FÖRDERPUMPE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe mit einem angetriebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden Laufrad, in welchem in zumindest einer seiner Stirnseiten ein Kranz Schaufelkammern begrenzende Leitschaufeln angeordnet ist, mit einem im Bereich der Leitschaufeln in dem Pumpengehäuse angeordneten teilringförmigen Kanal, welcher mit den Schaufelkammern zum Fördern einer Flüssigkeit von einem Einlaßkanal zu einem Auslaßkanal eine Förderkammer bildet, und einen in einem von dem teilringförmigen Kanal aus gesehen radial inneren Bereich des Pumpengehäuses angeordneten Entgasungskanal mit einer aus der Förderpumpe herausführenden Entgasungsbohrung aufweist (vgl. z.B. DE-A-196 07 573 bzw. DE-A-42 09 126).

[0002] Solche Förderpumpen sind als Peripheral- oder Seitenkanalpumpen bekannt und werden beispielsweise zum Fördern von Kraftstoff oder von Waschflüssigkeit einer Scheibenreinigungsanlage eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. Hierbei erzeugen die Leitschaufeln in der Förderkammer eine quer zu der Bewegungsrichtung der Leitschaufeln verlaufende Zirkulationsströmung. Der Entgasungskanal dient dazu, in der zu fördernden Flüssigkeit vorhandene Gasblasen durch die Entgasungsbohrung aus der Förderpumpe abzuführen. Wenn mit der Förderpumpe Kraftstoff gefördert wird, ist dies beispielsweise bei einem Warmstart des Kraftfahrzeuges wichtig, da hier die Temperatur des Kraftstoffs besonders hoch ist und deshalb häufig Gasblasen durch ein Verdampfen des Kraftstoffs entstehen. Weiterhin können bei einer Erstbefüllung der Förderpumpe durch die Entgasungsbohrung in der Förderkammer vorhandene Luftblasen abgeführt werden. Solche Luftblasen führen häufig zu einem Aufschäumen der Flüssigkeit in der Förderkammer und damit ebenfalls zu einer verminderten Förderleistung der Förderpumpe.

[0003] Bei einer aus der Praxis bekannten Förderpumpe befindet sich der Entgasungskanal in Drehrichtung des Laufrades gesehen unmittelbar vor dem Auslaßkanal und ist über einen im Verhältnis zu dem Durchmesser des teilringförmigen Kanals kleinen Spalt mit der Förderkammer verbunden. Durch den Spalt gelangen die Gasblasen in den Entgasungskanal.

[0004] Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Förderpumpe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß in der zu fördernden Flüssigkeit vorhandene Gasblasen möglichst vollständig abgeführt werden.

[0005] Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß lediglich ein Teil der Schaufelkammern eine Verbindung zu dem Entgasungskanal aufweist.

[0006] Bei einer Förderpumpe, bei der beidseitig des Laufrades Förderkammern angeordnet sind, welche zum Überströmen der Flüssigkeit von der einen Förderkammer in die andere Förderkammer eine Verbindung aufweisen, wobei der Einlaßkanal in eine der Förderkammern und der Auslaßkanal in die andere Förderkammer mündet und der Entgasungskanal in einem den Einlaßkanal aufweisenden Gehäuseteil der Förderpumpe angeordnet ist, wobei lediglich ein Teil der Schaufelkammern eine Verbindung zu dem Entgasungskanal aufweist, wird eine aufwendig zu verlegende Leitung für die Gasblasen von dem auslaßseitigen Bereich der Förderpumpe vermieden.

[0007] Durch diese Gestaltung werden die Gasblasen durch eine Drehung des Laufrades zunächst aufgrund ihrer im Vergleich zu der zu fördernden Flüssigkeit geringen Dichte in einen radial inneren Bereich der Förderkammer gedrückt. Anschließend werden die Gasblasen zu einem besonders frühen Zeitpunkt aus der Förderkammer entfernt. Hierdurch werden die Gasblasen, bevor sie durch die Zirkulationsströmung mitgerissen werden, nahezu vollständig von der Flüssigkeit getrennt. Deshalb wird die Kavitation im teilringförmigen Kanal besonders gering gehalten.

[0008] Die Förderkammer könnte prinzipiell wie bei der bekannten Förderpumpe über einen Spalt mit dem Entgasungskanal verbunden sein. Ein solcher Spalt verursacht jedoch Verwirbelungen in der Zirkulationsströmung der Flüssigkeit. Diese Verwirbelungen führen zu einer Verringerung des Wirkungsgrades der Förderpumpe. Weiterhin führen Verwirbelungen in der Zirkulationsströmung zu Bereichen mit hohem Druck und Bereichen mit geringem Druck. In den Bereichen mit geringem Druck kann die Flüssigkeit bei hohen Temperaturen verdampfen und damit Gasblasen erzeugen. Diese Verwirbelungen werden gemäß der Lösung der Aufgabe besonders gering gehalten.

[0009] Durch die Verbindung der Schaufelkammern mit dem Entgasungskanal hervorgerufene Wirkungsgradverluste werden gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering gehalten, wenn der Anteil der mit dem Entgasungskanal verbundenen Schaufelkammern 10 % bis 50 % an der Gesamtzahl der Schaufelkammern beträgt.

[0010] Zur weiteren Verringerung der Verwirbelungen durch die Verbindung der Schaufelkammern mit dem Entgasungskanal trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die Verbindungen der Schaufelkammern mit dem Entgasungskanal durch in dem Laufrad eingearbeitete Taschen gebildet sind.

[0011] Das Laufrad ist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig herstellbar, wenn die Verbindungen der Schaufelkammern mit dem Entgasungskanal durch eine radiale in Richtung Drehachse des Laufrades weisende Verbreiterung der Schaufelkammern gebildet sind.

[0012] Da durch den Entgasungskanal auch eine geringe Menge der zu fördernden Flüssigkeit abgeführt wird, ist es zur Erzielung einer möglichst hohen Förderleistung der Förderpumpe vorteilhaft, den Entgasungskanal besonders klein zu gestalten. Die erfindungsgemäße Förderpumpe weist eine besonders hohe Förderleistung auf, wenn der Querschnitt des Entgasungskanals 2 % bis 12,5 % des Querschnitts der Förderkammer beträgt.

[0013] Die Gasblasen werden gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders zuverlässig von der zu fördernden Flüssigkeit getrennt, wenn sich der Entgasungskanal über einen Winkelbereich von 30° bis 180° erstreckt.

[0014] Zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Förderpumpe trägt es bei, wenn sich der Entgasungskanal über einen Winkelbereich von 45° bis 110° erstreckt. Durch diese Gestaltung gelangt eine besonders geringe Menge der zu fördernden Flüssigkeit durch die Entgasungsöffnung und damit aus der Förderpumpe heraus.

[0015] Zur Vermeidung eines Ausgasens von Kraftstoff ist es erforderlich, daß dem Druck innerhalb der Förderkammer ein Gegendruck entgegengesetzt wird. Hierfür könnte man beispielsweise in der Entgasungsbohrung eine Drossel anordnen. Eine solche Drossel behindert jedoch eine sichere Abführung der Gasblasen aus der Förderkammer. Die Gasblasen werden gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung aus dem Entgasungskanal zuverlässig abgeführt, wenn die Entgasungsbohrung ungefähr den gleichen Durchmesser hat wie der Entgasungskanal. Ein dem Druck in der Förderkammer entgegenwirkender Druck in dem Entgasungskanal läßt sich hierbei durch eine entsprechende Gestaltung des Querschnitts des Entgasungskanals einstellen.

[0016] 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

Figur 1

eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Förderpumpe in einem Längsschnitt,

Figur 2

ein einlaßseitiges Gehäuseteil eines Pumpengehäuses aus Figur 1,

Figur 3

ein Laufrad der erfindungsgemäßen Förderpumpe aus Figur 1 von dem einlaßseitigen Gehäuseteil aus gesehen,

Figur 4

einen Teilschnitt durch das Laufrad aus Figur 3 entlang der Linie IV - IV,

Figur 5

ein Teilschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Laufrades.

[0017] Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße, von einem Elektromotor 1 angetriebene, als Seitenkanalpumpe ausgebildete Förderpumpe 2 mit einem einlaßseitigen Gehäuseteil 3 und einem auslaßseitigen Gehäuseteil 4. Die Gehäuseteile 3, 4 sind gegen einen ringförmigen Abstandhalter 5 vorgespannt. Zwischen den Gehäuseteilen 3, 4 ist ein auf einer Welle 6 des Elektromotors 1 befestigtes Laufrad 7 drehbar angeordnet. Bei einer Drehung des Laufrades 7 wird eine zu fördernde Flüssigkeit von einem in dem einlaßseitigen Gehäuseteil 3 angeordneten Einlaßkanal 8 zu einem in dem auslaßseitigen Gehäuseteil 4 eingearbeiteten Auslaßkanal 9 gefördert.

[0018] In beiden Stirnseiten des Laufrades 7 ist jeweils ein Kranz Schaufelkammern 10, 10a, 11, 11a begrenzende Leitschaufeln 12, 13 eingearbeitet. Jeweils einander gegenüberliegende Schaufelkammern 10, 10a, 11, 11a sind miteinander verbunden. Die Gehäuseteile 3, 4 der Förderpumpe 2 weisen im Bereich der Schaufelkammern 10, 10a, 11, 11a jeweils einen teilringförmigen Kanal 14, 15 auf. Die teilringförmigen Kanäle 14, 15 bilden zusammen mit den Schaufelkammern 10, 10a, 11, 11a Förderkammern 16, 17. Bei einer Drehung des Laufrades 7 entstehen in den Förderkammern 16, 17 Zirkulationsströmungen einer zu fördernden Flüssigkeit. Zur Verdeutlichung sind die Zirkulationsströmungen mit Pfeilen gekennzeichnet. Durch die Verbindung einander gegenüberliegender Schaufelkammern 10, 10a, 11, 11a kann die zu fördernde Flüssigkeit nahezu verwirbelungsfrei von der einen Förderkammer 16 in die andere Förderkammer 17 überströmen.

[0019] In dem einlaßseitigen Gehäuseteil 3 ist ein in eine Entgasungsbohrung 18 mündender Entgasungskanal 19 angeordnet. Einige der Schaufelkammern 10 sind über in dem Laufrad 7 eingearbeitete Taschen 20 mit dem Entgasungskanal 19 verbunden. Hierdurch werden Gasblasen beispielsweise aus dampfförmiger Flüssigkeit aus den Förderkammern 16, 17 herausgeführt. Solche Gasblasen entstehen insbesondere, wenn die Förderpumpe 2 als Kraftstoffpumpe in einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges eingesetzt wird und der Kraftstoff hohe Temperaturen aufweist.

[0020] Die Figur 2 zeigt das einlaßseitige Gehäuseteil 3 aus Figur 1 von dem Laufrad 7 aus gesehen. Der Anfang des Entgasungskanals 19 ist in Drehrichtung des Laufrades 7 gesehen ungefähr 15° hinter dem Einlaßkanal 8 angeordnet und erstreckt sich über einen Winkelbereich von 45°. Durch diesen Entgasungskanal 19 werden in der zu fördernden Flüssigkeit vorhandene Gasblasen zuverlässig abgeführt. Ein Entweichen der zu fördernden Flüssigkeit und damit eine Verringerung des Wirkungsgrades der Förderpumpe 2 wird jedoch besonders gering gehalten.

[0021] Die Figur 3 zeigt das Laufrad 7 aus Figur 1 von dem einlaßseitigen Gehäuseteil 3 aus gesehen. Hierbei sind die einzelnen Schaufelkammern 10, 10a zu erkennen, die durch die Leitschaufeln 12 voneinander getrennt sind. Die Mehrzahl der Schaufelkammern 10a hat dieselben Abmessungen wie der teilringförmige Kanal 14. Die übrigen Schaufelkammern 10 weisen die Taschen 20 auf, die bis in den Bereich des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Entgasungskanals 19 geführt sind.

[0022] Die Kontur der die Taschen 20 aufweisenden Schaufelkammern 10 ist stark vergrößert in Figur 4 dargestellt. Die Schaufelkammern 10 haben im Bereich der in Figur 1 dargestellten teilringförmigen Kanäle 14, 15 einen annähernd kreisförmigen Querschnitt. Die Taschen 20 weisen eine im Vergleich zu den Schaufelkammern 10, 11 wesentlich geringere Tiefe auf. Hierdurch können sich in der zu fördernden Flüssigkeit vorhandene Gasblasen in den Taschen 20 ansammeln, ohne daß sie von der in Figur 1 mit Pfeilen dargestellten Zirkulationsströmung erfaßt werden. Deshalb werden die Gasblasen mit einer besonders geringen Menge an zu fördernder Flüssigkeit durch den in Figur 1 dargestellten Entgasungskanal 19 abgeführt.

[0023] Die Figur 5 zeigt eine zweite Ausführungsform von mit dem in Figur 1 dargestellten Entgasungskanal 19 verbundenen Schaufelkammern 21, 22. Die Schaufelkammern 21, 22 sind hierbei in Richtung der Drehachse des Laufrades 7 vergrößert. Zur Verdeutlichung ist in der Zeichnung strichpunktiert die Kontur von nicht mit dem Entgasungskanal verbundenen Schaufelkammern 23, 24 eingezeichnet.

Ansprüche

1. Förderpumpe mit einem angetriebenen, sich in einem Pumpengehäuse drehenden Laufrad, in welchem in zumindest einer seiner Stirnseiten ein Kranz Schaufelkammern begrenzende Leitschaufeln angeordnet ist, mit einem im Bereich der Leitschaufeln in dem Pumpengehäuse angeordneten teilringförmigen Kanal, welcher mit den Schaufelkammern zum Fördern einer Flüssigkeit von einem Einlaßkanal zu einem Auslaßkanal eine Förderkammer bildet, und einen in einem von dem teilringförmigen Kanal aus gesehen radial inneren Bereich des Pumpengehäuses angeordneten Entgasungskanal mit einer aus der Förderpumpe herausführenden Entgasungsbohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich ein Teil der Schaufelkammern (10, 21) eine Verbindung zu dem Entgasungskanal (19) aufweist.

2. Förderpumpe, bei der beidseitig des Laufrades Förderkammern angeordnet sind, welche zum Überströmen der Flüssigkeit von der einen Förderkammer in die andere Förderkammer eine Verbindung aufweisen, wobei der Einlaßkanal in eine der Förderkammern und der Auslaßkanal in die andere Förderkammer mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgasungskanal (19) in einem den Einlaßkanal (8) aufweisenden Gehäuseteil (3) der Förderpumpe (2) angeordnet ist und daß lediglich ein Teil der Schaufelkammern (10, 21) eine Verbindung zu dem Entgasungskanal (19) aufweist.

3. Förderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der mit dem Entgasungskanal (19) verbundenen Schaufelkammern (10, 21) 10 bis 50% an der Gesamtzahl der Schaufelkammern (10, 10a, 21, 23) beträgt.

4. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Schaufelkammern (10) mit dem Entgasungskanal (19) durch in dem Laufrad (7) eingearbeitete Taschen (20) gebildet sind.

5. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Schaufelkammern (21) mit dem Entgasungskanal (19) durch eine radiale in Richtung Drehachse des Laufrades (7) weisende Verbreiterung der Schaufelkammern (23) gebildet sind.

6. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Entgasungskanals (19) 2 bis 12,5% des Querschnitts der Förderkammer (16, 17) beträgt.

7. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Entgasungskanal (19) ausgehend vom Bereich des Einlaßkanals (8) über einen Winkelbereich von 30° bis 180° erstreckt.

8. Förderpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Entgasungskanal (19) über einen Winkelbereich von 45° bis 110° erstreckt.

9. Förderpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsbohrung (18) ungefähr den gleichen Durchmesser hat wie der Entgasungskanal (19).

Claims

1. Feed pump with a driven impeller which rotates in a pump casing and in which is arranged, in at least one of its end faces, a ring of guide blades delimiting blade chambers, with a part-annular channel which is arranged in the pump casing in the region of the guide blades and, together with the blade chambers, forms a feed chamber for feeding fluid from an inlet duct to an outlet duct, and has a degassing duct arranged in a radially inner region of the pump casing, as seen from the part-annular channel, with a degassing bore leading out of the feed pump, characterized in that only some of the blade chambers (10, 21) have a connection to the degassing duct (19).

2. Feed pump, in which are arranged, on both sides of the impeller, feed chambers which have a connection for the fluid to flow over from one feed chamber into the other feed chamber, the inlet duct issuing into one of the feed chambers and the outlet duct into the other feed chamber, characterized in that the degassing duct (19) is arranged in a casing part (3), having the inlet duct (8), of the feed pump (2), and in that only some of the blade chambers (10, 21) have a connection to the degassing duct (19).

3. Feed pump according to one of the preceeding claims, characterized in that the proportion of the blade chambers (10, 21) connected to the degassing duct (19) is 10 to 50% of the total number of blade chambers (10, 10a, 21, 23).

4. Feed pump according to at least one of the preceeding claims, characterized in that the connections of the blade chambers (10) to the degassing duct (19) are formed by pockets (20) incorporated in the impeller (7).

5. Feed pump according to at least one of the preceeding claims, characterized in that the connections of the blade chambers (21) to the degassing duct (19) are formed by a radial widening of the blade chambers (23) which points in the direction of the axis of rotation of the impeller (7).

6. Feed pump according to at least one of the preceeding claims, characterized in that the cross section of the degassing duct (19) is 2 to 12.5% of the cross section of the feed chamber (16, 17).

7. Feed pump according to at least one of the preceeding claims, characterized in that the degassing duct (19) extends, starting from the region of the inlet duct (8), over an angular range of 30° to 180°.

8. Feed pump according to Claim 7, characterized in that the degassing duct (19) extends over an angular range of 45° to 110°.

9. Feed pump according to at least one of the preceeding claims, characterized in that the degassing bore (18) has approximately the same diameter as the degassing duct (19).

Revendications

1. Pompe refoulante avec un rotor de pompe entraîné tournant dans un boîtier de pompe dans lequel une couronne d'aubes de guidage délimitant des chambres d'aubes est disposée dans au moins l'un des côtés frontaux, avec un canal en forme de partie d'anneau qui est disposé dans le boîtier de pompe dans la région des aubes de guidage et formant avec les chambres d'aubes une chambre de refoulement pour le refoulement d'un liquide depuis un canal d'entrée et jusqu'à un canal de sortie, et avec un canal de dégazage doté d'un alésage de dégazage conduisant hors de la pompe de refoulement et disposé dans une région intérieure du boîtier de pompe, radialement lorsqu'il est vu depuis le canal en forme de partie d'anneau, caractérisée en ce que seule une partie des chambres d'aube (10, 21) présente une liaison au canal de dégazage (19).

2. Pompe refoulante dans laquelle des chambres de refoulement sont disposées des deux côtés du rotor de pompe et présentent pour le débordement du liquide une liaison allant d'une chambre de refoulement à l'autre chambre de refoulement, le canal d'entrée débouchant dans l'une des chambres de refoulement et le canal de sortie dans l'autre chambre de refoulement, caractérisée en ce que le canal de dégazage (19) est disposé dans une partie de boîtier (3) de la pompe refoulante (2) qui présente le canal d'entrée (8) et en ce que seule une partie des chambres d'aube (10, 21) présente une liaison au canal de dégazage (19).

3. Pompe refoulante selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie des chambres d'aube (10, 21) reliée au canal de dégazage (19) représente de 10 à 50 % du nombre total des chambres d'aubes (10, 10a, 21, 23).

4. Pompe refoulante selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les liaisons des chambres d'aubes (10) avec le canal de dégazage (19) sont formées par des poches (20) ménagées dans le rotor de pompe (7).

5. Pompe refoulante selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les liaisons des chambres d'aubes (21) avec le canal de dégazage (19) sont formées par un élargissement radial des chambres d'aubes (23)qui est orienté en direction de l'axe de rotation du rotor de pompe (7).

6. Pompe refoulante selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la section transversale du canal de dégazage (19) représente de 2 à 12,5 % de la section transversale de la chambre de refoulement (16, 17).

7. Pompe refoulante selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le canal de dégazage (19) s'étend sur une plage angulaire de 30° à 180° à partir de la région du canal d'entrée (8).

8. Pompe refoulante selon la revendication 7, caractérisée en ce que le canal de dégazage (19) s'étend sur une plage angulaire de 45° à 110°.

9. Pompe refoulante selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'alésage de dégazage (18) présente sensiblement le même diamètre que le canal de dégazage (19).

Zeichnung