KREISELPUMPE ZUM FÖRDERN VON FLÜSSIGKEITEN IN EINEM KRAFTFAHRZEUG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten in einem Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse, mit einem Ansaugkanal und einem Auslasskanal in dem Gehäuse, mit einem angetriebenen, in dem Gehäuse drehbaren Laufrad, mit von einer Tragscheibe des Laufrades abstehenden Laufschaufeln und mit einer freie Enden von Laufschaufeln verbindenden Deckscheibe und mit einer Spaltdichtung zwischen der Deckscheibe und einem der Deckscheibe gegenüberstehenden Gehäuseteil des Gehäuses.

[0002] Solche Kreiselpumpen werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig zum Fördern von Wasser eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Der Ansaugkanal der bekannten Kreiselpumpe ist zu dem Zentrum des Laufrades geführt. Der Auslasskanal schließt sich an den radial äußeren Umfang des Laufrades an. Im Zentrum des Laufrades befindliche Flüssigkeit gelangt auf die Laufschaufeln und wird bei einer Drehung des Laufrades radial nach außen zu dem Auslasskanal gefördert. Zwischen der die Deckscheibe aufweisenden Seite des Laufrades und dem der Deckscheibe gegenüberstehenden Gehäuseteil entsteht damit ein von dem Auslasskanal bis zu dem Ansaugkanal führender Spalt, der durch eine Spaltdichtung abgedichtet ist. Im einfachsten Fall ist die Spaltdichtung ein besonders enger Spalt, der die Strömung von der einen hohen Druck aufweisenden, radial äußeren Seite zu der einen geringen Druck aufweisenden, radial inneren Seite des Laufrades drosselt. Die Drosselung hat einen entscheidenden Einfluss auf den Wirkungsgrad der Kreiselpumpe. Jedoch lässt sich der Spalt nicht beliebig verkleinern, weil verhindert sein muss, dass Toleranzen der Bauteile zu einem Schleifen der Deckscheibe auf dem Gehäuseteil führen können.

[0003] Aus der US 2008/260515 A1 ist eine Pumpe bekannt, bei der zwischen einem Pumpenlaufrad und einem Gehäuseabschnitt Stege und Vertiefungen ausgebildet sind, die im Sinne einer Spaltdichtung wirken.

[0004] Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kreiselpumpe der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass sie einen besonders hohen Wirkungsgrad hat und besonders kostengünstig zu fertigen ist.

[0005] Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeweils zumindest ein hervorstehender ringförmiger Steg der Spaltdichtung auf der Deckscheibe und auf dem Gehäuseteil angeordnet ist und dass der Steg des Gehäuseteils zu dem Steg der Deckscheibe zueinander versetzt ist.

[0006] Durch diese Gestaltung wird eine von dem Ansaugkanal zu dem Auslasskanal führende Strömung in der Spaltdichtung entlang eines besonders langen Weges geführt. Weiterhin erfährt die Strömung hierdurch mehrere Umlenkungen, was zu einer besonders hohen Drosselwirkung der Spaltdichtung führt. Durch die hohe Drosselwirkung der Spaltdichtung hat die erfindungsgemäße Kreiselpumpe einen besonders hohen Wirkungsgrad. Die Stege lassen sich besonders einfach fertigen, so dass die erfindungsgemäße Kreiselpumpe zudem besonders geringe Fertigungskosten aufweist.

[0007] Zur Erhöhung der Anzahl der Umlenkungen und der Erhöhung der Drosselwirkung der Spaltdichtung trägt es jedoch bei, wenn einander gegenüberstehend angeordnete Stege jeweils die Hälfte der Höhe der Spaltdichtung überragen.

[0008] Die Spaltdichtung weist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine besonders hohe Drosselwirkung auf, wenn mehrere von den Stegen begrenzte Kammern in der Spaltdichtung unterschiedliche Querschnitte aufweisen. Die unterschiedlichen Querschnitte der Kammern in der Spaltdichtung führen zu mehreren Geschwindigkeitsänderungen der Strömung, was zu deren Drosselung führt.

[0009] Eine besonders hohe Drosselwirkung der Spaltdichtung bei einer besonders einfachen Herstellung lässt sich gemäß der Erfindung einfach erreichen, wenn die Spaltdichtung nahe des Ansaugkanals und nahe des Auslasskanal jeweils einen senkrecht zur Ebene der Tragscheibe des Laufrades angeordneten Ringkanal hat, wenn die Ringkanäle über einen Querkanal miteinander verbunden sind und wenn die Stege in den Querkanal hineinragen. Durch diese Gestaltung lassen sich die die Spaltdichtung begrenzenden Bauteile einfach axial fügen und kostengünstig, beispielsweise im Spritzgussverfahren, fertigen. Weiterhin ist die Spaltdichtung hierdurch gestuft gestaltet, was zu einer besonders hohen Drosselwirkung beiträgt.

[0010] Die Stege stehen gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Strömung in der Spaltdichtung entgegen, wenn der die Ringkanäle miteinander verbindende Querkanal zur Ebene der Tragscheibe des Laufrades geneigt ist und wenn die in den Querkanal hineinragenden Stege senkrecht zur Ebene der Tragscheibe des Laufrades angeordnet sind. Durch die Ausrichtung der Stege zum Querkanal entstehen hohe Verwirbelungen in der Strömung, so dass die Spaltdichtung eine besonders hohe Drosselwirkung aufweist. Da sich die Höhe der Laufschaufeln zur radial äußeren Begrenzung des Laufrades ohnehin verringert, führt diese Gestaltung zudem zu einem besonders geringen Materialeinsatz und damit zu besonders geringen Fertigungskosten.

[0011] Zur weiteren Erhöhung der Anzahl der Umlenkungen der Strömung und damit der Drosselwirkung in der Spaltdichtung trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn zumindest einer der Ringkanäle über einen Querkanal mit dem Ansaugkanal oder dem Auslasskanal verbunden ist.

[0012] Die Stege lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach bei der Fertigung der Bauteile im Spritzgussverfahren fertigen, wenn die Stege sich zu ihrem freien Ende hin verjüngen. Durch diese Gestaltung lassen sich Deckscheibe und Gehäuse einfach bei der Fertigung im Spritzgussverfahren fertigen. Dies führt insbesondere bei einer Fertigung der Bauteile in Großserie, wie sie bei Kraftfahrzeugen üblich ist, zu sehr geringen Fertigungskosten. Die Fertigung der Stege und damit die Erzeugung der Spaltdichtung ist hierdurch kostenneutral.

[0013] Zur weiteren Verringerung der Fertigungskosten der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe trägt es bei, wenn zumindest eines der Bauteile des Gehäuseteils oder der Deckscheibe aus Kunststoff gefertigt ist.

[0014] 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:

Fig. 1

eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe mit angrenzenden Bauteilen eines Kraftfahrzeuges,

Fig. 2

eine Schnittdarstellung durch eine Pumpenstufe der Kreiselpumpe aus Figur 1.

[0015] Figur 1 zeigt eine Kreiselpumpe 1 mit einer von einem Elektromotor 2 angetriebenen Pumpenstufe 3. Die Kreiselpumpe 1 saugt Flüssigkeit über eine Ansaugleitung 4 aus einem Vorratsbehälter 5 an und fördert diese über eine Förderleitung 6 zu einem Verbraucher 7.

[0016] Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Pumpenstufe 3 der Kreiselpumpe 1 aus Figur 1. Die Pumpenstufe 3 hat ein Gehäuse 8 mit einem darin drehbar angeordneten, von dem Elektromotor 2 aus Figur 1 angetriebenen Laufrad 9. Das Gehäuse 8 hat einen mit der Ansaugleitung 4 verbundenen Ansaugkanal 10 und einen mit der Förderleitung 6 verbundenen Auslasskanal 11. Das Laufrad 9 hat eine auf einer Welle 12 des Elektromotors 2 drehfest angeordnete Tragscheibe 13 mit davon abstehenden Laufschaufeln 14. Freie Enden radial äußerer Laufschaufeln 14 sind mit einer Deckscheibe 15 verbunden. Zwischen der Deckscheibe 15 und einem der Deckscheibe 15 gegenüberstehenden Gehäuseteil 16 des Gehäuses ist eine Spaltdichtung 17 angeordnet.

[0017] Die Spaltdichtung 17 weist zwei konzentrisch zur Drehachse des Laufrades 9 und senkrecht zur Tragscheibe 13 angeordnete Ringkanäle 18, 19 auf. Zwischen den Ringkanälen 18, 19 ist ein erster Querkanal 20 angeordnet. Weiterhin hat die Spaltdichtung 17 einen zweiten, an dem Ansaugkanal 10 angeordneten Querkanal 21. Der erste Querkanal 20 ist geneigt zur Ebene der Tragscheibe 13 angeordnet. Die Deckscheibe 15 und das der Deckscheibe 15 gegenüberstehende Gehäuseteil 16 weisen jeweils in die Spaltdichtung 17 hineinragende und zueinander versetzt angeordnete Stege 22 - 24 auf. Die Stege 22 - 24 überragen jeweils die Hälfte der Höhe der Spaltdichtung 17 und begrenzen Kammern 25, 26 mit unterschiedlichen Querschnitten. An dem zweiten Querkanal 21 ist eine weitere Kammer 27 von Stegen 28, 29 der Deckscheibe 15 und einer ebenen Wandung des Gehäuseteils 16 begrenzt.

Ansprüche

1. Kreiselpumpe (1) zum Fördern von Flüssigkeiten in einem Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse (8), mit einem Ansaugkanal (10) und einem Auslasskanal (11) in dem Gehäuse (8), mit einem angetriebenen, in dem Gehäuse (8) drehbaren Laufrad (9), mit von einer Tragscheibe (13) des Laufrades (9) abstehenden Laufschaufeln (14) und mit einer freie Enden von Laufschaufeln (14) verbindenden Deckscheibe (15) und mit einer Spaltdichtung (17) zwischen der Deckscheibe (15) und einem der Deckscheibe (15) gegenüberstehenden Gehäuseteil (16) des Gehäuses (8), wobei jeweils zumindest ein hervorstehender, ringförmiger Steg (22 - 24, 28, 29) der Spaltdichtung (17) auf der Deckscheibe (15) und auf dem Gehäuseteil (16) angeordnet ist und wobei der Steg (24) des Gehäuseteils (16) zu dem Steg (22, 23) der Deckscheibe (15) versetzt ist, wobei die Spaltdichtung (17) nahe des Ansaugkanals (10) und nahe des Auslasskanals (11) jeweils einen senkrecht zur Ebene der Tragscheibe (13) des Laufrades (9) angeordneten Ringkanal (18, 19) hat, wobei die Ringkanäle (18, 19) über einen Querkanal (20) miteinander verbunden sind und wobei die Stege (22 - 24) in den Querkanal (20) hineinragen, dadurch gekennzeichnet, dass einander gegenüberstehend angeordnete Stege (22 - 24) jeweils die Hälfte der Höhe der Spaltdichtung (17) überragen.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere von den Stegen (22 - 24, 28, 29) begrenzte Kammern (25, 26) in der Spaltdichtung (17) unterschiedliche Querschnitte aufweisen.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die Ringkanäle (18, 19) miteinander verbindende Querkanal (20) zur Ebene der Tragscheibe (13) des Laufrades (9) geneigt ist und dass die in den Querkanal (20) hineinragenden Stege (22 - 24) senkrecht zur Ebene der Tragscheibe (13) des Laufrades (9) angeordnet sind.

4. Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Ringkanäle (18) über einen Querkanal (21) mit dem Ansaugkanal /10) oder dem Auslasskanal (11) verbunden ist.

5. Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (22 - 24, 28, 29) sich zu ihrem freien Ende hin verjüngen.

6. Kreiselpumpe einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Bauteile des Gehäuseteils (16) oder der Deckscheibe (15) aus Kunststoff gefertigt ist.

Claims

1. Centrifugal pump (1) for delivering liquids in a motor vehicle, having a housing (8), having an intake duct (10) and an outlet duct (11) in the housing (8), having a driven rotor (9), which can rotate in the housing (8), having rotor blades (14), which project from a supporting disk (13) of the rotor (9), and having a cover disk (15), which connects free ends of rotor blades (14), and having a gap seal (17) between the cover disc (15) and a housing part (16) of the housing (8), which housing part lies opposite the cover disk (15), wherein in each case at least one projecting annular web (22 - 24, 28, 29) of the gap seal (17) is arranged on the cover disk (15) and on the housing part (16), and wherein the web (24) of the housing part (16) is offset relative to the web (22, 23) of the cover disk (15), wherein the gap seal (17) has respective annular ducts (18, 19) close to the intake duct (10) and close to the outlet duct (11), said ducts being arranged perpendicularly to the plane of the supporting disk (13) of the rotor (9), wherein the annular ducts (18, 19) are connected to one another by a transverse duct (20) and wherein the webs (22 - 24) project into the transverse duct (20), characterized in that webs (22 - 24) arranged opposite one another each project over half the height of the gap seal (17).

2. Centrifugal pump according to Claim 1, characterized in that a plurality of chambers (25, 26) bounded by the webs (22 - 24, 28, 29) in the gap seal (17) has different cross sections.

3. Centrifugal pump according to Claim 1 or 2, characterized in that the transverse duct (20) connecting the annular ducts (18, 19) to one another slopes relative to the plane of the supporting disk (13) of the rotor (9), and in that the webs (22 - 24) projecting into the transverse duct (20) are arranged perpendicularly to the plane of the supporting disk (13) of the rotor (9).

4. Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the annular ducts (18) is connected to the intake duct (10) or the outlet duct (11) by a transverse duct (21).

5. Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the webs (22 - 24, 28, 29) taper toward the free end thereof.

6. Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the components of the housing part (16) or the cover disk (15) is manufactured from plastic.

Revendications

1. Pompe centrifuge (1) destinée à transporter des liquides dans un véhicule automobile, ladite pompe centrifuge comprenant un boîtier (8), un conduit d'admission (10) et un conduit de sortie (11) placés dans le boîtier (8), un rotor (9) entraîné pouvant tourner dans le boîtier (8), des pales (14) faisant saillie d'un disque de support (13) du rotor (9) et un disque de recouvrement (15) reliant des extrémités libres de pales (14) et une boîte à labyrinthe (17) placée entre le disque de recouvrement (15) et une partie (16) du boîtier (8) opposée au disque de recouvrement (15), au moins une nervure annulaire saillante (22 - 24, 28, 29) de la boîte à labyrinthe (17) étant disposée sur le disque de recouvrement (15) et sur la partie de boîtier (16) et la nervure (24) de la partie de boîtier (16) étant décalée de la nervure (22, 23) du disque de recouvrement (15), la boîte à labyrinthe (17) comportant à chaque fois près du conduit d'admission (10) et près du conduit de sortie (11) un conduit annulaire (18, 19) disposé perpendiculairement au plan du disque de support (13) du rotor (9), les conduits annulaires (18, 19) étant reliés l'un à l'autre par un conduit transversal (20) et les nervures (22 - 24) faisant saillie dans le conduit transversal (20), caractérisée en ce que des nervures (22 - 24) disposées en vis-à-vis font saillie chacune sur la moitié de la hauteur de la boîte à labyrinthe (17).

2. Pompe centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une pluralité de chambres (25, 26), délimitées par les nervures (22 - 24, 28, 29), dans la boîte à labyrinthe (17) ont des sections transversales différentes.

3. Pompe centrifuge selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le conduit transversal (20) reliant les conduits annulaires (18, 19) entre eux est incliné par rapport au plan du disque de support (13) du rotor (9) et en ce que les nervures (22 - 24) saillant dans le conduit transversal (20) sont disposées perpendiculairement au plan du disque de support (13) du rotor (9).

4. Pompe centrifuge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'un au moins des conduits annulaires (18) est relié au conduit d'admission (10) ou au conduit de sortie (11) par un conduit transversal (21).

5. Pompe centrifuge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les nervures (22 - 24, 28, 29) se rétrécissent vers leur extrémité libre.

6. Pompe centrifuge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'un au moins des composants de la partie de boîtier (16) ou du disque de recouvrement (15) est en matière synthétique.

Zeichnung