SEITENKANALPUMPE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Seitenkanalpumpe mit einem in einem Pumpengehäuse drehbar angeordneten Laufrad, mit in dem Gehäuse angeordnetem Einlaßkanal und einem Auslaßkanal, mit in dem Laufrad angeordneten Laufschaufeln zur Förderung einer Flüssigkeit von dem Einlaßkanal zu dem Auslaßkanal und mit Führungsmitteln zur Führung des Laufrades in einer axialen und/oder radialen Lage, wobei die Führungsmittel im radial äußeren Teilbereich des Laufrades angeordnet sind.

[0002] Solche Seitenkanalpumpen werden in heutigen Kraftfahrzeugen insbesondere zum Fördern von Kraftstoff oder von Scheibenwaschflüssigkeit häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Das Pumpengehäuse setzt sich aus zwei Gehäuseteilen zusammen, welche von einem mit der Höhe des Laufrades entsprechende Abmessungen aufweisenden Zwischenring auf Abstand gehalten werden. Als Führungsmittel weisen die bekannten Seitenkanalpumpen häufig im Bereich zwischen ihrem Zentrum und den Laufschaufeln Taschen auf, in denen sich ein geringer Teil des zu fördernden Mediums sammelt. Auf dem in den Taschen gehaltenen Medium schwimmt das Laufrad. Radiale, auf das Laufrad wirkende Kräfte werden meist von der Lagerung einer Antriebswelle eines die Seitenkanalpumpe antreibenden Elektromotors aufgenommen (DE 196 15 323 A1).

[0003] Aus der US-A-5,577,880, welche den nächstkommenden Stand der Technik bildet, ist eine Pumpe der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei der eine ringförmige Wand den Rand des Laufrades mit Abstand gegenübersteht.

[0004] Diese ringförmige Wand vermag jedoch nur geringe radiale, auf das Laufrad wirkende Kräfte abzustützen.

[0005] Nachteilig hierbei ist, daß die Führung des Laufrades sehr unzureichend ist und in der Regel ein Schleifen des Laufrades an dem Gehäuse nicht verhindert. Durch beim Schleifen entstehende Reibungsverluste hat die Seitenkanalpumpe einen sehr geringen Wirkungsgrad. Weiterhin schwankt wegen der unzureichenden Führung der Spalt zwischen dem Laufrad und dem Pumpengehäuse im Bereich der Laufschaufeln. Dies führt zu einer weiteren Verringerung des Wirkungsgrades der Seitenkanalpumpe.

[0006] Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Seitenkanalpumpe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß Reibungsverluste möglichst zuverlässig vermieden werden.

[0007] Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungsmittel zumindest eine im radial äußeren Teilbereich des Laufrades angeordnete Querschnittsveränderung aufweisen und dass die zumindest eine Querschnittsveränderung im radial äußeren Teilbereich aus Bereichen des Laufrades gebildet ist, und daß diese Bereiche jeweils als mit einem vorgesehenen Abstand dem Gehäuse gegenüberstehende Führungsflächen gestaltet sind.

[0008] Durch diese Gestaltung erstrecken sich die Führungsmittel nur über einen besonders geringen Teilbereich des Laufrades. In diesem Bereich weist die zu fördernde Flüssigkeit durch Reibung an dem Laufrad und durch Zentrifugalkräfte einen besonders großen Druck auf. Hierdurch lassen sich große Führungskräfte auf das Laufrad übertragen. Weiterhin kann der radial äußere Teilbereich bei geringem Fertigungsaufwand mit einer besonders hohen Genauigkeit gefertigt werden. Weitere Bauteile zur Führung des Laufrades sind dank der Erfindung nicht erforderlich. Die erfindungsgemäße Seitenkanalpumpe gestaltet sich hierdurch zudem besonders kostengünstig. Ein Spalt zwischen dem die Laufschaufeln aufweisenden Bereich des Laufrades und dem Gehäuse läßt sich unabhängig von einem im Bereich der Führungsmittel angeordneten Spalt auslegen, weil die Führungsmittel einen im Bereich des Randes des Laufrades angeordnete Querschnittsveränderung aufweisen und weil die die Querschnittsveränderung bildenden Bereiche des Laufrades jeweils als mit einem vorgesehenen Abstand dem Gehäuse gegenüberstehende Führungsflächen gestaltet sind. Hierdurch läßt sich der für die Reibung und Führungskräfte des Laufrades maßgebliche Spalt unabhängig von dem für die Kennlinie der Förderpumpe maßgebliche Spalt im Bereich der Laufschaufeln auf einen vorgesehenen Wert einstellen.

[0009] Die Führungsmittel könnten beispielsweise einen Kranz mit einer Vielzahl von einzelnen Kufen aufweisen. Zur weiteren Verringerung der Fertigungskosten der erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe trägt es bei, wenn die Führungsmittel zumindest eine mit einem vorgesehenen Abstand einem entsprechenden Bereich des Gehäuses gegenüberstehende Führungsfläche aufweisen.

[0010] Die Querschnittsveränderung läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig erzeugen, wenn die Querschnittsveränderung sprungartig gestaltet ist.

[0011] Mittels einer einzigen Führungsfläche läßt sich das Laufrad gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sowohl axial als auch radial führen, wenn die Querschnittsveränderung als Fase gestaltet ist.

[0012] Bei erfindungsgemäßen, zur Förderung von Kraftstoff oder Scheibenwaschflüssigkeit vorgesehenen Seitenkanalpumpen vermag die als Fase ausgebildete Querschnittsveränderung das Laufrad ausreichend radial und axial zu führen, wenn die Führungsfläche in einem Winkel von ungefähr 30 bis 60° zur Stirnseite des Laufrades angeordnet ist.

[0013] Häufig genügt es, bei der erfindungsgemäßen, zur Förderung von Kraftstoff oder Scheibenwaschflüssigkeit vorgesehenen Seitenkanalpumpe das Laufrad nur in einer Richtung gegen die Schwerkraft axial abzustützen, und den Elektromotor zum Antrieb des Laufrades oberhalb des Laufrades anzuordnen. In diesem Fall benötigen die Führungsmittel nur auf einer Seite eine einzige Führungsfläche. Jedoch läßt sich der Spalt zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse im Bereich der Laufschaufeln gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auf eine besonders genaue Höhe einstellen, wenn der Rand jeweils eine zu jeweils einer Stirnseite weisende Führungsfläche hat. Dies trägt zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe bei.

[0014] Kostenintensive, in das Pumpengehäuse einzusetzende Zwischenringe lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn zwei einander gegenüberstehende, das Laufrad umschließende Gehäuseteile im Bereich des größten Durchmessers des Laufrades aneinandergrenzen. Hierdurch läßt sich zudem die Höhe des Spaltes mit besonders geringen Toleranzen einstellen. Dies trägt zur weiteren Erhöhung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe bei.

[0015] Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1

einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Seiten- kanalpumpe mit angrenzenden Bereichen eines Elektro- motors,

Fig. 2

einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe.

[0016] Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Seitenkanalpumpe 1 mit angrenzenden Bereichen eines Elektromotors 2. Die Seitenkanalpumpe 1 hat ein in einem Gehäuse 3 drehbares Laufrad 4. Das Laufrad 4 ist auf einer Motorwelle 5 des Elektromotors 2 angeordnet. Das Gehäuse 3 hat zwei auf Abstand gehaltene Gehäuseteile 6, 7 und einen verrollten Blechstreifen 8. Der Blechstreifen 8 hält die Seitenkanalpumpe 1 in einer vorgesehenen Lage gegenüber dem Elektromotor 2. In einem der Gehäuseteile 7 ist ein Einlaßkanal 9 angeordnet, während das andere Gehäuseteil 6 einen Auslaßkanal 10 aufweist. Der Einlaßkanal 9 und der Auslaßkanal 10 sind jeweils mit teilringförmigen Kanälen 11, 12 verbunden. Das Laufrad 4 hat im Bereich der teilringförmigen Kanäle 11, 12 von Laufschaufeln 13, 14 begrenzte Schaufelkammern 15, 16. In diesem Bereich steht das Gehäuse 3 dem Laufrad 4 zur Bildung von dichtenden Spalten mit geringem Abstand gegenüber. In seinem von den Laufschaufeln 13, 14 aus gesehen radial äußeren Bereich hat die Seitenkanalpumpe 1 Führungsmittel 17 zur radialen und axialen Führung des Laufrades 4. Die Führungsmittel 17 weisen zwei als Führungsfläche 18, 19 ausgebildete, von dem mittleren Bereich des Randes bis zu den Stirnseiten geführte Querschnittsverringerungen auf. Im Bereich der Führungsflächen 18, 19 steht das Laufrad 4 dem Gehäuse 3 mit einem vorgesehenen Abstand gegenüber. Die Gehäuseteile 6, 7 grenzen im Bereich des größten Durchmesser des Laufrades 4 aneinander an.

[0017] Bei einer Drehung des Laufrades 4 wird die zu fördernde Flüssigkeit von dem Einlaßkanal 9 zu dem Auslaßkanal 10 gefördert. Dabei tritt im Bereich der Laufschaufeln 13, 14 eine geringe Menge der zu fördernden Flüssigkeit in den Spalt zwischen dem Laufrad 4 und dem Gehäuse 3. Durch Reibungs- und Zentrifugalkräfte wird diese Flüssigkeit in den Bereich der Führungsmittel 17 gefördert und erzeugt in Abhängigkeit von den Abständen der Führungsflächen 18, 19 von dem Gehäuse 3 und dem Winkel der Führungsflächen 18, 19 zu den Stirnseiten des Laufrades 4 Kräfte in axialer und radialer Richtung auf das Laufrad 4. Durch eine entsprechende Gestaltung der Führungsmittel 17 läßt sich damit das Laufrad 4 axial und radial führen. Die Führungsflächen 18, 19 sind bei der dargestellten Ausführungsform spiegelbildlich zueinander gestaltet. Auf die dem Elektromotor 2 zugewandte Führungsfläche 19 kann jedoch verzichtet werden, wenn ein Rotor des Elektromotors 2 auf dem Laufrad 4 aufliegt und damit eine vorgesehene Axialkraft erzeugt wird. Selbstverständlich können die Führungsflächen 18, 19 oder der den Führungsflächen 18, 19 gegenüberstehende Bereich der Gehäuseteile 6, 7 Beschichtungen mit Notlaufeigenschaften oder zur Verminderung einer Gleitreibung oder von Gleitlagern her bekannte Taschen zur Aufnahme der zu fördernden Flüssigkeit aufweisen.

[0018] Figur 2 zeigt eine Seitenkanalpumpe 20, bei der Führungsmittel 21 eine sprunghafte, von dem mittleren Bereich des Randes zu den Stirnseiten eines Laufrades 22 weisende Querschittsverringerung haben. Hierdurch sind an den an die Stirnseiten angrenzenden Bereichen jeweils eine radiale Führungsfläche 23 und eine axiale Führungsfläche 24 angeordnet. Ein Gehäuse 25 der Seitenkanalpumpe hat in diesem Bereich jeweils eine den Führungsflächen 23, 24 entsprechenden Form. Hierdurch hat das Laufrad 22 in seinem radial äußeren Bereich axiale und radiale Gleitlager.

Ansprüche

1. Seitenkanalpumpe mit einem in einem Pumpengehäuse drehbar angeordneten Laufrad (4; 22), mit in dem Gehäuse angeordnetem Einlaßkanal (9) und einem Auslaßkanal (10), mit in dem Laufrad (4; 22) angeordneten Laufschaufeln (13, 14) zur Förderung einer Flüssigkeit von dem Einlaßkanal (9) zu dem Auslaßkanal (10) und mit Führungsmitteln (17) zur Führung des Laufrades (4; 22) in einer axialen und/oder radialen Lage, wobei die Führungsmittel (17; 21) im radial äußeren Teilbereich des Laufrades (4; 22) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (17; 21) zumindest eine im radial äußeren Teilbereich des Laufrades (4; 22) angeordnete Querschnittsveränderung aufweisen und daß die zumindest eine Querschnittsveränderung im radial äußeren Teilbereich aus Bereichen des Laufrades (4; 22) gebildet ist, und daß diese Bereiche jeweils als mit einem vorgesehenen Abstand dem Gehäuse (3; 25) gegenüberstehende Führungsflächen (18, 19) gestaltet sind.

2. Seitenkanalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel (17; 21) eine einzige mit einem vorgesehenen Abstand einem entsprechenden Bereich des Gehäuses (3; 25) gegenüberstehende Führungsfläche (18, 19, 23, 24) aufweisen.

3. Seitenkanalpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsveränderung sprungartig gestaltet ist.

4. Seitenkanalpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsveränderung als Fase gestaltet ist.

5. Seitenkanalpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (18, 19) in einem Winkel von ungefähr 30 bis 60° zur Stirnseite des Laufrades (4) angeordnet sind.

6. Seitenkanalpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radial äußere Teilbereich des Laufrades (4; 22) jeweils eine zu jeweils einer Stirnseite des Laufrades (4; 22) weisende Führungsfläche (18, 19) hat.

7. Seitenkanalpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberstehende, das Laufrad (4; 22) umschließende Gehäuseteile (6, 7) im Bereich des größten Durchmessers des Laufrades (4; 22) aneinandergrenzen.

Claims

1. Side channel pump having an impeller (4; 22) arranged in a pump housing in a rotatable manner, an inlet channel (9), arranged in the housing, and an outlet channel (10), moving blades (13, 14) which are arranged in the impeller (4; 22) and are intended for delivering a liquid from the inlet channel (9) to the outlet channel (10), and guide means (17) for guiding the impeller (4; 22) in an axial and/or radial position, the guide means (17, 21) being arranged in the radially outer portion of the region of the impeller (4, 22), characterized in that the guide means (17; 21) have at least one cross-sectional change arranged in the radially outer portion of the region of the impeller (4; 22), and in that the at least one cross-sectional change is formed in the radially outer portion of the region from regions of the impeller (4; 22) and in that these regions are in each case designed as guide surfaces (18, 19) which are at an intended distance opposite the housing (3; 25).

2. Side channel pump according to Claim 1, characterized in that the guide means (17; 21) have a single guide surface (18, 19, 23, 24) which is at an intended distance opposite a corresponding region of the housing (3; 25).

3. Side channel pump according to Claim 1 or 2, characterized in that the cross-sectional change is designed to be abrupt.

4. Side channel pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional change is designed as a bevel.

5. Side channel pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the guide surfaces (18, 19) are arranged at an angle of approximately 30 to 60° to the end face of the impeller (4).

6. Side channel pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the radially outer portion of the region of the impeller (4; 22) in each case has a guide surface (18, 19) pointing to a respective end face of the impeller (4; 22).

7. Side channel pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that two housing parts (6, 7) opposite one another and enclosing the impeller (4; 22) adjoin one another in the region of the largest diameter of the impeller (4; 22).

Revendications

1. Pompe à canal latéral comportant une roue à ailettes radiales (4; 22) montée en rotation dans un carter de pompe, un canal d'admission (9) disposé dans le carter et un canal de refoulement (10), des ailettes radiales (13, 14) disposées dans la roue à ailettes radiales (4; 22) et destinées au transfert d'un fluide du canal d'admission (9) vers le canal de refoulement (10) et des moyens de guidage (17) destinés à maintenir la roue à ailettes radiales (4; 22) dans une position axiale et/ou dans une position radiale, où les moyens de guidage (17; 21) sont disposés dans une partie radialement extérieure de la roue à ailettes radiales (4; 22), caractérisé par le fait que la section transversale des moyens de guidage (17; 21) varie au moins dans une partie radialement extérieure de la roue à ailettes radiales (4; 22) et que la variation de section transversale dans la partie radialement extérieure est formée par des parties de la roue à ailettes radiales (4; 22) et que chacune de ces parties est formée par des surfaces de guidage (18, 19) se trouvant à une distance donnée du carter (3; 25).

2. Pompe à canal latéral selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de guidage (17; 21) comportent une seule surface de guidage (18, 19, 23, 24) faisant face, avec un écart donné, à une partie correspondante du carter (3; 25).

3. Pompe à canal latéral selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la variation de la section transversale est brusque.

4. Pompe à canal latéral selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la variation de la section transversale est formé par une face de dépouille.

5. Pompe à canal latéral selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les surfaces de guidage (18, 19) forment un angle de 30° à 60° environ avec la face frontale de la roue à ailettes radiales (4).

6. Pompe à canal latéral selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque partie radialement extérieure de la roue à ailettes radiales (4; 22) a une surface de guidage (18, 19) tournée chacune vers une face frontale de la roue à ailettes radiales (4; 22).

7. Pompe à canal latéral selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que deux parties (6, 7) du carter se faisant face et englobant la roue à ailettes radiales (4; 22) sont contigües dans la partie de la roue à ailettes radiales (4; 22) où le diamètre est le plus important.

Zeichnung