Beschreibung

Titel Förderaggregat

Stand der Technik

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

Es ist schon ein Förderagregat aus der DE 10 2004 005 224 Al 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.

In der DE-4343078 Al ist ein Förderaggregat gezeigt, das im Unterbrechungsbereich eine Entgasungsöffnung aufweist. Aus der DE 42 43 544 Al ist bekannt, radial innerhalb des Förderkanals und im Unterbrechungsbereich Vertiefungen vorzusehen, die eine Labyrinthdichtung bilden.

Vorteile der Erfindung

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.

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

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

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

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

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.

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.

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.

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

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.l in Richtung des

Saugdeckels und Fig.3 Schnittdarstellung der Erhöhung entlang der Linie III-III in Fig.2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

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

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.

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.

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.

- A -

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.

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.l 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.

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.

Fig.2 zeigt eine Schnittansicht der Pumpenkammer 14 entlang der Linie II-II in Fig.l in Richtung des Saugdeckels.

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

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.

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, buckelformig 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.

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.

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.

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

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