EP1606516B1 - Kraftstoffpumpe - Google Patents

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EP1606516B1
EP1606516B1 EP04766785A EP04766785A EP1606516B1 EP 1606516 B1 EP1606516 B1 EP 1606516B1 EP 04766785 A EP04766785 A EP 04766785A EP 04766785 A EP04766785 A EP 04766785A EP 1606516 B1 EP1606516 B1 EP 1606516B1
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duct
partially annular
inlet
housing part
outlet
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Continental Automotive GmbH
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    • 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
    • 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
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/048—Arrangements for driving regenerative pumps, i.e. side-channel 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
    • F04D5/007—Details of the inlet or outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/50—Inlet or outlet
    • F05B2250/503—Inlet or outlet of regenerative pumps

Definitions

  • the invention relates to a fuel pump for conveying fuel into a fuel tank of a motor vehicle with a driven, rotating in a housing impeller, arranged at both ends of the impeller wreaths blade chambers bounding vanes, wherein opposing vane chambers are interconnected, with in the region of the vanes arranged in an inlet-side housing part and an outlet-side housing part, part-annular channels which form a conveying chamber with the blade chambers for conveying a liquid from an inlet channel to an outlet channel, wherein one of the partially annular channels with the inlet channel and the other, the opposite partial annular channel with the outlet channel connected is.
  • a fuel pump according to the preamble of claim 1 is known from DE-A-4427874 ,
  • Such fuel pumps are known as peripheral or side channel pumps and are commonly used in fuel tanks of today's motor vehicles.
  • the part-annular channels extend over an angular range of about 300 to 330 °.
  • the invention is based on the problem to design a fuel pump of the type mentioned so that it has the highest possible efficiency.
  • the liquid to be conveyed can be continuously transferred from the partially annular channel in the inlet side housing part to the partially annular channel in the outlet side housing part.
  • This also makes it possible to produce a uniform increase in pressure to the outlet channel in the two part-annular housing parts.
  • the opposing blade chambers are therefore flowed through evenly during their movement from the inlet channel to the outlet channel. Therefore, it is avoided that the flow velocity, as in the known fuel pump, the greater the overflow from the one vane chamber into the opposing vane chambers, the more these vane chambers approach the exhaust duct.
  • the fuel pump according to the invention therefore has a particularly high efficiency.
  • the cross-section of the partially annular channel in the inlet-side housing part is greater than the cross-section of the partially annular Channel in the outlet-side housing part.
  • FIG. 1 shows a provided for arrangement in a fuel tank of a motor vehicle fuel delivery unit with a housing 1 and a driven by an electric motor 2, designed as a side channel pump fuel pump 3.
  • the fuel pump 3 has an arranged between an inlet-side housing part 4 and an outlet-side housing part 5 impeller on.
  • an inlet channel 7 and in the outlet-side housing part 5, an outlet channel 8 is arranged.
  • the impeller 6 is mounted on a shaft 9 of the electric motor 2.
  • the housing parts 4, 5 each have a partially annular channel 12, 13.
  • the partially annular channels 12, 31 form with the Bucket chambers 10 a guided from the inlet channel 7 through the impeller 6 to the outlet channel 8 delivery chamber 14.
  • the inlet channel 7 and the outlet channel 8 are shown rotated in the plane of drawing for simplicity.
  • the delivery chamber 14 extends over an angular range of about 300 to 330 °.
  • the guide vanes 11 in the delivery chamber 14 generate a circulation flow running transversely to the direction of movement of the guide vanes 11.
  • the delivered fuel flows from the inlet-side housing part 4 to the outlet-side housing part 5 through the interconnected blade chambers 10.
  • FIG. 2 shows in a tangential section through the fuel pump FIG. 1 in the region of the delivery chamber 14, that the partially annular channel 12 arranged in the inlet-side housing part 4 decreases, starting from the inlet channel 7, as seen in the direction of flow. Furthermore, the partially annular channel 13 arranged in the outlet-side housing part 5 increases in the direction of flow toward the outlet channel 8.
  • the flows of the fuel and the direction of movement of the rotor 6 are indicated by arrows in the drawing.
  • the enlargement and reduction extend almost over the entire length of the part-annular channels 12, 13 and each have almost a wedge shape.
  • the enlargement and reduction of the part-annular channels 12, 13 takes place by the same amount, so that the delivery chamber 14 over the entire region of the part-annular channels 12, 13 has substantially the same cross-section.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraftstoff in einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges mit einem angetriebenen, sich in einem Gehäuse drehenden Laufrad, mit an beiden Stirnseiten des Laufrades angeordneten Kränzen Schaufelkammern begrenzenden Leitschaufeln, wobei einander gegenüberstehende Schaufelkammern miteinander verbunden sind, mit im Bereich der Leitschaufeln in einem einlassseitigen Gehäuseteil und einem auslassseitigen Gehäuseteil angeordneten, teilringförmigen Kanälen, welche mit den Schaufelkammern zum Fördern einer Flüssigkeit von einem Einlasskanal zu einem Auslasskanal eine Förderkammer bilden, wobei einer der teilringförmigen Kanäle mit dem Einlasskanal und der andere, der gegenüberliegende teilringförmige Kanal mit dem Auslasskanal verbunden ist. Eine Kraftstoffpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist bekannt aus DE-A-4427874 .
  • Solche Kraftstoffpumpen sind als Peripheral- oder Seitenkanalpumpen bekannt und werden in Kraftstoffbehältern heutiger Kraftfahrzeuge häufig eingesetzt. Die teilringförmigen Kanäle erstrecken sich über einen Winkelbereich von etwa 300 bis 330°.
  • Nachteilig bei den bekannten Kraftstoffpumpen ist, dass beim Überströmen der geförderten Flüssigkeit im Bereich der Schaufelkammern Verwirbelungen entstehen. Diese Verwirbelungen führen zu einem geringen Wirkungsgrad der Kraftstoffpumpe und insbesondere bei der Förderung von heißem Kraftstoff zu einem Ausgasen des Kraftstoffs. Das Ausgasen führt zu einer weiteren Verringerung des Wirkungsgrades der Kraftstoffpumpe.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftstoffpumpe der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass sie einen möglichst hohen Wirkungsgrad aufweist.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sich der teilringförmige Kanal im einlassseitigen Gehäuseteil von dem Einlasskanal ausgehend kontinuierlich verkleinert und/oder der teilringförmige Kanal im auslassseitigen Gehäuseteil zu dem Auslasskanal hin kontinuierlich vergrößert und dass sich die kontinuierliche Verkleinerung oder Vergrößerung über zumindest 80 % der Länge des entsprechenden teilringförmigen Kanals erstreckt.
  • Durch diese Gestaltung lässt sich die zu fördernde Flüssigkeit kontinuierlich von dem teilringförmigen Kanal im einlassseitigen Gehäuseteil zu dem teilringförmigen Kanal im auslassseitigen Gehäuseteil überführen. Dies ermöglicht es zudem, in den beiden teilringförmigen Gehäuseteilen einen gleichmäßigen Druckanstieg zu dem Auslasskanal hin zu erzeugen. Die einander gegenüberstehenden Schaufelkammern werden daher bei ihrer Bewegung von dem Einlasskanal zu dem Auslasskanal gleichmäßig durchströmt. Daher wird vermieden, dass die Strömungsgeschwindigkeit, wie bei der bekannten Kraftstoffpumpe, beim Überströmen von der einen Schaufelkammer in die gegenüberstehenden Schaufelkammern umso größer ist, je stärker sich diese Schaufelkammern dem Auslasskanal nähern. Die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe weist daher einen besonders hohen Wirkungsgrad auf.
  • Abrupte Strömungsänderungen in der Förderkammer führen insbesondere bei zu förderndem Kraftstoff mit hoher Temperatur zu dessen Ausgasen. Solche abrupten Strömungsänderungen lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die Verkleinerung oder Vergrößerung kontinuierlich über den vorgesehenen Bereich der Länge des teilringförmigen Kanals erfolgt.
  • Die Verkleinerung oder Vergrößerung der teilringförmigen Kanäle gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn zumindest einer der teilringförmigen Kanäle in einem Schnitt längs der Förderkammer keilförmig gestaltet ist.
  • Zur weiteren Verringerung von Druckschwankungen in der Förderkammer trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die Förderkammer an jeder Stelle im Wesentlichen denselben Querschnitt aufweist, wobei nahe des Einlasskanals der Querschnitt des teilringförmigen Kanals im einlassseitigen Gehäuseteil größer ist als der Querschnitt des teilringförmigen Kanals im auslassseitigem Gehäuseteil.
  • 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 Kraftstoff-Fördereinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe,
    Figur 2
    eine tangentiale Schnittdarstellung durch die Kraftstoffpumpe im Bereich einer Förderkammer.
  • Figur 1 zeigt eine zur Anordnung in einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges vorgesehene Kraftstoff-Fördereinheit mit einem Gehäuse 1 und mit einer von einem Elektromotor 2 angetriebenen, als Seitenkanalpumpe ausgebildeten Kraftstoffpumpe 3. Die Kraftstoffpumpe 3 weist ein zwischen einem einlassseitigen Gehäuseteil 4 und einem auslassseitigen Gehäuseteil 5 angeordnetes Laufrad 6 auf. In dem einlassseitigen Gehäuseteil 4 ist ein Einlasskanal 7 und in dem auslassseitigem Gehäuseteil 5 ein Auslasskanal 8 angeordnet. Das Laufrad 6 ist auf einer Welle 9 des Elektromotors 2 befestigt. Die Kraftstoffpumpe 3 hat auf beiden Stirnseiten des Laufrades 6 einander gegenüberstehende Kränze Schaufelkammern 10 begrenzende Leitschaufeln 11. Im Bereich der Schaufelkammern 10 haben die Gehäuseteile 4, 5 jeweils einen teilringförmigen Kanal 12, 13. Die teilringförmigen Kanäle 12, 31 bilden mit den Schaufelkammern 10 eine von dem Einlasskanal 7 durch das Laufrad 6 zu dem Auslasskanal 8 geführte Förderkammer 14. Der Einlasskanal 7 und der Auslasskanal 8 sind zur Vereinfachung in die Zeichenebene gedreht dargestellt. In der Regel erstreckt sich die Förderkammer 14 über einen Winkelbereich von etwa 300 bis 330°. Bei einer Drehung des Laufrades 6 erzeugen die Leitschaufeln 11 in der Förderkammer 14 eine quer zu der Bewegungsrichtung der Leitschaufeln 11 verlaufende Zirkulationsströmung. Der geförderte Kraftstoff strömt dabei von dem einlassseitigen Gehäuseteil 4 zu dem auslassseitigen Gehäuseteil 5 durch die miteinander verbundenen Schaufelkammern 10 über.
  • Figur 2 zeigt in einem tangentialen Schnitt durch die Kraftstoffpumpe aus Figur 1 im Bereich der Förderkammer 14, dass der im einlassseitigen Gehäuseteil 4 angeordnete teilringförmige Kanal 12 sich von dem Einlasskanal 7 ausgehend, in Strömungsrichtung gesehen verkleinert. Weiterhin vergrößert sich der in dem auslassseitigen Gehäuseteil 5 angeordnete teilringförmige Kanal 13 in Strömungsrichtung gesehen zu dem Auslasskanal 8. Zur Verdeutlichung sind in der Zeichnung die Strömungen des Kraftstoffs und die Bewegungsrichtung des Laufrades 6 mit Pfeilen gekennzeichnet. Die Vergrößerung und Verkleinerung erstrecken sich nahezu über die gesamte Länge der teilringförmigen Kanäle 12, 13 und weisen jeweils nahezu eine Keilform auf. Die Vergrößerung und Verkleinerung der teilringförmigen Kanäle 12, 13 erfolgt um dasselbe Maß, so dass die Förderkammer 14 über den gesamten Bereich der teilringförmigen Kanäle 12, 13 im Wesentlichen denselben Querschnitt aufweist.

Claims (4)

  1. Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraftstoff in einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges mit einem angetriebenen, sich in einem Gehäuse drehenden Laufrad, mit an beiden Stirnseiten des Laufrades angeordneten Kränzen Schaufelkammern begrenzenden Leitschaufeln, wobei einander gegenüberstehende Schaufelkammern miteinander verbunden sind, mit im Bereich der Leitschaufeln in einem einlassseitigen Gehäuseteil und einem auslassseitigen Gehäuseteil angeordneten, teilringförmigen Kanälen, welche mit den Schaufelkammern zum Fördern einer Flüssigkeit von einem Einlasskanal zu einem Auslasskanal eine Förderkammer bilden, wobei einer der teilringförmigen Kanäle mit dem Einlasskanal und der andere der gegenüberliegende teilringförmige Kanal mit dem Auslasskanal verbunden ist, dadurch gekennzeichnet dass sich der teilringförmige Kanal (12) im einlassseitigen Gehäuseteil (4) von dem Einlasskanal (7) ausgehend Kontinuierlich verkleinert und/oder der teilringförmige Kanal (13) im auslassseitigen Gehäuseteil (5) zu dem Auslasskanal (8) hin Kontinuierlich vergrögen Gehäuseteil (5) zu dem Auslasskanal (8) hin Kontinierlich vergrößert und dass sich diese kontinuierliche Verkleinerung und oder diese kontinuierliche Vergrößerung über zumindest 80 % der Länge des entsprechenden teilringförmigen Kanals (12, 13) estreckt.
  2. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Verkleinerung oder Vergrößerung kontinuierlich über den vorgesehenen Bereich der Länge des teilringförmigen Kanals (12, 13) erfolgt.
  3. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der teilringförmigen Kanäle (12, 13) in einem Schnitt längs der Förderkammer keilförmig gestaltet ist.
  4. Kraftstoffpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Förderkammer (14) an jeder Stelle im Wesentlichen denselben Querschnitt aufweist, wobei nahe des Einlasskanals (7) der Querschnitt des teilringförmigen Kanals (12) im einlassseitigen Gehäuseteil (4) größer ist als der Querschnitt des teilringförmigen Kanals (13) im auslassseitigem Gehäuseteil (5).
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