DE10030604A1 - Seitenkanalpumpe - Google Patents

Abstract

Bei einer Seitenkanalpumpe (1) sind Führungsmittel (17) zur radialen und/oder axialen Führung des Laufrades (4) in dessen radial äußeren Bereich angeordnet. Die Führungsmittel (17) weisen an dem Laufrad (4) in einem vorgesehenen Winkel zu dessen Stirnseiten angeordnete Führungsflächen (18, 19) auf. Hierdurch werden Reibungsverluste der Seitenkanalpumpe (1) besonders gering gehalten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Seitenkanalpumpe mit einem in einem Pumpengehäuse drehbar angeordneten Laufrad, mit in dem Gehäuse angeordnetem Einlaßkanal und einem Auslaß­ kanal, mit in dem Laufrad angeordneten Laufschaufeln zur Förderung einer Flüssigkeit von dem Einlaßkanal zu dem Auslaßkanal und mit Führungsmitteln zur Führung des Lauf­ rades in einer axialen und/oder radiale Lage.

Solche Seitenkanalpumpen werden in heutigen Kraftfahr­ zeugen 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 Zwi­ schenring 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.

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 Seitenka­ nalpumpe einen sehr geringen Wirkungsgrad. Weiterhin schwankt wegen der unzureichenden Führung der Spalt. zwi­ schen dem Laufrad und dem Pumpengehäuse im Bereich der Laufschaufeln. Dies führt zu einer weiteren Verringerung des Wirkungsgrades der Seitenkanalpumpe.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Seitenka­ nalpumpe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß Reibungsverluste möglichst zuverlässig vermieden wer­ den.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungsmittel im Bereich des Randes des Laufrades angeordnet sind.

Durch diese Gestaltung erstrecken sich die Führungsmittel nur über einen besonders geringen Teilbereich des Lauf­ rades. In diesem Bereich weist die zu fördernde Flüssig­ keit durch Reibung an dem Laufrad und durch Zentrifugal­ kräfte 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 Lauf­ rades sind dank der Erfindung nicht erforderlich. Die er­ findungsgemäße Seitenkanalpumpe gestaltet sich hierdurch zudem besonders kostengünstig.

Die Führungsmittel könnten beispielsweise einen Kranz mit einer Vielzahl von einzelnen Kufen aufweisen. Zur weite­ ren Verringerung der Fertigungskosten der erfindungsgemä­ ßen Seitenkanalpumpe trägt es bei, wenn die Führungs­ mittel zumindest eine mit einem vorgesehenen Abstand ei­ nem entsprechenden Bereich des Gehäuses gegenüberstehende Führungsfläche aufweisen.

Ein Spalt zwischen dem die Laufschaufeln aufweisenden Be­ reich des Laufrades und dem Gehäuse läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung unab­ hängig von einem im Bereich der Führungsmittel angeordne­ ten Spalt auslegen, wenn die Führungsmittel einen im Be­ reich des Randes des Laufrades angeordnete Querschnitts­ veränderung aufweisen und wenn die die Querschnittsver­ änderung 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 maßgeb­ liche Spalt unabhängig von dem für die Kennlinie der För­ derpumpe maßgebliche Spalt im Bereich der Laufschaufeln auf einen vorgesehenen Wert einstellen.

Die Querschnittsveränderung läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kos­ tengünstig erzeugen, wenn die Querschnittsveränderung sprungartig gestaltet ist.

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

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.

Häufig genügt es, bei der erfindungsgemäßen, zur Förde­ rung von Kraftstoff oder Scheibenwaschflüssigkeit vorge­ sehenen Seitenkanalpumpe das Laufrad nur in einer Rich­ tung gegen die Schwerkraft axial abzustützen, und den E­ lektromotor zum Antrieb des Laufrades oberhalb des Lauf­ rades anzuordnen. In diesem Fall benötigen die Führungs­ mittel 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 beson­ ders 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.

Kostenintensive, in das Pumpengehäuse einzusetzende Zwi­ schenringe lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn zwei einander gegenüberstehende, das Laufrad umschließende Ge­ häuseteile im Bereich des größten Durchmessers des Lauf­ rades aneinandergrenzen. Hierdurch läßt sich zudem die Höhe des Spaltes mit besonders geringen Toleranzen ein­ stellen. Dies trägt zur weiteren Erhöhung des Wirkungs­ grades der erfindungsgemäßen Seitenkanalpumpe bei.

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

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Seitenkanalpumpe mit angrenzenden Be­ reichen eines Elektromotors,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Seitenkanal­ pumpe.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Seitenkanalpumpe 1 mit angrenzenden Bereichen ei­ nes 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 Blech­ streifen 8 hält die Seitenkanalpumpe 1 in einer vorge­ sehenen 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 Bil­ dung von dichtenden Spalten mit geringem Abstand gegen­ über. In seinem von den Laufschaufeln 13, 14 aus gesehen radial äußeren Bereich hat die Seitenkanalpumpe 1 Füh­ rungsmittel 17 zur radialen und axialen Führung des Lauf­ rades 4. Die Führungsmittel 17 weisen zwei als Führungs­ fläche 18, 19 ausgebildete, von dem mittleren Bereich des Randes bis zu den Stirnseiten geführte Querschnitts­ verringerungen 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 Be­ reich des größten Durchmesser des Laufrades 4 aneinander an.

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 axia­ ler 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 Füh­ rungsflächen 18, 19 sind bei der dargestellten Aus­ führungsform spiegelbildlich zueinander gestaltet. Auf die dem Elektromotor 2 zugewandte Führungsfläche 19 kann jedoch verzichtet werden, wenn ein Rotor des Elektro­ motors 2 auf dem Laufrad 4 aufliegt und damit eine vorge­ sehene 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 Vermin­ derung einer Gleitreibung oder von Gleitlagern her be­ kannte Taschen zur Aufnahme der zu fördernden Flüssigkeit aufweisen.

Fig. 2 zeigt eine Seitenkanalpumpe 20, bei der Führungs­ mittel 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 radi­ ale 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 sei­ nem radial äußeren Bereich axiale und radiale Gleitlager.

Claims (8)

1. Seitenkanalpumpe mit einem in einem Pumpengehäuse drehbar angeordneten Laufrad, mit in dem Gehäuse angeord­ netem Einlaßkanal und einem Auslaßkanal, mit in dem Lauf­ rad angeordneten Laufschaufeln zur Förderung einer Flüs­ sigkeit von dem Einlaßkanal zu dem Auslaßkanal und mit Führungsmitteln zur Führung des Laufrades in einer axia­ len und/oder radiale Lage, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (17, 21) im Bereich des Randes des Laufrades (4, 22) angeordnet sind.

2. Seitenkanalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führungsmittel (17, 21) zumindest eine 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 ge­ kennzeichnet, daß die Führungsmittel (17, 21) einen im Bereich des Randes des Laufrades (4, 22) angeordnete Querschnittsveränderung aufweisen und daß die die Quer­ schnittsveränderung bildenden Bereiche des Laufrades (4, 22) jeweils als mit einem vorgesehenen Abstand dem Gehäu­ se (3, 25) gegenüberstehende Führungsflächen (18, 19) gestaltet sind.

4. Seitenkanalpumpe nach zumindest einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quer­ schnittsveränderung sprungartig gestaltet ist.

5. Seitenkanalpumpe nach zumindest einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Quer­ schnittsveränderung als Fase gestaltet ist.

6. Seitenkanalpumpe nach zumindest einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs­ fläche (18, 19) in einem Winkel von ungefähr 30 bis 60° zur Stirnseite des Laufrades (4) angeordnet ist.

7. Seitenkanalpumpe nach zumindest einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand je­ weils eine zu jeweils einer Stirnseite weisende Führungs­ fläche (18, 19) hat.

8. Seitenkanalpumpe nach zumindest einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberstehende, das Laufrad (4, 22) umschließende Ge­ häuseteile (6, 7) im Bereich des größten Durchmessers des Laufrades (4, 22) aneinandergrenzen.