(19)
(11)EP 2 148 990 B1

(12)EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45)Hinweis auf die Patenterteilung:
31.08.2011  Patentblatt  2011/35

(21)Anmeldenummer: 08735656.4

(22)Anmeldetag:  01.04.2008
(51)Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F04D 5/00(2006.01)
(86)Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP2008/053884
(87)Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2008/128858 (30.10.2008 Gazette  2008/44)

(54)

FÖRDERAGGREGAT

CONVEYING UNIT

DISPOSITIF DE TRANSPORT


(84)Benannte Vertragsstaaten:
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

(30)Priorität: 20.04.2007 DE 102007018820

(43)Veröffentlichungstag der Anmeldung:
03.02.2010  Patentblatt  2010/05

(73)Patentinhaber: Robert Bosch GmbH
70442 Stuttgart (DE)

(72)Erfinder:
  • DITTMANN, Reinhard
    85622 Feldkirchen (DE)


(56)Entgegenhaltungen: : 
DE-A1- 4 243 544
US-A- 4 715 777
DE-A1- 4 300 368
US-A- 5 248 223
  
      
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung

    Stand der Technik



    [0001] Die Erfindung geht aus von einem Förderagregat nach der Gattung des Hauptanspruchs.

    [0002] Es ist schon ein Förderagregat aus der DE 10 2004 005 224 A1 bekannt, mit einer Pumpenkammer, in der ein Laufrad drehbar gelagert ist, das Förderschaufeln aufweist, die mit zumindest einem in der Pumpenkammer vorgesehenen Förderkanal zusammenwirken, der von einem saugseitigen Ende ausgehend bis zu einem druckseitigen Ende verläuft und kreisförmig angeordnet ist, wobei das druckseitige Ende gegenüber dem saugseitigen Ende in Umfangsrichtung bezüglich des Förderkanals beabstandet ist, wodurch zwischen dem saugseitigen Ende und dem druckseitigen Ende ein Unterbrechungsbereich gebildet ist. Die Pumpenkammer ist in axialer Richtung bezüglich einer Pumpenachse von zwei Stirnwandungen begrenzt, an denen jeweils ein Förderkanal ausgebildet ist. An einer der Stirnwandungen sind radial innerhalb seines Förderkanals eine Vielzahl von Erhöhungen vorgesehen, die einen vorbestimmten Axialspalt zwischen der Stirnwand und dem Laufrad einstellen und als Lagerung des Laufrades wirken. Das Laufrad ist parallel zu den Stirnwandungen ausgerichtet. Diese Parallelausrichtung des Laufrades in der Pumpenkammer kann nur über eine sehr präzise Formbearbeitung der Deckel der Pumpenkammer erreicht werden, so dass die Herstellkosten vergleichsweise hoch sind.

    [0003] In der DE-4343078 A1 ist ein Förderaggregat gezeigt, das im Unterbrechungsbereich eine Entgasungsöffnung aufweist. Aus der DE 42 43 544 A1 ist bekannt, radial innerhalb des Förderkanals und im Unterbrechungsbereich Vertiefungen vorzusehen, die eine Labyrinthdichtung bilden. Aus der US 4,715,777 A, die alle Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart, ist ein Forderaggregat bekannt, das im Unterbrechungsbereich eine Erhöhung in Form eines Vorsprunges vorsieht.

    Vorteile der Erfindung



    [0004] Das erfindungsgemäße Förderagregat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass eine einfache Lagerung des Laufrads erreicht wird, indem in dem Unterbrechungsbereich zumindest eine Erhöhung vorgesehen ist. Auf diese Weise stellt sich eine sehr stabile, konstante axiale Position des Laufrades in der Pumpenkammer ein.

    [0005] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Förderagregats möglich.

    [0006] Besonders vorteilhaft ist, wenn die Erhöhung abgerundet ausgebildet ist, da auf diese Weise die geringste Reibung zwischen dem Laufrad und der Erhöhung auftritt.

    [0007] Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist die Erhöhung linsenförmig, buckelförmig oder hügelförmig ausgeführt, da sich diese Formen besonders wirkungsvoll und einfach herzustellen sind.

    [0008] Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die Erhöhung eine Höhe zwischen 5 µm und 50 µm, insbesondere zwischen 10 µm und 15 µm, aufweist, da auf diese Weise ein optimaler Wirkungsgrad des Förderaggregates erreicht wird.

    [0009] Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Erhöhung derart angeordnet ist, dass sich eine Schrägstellung des Laufrads bezüglich der Pumpenachse bzw. der Stirnwand ergibt, da auf diese Weise eine hydrodynamische Lagerung des Laufrades in der Pumpenkammer realisiert ist, die kostengünstig und einfach herstellbar ist. Durch die Schrägstellung wird eine stabile axiale Position des Laufrades in der Pumpenkammer unabhängig vom jeweiligen Betriebspunkt ermöglicht, so dass sich ein sehr geräuschärmer Betrieb des Förderaggregates einstellt. Zudem wird durch die Schrägstellung eine bessere Befüllung des saugseitigen Förderkanales erreicht, was den Wirkungsgrad weiter steigert. Die Schrägstellung des Laufrades könnte durch einen zweiten Buckel unterstützt werden, der auf der anderen Stirnseite angebracht und um 180° zum ersten Buckel versetzt ist.

    [0010] Auch vorteilhaft ist, wenn die eine Stirnwand an einem Saugdeckel und die andere Stirnwand an einem Druckdeckel ausgebildet ist, wobei die beiden Deckel die Pumpenkammer einschließen, da die Pumpenkammer auf diese Weise besonders einfach herstellbar ist.

    [0011] Desweiteren vorteilhaft ist, wenn die Erhöhung ausschließlich im Unterbrechungsbereich des Saugdeckels oder des Druckdeckels ausgebildet ist, da auf diese Weise eine Schrägstellung des Laufrads in der Pumpenkammer erreicht wird.

    [0012] Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn der Saugdeckel und/oder der Druckdeckel aus Kunststoff hergestellt ist, da die Deckel dadurch mittels Spritzgußtechnik herstellbar sind. Die Erhöhung lässt sich mit dem Spritzgießverfahren besonders einfach, ohne zusätzlichen Nachbearbeitungaufwand und mit geringen Toleranzanfordrungen fertigen. Aber auch andere Materialien wären denkbar, bei denen sich die Pumpendeckel formgebend und ohne Nachbearbeitungsaufwand herstellen lassen.

    Zeichnung



    [0013] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
    Fig.1
    zeigt im Schnitt ein vereinfacht dargestelltes Förderaggregat,
    Fig.2
    eine Schnittansicht der Pumpenkammer 14 entlang der Linie II-II in Fig.1 in Richtung des Saugdeckels und
    Fig.3
    Schnittdarstellung der Erhöhung entlang der Linie III-III in Fig.2.

    Beschreibung des Ausführungsbeispiels



    [0014] Fig.1 zeigt ein Förderaggregat, bei dem die Erfindung Anwendung finden könnte.

    [0015] Das Förderaggregat dient dazu, Flüssigkeit, beispielsweise Kraftstoff, aus einem Vorratsbehälter zu einem Verbraucher zu fördern, beispielsweise einer Brennkraftmaschine. Das Förderaggregat kann sowohl eine Strömungspumpe oder als auch eine Verdrängerpumpe sein.

    [0016] Das Förderaggregat hat ein Pumpengehäuse 1 mit zumindest einem Eingangskanal 2 und einem Ausgangskanal 3. Der Eingangskanal 2 des Förderaggregats ist beispielsweise über eine Saugleitung 4 mit einem Vorratsbehälter 5 verbunden, in dem beispielsweise Kraftstoff gespeichert ist. Der Ausgangskanal 3 ist über eine Druckleitung 8 beispielsweise mit einer Brennkraftmaschine 9 verbunden.

    [0017] Das Pumpengehäuse 1 weist eine Pumpenkammer 10 auf, in der ein Rotor 11 rotierend um eine Pumpenachse 12 umläuft. Die Pumpenkammer 10 wird begrenzt durch zwei sich in Richtung der Pumpenachse 12 gegenüberliegende Stirnwände 17,18 und in radialer Richtung bezüglich der Pumpenachse 8 von einer Umfangswand 19.

    [0018] Der Rotor 11 dient der Flüssigkeitsförderung und baut einen vorbestimmten Druck stromab der Pumpenkammer 10 auf. Der Rotor 11 ist als Turbinenlaufrad ausgebildet und wird über eine Antriebswelle 15 von einem Aktor 16, beispielsweise einem Elektromotor, angetrieben. Der Rotor 11 und die Antriebswelle 15 sind formschlüssig miteinander verbunden, indem der Rotor 11 eine Mitnehmeröffnung 22 aufweist, in die die Antriebswelle 15 formschlüssig hineinragt. Der Formschluss ergibt sich beispielsweise dadurch, dass die Antriebswelle 15 an ihrem dem Rotor 11 zugewandten Endabschnitt zumindest eine Abflachung 23 aufweist, die jeweils mit einem Mitnehmerabschnitt 24 der Mitnehmeröffnung 22 formschlüssig zusammenwirkt.
    Der Rotor 11 ist auf der Antriebswelle 15 beispielsweise derart gelagert, daß er zwischen den Stirnwänden 17,18 axial beweglich ist.

    [0019] Das Laufrad 11 weist Förderschaufeln 27 auf, die mit zumindest einem Förderkanal 28 der Pumpenkammer 10 auf bekannte Art und Weise zusammenwirken, so dass sich eine Förderung mit Druckaufbau einstellt. Gemäß der Ausführung nach Fig.1 hat das Laufrad 11 an beiden Stirnseiten einen Kranz von Förderschaufeln 27, die nach radial außen hin geschlossen ausgebildet sind. Die Förderschaufeln 27 können aber auch nur einseitig vorgesehen und/oder nach radial außen hin offen ausgeführt sein. Jedem Kranz von Förderschaufeln 27 ist ein Förderkanal 28 in der Pumpenkammer 10 zugeordnet. Gemäß der Ausführung nach Fig.1 ist an beiden Stirnwänden 17,18 jeweils ein Förderkanal 28 vorgesehen, der jeweils im etwa gleichen radialen Abstand von der Pumpenachse 12 angeordnet ist wie der zugehörige Kranz von Förderschaufeln 27.

    [0020] Die Stirnwand 17 ist an einem Saugdeckel 29 und die Stirnwand 18 an einem Druckdeckel 30 ausgebildet, wobei die beiden Deckel 29,30 die Pumpenkammer 10 einschließen. Der Saugdeckel 29 weist den Eingangskanal 2 auf, der in den Förderkanal 28 des Saugdeckels 29 mündet. Der Druckdeckel 30 ist dem Aktor 16 zugewandt und weist ebenfalls einen Förderkanal 28 auf, der über einen Pumpenkammerausgang 31 mit dem Ausgangskanal 3 strömungsverbunden ist.

    [0021] Fig.2 zeigt eine Schnittansicht der Pumpenkammer 14 entlang der Linie II-II in Fig.1 in Richtung des Saugdeckels.

    [0022] Bei der Pumpenkammer nach Fig.2 sind die gegenüber dem Förderaggregat nach Fig.1 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

    [0023] Der zumindest eine Förderkanal 28 des Saugdeckels 29 und/oder Druckdeckels 30 ist jeweils kreisförmig um die Pumpenachse 12 herum angeordnet, wobei der vom Förderkanal 28 gebildete Kreisabschnitt nicht geschlossen und der Radius des Förderkanals etwa konstant ist. Das saugseitige Ende des Förderkanals 28 ist dadurch von seinem druckseitigen Ende in Umfangsrichtung des Förderkanals 28 beabstandet, so dass zwischen dem saugseitigen Ende und dem druckseitigen Ende ein Unterbrechungsbereich 34 gebildet ist. Der Eingangskanal 2 mündet in das saugseitige Ende des Förderkanals 28 des Saugdeckels 29 und der Pumpenkammerausgang 31 in das druckseitige Ende des Förderkanals 28 des Druckdeckels 30.

    [0024] Erfindungsgemäß ist in dem Unterbrechungsbereich 34 des Saugdeckels 29 oder des Druckdeckels 30 zumindest eine Erhöhung 35 vorgesehen, die gegenüber der zugehörigen Stirnwand 17,18 erhöht bzw. erhaben ausgeführt ist. Die Erhöhung 35 ist abgerundet und beispielsweise linsenförmig, buckelförmig oder hügelförmig ausgeführt. Bei Betrachtung der Erhöhung 35 in axialer Richtung bezüglich der Pumpenachse 12 hat die Erhöhung 35 beispielsweise eine Kreis-, Oval-, Rechteck-, Quadrat, Vieleck- oder eine andere beliebige Form. Die Erhöhung 35 hat beispielsweise eine Höhe H zwischen 5µm und 50 µm, vorzugsweise zwischen 10 µm und 15µm. Die erfindungsgemäße Erhöhung 35 ist ausschließlich an einem der beiden Deckel 29,30 vorgesehen, gemäß dem Ausführungsbeispiel an dem Saugdeckel 29.

    [0025] Die zumindest eine Erhöhung 35 ist derart angeordnet, dass sich eine Schrägstellung des Laufrads 11 bezüglich der Pumpenachse 12 bzw. der betreffenden Stirnwandung 17,18 ergibt. Auf diese Weise wird eine hydrodynamische Lagerung des axial beweglichen Laufrads 11 erreicht, so dass sich im Betrieb des Förderagregates selbsttätig eine vorbestimmte Axialposition des Laufrades 11 in der Pumpenkammer 10 einstellt.
    Durch Rotation des Laufrades 11 wird in den Axialspalt zwischen dem Laufrad 11 und der Erhebung 35 Flüssigkeit hineingezogen, so dass ein Flüssigkeitspolster ausgebildet wird, das die Reibung zwischen den Festkörpern reduziert. Die Wirkung der Erhöhung 35 als hydrodynamisches Lager wird durch die Schrägstellung des Laufrades 11 verbessert, da auf diese Weise ein keilförmiges Flüssigkeitspolster gebildet ist.

    [0026] Der Saugdeckel 29 und/oder der Druckdeckel 30 sind beispielsweise aus Kunststoff mittels eines Spritzgußverfahrens hergestellt, wodurch sich die erfindungsgemäße Erhöhung 35 sehr einfach und kostengünstig herstellen lässt. Die Anforderungen an die Herstellungstoleranzen sind sehr gering.

    [0027] Fig.3 zeigt eine Schnittansicht der Erhöhung 35 entlang der Linie III-III in Fig.2.

    [0028] Bei der Darstellung nach Fig.3 sind die gegenüber dem Förderaggregat nach Fig.1 und Fig.2 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.


    Ansprüche

    1. Förderaggregat mit einer Pumpenkammer, in der ein Laufrad drehbar gelagert ist, das Förderschaufeln aufweist, die mit zumindest einem in der Pumpenkammer vorgesehenen Förderkanal zusammenwirken, der von einem saugseitigen Ende ausgehend bis zu einem druckseitigen Ende verläuft und kreisförmig angeordnet ist, wobei das druckseitige Ende gegenüber dem saugseitigen Ende in Umfangsrichtung bezüglich des Förderkanals derart beabstandet ist, dass zwischen dem saugseitigen Ende und dem druckseitigen Ende ein Unterbrechungsbereich gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Unterbrechungsbereich (34) zumindest eine Erhöhung (35) vorgesehen ist, wobei die Pumpenkammer (10) in axialer Richtung bezüglich einer Pumpenachse (12) von zwei Stirnwänden (17,18) begrenzt ist, in denen der zumindest eine Förderkanal (28) ausgebildet ist, wobei die Erhöhung (35) gegenüber der Stirnwand (17,18) erhöht ist, wobei die Erhöhung (35) derart angeordnet ist, dass sich eine Schrägstellung des Laufrads (11) bezüglich der Pumpenachse (12) bzw. der Stirnwand (17,18) ergibt.
     
    2. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung (35) abgerundet ausgebildet ist.
     
    3. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung (35) linsenförmig, buckelförmig oder hügelförmig ausgeführt ist.
     
    4. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung (35) eine Höhe zwischen 5 µm und 50µm aufweist.
     
    5. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung (35) eine Höhe zwischen 10 µm und 15µm aufweist.
     
    6. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Stirnwand (17) an einem Saugdeckel (29) und die andere Stirnwand (18) an einem Druckdeckel (30) ausgebildet ist, wobei die beiden Deckel (29,30) die Pumpenkammer (10) einschließen.
     
    7. Förderaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung (35) ausschließlich im Unterbrechungsbereich (34) des Saugdeckels (29) oder des Druckdeckels (30) ausgebildet ist.
     
    8. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugdeckel (29) und/oder der Druckdeckel (30) aus Kunststoff hergestellt ist.
     


    Claims

    1. Conveying assembly with a pump chamber in which is mounted rotatably an impeller having conveying blades which co-operate with at least one conveying duct which is provided in the pump chamber and which runs from a suction-side end as far as a delivery-side end and is arranged in the form of a circle, the delivery-side end being spaced apart from the suction-side end in the circumferential direction and with respect to the conveying duct in such a way that an interruption region is formed between the suction-side end and the delivery-side end, characterized in that at least one elevation (35) is provided in the interruption region (34), the pump chamber (10) being delimited in the axial direction with respect to a pump axis (12) by two end walls (17, 18) in which the at least one conveying duct (28) is formed, the elevation (35) being elevated with respect to the end wall (17, 18), and the elevation (35) being arranged in such a way that an oblique position of the impeller (11) with respect to the pump axis (12) or to the end wall (17, 18) is obtained.
     
    2. Conveying assembly according to Claim 1, characterized in that the elevation (35) is of rounded form.
     
    3. Conveying assembly according to Claim 1, characterized in that the elevation (35) is of lenticular, humped or hill-shaped form.
     
    4. Conveying assembly according to Claim 1, characterized in that the elevation (35) has a height of between 5 µm and 50 µm.
     
    5. Conveying assembly according to Claim 1, characterized in that the elevation (35) has a height of between 10 µm and 15 µm.
     
    6. Conveying assembly according to Claim 1, characterized in that one end wall (17) is formed on a suction cover (29) and the other end wall (18) is formed on a delivery cover (30), the two covers (29, 30) enclosing the pump chamber (10).
     
    7. Conveying assembly according to Claim 6, characterized in that the elevation (35) is formed solely in the interruption region (34) of the suction cover (29) or of the delivery cover (30).
     
    8. Conveying assembly according to Claim 1, characterized in that the suction cover (29) and/or the delivery cover (30) are/is produced from plastic.
     


    Revendications

    1. Dispositif de transport comprenant une chambre de pompe, dans laquelle est montée à rotation une roue mobile qui présente des aubes de transport, qui coopèrent avec au moins un canal de transport prévu dans la chambre de pompe, qui s'étend depuis une extrémité côté aspiration jusqu'à une extrémité côté pression, et qui est disposé en forme de cercle, l'extrémité côté pression étant espacée par rapport à l'extrémité côté aspiration dans la direction périphérique par rapport au canal de transport de telle sorte qu'entre l'extrémité côté aspiration et l'extrémité côté pression soit formée une région d'interruption, caractérisé en ce que dans la région d'interruption (34) est prévu au moins un rehaussement (35), la chambre de pompe (10) étant limitée dans la direction axiale par rapport à un axe de pompe (12) par deux parois frontales (17, 18), dans lesquelles est réalisé l'au moins un canal de transport (28), le rehaussement (35) étant rehaussé par rapport à la paroi frontale (17, 18), le rehaussement (35) étant disposé de telle sorte que l'on obtienne une position oblique de la roue mobile (11) par rapport à l'axe de la pompe (12) ou à la paroi frontale (17, 18).
     
    2. Dispositif de transport selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rehaussement (35) est arrondi.
     
    3. Dispositif de transport selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rehaussement (35) est en forme de lentille, de renflement, ou de saillie.
     
    4. Dispositif de transport selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rehaussement (35) présente une hauteur comprise entre 5 µm et 50 µm.
     
    5. Dispositif de transport selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rehaussement (35) présente une hauteur comprise entre 10 µm et 15 µm.
     
    6. Dispositif de transport selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des parois frontales (17) est réalisée sur un couvercle d'aspiration (29) et l'autre paroi frontale (18) sur un couvercle de pression (30), les deux couvercles (29, 30) renfermant la chambre de pompe (10).
     
    7. Dispositif de transport selon la revendication 6, caractérisé en ce que le rehaussement (35) est réalisé exclusivement dans la région d'interruption (34) du couvercle d'aspiration (29) ou du couvercle de pression (30).
     
    8. Dispositif de transport selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle d'aspiration (29) et/ou le couvercle de pression (30) sont fabriqués en plastique.
     




    Zeichnung











    Angeführte Verweise

    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente