DE3327922C2

DE3327922C2 - Kraftstofförderaggregat

Info

Publication number: DE3327922C2
Application number: DE3327922A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Bassler; Ulrich Dipl Ing Kemmner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-08-03
Filing date: 1983-08-03
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2003-08-04
Also published as: US4938659A; DE3327922A1; JPS6047894A; EP0133497A3; EP0133497A2; DE3484783D1; EP0133497B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Kraftstofförderaggregat nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Kraftstofförderaggregat bekannt, das als Peripheralpumpe nach dem Westco-Prinzip arbeitet (DE-OS 32 09 763), bei dem eine Optimierung dadurch erzielt werden soll, daß der Durchmesser des Laufrades ungefähr 20 bis 65 mm und ein charakteristisches geometrisches Merkmal R_m = S/L der Pumpe innerhalb eines Bereiches von ungefähr 0,4 bis 2 mm liegt, mit S als der zwischen der Förderkanalwandung und dem Laufradumfang eingeschlossenen Querschnittsfläche und L als der Umfangslänge des in den Förderkanal einge tauchten Querschnittes des Laufrades. Das Merkmal R_m läßt jedoch für die Gestaltung des Förderkanales und des Lauf rades noch einen sehr großen Spielraum. So kann z. B. das Laufrad 1 entsprechend der Fig. 1 sehr breit mit gerin ger radialer Schaufelerstreckung, als auch entsprechend Fig. 2 sehr schmal mit großer Eintauchtiefe in den Förder kanal 2 ausgebildet sein. Der Förderkanal 2 und das Lauf rad 1 werden dabei von einem Pumpengehäuse 3 umschlossen.

Dabei erstreckt sich die Umfangslänge des in den Förder kanal 2 eintauchenden Querschnittes des Laufrades 1 von dem Punkt 5 über den Punkt 6 und 7 zum Punkt 8 am Lauf rad 1. Die Querschnittsfläche S wird einerseits durch die Punkte 10, 11, 12, 13 des Förderkanals 2 im Pumpengehäuse 3 und andererseits durch die Punkte 5, 6, 7 und 8 am Lauf rad 1 begrenzt. In den Fig. 1 und 2 beträgt unter Be rücksichtigung des Maßstabes M 10 : 1 die Umfangslänge L ca. 8,5 mm und die Querschnittsfläche S ca. 10,2 mm². Da raus ergibt sich jeweils das gleiche charakteristische geometrische Merkmal R_m = 1,2 mm. Abweichend von den je weils mit ausgezogenen Linien dargestellten Förderkanälen 2 in den Fig. 1 und 2 können jeweils die Förderkanäle wie gestrichelt mit 15 oder strichpunktiert mit 16 darge stellt ist in beliebiger Weise ausgebildet werden, unter Einhaltung der geforderten Größe von R_m innerhalb eines Bereiches von ungefähr 0,4 bis 2 mm. Dabei ergeben sich auch Ausgestaltungen der Pumpe, die keine optimalen Pum penwirkungen mehr mit sich bringen. Eine Ausgestaltung der Pumpe allein unter Berücksichtigung dieses ersten charak teristischen geometrischen Merkmales R_m reicht somit nicht aus, um eine optimal arbeitende Pumpe zu konstruieren.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kraftstofförderaggregat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demge genüber den Vorteil, zur Erzielung eines optimalen Pum penwirkungsgrades eine eindeutige definierte Abgrenzung der Pumpenabmessungen aufzuzeigen. Durch die in dem Un teranspruch aufgeführte Maßnahme werden besonders heraus ragende hydraulische Werte erzielt.

Zeichnung

Die Fig. 1 und 2 zeigen im Maßstab M 10 : 1 Ausbildun gen eines Laufrades und eines Förderkanales entsprechend einem durch die DE-OS 32 09 763 gekennzeichneten Stand der Technik.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 3 im Maßstab M 10 : 1 dargestellt, die in Teilansicht ein sich in einen Förderkanal erstreckendes Laufrad darstellt, entsprechend einem Schnitt III-III in Fig. 4. Fig. 4 zeigt in geändertem Maßstab eine Draufsicht auf ein Lauf rad in einem Förderkanal des Pumpengehäuses.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Da die Wirkungsweise einer nach dem Peripheralprinzip bzw. Westco-Prinzip arbeitenden Pumpe zur Förderung von Kraftstoff in einer Kraftstoffversorgungsanlage für Brenn kraftmaschinen prinzipiell beispielsweise durch die DE-OS 32 09 763 bekannt ist, wird hier auf eine weitergehende Beschreibung verzichtet und ausdrücklich auf einen der artigen Stand der Technik verwiesen. Das in Fig. 4 in Draufsicht und in Fig. 3 im Schnitt dargestellte Ausfüh rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Peripheralpumpe be sitzt an dem in bekannter Weise durch einen Elektromotor angetriebenen Laufrad 1 im Außenumfangsbereich sich bei derseits in gleichmäßigem Abstand voneinander vorgesehene Schaufeln 20, die zwischen sich Schaufelnuten 21 ein schließen. Wie bereits zu den Fig. 1 und 2 ausgeführt wurde, erstreckt sich das Laufrad 1 in den Förderkanal 2 des Pumpengehäuses 3 mit einer Umfangslänge L entlang der Punkte 5, 6, 7, 8 von 8,5 mm unter Berücksichtigung des Maßstabes M 10 : 1. Die zwischen der Förderkanalwandung und dem Laufradumfang eingeschlossene Querschnittsfläche S zwischen den Punkten 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13 beträgt 10,2 mm² unter Berücksichtigung des Maßstabes M 10 : 1. Daraus ergibt sich für das Ausführungsbeispiel der Erfin dung nach Fig. 3 ein erstes charakteristisches geometri sches Merkmal R_m = S/L von 1,2 mm, wie es auch für die Darstellungen in den Fig. 1 und 2 gilt.

Erfindungsgemäß soll nun eine Pumpe nach dem Ausführungs beispiel in Fig. 3 dadurch optimiert werden und besonders günstige hydraulische Kennwerte erzielen, daß ein zwei tes charakteristisches geometrisches Merkmal R_s = B/E und ein drittes charakteristisches, geometrisches Merkmal R_a =A₂/A₁ der Pumpe innerhalb eines Bereiches von unge fähr 0,5 bis 1,5 liegen. Dabei ist mit B die axiale Breite des Laufrades 1 und mit E die radiale Höhe der Schaufeln 20 bzw. die Eintauchtiefe des Laufrades 1 in den Förderkanal 2 bezeichnet. A₁ stellt die Summe der bei den sich seitlich des Laufrades 1 erstreckenden Teilflä chen der Querschnittsfläche S dar, die sich jeweils aus dem Produkt aus der radialen Schaufelhöhe E und dem axia len Abstand t₁ zwischen dem Laufrad 1 und der axialen Förderkanalwandung 22 ergeben. A₂ ist die restliche Teilfläche der Querschnittsfläche S, die sich aus dem Produkt des radialen Abstandes t₂ zwischen dem Laufrad umfang 23 und der radialen Förderkanalwandung 24 und der Summe der Breite B des Laufrades 1 und des zweifachen axialen Abstandes t₁ ergibt. Dadurch werden die jewei ligen Anteile der Umlaufströmung mit Impulsaustausch in den Seitenkanälen 21 sowie der Schleppströmung im För derkanal 2 in ein bestimmtes günstiges Verhältnis zu einander gesetzt, da bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades die Verteilung der Querschnittsfläche S um das Laufrad 1 zu unterschiedlichen Durchflußmengen bzw. zu einem unterschiedlichen Druckaufbau führt. Be sonders gute hydraulische Werte ergeben sich, wenn der axiale Abstand t₁ und der radiale Abstand t₂ ungefähr gleich groß sind, also sich die Querschnittsfläche S annähernd gleichmäßig um das Laufrad 1 verteilt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ergibt sich ein zweites charakteristisches geometrisches Merkmal R_s zu 1,4 und ein drittes charakteristisches geometrisches Merkmal R_a zu 1,1. Dabei liegen unter Berücksichtigung des Maßstabes M 10 : 1 die Werte B = 3,5 mm, E = 2,5 mm und t₁ = t₂ = 1 mm der Ausbildung nach Fig. 3 zugrunde. Ändert man den Förderkanal entsprechend der gestrichelten und mit 26 bezeichneten Darstellung, so ergibt sich ein drittes charakteristisches geometrisches Merkmal R_a von 0,5. Die Erfindung erlaubt eine eindeutige definierte Abgrenzung der Pumpenabmessungen einer Peripheralpumpe nach dem Westco-Prinzip für optimale Wirkungsgrade.

Im Gegensatz hierzu ergeben sich für den Förderkanal 2 nach der Pumpe entsprechend Fig. 1 ein Wert R_s zu 4,8 (mit B = 6 mm und E = 1,25 mm) und ein Wert R_a zu 3,2 (mit t₁ = t₂ = 1 mm) und bei einer Pumpe nach Fig. 2 ein Wert R_s zu 0,27 (mit B = 1 mm und E = 3,75 mm) und ein Wert R_a zu 0,36 (mit t₁ = 1 mm und t₂ = 0,9 mm), also Werte, die zu ungünstigen hydraulischen Kennwerten führen.

Claims

1. Kraftstofförderaggregat mit einem Antriebsteil und einem von diesem angetriebenen Pumpenteil, das nach dem Peripheralprinzip (Westco-Prinzip) arbeitend in einem Pumpengehäuse drehbar gelagert ein Laufrad auf weist, dessen Außenumfangsbereich sich mit beiderseits in gleichmäßigem Abstand voneinander vorgesehenen Schaufeln unter Bildung von Schaufelnuten in einen Förderkanal des Pumpengehäuses erstreckt, wobei ein erstes charakteristisches geometrisches Merkmal R_m = S/L der Pumpe innerhalb eines Bereiches von ungefähr 0,4 bis 2 mm liegt, mit S als der zwischen der Förder kanalwandung und dem Laufradumfang eingeschlossenen Querschnittsfläche und L als der Umfangslänge des in den Förderkanal eingetauchten Querschnittes des Lauf rades, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites charak teristisches geometrisches Merkmal R_s = B/E und ein drittes charakteristisches geometrisches Merkmal R_a = A₂/A₁ der Pumpe innerhalb eines Bereiches von ungefähr 0,5 bis 1,5 liegen, mit B als der axialen Breite des Laufrades (1), mit E als der radialen Schaufelhöhe bzw. der Eintauchtiefe des Laufrades (1) in den Förderkanal (2, 26), mit A₁ als der Summe der beiden sich seitlich des Laufrades (1) erstreckenden Teilflächen der Quer schnittsfläche S, die sich jeweils aus dem Produkt aus der radialen Schaufelhöhe E und dem axialen Abstand t₁ zwischen Laufrad (1) und axialer Förder kanalwandung (22) ergeben und mit A₂ als der rest lichen Teilfläche der Querschnittsfläche S, die sich aus dem Produkt des radialen Abstandes t₂ zwischen dem Laufradumfang (23) und der radialen Förderkanalwandung (24) und der Summe der Breite B des Laufrades (1) und des zweifachen axialen Abstandes t₁ ergibt.

2. Kraftstofförderaggregat nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der axiale Abstand t₁ zwischen Lauf rad (1) und axialer Förderkanalwandung (22) und der radiale Abstand t₂ zwischen dem Laufradumfang (23) und der radialen Förderkanalwandung (24) annähernd gleich groß sind.