WO2014111272A1 - Seitenkanalpumpe mit asymmetrischen querschnitten der seitenkanäle - Google Patents

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WO2014111272A1
WO2014111272A1 PCT/EP2014/050017 EP2014050017W WO2014111272A1 WO 2014111272 A1 WO2014111272 A1 WO 2014111272A1 EP 2014050017 W EP2014050017 W EP 2014050017W WO 2014111272 A1 WO2014111272 A1 WO 2014111272A1
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WO
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channel
side channel
impeller
inlet
outlet
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PCT/EP2014/050017
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ina Constantinides
Paul Skljarow
Michael Kuehn
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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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
    • F04D5/001—Shear force 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
    • F04D5/008—Details of the stator, e.g. channel shape
    • 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 present invention relates to a side channel pump for conveying fluids. Furthermore, the invention relates to a fuel pump with such a side channel pump.
  • Fluids such as liquids and gases can be pumped and / or pressurized with different types of pumps.
  • Fluids such as liquids and gases can be pumped and / or pressurized with different types of pumps.
  • Automotive vehicles are often used to pump fuel from a tank to an internal combustion engine.
  • the pump should for this purpose have the ability to deliver fuel reliably and in sufficient quantity under different environmental conditions.
  • the fuel should be able to be pumped both during a cold start and during high heating, which can easily lead to gas bubble formation within the fuel.
  • the pump should be durable and have a long life of for example more than 10 years
  • Embodiments of the present invention advantageously allow to increase the longevity of a side channel pump or a fuel pump equipped with such a side channel pump and / or to minimize wear phenomena.
  • a side channel pump which has a housing which encloses a pumping chamber. Within the pumping chamber, an impeller is rotatably received. Furthermore, within the pumping chamber a
  • the housing has a opening into the inlet side channel
  • the impeller has near its outer periphery in a blade region a plurality of radially outwardly extending ones
  • the proposed side channel pump is characterized in that the inlet side channel averaged along the flow path has a smaller cross section than the outlet side channel.
  • the proposed side channel pump may be considered to be based on the findings and ideas discussed below.
  • a fluid to be delivered is sucked through the inlet channel into the pumping chamber.
  • the impeller rotates, driven for example by an electric motor.
  • the blades of the impeller act on the fluid such that parts of the fluid are entrained.
  • Adjacent to the blades of the impeller are at both opposite sides of the impeller side channels.
  • the inlet channel opens into the inlet side channel.
  • Impellers interact with the fluid in such a way that the fluid is partially entrained in the direction of rotation of the impeller and is partially pressed away from the impeller to one of the side channels.
  • the fluid after it has flowed through the inlet channel into the pumping chamber, spirals along a flow path that runs from the inlet channel along the
  • Impeller and / or by the ejection of the fluid through the outlet channel a force is exerted on the impeller, which tries to move the impeller toward the inlet side. Due to such a force, the impeller may rub during operation of the pump on an inlet side wall of the housing or, for example, a suction cover, which can lead to wear and to a significant drop in the delivery rate of the pump.
  • the cross section of the inlet-side side channel should have a smaller cross-section over the entire flow path than the outlet-side side channel. This concludes however, it is not to be understood that the inlet side channel has a larger cross section than the opposite outlet side in small parts of the flow path, such as directly adjacent to the inlet channel
  • the inlet side channel should preferably over substantially more than half of the flow path, i. For example, over at least 50%, preferably over at least 60%, and more preferably over at least 75%, of the flowpath between the inlet channel and the outlet channel has a smaller cross-section than the outlet side channel.
  • Embodiment of the invention at least 60%, preferably at least 75% or 90% of the positions along the flow path a smaller cross-section than the outlet side side channel at the same position along the flow path.
  • the inlet-side side channel has at least 50% of the positions along the flow path a smaller by between 5% and 30%, preferably between 10% and 25% smaller cross section than the outlet side channel at the same position along the
  • the inlet-side side channel has a smaller depth at at least 50% of the positions along the flow path than the outlet-side side channel at the same position along the Flow path.
  • the asymmetry of the cross sections of the side channels can be achieved mainly by an easy-to-implement
  • the depths of the two side channels can be implemented.
  • the depths of the two side channels may differ, for example, between 5% and 30%, preferably between 10% and 25%.
  • Fig. 1 shows a perspective, partially cut away view
  • Fig. 2 shows an exploded view of a pump part of a
  • Fig. 3 shows a plan view of a housing part of a side channel pump with a side channel formed therein.
  • Fig. 4 shows a highly schematic of a cross-sectional view through a
  • Fig. 5 shows a highly schematic of a cross-sectional view through a
  • FIG. 1 shows the essential structure of a side channel pump 1.
  • an impeller 3 which is sometimes also referred to as an impeller, enclosed within a housing 5 of a housing
  • the impeller 3 has near its outer periphery
  • the impeller 3 can thereby rotate within the pumping chamber 7 and is set during operation of the pump 1, for example, by a coupled to the impeller 3 via a shaft 29 electric motor 13 in rotation.
  • the housing 5 is designed such that parts of the
  • Housing 5 which are also referred to as suction cover 15 and intermediate housing 17, walls 19, 21 form, which border on predominant areas of the end faces of the disk-shaped impeller 3 and spaced from these at best by a narrow gap 23.
  • the impeller 3 is rotated by the electric motor 13 via a shaft 29 connected to these two components.
  • the blades 11 of the impeller 3 interact with the fluid in the pumping chamber 7, e.g. Fuel from a tank via a line (not shown) coming sucked through an extending through the housing 5 inlet 25 into the pumping chamber 7.
  • the fluid is pressurized, conveyed through the pumping chamber, and finally through an outlet 27, e.g. towards an internal combustion engine (not shown).
  • the impeller 3 is enclosed by the housing 5 and in particular by the suction cover 15 and the intermediate housing 17. As can be seen in the exploded view of Figure 2, is within the of the suction cover 15 and the
  • pumping chamber 7 is thereby formed by an inlet-side side channel 31 formed in the suction cover 15, one in the intermediate housing 17
  • outlet side channel 33 and a free volume between the blades 11 of the impeller 3 is formed.
  • walls 19, 21 of the suction lid 15 and the intermediate casing 17 almost directly adjoin corresponding end faces of the impeller 3, possibly being separated therefrom by a narrow gap of e.g. ⁇ are spaced.
  • Fluid to be delivered comes from the inlet 25 and reaches the pumping chamber 7 via an inlet channel 35 which opens into the inlet-side side channel 31. From there, the fluid is distributed via the pumping chamber 7, that is, also into regions between the blades 11 of the rotor 3 and into the
  • the inlet-side side channel 31 formed in the suction cover 15 extends from the inlet channel 35 in an annular manner along the flow path 39 in a partial circle of about 300 ° up to a region 41 on which it is located in the opposite intermediate housing 17 the local outlet-side side channel 33 leads into the outlet channel 37. He passes a vent hole 43.
  • FIG. 5 shows a corresponding configuration for a side channel pump according to a
  • the inlet-side side channel 31 and the outlet-side side channel 33 are formed with equal widths B, but have different depths KTi, KT 2 . Therefore, their cross sections are different and they are with respect to a plane transverse to the side channels
  • the channel depths KTi, KT 2 may differ from each other by 10% to 25%.
  • the two channel depths KTi, KT 2 may be in the range of 1 to 2mm, but the channel depth KTi of the inlet-side channel 31 to be smaller by 0.1 to 0.2 mm than the channel depth KT 2 of the outlet-side side channel 33rd
  • the width and / or shape of the side channels 31, 33 can be selected differently so that the cross-section of the inlet-side side channel 31 is somewhat smaller than that of the outlet-side side channel 33.
  • Cross-section of the inlet-side side channel 31 can be achieved that the force Fi, which is exerted due to the building up in the inlet-side side channel 31 pressure on the impeller 3, is approximately equal to a force F 2 , which due to in the exhaust side Side channel 33 constructive pressure on the impeller 3 is exerted in the opposite direction.

Abstract

Es wird eine Seitenkanalpumpe vorgeschlagen, die einen verringerten Verschleiß ermöglicht. Die Seitenkanalpumpe weist ein Gehäuse auf, welches eine Pumpkammer (7) umschließt. Innerhalb der Pumpkammer (7) ist rotierbar ein Laufrad (3) aufgenommen. Ferner sind innerhalb der Pumpkammer (7) ein einlassseitiger Seitenkanal (31) und ein auslassseitiger Seitenkanal (33) ausgebildet. Das Laufrad (7) weist nahe seinem Außenumfang in einem Schaufelbereich eine Vielzahl von sich nach radial außen erstreckenden Schaufeln (11) auf. Der einlassseitige Seitenkanal (31) und der auslassseitige Seitenkanal (33) verlaufen an gegenüberliegenden Seiten des Laufrads (3) und grenzen beide an das Laufrad (3) an. Die beiden Seitenkanäle (31, 33) erstrecken sich beide entlang eines Strömungspfades von einem Einlasskanal teilringförmig zu einem Auslasskanal. Die vorgeschlagene Seitenkanalpumpe zeichnet sich dadurch aus, dass der einlassseitige Seitenkanal (31) gemittelt entlang des Strömungspfades einen kleineren Querschnitt aufweist als der auslassseitige Seitenkanal (33). Hierdurch kann das Laufrad (3) während des Betriebs im Kräftegleichgewicht gehalten werden. Eine Reibung zwischen dem Laufrad (3) und angrenzenden Wänden (19, 21) kann klein gehalten und dadurch Verschleißerscheinungen gering gehalten werden.

Description

Beschreibung
Seitenkanalpumpe mit asymmetrischen Querschnitten der Seitenkanäle
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Seitenkanalpumpe zum Fördern von Fluiden. Ferner betrifft die Erfindung eine Kraftstoffpumpe mit einer solchen Seitenkanalpumpe.
Stand der Technik
Fluide wie Flüssigkeiten und Gase können mit unterschiedlichen Arten von Pumpen gefördert und/oder unter Druck gesetzt werden. Insbesondere in
Kraftfahrzeugen werden Pumpen häufig dazu eingesetzt, um Kraftstoff aus einem Tank hin zu einem Verbrennungsmotor zu fördern. Die Pumpe sollte zu diesem Zweck die Fähigkeit besitzen, Kraftstoff zuverlässig und in ausreichender Menge unter verschiedenen Umgebungsbedingungen zu fördern. Beispielsweise sollte der Kraftstoff sowohl bei einem Kaltstart als auch bei starker Erwärmung, bei der es leicht zu einer Gasblasenbildung innerhalb des Kraftstoffs kommen kann, gefördert werden können. Ferner sollte die Pumpe langlebig sein und über eine lange Lebensdauer von beispielsweise mehr als 10 Jahren ihre
Fördereigenschaften zuverlässig behalten können.
Zum Fördern von Kraftstoff in Kraftfahrzeugen werden daher häufig sogenannte Seitenkanalpumpen eingesetzt, da sie sowohl robust im Einsatz als auch kostengünstig und einfach herzustellen und zu montieren sind. Allerdings wurde beobachtet, dass bei herkömmlichen Seitenkanalpumpen teilweise keine hohe Langlebigkeit erreicht wird oder dass es über die Lebensdauer der Pumpe hin zumindest zu erheblichen Verschleißerscheinungen kommt. In der DE 43 43 078 B4, der US 4,591,311 sowie der DE 43 00 845 AI werden herkömmliche Seitenkanalpumpen beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen in vorteilhafter Weise, die Langlebigkeit einer Seitenkanalpumpe beziehungsweise einer mit einer solchen Seitenkanalpumpe ausgestatteten Kraftstoffpumpe zu erhöhen und/oder Verschleißerscheinungen gering zu halten.
Es wird eine Seitenkanalpumpe vorgeschlagen, die ein Gehäuse, welches eine Pumpkammer umschließt, aufweist. Innerhalb der Pumpkammer ist rotierbar ein Laufrad aufgenommen. Ferner sind innerhalb der Pumpkammer ein
einlassseitiger Seitenkanal und ein auslassseitiger Seitenkanal ausgebildet. Das Gehäuse weist einen in den einlassseitigen Seitenkanal mündenden
Einlasskanal und einen aus dem auslassseitigen Seitenkanal ableitenden Auslasskanal auf. Das Laufrad weist nahe seinem Außenumfang in einem Schaufelbereich eine Vielzahl von sich nach radial außen erstreckenden
Schaufeln auf. Der einlassseitige Seitenkanal und der auslassseitige Seitenkanal verlaufen an gegenüberliegenden Seiten des Laufrads und grenzen beide an das Laufrad an. Die beiden Seitenkanäle erstrecken sich beide entlang eines
Strömungspfades von dem Einlasskanal teilringförmig zu dem Auslasskanal. Die vorgeschlagene Seitenkanalpumpe zeichnet sich dadurch aus, dass der einlassseitige Seitenkanal gemittelt entlang des Strömungspfades einen kleineren Querschnitt aufweist als der auslassseitige Seitenkanal.
Die vorgeschlagene Seitenkanalpumpe kann als auf den nachfolgend erläuterten Erkenntnissen und Ideen beruhend angesehen werden.
Bei Seitenkanalpumpen wird ein zu förderndes Fluid durch den Einlasskanal in die Pumpkammer eingesaugt. In der Pumpkammer rotiert das Laufrad, angetrieben beispielsweise von einem Elektromotor. Die Schaufeln des Laufrads wirken auf das Fluid derart ein, dass Teile des Fluids mitgerissen werden.
Angrenzend an die Schaufeln des Laufrads befinden sich an beiden gegenüberliegenden Seiten des Laufrads Seitenkanäle. Der Einlasskanal mündet in den einlassseitigen Seitenkanal.
Da beide Seitenkanäle an das Laufrad angrenzen und hin zu den Schaufeln des Laufrads offen sind, kann durch den Einlasskanal eingesaugtes Fluid einerseits zu den Schaufeln des rotierenden Laufrads gelangen und von den sich parallel zu den Seitenkanälen bewegenden Schaufeln mitgerissen werden, andererseits kann ein Anteil des eingesaugten Fluids auch an den Schaufeln vorbei und zwischen zwei benachbarten Schaufeln hindurch hin zu dem
gegenüberliegenden auslassseitigen Seitenkanal gelangen. Die Schaufeln des
Laufrads wirken mit dem Fluid dabei derart zusammen, dass das Fluid teilweise in der Drehrichtung des Laufrads mitgerissen wird und teilweise vom Laufrad weg hin zu einem der Seitenkanäle gepresst wird. Dadurch bewegt sich das Fluid, nachdem es durch den Einlasskanal in die Pumpkammer eingeströmt ist, spiralartig entlang eines Strömungspfades, der vom Einlasskanal entlang den
Seitenkanälen hin zu dem Auslasskanal führt. Während dieser spiralartigen Bewegung wird dem Fluid von dem Laufrad erheblich Energie übertragen, so dass das Fluid hin zu dem Auslasskanal gefördert und dabei gleichzeitig unter Druck gesetzt werden kann und dann die Pumpkammer durch den Auslasskanal verlassen kann.
Es wurde nun beobachtet, dass durch das Ansaugen des Fluids durch den Einlasskanal, das Durchströmen des Fluids zwischen den Schaufeln des
Laufrads und/oder durch das Ausstoßen des Fluids durch den Auslasskanal eine Kraft auf das Laufrad ausgeübt wird, welche versucht, das Laufrad in Richtung hin zu der Einlassseite zu verlagern. Aufgrund einer solchen Kraft kann das Laufrad beim Betrieb der Pumpe an einer einlassseitigen Wand des Gehäuses oder beispielsweise eines Ansaugdeckels reiben, was zu Verschleiß und zu einem erheblichen Abfall der Förderleistung der Pumpe führen kann.
Es wurde erkannt, dass die beobachtete einseitige Kraftbeaufschlagung des Laufrads während des Betriebs der Pumpe dadurch vermieden oder zumindest vermindert werden kann, dass die beiden Seitenkanäle mit unterschiedlichen Querschnittsflächen ausgebildet werden. Dabei sollte der Querschnitt des einlassseitigen Seitenkanals gemittelt über den gesamten Strömungspfad einen kleineren Querschnitt aufweisen als der auslassseitige Seitenkanal. Dies schließt jedoch nicht aus, dass der einlassseitige Seitenkanal in kleinen Teilen des Strömungspfades wie zum Beispiel direkt angrenzend an den Einlasskanal einen größeren Querschnitt aufweist als der gegenüberliegende auslassseitige
Seitenkanal. Allerdings sollte der einlassseitige Seitenkanal über vorzugsweise deutlich mehr als die Hälfte des Strömungspfades, d.h. zum Beispiel über wenigstens 50%, vorzugsweise über wenigstens 60% und stärker bevorzugt über wenigstens 75% des Strömungspfades zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal einen kleineren Querschnitt aufweisen als der auslassseitige Seitenkanal.
Mit anderen Worten weist der einlassseitige Seitenkanal gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung an zumindest 60%, vorzugsweise zumindest 75% oder 90% der Positionen entlang des Strömungspfades einen kleineren Querschnitt auf als der auslassseitige Seitenkanal an der gleichen Position entlang des Strömungspfades.
Es wurde erkannt, dass durch eine solche asymmetrische Ausbildung der beiden Seitenkanäle eine Kraft auf das Laufrad bewirkt werden kann, die der ansonsten beobachteten weiter oben beschriebenen Kraft entgegenwirken kann und diese zumindest teilweise kompensieren kann. Damit kann erreicht werden, dass das Laufrad während des Betriebs nicht mehr übermäßig hin zur Einlassseite gepresst wird, sodass hiermit verbundene Verschleißerscheinungen vermieden oder deutlich vermindert werden können.
Gemäß einer Ausführungsform weist der einlassseitige Seitenkanal an zumindest 50% der Positionen entlang des Strömungspfades einen um zwischen 5% und 30%, vorzugsweise zwischen 10% und 25% kleineren Querschnitt auf als der auslassseitige Seitenkanal an der gleichen Position entlang des
Strömungspfades. Es wurde beobachtet, dass bereits derartig geringfügige Asymmetrien hinsichtlich der Kanalquerschnitte zu einer deutlichen Verringerung von unerwünschten Kräften auf das Laufrad und damit zu verringertem
Verschleiß führen können.
Gemäß einer Ausführungsform weist der einlassseitige Seitenkanal an zumindest 50% der Positionen entlang des Strömungspfades eine kleinere Tiefe auf als der auslassseitige Seitenkanal an der gleichen Position entlang des Strömungspfades. Mit anderen Worten kann die Asymmetrie der Querschnitte der Seitenkanäle hauptsächlich durch eine einfach zu implementierende
Modifizierung der Tiefen der beiden Seitenkanäle implementiert werden. Die Tiefen der beiden Seitenkanäle können sich dabei beispielsweise um zwischen 5% und 30%, vorzugsweise zwischen 10% und 25% unterscheiden.
Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen der Seitenkanalpumpe beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass sich Merkmale in geeigneter Weise kombinieren oder ersetzen lassen, um auf diese Weise zu weiteren Ausführungsformen und möglicherweise zu Synergieeffekten gelangen zu können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei aber weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische, teilweise weggeschnittene Ansicht
Seitenkanalpumpe.
Fig. 2 zeigt eine Explosionsansicht eines Pumpenteils einer
Seitenkanalpumpe.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Gehäuseteil einer Seitenkanalpumpe mit einem darin ausgebildeten Seitenkanal.
Fig. 4 zeigt stark schematisiert eine Querschnittsansicht durch eine
Pumpkammer und angrenzende Gehäuseteile einer herkömmlichen
Seitenkanalpumpe.
Fig. 5 zeigt stark schematisiert eine Querschnittsansicht durch eine
Pumpkammer und angrenzende Gehäuseteile einer Seitenkanalpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche oder ähnliche Merkmale werden in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt den wesentlichen Aufbau einer Seitenkanalpumpe 1. In der Seitenkanalpumpe 1 ist ein Laufrad 3, welches teilweise auch als Impeller bezeichnet wird, innerhalb einer von einem Gehäuse 5 umschlossenen
Pumpkammer 7 aufgenommen. Das Laufrad 3 weist nahe seinem Außenumfang
9 eine Vielzahl von Schaufeln 11 auf, welche zumindest teilweise in radialer Richtung verlaufen. Das Laufrad 3 kann sich dabei innerhalb der Pumpkammer 7 drehend bewegen und wird während eines Betriebs der Pumpe 1 beispielsweise von einem mit dem Laufrad 3 über eine Welle 29 gekoppelten Elektromotor 13 in Rotation versetzt. Das Gehäuse 5 ist derart ausgebildet, dass Teile des
Gehäuses 5, welche auch als Ansaugdeckel 15 und Zwischengehäuse 17 genannt werden, Wände 19, 21 bilden, die über überwiegende Bereiche an die Stirnflächen des scheibenförmigen Laufrads 3 angrenzen und von diesen allenfalls durch einen engen Spalt 23 beabstandet sind.
Während des Betriebs der Seitenkanalpumpe 1 wird das Laufrad 3 von dem Elektromotor 13 über eine mit diesen beiden Komponenten verbundene Welle 29 in Rotation versetzt. Indem die Schaufeln 11 des Laufrads 3 mit dem Fluid in der Pumpkammer 7 zusammenwirken, wird z.B. Kraftstoff von einem Tank über eine Leitung (nicht dargestellt) kommend durch einen durch das Gehäuse 5 reichenden Einlass 25 in die Pumpkammer 7 gesogen. Durch die Rotation des Laufrads 3 und der daran angeordneten Schaufeln 11 wird das Fluid unter Druck gesetzt, durch die Pumpkammer gefördert und schließlich durch einen Auslass 27 z.B. hin zu einem Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) ausgestoßen.
Bei der in Figur 1 beispielhaft dargestellten Seitenkanalpumpe 1 wird das Laufrad 3 von dem Gehäuse 5 und insbesondere von dem Ansaugdeckel 15 und dem Zwischengehäuse 17 umschlossen. Wie in der Explosionsansicht aus Figur 2 zu erkennen, ist dabei innerhalb des von dem Ansaugdeckel 15 und dem
Zwischengehäuse 17 umschlossenen Raums das Laufrad 3 aufgenommen.
Ferner verbleibt innerhalb dieses Raumes ein freies Volumen, durch das ein Fluid hindurch strömen kann und das als Pumpkammer 7 bezeichnet wird. Die Pumpkammer 7 wird dabei von einem in dem Ansaugdeckel 15 ausgebildeten einlassseitigen Seitenkanal 31, einem in dem Zwischengehäuse 17
ausgebildeten auslassseitigen Seitenkanal 33 sowie einem freien Volumen zwischen den Schaufeln 11 des Laufrads 3 gebildet. Mit Ausnahme des Bereichs der Pumpkammer 7 grenzen Wände 19, 21 des Ansaugdeckels 15 und des Zwischengehäuses 17 fast direkt an entsprechende Stirnflächen des Laufrads 3, wobei sie von diesen allenfalls durch einen schmalen Spalt von z.B. ΙΟΟμηη beabstandet sind.
Zu förderndes Fluid kommt von dem Einlass 25 und erreicht die Pumpkammer 7 über einen in den einlassseitigen Seitenkanal 31 mündenden Einlasskanal 35. Von dort verteilt sich das Fluid über die Pumpkammer 7, das heißt auch in Bereiche zwischen den Schaufeln 11 des Laufrads 3 sowie in den
gegenüberliegenden auslassseitigen Seitenkanal 33. Dabei bewegt es sich, angetrieben durch das rotierende Laufrad 3, entlang eines Strömungspfades 39 (siehe Figur 3), der von dem Einlasskanal 35 bis hin zu einem Auslasskanal 37 reicht. Das Fluid strömt dabei teilweise durch den einlassseitigen Seitenkanal 31, teilweise durch den auslassseitigen Strömungskanal 33 und wird teilweise durch die Schaufeln 11 des Laufrads mitgerissen. Dabei zirkuliert das Fluid in einer spiralartigen Bewegung zwischen den einzelnen Teilbereichen der Pumpkammer 7. Das hierbei unter Druck gesetzte Fluid verlässt die Pumpkammer 7 durch den Auslasskanal 37, durchströmt in dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel den
Elektromotor 13 und verlässt dann das Gehäuse 5 durch den Auslass 27.
Wie in der Draufsicht aus Fig. 3 zu erkennen, reicht der in dem Ansaugdeckel 15 ausgebildete einlassseitige Seitenkanal 31 von dem Einlasskanal 35 ringförmig entlang des Strömungspfades 39 in einem Teilkreis von etwa 300° bis hin zu einem Bereich 41, an dem im gegenüberliegenden Zwischengehäuse 17 der dortige auslassseitige Seitenkanal 33 in den Auslasskanal 37 führt. Dabei passiert er eine Entgasungsbohrung 43.
In Figur 4 ist die Konfiguration eines Ansaugdeckels 15, eines
Zwischengehäuses 17 sowie des darin aufgenommenen Laufrads 3 für den Fall einer herkömmlichen Seitenkanalpumpe dargestellt. Figur 5 zeigt eine entsprechende Konfiguration für eine Seitenkanalpumpe gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei der herkömmlichen Pumpe gemäß Figur 4 sind der einlassseitige
Seitenkanal 31 und der auslassseitige Seitenkanal 33 mit gleichen Breiten B und gleichen Tiefen KTi, KT2 dimensioniert und weisen bei ansonsten gleicher Form somit gleiche Querschnitte auf.
Obwohl die beiden Seitenkanäle 31, 33 somit bezüglich einer Ebene durch die Mitte des Laufrads 3 symmetrisch ausgebildet sind, wurde beobachtet, dass eine
Kraft Fi, welche aufgrund des sich in dem einlassseitigen Seitenkanal 31 aufbauenden Drucks auf das Laufrad 3 ausgeübt wird, kleiner ist als eine Kraft F2, welche aufgrund des sich in dem auslassseitigen Seitenkanal 33
aufbauenden Drucks auf das Laufrad 3 in entgegengesetzter Richtung ausgeübt wird. Da sich die beiden entgegengesetzt gerichteten Kräfte Fi, F2 somit nur teilweise kompensieren, wirkt eine resultierende Kraft F2 - Fi auf das Laufrad 3, welche das Laufrad 3 hin zu dem einlassseitigen Ansaugdeckel 15 presst. Das Laufrad 3 kann dabei in mechanischen Kontakt mit dem Ansaugdeckel 15 kommen, das heißt ohne einen zwischenliegenden Spalt 23. Es kann somit zu einer Festkörperreibung zwischen dem Laufrad 3 und dem Ansaugdeckel 15 kommen, welche wesentlich stärker ist als eine Flüssigkeitsreibung, wie sie auftritt, solange das Laufrad 3 über einen Spalt 23 von dem Ansaugdeckel 15 beabstandet ist und durch den Spalt das zu fördernde Fluid, d.h. zum Beispiel niedrigviskoser Treibstoff, strömen kann.
Bei der Seitenkanalpumpe 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in Figur 5 dargestellt ist, sind der einlassseitige Seitenkanal 31 und der auslassseitige Seitenkanal 33 zwar mit gleichen Breiten B ausgebildet, weisen aber unterschiedliche Tiefen KTi, KT2 auf. Daher unterscheiden sich ihre Querschnitte und sie sind bezüglich einer Ebene, die quer zu den Seitenkanälen
31, 33 und mittig durch das Laufrad 3 verläuft, asymmetrisch.
Die Kanaltiefen KTi, KT2 können sich beispielsweise um 10% bis 25% voneinander unterscheiden. Zum Beispiel können die beiden Kanaltiefen KTi, KT2 im Bereich von 1 bis 2mm liegen, aber die Kanaltiefe KTi des einlassseitigen Seitenkanals 31 um 0,1 bis 0,2mm kleiner sein als die Kanaltiefe KT2 des auslassseitigen Seitenkanals 33.
Anstatt nur die Kanaltiefen KJl t KT2 der beiden Seitenkanäle 31, 33
unterschiedlich zu dimensionieren, kann prinzipiell alternativ oder ergänzend auch die Breite und/oder Form der Seitenkanäle 31, 33 derart unterschiedlich gewählt werden, dass der Querschnitt des einlassseitigen Seitenkanals 31 etwas kleiner ist als derjenige des auslassseitigen Seitenkanals 33.
Es wurde beobachtet, dass durch eine solche relative Verkleinerung des
Querschnitts des einlassseitigen Seitenkanals 31 erreicht werden kann, dass die Kraft Fi, welche aufgrund des sich in dem einlassseitigen Seitenkanal 31 aufbauenden Drucks auf das Laufrad 3 ausgeübt wird, in etwa gleich groß ist wie eine Kraft F2, welche aufgrund des sich in dem auslassseitigen Seitenkanal 33 aufbauenden Drucks auf das Laufrad 3 in entgegengesetzter Richtung ausgeübt wird.
Aufgrund des somit ausgeglichenen Kräfteverhältnisses auf das Laufrad 3 wird dieses nicht mehr in axialer Richtung belastet oder gar verschoben. Es können somit Spalte 23 zwischen beiden Stirnflächen und jeweils angrenzenden Wänden 19, 21 des Ansaugdeckels 15 beziehungsweise des Zwischengehäuses 17 gewährleistet werden. Die somit gegebene Beabstandung des Laufrads 3 von den angrenzenden Wänden 19, 21 und die hierdurch andauernde geringe Flüssigkeitsreibung zwischen den Stirnflächen des Laufrads 3 und diesen Wänden 19, 21 kann zu verringerten Verschleißerscheinungen und damit zu einer erhöhten Langlebigkeit der Seitenkanalpumpe 1 beitragen.

Claims

Ansprüche
Seitenkanalpumpe (1 ), aufweisend:
ein Gehäuse (5), welches eine Pumpkammer (7) umschließt,
ein innerhalb der Pumpkammer (7) rotierbar aufgenommenes Laufrad (3), und, innerhalb der Pumpkammer (7), einen einlassseitigen Seitenkanal (31 ) und einen auslassseitigen Seitenkanal (33);
wobei das Gehäuse (5) einen in den einlassseitigen Seitenkanal (31 ) mündenden Einlasskanal (35) und einen aus dem auslassseitigen
Seitenkanal (33) ableitenden Auslasskanal (37) aufweist;
wobei das Laufrad (3) nahe seinem Außenumfang (9) in einem
Schaufelbereich eine Vielzahl von sich nach radial außen erstreckenden Schaufeln (1 1 ) aufweist,
wobei der einlassseitige Seitenkanal (31 ) und der auslassseitige Seitenkanal (33) an gegenüberliegenden Seiten des Laufrads (3) verlaufen und an das Laufrad (3) angrenzen und wobei sich die beiden Seitenkanäle (31 , 33) jeweils entlang eines Strömungspfades (39) von dem Einlasskanal (35) teilringförmig zu dem Auslasskanal (37) erstrecken,
dadurch gekennzeichnet, dass
der einlassseitige Seitenkanal (31 ) gemittelt entlang des Strömungspfades (39) einen kleineren Querschnitt aufweist als der auslassseitige Seitenkanal (33).
Seitenkanalpumpe nach Anspruch 1 , wobei der einlassseitige Seitenkanal (31 ) an zumindest 50% der Positionen entlang des Strömungspfades (39) einen kleineren Querschnitt aufweist als der auslassseitige Seitenkanal (33) an der gleichen Position entlang des Strömungspfades (39).
3. Seitenkanalpumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der einlassseitige
Seitenkanal (31 ) an zumindest 50% der Positionen entlang des
Strömungspfades (39) einen um zwischen 5% und 30% kleineren Querschnitt aufweist als der auslassseitige Seitenkanal (33) an der gleichen Position entlang des Strömungspfades (39).
4. Seitenkanalpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der
einlassseitige Seitenkanal (31 ) an zumindest 50% der Positionen entlang des Strömungspfades (39) eine kleinere Tiefe aufweist als der auslassseitige Seitenkanal (33) an der gleichen Position entlang des Strömungspfades (39).
5. Seitenkanalpumpe nach Anspruch 4, wobei der einlassseitige Seitenkanal (31 ) an zumindest 50% der Positionen entlang des Strömungspfades (39) eine um zwischen 5% und 30% kleinere Tiefe aufweist als der auslassseitige Seitenkanal (33) an der gleichen Position entlang des Strömungspfades (39).
6. Treibstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Seitenkanalpumpe (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1703566A1 (de) * 1968-06-11 1972-04-13 Georg Fabig Selbstansaugende Kreiselpumpe
JPS6425494U (de) * 1987-08-05 1989-02-13
WO2008053818A1 (fr) * 2006-10-28 2008-05-08 Imed Japan Co., Ltd. Pompe à écoulement en hélice pour du sang
US20120301289A1 (en) * 2009-12-16 2012-11-29 Continental Automotive Gmbh Fuel pump

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6079193A (ja) 1983-10-05 1985-05-04 Nippon Denso Co Ltd 車両用燃料ポンプ
US5372475A (en) * 1990-08-10 1994-12-13 Nippondenso Co., Ltd. Fuel pump
JP2757646B2 (ja) 1992-01-22 1998-05-25 株式会社デンソー 燃料ポンプ
DE4343078B4 (de) 1993-12-16 2007-09-13 Robert Bosch Gmbh Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zu einer Brennkraftmaschine
DE10348008A1 (de) * 2003-10-15 2005-05-19 Siemens Ag Kraftstoffpumpe
JP2006161600A (ja) * 2004-12-03 2006-06-22 Mitsubishi Electric Corp 円周流ポンプ
JP2008101469A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Denso Corp 燃料ポンプ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1703566A1 (de) * 1968-06-11 1972-04-13 Georg Fabig Selbstansaugende Kreiselpumpe
JPS6425494U (de) * 1987-08-05 1989-02-13
WO2008053818A1 (fr) * 2006-10-28 2008-05-08 Imed Japan Co., Ltd. Pompe à écoulement en hélice pour du sang
US20120301289A1 (en) * 2009-12-16 2012-11-29 Continental Automotive Gmbh Fuel pump

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