PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19854747A1 31.05.2000
Titel Elektrisch angetriebene Luftpumpe
Anmelder Pierburg AG, 41460 Neuss, DE
Erfinder Bumbel, Andreas, Dipl.-Phys. Dr., 44575 Castrop-Rauxel, DE;
Debus, Reinhard, 40667 Meerbusch, DE
DE-Anmeldedatum 27.11.1998
DE-Aktenzeichen 19854747
Offenlegungstag 31.05.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2000
IPC-Hauptklasse F04D 13/06
IPC-Nebenklasse F04D 29/66   
Zusammenfassung Elektrisch angetriebene Luftpumpe mit einem Gehäuse, in dem ein Elektromotor und ein Pumpenwerk angeordnet sind, wobei das Pumpenwerk zumindest ein Laufrad mit einer Anzahl Laufradkanälen aufweist, und wobei das Gehäuse einen ringförmigen Kanal aufweist, der in ein Druckanschlußstück mündet, wobei der ringförmige Kanal (11) zum Laufrad (9) hin gerichtet im wesentlichen abgeschlossen ist und zur Einleitung der aus einem Laufradkanal (10) strömenden Luft zumindest eine Aussparung (15) aufweist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine elektrisch angetriebene Luftpumpe, beispielsweise für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Wie bereits in der DE 44 38 750 A1 beschrieben, besteht bei derartigen Pumpen das Problem, daß sie zu starke Laufgeräusche verursachen, die störend für die Fahrzeuginsassen sind. Ein Hauptgrund für die starken Laufgeräusche ist die Anregung der Eigenfrequenz einzelner Gehäuseteile durch das pulsationsartige Fördern der Luft.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch angetriebene Luftpumpe zu schaffen, die wesentlich geringere Laufgeräusche aufweist.

Diese Aufgabe ist bei der angegebenen Luftpumpe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst worden.

Auf diese Weise findet eine definierte Einleitung der aus einem Laufradkanal strömenden Luft in den ringförmigen Kanal statt. Die Luft tritt nicht schlagartig über das Druckanschlußstück nach außen, sondern durchläuft zunächst zumindest einen Teil des ringförmigen Kanals. Auf diese Weise finden die Gasströmungsübergänge zwischen zwei benachbarten Laufradkanälen weich und pulsationsfrei statt und der gewünschte Luftdurchsatz kann ohne weitere Manipulationen nach Anwendervorgaben dimensioniert werden.

Dadurch, daß die Aussparung ein spezielles Ein- und Auslaufprofil aufweist, erfolgt ein besonders weicher Luftströmungsübergang vom Laufradkanal in den ringförmigen Kanal.

Eine besonders einfache Ausführungsform wird dadurch geschaffen, daß der ringförmige Kanal mit zumindest einer Steuerscheibe versehen ist, wobei die Aussparung durch eine Ausnehmung in der Steuerscheibe gebildet ist.

Auf diese Weise können Funktionsparameter wie Druck und Durchsatz herkömmlicher Luftpumpen auf einfache und kostengünstige Weise angepaßt werden. Wenn die Steuerscheibe beweglich angeordnet ist, bietet sie darüber hinaus den Vorteil, daß eine Einstellung der Gebläseparameter durch ein Verschieben der Steuerscheibe ermöglicht wird. So bewirkt beispielsweise ein Verschieben der Aussparung in Richtung des Druckanschlußstückes eine Verringerung des Auslaßdruckes. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Steuerscheibe wird damit auch eine Anpassung der Pumpenparameter während des Einsatzes möglich gemacht. Durch die Anordnung von zwei Steuerscheiben ist es darüber hinaus auch möglich, die Größe und Kontur der Aussparung und damit im wesentlichen den Luftdurchsatz zu variieren.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß die Länge der Aussparung ein- bis zweimal der Breite eines Laufradkanals entspricht. Diese Dimensionierung sorgt zusammen mit der Konturgestaltung für einen optimalen Förderstrom durch den momentan aktiven Laufradkanal sowie für einen weichen Übergang zum nächstfolgenden Laufradkanal. Um den ringförmigen Kanal in wirkungsvoller Weise als Diffusor nutzen zu können, kann sich der ringförmige Kanal in Richtung des Druckanschlusses stetig erweitern.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Sekundärluftgebläses für eine Brennkraftmaschine,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den ringförmigen Kanal mit einem Ausschnitt der Steuerscheibe,

Fig. 3 eine Ausführungsform der Steuerscheibe.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Luftpumpe 1, bestehend aus einem in Kunststoff gefertigten Gehäuse 2, das einerseits ein Pumpenwerk 3 aufnimmt und andererseits einen Elektromotor 4. Das Gehäuse 2 ist auf der Elektromotorseite von einem Deckel 5 verschlossen und weist herausgeführte elektrische Anschlußkabel 6 für den Elektromotor 4 auf. Die Pumpenwerkseite ist von einem Deckel 7 verschlossen, der einen Luftzuführanschluß 8 aufweist. Über ein Laufrad 9, das Laufradkanäle 10 aufweist, wird Luft vom Luftzuführanschluß 8 in einen ringförmigen Kanal 11 gefördert, der in ein Druckanschlußstück 12 einmündet. Das Laufrad 9 ist mit seiner Nabe 13 auf einer Welle 14 des Elektromotors 4 befestigt, die in die Pumpenwerkseite hineinragt.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß der ringförmige Kanal 11 zum Laufrad 9 hin gerichtet im wesentlichen abgeschlossen ist und zur Einleitung der aus einem der Laufradkanäle 10 strömenden Luft zumindest eine Aussparung 15 aufweist. Es ist vorteilhaft, wenn der Kanal 11 durch eine Steuerscheibe 16 abgeschlossen ist, wobei zur Einleitung der aus dem Laufradkanal 10 strömenden Luft in den Kanal 11 zumindest die Aussparung 15 vorgesehen ist, die eine Kontur aufweist, die aus einem besonders geformten Einlauf- und Auslaufprofil 17, 18 einer Ausnehmung 19 besteht. Die Luft wird dann über den ringförmigen Kanal 11 zum Druckanschlußstück 12 geführt. Der ringförmige Kanal wirkt dabei aufgrund seines sich stetig erweiternden Querschnitts als Diffusor.

Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht den ringförmigen Kanal 11, der durch die Steuerscheibe 16 (von der in dieser Figur nur der Teil mit der Ausnehmung 19 dargestellt ist) abgedeckt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Ausnehmung 19 der Steuerscheibe 16 derart angeordnet, daß der Lufteinlaß aus dem Laufradkanal 10 an der entferntesten Stelle gesehen vom Druckanschlußstück 12 in den ringförmigen Kanal 11 stattfindet.

Über eine geeignete Ansteuerung, die hier nicht weiter dargestellt ist, kann die Ausnehmung 19 mit der Steuerscheibe 16 auch während des Betriebes der Pumpe in Richtung des Druckanschlußstückes 12 verdreht und in ihrer Größe verändert werden, so daß eine verzögerungsfreie Einstellung der Gebläseparameter hinsichtlich Druck und Luftdurchsatz vorgenommen werden kann. Deutlich zu erkennen ist auch, daß der ringförmige Kanal 11 sich in Richtung des Druckanschlußstückes 12 stetig erweitert, so daß er für die austretende Luft als Diffusor wirkt. Das angegebene Einlauf- und Auslaufprofil 17, 18 glättet den zeitlichen Verlauf des Gasdruckstoßes, den ein vorbeiströmender Laufradkanal 10 über die Aussparung in den Ringkanal fördert und steuert den Strömungsübergang auf den nächstfolgenden Laufradkanal 10, wodurch Druckpulsationen entscheidend unterdrückt werden. Hierbei wird von der Überlegung ausgegangen, daß Laufradkanäle 10, die sich zur gleichen Zeit nicht in der Nähe der Aussparung 15 befinden, nicht unmittelbar an der Förderung beteiligt sind. Damit wird eine sequentielle Beaufschlagung der einzelnen Laufradkanäle 10 am Förderstrom erreicht, was eine nachteilige gegenseitige Beeinflußung der Förderdruckstöße verschiedener Laufradkanäle 10 reduziert und den Förderstrom glättet.

Fig. 3 zeigt in einer Ansicht die Steuerscheibe 16 mit der Ausnehmung 19.

Es sollte deutlich sein, daß diese Erfindung nicht nur auf das gezeigte Ausführungsbeispiel als Luftpumpe, die Sekundärluft in ein Abgasrohrsystem fördert, beschränkt ist. Es sind auch andere Anwendungen wie zum Beispiel bei einem Turbolader denkbar. Auch kann anstelle von Luft jedes andere Gas eingesetzt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Elektrisch angetriebene Luftpumpe mit einem Gehäuse, in dem ein Elektromotor und ein Pumpenwerk angeordnet sind, wobei das Pumpenwerk zumindest ein Laufrad mit einer Anzahl Laufradkanälen aufweist, und wobei das Gehäuse einen ringförmigen Kanal aufweist, der in ein Druckanschlußstück mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Kanal (11) zum Laufrad (9) hin gerichtet im wesentlichen abgeschlossen ist und zur Einleitung der aus einem Laufradkanal (10) strömenden Luft zumindest eine Aussparung (15) aufweist.
  2. 2. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (15) eine Kontur aufweist, die aus einem Einlauf- und Auslaufprofil (17, 18) besteht.
  3. 3. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Kanal (11) mit zumindest einer Steuerscheibe (16) versehen ist, wobei die Aussparung (15) durch eine Ausnehmung (19) in der Steuerscheibe (16) gebildet ist.
  4. 4. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (16) beweglich gelagert ist.
  5. 5. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Steuerscheiben (16) vorgesehen sind, derart, daß die Größe und die Kontur sowie ihre Stellung in bezug auf ein Druckanschlußstück (12) der Ausnehmung (19) durch Verschieben der Steuerscheiben (16) veränderlich ist.
  6. 6. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Aussparung (15) in etwa ein- bis zweimal der Breite eines Laufradkanals (10) entspricht.
  7. 7. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des ringförmigen Kanals (11) sich in Richtung des Druckanschlusses stetig erweitert.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com