DE10123992A1

DE10123992A1 - Strömungspumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10123992A1
Application number: DE10123992A
Authority: DE
Inventors: Michael Kuehn; Willi Strohl; Hans-Joerg Fees; Thomas Wieland
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-05-17
Filing date: 2001-05-17
Publication date: 2002-11-21
Also published as: KR20030029106A; WO2002093014A1; US20040028520A1; US6851922B2; EP1392980A1; JP2004519616A

Abstract

Die Strömungspumpe weist ein in einer Pumpenkammer (12) angeordnetes um eine Drehachse (14) umlaufend angetriebenes Laufrad (10) auf, das an wenigstens einer Stirnseite (44) einen Kranz von in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Schaufeln (16) aufweist, die an der Stirnseite (44) des Laufrads (10) enden und die zwischen sich Schaufelkammern (20) begrenzen. In der Pumpenkammer (12) ist wenigstens ein mit dem Kranz der Schaufeln (16) am Laufrad (10) zusammenwirkender teilringförmiger Förderkanal (34) ausgebildet und in einer die Pumpenkammer (12) in Richtung der Drehachse (14) des Laufrads (10) begrenzenden Pumpenkammerwand (30) ist wenigstens eine in den Förderkanal (34) mündende Ansaugöffnung (36) ausgebildet. Der Förderkanal (34) reicht in einem Anfangsbereich bei der wenigstens einen Ansaugöffnung (36) und/oder in Umlaufrichtung (11) des Laufrads (10) an diese anschließend radial weiter nach innen als der Schaufelkammergrund (22) des Laufrads (10) und der Übergang zwischen einem radial inneren Schaufelkammergrund (22) der Schaufelkammern (20) und der zugehörigen Stirnseite (44) des Laufrads (10) weist eine Anschrägung (46) oder eine Rundung (48) auf.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Strömungspumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Strömungspumpe ist durch die DE 43 40 011 A1 bekannt. Diese Strömungspumpe weist ein in einer Pumpenkammer angeordnetes, umlaufend angetriebenes Laufrad auf, das an wenigstens einer Stirnseite einen Kranz von in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Schaufeln aufweist. Die Schaufeln enden an der Stirnseite des Laufrads und begrenzen zwischen sich Schaufelkammern, die einen radial inneren Schaufelkammergrund aufweisen. In der Pumpenkammer ist wenigstens ein mit den Schaufeln des Laufrads zusammenwirkender teilringförmiger Förderkanal ausgebildet. In einer die Pumpenkammer in Richtung der Drehachse des Laufrads begrenzenden Pumpenkammerwand ist eine in den Förderkanal mündende Ansaugöffnung ausgebildet. In die Pumpenkammer mündet außerdem wenigstens eine Auslaßöffnung. Es wurde festgestellt, daß bei dieser bekannten Strömungspumpe beim Fördern von heißem Kraftstoff aufgrund von Dampfblasenbildung die Fördermenge stark abfällt. Eine Dampfblasenbildung tritt vor allem im Bereich geringer Drücke und damit im Bereich der Ansaugöffnung auf. Hier ist die Ausbildung des Förderkanals und des Laufrads bei der bekannten Strömungspumpe nicht optimal.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Strömungspumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die radial weiter nach innen reichende Ausbildung des Förderkanals und durch den mit einer Fase abgeschrägten oder gerundeten Übergang des Schaufelkammergrunds der Schaufelkammern des Laufrads eine verbesserte Einströmung des Kraftstoffs erreicht ist und damit bei heißem Kraftstoff weniger Dampfblasen entstehen und die Fördereigenschaften der Strömungspumpe verbesert sind.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Strömungspumpe angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Strömungspumpe in einem axialen Längsschnitt, Fig. 2 die Strömungspumpe in einem Querschnitt entlang Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Ausschnitt der Strömungspumpe in einem Längsschnitt entlang Linie III-III in Fig. 2 in vergrößerter Darstellung, Fig. 4 einen in Fig. 3 mit IV bezeichneten Ausschnitt in vergrößerter Darstellung, Fig. 5 einen modifizierte Ausführung der Fig. 4, Fig. 6 eine weitere modifizierte Ausführung der Fig. 4 und Fig. 7 einen Ausschnitt der Strömungspumpe in einem Längsschnitt entlang Linie VII-VTI in Fig. 2 in vergrößerter Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In den Fig. 1 bis 7 ist eine Strömungspumpe dargestellt, die insbesondere zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dient. Die Strömungspumpe ist mit einem nicht dargestellten elektrischen Antriebsmotor zu einem Förderaggregat zusammengefaßt, wobei Strömungspumpe und Antriebsmotor in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Die Strömungspumpe weist ein Laufrad 10 auf, das in einer Pumpenkammer 12 angeordnet ist und das durch den Antriebsmotor um eine Achse 14 umlaufend angetrieben wird. Das Laufrad 10 weist an einer oder an beiden Stirnseiten einen Kranz von in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Schaufeln 16 auf. Die Schaufeln 16 können eben ausgebildet sein, können radial oder oder geneigt zu einer radialen Richtung bezüglich der Drehachse 14 des Laufrads 10 angeordnet und können alternativ auch gekrümmt oder gewunden ausgebildet sein. Die Schaufeln 16 können an ihren radial äußeren Enden über einen Ring 18 miteinander verbunden sein. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die Schaufeln 16 am Außenumfang des Laufrads 10 enden und kein Ring 18 vorgesehen ist. Das Laufrad 10 kann aus Kunststoff, aus Metall, insbesondere Leichtmetallguß, aus keramischem Werkstoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen.

Die Schaufeln 16 begrenzen zwischen sich Schaufelkammern 20, die radial nach innen jeweils einen Schaufelkammergrund 22 aufweisen. Der Schaufelkammergrund 22 ist beispielsweise konkav gerundet ausgebildet. Zwischen den Schaufelkammern 22 der an gegenüberliegenden Stirnseiten des Laufrads 10 angeordneten Schaufeln 16 ist mittig im Laufrad 10 eine radial nach außen weisende Zwischenwand 24 ausgebildet, die sich jedoch nicht bis zum Ring 18 erstreckt, so daß hier ein Durchbruch 26 vorhanden ist, durch den die an den beiden Stirnseiten des Laufrads 10 angeordneten Schaufelkränze miteinander verbunden sind.

Die Pumpenkammer 12 ist in Richtung der Drehachse 14 des Laufrads 10 einerseits zum Antriebsmotor hin durch eine Pumpenkammerwand 28 und andererseits durch eine Pumpenkammerwand 30 begrenzt. Die Pumpenkammerwand 30 kann einen Abschlußdeckel für das die Strömungspumpe aufnehmende Gehäuse bilden. In radialer Richtung bezüglich der Drehachse 14 des Laufrads 10 wird die Pumpenkammer 12 durch eine Umfangskammerwand 32 begrenzt, die einstückig mit einer der Pumpenkammerwände 28, 30 ausgebildet sein kann. Die Pumpenkammerwände 28, 30, 32 können aus Kunststoff, aus Metall, insbesondere Leichtmetallguß, aus keramischem Werkstoff oder aus einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen. In der dem Laufrad 10 zugewandten Stirnseite der Pumpenkammerwand 30 ist eine die Drehachse 14 des Laufrads 10 zumindest annähernd koaxial teilringförmig umgebende Nut 34 ausgebildet, die einen mit dem dieser gegenüberliegenden Kranz von Schaufeln 16 des Laufrads 10 zusammenwirkenden Förderkanal bildet. In einen entgegen Umlaufrichtung 11 des Laufrads 10 weisenden Anfangsbereich der Nut 34 mündet eine die Pumpenkammerwand 30 durchdringende Ansaugöffnung 36. In der Pumpenkammerwand 28 kann in deren dem Laufrad 10 zugewandten Stirnseite ebenfalls eine die Drehachse 14 des Laufrads 10 zumindest annähernd koaxial teilringförmige Nut 38 ausgebildet sein, die einen mit dem dieser gegenüberliegenden Kranz von Schaufeln 16 des Laufrads 10 zusammenwirkenden Förderkanal bildet. In die Nut 38 mündet in deren in Umlaufrichtung 11 des Laufrads 10 weisenden Endbereich wenigstens eine Auslaßöffnung 40. Die Nuten 34 und 38 der Pumpenkammerwände 30 und 28 sind einander spiegelbildlich gegenüberliegend ausgebildet und zwischen der Endbereich und deren Anfangsbereich ist bei der Nut 34 ein Unterbrecherbereich 35 und bei der Nut 38 ein entsprechender Unterbrecherbereich vorhanden, um Anfangs- und Endbereich voneinander zu trennen. Die Nuten 34, 38 sind im Querschnitt vorzugsweise gerundet ausgebildet, beispielsweise zumindest annähernd kreisabschnittförmig, können jedoch auch trapezförmig oder mit anderer Querschnittsform ausgebildet sein.

Die Nut 34 der Pumpenkammerwand 30 weist einen radial inneren Rand 42 auf. Im Umfangsbereich der Ansaugöffnung 36 und in einem an diese in Umlaufrichtung 11 des Laufrads 10 anschließenden Anfangsbereich reicht die Nut 34 mit ihrem Rand 42 radial weiter nach innen als der Schaufelkammergrund 22 der Schaufeln 16 der der Nut 34 zugewandten Stirnseite des Laufrads 10 wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die Ansaugöffnung 36 weist eine geringere Breite in radialer Richtung auf als die Nut 34 und kann zumindest annähernd mittig in die Nut 34 oder näher zu deren radial innerem Rand 42 in diese münden. Die radiale Breite b der Nut 34 nimmt ausgehend von ihrem Anfangsbereich mit der Mündung der Ansaugöffnung 36 in Umlaufrichtung 11 des Laufrads 10 ab, indem der innere Rand 42 radial weiter nach außen verläuft. Der radial äußere Rand 43 der Nut 34 verläuft über den gesamten Umfang der Nut 34 auf einem zumindest annähernd konstanten Radius. Der radial äußere Rand 43 der Nut 34 verläuft zumindest annähernd auf demselben Radius wie der radial innere Rand 19 des Rings 18 des Laufrads 10. Im übrigen Umfangsbereich außerhalb des Anfangsbereichs ist die radiale Breite b der Nut 34 zumindest annähernd konstant, wobei der innere Rand 42 der Nut 34 zumindest annähernd auf demselben Radius verläuft wie der diesem gegenüberliegende Schaufelkammergrund 22 des Laufrads 10 wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Der Verlauf des inneren Rands 42 der Nut 34 ausgehend vom Anfangsbereich zum übrigen Umfangsbereich der Nut 34 ist kontinuierlich, kann jedoch auch gestuft sein.

An der der Nut 34 zugewandten Stirnseite 44 des Laufrads 10 weist der Übergang vom Schaufelkammergrund 22 zu der Stirnseite 44 wie in Fig. 4 dargestellt eine Anschrägung 46 in Form einer Fase auf. Die Fase 46 kann beispielsweise unter einem Winkel von etwa 45° zur Stirnseite 44 verlaufen oder unter einem beliebigen anderen Winkel. Es können auch wie in Fig. 5 dargestellt mehrere unter unterschiedlichen Winkeln verlaufende Abschnitte von Fasen 46 vorgesehen sein. Alternativ kann der Übergang vom Schaufelkammergrund 22 zur Stirnseite 44 auch wie in Fig. 6 dargestellt eine konvexe Rundung 48 aufweisen. Die Rundung 48 kann dabei aus einem Radius oder aus Abschnitten unterschiedlicher Radien gebildet sein.

Es kann auch vorgesehen sein, daß das Laufrad 10 keinen Ring 18 aufweist, wobei dessen Schaufeln 16 am radialen Mantel des Laufrads 10 enden und daß die Förderkanäle bildenden Nuten 34, 38 der Pumpenkammerwände 30, 28 radial weiter nach außen reichen als das Laufrad 10. Die Förderkanäle 34, 38 sind somit über den äußeren Umfang des Laufrads 10 miteinander verbunden. Auch bei dieser Ausbildung reicht der radial innere Rand 42 der Nut 34 der Pumpenkammerwand 28 radial weiter nach innen als der Schaufelkammergrund 22 der dieser gegenüberliegenden Schaufeln 16 des Laufrads 10 und der Übergang des Schaufelkammergrunds 22 weist die Anschrägung 46 oder die Rundung 48 auf.

Beim Betrieb der Strömungspumpe saugt diese durch die Ansaugöffnung 36 Kraftstoff an, der durch das Laufrad 10 in Zusammenwirkung mit den die Förderkanäle bildenden Nuten 34, 38 mitgeführt wird, wobei der Druck des Kraftstoffs erhöht wird. Der Kraftstoff tritt durch die Auslaßöffnung 38 aus und gelangt zu einer Einspritzanlage der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs.

Claims

1. Strömungspumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem in einer Pumpenkammer (12) angeordneten um eine Drehachse (14) umlaufend angetriebenen Laufrad (10), das an wenigstens einer Stirnseite (44) einen Kranz von in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Schaufeln (16) aufweist, die an der Stirnseite (44) des Laufrads (10) enden und die zwischen sich Schaufelkammern (20) begrenzen, wobei in der Pumpenkammer (12) wenigstens ein mit dem Kranz der Schaufeln (16) am Laufrad (10) zusammenwirkender teilringförmiger Förderkanal (34) ausgebildet ist und wobei in einer die Pumpenkammer (12) in Richtung der Drehachse (14) des Laufrads (10) begrenzenden Pumpenkammerwand (30) wenigstens eine in den Förderkanal (34) mündende Ansaugöffnung (36) ausgebildet ist und wobei in die Pumpenkammer (12) wenigstens eine Auslaßöffnung (40) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkanal (34) in einem Anfangsbereich bei der wenigstens einen Ansaugöffnung (36) und/oder in Umlaufrichtung (11) des Laufrads (10) an diese anschließend radial weiter nach innen reicht als der Schaufelkammergrund (22) des Laufrads (10) und daß der Übergang zwischen einem radial inneren Schaufelkammergrund (22) der Schaufelkammern (20) und der zugehörigen Stirnseite (44) des Laufrads (10) eine Anschrägung (46) oder eine Rundung (48) aufweist.

2. Strömungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkanal (34) in seinem außerhalb des Anfangsbereichs liegenden übrigen Umfangsbereich radial nach innen zumindest annähernd gleich weit reicht wie der Schaufelkammergrund (22) des Laufrads (10).

3. Strömungspumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innere Rand (42) des Förderkanals (34) ausgehend von dessen Anfangsbereich bei der Ansaugöffnung (36) zu dessen übrigem Umfangsbereich kontinuierlich radial weiter nach außen verläuft.

4. Strömungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Ansaugöffnung (36) in radialer Richtung eine geringere Breite aufweist als der Förderkanal (34) in seinem Anfangsbereich.

5. Strömungspumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkanal (34) seitlich neben dem Laufrad (10) in Form einer Nut in der Pumpenkammerwand (30) ausgebildet ist.