Beschreibung

Kraftstoffpumpe

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe zur Forderung von Kraftstoff in einem Kraftfahrzeug mit einem sich zwischen ei ^¬ nem einlassseitigen Gehauseteil und einem auslassseitigen Gehauseteil drehbaren Laufrad und mit einer in den Stirnseiten vom äußeren Rand entfernt angeordneten Seitenkanalstufe, wo- bei die Seitenkanalstufe sich von einem Einlass zu einem Aus- lass erstreckende Forderkammern mit in dem Laufrad angeordne ^¬ ten Kränzen von Schaufelkammern begrenzenden Leitschaufeln aufweist und einander gegenüberliegende Schaufelkammern der Seitenkanalstufe untereinander verbunden sind.

Solche Kraftstoffpumpen werden bei heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Die Sei ^¬ tenkanalstufe der bekannten Kraftstoffpumpe wird axial durch ^¬ strömt und fordert Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter zu einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges. Die Seitenka ^¬ nalstufe mit den vom äußeren Rand des Laufrades entfernten Schaufelkammern weist einen hohen Wirkungsgrad auf, ist je ^¬ doch anfallig gegen den Eintrag von Schmutzpartikeln in einen Spalt zwischen Laufrad und Gehauseteilen, insbesondere radial außerhalb des Kranzes der Schaufelkammern. Diese Schmutzpartikel fuhren zu einem Verschleiß und damit zu einer Vergröße ^¬ rung des Spaltes zwischen Laufrad und Gehauseteil, was eine Verringerung des Wirkungsgrades zur Folge hat. Alternativ da ^¬ zu sind eine Peripheralstufe aufweisende Kraftstoffpumpen mit im radial äußeren Rand angeordneten Schaufelkammern bekannt geworden. Solche Kraftstoffpumpen sind unanfallig gegen Verschmutzung, weisen jedoch nur einen geringen Wirkungsgrad auf.

Man hat bereits daran gedacht, mehrere Kranze von Schaufel ^¬ kammern auf dem Laufrad anzuordnen, um beispielsweise eine Saugstrahlpumpe mit Kraftstoff zu versorgen oder die Förde-

rung des Kraftstoffs in zwei hintereinander angeordneten Stufen zu gestalten. Dabei entsteht zwischen den beiden Kränzen der Schaufelkammern ein Druckgradient, welcher ebenfalls zu einem Eintrag von Schmutz in den Spalt zwischen Laufrad und Gehauseteil fuhrt.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftstoffpumpe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass ein Verschleiß möglichst geringen gehalten wird und dass sie ei- nen hohen Wirkungsgrad aufweist.

Dieses Problem wird erfindungsgemaß dadurch gelost, dass auf dem äußeren Rand des Laufrades zumindest ein Kranz von Schau ^¬ felkammern begrenzenden Leitschaufeln für zumindest eine For- derkammer einer Peripheralstufe angeordnet ist, dass die For ^¬ derkammer der Peripheralstufe einen wesentlich kleineren Querschnitt aufweist als die Forderkammern der Seitenkanal- stufe und dass jeweils die Einlasse und die Auslasse der Sei- tenkanalstufe und die Peripheralstufe miteinander verbunden sind.

Durch die Verbindung jeweils der Einlasse und der Auslasse der Seitenkanalstufe und der Peripheralstufe sind die beiden Stufen parallel zueinander geschaltet. Der größte Teil der Forderleistung der erfindungsgemaßen Kraftstoffpumpe wird jedoch von der Seitenkanalstufe mit einem hohen Wirkungsgrad erzeugt. Hierdurch hat die erfindungsgemaße Kraftstoffpumpe einen besonders hohen Wirkungsgrad. Die Peripheralstufe tragt wegen ihres besonders geringen Querschnitts der Schaufelkam- mern nur unwesentlich zur Forderleistung bei und dient hauptsachlich dazu, einen Gegendruck zur Seitenkanalstufe in der Kraftstoffpumpe aufzubauen und Schmutzpartikel abzuführen. Der Gegendruck zur Seitenkanalstufe fuhrt dazu, dass der Ein ^¬ trag von Schmutzpartikel in den Spalt zwischen Laufrad und Gehauseteil besonders gering gehalten wird. Hierdurch wird der Verschleiß des Laufrades und der Gehauseteile in ihrem an

die Schaufelkammern der Seitenkanalstufe angrenzenden Bereich besonders gering gehalten.

Die Vermeidung einer Schmutzansammlung im radial äußeren Be- reich des Laufrades gestaltet sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn die Peripheralstufe im Vergleich zur Seitenkanalstufe zur Erzeugung des gleichen Drucks über den Umfang des Laufrades bei geringerem Volumenstrom ausgebildet ist.

Eine besonders kompakte Gestaltung durch eine axiale Durch- stromung der erfindungsgemaßen Kraftstoffpumpe lasst sich einfach erreichen, wenn der Einlass der Seitenkanalstufe in dem einlassseitigen Gehauseteil angeordnet ist und auf eine erste Stirnseite des Laufrades hinfuhrt und wenn der Auslass der Seitenkanalstufe in dem auslassseitigen Gehauseteil ange ^¬ ordnet ist und von einer zweiten Stirnseite wegfuhrt.

Die Peripheralstufe konnte beispielsweise über eine in dem einlassseitigen Gehauseteil zu dem Einlass der Seitenkanal ^¬ stufe fuhrende Nut mit Kraftstoff versorgt werden. Dies fuhrt jedoch zu einer mehrfachen Umlenkung der Strömung des Kraftstoffs. Zur weiteren Verringerung von Verwirbelungen in der Strömung des Kraftstoffs tragt es jedoch gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn der Einlass der Peripheralstufe parallel zu dem Einlass der Seiten ^¬ kanalstufe angeordnet ist und auf die erste Stirnseite des Laufrades hinfuhrt.

Der bauliche Aufwand zur Erzeugung eines vorgesehenen Drucks in der Peripheralstufe lasst sich gemäß einer anderen vor ^¬ teilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn ein die Gehauseteile auf Abstand zueinander haltender Distanzring ein Leitelement zur Erzeugung eines vorgese- henen Druckgradienten über den Umfang des Laufrades aufweist.

Zur weiteren Verringerung der Abmessungen der erfindungsgema- ßen Kraftstoffpumpe tragt es bei, wenn der Auslass der Pe- ripheralstufe in dem Distanzring angeordnet ist und radial von den Kränzen der Schaufelkammern wegfuhrt.

Ein vorgesehenes Druckprofil über den Umfang des Laufrades lasst sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach einstellen, wenn der Distanzring am Einlass und am Auslass der Peripheralstufe jeweils eine Aus- nehmung aufweist und wenn die Peripheralstufe zwischen den beiden Ausnehmungen auf beiden Stirnseiten des Laufrades zumindest teilweise voneinander getrennte Forderkammern auf ^¬ weist. Die Trennung der beiden Forderkammern der Peripheralstufe erfolgt vorzugsweise über das Leitelement.

Zur weiteren Vereinfachung der Einstellbarkeit des Druckpro ^¬ fils über den Umfang des Laufrades tragt es gemäß einer ande ^¬ ren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn der Abstand einer dem umlaufenden Rand des Laufrades gegenuber- stehenden Kante des Distanzrings nahe des Einlasses der Pe ^¬ ripheralstufe großer ist als nahe des Auslasses.

Zur Vereinfachung der Montage der erfindungsgemaßen Kraftstoffpumpe tragt es bei, wenn ein die Gehauseteile und den Distanzring umschließender Mantel die Ausnehmung im Distanzring am Auslass nach radial außen begrenzt.

Zur weiteren Verringerung von Verwirbelungen in der Strömung der Peripheralstufe tragt es bei, wenn das auslassseitige Ge- hauseteil an dem Auslass der Peripheralstufe eine in Stro ^¬ mungsrichtung geneigte Fuhrungskante hat.

Die Erfindung lasst zahlreiche Ausfuhrungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemaße Kraftstoffpumpe,

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung einer Pumpenstufe der erfindungsgemaßen Kraftstoffpumpe aus Figur 1.

Figur 1 zeigt eine Kraftstoffpumpe mit einer von einem Elekt ^¬ romotor 1 angetriebenen Pumpenstufe 2. Die Pumpenstufe 2 hat ein auf einer Welle 3 des Elektromotors 1 drehfest angeordne- tes Laufrad 4. Das Laufrad 4 ist drehbar zwischen zwei einan ^¬ der gegenüberstehenden Gehauseteilen 5, 6 angeordnet. Die Gehauseteile 5, 6 werden von einem Distanzring 7 auf Abstand zueinander gehalten. Ein Mantel 8 der Kraftstoffpumpe spannt die Gehauseteile 5, 6 gegen den Distanzring 7 vor. Die Pum- penstufe 2 hat eine Seitenkanalstufe 9 und eine Periphe- ralstufe 10. Die Seitenkanalstufe 9 weist zwei einander gege ^¬ nüberstehende, in dem Laufrad 4 von dem radial äußeren Rand entfernt angeordneten Kranze von Schaufelkammern begrenzende Leitschaufeln 12 auf. Die Peripheralstufe 10 weist zwei in dem radial äußeren Rand des Laufrades 4 angeordnete Kranze von Schaufelkammern 13 begrenzende Leitschaufeln 14 auf. Die Schaufelkammern 11, 13 bilden jeweils mit in den Gehauseteilen 5, 6 angeordneten teilringformigen Kanälen 15, 16 Forderkammern 17, 18. Die Forderkammern 17, 18 erstrecken sich ]e- weils von einem Einlass 19 zu einem Auslass 20 der Pumpenstu ^¬ fe 2. Der Einlass 19 ist in einem der Gehauseteile 5 angeord ^¬ net, wahrend der Auslass 20 in dem anderen der Gehauseteile 6 angeordnet ist. Hierdurch wird die Pumpenstufe 2 axial durch ^¬ strömt und der Kraftstoff zu einem Anschlussstutzen 21 der Kraftstoffpumpe gefordert. Zur Vereinfachung sind der Einlass 19 und der Auslass 20 in die Zeichenebene gedreht darge ^¬ stellt.

Die Forderkammern 18 der Peripheralstufe 10 weisen einen we- sentlich geringeren Querschnitt auf als die Forderkammern 17 der Seitenkanalstufe 9. Damit erfolgt der überwiegende Teil der Forderung des Kraftstoffs über die Seitenkanalstufe 9.

Die Peripheralstufe 10 erzeugt jedoch den gleichen Druckgra ^¬ dient und damit den Druckverlauf über den Umfang des Laufra ^¬ des 4, so dass ein Gegendruck zu der Seitenkanalstufe 9 er ^¬ zeugt wird. Eine Leckage der Seitenkanalstufe 9 in die radial äußere Richtung wird damit gering gehalten. Schmutzpartikel gelangen durch die Peripheralstufe 10 ebenfalls zu dem Aus- lass 20. Weiterhin zeigt Figur 1, dass das auslassseitige Ge ^¬ hauseteil 6 an dem Auslass 20 der Peripheralstufe 10 eine in Stromungsrichtung geneigte Fuhrungskante 22 hat.

Die axiale Fuhrung der Strömung des Kraftstoffs durch das Laufrad 4 erfolgt in der Seitenkanalstufe 9 dadurch, dass die einander gegenüberstehenden Forderkammern 17 sich im Laufrad 4 überschneiden. In der Peripheralstufe 10 erfolgt die Fuh- rung der Strömung durch ein an dem Distanzring 7 angeordnetes Leitelement 23. Die Form und die Abmessungen des Leitelemen ^¬ tes 23 ermöglichen die genaue Einstellung des beschriebenen Druckgradienten in der Peripheralstufe 10 und sind in Figur 2 in einer Explosionsdarstellung der Pumpenstufe 2 verdeut- licht. Der Distanzring 7 hat am Einlass 19 und am Auslass 20 der Peripheralstufe 10 jeweils eine Ausnehmung 24, 25 zur Fuhrung der Strömung des Kraftstoffs und trennt zwischen den beiden Ausnehmungen 24, 25 die in Figur 1 dargestellten Forderkammern 18 der Peripheralstufe 10.