DE10246694B4

DE10246694B4 - Side channel pump

Info

Publication number: DE10246694B4
Application number: DE10246694.7A
Authority: DE
Inventors: Sabine Burhenne; Johannes Deichmann; Karsten Meiser
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2016-02-11
Anticipated expiration: 2022-10-08
Also published as: DE10246694A1

Abstract

Seitenkanalpumpe mit einem in einem Pumpengehäuse (6, 7) drehbar angeordneten Laufrad (8), mit zwei auf derselben Stirnseite des Laufrades (8) angeordneten, einander konzentrisch umschließenden Kränzen von Schaufelkammern begrenzenden Leitschaufeln (9, 10), und mit in dem Pumpengehäuse (6, 7) den Kränzen der Schaufelkammern gegenüberstehend angeordneten Seitenkanälen (12–14) zur Bildung von Förderkammern, dadurch gekennzeichnet, dass in der die Kränze der Leitschaufeln (10, 11) aufweisenden Stirnseite des Laufrades (8) und zwischen den beiden, sich koaxial umschließenden Kränzen Leitschaufeln (10, 11) als Vertiefungen ausgebildete Schwimmkeile (22, 24, 26) angeordnet sind.Side channel pump with one in a pump housing (6, 7) rotatably arranged impeller (8), with two on the same face of the impeller (8) arranged concentrically enclosing wreaths of vane chambers bounding vanes (9, 10), and with in the pump housing ( 6, 7) the wreaths of the vane chambers opposite side channels (12-14) arranged to form delivery chambers, characterized in that in the the wreaths of the vanes (10, 11) having end face of the impeller (8) and between the two, coaxial enclosing wreaths guide vanes (10, 11) formed as recesses floating wedges (22, 24, 26) are arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Seitenkanalpumpe mit einem in einem Pumpengehäuse drehbar angeordneten Laufrad, mit zwei auf derselben Stirnseite des Laufrades angeordneten, einander konzentrisch umschließenden Kränzen von Schaufelkammern begrenzenden Leitschaufeln, und mit in dem Pumpengehäuse den Kränzen der Schaufelkammern gegenüberstehend angeordneten Seitenkanälen zur Bildung von Förderkammern.The invention relates to a side channel pump with a rotatably mounted in a pump housing impeller, with two arranged on the same face of the impeller, concentrically enclosing wreaths of vane chambers bounding vanes, and with in the pump housing the wreaths of the vane chambers oppositely arranged side channels to form delivery chambers.

Solche Seitenkanalpumpen werden beispielsweise zur Förderung von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. In der Regel dient der radial äußere Kranz Leitschaufeln zur Förderung von Kraftstoff aus einem Schwalltopf in eine zu der Brennkraftmaschine führende Vorlaufleitung, während der radial innere Kranz beispielsweise zur Befüllung des Schwalltopfes mit Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter oder zur Versorgung einer im Kraftstoffbehälter angeordneten Saugstrahlpumpe vorgesehen ist ( WO 02/020974 A1 ). Der Bereich der Stirnseite des Laufrades sowie der zwischen den Seitenkanälen befindliche Bereich des Pumpengehäuses sind bei der bekannten Seitenkanalpumpe zwischen den Kränzen der Leitschaufeln eben gestaltet. Damit wird ein Dichtspalt gebildet, welcher ein Überströmen von Kraftstoff aus dem einen Seitenkanal in den anderen Seitenkanal unterbindet. Durch einen Druckaufbau in den beiden Förderkammern soll das Laufrad von der Wand des Pumpengehäuses weggedrückt und damit ein Schleifen des Laufrades vermieden werden.Such side channel pumps are often used, for example, for conveying fuel from a fuel tank to an internal combustion engine of a motor vehicle and are known from practice. In general, the radially outer ring serves vanes for conveying fuel from a swirl pot in a leading to the engine flow line, while the radially inner ring is provided for example for filling the surge pot with fuel from the fuel tank or to supply a arranged in the fuel tank suction jet pump ( WO 02/020974 A1 ). The region of the end face of the impeller and the region of the pump housing located between the side channels are flat in the known side channel pump between the rings of the guide vanes. Thus, a sealing gap is formed, which prevents an overflow of fuel from one side channel into the other side channel. By a pressure build-up in the two delivery chambers, the impeller is pushed away from the wall of the pump housing and thus grinding of the impeller can be avoided.

Nachteilig bei der bekannten Seitenkanalpumpe ist, dass sich ein Schleifen des Laufrades an der Wand des Pumpengehäuses nicht jederzeit zuverlässig vermeiden lässt. Beispielsweise können Toleranzen des Laufrades und des Pumpengehäuses dazu führen, dass das Laufrad an dem Pumpengehäuse dennoch schleift. Auch führen Schwankungen des Füllstandes im Schwalltopf und im Kraftstoffbehälter zu wechselnder Druckverteilung in den Förderkammern und damit zu einem möglichen Schleifen des Laufrades. Das Schleifen des Laufrades hat Schwankungen der Förderleistung der Seitenkanalpumpe zur Folge.A disadvantage of the known side channel pump is that a grinding of the impeller on the wall of the pump housing can not always reliably avoid. For example, tolerances of the impeller and the pump housing can cause the impeller on the pump housing still grinds. Also, fluctuations in the level in the swirl pot and in the fuel tank lead to changing pressure distribution in the delivery chambers and thus to a possible grinding of the impeller. The grinding of the impeller results in fluctuations in the delivery capacity of the side channel pump.

Bei Seitenkanalpumpen mit nur einem Kranz von Schaufelkammern auf einer Stirnseite eines Laufrades ist es bekannt, in dem radial inneren, freien Bereich der Stirnseite Schmierkeile anzuordnen. Durch die Schmierkeile wird ein Schleifen des Laufrades vermieden ( DE 198 26 902 C2 , DE 196 15 322 A1 , US 6 299 406 B1 , DE 694 07 080 T2 ).In side channel pumps with only a wreath of blade chambers on an end face of an impeller, it is known to arrange in the radially inner, free region of the end face of lubrication wedges. The lubrication wedges prevent grinding of the impeller ( DE 198 26 902 C2 . DE 196 15 322 A1 . US 6 299 406 B1 . DE 694 07 080 T2 ).

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Seitenkanalpumpe der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass ein Schleifen des Laufrades im Pumpengehäuse zuverlässig vermieden wird.The invention is based on the problem to design a side channel pump of the type mentioned so that a grinding of the impeller in the pump housing is reliably avoided.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der die Kränze der Leitschaufeln aufweisenden Stirnseite des Laufrades und zwischen den beiden, sich koaxial umschließenden Kränzen Leitschaufeln als Vertiefungen ausgebildete Schwimmkeile angeordnet sind.This problem is inventively solved in that in the wreaths of the vanes end face of the impeller and between the two, coaxially enclosing wreaths vanes are formed as recesses formed floating wedges.

Durch diese Gestaltung ermöglichen die Schwimmkeile einen Druckaufbau zwischen dem Laufrad und dem Pumpengehäuse und damit eine Unterstützung der innerhalb der Förderkammern herrschenden Druckverteilung. Daher wird bereits bei einem Beginn der Drehung des Laufrades ein Druck in den Schwimmkeilen und damit zwischen dem Laufrad und der Wand des Pumpengehäuses aufgebaut. Dank der Erfindung werden damit ein Schleifen des Laufrades und damit Schwankungen der Förderleistung der erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe vermieden. Durch Anordnung der Schwimmkeile zwischen den Kränzen zweier sich koaxial umschließender Leitschaufeln sind die Schwimmkeile in dem Dichtspalt zwischen den Förderkammern der erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe angeordnet und drosseln durch ihre Druckverteilung zudem eine mögliche Strömung von der einen Förderkammer in die andere Förderkammer.With this design, the floating wedges allow a pressure build-up between the impeller and the pump housing and thus support the prevailing pressure distribution within the delivery chambers. Therefore, a pressure in the floating wedges and thus between the impeller and the wall of the pump housing is built up already at a start of the rotation of the impeller. Thanks to the invention, a grinding of the impeller and thus fluctuations in the delivery rate of the side channel pump according to the invention are avoided. By arranging the floating wedges between the rings of two coaxially enclosing vanes the floating wedges are arranged in the sealing gap between the delivery chambers of the side channel pump according to the invention and throttle through their pressure distribution also a possible flow from one delivery chamber into the other delivery chamber.

Bei einer axialen Durchströmung des Laufrades vermögen die Schwimmkeile das Laufrad mit einer besonders hohen Genauigkeit mittig zwischen zwei einander gegenüberstehenden Wänden des Pumpengehäuses zu halten, wenn die Schwimmkeile auf beiden Stirnseiten des Laufrades angeordnet sind, wenn zumindest einem der sich konzentrisch umschließenden Kränze der Leitschaufeln ein weiterer Kranz von Leitschaufeln unmittelbar gegenüberstehend in der zweiten Stirnseite des Laufrades angeordnet ist und wenn die Schaufelkammern der einander gegenüberstehenden Kränze der Leitschaufeln miteinander verbunden sind und mehrere auf einem Radius angeordnete Schwimmkeile koaxial umschließen.With an axial flow through the impeller, the floating wedges fortune the impeller with a particularly high accuracy centrally between two opposing walls of the pump housing, when the floating wedges are arranged on both end faces of the impeller, if at least one of the concentrically enclosing wreaths of the vanes another Wreath of vanes is arranged directly opposite in the second end face of the impeller and when the vane chambers of the opposing wreaths of the vanes are connected to each other and a plurality of arranged on a radius floating wedges coaxially enclose.

Zur weiteren Verringerung eines möglichen Schleifens des Laufrades trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn auf beiden Stirnseiten des Laufrades angeordnete Schwimmkeile miteinander verbunden sind. Die Verbindung der einander gegenüberstehenden Schwimmkeile ermöglicht einen Druckausgleich zwischen den Schwimmkeilen.To further reduce a possible grinding of the impeller, it contributes according to another advantageous embodiment of the invention, when arranged on both end faces of the impeller floating wedges are interconnected. The connection of the opposing floating wedges allows pressure equalization between the floating wedges.

Die Abmessungen der Schwimmkeile lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn die Schwimmkeile länglich gestaltet sind und wenn eine die Schwimmkeile miteinander verbindende Ausnehmung außermittig in den Schwimmkeilen angeordnet ist. Hierdurch haben Stirnseiten des Laufrades einen besonders großen Bereich ebener, dem Pumpengehäuse gegenüberstehender Fläche zur Ausbildung eines Dichtspaltes.The dimensions of the floating wedges can be kept particularly low according to another advantageous embodiment of the invention, when the floating wedges are designed elongated and when the floating wedges interconnecting recess is arranged eccentrically in the floating wedges. As a result, end faces of the impeller have a particularly large area of flat, the pump housing opposite surface to form a sealing gap.

Bei besonders großen Druckunterschieden an beiden Stirnseiten des Laufrades lässt sich ein Druckausgleich in den Schwimmkeilen einfach erzeugen, wenn die Ausnehmung einen der Breite der Schwimmkeile entsprechenden Querschnitt hat.For particularly large differences in pressure at both ends of the impeller, a pressure compensation in the floating wedges can be easily generated when the recess has a width corresponding to the width of the floating wedges.

Eine Störung des Druckprofils innerhalb der Schwimmkeile durch die Ausnehmungen lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn die die Schwimmkeile miteinander verbindende Ausnehmung von den seitlichen Rändern der Schwimmkeile beabstandet ist. Damit ist die Ausnehmung schmaler als die Breite der Schwimmkeile.A disturbance of the pressure profile within the floating wedges through the recesses can be kept particularly low according to another advantageous embodiment of the invention, when the swimming wedges interconnecting recess is spaced from the lateral edges of the floating wedges. Thus, the recess is narrower than the width of the floating wedges.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.The invention allows numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below.

Diese zeigt inThis shows in

1 schematisch eine Schnittdarstellung durch eine Kraftstofffördereinheit mit einer erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe, 1 1 is a schematic sectional view through a fuel delivery unit with a side channel pump according to the invention;

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

3 eine stark vergrößerte Ansicht auf einen Schwimmkeil der erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe aus 1, 3 a greatly enlarged view of a floating wedge of the side channel pump according to the invention 1 .

4 eine Ansicht auf einen weiteren Schwimmkeil der erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe aus 1. 4 a view of another floating wedge of the side channel pump according to the invention 1 ,

1 zeigt schematisch eine an einem Boden eines Kraftstoffbehälters 1 eines Kraftfahrzeuges angeordnete Kraftstofffördereinheit 2 mit einer in einem Schwalltopf 3 angeordneten Seitenkanalpumpe 4. Die Seitenkanalpumpe 4 wird von einem Elektromotor 5 angetrieben und hat ein zwischen zwei Gehäuseteilen 6, 7 eines Pumpengehäuses drehbares Laufrad 8. In dem Laufrad 8 sind mehrere Kränze Schaufelkammern begrenzende Leitschaufeln 9–11 angeordnet. Diese Kränze der Leitschaufeln 9–11 stehen den in den Gehäuseteilen 6, 7 angeordneten Seitenkanälen gegenüber. In einem der Gehäuseteile 7 sind zwei Einlasskanäle 15, 16 und ein Auslasskanal 17 angeordnet, während das andere der Gehäuseteile 6 einen einzigen Auslasskanal 18 hat. Schaufelkammern der radial äußeren Kränze der Leitschaufeln 9, 10 sind untereinander verbunden und bilden damit eine Förderkammer zur Förderung von Kraftstoff von dem Einlasskanal 15 des einen Gehäuseteils 7 zu dem Auslasskanal 18 des anderen Gehäuseteils 6. Diese Förderkammer dient zur Versorgung einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges mit Kraftstoff. Der radial innere Kranz der Leitschaufeln 11 bildet mit dem gegenüberstehenden Seitenkanal 14 eine Förderkammer zur Versorgung einer im Bodenbereich des Schwalltopfes 3 angeordneten Saugstrahlpumpe 19 mit Kraftstoff. Die Saugstrahlpumpe 19 saugt über ein Bodenventil 20 Kraftstoff aus dem Bodenbereich des Kraftstoffbehälters 1 an. Die beiden Einlasskanäle 15, 16 sind mit einem im Schwalltopf 3 angeordneten Filter 21 verbunden. Zur Verdeutlichung sind in der Zeichnung die Strömungen des Kraftstoffs mit Pfeilen gekennzeichnet. 1 schematically shows a at a bottom of a fuel tank 1 a motor vehicle arranged fuel delivery unit 2 with one in a swirl pot 3 arranged side channel pump 4 , The side channel pump 4 is powered by an electric motor 5 powered and has one between two housing parts 6 . 7 a pump housing rotatable impeller 8th , In the wheel 8th are several wreaths vane chambers bounding vanes 9 - 11 arranged. These wreaths of the vanes 9 - 11 stand in the housing parts 6 . 7 arranged side channels opposite. In one of the housing parts 7 are two inlet channels 15 . 16 and an exhaust duct 17 arranged while the other of the housing parts 6 a single outlet channel 18 Has. Vane chambers of the radially outer rings of the vanes 9 . 10 are interconnected and thus form a delivery chamber for conveying fuel from the inlet channel 15 of a housing part 7 to the exhaust duct 18 of the other housing part 6 , This delivery chamber is used to supply an internal combustion engine, not shown, of the motor vehicle with fuel. The radially inner rim of the vanes 11 forms with the opposite side channel 14 a delivery chamber for supplying a in the bottom region of the surge pot 3 arranged suction jet pump 19 with fuel. The suction jet pump 19 sucks over a bottom valve 20 Fuel from the bottom of the fuel tank 1 at. The two inlet channels 15 . 16 are with a in the swirl pot 3 arranged filters 21 connected. For clarity, the fuel flows are indicated by arrows in the drawing.

Zwischen den radial inneren und den radial äußeren Kränzen der Leitschaufeln 9–11 weist das Laufrad 8 Schwimmkeile 22 auf, welche über eine Ausnehmung 23 miteinander verbunden sind. Die Schwimmkeile 22 sind als flach bis zur Stirnseite des Laufrades 8 auslaufende Vertiefungen ausgebildet und erzeugen bei einer Drehung des Laufrades 8 jeweils ein Druckpolster, durch das das Laufrad 8 in der Mitte zwischen den Gehäuseteilen 6, 7 gehalten wird.Between the radially inner and the radially outer rings of the vanes 9 - 11 shows the impeller 8th swimming wedges 22 on, which has a recess 23 connected to each other. The floating wedges 22 are as flat to the front of the wheel 8th tapered recesses formed and produce upon rotation of the impeller 8th each a pressure pad, through which the impeller 8th in the middle between the housing parts 6 . 7 is held.

2 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Seitenkanalpumpe 4 aus 1 entlang der Linie II-II. Hierbei ist zu erkennen, dass mehrere Schwimmkeile 22 zwischen den Kränzen der radial umschließenden Leitschaufeln 10, 11 verteilt angeordnet sind. Die Ausnehmungen 23 haben jeweils einen der Breite der Schwimmkeile 22 entsprechenden Querschnitt. 2 shows a sectional view through the side channel pump 4 out 1 along the line II-II. It can be seen that several floating wedges 22 between the rings of the radially enclosing vanes 10 . 11 are arranged distributed. The recesses 23 each have one of the width of the floating wedges 22 corresponding cross section.

3 zeigt eine Draufsicht auf einen Schwimmkeil 24, bei dem eine Ausnehmung 25 zur Verbindung mit einem auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Schwimmkeil schmaler ist als die Breite des Schwimmkeils 24. Hierdurch ist die Ausnehmung 25 von den Rändern des Schwimmkeils 24 beabstandet. 4 zeigt einen Schwimmkeil 26, bei dem eine Ausnehmung 27 außermittig angeordnet ist. 3 shows a plan view of a floating wedge 24 in which a recess 25 for connection to a floating wedge arranged on the opposite side is narrower than the width of the floating wedge 24 , As a result, the recess 25 from the edges of the floating wedge 24 spaced. 4 shows a swimming wedge 26 in which a recess 27 is arranged eccentrically.

Claims

Side channel pump with one in a pump housing ( 6 . 7 ) rotatably arranged impeller ( 8th ), with two on the same front side of the impeller ( 8th ), concentrically enclosing wreaths of vane chambers bounding vanes ( 9 . 10 ), and with in the pump housing ( 6 . 7 ) the wreaths of the vane chambers oppositely arranged side channels ( 12 - 14 ) for the formation of delivery chambers, thereby characterized in that the rings of the guide vanes ( 10 . 11 ) end face of the impeller ( 8th ) and between the two, coaxially enclosing wreaths vanes ( 10 . 11 ) formed as depressions floating wedges ( 22 . 24 . 26 ) are arranged.

Side channel pump according to claim 1, characterized in that the floating wedges ( 22 . 24 . 26 ) on both end faces of the impeller ( 8th ) are arranged such that at least one of the concentrically enclosing wreaths of the guide vanes ( 10 ) another ring of vanes ( 9 ) directly opposite in the second end face of the impeller ( 8th ) and that the vane chambers of the opposing wreaths of the guide vanes ( 9 . 10 ) are connected together and a plurality of arranged on a radius floating wedges ( 22 . 24 . 26 ) surround coaxially.

Side channel pump according to claim 1 or 2, characterized in that on both end faces of the impeller ( 8th ) arranged floating wedges ( 22 . 24 . 26 ) are interconnected.

Side channel pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the floating wedges ( 26 ) are elongated and one the floating wedges ( 26 ) interconnecting recess ( 27 ) off-center in the floating wedges ( 26 ) is arranged.

Side channel pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the recess ( 23 ) one of the width of the floating wedges ( 22 ) has corresponding cross-section.

Side channel pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the floating wedges ( 24 . 26 ) interconnecting recess ( 25 . 27 ) from the lateral edges of the floating wedges ( 24 . 26 ) is spaced.