DE19926587A1 - Kraftstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Bei als Seitenkanal- oder Peripheralpumpe ausgebildeten Kraftstoffpumpen (2) entstehen durch Umlenkung des Kraftstoffstromes im Einlaßbereich und Durchströmung des Laufrades (7) Verluste, die zu einem niedrigeren Wirkungsgrad führen. Des weiteren bildet sich insbesondere bei Dieselkraftstoffen durch Schwappbewegungen ein Schaum, der sich bei niedrigen Füllständen im Einlassbereich ansammelt und ein störungsfreies Ansaugen von Kraftstoff behindert. Die neue Kraftstoffpumpe soll ein sicheres Ansaugen von Kraftstoff ermöglichen und durch Durchströmung und Umlenkung bedingte Verluste vermeiden. DOLLAR A Durch einen im wesentlichen parallel zu den Stirnseiten des Laufrades (7) angeordneten Einlasskanal (8), in einen teilringförmigen Kanal (12, 13) mündet, wird vermieden, dass Kraftstoff unmittelbar auf Leiterschaufeln (17) des Laufrades (7) auftrifft und dort Verwirbelungen erzeugt. Weiterhin kann sich Schaum im Einlasskanal (8) nicht mehr festsetzen. Die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe (2) hat einen besonders hohen Wirkungsgrad.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug mit einem angetriebenen, sich in einem Pum­ pengehäuse drehenden Laufrad, in welchem in zumindest ei­ ner seiner Stirnseiten ein Kranz Schaufelkammern begren­ zende Leitschaufeln angeordnet ist, mit einem im Bereich der Leitschaufeln in dem Pumpengehäuse angeordneten teil­ ringförmigen Kanal, welcher mit den Schaufelkammern zum Fördern von Kraftstoff von einem Einlasskanal zu einem Auslasskanal eine Förderkammer bildet.

Solche Kraftstoffpumpen werden meist in Kraftstoffbehäl­ tern heutiger Kraftfahrzeuge eingesetzt und sind aus der Praxis als Peripheral- oder Seitenkanalpumpen bekannt. Die Leitschaufeln erzeugen in der Förderkammer eine quer zu der Bewegungsrichtung der Leitschaufeln verlaufende Zirkulationsströmung. Der Einlasskanal und der Auslasska­ nal stehen senkrecht auf der Förderkammer, so dass die Kraftstoffpumpe axial durchströmt wird. Aufgrund des ho­ rizontal angeordneten Laufrades wird der Kraftstoffstrom im Einlaßkanal und im Auslaßkanal um 90° umgelenkt. Bei Seitenkanalpumpen mit zu beiden Stirnseiten des Laufrades angeordneten Kränzen von Schaufelkammern, stehen gegen­ überliegende Schaufelkammern miteinander in Verbindung, damit die Flüssigkeit von einer Seite zur gegenüberlie­ genden Seite des Laufrades gelangen kann. Sowohl das Um­ lenken des Kraftstoffs als auch das Durchströmen des Laufrades führt zu Verlusten, die sich in einem Absinken des Wirkungsgrades niederschlagen. Besonders bei großen Volumenströmen entstehen erhebliche Verluste durch das Durchströmen des Laufrades.

Zusätzlich kommt es bei geringen Füllständen im Kraft­ stoffbehälter infolge von Schwappbewegungen des Kraft­ stoffs zum Austauchen des Einlasskanals aus dem Kraft­ stoff. Insbesondere bei Dieselkraftstoff führt dies dazu, dass sich durch die Schwappbewegungen Schaum bildet, der sich unter anderem im Einlasskanal ansammelt. Infolge dessen wird das störungsfreie Ansaugen des Kraftstoffs behindert. Dadurch kommt es zu einem weiteren Abfall des Wirkungsgrades der Kraftstoffpumpe oder zum Ausfall der Kraftstoffförderung.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraft­ stoffpumpe der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass sie einen besonders hohen Wirkungsgrad aufweist. Insbesondere soll die Kraftstoffpumpe ein ungehindertes Ansaugen von Kraftstoff gewährleisten sowie Strömungsver­ luste minimieren.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Einlasskanal im wesentlichen parallel zur Stirnseite eines horizontal angeordneten Laufrades angeordnet ist und in einen teilringförmigen Kanal mündet, der dem Kranz von Schaufelkammern begrenzenden Leitschaufeln des Lauf­ rades im Pumpengehäuse gegenüberliegt.

Durch diese Gestaltung der erfindungsgemäßen Kraftstoff­ pumpe strömt der Kraftstoff von dem Leitkanal zunächst tangential und/oder radial in den teilringförmigen Kanal des Pumpengehäuses. Ein Umlenken und Auftreffen des Kraftstoffs unmittelbar auf die Leitschaufeln des Laufra­ des wie bei der bekannten Kraftstoffpumpe wird hierdurch vermieden. Anschließend wird der Kraftstoff nahezu ver­ wirbelungsfrei von der Zirkulationsströmung in der För­ derkammer erfasst und zu dem Auslasskanal gefördert. Durch die geringen Verwirbelungen beim Eintreten des Kraftstoffs in die Förderkammer hat die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe auch bei hohen Temperaturen einen sehr hohen Wirkungsgrad. Weiterhin wird dank der Erfindung die Gefahr des Verdampfens von Kraftstoff weitgehend vermie­ den.

Des weiteren wird mit dem im wesentlichen parallel zum Laufrad angeordneten Einlasskanal ein sicheres Ansaugen des Kraftstoffs gewährleistet, da gemäß der erfindungsge­ mäßen Ausgestaltung die Ansammlung von Schaum in dem Ein­ lasskanal wirksam vermieden wird.

Zur weiteren Verringerung der Verwirbelungen trägt es ge­ mäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn auch der Auslasskanal mindestens im an den teilring­ förmigen Kanal angrenzenden Bereich im wesentlichen parallel zur Stirnseite des Laufrades angeordnet ist. Da­ durch werden auch im Auslasskanal die Verwirbelungen auf ein Minimum reduziert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung läßt sich die Erfin­ dung auch bei Seitenkanalpumpen realisieren, deren an beiden Stirnseiten des Laufrades angeordnete Schaufelkam­ mern miteinander in Verbindung stehen. Indem der Einlass und Auslasskanal zu beiden Stirnseiten des Laufrades ge­ führt ist und somit jeder Kranz von Schaufelkammern einen eigenen Ein- und Auslass besitzt, findet trotz der Ver­ bindung gegenüberliegender Schaufelkammern kein nennens­ wertes Überströmen der Flüssigkeit von einer Schaufelkam­ mer in die gegenüberliegende Schaufelkammer statt. Damit werden mit dieser Ausgestaltung Verluste durch Durchströ­ mung auf ein vernachlässigbares Maß verringert. Die Ursa­ che für dieses Verhalten ist darin zu sehen, dass sich durch die Zuordnung jeweils eines eigenen Ein- und Aus­ lasses zu jeder Stirnseite in Verbindung mit der sich in den einzelnen Schaufelkammern ausbildenden Zirkulations­ strömung jeder Stirnseite eine geschlossene Strömung auf­ baut, die auch durch die Verbindung der Schaufelkammern zur gegenüberliegenden Stirnseite nicht gestört wird.

Zur weiteren Verringerung von Verwirbelungen trägt es ge­ mäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung bei, wenn mindestens ein Strömungsleitelement in dem Einlasskanal angeordnet ist. Dieses Strömungsleitelement kann beispielsweise einen der Zirkulationsströmung in der Förderkammer entsprechenden Drall erzeugen.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei da­ von in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Darstellung eines Laufrades der erfin­ dungsgemäße Kraftstoffpumpe in einem Längs­ schnitt,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Kraftstoffpumpe.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße, von einem Elek­ tromotor 1 angetriebene, als Seitenkanalpumpe ausgebilde­ te Kraftstoffpumpe 2 mit einem einlassseitigen Gehäuse­ teil 3 und einem auslassseitigen Gehäuseteil 4. Die Ge­ häuseteile 3, 4 sind gegen einen ringförmigen Abstandhal­ ter 5 vorgespannt. Zwischen den Gehäuseteilen 3, 4 ist ein auf einer Welle 6 des Elektromotors 1 befestigtes Laufrad 7 drehbar angeordnet. Die Kraftstoffpumpe 2 weist einen Einlasskanal 8 auf, der zu an beiden Stirnseiten des Laufrades 7 angeordneten Förderkammern 9, 10 führt. Die Förderkammern 9, 10 verbinden den Einlasskanal 8 mit einem Auslasskanal 11. Die Förderkammern 9, 10 werden von in den Gehäuseteilen 3, 4 angeordneten teilringförmigen Kanälen 12, 13 und von Schaufelkammern 14, 15 des Laufra­ des 7 gebildet. Die Schaufelkammern 14, 15 sind von Leit­ schaufeln 16, 17 begrenzt. Einander gegenüberliegende Schaufelkammern 14, 15 sind miteinander verbunden. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind der Einlasskanal 8 und der Auslasskanal 11 in die Zeichenebene gedreht darge­ stellt. Der Einlasskanal 8 kann sowohl radial als auch tangential zu den teilringförmigen Kanälen 12, 13 geführt sein. Weiterhin ist in dem Einlasskanal 8 ein Strömungs­ leitelement 18 angeordnet. Bei einer Drehung des Laufra­ des 7 wird Kraftstoff durch den Einlasskanal 8 angesaugt und in die teilringförmigen Kanäle 12, 13 der Förderkam­ mern 9, 10 gelenkt. Hierdurch werden Verwirbelungen, die durch ein Auftreffen der Strömung des Kraftstoffs auf die Leitschaufeln 16, 17 entstehen können, weitgehend vermie­ den. Der Kraftstoff wird anschließend über den Auslasska­ nal 11 durch die Kraftstoffpumpe 2 zur nicht dargestell­ ten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs gefördert. Zur Verdeutlichung der Strömungen des Kraftstoffs sind diese in der Zeichnung mit Pfeilen gekennzeichnet.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Kraftstoffpumpe 2. Die Kraftstoffpumpe 2 hat ebenfalls zwei voneinander getrennte Förderkammern 9, 10 mit jeweils einem teilringförmigen Kanal 12, 13 und einen Einlasskanal 8, der sich zu den Förderkammern 9, 10 aufteilt. Auslassseitig schließt sich an die teilringför­ migen Kanäle 12, 13 der Auslasskanal 11 an. Die erfin­ dungsgemäße Kraftstoffpumpe 2 ist zur Anordnung mit dem Laufrad 7 in einer horizontalen Lage vorgesehen. Hier­ durch können Luftblasen, die in den Einlasskanal 8 ge­ langt sind, entgegen der Strömungsrichtung des Kraft­ stoffs aus dem Einlasskanal 8 entweichen. Der Einlasska­ nal 8 und der Auslasskanal 11 sind ebenfalls in die Zei­ chenebene gedreht dargestellt.

Claims (4)

1. Kraftstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug mit einem ange­ triebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden, hori­ zontal angeordneten Laufrad, in welchem in zumindest ei­ ner seiner Stirnseiten ein Kranz Schaufelkammern begren­ zende Leitschaufeln angeordnet ist, mit einem im Bereich der Leitschaufeln in dem Pumpengehäuse angeordneten teil­ ringförmigen Kanal, welcher mit den Schaufelkammern zum Fördern von Kraftstoff von einem Einlasskanal zu einem Auslasskanal eine Förderkammer bildet, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Einlasskanal (8) im wesentlichen par­ allel zur Stirnseite des Laufrades (7) angeordnet ist und in den teilringförmigen Kanal (12, 13) mündet.

2. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass der Auslasskanal (11) mindestens im an den teilringförmigen Kanal (12, 13) angrenzenden Bereich im wesentlichen parallel zur Stirnseite des Laufrades (7) angeordnet ist.

3. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Einlasskanals (8) und der Auslass­ kanal (11) zu auf beiden Seiten des Laufrades (7) ange­ ordneten teilringförmigen Kanälen (12, 13) geführt sind.

4. Kraftstoffpumpe nach zumindest einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ein­ lasskanal (8) mindestens ein Strömungsleitelement (18) angeordnet ist.