich erstrecken.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf das untere Gehäuseteil 17
des Pumpengehäuses 14 von dem Laufrad 13 aus Fig. 1 aus
gesehen. Hierbei ist zu erkennen, daß sich die teilring
förmigen Kanäle 25, 26 über einen Winkelbereich von unge
fähr 300° erstrecken.
Claims (8)
1. Förderpumpe, welche insbesondere zur Anordnung in ei
nem Schwalltopf eines Kraftstoffbehälters eines Kraft
fahrzeuges vorgesehen ist, mit einem angetriebenen, sich
in einem Pumpengehäuse drehenden Laufrad, mit mehreren
einander konzentrisch umschließenden Kränzen Schaufelkam
mern begrenzende Leitschaufeln und mit in dem Pumpenge
häuse angeordneten, den Kränzen der Schaufelkammern ge
genüberstehenden teilringförmigen, sich von einem Einlaß
kanal bis zu einem Auslaßkanal erstreckenden Kanälen, da
durch gekennzeichnet, daß das Laufrad (13) in axialer
Richtung mehrere Ebenen (18, 19) aufweist, daß zumindest
zwei Kränze der Leitschaufeln (21, 22) auf zwei unter
schiedlichen Ebenen (18, 19) angeordnet sind.
2. Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Laufrad (13) einen umlaufenden Bund (20) zur
Trennung der unterschiedlichen Ebenen (18, 19) und das
Pumpengehäuse (14) einen dem Bund (20) entsprechenden Ab
satz (30) aufweist.
3. Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Bund (20) zylindrisch gestaltet ist.
4. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß
kanal (7) oder der Auslaßkanal (9) des radial inneren
teilringförmigen Kanals (25) radial nach außen durch ei
nen Steg (29) im Pumpengehäuse (14) zwischen dem Auslaß
kanal (10) und dem Einlaßkanal (8) des radial äußeren
teilringförmigen Kanals (26) geführt ist.
5. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene (18) des
radial inneren Kranzes der Leitschaufeln (21) einen grö
ßeren Abstand von einem das Laufrad (13) antreibenden
Elektromotor (4) hat als die Ebene (19) des radial äuße
ren Kranzes der Leitschaufeln (22).
6. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (13)
im Bereich des radial inneren Kranzes der Leitschau
feln (21) dicker ist, als im Bereich des radial äußeren
Kranzes der Leitschaufeln (22).
7. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelkam
mern (23) des radial inneren Kranzes der Leitschau
feln (21) ungefähr den doppelten Durchmesser der Schau
felkammern (24) des radial äußeren Kranzes der Leitschau
feln (22) aufweisen.
8. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (13)
seinen Stirnseiten im radial äußeren Bereich einander ge
genüberstehende Kränze von Leitschaufeln (22) und unter
einander verbundene Schaufelkammern (24) aufweist.
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