DE102006053933A1

DE102006053933A1 - Side channel pump

Info

Publication number: DE102006053933A1
Application number: DE102006053933A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Geissel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2008-05-21
Also published as: KR20090082921A; CN101548109A; EP2054627A1; WO2008058983A1; JP2010509543A; CN101548109B; US20100021282A1; JP4852153B2

Abstract

Eine Seitenkanalpumpe (1) zur Förderung eines Mediums mit einem einen Kranz Schaufelkammern (13, 14) aufweisenden Laufrad (4) weist in einem von den Schaufelkammern (13, 14) begrenzten, radial äußeren Bereich Taschen (20) auf. Die Taschen (20) werden über Leckage mit dem zu fördernden Medium gefüllt und erzeugen eine Axialkraft auf das Laufrad (4). Hierdurch wird das Laufrad (4) zuverlässig in der Seitenkanalpumpe (1) gehalten.A side channel pump (1) for conveying a medium with an impeller (4) having a ring of vane chambers (13, 14) has pockets (20) in a radially outer area bounded by the vane chambers (13, 14). The pockets (20) are filled via leakage with the medium to be pumped and generate an axial force on the impeller (4). As a result, the impeller (4) is reliably held in the side channel pump (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Seitenkanalpumpe zur Förderung eines Mediums von einem Einlasskanal zu einem Auslasskanal mit einem angetriebenen, in einem Pumpengehäuse drehbaren Laufrad, mit zumindest einem in einer der Stirnseiten des Laufrades angeordneten Kranz Schaufelkammern, mit zumindest einem in dem Pumpengehäuse angeordneten, dem Kranz Schaufelkammern gegenüberstehenden, sich von dem Einlasskanal zu dem Auslasskanal erstreckenden teilringförmigen Kanal, mit einem radial außerhalb des Kranzes der Schaufelkammern auf der Stirnseite des Laufrades angeordneten Rand und einem dem Rand gegenüberstehenden Abschnitt des Pumpengehäuses und mit einem zwischen dem Rand des Laufrades und dem Abschnitt des Pumpengehäuses angeordneten Ringspalt.The The invention relates to a side channel pump for delivering a medium of one Inlet duct to an exhaust duct with a driven, in one pump housing rotatable impeller, with at least one in one of the end faces the impeller arranged wreath blade chambers, with at least one in the pump housing arranged, the wreath blade chambers facing each other, from the Inlet channel to the outlet channel extending partial annular channel, with a radially outside of a ring of vane chambers on a face of an impeller arranged edge and an edge of the opposite section of the pump housing and with one between the edge of the impeller and the section of the pump housing arranged annular gap.

Solche Seitenkanalpumpen werden beispielsweise in heutigen Kraftfahrzeugen, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff oder von Scheibenwaschflüssigkeit häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Das Pumpengehäuse setzt sich aus zwei Gehäuseteilen zusammen, welche von einem der Höhe des Laufrades entsprechenden Abmessungen aufweisenden Zwischenring auf Abstand gehalten werden. Um Verluste durch Leckage möglichst gering zu halten, beträgt der Abstand zwischen dem Laufrad und dem Pumpengehäuse meist nur wenige hundertstel Millimeter. Hierdurch besteht jedoch die Gefahr eines Schleifens des Laufrades am Pumpengehäuse, was zu verstärkter Reibung und zu einer Verringerung des Wirkungsgrades der Seitenkanalpumpe führt. Die Gefahr des Schleifens des Laufrades wird durch Fertigungstoleranzen und durch axiale, auf das Laufrad einwirkende Kräfte verstärkt. Solche auf das Laufrad einwirkende Kräfte entstehen beispielsweise, wenn der Einlasskanal auf einer Stirnseite des Laufrades und der Auslasskanal auf der anderen Stirnseite des Laufrades angeordnet sind.Such Side channel pumps are used, for example, in today's motor vehicles, especially for conveying Of fuel or windscreen washer fluid are often used and are off known practice. The pump housing consists of two housing parts together, which one of the height the impeller corresponding dimensions having intermediate ring be kept at a distance. To minimize losses due to leakage to hold the distance between the impeller and the pump housing mostly only a few hundredths of a millimeter. However, there is a danger a grinding of the impeller on the pump housing, resulting in increased friction and to a reduction in the efficiency of the side channel pump leads. The risk of grinding the impeller is caused by manufacturing tolerances and reinforced by axial, acting on the impeller forces. Such on the impeller acting forces arise, for example, when the inlet duct on a front side of the impeller and the exhaust duct on the other end of the Impeller are arranged.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Seitenkanalpumpe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie ein Schleifen des Laufrades an dem Pumpengehäuse weitgehend vermeidet.Of the Invention is based on the problem, a side channel pump of educate the aforementioned type so that they a grinding the impeller on the pump housing largely avoids.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Ringspalt zumindest eine Tasche zur Aufnahme des geförderten Mediums aufweist und dass die zumindest eine Tasche durch eine Vergrößerung des Abstandes des Randes des Laufrades von dem gegenüberstehenden Abschnitt des Pumpengehäuses gebildet ist.This Problem is inventively characterized solved, that the annular gap at least one pocket for receiving the subsidized Medium and that the at least one pocket by an enlargement of the Distance of the edge of the impeller formed by the opposite portion of the pump housing is.

Durch diese Gestaltung erfährt das Laufrad im Betrieb der erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe durch die Tasche eine axiale Druckbeaufschlagung auf den Rand, wodurch das Laufrad von dem Gehäuseteil fern gehalten wird. Durch die Position der Tasche wird sichergestellt, dass entstehende Axialkräfte auf den radial äußeren Rand des Laufrades wirken. Hierdurch werden die Kräfte zum Halten des Laufrades in einer vorgesehenen Lage in dem Pumpengehäuse aufgrund der Hebelwirkung besonders gering gehalten.By experiences this design the impeller during operation of the side channel pump according to the invention the bag exerts an axial pressure on the edge, causing the impeller of the housing part kept away. The position of the bag ensures that that resulting axial forces on the radially outer edge of the impeller act. As a result, the forces to hold the impeller in a designated position in the pump housing due to the leverage kept very low.

Zur besonders zuverlässigen Abstützung der Kräfte des Laufrades tragen gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mehrere, über den Umfang des Ringspalts verteilt angeordnete und voneinander beabstandete Taschen bei.to particularly reliable support the forces carry the impeller according to a another advantageous embodiment of the invention several, over the Circumference of the annular gap arranged distributed and spaced apart Bags at.

Eine Förderung des Mediums von einer der Taschen in die nächste Tasche bei der Drehung des Laufrades würde zu einer unnötigen Umwälzung des Mediums und damit zu dessen Aufheizen und zu einem unnötigen Energieverbrauch führen. Eine solche Förderung lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die Entfernung einander benachbarter Taschen zumindest der Länge einer Tasche entspricht.A advancement of the medium from one of the pockets into the next pocket when turning the impeller would to an unnecessary circulation of the medium and thus to its heating up and to an unnecessary energy consumption to lead. Such a promotion let yourself according to a simply avoid another advantageous development of the invention if the distance of adjacent pockets at least the Length of one Bag matches.

Ein Kippen des Laufrades lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders stark verringern, wenn die Taschen an beiden Stirnseiten des Laufrades angeordnet sind. Vorzugsweise sind auf beiden Seiten des Laufrades jeweils drei Taschen angeordnet.One Tilting the impeller leaves according to one other advantageous embodiment of the invention particularly strong decrease when the pockets on both ends of the impeller are arranged. Preferably, on both sides of the impeller each arranged three pockets.

Eine Speisung der Taschen mit dem geförderten Medium aus dem radial äußeren Umfangsspalt zwischen Laufrad und Pumpengehäuse gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn die Taschen sich von dem Rand des Laufrades bis über die radiale Begrenzung des Laufrades hinaus erstrecken. Dieser radial äußere Umfangsspalt zwischen Pumpengehäuse und Laufrad ist durch Leckage ständig mit dem geförderten Medium gefüllt. In dem radial äußeren Umfangsspalt herrscht ständig ein mittlerer Druck, welcher geringer ist als ein Pumpeninnendruck und größer als der Ansaugdruck. Der mittlere Druck unterscheidet sich in fast allen Winkelpositionen entlang des teilringförmigen Kanals von dem Druck, der in dem Ringspalt zwischen Laufrad und Pumpengehäuse wirkt. Daher ist der mittlere Druck besonders geeignet, um Kippmomente am Laufrad auszugleichen.A Feeding the bags with the subsidized Medium from the radially outer circumferential gap between impeller and pump housing designed according to a another advantageous development of the invention particularly simple, when the pockets are from the edge of the impeller to beyond the radial Extend limitation of the impeller addition. This radially outer circumferential gap between pump housing and impeller is constantly leaking with the subsidized Medium filled. In the radially outer circumferential gap prevails constantly a mean pressure which is less than a pump internal pressure and bigger than the suction pressure. The mean pressure differs in almost all Angular positions along the part-annular channel of the pressure, which acts in the annular gap between impeller and pump housing. Therefore, the mean pressure is particularly suitable for tilting moments to balance on the impeller.

Das Laufrad weist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein Hydrauliklager auf, mit dem es den Abstand zum Pumpengehäuse selbständig einstellt, wenn die Taschen als Vertiefungen in dem Laufrad angeordnet sind.The Impeller has according to a another advantageous embodiment of the invention, a hydraulic bearing on, with which it adjusts the distance to the pump housing automatically when the pockets are arranged as depressions in the impeller.

Eine Umwucht in dem Laufrad lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weitgehend vermeiden, wenn die Taschen als Vertiefungen in dem Pumpengehäuse angeordnet sind. Weiterhin lassen sich hierdurch von der Anordnung des Einlasskanals und des Auslasskanals in das Laufrad eingeleitete Kippmomente durch eine ungleichmäßige Anordnung der Taschen über den Umfang des Laufrades einfach ausgleichen. Selbstverständlich können Taschen sowohl in dem Laufrad als auch in dem Pumpengehäuse angeordnet sein.A balancing in the impeller can be according to another advantageous embodiment of Avoid invention largely when the pockets are arranged as recesses in the pump housing. Furthermore, this can be easily compensated by the arrangement of the inlet channel and the outlet channel in the impeller tipping moments by an uneven arrangement of the pockets over the circumference of the impeller. Of course, pockets may be located in both the impeller and the pump housing.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe Invention leaves numerous embodiments to. To further clarify their basic principle are two of them shown in the drawing and are described below. This shows in

1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Seitenkanalpumpe mit angrenzenden Bereichen eines Elektromotors, 1 a longitudinal section through a side channel pump according to the invention with adjacent areas of an electric motor,

2 eine Schnittdarstellung durch die erfindungsgemäße Seitenkanalpumpe aus 1 entlang der Linie II-II, 2 a sectional view through the side channel pump according to the invention 1 along the line II-II,

3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe. 3 a longitudinal section through a further embodiment of the side channel pump according to the invention.

1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Seitenkanalpumpe 1 mit angrenzenden Bereichen eines Elektromotors 2. Die Seitenkanalpumpe 1 hat ein in einem Pumpengehäuse 3 drehbares Laufrad 4. Das Laufrad 4 ist auf einer Welle 5 des Elektromotors 2 angeordnet. Das Pumpengehäuse 3 hat zwei von einem Ringelement 6 auf Abstand gehaltene Gehäuseteile 7, 7' und einen Mantel 8. Das Ringelement 6 ist derart bemessen, dass die Gehäuseteile 7, 7' den Stirnseiten des Laufrades 4 mit geringem Abstand gegenüberstehen. Der Mantel 8 hält die Seitenkanalpumpe 1 in einer vorgesehenen Lage gegenüber dem Elektromotor 2 und spannt die Gehäuseteile 7, 7' des Pumpengehäuses 3 gegen das Ringelement 6 vor. In einem der Gehäuseteile 7 ist ein Einlasskanal 9 angeordnet, während das andere der Gehäuseteile 7' einen Auslasskanal 10 aufweist. Der Einlasskanal 9 und der Auslasskanal 10 sind jeweils mit in den Gehäuseteilen 7, 7' angeordneten, teilringsförmigen Kanälen 11, 12 verbunden. Das Laufrad 4 hat im Bereich der teilringförmigen Kanäle 11, 12 Kränze von durch Leitschaufeln begrenzten Schaufelkammern 13, 14. Die teilringförmigen Kanäle 11, 12 bilden mit den Schaufelkammern 13, 14 eine von dem Einlasskanal 9 zu dem Auslasskanal 10 führende Förderkammer zur Förderung eines Mediums beim Antrieb des Laufrades 4. In seinem von den Schaufelkammern 13, 14 aus gesehen radial äußeren Bereich hat das Laufrad 4 an seiner Stirnseite einen Rand 15. Zwischen dem Umfang des Laufrades 4 und dem Ringelement 6 hat die Seitenkanalpumpe 1 einen durch Leckage mit dem zu fördernden Medium gefüllten Umfangsspalt 16. Zwischen dem Rand 15 und dem gegenüberstehenden Abschnitt 17 des Pumpengehäuses 3 hat die Seitenkanalpumpe 1 einen Ringspalt 18 mit Verbreiterungen 19. Die Verbreiterungen 19 sind von in dem Pumpengehäuse 3 angeordneten Taschen 20 erzeugt. Die Verbreiterungen 19 erstrecken sich von dem stirnseitigen Rand 15 des Laufrades 4 bis zu dem Umfangsspalt 16. Damit wird sichergestellt, dass die Taschen 20 ständig mit dem zu fördernden Medium gefüllt sind. 1 shows a longitudinal section through a side channel pump 1 with adjacent areas of an electric motor 2 , The side channel pump 1 has one in a pump housing 3 rotatable impeller 4 , The impeller 4 is on a wave 5 of the electric motor 2 arranged. The pump housing 3 has two of a ring element 6 kept at a distance housing parts 7 . 7 ' and a coat 8th , The ring element 6 is sized so that the housing parts 7 . 7 ' the front sides of the impeller 4 face with a small distance. The coat 8th holds the side channel pump 1 in a predetermined position relative to the electric motor 2 and tensions the housing parts 7 . 7 ' of the pump housing 3 against the ring element 6 in front. In one of the housing parts 7 is an inlet channel 9 arranged while the other of the housing parts 7 ' an outlet channel 10 having. The inlet channel 9 and the outlet channel 10 are each with in the housing parts 7 . 7 ' arranged, part-ring-shaped channels 11 . 12 connected. The impeller 4 has in the range of semi-annular channels 11 . 12 Wreaths of vane-limited vane chambers 13 . 14 , The semi-annular channels 11 . 12 make up with the vane chambers 13 . 14 one from the inlet duct 9 to the exhaust duct 10 leading delivery chamber for conveying a medium when driving the impeller 4 , In his from the vane chambers 13 . 14 Seen from radially outer area has the impeller 4 on its front side an edge 15 , Between the circumference of the impeller 4 and the ring element 6 has the side channel pump 1 a filled by leakage with the medium to be pumped circumferential gap 16 , Between the edge 15 and the opposite section 17 of the pump housing 3 has the side channel pump 1 an annular gap 18 with broadening 19 , The broadening 19 are from in the pump housing 3 arranged pockets 20 generated. The broadening 19 extend from the front edge 15 of the impeller 4 up to the circumferential gap 16 , This will ensure that the bags 20 are constantly filled with the medium to be delivered.

2 zeigt in einer Schnittdarstellung durch die Seitenkanalpumpe 1 aus 1 entlang der Linie II-II am Beispiel eines der Gehäuseteile 7', dass insgesamt drei Taschen 20 über den Umfang des Laufrades 4 angeordnet sind. Zur Verdeutlichung ist die radial äußere Begrenzung des Laufrades 4 in der Zeichnung gestrichelt dargestellt. 2 shows in a sectional view through the side channel pump 1 out 1 along the line II-II using the example of one of the housing parts 7 ' that a total of three bags 20 over the circumference of the impeller 4 are arranged. For clarification, the radially outer boundary of the impeller 4 shown in dashed lines in the drawing.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe 1, welche sich von der aus den 1 und 2 nur dadurch unterscheidet, dass Taschen 21 des Ringspaltes in einem Laufrad 22 angeordnet sind. Gehäuseteile 23, 23' der Seitenkanalpumpe 1 weisen dagegen keine Vertiefungen auf. Ansonsten ist die Seitenkanalpumpe 1 wie zu den 1 und 2 beschreiben aufgebaut. 3 shows a further embodiment of the side channel pump according to the invention 1 which differ from the one from 1 and 2 only distinguishes that bags 21 of the annular gap in an impeller 22 are arranged. housing parts 23 . 23 ' the side channel pump 1 on the other hand have no depressions. Otherwise, the side channel pump 1 how to the 1 and 2 describe built.

11: SeitenkanalpumpeSide channel pump
22: Elektromotorelectric motor
33: Pumpengehäusepump housing
44: LaufradWheel
55: Wellewave
66: Ringelementring element
7, 7'7, 7 ': Gehäuseteilhousing part
88th: Mantelcoat
99: Einlasskanalinlet channel
1010: Auslasskanalexhaust port
11, 1211 12: teilringförmiger Kanalsemi-annular channel
13, 1413 14: Schaufelkammerblade chamber
1515: Randedge
1616: Umfangsspaltcircumferential gap
1717: Abschnittsection
1818: Ringspaltannular gap
1919: Verbreiterungwidening
2020: Taschebag
2121: Taschebag
2222: LaufradWheel
23, 23'23 23 ': Gehäuseteilhousing part

Claims

Side channel pump for conveying a medium from an inlet channel to an outlet channel with a driven, rotatable in a pump housing impeller, with at least one arranged in one of the end faces of the impeller blade vane chambers, with at least one in the Pump housing arranged, the rim blade chambers opposite, extending from the inlet channel to the outlet channel partially annular channel, arranged with a radially outside of the rim of the blade chambers on the front side of the impeller edge and a rim opposite portion of the pump housing and with a between the edge of the impeller and the portion of the pump housing arranged annular gap, characterized in that the annular gap ( 18 ) at least one bag ( 20 . 21 ) for receiving the conveyed medium and that the at least one pocket ( 20 . 21 ) each by an increase in the distance of the edge ( 15 ) of the impeller ( 4 . 22 ) from the opposite section ( 17 ) of the pump housing ( 3 ) is formed.

Side channel pump according to claim 1, characterized by several, over the circumference of the annular gap ( 18 ) distributed and spaced apart pockets ( 20 . 21 ).

Side channel pump according to claim 1 or 2, characterized in that the removal of adjacent pockets ( 20 . 21 ) at least the length of a bag ( 20 . 21 ) corresponds.

Side channel pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the pockets ( 20 . 21 ) on both end faces of the impeller ( 4 . 22 ) are arranged.

Side channel pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the pockets ( 20 . 21 ) away from the edge ( 15 ) of the impeller ( 4 ) beyond the radial boundary of the impeller ( 4 ).

Side channel pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the pockets ( 21 ) as depressions in the impeller ( 22 ) are designed.

Side channel pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the pockets ( 20 ) as depressions in the pump housing ( 3 ) are designed.