DE3226325A1

DE3226325A1 - Elektrische kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE3226325A1
Application number: DE19823226325
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Toyoake Hattori; Kazuma Toyohashi Matsui; Toshiaki Anjo Nakamura; Syunsaku Toyota Ohnishi; Toshihiro Kariya Takei; Kiyohiko Chiryu Watanabe
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1981-08-11
Filing date: 1982-07-14
Publication date: 1983-03-03
Also published as: US4586877A; JPS5827869A

Description

ΐρητιτρ — Rfiuι Ίαϊ#>·'--—■· 4¹CiKiMiC · - Patentanwälte und

IEDTKE DUHLIWG. - fVlNNE- Vertreter beim EPA

Vertreter beim EPA fi n_ /"* Dipl.-Ing. H.Tiedtke

VSRUPE - rELLMANN - V3RAMS - 5 - Dipl.-Chem. G. Bühlfng

Dipl.-Ing. R. Kinne 226325 Dipl.-Ing. R Grupe

Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K. Grams

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

ToI.: 0 89-5396 53

Telex: 5-24 845 tipat

cable: Germaniapatent München

14. Juli 1982 DT. 2298/case A6805-02 DENSO

Nippondenso Co., Ltd.
Kariya-shi, Japan

Elektrische KraftstoTfpumpe

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Kraftstoffpumpe zum Fördern eines flüssigen Kraftstoffes von einem Kraftstoffspeieher zu einem Kraftstoffverbraucher. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine elektrische Kraftstoffpumpe zum Fördern eines flüssigen Kraftstoffes aus einem Kraftstofftank zur Brennkammer eines Kraftfahrzeugmotors.

Elektronische Kraftstoffeinspritzpumpensysteme von Kraftfahrzeugmotoren weisen eine elektrische Kraftstoffpumpe auf, die flüssigen Kraftstoff vom Kraftstofftank zur Brennkammer des Motors unter einem vergleichsweise hohen Druck von 1,96-2_f94bar fördern kann. Um diesen vergleichsweise hohen Druck zu erhalten, werden für diesen Zweck elektrische Kraftstoffpumpen mit konstantem Volumen eingesetzt.

Obgleich bei einigen Kraftstoffpumpen Zentrifugalpumpen Verwendung finden, ist der Einsatz von derartigen Kraftstoffpumpen auf diejenigen Fälle begrenzt, bei denen der Auslaßdruck weniger als 0,98 bar beträgt. Kraftstoffpumpen mit konstantem Volumen können das gewünschte Betriebsverhalten nur dann aufweisen, wenn sie mit hoher Präzision gefertigt sind, so daß die

Herstellungskosten ansteigen« Aufgrund von großen 30

Schwankungen des Auelaßdruckes werden relativ stark© Vibrationen und ein hoher Geräuschpegel ©rsseugt. Iss Gegensatz dasu sind Zentrifugalpumpe^ kämm in der Lage, einen hohen Auslaßdruck bei geringer Durehflußleistung zur Verfugung zu stellen» obwohl sie eine hohe Durchflußleistung bei einem vergleiolisweiae niedrigen Druck erreichen können.

Um die vorstehend erläuterten Nachteile des Standes d©r Technik zu vermeiden, wird erfindungsgemäß eine Kraftstoffpumpe vorgeschlagen; bei &@r in deren Pumpenabschnitt eine Regenerativpumpe Verwendung findet. Mit einer derartigen Regenerativpumpe, die auch al® "Weseo Pumpe" bezeichnet wird, kann man einen hohen Auslaßdruck ohne irgendwelche Schwankungen und einen niedrigeren Geräuschpegel erreichen. Wenn eine derartige R@generativpumpe eingesetzt wird, insbesondere eine Regenerativpumpe mit einem Laufrad mit "geschlossenen Flügeln", ist es in einfacher Weise möglich, einen hohen Druck von 1996-2,94 tes» zu erreichen. Bei einem Einsatz ®in@r derartig©© B@g®n®~ rativpumpe ist es jedoch erfordernOh₉ Süiashen beiden axialen Endflächen dos Laufrades uaÄ A&n .axialen flächen des Pumpengehäuses geeignet® Abetäad® da sonst die axiale Endfläche mit de?

axialen Innenfläche des Gehäuses in Kontakt treten wodurch Reibung entsteht, die das erforderlich© Antriebs drehmoment erhöht und somit das B©triebsverhalten der Pumpe nachteilig beeinflußt. AIa Gegenmaßnahmen zur. Überwindung dieser Probleme können die folgenden beiden Wege eingeschlagen werden2 der erste Weg besteht darin_g das Laufrad auf der Rotorwelle genau asu positionieren und zu fixieren, während der zweite Weg darin besteht, ein Bruokgleichgewicht zwischen beiden Seiten &©s Laufrades aufrechtzuerhalten, während di®s@s in AxLalri bewegbar montiert wird. Diese G&gemäRBnahmen können nur schwerlich eingeleitet werden^ da die !Feile mit ©ia©:?

sehr hohen Genauigkeit hergestellt werden müssen, was zu erhöhten Produktionskosten führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Kraftstoffpumpe zu schaffen, die in der Lage ist, flüssigen Kraftstoff mit einem hohen Auslaßdruck ohne Druckschwankungen und mit einem reduzierten Geräuschpegel zu fördern.

Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung einer

elektrischen Pumpe, bei der nachteilige Auswirkungen auf die Haltbarkeit und das Betriebsverhalten der Pumpe sowie die Erzeugung von Lärm, was auf einen gelegentlichen Kontakt zwischen der Innenfläche des

Gehäuses und der gegenüberliegenden axialen Endfläche

des Laufrades zurückzuführen ist, beseitigt und bei der zur gleichen Zeit die Herstellungskosten beträchtlich reduziert sind.

Erfindungsgemäß wird dies durch eine elektrische Kraftstoffpumpe erreicht, die einen Regenrativpumpenabsehnitt und einen Elektromotorabschnitt zum Antrieb der Regenerativpumpe aufweist. Die Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Regeneratirpumpenabschnitt ein Pumpengehäuse mit einer ersten Innenfläche und einer zweiten Innenfläche, die axial voneinander im Abstand angeordnet sind und eine Pumpenkammer bilden, und ein Laufrad umfaßt, das in der Pumpenkammer angeordnet und auf einer Rotorwelle montiert ist, um mit dieser zusammen als Einheit zu rotieren, das jedoch relativ zur Rotorwelle axial beweglich angeordnet ist. Die Rotorwelle kann durch den Elektromotorabschnitt in Drehungen versetzt werden, und das Laufrad weist eine erste axiale Endfläche auf, die der ersten Innenfläche des Pumpengehäuses gegenüberliegt, so daß ein erster Spalt dazwischen ausgebildet wird, während die andere axiale Endfläche des Laufrades der zweiten

Innenfläche dee Pumpengehäuses gegenüberliegt, so daß zwischen beiden Flächen ein zweiter Spalt gebildet wird. Sowohl die erste Innenfläche als auch die zweite Innenfläche des Pumpengehäuseβ besitzen eine Axialdruokerzeugende Fläche einer solchen Form, daß der Spalt allmählich stromab in Richtung des in den Spalt eingeführten Kraftstoffes abnimmt, so daß auf diese Weise ein zufälliger Kontakt zwischen dem Laufrad und der ersten und zweiten Innenfläche des Pumpengehäuses während des Pumpenbetri@bee verhindert wird.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausftihrungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Samtliche Teile können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Ea zeigen:

Figur 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete elektrische Kraftstoffpumpe entlang der Längsachse derselben;

Figur 2 einen Schnitt entlang Linie II-II in Figur 1 ;

Figur 3 eine Ansicht der in Figur 1 gezeigten Kraftstoffpumpe in Richtung der Pfeile IH-III, wobei insbesondere die auf der zweiten Innen

fläche des Pumpengehäuses ausgebildete druckerzeugende Fläche dargestellt ist;

Figur 4 einen Schnitt entlang Linie IV-IV in Figur 3; 30

Figur 5 einen Schnitt entlang Linie V-V in Figur 3;

Figur 6 einen Schnitt entlang Linie VI-VI in Figur 3;

Figur 7 einen Schnitt entlang Linie VII-VII in

Figur 3;

Figur 8 eine Ansicht der in Figur 1 dargestellten Kraftstoffpumpe in Richtung der Pfeile VIII-VIII, wobei insbesondere eine auf der ersten Innenfläche des Pumpengehäuses ausgebildete druckerzeugende Fläche dargestellt

ist;

die Figuren

9A bis 9C Darstellungen des erzeugten Keileffektes;

Figur 10 eine Darstellung des Strömungszustandes des

in den zweiten Spalt eingeführten Kraftstoffes;

.. c Figur 11 eine Darstellung des Verhaltens des Laufrades im Betriebszustand der Kraftstoffpumpe;

Figur 12 eine Darstellung des Betriebsverhaltens 2Q der Kraftstoffpumpe im Vergleich mit einer

Pumpe, die keine druckerzeugende Fläche aufweist;

Figur 13 eine Ansicht ähnlich der Figur 3, die eine P₅ in der Kraftstoffpumpe vorgesehene druck

erzeugende Fläche nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Figur 14 einen Schnitt entlang Linie XIV-XIV in Figur 13;

Figur 15 einen Schnitt entlang Linie XV-XV in Figur 13;

Figur 16 einen Schnitt entlang Linie XVI-XVI in Figur 13;

Figur 17 einen Schnitt entlang Linie XVII-XVII in Figur 13;

Figur 18

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Figur 19 einen Schnitt ©atlaag Linie XIX-XII in Figur 18s

Figur 20 einen Schnitt o&tiaag Mal ο XX-XX la Figur

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Figur 22 einen Schnitt entlang Liaiß 3D[I-XXII ia

Figur 21;

Figur 23 oinon Sohnitt entlang MaiQ XXIII-XXIII

Figur 24

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Figur 28 einen Schnitt entlang Linie XXVIII-XXVIII in Figur 25;

Figur 29 einen Schnitt entlang Linie XXIX-XXIX in Figur 25; und

die Figuren

3OA + 3OB Schnittansichten» die abgeänderte Aueführungsformen der druckerzeugenden Fläche zeigen.

In den Figuren 1 bis 8 ist eine elektrische Kraftstoffpumpe nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Diese Kraftstoffpumpe kann beispielsweise in einen flüssigen Kraftstoff eingetaucht werden, der sich in einem Kraftstofftank eines Fahrzeuges befindet. Wie man Figur 1 entnehmen kann, besitzt die Pumpe ein allgemein zylindrisches Gehäuses 10 mit zwei Endwänden 13 und 14, die mit Öffnungen 11 und 12 versehen sind. Die Pumpe ist desweiteren mit einem Regene-

P₀ rativpumpenabschnitt 15 versehen, der im Gehäuse angeordnet ist und mit einer axialen Endfläche des Gehäuses 10 in Kontakt steht. Ein im Gehäuse 10 angeordneter Elektromotorabschnitt 16 nimmt eine Lage benachbart zum Regenerativpumpenabschnitt ein. Der Motorabschnitt 16

p- steht mit dem Pumpenabschnitt 15 in Verbindung, um die Pumpe anzutreiben. Der Regenerativpumpenabschnitt 15 weist ein Pumpengehäuse auf, das aus einem ersten Gehäuseteil 18, der eine Innenfläche 17 und eine Außenfläche aufweist, die die Öffnung 11 in einer axialen Endwand

■3₀ des Gehäuses 10 im wesentlichen verschließt, und aus einem zweiten Gehäuseteil 21 besteht, der eine Innenfläche 19 aufweist, die mit der Innenfläche 17 des ersten Gehäuseteiles zusammenwirkt, so daß dazwischen eine Pumpenkammer gebildet wird.

Eine Rotorwelle 25 erstreckt sich koaxial im Gehäuse und ist durch ein Lager 28, das mittels Preßpassung in

der im zweiten Gehäuseteil 21 ausgebildeten mittleren Axialbohrung 27 angeordnet ist* an ihrem einen Ende 26 drehbar gelagert. Das vorstehend erwähnte axiale Ende 26 der Welle 25 erstreckt sich durch die Pumpenr kammer und weist eine axiale Endfläche auf, die von einer mittleren Ausnehmung 31 aufgenommen wird, die in der Innenfläche 17 des ersten Gehäuaeteiles 18 ausgebildet ist.

Ein im wesentlichen scheibenförmiges Laufrad 32 ist so auf der Rotorwelle 25 montiert, daß es innerhalb der Pumpenkammer rotieren kann. Bas Laufrad 32 ist mit einer mittleren Axialbohrung 33 (sh. Figur 2) versehen, die auf den axialen Endabschnitt 26 der Welle 25 gepaßt werden kann. Die die mittlere Bohrung 33 begrenzende Wand ist mit zwei diametral gegenüberliegenden Axialnuten 34 versehen. Ein Stift 36, der einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, erstreckt sich durch den axialen Endabschnitt 26 der Welle 25. Beide Enden des Stiftes 36 werden durch die Axialnuten 34 aufgenommen. Das Laufrad 32 ist so auf der Welle 25 montiert, daß es sich zusammen mit dieser als Einheit drehen kann aber relativ zur Welle axial beweglich ist. Das Laufrad 32 besitzt eine axiale Endfläche 38„ die der ersten Innenfläche des Pumpengehäuses gegenüberliegt, d.h. der Innenfläche 17 des ersten Gehäuseteiles 18, wobei ein erster Spalt W₁ dazwischen gebildet wird, und eine andere axiale Endfläche 39t die der zweiten Innenfläche des Pumpengehäuses gegenüberliegt, d.h. der Innenfläche 19 des zweiten Gehäuseteiles 21, so daß ein zweiter Spalt Wp dazwischen gebildet wird. Die Spalte w. und w„ sind sehr klein und in der Zeichnung vergrößert dargestellt.

Die in dem ersten Gehäuseteil 18 ausgebildete Ausnehmung 31 bildet in Verbindung mit der äußeren Umfangsfläche und der axialen Endfläche des axialen Endabschnittes der Rotorwelle 25 eine Kammer 43« Die im zweiten Gehäuse-

tell 21 ausgebildete mittlere Axialbohrung 27 bildet in Verbindung mit der axialen Endfläche des Lagers 28 und der äußeren Umfangsfläche des axialen Endabschnittes 26 der Welle 25 eine Kammer 44. Wie man Figur 2 entnehmen kann, ist die Wandfläche der im Laufrad 32 vorgesehenen mittleren Axialbohrung 33 mit einem zweiten Paar von Axialnuten 45 ausgestattet, die sich diametral gegenüberliegen. Sie Kammern 43 und 44 stehen über das zweite Paar der Axialnuten 45 miteinander in Verbindung» um den Brück zwischen den.Kammern 43 und 44 auszugleichen.

Bas Laufrad 32 weist einen Außenumfangsabschnitt auf, der einen im wesentlichen ringförmigen Kanal 46 in den Pumpengehäuse teilen 18 und 21 bildet. An den beiden axialen Endflächen 38 und 39 des Laufrades ist mit gleichen Umfangsabständen eine Vielzahl von Radialflügelnuten 47 im AuBenumfangsabschnitt desselben angeordnet* Bei dem dargestellten Laufrad schneiden die Bodenflächen der in einer axialen Endfläche 38 ausgebildeten Flügelnuten 47 nicht die andere axiale Endfläche 39 des Laufrades. In entsprechender Weise sohneiden die Bodenflächen der Flügelnuten 47, die in der anderen axialen Endfläche 39 ausgebildet sind, nicht die eine axiale Endfläche 38 des Laufrades. Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich somit um ein sogenanntes geschlossenes Flügelrad.

Ber Pumpenkanal 46 steht über eine Ansaugöffnung 51» die in dem ersten Gehäuseteil 18 ausgebildet ist, mit in einem Kraftstoffspeieher (nicht gezeigt) befindlichem flüssigem Kraftstoff und über eine Auslaßöffnung 52, die im zweiten Gehäuseteil 21 ausgebildet ist, mit einem Raum im Gehäuse 10 in Verbindung.

Ber Elektromotorabschnitt 16 ist mit einem Paar von halbzylindrischen Permanentmagneten 61, die im Gehäuse

konzentrisch zur Rotorwelle 25 angeordnet sind» einem fest an der Rotorwelle 25 montierten und konzentrisch zu den Permanentmagneten 61 angeordnetem Anker und einem mit dem Anker 62 verbundenen und an der Rotorwelle 25 befestigten Kommutator 63 versehen. Bürsten 64 werden in Gleitkontakt mit dem Kommutator 63 gehalten. Hierzu dienen Bürstenhalter 66, die an einem Endblock 67 befestigt sind» der so im Gehäuse angeordnet ist? daß er die in der anderen axialen Endwand 14 des Gehäuses 10 ausgebildete Öffnung 12 im wesentlichen verschließt. Der Endblock 67 weist eine mittlere Ausnehmung 71 auf, die in einer axialen Endfläche ausgebildet ist» die dem im Gehäuse 10 befindlichen Raum gegenüberliegt, und eine zweite Ausnehmung 72, die im Boden der mittleren Ausnehmung 71 ausgebildet ist· Eine Vielzahl von mit Umfangsabstand angeordneten Nuten 73 ist in der Wand der zweiten Ausnehmung 72 ausgebildet. Jede Nut 73 ist mit einer sohräg verlaufenden Bodenfläche versehen. Der Endblock 67 weist einen hohlen Vorsprung 74 auf, der von seiner axialen Ehdfläohe nach auflon vorsteht. Dar im hohlen Vorsprung 74 befindlich® Raum steht mit d@r zweiten Ausnehmung 72 in Verbindung₀ Der hohle Vorspraag 74 ist an einen Kraftstoffverbrauches wie baijspielswsisQ einen nicht gezeigten Motor, angeschlossen.

Die Welle 25 ist über ein Lager 82 an ihren anderen Ende 81 drehbar gelagert, wobei das Lager auf einem abgeschrägten Sitz 83 in der Ausnehmung 72 angeordnet ist und durch eine ringförmige Halterung 85» die sieh in der mittleren Ausnehmung 71 befindet, in einer vorgegebenen Position gehalten wird. Die Halterung 85 ist mit einer Vielzahl von mit umfangsabstand angeordneten Löchern 86 versehen.

Die Welle 25 kann von einem Abstandshalter 87» äer auf der Welle 25 montiert ist und mit einer axialen

fläche des Lagers 82 in Kontakt steht, und durch einen Abstandshalter 88, der auf der Welle 25 montiert ist und in Kontakt mit einer axialen Endfläche des Lagers 28 steht, in einer vorgegebenen axialen Lage gehalten werden.

Die elektrische Kraftstoffpumpe, die die vorstehend beschriebene Konstruktion aufweist, funktioniert in der nachfolgend beschriebenen Weise. Wenn elektrischer Strom von einer Stromquelle (nicht geseigt) über die Bürsten 64 zugeführt wird, beginnt sich der Anker 62 zu drehen, und die Drehung des Ankers 62 wird über die Welle 25 auf das Laufrad 32 übertragen, so daß sich das Laufrad 32 gegen den Uhrzeigersinn dreht, wie durch einen Pfeil in Figur 2 angedeutet ist. Das hat zur Folge, daß der flüssige Kraftstoff vom Kraftstoffspeieher durch die Ansaugöffnung 51 in den Pumpenkanal 46 eingesaugt wird. Der auf diese Weise angesaugte Kraftstoff wird durch die Flügelnuten 47 des Laufrades 32 unter

Druck gesetzt, wenn er entlang dem Pumpenkanal 46

strömt, und durch die Auslaßöffnung 52 in den innerhalb des Gehäuses 10 befindlichen Raum eingeführt. Ώβτ Kraftstoff strömt dann durch den ringförmigen Spalt zwischen dem Permanentmagneten 61 und dem Anker 62, durch die in der Halterung 85 ausgebildeten Löcher 86, die im Endblock 67 ausgebildeten Nuten 73 und die Bohrung im hohlen Vorsprung 74 zum Kraftstoffverbraucher.

Während der Tätigkeit der Pumpe wird in dem zweiten Spalt W₂ f der zwischen der anderen axialen Endfläche 39 des Laufrades 32 und der zweiten Innenfläche 19 des Pumpengehäuses ausgebildet ist, eine Kraftstoffströmung gebildet, wie in Figur 10 gezeigt ist. Eine Kraftstoffströmung entsteht ferner in dem ersten Spalt W₁ zwischen einer axialen Endfläche 38 des Laufrades 32 und der ersten Innenfläche 17 des Pumpengehäuses, die in bezug auf eine Ebene, die senkrecht zur Achse der Rotorwelle

verläuft, symmetrisch zur ersten Kraftstoffströmung ausgebildet ist. Wenn durch die Rotation des Laufrades 32 ein Pumpvorgang durchgeführt wird, steigt der Druck des im Pumpenkanal 46 befindlichen Kraftstoffes sukzessive von der Saugseite zur Auslaßseite im wesentlichen linear an. Mittlerweise ist Kraftstoff vom Pumpenkanal 46 durch den ersten und zweiten Spalt W₁ und W₂ in die Abschnitte 43» 44 der Pumpenkammer, die die Welle 25 umgeben, eingedrungen, und der Druck in den Kammerabschnitten 43» 44 ist bis auf etwa 40 bis 45 % des Auslaßdruckee angestiegen. Die Kraftstoffströmung im ersten und zweiten Spalt w. und Wp wird durch den Druckunterschied zwischen dem Pumpenkanal 46 und den Kammern 43» 44 beeinflußt. Genauer gesagt» in der aufstromseitigen Hälfte des Pumpenkanales 46» die sich zwischen der Ansaugöffnung 51 und der Auslaßöffnung 52 erstreokt» wird eine radiale Kraftstoffströmung von den Kammern 43» 44 zum Pumpenkanal 46 erzeugt, während in der abstromseitigen Hälfte des Pumpenkanales 46 eine Kraftstoffströmung vom Pumpenkanal 46 zu den Kammern 43» 44 erzeugt wird. Da das Laufrad 32 rotiert, wird zusätzlich eine Kraftstoffströmung in Umfangsrichtung sowohl im ersten als auch im zweiten Spalt w, und w« erzeugt, die die LaUfradoberflächen aufgrund der Viskosität des Kraftstoffes begleitet. Somit entspricht die Kraftstoffströmung in jedem Spalt der Vektorsumme der radialen Strömungskomponente und der Umfangsströmungskomponente. Dies hat zur Folge, daß eine durch die Pfeile in Figur 10 angedeutete Kraftstoffströmung im zweiten Spalt W₂ entsteht, und daß die im ersten Spalt w. erzeugte Kraftstoffströmung in bezug auf eine Ebene, die sich senkrecht zur Achse der Welle 25 erstreckt» symmetrisch zu der in Figur ge ζ ei gt en Strömung verläuft.

Figur 8 zeigt das Ergebnis eines Versuches, der von den Erfindern durchgeführt worden ist. Dieser Versuch wurde an einem Modell der Pumpe vorgenommen, welches einen Regenerativpumpenabschnitt aufwies, der achtmal so groß war wie der tatsächliche Abschnitt, und welches ein Pumpengehäuse aus transparentem Acrylharz besaß, um eine Einsichtemöglichkeit in das Innere zu haben. Die Pumpe war so konstruiert» daß die Reynoldszahl und die Strömungsrichtung im ereten und zweiten Spalt mit dem tatsächlichen Regenerativpumpenabschnitt identisch waren, um in jedem Spalt eine Strömung zu erhalten, die der im tatsächlichen Fall entsprachen. Das bei diesem Versuch verwendete Pumpengehäuse besaß keine druckerzeugende Fläche.

Um ein besseres Betriebsverhalten der Kraftstoffpumpe zu ermöglichen, ist es wünschenswert, den ersten und zweiten Spalt w. und W₂ im wesentlichen gleich auszubilden, um die Möglichkeit eines Eontaktes zwischen den Endflächen 38, 39 des Laufrades 32 und den Innenflächen 17, 19 des Pumpengehäuses während der Rotation des Laufrades 32 auszuschließen. TTm dies zu ermöglichen, findet bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpe eine Anordnung Verwendung, die das Laufrad 32 im wesentlichen in der Mitte zwischen den Innenflachen 17 und 19 des Pumpengehäuses hält. Diese Anordnung bewirkt ferner, daß bei einer Axialbewegung des Laufrades in Richtung auf die Innenflächen 17 oder 19 des Pumpengehäuses dieses in der entgegengesetzten Richtung zurückgedrückt wird.

Wie die Figuren 3 bis 7 zeigen, besitzt die erste Ausführungsform der Kraftstoffpumpe fünf Ausnehmungen 100a bis 10Oe mit abgeschrägten Bodenflächen, d.h. druckerzeugenden Flächen 100a' bis 10Oe¹, die in der zweiten Innenfläche des Pumpengehäuses, d.h. in der

Innenfläche 19 des zweiten Gehäuseteiles 21, ausgebildet sind. Wie Figur 6 zeigte ist eine Vielzahl von. Ausnehmungen 101a bis 101e mit ähnlichen druckerzeugenden Flächen 101a¹ bis 101©' in der ersten Innenfläche des Pumpengehäuses, d.h. in der Innenfläche des ersten Gehäuseteiles 18, ausgebildet.

Wie ein Vergleich der in den Figuren 3 und 10 dargestellten Anordnungen zeigt» erstrecken sich die Bodenflächen der Ausnehmungen 100a bis 10Oe₉ die in der Innenfläche 19 des zweiten Gehäuseteiles 21 ausgebildet sind* d.h. die druckerzeugenden Flächen 100a" bis 10Oe % in der Strömungsrichtung des Kraftstoffes im zweiten Spalt Wg* Di e Ausnehmung 100a und die druckerzeugend® Fläche 100a¹ der Ausnehmung weißte im Schnitt di® in den Figuren 4 und 5 gezeigten Formen auf. Sie Ausnehmung 100b und ihre druckerzeugende Fläche 100b' besitzen eine ähnliche Querschnittsform. Biese Ausnehmungen 100a und 100b öffnen sieh mit ihren innersten Abschnitten in Richtung auf die Keassa@r 44 ₉ di© den Teil der Pumpenkammer bildet» äer ils Rotoren® 25 wa~ gibt. Die druckeraeugenien Fläekea 100a% 100b⁹ dids®r Ausnehmungen sind derart geneigt _s daß di© Tiefe ά®τ Ausnehmungen i00a, 100b von den alt äer Kmm&i° 44 ia Verbindung stehenden Abschnitt®» über äi© LMag® Ausnehmungen allmählich abnimmt und siofe. äer zw&it& Spalt η2 stromabwärts allmählich

Die Ausnehmung 10Oe und die druck©rs@ug©nd@ Fläche weisen die in den Figuren 6 und 7 gezeigten Formen auf gleiches trifft für die Ausnehmungen 100c_v 10Od und ihre entsprechenden druckerzeugenden Flächen 1OO@ % 10Od* zu. Diese Ausnehmungen 100s bis 1QOe at@h@n ihren innersten Abschnitten mit dem. Pumpenkanal 46 in Verbindung, und die druckerzengenden Flächen i00e bis 10Oe · dieser Ausnehmungen Bind so geneigt» öaß Tiefe der Ausnehmungen von den mit dem Pumpenkanal

in Verbindung stehenden Abschnitten über die Länge derselben allmählich abnimmt und sich der zweite Spalt W₂ stromab allmählich verengt·

Die in der Innenfläche 17 des ersten Gehäuseteiles ausgebildeten Ausnehmungen 101a bis 101e entsprechen den Ausnehmungen 100a bis 10Oe, die in der Innenfläche des zweiten Gehäuseteiles 21 ausgebildet sind. Die Ausnehmungen 101a bis 101e sind in bezug auf die senkrecht zur Achse der Welle 25 verlaufende Ebene symmetrisch zu den Ausnehmungen 100a bis 10Oe ausgebildet. Die druckerzeugenden Flächen 101a* bis 10ie⁽ der Ausnehmungen 101a bis 101e erstrecken sich in der Richtung der Strömung des Kraftstoffes im ersten Spalt W₁. Die innersten Abschnitte der Ausnehmungen i0ia, 101b öffnen sich zur Kammer 43» die den Abschnitt der Pumpenkammer bildet, der die Welle 25 umgibt, und die innersten Abschnitte 101c, 101d, 101e öffnen sich zum Pumpenkanal 46. Die druckerztigenden Flächen 101a* bis 101Θ¹ dieser Ausnehmungen 101a bis !Öle sind so geneigt, daß sich der erste Spalt W₁ stromabwärts allmählich verengt·

Die in den Figuren 3 und 8 gezeigten, in seitlicher Richtung verlaufenden Linien stellen Linien gleicher Tiefe dar.

Aufgrund der Anordnung der druokerzeugenden Flächen 100a¹ bis 10Oe¹ und 101a¹ bis 101 β' wirken infolge eines später beschriebenen Keileffektes axiale Druckkräfte auf das Laufrad 32 ein, so daß dieses im wesentlichen in der Mitte zwischen der Innenfläche 17 des ersten Gehäuseteiles 18 und der Innenfläche 19 des zweiten Gehäuseteiles 21 gehalten werden kann*

Der vorstehend erwähnte Keileffekt wird nunmehr anhand der Figuren 9A bis 9C im einzelnen erläutert. Wie man

Figur 9A entnehmen kann» besitzt eine stationäre Wand 110 eine geneigte Fläche 110a, die einer horizontalen Fläche 111a einer beweglichen Wand 111 unter Bildung eines kleinen Spaltes C gegenüberliegt. Wenn die Horizontalfläche 111a in Richtung des Pfeiles U bewegt wird, wird im Spalt C eine Strömung von der breiteren Seite zur engeren Seite hin erzeugt, wie durch den Pfeil V angedeutet. Diese Strömung wirkt ähnlich wie ein in den Spalt C eingetriebener Keil und erzeugt den vorstehend erwähnten Keileffekt.

Hierdurch wird eine Last W erzeugt, die auf die horizontale Fläche 111a einwirkt, um diese von der geneigten Fläche 110a wegzubewegen. Eine Kurve Z zeigt die Verteilung des Druckes P, der auf die horizontale Fläche 110a einwirkt.

Die Last W steigt an, wenn sich die horizontale Fläche 111a der geneigten Fläche 110a mehr nähert, d.h. wenn sich der Spalt C verengt. Durch die Keilwirkung wirkt auch dann eine Last W auf die horizontale Fläche 111a ein, wenn die horizontale Fläche 111a stationär ist und nicht in Richtung des Pfeiles U bewegt wird, unter der Voraussetzung, daß eine Strömung erzeugt wird, wie durch den Pfeil V angedeutet ist.

Die Beziehung zwischen den druckerzeugenden Flächen 100a· bis 10Oe¹ und der gegenüberliegenden Endfläche des Laufrades 32, wie sie in den Figuren 3 bis 6 verdeutlicht ist, entspricht der in Figur 9A dargestellten Beziehung zwischen der geneigten Fläche 110a und der Horizontalfläche 111a.

Figur 9B zeigt in schematischer Weise die Beziehung zwischen einer 100a* der druckerzeugenden Flächen und der Endfläche 39 des Laufrades 32. Wie in Figur 9B gezeigt ist, rotiert das Laufrad 32 in Richtung des Pfeiles U, während der Kraftstoff von der breiteren

Seite zur engeren Seite des zweiten Spaltes W₂ strömt, wie durch den Pfeil V angedeutet ist. Somit wird auf die Endfläch· 39 des Laufrades 32 eine Belastung W aufgebracht, um diese von der druckerzeugenden Fläche 100a wegzubewegen. Figur 9B zeigt nur die Beziehung zwischen der druckerzeugenden Fläche 100a¹ und der Endfläche 39 des Laufrades; gleiches trifft jedoch auch auf die Beziehung zwischen den druckerzeugenden Flächen 100b' bis 10Oe' und der Endfläche 39 sowie zwischen den druokerzeugenden Flächen 101a' bis 101e^f und der Endfläche 38 des Laufrades 32 zu.

Wie vorstehend erwähnt, öffnet sich der innerste Abschnitt der Ausnehmung 100a der ersten Ausftthrungsform in die Kammer 44* Dies muß jedoch nicht unbedingt der Fall sein.Es ist auch möglich, eine Ausnehmung 100 so auszubilden, wie es in Figur 9C gezeigt ist, die sich nicht in die Kammer 44 hinein öffnet. Wenn jedoch eine solche Ausnehmung verwendet wird, besteht die Gefahr, daß der Kraftstoff nicht in glatter Weise entlang der druckerzeugenden Fläche 100' der Ausnehmung 100 strömt, so daß keine ausreichende Belastung auf die Endfläche 39 ausgeübt wird. Dadurch, daß man den innersten Abschnitt der Ausnehmung 100a so ausbildet, daß er sich in die Kammer 44 hinein öffnet, wie dies bei der ersten Ausführungsform der Fall ist, ist es möglich, den Kraftstoff glatt entlang der druckerzeugenden Fläche 100a' der Ausnehmung 100a in den zweiten Spalt w« hineinzuführen, wie in Figur 9B gezeigt, so daß ein ausreichend großer Keileffekt erzeugt und eine ausreichend große Belastung W auf die Endfläche 39 des Laufrades 32 aufgebracht wird. Aus dem gleichen Grunde öffnen sich der innerste Abschnitt der Ausnehmung 100b und die innersten Abschnitte der Ausnehmungen 100c bis 10Oe der ersten Ausführungsform in die Kammer 44 und den Pumpenkanal 46 hinein. Auch sind die innersten Abschnitte

der Ausnehmungen 101a, 101b und die innersten Abschnitte der Ausnehmungen 101c bis 101e so ausgebildet, daß sie sich in die Kammer 43 und den PumpenJceiial 46 hinein öffnen.
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Wie man der vorstehenden Beschreibung entnehmen kann, wird aufgrund der Anordnung der druckerzeugenden Flächen 101a· bis 101 β ' und 100a« bis 10Oe · auf den Innenflächen 17 und 19 des Pumpengeliaii.seθ das Laufrad 32 während des Betriebes der Pumpe durch den in den ersten Spalt W₁ eingeführten Kraftstoff in Figur 1 nach links und durch den in den zweiten Spalt Wp eingeführten Kraftstoff in Figur 1 nach rechts gedrückt. Wenn man davon ausgeht, daß das Laufrad 32 durch eine äußere Kraft zur Vergrößerung des ersten Spaltes w- und zur Verengung des zweiten Spaltes Wp in Figur 1 nach links gedrückt wird, nimmt der durch den Keileffekt des in den ersten Spalt W₁ eingeführten Kraftstoffes erzeugte Druck zur Bewegung des Laufrades nach links abο während die durch den Keileffekt das in den zweiten Spalt w* eingeführten Kraftstoffas erseugt© Druckkraft nach rechts zunimmt. Folglich wird das Laufrad 32 naeh rechts in eine Position zurückgedrückt? in dar der erste und zweite Spalt W₁ und Wg im wessntliehon gleieh sind. In entsprechender Weise wird das Laufrad in dio vorstehend erwähnte Position zurüekg©drückt, um dea und zweiten Spalt im wesentlichen auasugleichenj, das Laufrad durch eine äußere Kraft nach rechts bewegt wird. Das Laufrad 32 wird somit im wesentlichen in der Mitte zwischen der ersten Innenflache 17 «ad der zweit©» Innenfläche 19 des Pumpengehäuses gehalten, so daß öi© Möglichkeit eines Kontaktes zwisehen dem Laufrad und beiden Innenflächen 17, 19 dee Pumpengehäuses beträchtlich herabgesetzt wird.

In Figur 11 ist das Verhalten des Laufrades 32 der Kraftstoffpumpe nach der ersten Ausführungsform in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Wie durch eine Linie S angedeutet ist, wird das Laufrad 32 kurz nach dem Start der Kraftstoffpumpe im wesentlichen in die Mitte zwischen den Innenflächen 17 und 19 des Pumpengehäuses bewegt und während des Betriebes der Pumpe in einer Lage in der Nähe des Mittelpunktes gehalten. Auf diese Weise wird ein Kontakt zwischen dem Laufrad 32 und den Innenflächen 17» 19 des Pumpengehäuses in nahezu perfekter Weise vermieden.

In Figur 12 ist das Ergebnis eines Versuches dargestellt, der zum Vergleichen des Betriebsverhaltens der Kraftstoffpumpe nach der ersten Ausführungsform, die die vorstehend erwähnten Ausnehmungen 101a bis 101e und 100a bis 10Oe in den Innenflächen 17 und 19 des Pumpengehäuses aufwies, mit dem Betriebsverhalten einer Kraftstoffpumpe ohne derartige Ausnehmungen diente.

In Figur 12 geben die durchgezogenen Kurven X und Y den

Wirkungsgrad (in #) und den Auslaßdruck P (kg/cm ) in Abhängigkeit von der Leistung der Pumpe der ersten Ausführungsform wieder, während die gestrichelt dargestellten Kurven X¹ und Y' den Wirkungsgrad und den Auslaßdruck in Abhängigkeit von der Leistung einer Pumpe wiedergeben, die keine Ausnehmungen aufwies. Aus dieser Figur kann man entnehmen, daß der Auslaßdruck und der Wirkungsgrad durch Anordnung der Ausnehmungen 101a bis 101e und 100a bis 10Oe in den Innenflächen 17 und 19 des Pumpengehäuse8 beträchtlich erhöht wird, so daß daraus eine signifikante Verbesserung des Gesamtbetriebsverhaltens der Kraftstoffpump· resultiert.

Eine zweite bis fünfte Ausführungsform der Erfindung, bei der unterschiedliche Formen und Zahlen von druckerzeugenden Flächen 100a* bis 10Oe' und 101 a' bis 101e*

Verwendung finden, wird hiernach in Verbindung mit den Figuren 13 bis 29 beschrieben. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungeform sind die druckerzeugenden Flächen 101a* bis !Öle¹, die in der ersten Innenfläche des Pumpengehäuses, d.h. in der Innenfläche 17» ausgebildet sind, symmetrisch in bezug auf eine Ebene senkrecht zur Achse der Welle 25 zu den druckerzeugenden Flächen 100a¹ bis 10Oe' angeordnet, die in der zweiten Innenfläche 19 ausgebildet sind.

Auch die Formen der druckerzeugenden Flächen in der Innenfläche 17 und der Innenfläche 19 sind symmetrisch in bezug auf die vorstehend erwähnte Ebene. Diese symmetrische Anordnung trifft auch auf die zweite bis fünfte Ausführungsform zu. Daher wird die nachfolgende Beschreibung dieser Ausführungsformen nur in Verbindung mit den druckerzeugenden Flächen durchgeführt, die in der zweiten Innenfläche des Pumpengehäuses ausgebildet sind, während die Beschreibung der in der ersten Innenfläche 17 ausgebildeten druckerzeugenden Flächen weggelassen wird.

In den Figuren 13 bis 17 ist ein® zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der Ausnehmungen 200a bis 20Oe mit entsprechenden druckerzeugenden Flächen 200a* bis 20Oe' in der Innenfläche 19 des Pumpengehäuses ausgebildet sind. Diese Ausnehmungen 200a bis 20Oe gleichen den Ausnehmungen i00a bis 10Oe der ersten Ausführungsform, unterscheiden sich jedoch gegenüber dieser ersten AusfUhrungsform dadurch, daß sich die Ausnehmungen 200a und 200b an ihren innersten Abschnitten nicht in die Kammer 44 hinein öffnen und daß sich die innersten Abschnitte der Ausnehmungen 200c bis 20Oe nicht in den Pumpenkanal 46 öffnen. Obwohl die Vorteile der Erfindung auch mit dieser zweiten Ausführungsform erzielt werden, wird die erste AusfUhrungsform gegenüber der zweiten aus dem in Verbindung mit den Figuren 9B und 9C beschriebenen Grund bevorzugt.

In den Figuren 18 bis 20 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der eine einzige Ausnehmung 300· mit einer druckerzeugenden Fläche 30Oe' in der Innenfläche 19 des Pumpengehäuses ausgebildet ist. Die Ausnehmung 30Oe entspricht der Ausnehmung 10Oe der ersten Ausführungsform, weist jedoch eine größere Breite und Länge als diese auf. Ferner erstreckt sich die Ausnehmung 30Oe in Längsrichtung mit einer geringfügigen Krümmung, so daß sie nach außen vorsteht. Die Ausnehmung 30Oe öffnet sich mit ihrem innersten Abschnitt in den Pumpenkanal 46. Die druckerzeugende Fläche 30Oe* weist eine solche Neigung auf, daß die Tiefe der Ausnehmung 30Oe von der Position des Pumpenkanales 46 über die Länge der Ausnehmung 30Oe, die gekrümmt verläuft, allmählich abnimmt. Die in Figur 18 dargestellten Linien, die sich quer über die Ausnehmung 30Oe erstrecken, sind Linien gleicher Tiefe. Auch bei dieser dritten Ausfuhrungsform verengt die druckerzeugende Fläche 30Oe' den Spalt W₂ in Richtung des in den zweiten Spalt W₂ eingeführten Kraftstoffes stromabwärts gesehen, so daß durch den vorstehend erläuterten Keileffekt eine axiale Druckkraft auf das Laufrad aufgebracht wird. Da ferner die Ausnehmung 30Oe und die druckerzeugende Fläche 30Oe' eine beträchtlich·

Größe aufweisen, wird dieser Keileffekt niemals in

großem Maße unterdrückt, und zwar auch dann, wenn sich die Strömung des Kraftstoffes in den zweiten Spalt ändert.

Die Figuren 21 bis 24 zeigen eine vierte Ausführungsform der Erfindung, bei der drei Ausnehmungen 400a bis 400c, die mit entsprechenden druckerzeugenden Flächen 400a' bis 400c* versehen sind, mit konstanten Umfangsabständen in der Innenfläche 19 des Pumpengehäuses angeordnet sind.

Wie man aus Figur 21 entnehmen kann, weist die Ausnehmung 400b von der Oberseite der Innenfläche 19 des Pumpengehäuses aus gesehen eine Form auf, die aus einem

■W-

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radial äußeren Randal)schnitt 40Ob₁, der sieh bogenförmig entlang dem Pumpenkanal 6 erstreckt, und einem radial inneren Randabechnitt 40Ob₂» dor sieh bogenförmig benachbart zur Kammer 44 erstreckt, zusammengesetzt ist, wobei beide Randabschnitte an ihren beiden Enden über zwei Randabschnitte 400b-, und 400b. miteinander verbunden sind, welch letzter® sich radial durch die Achse der Welle 25 erstrecken. Die druckerz®ug&nü® Fläche 400b* ist so geneigt, daß sie die Tiefe der Ausnehmung im Uhrzeigersinn in den Figuren 21 und 23 allmählich verringert.

Die Ausnehmungen 400a, 400c und ihre druekers©ugend©a Flächen 400a¹, 400c¹ sind im wesentlichen identisch ausgebildet wie die vorstehend beschrieben® Ausnehmung 400b und ihre druckerzeugende Fläche 400b'. Um jedoch eine glatte Einführung des Kraftstoffes in die Ausnehmungen 400a und 400c zu ermöglichen, sind der radial innere Rand 40Oa₂ der Ausnehmung 400a und der radial äußere Rand 400c. der Ausnehmung 400c jeweils zur Kammer 44 und zum Pumpenkanal 46 hin geöffnet. Di® sich quer durch die Ausnehmungen 400a, 400b und 400c erstreckenden dünnen Linien sind Linien gleicher Tiefe«

Bei dieser vierten Ausführungsform wird auch, der zweit® Spalt durch die druckerzeugenden Flächen 400a' bis 40Oe' in Strömungsrichtung des eingeführten Kraftstoffes allmählich verengt*, so daß durch den vorstehend erläut@rt©n Keileffekt axiale Druckkräfte auf das Laufrad ausgeübt werden. Da sich ferner die Ausnehmungen 400a und 400c in Umfangsrichtung mit einer relativ großen radialen Breite erstrecken, wird diese Keilwirkung niemale beeinträchtigt, und zwar auch dann nicht, wenn sich der Strömungszustand im zweiten Spalt W₂ ändert.

Bei den vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen wird die druckerzeugende Fläche durch die Bodenfläch· einer jeden Ausnehmung gebildet, die in der Innenfläche des Pumpengehäuses vorhanden ist. Dies muß jedoch nicht unbedingt der Fall sein. Bie druckerzeugende Fläche kann auch durch die Deckflache einer Rippe gebildet werden, die auf der Innenfläche des Pumpengehäuses ausgebildet ist.

In den Figuren 25 bis 29 ist eine fünfte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der Rippen 500a und 500b und Rippen 500c bis 50Of auf der Innenfläche 19 des Pumpengehäuses ausgebildet sind. Die Rippen 500a und 500b sind so geformt, daß ihre Höhe über ihre Länge von dem der Kammer 44 gegenüberliegenden Abschnitt aus allmählich abnimmt, während die Rippen 500c bis 50Of so geformt sind, daß ihre Höhen von dem dem Pumpenkanal 46 gegenüberliegenden Abschnitt allmählich zunehmen. Sie Deckflächen der Rippen bilden die druckerzeugenden Flächen 500a¹ bis 50Of. Wie bei der vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsform sind die druckerzeugenden Flächen 500a* bis 50Of so geneigt, daß sie den zweiten Spalt w_g (sh. Figur 1) in Strömungsrichtung des in den zweiten Spalt eingeführten Kraft- stoffes allmählich verengen. Die druckerzeugenden Flächen 500a¹ und 500b¹ gehen in die Wandfläche der Kammer 44 an Stellen über, an denen die Rippen 500a und 500b ihre minimale Höhe aufweisen. Demgegenüber gehen die druckerzeugenden Flächen 500c¹ bis 50Of in die Wandfläche des Pumpenkanals 46 an Stellen über, an denen die Rücken 500c bis 50Of ihre minimale Höhe aufweisen. Die in Figur 25 auf den Rippen 500a bis 50Of eingezeichneten Linien sind Linien gleicher Höhe.

Bei der ersten und zweiten Ausführungsform sind die druckerzeugenden Flächen linear geneigt. Wie man den Figuren

19 und 23 entnehmen kann, sind auch die druckerzeugenden Flächen der dritten und vierten Aucftihrungsform linear geneigt. Es ist jedoch möglich, die druckerzeugenden Flächen so auszubilden, daß sie konvex oder konkav ganeigte Flächen, wie durch (a) und (b) in Figur 3OA gezeigt ist, oder eine abgestufte Fläche aufweisen, die durch (c) in Figur 30B dargestellt ist. Gleiches trifft auch auf die fünfte Aueführungsform zu.

Es ist ferner möglich, den Keileffekt unter Verringerung des Lecks des Pumpenkanales durch Ausbildung der konvexen oder konkaven Formen in Umfangsrichtung zu erzeugen, so daß die druckerzeugenden Flächen labyrinthförmig angeordnet sind.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen Kraftstoffpumpe werden somit Schwankungen im Auslaßdruck eliminiert, und der Geräuschpegel wird abgesenkt, während gleichzeitig ein hoher Auslaßdruck erzielt wird, der von Motoren mit Kraftstoffeinspritzung benötigt wird. Dies ist auf die Verwendung einer Regenerativpumpe im Pumpenabschnitt zurückzuführen. Da ferner druckerzeugende Flächen auf der ersten und zweiten Innenfläche des Pumpengehäuses ausgebildet sind, die den ersten und zweiten Spalt in Strömungsrichtung dea Kraftstoffes verengen, werden aufgrund des dadurch erzeugten Keileffektes axiale Druckkräfte auf das laufrad aufgebracht, so daß dieses immer im wesentlichen in der Mitte zwischen der ersten und zweiten Innenfläche gehalten wird. Das Laufrad wird im wesentlichen in diese Mittellage zurückgedrückt, wenn es sich in Richtung auf eine dieser Innenflächen bewegt. Hieraus folgt, daß der Geräuschpegel durch gelegentlichen Kontakt zwischen dem Laufrad und der Innenfläche des Pumpengehäuses abgesenkt wird, wobei dadurch Beeinträchtigungen der Haltbarkeit und des Betriebsverhaltens der Pumpe vermieden werden. Wenn das Laufrad in einer Lage arbeitet, die gegenüber dem

Mittelpunkt verschoben ist, d.h. wenn das Laufrad in Richtung auf eine der Innenflächen des Pumpengehäuseβ bewegt worden ist, wird das Betriebsverhalten der Pumpe nachteilig beeinflußt, und zwar auch dann, wenn das Laufrad mit der Innenfläche nicht in mechanischen Kontakt tritt. Durch Abweichung der Lage des Laufrades vom Mittelpunkt wird beispielsweise eine Reduzierung des Pumpenwirkungsgrades um etwa 3 bis 5 $ bewirkt. Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpe sind diese Probleme nicht vorhanden. Die Pumpe besitzt immer gute Betriebseigenschaften, da bei Abweichen des Laufrades ύοπ der mittleren Lage dieses automatisch und sofort in die Mittellage zurückgedrückt wird, wie dies vorstehend beschrieben wurde.

Erfindungsgemäß wird somit eine elektrische Kraftstoffpumpe zur Förderung von flüssigem Kraftstoff aus einem Tank zu einem Motor beschrieben. Die Pumpe besitzt einen Regenerativpumpenabschnitt und einen Elektro motorabschnitt zum Antreiben des Regenerativpumpen- abschnittes. Der Regenerativpumpenabschnitt umfaßt ein Pumpengehäuse mit einer ersten Innenfläche und einer zweiten Innenfläche, die sich axial mit Abstand gegenüberliegen und dazwischen eine Pumpenkammer bilden, eine Welle, die durch den Elektromotorabschnitt in Drehungen versetzt werden kann, und ein in der Pumpenkammer angeordnetes Laufrad, das auf der Welle zusammen mit dieser drehbar, jedoch axial beweglich dazu montiert ist. Das Laufrad weist eine axiale Endfläche auf, die der ersten Innenfläche unter Bildung eines ersten Spaltes gegenüberliegt, sowie eine andere axiale Endfläche, die der zweiten Innenfläche des Pumpengehäuses unter Bildung eines zweiten Spaltes gegenüberliegt. Die erste Innenfläche und die zweite Innenfläche des Pumpenτ gehäuses sind mit Axialdruck-erzeugenden Flächen versehen.

Claims

Ten-rise: — Rii υ ι i"».ik" —i If.,.:.-_"- .- Patentanwälte und
EDTKE - DU HUNG: -JVlNNE.--. Vertreter beim EPA
Vertreter beim EPA
Dipl.-Ing. H.Tiedtke Dipi.-Chem. G. Bühling
Gi-* λ Dipl.-Ing. H.Tiedtke
RUPE - rELLMANN - CIRAMS
« r - Dipl.-Ing. R. Kinne
^ ^D Dipl.-Ing. R Grupe
Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K. Grams
Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2
Tel.: 089-539653
Telex: 5-24845 tipat
cable: Germaniapatent München
14. Juli 1982

DE 2298/case A6805-02 DENSO Pat entansprüche

Elektrische Kraftstoffpumpe mit einem Regenerativ~ pumpenabschnitt und einem Elektromotorabschnitt zum Antreiben des Regenerativpumpenabschnittes, dadurch gekennzeichnet, daß der Regenerativpumpenabschnitt umfaßt: ein Pumpengehäuse (10) mit einer ersten Innenfläche (17) und einer zweiten Innenfläche (19)»die einander mit Abstand gegenüberliegen und dazwischen eine Pumpenkammer bilden, und ein Laufrad (32), das in der Pumpenkammer angeordnet und auf einer Rotorwelle (25) montiert ist, so daß es sieht zusammen mit der Rotorwelle drehen kann, jedoch relativ zu dieser axial beweglich ist, wobei das Laufrad eine axiale Endfläche (38) aufweist, die der ersten Innenfläche (17) des Pumpengehäuses unter Bildung eines ersten Spaltes (b,) gegenüberliegt, und eine andere axiale Endfläche (39)> die der zweiten Innenfläche (19) des Pumpengehäuses unter Bildung eines zweiten Spaltes (w₂) gegenüberliegt, wobei die erste Innenfläche und die zweite Innenfläche des Pumpengehäuses mit Flächen (100a'-50Of') zur Erzeugung einer axialen Druckkraft versehen und so geformt sind, daß sie den ersten Spalt (W₁) und den zweiten Spalt (wp) in Strömungsrichtung des in die Spalte eingeführten Kraftstoffes allmählich verengen, um dadurch die Möglichkeit einer Berührung zwischen dem Laufrad und der ersten Innenfläche sowie der zweiten Innenfläche des Pumpengehäuses während des Betriebes des Laufrades zu verringern.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ^₁

die druckerzeugenden Flächen (1QOa'-40Qc') durch die Bodenfläche von mindestens einer Ausnehmung (iOQa-4©ö©) gebildet werden, die in der ersten Innenflache (17) und der zweiten Innenfläche (19) des Pumpengehluses auegebildet und so geformt eind, da® sie die Tiefe des ersten Spaltes (W₁) und des zweiten Spaltes (w₂) in Strömungsrichtung des in die Spalt® eingeführten Kraftstoffes allmählich verringern. 10

3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennsäeietatts, dal die druckerzeugende Fläche (SOOa'-SOOf·) durch die Beckfläche von mindestens einer Rippe (5QOa-5OOf) gebildet wird, die auf der ernten und «weiten Imaenfläche (17» 19) des Pumpengehäuses ausgebildet und so geformt sind, daß ihre Hdke in Strömungsrichtung des in die Spalte eingeführten Kraftstoffes allmählich abnimmt.

4· Pumpe nach Anspruch 2₉ dadurch

die erste Innenfläche (17) und dlQ Efjeit© (19) des PumpengeMusee jeweils oiae fioisak! Ausnehmungen (i00a-400c) aufweistn«

5* Pumpe nach Anspruch 3, dadurch

die erste Innenfläche (17) und di@ zweite IimeafIiIeJaG (19) des Pumpengehäuses jβwelle elü® ¥1©Isafe! Rippen (5OOa-5OOf) aufweisen«,

6. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch

die Vielzahl der in der ersten und zweiten des Pumpengehäuses ausgebildeten eine Ausnehmung umfaßt, die sieh an ihrem inn® rat ©ία Abschnitt zum Pumpenkanal Mn &f£n®t_t der den Aui@n« umfang des Laufrades umgibt, und mindestens ©in© Ausnehmung, die sich an ihrem innersten Abschnitt

einem Abschnitt der Pumpenkammer, der die Rotorwelle umgibt, hin öffnet.

7. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der in der ersten Innenfläche (17) und der zweiten Innenfläche (19) des Pumpengehäusee ausgebildeten Ausnehmungen (400a-400c) in der Ebene der Innenfläche einen radial äußeren Rand (40Ob₁) aufweist, der bogenförmig benachbart zu einem Pumpenkanal (6) angeordnet ist, der das Laufrad (32) umgibt, einen radial inneren Rand (400b₂)» der bogenförmig benachbart zu dem Abschnitt der Pumpenkammer (44) angeordnet ist, der die Rotorwelle umgibt, und zwei radiale Ränder (400b-^, 40Ob^), die beide Enden des radial inneren Randes und des radial äußeren Randes miteinander verbinden, wobei jede Ausnehmung se ausgebildet ist, daß ihre Tiefe in Rotationsrichtung des Laufrades allmählich abnimmt.

8. Pumpe nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der in der ersten und zweiten Innenfläche des Pumpengehäuses ausgebildeten Ausnehmungen mindestens eine Ausnehmung umfaßt, die sich an ihrem radial äußeren Rand zum Pumpenkanal hin öffnet, und eine Ausnehmung, die sich an ihrem radial inneren Rand zum Abschnitt der Pumpenkammer hin öffnet.

9. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Innenfläche (17) und die zweite Innenfläche (19) des Pumpengehäuses jeweils eine einzige Ausnehmung (30Oe) aufweisen und daß die von der Bodenfläche einer jeden Ausnehmung gebildete druckerzeugende Fläche (30Oe') eine ziemliche Breite besitzt und sich in Strömungsrichtung des in jeden Spalt einge führten Kraftstoffes über eine beträchtliche Länge erstreckt.

10. Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Laufrad (32) des Regenerativpumpenabschnittes (15) um ein geschlossenes Flügelrad handelt.