WO2003021109A1

WO2003021109A1 - Förderpumpe

Info

Publication number: WO2003021109A1
Application number: PCT/DE2002/003170
Authority: WO
Inventors: Sabine Burhenne; Johannes Deichmann; Bernd Jäger; Karsten Meiser
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2003-03-13
Also published as: EP1423613B1; US7497656B2; EP1423613A1; CN1270095C; DE50214583D1; JP2005501198A; CN1551952A; BR0212330B1; BR0212330A; US20040247426A1; KR20040041599A; DE10143809C1

Abstract

Bei einer als Seitenkanalpumpe ausgebildeten Förderpumpe weisen mehrere den Querschnitt einer Förderkammer (13) bildende Abschnitte (14 - 16) jeweils Radien auf. Die Ursprünge der äusseren Radien sind auf der dem einen Laufrad zugewandten Stirnseite eines Pumpengehäuses angeordnet. Die Abschnitte (14 - 16) weisen in ihren aneinandergrenzenden Bereichen jeweils gemeinsame Tangenten auf. Hierdurch lässt sich ein besonders hoher Wirkungsgrad der Förderpumpe sicherstellen.

Description

Beschreibung

Förderpumpe

Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe mit einem angetriebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden Laufrad, mit zumindest einem Kranz Schaufelkammern, mit einem dem Kranz der Schaufelkammer in der Wandung des Pumpengehäuses gegenüberliegend angeordneten, sich von einem Einlasskanal zu einem Auslasskanal erstreckenden teilringförmigen Kanal, wobei der Querschnitt des teilringförmigen Kanals mehrere Abschnitte aufweist.

Solche Förderpumpen werden häufig als Kraftstoffpumpen eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Durch die Gestaltung des Querschnitts des teilringförmigen Kanals mit mehreren Abschnitten soll die aus dem teilringförmigen Kanal und den Schaufelkammern zusammengesetzte Förderkammer auf die darin erzeugte Zirkulationsströmung angepasst werden. Bei der aus der Praxis bekannten Förderpumpe weist zumindest einer der Abschnitte eine Fläche auf, so dass die Zirkulationsströmung einen wechselnden Abstand zur Wandung des teilringförmigen Kanals hat.

Nachteilig bei der bekannten Förderpumpe ist, dass an den Übergängen der Abschnitte und damit in den Bereichen, in denen die ZirkulationsStrömung einen besonders großen Abstand zu der Wandung des teilringförmigen Kanals hat, Wirbel entstehen, die zu einer starken Verringerung des Wirkungsgrades der Förderpumpe führen.

Zur Vermeidung der Verwirbelungen ist bei einer aus der EP 0 646 727 Bl bekannten Förderpumpe der Querschnitt der Förderkammer als Teil einer Ellipse gestaltet, wobei die Tiefe des teilringförmigen Kanals kleiner als die Hälfte der Nebenachse der Ellipse ist. Hierdurch werden flache Abschnitte im Bereich der Förderkammer vermieden. Nachteilig bei dieser Förderpumpe ist jedoch, dass Verwirbelungen im Eintrittsbereich und im Austrittsbereich der Zirkulationsstromung im teilringförmigen Kanal entstehen, da die Förderkammer insbesondere in an die Schaufelkammer angrenzenden Bereichen spitz zulaufende Taschen bildet und damit die Zirkulationsströmung einen veränderlichen Abstand zu der Wandung des teilringförmigen Kanals hat. Weiterhin ist die elliptische Gestaltung des Querschnitts des teilringförmigen Kanals nur sehr schwierig zu fertigen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Förderpumpe der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass Verwirbelungen in dem teilringförmigen Kanal vermieden werden und dass die Förderpumpe einen besonders hohen Wirkungsgrad hat .

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeder der Abschnitte von einem Radius gebildet ist.

Durch diese Gestaltung lässt sich die Förderkammer einfach auf die Zirkulationsströmung des zu fördernden Mediums und dessen Viskosität anpassen. Veränderlichen Abstände zwischen der Zirkulationsströmung lassen sich jedoch einfach vermeiden. Daher werden Verwirbelungen innerhalb der Förderpumpe zuverlässig vermieden. Die erfindungsgemäße Förderpumpe hat deshalb einen besonders hohen Wirkungsgrad. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, dass sich durch eine geeignete Wahl der Radien und der Abschnitte das Wirkungsgradoptimum auf den Arbeitspunkt der Förderpumpe legen lässt .

Zur weiteren Verringerung der Verwirbelungen innerhalb der Zirkulationsströmung trägt es gemäß einer vorteilhaf- ten Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die Radien der Abschnitte tangential ineinander übergehen.

Im Ein- und Austrittsbereich der Zirkulationsströmung in den teilringförmigen Kanal werden Verwirbelungen gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig vermieden, wenn der Ursprung der Radien der äußersten Abschnitte im wesentlichen auf der Ebene der dem Laufrad zugewandten Stirnseite des Pumpengehäuses angeordnet ist . Hierdurch sind die äußeren Abschnitte in ihren an die Schaufelkammer angrenzenden Bereichen rechtwinklig zu der Stirnseite des Laufrades angeordnet. Deshalb gelangt die Strömung verwirbelungsfrei aus den Schaufelkammern in den teilringförmigen Kanal .

Die erfindungsgemäße Förderpumpe lässt sich durch insgesamt drei bis fünf Abschnitte besonders kostengünstig fertigen.

Zur weiteren Erhöhung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Förderpumpe trägt es bei, wenn die Abschnitte zueinander symmetrisch angeordnet sind.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig.l eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Förderpumpe ,

Fig.2 einen stark vergrößerten Teilschnitt im Bereich einer Förderkammer der Förderpumpe aus Figur 1, Fig.3, 4 weitere Ausführungsformen der Förderkammer der Förderpumpe im Teilschnitt.

Figur 1 zeigt eine von einem Elektromotor 1 angetriebene, als Seitenkanalpumpe ausgebildete Förderpumpe 2. Eine solche Förderpumpe 2 lässt sich beispielsweise zur Förderung von Kraftstoff in einem heutigen Kraftfahrzeug einsetzen. Die Förderpumpe 2 hat ein zwischen zwei Gehäuse- teilen 3, 4 eines Pumpengehäuses 5 angetriebenes Laufrad 6. Das Laufrad 6 ist hierfür auf einer Welle 7 des Elektromotors 1 befestigt. Die Gehäuseteile 3, 4 des Pumpengehäuses 5 werden mittels eines ringförmigen Abstandhalters 8 auf Abstand gehalten. Das Laufrad 6 hat in seinen Stirnseiten jeweils einen Kranz Schaufelkammern 9. In den den Kränzen der Schaufelkammern 9 gegenüberliegenden Bereichen der Gehäuseteile 3, 4 sind teilringförmige Kanäle

10 angeordnet. Die Schaufelkammern 9 und die teilringförmigen Kanäle 10 bilden sich von einem Einlasskanal 11 zu einem Auslasskanal 12 der Förderpumpe 2 erstreckende Förderkammern 13. Bei einem Antrieb des Laufrades 6 durch den Elektromotor 1 wird ein Medium durch den Einlasskanal

11 angesaugt und über die Förderkammern zu dem Auslasskanal 12 geführt. Innerhalb der Förderkammern 13 bilden sich Zirkulationsströmungen. Zur Verdeutlichung sind in der Zeichnung die Strömungen des geförderten Mediums mit Pfeilen gekennzeichnet.

Figur 2 zeigt in einer stark vergrößerten Darstellung einen Querschnitt einer der Förderkammern 13 aus Figur 1. Die Schaufelkammern 9 im Laufrad 6 haben einen annähernd halbkreisförmigen oder halb-elliptischen Querschnitt. Der Querschnitt des teilringförmigen Kanals 10 hat drei jeweils einen Radius R₂ ' , R₂ ' ' aufweisende Abschnitte 14 - 16. Der Ursprung der beiden äußeren Radien R₂ ' befindet sich auf der Stirnseite des Gehäuseteils 3, während der Ursprung des mittleren Radius R₂ ' ' auf der senkrecht auf der Stirnseite des Gehäuseteils 3 stehenden Symmetrieachse des teilringförmigen Kanals 10 liegt. An ihren anein- andergrenzenden Bereichen weisen die Abschnitte 14 - 16 jeweils eine gemeinsame Tangente auf. In der dargestellten Ausführungsform haben die beiden äußeren Radien R₂ ' ungefähr den Radius 1,4 Längeneinheiten, während der mittlere Radius R₂ ' ' 1,6 beträgt.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Förderkammer 13 aus Figur 1 im Querschnitt, welche sich von der aus Figur 2 dadurch unterscheidet, dass die Radien R₃ ' der beiden äußeren Abschnitte 14, 16 jeweils 0,3 Längeneinheiten betragen, während der mittlere Abschnitt 15 einen Radius R₃ ' ' von 8 Längeneinheiten hat. Figur 4 zeigt ebenfalls eine weitere Ausführungsform der Förderkammer 13 aus Figur 1 im Querschnitt, bei der die Radien R ' der äußeren Abschnitte 14, 16 jeweils 10 Längeneinheiten betragen und der mittlere Abschnitt 15 einen Radius R₄ ' ' von 1,4 Längeneinheiten aufweist.

Claims

Patentansprüche

1. Förderpumpe mit einem angetriebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden Laufrad, mit zumindest einem Kranz Schaufelkammern, mit einem dem Kranz der Schaufel - kammer in der Wandung des Pumpengehäuses gegenüberliegend angeordneten, sich von einem Einlasskanal zu einem Auslasskanal erstreckenden teilringförmigen Kanal, wobei der Querschnitt des teilringförmigen Kanals mehrere Abschnitte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Abschnitte (14 - 16) von einem Radius gebildet ist.

2. Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien der Abschnitte (14 - 16) tangential ineinander übergehen.

3. Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ursprung der Radien der äußersten Abschnitte (14, 16) im Wesentlichen auf der Ebene der dem Laufrad (6) zugewandten Stirnseite des Pumpengehäuses (5) angeordnet ist.

4. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch insgesamt drei bis fünf Abschnitte (14 - 16) .

5. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte

(14 - 16) zueinander symmetrisch angeordnet sind.