DE2338395C3 - Kraftstoffförderpumpe, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstofförderpumpe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem in einem rohrförmigen Gehäuse zentrisch gelagerten Elektromotor, dessen Ankerwelle ein Laufrad mit radial verlaufenden Schaufeln trägt, an das sich ein im wesentlichen im Querschnitt rechteckförmiger Ringkanal anschließt.

Bei derartigen Kraftstofförderpumpen vergrößert sich der Querschnitt des Ringkanals wenigstens über einen großen Teil der Ringkanallänge. Die GB-PS 13 341 zeigt eine Kraftstofförderpumpe, bei der die Querschnittsänderung des Ringkanals, der einen festen Außen- und Innendurchmesser, also eine konstante Höhe hat, durch eine stetig wachsende Breite, also durch eine Änderung der Ausdehnung des Ringkanals in Richtung der Laufradachse, erreicht wird. Der Ringkanal einer anderen Kraftstofförderpumpe aus der genannten Schrift weist eine konstante Breite und eine kontinuierlich zunehmende Höhe auf. Dazu tritt die, in radialer Richtung gesenen, innere Begrenzungswand des Ringkanals immer weiter zur Drehachse des Laufrads hin zurück, während der Durchmesser der Außenwand konstant ist.

Anders als bei den Pumpen aus der GB-PS 10 13 341, die mit einem Ringkanal ausgestattet sind, zeigt die DE-PS 9 24 188 eine Pumpe mit einem Ringkanal, dessen Höhe bei konstantem Außendurchmesser und dessen Breite über den gesamten Umfang stetig größer werden.

Schließlich ist durch die AT-PS 95 153 eine Pumpe mit einem Ringkanal bekannt, dessen Breite ebenfalls über den gesamten Umfang zunimmt. Die Höhe jedoch ist auf den ersten 180 Grad konstant, wächst auf den folgenden 120 Grad bei festem Außendurchmesser radial nach innen und bleibt dann über 60 Grad hin wieder konstant.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstofförderpumpe, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des

ίο Anspruchs i aufweist, so weiterzuentwickeln, daß die Pumpe nur wenig Raum beansprucht und sich ein stabiler Ringkanalkörper ergibt. Dabei ist darauf zu achten, daß die Pumpe einen guten Wirkungsgrad besitzt und kostengünstig hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Kraftsiofförderpumpe, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, dadurch gelöst, daß die Breite des Ringkanals in an sich bekannter Weise über einen Abschnitt des Umfangs bei konstanlern Innen- und Außendurchmesser axial von Null auf einen bestimmten Wert ansteigt, daß über den anderen Abschnitt des Umfangs die Breite konstant ist und die Ringkanalhöhe bei konstantem Außendurchmesser auf einen Höchstwert ansteigt und daß der erste Abschnitt des Umfangs kleiner ist als der zweite.

Mit einer Ausbildung einer Kraftstofförderpumpe gemäß der Erfindung ist es nun gelungen, einerseits die axia'e Ausdehnung des Ringkanals gering zu halten, da die Breite nur über einen kleineren Abschnitt des Umfangs zuni nmt, andererseits jedoch dem Ringkanalkörper, der vornehmlich aus Kunststoff hergestellt ist, die nötige Stabilität zu geben, da die innere Wand des Ringkanals noch relativ weit von der Mittelachse des Ringkanalkörpers entfernt sein kann. Da der Außen-

J5 durchmesser des Ringkanals über den gesamten Umfang konstant ist, ist auch eine schlanke Bauform der Kraftstofförderpumpe möglich. In jedem Abschnitt des Ringkanals ändert sich nur jeweils eine Größe, nämlich die Breite oder die Höhe, so daß der Ringkanal mit relativ einfachen Werkzeugen hergestellt werden kann. Dabei wird auch ein guter Wirkungsgrad der Kraftstoffförderp'impe erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Kraftstofförderpumpe sind den 'Jnteransprüchen zu entnehmen. Sie tragen zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades bei.

So ist es besonders günstig, wenn der Ringkanalkörper auf der dem Elektromotor zugekehrten Seite in Längsrichtung verlaufende Streben aufweist, die in der Höhe des die Innen- und die Außenwand des Ringkanals verbindenden Steges angesetzt sind und mit ihren freien Enden das Magnetsystem derart halten, daß der Kraftstoff zwischen diesem und dem Gehäuse geleitet wird. Die Strömung wird somit vom Elektromotor weitgehend ferngehalten.

Die Erfindung wird nun anhand eines in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. 2 zeigt geometrische Verhältnisse des mit dem Ringkanalkörper gebildeten Ringkanals.

Die in F i g. 1 dargestellte Kraftstofförderpumpe kann als Benzinpumpe in Kraftfahrzeugen verwendet werden. Auf ein rohrförmiges Gehäuseteil 10 ist ein rohrförmiges Gehäuseteil 11 aufgeschoben. Das Ende des Gehäuseteils 11 siößt dabei auf einen Bund des Gehäuseteils 10 und ist an diesem befestigt. Das Gehäuseteil Il weist an seinem anderen Ende einen Konus 12 auf, verjüngt sich also an dieser Stelle und läuft in einen Flansch 13 aus. Dieser Flansch und das

Gehäuseteil 10 tragen jeweils ein Lager 14 bzw. 15. In diesen Lagern ist die Ankerwelle 16 eines Elektromotors gelagert, die einen Anker 17 mit seiner Ankerwicklung trägt.

Das Magnetsystem des Elektromotors besteht aus mehreren Magneten 18, die jeweils auf zugehörigen Magnetträgern 19 befestigt sind. An dem Gehäuseteil 11 stützt sich ein Ringkanalkörper 20 ab, der auf der dem Anker 17 zugewandten Seite in Längsrich'ung d-^r Ankerwelle verlaufende Streben 21 aufweist. Mit ähnlichen Streben 22 ist auch das Gehäuseteil 10 versehen. Zwischen den Streben 21, 22 werden die Magnetträger 19 mit ihren Magneten 18 gehalten, und zwar derart, daß zwischen den Magnetträgern 19 und dem Gehäuseteil 11 ein Zwischenraum verbleibt.

Der Ringkanalkörper 20 weist einen Plattenteil 23 auf, der ringförmig ausgebildet und zentrisch zur Ankerwelle 16 angeordnet ist Am äußeren Plattenteilrand schließt sich ein im Querschnitt U-förmiger Kanalteil 24, 25 an, wobei der Plattenteil 23 senkrecht auf das Ende des einen U-Schenkels 24 stößt. Der diesem U-Schenkel gegenüberliegende U-Schenkel 25 hat eine größere Länge als der Schenkel 24. Der Verbindungssteg zwischen den Schenkeln 24, 25 ist mit Durchlässen für den Kraftstoff versehen. In Höhe dieser Durchlässe also am Verbindungssteg, sind die Streben 21 angesetzt.

Die vom Ende des Schenkels 24 bis zur Innenseite des Verbindungssteges gemessene Länge des Schenkels 24 ist mit b bezeichnet, während der Abstand der beiden Schenkel 24,25 mit Λ bezeichnet ist. Der Ringkanal ha' eine besondere Form, die durch die Größen b, h definiert ist, wie später noch näher erläutert wird.

Auf der Ankerwelle 16 ist in der Nähe des Konus 12 ein Laufrad 26 mit radial verlaufenden Schaufeln 27 befestigt. Die dem Anker 17 abgewandte Seite des Laufrades 26 wird zum Teil durch den Konus 12 abgedeckt. Auf der dem Anker 17 zugewandten Seite sind die Schaufeln 27 an ihren Enden mit einer Laufradseitenwand 28 versehen, die senkrecht zur Ankerwelle 16 steht, so daß auch auf dieser Seite eine Abdeckung des Laufrades vorhanden ist. Durch die Laufradseitenwand 28 wird verhindert, daß eine Rückströmung vom Ringkanal zum Laufrad 26 erfolgt. Hinter den Schaufeln 27 baut sich kein großer Druck auf, und der Axialschub wird klein gehalten.

Schließlich ist in einem Flansch des Gehäuseteils 10 noch ein Ventil 29 vorgesehen. Das Gehäuseteil 10 trägt auch die elektrischen Anschlüsse für den Elektromotor.

Die Abmessungen des Ringkanals bzw. des Kanalteüs 24, 25 des Ringkanalkörpers 20 gehen aus Fig. 2 hervor; hier ist gezeigt, wie sich die Größen b, h abhängig vom Umfangswinkel ändern. Die Größe b, die die Länge des Schenkels 24 darstellt, ist so bemessen, daß sie während eines kleineren Teils, vorzugsweise 120°, des Umfangs des Ringkanalkörpers von Null auf einen Endwert zunimmt und dann konstant bleibt. Die Größe Λ, die den Abstand der beiden Schenkel 24, 25 darstellt, ist so bemessen, daß sie während des genannten Umfangteils (120°) einen Mindestwert aufweist und dann während des übrigen Umfangteils auf einen Höchstwert zunimmt.

Der Kraftstoff wird von ^em Laufrad 26 angesaugt. Da gewährleistet bleiben muß, daß bei der kleinen Bauart die Spaltverluste trotz großer Spalte gering bleiben, und da das Laufrad 26 sich bei der Herstellung nicht verziehen darf, kann das Laufrad 26 nicht so schmal ausgelegt werden, wie es für eine Optimierung notwendig wäre. Aas diesem Grunde ist das breite Laufrad, soweit wie erforderlich, konzentrisch abgedeckt. Der Kraftstoff verläßt das Laufrad mit einer großen Umfangsgeschwindigkeit. In dem Ringkanal wird die hohe Geschwindigkeit des Kraftstoffes abgebaut, so daß die Verluste an kinetischer Energie gering gehalten werden. Die besondere Form des Ringkanals sorgt dafür, daß diese Verluste besonders gering sind. Mit einem solchen Ringkanal wird ein kleiner Durchmesser der Förderpumpe erreicht, oder das Laufrad kann wegen der Forderung nach einer geringen Drehzahl optimal gewählt werden.

Im Motorraum rotiert der Kraftstoff in Drehrichtung des Elektromotors. Die Streben 21 lenken den größten Teil der Strömung zwischen dem Magnetsystem und dem Gehäuseteil 11, so daß der Anker 17 weitgehend unbehindert bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kraftsiofförderpumpe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem in einem rohrförmigen Gehäuse zentrisch gelagerten Elektromotor, dessen Ankerwelle ein Laufrad mit radial verlaufenden Schaufeln trägt, an das sich ein im wesentlichen im Querschnitt rechteckförmiger Ringkanal anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) des Ringkanals in an sich bekannter Weise über einen Abschnitt des Umfangs bei konstantem Innen- und Außendurchmesser axial von Null auf einen bestimmten Wert ansteigt, daß über den anderen Abschnitt des Umfangs die Breite konstant ist und die Ringkanalhöhe (h) bei konstantem Außendurchnwsser auf einen Höchstwert ansteigt und daß der erste Abschnitt des Umfai.gs kleiner isi als der zweite.

2. Kraftstofförderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Teil des Umfangs einen Winkel von etwa 120° einschließt.

3. Kraftstofförderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Laufradseitenwand (28) gleichzeitig eine Begrenzungswand des Ringkanals bildet.

4. Kraftstofförderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanalkörper (20) auf der dem Elektromotor zugekehrten Seile in Längsrichtung verlaufende Streben (21) aufweist, die in der Höhe des die Innen- und die Außenwand des Ringkanals verbindender, Steges angesetzt sind und mit ihren freien Enden das Magnetsystem (18, 19) derart halten, daß der Kraftstoff zwischen diesem und dem Gehäuse geleitet wird.