EP1183471B1 - Förderpumpe - Google Patents

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EP1183471B1
EP1183471B1 EP01917020A EP01917020A EP1183471B1 EP 1183471 B1 EP1183471 B1 EP 1183471B1 EP 01917020 A EP01917020 A EP 01917020A EP 01917020 A EP01917020 A EP 01917020A EP 1183471 B1 EP1183471 B1 EP 1183471B1
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EP
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feed pump
rings
another
pump according
angular distances
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Peter Marx
Hans-Dieter Wilhelm
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Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/188—Rotors specially for regenerative pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
    • F04D5/002—Regenerative pumps
    • F04D5/003—Regenerative pumps of multistage type
    • F04D5/005—Regenerative pumps of multistage type the stages being radially offset

Definitions

  • the invention relates to a feed pump with at least one driven, impeller rotating in a pump housing, with several at least one end face of the impeller arranged rings of Vane chambers, with the wreaths of the vane chambers in the wall of the pump housing arranged opposite delivery channels and with the blade chambers delimiting tangentially to the impeller Vanes.
  • Such delivery pumps are used to deliver fuel from a Fuel tanks are widely used in today's motor vehicles known from practice.
  • the delivery pump known from practice has on a common impeller two concentrically enclosing each other Wreaths from vane chambers.
  • the fuel arrives at one Rotation of the impeller via an inlet channel first in the radial inner conveyor channel and then into the radially outer conveyor channel.
  • the pump has two pump stages.
  • a feed pump with two impellers is also included a wreath of shovel chambers. These wheels each form a pump stage of the feed pump.
  • a disadvantage of the known feed pumps is that they have very large noise emissions produce. The noise emissions add up an annoying whistle.
  • the invention is based on the problem of a feed pump of the beginning mentioned type in such a way that it is a particularly little distracting Noise emission generated.
  • Randomly generated overlays by varying the angular distances of noise emissions from two rings of the guide vanes according to another advantageous development of the invention avoid if the number of vanes of different wreaths varied.
  • the feed pump according to the invention has low disturbing noise emissions a particularly high efficiency if the number the guide vanes of two concentrically enclosing rings in the radially inner rim is smaller than in the radially outer rim.
  • the a delivery channel to one arranged inside the fuel tank Guide the suction jet pump while the other delivery channel connects with a leading to an internal combustion engine of the motor vehicle Flow line is provided.
  • the one delivery channel for suction directly from the fuel tank and the other Delivery channel can be provided for suction from a swirl pot. This causes the flow of fuel from one ring of guide vanes prevented on another wreath and thus the transfer and Noise amplification within the feed pump avoided.
  • the feed pump according to the invention has particularly low noise emissions at high efficiency when the angular distances of the Guide vanes of two concentrically enclosing rings in the radially outer rim to each other vary in the range from 8 ° to 12 °.
  • Feed pump helps when the angular spacing of the guide vanes two concentrically surrounding wreaths in the inner outer rim to each other vary in the range of 16 ° to 20 °.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a side channel pump trained feed pump.
  • the feed pump has a shaft 1 attached, rotatable between two fixed housing parts 2, 3 Impeller 4 on.
  • the feed pump has two concentrically enclosing ones Delivery chambers 5, 6.
  • the delivery chambers 5, 6 each extend from an inlet channel 7, 8 to an outlet channel 9, 10 and set each in conveying channels arranged in the housing parts 2, 3 11, 12 and arranged in the impeller 4 and of blades 13, 14 delimited vane chambers 15, 16 together.
  • the Vane chambers 15, 16 are each as a depression in one of the end faces arranged. Opposing vane chambers 15, 16 are interconnected.
  • Figure 2 shows a sectional view through the feed pump of Figure 1 along the line II - II a plan view of one of the end faces of the impeller 4. It can be seen that a total of two rings of the blade combs 15, 16 are arranged in the impeller 4. The wreaths of the blade combs 15, 16 surround one another concentrically. Furthermore, the angular distances ⁇ and ⁇ of the moving blades 13, 14 from one another are shown in FIG. The angular distances ⁇ of the guide vanes 13 of the inner ring vary between 16 ° and 20 °. A stochastic distribution of the angular distances ⁇ 1 to ⁇ 20 is given as an example for 20 blades of the radially inner ring of the guide blades 13.
  • angle angular distance angle angular distance angle angular distance angle angular distance ⁇ 1 19 ° ⁇ 9 18 ° ⁇ 17 18 ° ⁇ 2 19 ° ⁇ 10 17 ° ⁇ 18 20 ° ⁇ 3 18 ° ⁇ 11 19 ° ⁇ 19 17 ° ⁇ 4 18 ° ⁇ 12 16 ° ⁇ 20 18 ° ⁇ 5 16 ° ⁇ 13 18 ° ⁇ 21 16 ° ⁇ 6 18 ° ⁇ 14 20 ° ⁇ 22 18 ° ⁇ 7 16 ° ⁇ 15 20 ° ⁇ 23 17 ° ⁇ 8 17 ° ⁇ 16 18 °
  • the radially outer rim has 36 blades 14.
  • the angular distances ⁇ 1 to ⁇ 36 of the blades 14 to one another vary analogously to that for the radially inner rim stochastic distribution in the Range between 8 ° and 12 °.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe mit zumindest einem angetriebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden Laufrad, mit mehreren an zumindest einer Stirnseite des Laufrades angeordneten Kränzen von Schaufelkammern, mit den Kränzen der Schaufelkammem in der Wandung des Pumpengehäuses gegenüberliegend angeordneten Förderkanälen und mit die Schaufelkammem jeweils tangential zum Laufrad begrenzenden Leitschaufeln.
Solche Förderpumpen werden zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Die aus der Praxis bekannte Förderpumpe hat auf einem gemeinsamen Laufrad zwei einander konzentrisch umschließende Kränze von Schaufelkammern. Der Kraftstoff gelangt bei einer Drehung des Laufrades über einen Einlaßkanal zunächst in den radial inneren Förderkanal und anschließend in den radial äußeren Förderkanal. Die Pumpe hat hierdurch zwei Pumpstufen.
Weiterhin ist aus der Praxis eine Förderpumpe mit zwei Laufrädern mit jeweils einem Kranz Schaufelkammem bekannt geworden. Diese Laufräder bilden jeweils eine Pumpstufe der Förderpumpe.
Nachteilig bei den bekannten Förderpumpen ist, daß sie sehr große Geräuschemissionen erzeugen. Die Geräuschemissionen addieren sich zu einem störenden Pfeifton.
Die Druckschrift US-A-4923365 zeigt eine Förderpumpe mit zwei, auf beiden Seiten des Laufrades angeordneten inneren Kränzen von Leitschaufeln und zwei, die inneren Kränze Konzentrisch umschlißende äußere Kränze Leitschaufeln. Dieses Dokument offenbart ausschließlich die Variation der Intervalle der in der Peripherie befindlichen Leitschaufeln und damit der Leitschaufeln der äußeren Kränze. Die Abstände der Leitschaufeln der inneren Kränze variieren nicht.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Förderpumpe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie eine besonders wenig störende Geräuschemission erzeugt.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Winkelabstände der Leitschaufeln untereinander und auf unterschiedlichen Kränzen jeweils nach den Regeln einer stochastischen Verteilung geringfügig variieren.
Durch diese Gestaltung werden die Geräuschemissionen bei jedem der Kränze der Leitschaufeln durch die Variation ihrer Winkelabstände zueinander besonders gering gehalten. Deshalb wird von keinem der Kränze der Leitschaufeln ein Pfeifton erzeugt. Die Variation der Winkelabstände der Leitschaufeln der verschiedenen Kränze verhindert, daß sich deren Geräuschemissionen addieren. Daher erzeugen die Kränze der Leitschaufeln jeweils Geräuschemissionen auf unterschiedlichen Frequenzen. Die Geräuschemissionen der erfindungsgemäßen Förderpumpe sind hierdurch über einen großen Bereich des hörbaren Frequenzspektrums verteilt und werden vom menschlichen Ohr als gleichmäßiges Rauschen wahrgenommen. Hierdurch erzeugt die erfindungsgemäße Förderpumpe besonders wenig störende Geräuschemissionen.
Zur besonders breiten Verteilung der Geräuschemissionen auf dem hörbaren Frequenzspektrum trägt es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die Winkelabstände der Leitschaufeln unterschiedlicher Kränze in verschiedenen Bereichen variieren.
Durch die Variation der Winkelabstände zufällig erzeugte Überlagerungen von Geräuschemissionen zweier Kränze der Leitschaufeln lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die Anzahl der Leitschaufeln unterschiedlicher Kränze variiert.
Die erfindungsgemäße Förderpumpe hat bei geringen störenden Geräuschemissionen einen besonders hohen Wirkungsgrad, wenn die Anzahl der Leitschaufeln zweier einander konzentrisch umschließender Kränze in dem radial inneren Kranz kleiner ist als in dem radial äußerem Kranz.
Geräuschemissionen, die durch eine gegenseitige Beeinflussung der Kränze der Leitschaufeln über den zu fördernden Kraftstoff erzeugt werden, lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die Förderkanäle jeweils zur Verbindung mit einem eigenen Verbraucher vorgesehen sind. Beispielsweise kann der eine Förderkanal zu einer innerhalb des Kraftstoffbehälters angeordneten Saugstrahlpumpe führen, während der andere Förderkanal zur Verbindung mit einer zu einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges führenden Vorlaufleitung vorgesehen ist. Weiterhin kann der eine Förderkanal zur Ansaugung unmittelbar aus dem Kraftstoffbehälter und der andere Förderkanal zur Ansaugung aus einem Schwalltopf vorgesehen sein. Hierdurch wird der Fluß des Kraftstoffs von dem einen Kranz Leitschaufeln auf einen weiteren Kranz unterbunden und damit die Übertragung und Verstärkung der Geräusche innerhalb der Förderpumpe vermieden.
Die erfindungsgemäße Förderpumpe hat besonders geringe Geräuschemissionen bei einem hohen Wirkungsgrad, wenn die Winkelabstände der Leitschaufeln zweier einander konzentrisch umschließender Kränze in dem radial äußeren Kranz zueinander in dem Bereich von 8° bis 12° variieren.
Zur weiteren Verringerung der Geräuschemissionen der erfindungsgemäßen Förderpumpe trägt es bei, wenn die Winkelabstände der Leitschaufeln zweier einander konzentrisch umschließender Kränze in dem inneren äußeren Kranz zueinander in dem Bereich von 16° bis 20° variieren.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
Figur 1
eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Förderpumpe,
Figur 2
eine Schnittdarstellung durch die Förderpumpe aus Figur 1 entlang der Linie II - II.
Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine als Seitenkanalpumpe ausgebildete Förderpumpe. Die Förderpumpe weist ein auf einer Welle 1 befestigtes, sich zwischen zwei feststehenden Gehäuseteilen 2, 3 drehbares Laufrad 4 auf. Die Förderpumpe hat zwei sich konzentrisch umschließende Förderkammern 5, 6. Die Förderkammern 5, 6 erstrecken sich jeweils von einem Einlaßkanal 7, 8 bis zu einem Auslaßkanal 9, 10 und setzen sich jeweils in aus in den Gehäuseteilen 2, 3 angeordneten Förderkanälen 11, 12 und aus in dem Laufrad 4 angeordneten und von Laufschaufeln 13, 14 begrenzten Schaufelkammern 15, 16 zusammen. Die Schaufel kammern 15, 16 sind jeweils als Vertiefung in einer der Stirnseiten angeordnet. Einander gegenüberstehende Schaufelkammem 15, 16 sind untereinander verbunden. Bei einer Drehung des Laufrades 4 entstehen in den Förderkammem 5, 6 von den Einlaßkanälen 7, 8 zu den Auslaßkanälen 9, 10 führende Zirkulationsströmungen.
Figur 2 zeigt in einer Schnittdarstellung durch die Förderpumpe aus Figur 1 entlang der Linie II - II eine Draufsicht auf eine der Stirnseiten des Laufrades 4. Hierbei ist zu erkennen, daß insgesamt zwei Kränze der Schaufelkammem 15. 16 in dem Laufrad 4 angeordnet sind. Die Kränze der Schaufelkammem 15, 16 umschließen sich konzentrisch. Weiterhin sind in Figur 3 die Winkelabstände α und β der Laufschaufeln 13, 14 zueinander dargestellt. Die Winkelabstände α der Leitschaufeln 13 des inneren Kranzes variieren zwischen 16° und 20°. Beispielhaft sind für 20 Laufschaufeln des radial inneren Kranzes der Leitschaufeln 13 eine stochastische Verteilung der Winkelabstände α1 bis α20 angegeben.
Winkel Winkelabstand Winkel Winkelabstand Winkel Winkelabstand
α1 19° α9 18° α17 18°
α2 19° α10 17° α18 20°
α3 18° α11 19° α19 17°
α4 18° α12 16° α20 18°
α5 16° α13 18° α21 16°
α6 18° α14 20° α22 18°
α7 16° α15 20° α23 17°
α8 17° α16 18°
Der radial äußere Kranz weist 36 Laufschaufeln 14 auf. Die Winkelabstände β1 bis β36 der Laufschaufeln 14 zueinander variieren analog der für den radial inneren Kranz angegebenen stochastischen Verteilung im Bereich zwischen 8° und 12°.

Claims (7)

  1. Förderpumpe mit zumindest einem angetriebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden Laufrad, mit mehreren an zumindest einer Stirnseite des Laufrades angeordneten Kränzen von Schaufelkammem, mit den Kränzen der Schaufelkammem in der Wandung des Pumpengehäuses gegenüberliegend angeordneten Förderkanälen und mit die Schaufelkammem jeweils tangential zum Laufrad begrenzenden Laufschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabstände (α, β) der Laufschaufeln (13, 14) untereinander und auf unterschiedlichen Kränzen jeweils nach den Regeln einer stochastischen Verteilung geringfügig variieren.
  2. Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabstände (α, β) der Leitschaufeln (13, 14) unterschiedlicher Kränze in verschiedenen Bereichen variieren.
  3. Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Leitschaufeln (13, 14) unterschiedlicher Kränze variiert.
  4. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Leitschaufeln (13, 14) zweier einander konzentrisch umschließender Kränze in dem radial inneren Kranz kleiner ist als in dem radial äußerem Kranz.
  5. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderkanäle (11, 12) jeweils zur Verbindung mit einem eigenen Verbraucher vorgesehen sind.
  6. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabstände (β) der Leitschaufeln (13, 14) zweier einander konzentrisch umschließender Kränze in dem radial äußeren Kranz zueinander in dem Bereich von 8° bis 12° variieren.
  7. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabstände (α) der Leitschaufeln (13, 14) zweier einander konzentrisch umschließender Kränze in dem inneren äußeren Kranz zueinander in dem Bereich von 16° bis 20° variieren.
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