DE19634900A1

DE19634900A1 - Strömungspumpe

Info

Publication number: DE19634900A1
Application number: DE19634900A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Dobler; Michael Huebel; Willi Strohl; Jochen Rose
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1998-03-05
Also published as: DE59708770D1; CN1197504A; BR9706636A; US6017183A; EP0857255B1; JP2000500210A; KR19990067133A; EP0857255A1; WO1998009081A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Strömungspumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Bei einer bekannten zweiflutigen Strömungspumpe dieser Art (DE 40 20 521 A1), dort Peripheralpumpe genannt, ist von den den Pumpenraum begrenzenden Wänden die eine Seitenwand und die Peripherwand an einem den Pumpenausgang aufweisenden Zwischengehäuse und die andere Seitenwand an einem den mit einem Ausgangsstutzen verbundenen Pumpeneingang aufweisenden Gehäusedeckel ausgebildet. Das im Pumpenraum angeordnete Pumpen- oder Laufrad sitzt auf einem an dem Gehäusedeckel angeformten Lagerzapfen und ist drehfest mit der Abtriebswelle eines Elektromotors verbunden, die in einer im Zwischengehäuse ausgebildeten Lagerstelle aufgenommen ist. Während des Betriebs saugt die Strömungspumpe Kraftstoff über den Ansaugstutzen an und drückt diesen über den Pumpenausgang in den Innenraum eines Elektromotors und Zwischengehäuse umschließenden Pumpengehäuses. Von diesem aus wird der unter Druck stehende Kraftstoff über eine an einem Druckstutzen des Pumpengehäuses anzuschließende Druckleitung der Brennkraftmaschine zugeführt.

Diese bekannte Strömungspumpe zeigt durch die geometrische Gestaltung des Auslaufbereichs des Seitenkanals in den beiden Seitenwänden ein gutes Geräuschverhalten.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Strömungspumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die von der Strömungspumpe noch verursachten strömungsinduzierten Geräusche weitergehend reduziert sind. Durch die erfindungsgemäße Dämpfungsnut, die durch ihre erfindungsgemäße Anordnung im Bereich der größten auftretenden Amplituden der Wanddruckschwingungen mit Laufradschaufelfrequenz liegt werden die Wandwechseldrücke maßgeblich reduziert, was mit einer deutlichen Geräuschverminderung einhergeht. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, daß größere Axialspalte zwischen dem Laufrad und den den Laufradstirnseiten gegenüberliegende Seitenwänden zugelassen werden können, was zu einer größeren zulässigen Fertigungstoleranz und damit zu einer Senkung der Herstellkosten führt.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Strömungspumpe möglich.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Strömungspumpe zum Fördern von Kraftstoff, teilweise geschnitten,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 3 eines Zwischengehäuses in der Strömungspumpe in Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht des Zwischengehäuses in Richtung Pfeil III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 5 eines Gehäusedeckels der Strömungspumpe in Fig. 1,

Fig. 5 eine Ansicht des Gehäusedeckels in Richtung Pfeil V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Laufrads der Strömungspumpe in Fig. 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 in Seitenansicht zu sehende Strömungspumpe, auch Seitenkanalpumpe genannt, dient zum Fördern von Kraftstoff aus einem nicht dargestellten Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs zu einer ebenfalls nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs. Die Strömungspumpe weist einen in einem Pumpengehäuse 10 ausgebildeten Pumpenraum 11 auf, der von zwei radial sich erstreckenden, axial voneinander beabstandeten Seitenwänden 12, 13 und einer die Seitenwände längs deren Peripherie miteinander verbindenden Peripherwand 14 begrenzt ist (Fig. 1 und 2). Die Seitenwand 13 und die Peripherwand 14 sind an einem Zwischengehäuse 15 ausgebildet (Fig. 2 und 3), während die Seitenwand 12 an einem Ansaug- oder Gehäusedeckel 16 (Fig. 4 und 5) ausgebildet ist, der mit dem Zwischengehäuse 15 und/oder dem Pumpengehäuse 10 fest verbunden ist. Das Pumpengehäuse 10 übergreift das Zwischengehäuse 15 und nimmt im Innern einen hier nicht zu sehenden Elektromotor auf. Im Zwischengehäuse 15 ist noch ein die Seitenwand 13 axial durchdringender Pumpenausgang 17 vorgesehen, der eine Verbindung zwischen dem Pumpenraum 11 und dem Innern des Pumpengehäuses 10 herstellt, und das Pumpengehäuse 10 ist mit einem Druckstutzen 18 verbunden, an dem der von der Strömungspumpe geförderte Kraftstoff austritt. Der Gehäusedeckel 16 weist einen Ansaugstutzen 19 zum Ansaugen des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank auf, der mit einem die Seitenwand 12 durchdringenden Pumpeneingang 33 (Fig. 5) in Verbindung steht.

Bei der hier zweiflutig ausgebildeten Strömungspumpe ist in jeder Seitenwand 12, 13 ein Seitenkanal 20 bzw. 21 ausgebildet. Wie in Fig. 4 und 2 zu sehen ist, weist jeder nutartige Seitenkanal 20, 21 einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt auf und ist zum Pumpenraum 11 hin offen. Jeder Seitenkanal 20, 21 verläuft konzentrisch zur Pumpenachse 22 und erstreckt sich unter Belassung eines verbleibenden Unterbrecherstegs 35 bzw. 23 nahezu über den gesamten Umfang der Seitenwand 12 bzw. 13. Der Unterbrechersteg 35 wird vom Seitenkanalanfang 201 und dem Seitenkanalende 202 (Fig. 5), und entsprechend der Unterbrechersteg 23 vom Seitenkanalanfang 211 und dem Seitenkanalende 212 (Fig. 3) begrenzt. Der Seitenkanalanfang 201 des Seitenkanals 20 in der Seitenwand 12 am Gehäusedeckel 16 steht mit dem Pumpeneingang 33 (und dieser wiederum mit dem Ansaugstutzen 19) und das Seitenkanalende 212 des in der Seitenwand 13 am Zwischengehäuse 15 ausgebildeten Seitenkanals 21 steht mit dem Pumpenausgang 17 in Verbindung und dieser wiederum über das Innere des Pumpengehäuses 10 mit dem Druckstutzen 18.

Im Pumpenraum 11 ist koaxial zur Pumpenachse 22 ein Pumpen- oder Laufrad 24 angeordnet. Das Laufrad 24 sitzt einerseits auf einem Lagerzapfen 25, der an der Seitenwand 12 koaxial in den Pumpenraum 11 hinein vorsteht und andererseits drehfest auf einer Abtriebswelle 26 des Elektromotors, die in einer zur Pumpenachse 22 koaxialen Lagerbuchse 27 gelagert ist. Die Lagerbuchse 27 ist in einer die Seitenwand 13 durchstoßenden koaxialen Bohrung 28 im Zwischengehäuse 15 eingepreßt. Das Laufrad 24 (Fig. 7) besitzt eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Laufradschaufeln 29, die an ihrem von der Pumpenachse 22 abgekehrten Ende durch einen kreisförmigen Außenring 30 miteinander verbunden sind. Die Laufradschaufeln 29 begrenzen zwischen sich jeweils eine Schaufelkammer 31, die in Achsrichtung offen ist. Die Laufradschaufeln 29 und der Außenring 30 sind einstückig mit dem Laufrad 24, und die Laufradschaufeln 29 sind dadurch gebildet, daß zwischen auf einem gemeinsamen Verteilerkreis angeordneten Durchbrüchen im Laufrad 24 Stege als Laufradschaufeln 29 verbleiben. Der Außenring 30 ist so bemessen, daß zwischen der umlaufenden Außenfläche 301 des Außenrings 30 und der Peripherwand 14 ein Radialspalt 32 verbleibt (Fig. 1). Im Betrieb saugt die Strömungspumpe Kraftstoff durch den Ansaugstutzen 19 an und drückt den Kraftstoff über den Pumpenausgang 17 in das Innere des Pumpengehäuses 10 und von dort aus über den Druckstutzen 18 zur Brennkraftmaschine.

Um die lokal sehr hohen Druckamplituden der Schaufelfrequenzschwingung deutlich zu reduzieren und damit die Strömungspumpe wesentlich geräuschärmer zu machen, ist in den den Seitenkanal 20 in der Seitenwand 12 am Ansaug- oder Gehäusedeckel 16 eine zum Pumpenraum 11 hin offene, gekrümmte Dämpfungsnut 36 eingebracht (Fig. 5), die sich etwa über die Seitenkanalbreite erstreckt. Das in Fig. 5 mit 202 gekennzeichnete Seitenkanalende des Seitenkanals 20 hat eine etwa S-förmige gekrümmte Kontur, wobei der mittlere Teil der Kontur auf der Mittellinie 37 des Seitenkanals 20 oder parallel dazu liegt. Die Dämpfungsnut 36 ist nunmehr derart an der Kontur des Seitenkanalendes 202 entlanggeführt, daß das in Umfangsrichtung gemessene Abstandsmaß s zwischen der Mittellinie 38 der Dämpfungsnut 36 und der Kontur des Seitenkanalendes 202 an jedem Punkt der Mittellinie 38 konstant ist. Das Abstandsmaß s wird dabei ein- bis dreimal so groß bemessen wie die in Umfangsrichtung des Laufrads 24 gesehene Dicke 8 der Laufradschaufeln 29. Die Form der Dämpfungsnut 36 ist dabei so ausgeführt, daß die äußere und innere kreisbogenförmige Begrenzungslinie der Dämpfungsnut 36 und die Mittellinie 38 der Dämpfungsnut 36 den gleichen Krümmungsmittelpunkt aufweisen.

Wie aus der Schnittdarstellung in Fig. 6 hervorgeht, weist die Dämpfungsnut 36 einen halbkreisförmigen Querschnitt auf, wobei die maximale Nuttiefe t im Bereich von 0,1-1,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 mm und 0,5 mm, liegt. Die maximale Nutbreite b beträgt das Ein- bis Dreifache der in Umfangsrichtung gesehenen Dicke 8 der Laufradschaufeln 29 des Laufrads 24.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann zusätzlich zu der Dämpfungsnut 36 in der Seitenwand 12 des Gehäusedeckels 16 eine gleichartig ausgebildete Dämpfungsnut 39 in die Seitenwand 13 des Zwischengehäuses 15 eingebracht werden, auch hier wiederum im Unterbrechersteg 23 nahe dem Seitenkanalende 212 des Seitenkanals 21. Wie bereits erwähnt, mündet hier der Pumpenausgang 17. Die Dämpfungsnut 39 ist identisch der Dämpfungsnut 36 ausgebildet, so daß die dort genannten Bemessungsangaben auch hier zutreffen.

In einer alternativen Ausführung der Strömungspumpe kann die Dämpfungsnut 36 in der Seitenwand 12 des Gehäusedeckels 16 entfallen, so daß nur - wie vorstehend beschrieben - die Dämpfungsnut 36 in der Seitenwand 13 des Zwischengehäuses 15 vorhanden ist.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann die Strömungspumpe auch einflutig ausgeführt werden, so daß nur in einer Seitenwand ein Seitenkanal vorhanden ist, dessen Seitenkanalanfang mit dem Pumpeneingang und dessen Seitenkanalende mit dem Pumpenausgang in Verbindung steht. Der Seitenkanal kann dabei im Zwischengehäuse oder im Gehäusedeckel ausgebildet werden.

Claims

1. Strömungspumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs, mit einem in einem Pumpengehäuse (10) ausgebildeten Pumpenraum (11), der von zwei sich radial erstreckenden, voneinander beabstandeten Seitenwänden (20, 21) und einer die Seitenwände (20, 21) längs deren Peripherie miteinander verbindende Peripherwand (14) begrenzt ist, mit mindestens einem in einer der Seitenwände (12, 13) angeordneten, zum Pumpenraum (11) hin offenen, nutartigen Seitenkanal (20, 21), der konzentrisch zur Pumpenachse (22) mit einem zwischen Seitenkanalende (202, 212) und Seitenkanalanfang (201, 211), bezogen auf die Strömungsrichtung im Seitenkanal (20, 21), verbleibenden Unterbrechersteg (35, 23) verläuft, und mit einem im Pumpenraum (11) koaxial zur Pumpenachse (22) angeordneten, rotierenden Laufrad (24), das eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, zwischen sich zumindest axial offene Schaufelkammern (31) begrenzenden, radialen Laufradschaufeln (29) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Unterbrechersteg (35) eine zum Pumpenraum (11) hin offene Dämpfungsnut (36) nahe dem Seitenkanalende (202) eingebracht ist, die sich über etwa die Seitenkanalbreite erstreckt.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsnut (36) derart an der Kontur des Seitenkanalendes (202) entlanggeführt ist, daß das in Umfangsrichtung gemessene Abstandsmaß (s) zwischen der Mittellinie (38) der Dämpfungsnut (36) und der Kontur des Seitenkanalendes (202) an jedem Punkt der Mittellinie (38) konstant ist.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitig der Mittellinie (38) liegenden Begrenzungslinien der Dämpfungsnut (36) und die Mittellinie (38) den gleichen Krümmungsmittelpunkt aufweisen.

4. Pumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsmaß (s) das Ein- bis Dreifache der in Umfangsrichtung des Laufrads (24) gesehenen Dicke (8) der Laufradschaufeln (29) des Laufrads (24) ist.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsnut (36) einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Nuttiefe (t) der Dämpfungsnut (36) im Bereich von 0,1-1,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,2-0,5 mm, liegt.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnete daß die maximale Nutbreite (b) der Dämpfungsnut (36) das Ein- bis Dreifache der in Umfangsrichtung gesehenen Dicke (8) der Laufradschaufeln (29) des Laufrads (24) beträgt.

8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Seitenwand (12, 13) ein Seitenkanal (20, 21) vorhanden ist und der Seitenkanalanfang (201) des einen Seitenkanals (20) mit einem Pumpeneingang (33) und das Seitenkanalende (212) des anderen Seitenkanals (21) mit einem Pumpenausgang (17) in Verbindung steht, und daß die Dämpfungsnut (36) im Unterbrechersteg (35) desjenigen Seitenkanals (20) angeordnet ist, dessen Seitenkanalanfang (201) mit dem Pumpeneingang (33) in Verbindung steht.

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Seitenwand (12, 13) ein Seitenkanal (20, 21) vorhanden ist und der Seitenkanalanfang (201) des einen Seitenkanals (20) mit einem Pumpeneingang (33) und das Seitenkanalende (212) des anderen Seitenkanals (21) mit einem Pumpenausgang (17) in Verbindung steht, und daß die Dämpfungsnut (39) im Unterbrechersteg (23) desjenigen Seitenkanals (21) angeordnet ist, dessen Seitenkanalende (212) mit dem Pumpenausgang (17) in Verbindung steht.

10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Seitenwand (12, 13) ein Seitenkanal (20, 21) vorhanden ist und der Seitenkanalanfang (201) des einen Seitenkanals (20) mit einem Pumpeneingang (33) und das Seitenkanalende (212) des anderen Seitenkanals (21) mit einem Pumpenausgang (17) in Verbindung steht und daß im Unterbrechersteg (35, 23) eines jeden Seitenkanals (20, 21) eine gleichartige Dämpfungsnut (36, 39) angeordnet ist.

11. Pumpe nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seitenwand (13) und die Peripherwand (14) an einem den Pumpenausgang (17) enthaltenden Zwischengehäuse (15) und die andere Seitenwand (12) an einem den Pumpeneingang (33) enthaltenden Gehäusedeckel (16) ausgebildet ist, der fest mit dem Zwischengehäuse (15) und/oder dem Pumpengehäuse (10) verbunden ist.