CH704875B1

CH704875B1 - Ejektorpumpe für einen Treibstofftank.

Info

Publication number: CH704875B1
Application number: CH00679/11A
Authority: CH
Inventors: Martin Schaufelberger
Original assignee: Schwanden Kunststoff
Priority date: 2011-04-16
Filing date: 2011-04-16
Publication date: 2015-05-15
Also published as: DE102012007122A1; CH704875A2

Abstract

Die für einen Treibstofftank bestimmte Ejektorpumpe (1) hat einen flüssigkeitsdurchströmten, eine Düsenspitze (6) aufweisenden Düsenkörper (2), der zwischen einem Zuströmstutzen (8) und einer einen Abströmkanal (9) aufweisenden Saugkammer (4) ihres Pumpengehäuses (5) angeordnet ist. Der Zuströmstutzen (8) verläuft in einem Winkel zum Abströmkanal (9). Die Saugkammer (4) hat mindestens eine zur Anordnung über einem Bodenbereich des Treibstofftanks bestimmte Ansaugöffnung (7). Der seine Achse zu diesem Bodenbereich parallel gerichtete Düsenkörper (2) bildet ein selbständiges und dadurch besonders präzise formbares Teil und ist in dem Pumpengehäuse (5) vom Material des Pumpengehäuses (5) form- oder kraftschlüssig umfasst. In einen zu der Düsenspitze (6) des Düsenkörpers (2) führenden durchströmten Raum (3) ist ein Verschlusskörper (24) zur Abdichtung eingesetzt.

Description

Beschreibung

[0001 ] Die Erfindung betrifft eine Ejektorpumpe für einen Treibstofftank mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

[0002] Eine vergleichbare, als Saugstrahlpumpe bezeichnete Pumpe ist durch die DE 10 2008 007 204 bekannt. Bei dieser ist eine einen zylindrischen Düsenkanal aufweisende Strahldüse mit dem zugehörigen Pumpengehäuse in Kunststoffspritz-Technik in einem Stück geformt. Die einstückige Formung des Pumpengehäuses einer solchen Saugstrahlpumpe ermöglicht jedoch nur eine Hinterschneidungen vermeidende zylindrische Ausbildung des Düsenkanals. Die nichtoffenbarte Einführung eines den Düsenkanal formenden Kernwerkzeuges in Strömungsrichtung der Düse hätte hierfür einerseits eine zusätzliche und später zu verschliessende Gehäuseöffnung erfordert und andererseits ein die Stirnfläche und den Ansaugraum ausbildendes, zu Ersterem querbewegliches Formwerkzeug. Ein solches zweites Formwerkzeug hat jedoch u.a. den Nachteil, dass sich an der Düsenstirnfläche z.B. durch Werkzeugabnutzung ein Formgrat ausbildet, der zu nachteiligen Verwirbelungen des Düsenstrahls führt und folglich die Leistung der Pumpe beeinträchtigt.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ejektorpumpe der genannten Art zu finden, die bei kleiner Bauweise eine verhältnismässig hohe Förderleistung aufweist, indem ihre Düsenkörper mit hoher Formgenauigkeit, insbesondere im Bereich ihrer Ausströmöffnung, herstellbar ist und somit die Ausbildung einer hochwirksamen Düsenströmung gewährleistet. Ausserdem soll die Ejektorpumpe auf einfache und damit kostengünstige Weise in automatisierter Spritzformtechnik herstellbar sein.

[0004] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss aufgrund der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

[0005] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer erfindungsgemässen Ejektorpumpe,

Fig. 2 einen vergrösserten Teilquerschnitt der Ejektorpumpe nach Fig. 2,

Fig. 3 eine Variante zu der Ausführungsform nach Fig. 2,

Fig. 4 einen Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemässen Ejektorpumpe,

Fig. 5 einen vergrösserten Teilquerschnitt der Ejektorpumpe nach Fig. 4, und

Fig. 6 einen vergrösserten Teilquerschnitt einer Variante zu den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis Fig. 3.

[0006] Die für die Förderung aus einem Nebensumpf eines Treibstofftanks entwickelte Ejektorpumpe 1 hat erfindungsgemäss einen separat in Kunststoffspritzgiesstechnik hergestellten Düsenkörper 2, der zwischen einem Überströmbereich 3 und einer Saugkammer 4 ihres Pumpengehäuses 5 formschlüssig derart eingesetzt ist, dass ihre Düsenspitze 6 oberhalb einer Ansaugöffnung 7 der Saugkammer 4 in diese hineinragt.

[0007] Die Ansaugöffnung 7 ist als seitlicher Wanddurchbruch unterhalb der Saugkammer 4 und somit quer zur Strahlrichtung des Düsenkörpers 2 an der Unterseite der Ejektorpumpe 1 und damit im Bodenbereich 30 des Treibstofftanks vorgesehen, um dessen weitgehende Entleerung zu ermöglichen.

[0008] Weiterhin sind am Pumpengehäuse 5 ein für die Verbindung mit der Hauptpumpe eines Treibstofftanks vorgesehener Zuströmstutzen 8 und ein für eine Schlauchverbindung zurück zu dieser Hauptpumpe bestimmter Abströmkanal 9 einstückig angeformt.

[0009] Entsprechend den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis Fig. 3 erfolgt die Montage des Düsenkörpers 2 durch sein axiales Einpressen in eine leicht konisch sich verjüngende Düsenkammer 10. Dies wird durch eine sich am äusseren Ende der Düsenkammer 10 achsgleich anschliessende und den Überströmbereich 3 mit einschliessende Montagekammer 1 1 und deren endseitigen Verschlusskörper 12 ermöglicht. Die Befestigung dieses Verschlusskörpers 12 an einem kurzen, endseitigen Montagestutzen 13 des Pumpengehäuses 5 erfolgt beispielsweise durch Rotations-Reibschweissen. Ein umlaufender, axial abstehender Rand 14 des Montagestutzens 13 und eine entsprechend in dem Verschlusskörper 12 verlaufende achsparallel gerichtete Eingriffsnut 15 vergrössern die Kontaktfläche für eine entsprechende Schweissverbindung.

[0010] Für eine Verrastung des Düsenkörpers 2 nach Fig. 2 ist angrenzend an die Saugkammer 4 an der Innenwand der Saugkammer 4 ein umlaufender, nach innen gerichteter Rastwulst 16 vorgesehen. Ausserdem sind am Umfang eines nach vorn sich konisch verjüngenden Bereichs 17 des Düsenkörpers 2 mehrere Rastnasen 18 angeformt, so dass beim Einpressen des Düsenkörpers 2 in die Montagekammer 1 1 die Rastnasen 18 fest hinter dem umlaufenden Rastwulst 16 des Pumpengehäuses 5 einrasten.

[0011 ] Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zeigt eine Variante für die Ausgestaltung eines Rasteingriffs des Düsenkörpers 2 im Pumpengehäuse 5. Hierbei sind am Übergang von der Montagekammer 11 zur Saugkammer 4 an der Innen-

2

Claims

wand des Pumpengehäuses 5 schräg nach innen ragende und folglich federnd auslenkbare Rastzungen 19 angeformt, die in eine dem Eingriffsquerschnitt der Rastzungen 19 entsprechende, umlaufende Vertiefung 20 im Bereich der sich verjüngenden Düsenspitze 6 formschlüssig und federnd eingerastet sind. [0012] Ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein separat hergestellter Düsenkörper in ein fertiggestelltes Pumpengehäuse 5 eingefügt wird, ist in Fig. 6 dargestellt. Hierbei erstreckt sich der leicht konische und umlaufende Schultern 21 , 22 aufweisende hohle Düsenkörper 2 durch die gesamte Montagekammer 1 1 bis zu deren endseitigen, kurzen Montagestutzen 13, so dass für die Strömungsverbindung mit dem quer zu der Montagekammer 1 1 angeordneten Zuströmkanal 8 im Düsenkörper 2 an entsprechender Stelle eine Zuströmöffnung 23 vorgesehen ist. Weiterhin ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein beispielsweise kugelförmiger Verschlusskörper 24 in den endseitigen Bereich des Düsenkörpers 2 dichtend eingepresst und liegt dort an einer inneren umlaufenden Schulter 25 des Düsenkörpers 2 an. Folglich wird ein axial nach aussen überstehender Verschlusskörper 12 entsprechend den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis Fig. 3 vermieden. [0013] Das Ausführungsbeispiel entsprechend den Darstellungen in Fig. 4 und Fig. 5 unterscheidet sich grundlegend gegenüber den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass der Düsenkörper 2 nicht nachträglich form- oder kraftschlüssig in das Pumpengehäuse 5 eingefügt worden ist, sondern in Spritzgiess-Technik vom Material des Pumpengehäuses formschlüssig umfasst ist. Bei der Herstellung wurde somit der vorfabrizierte Düsenkörper 2, vor der Ausbildung des Pumpengehäuses 5, mittels eines Werkzeuges in der Spritzgiessform positioniert. [0014] Umlaufende Profilierungen 30, 31 des Düsenkörpers 2 sichern den festen Verbund mit dem Material des Pumpengehäuses 5. Diese Ausführungsform nach Fig. 4 und Fig. 5 hat folglich auch den Vorteil, dass der Innendurchmesser der Montagekammer 1 1 nicht zumindest dem Aussendurchmesser des Düsenkörpers 2 entsprechen muss, sondern lediglich demjenigen eines für die Positionierung des Düsenkörpers 2 in einer Spritzgiessform erforderlichen, wesentlich kleineren Durchmessers. Entsprechend ist auch die Belastung durch den Betriebsdruck des Ejektorstrahles am Verschlusskörper 24 wesentlich geringer. Dieser ist in die nach Zurückziehen des Positionierungswerkzeuges verbleibende, endseitige Öffnung der Montagekammer 1 1 dichtend eingepresst. [0015] Zur Ausbildung eines hochwirksamen, dünnen Düsenstrahles verjüngt sich der innere Hohlraum des Düsenkörpers 2 der beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung in Strömungsrichtung, ausgehend von einem zumindest angenähert zylindrischen oder leicht konischen Zuströmraum 26 über eine konische oder gewölbte Verjüngung 27 zu einer Düsenspitze 6 mit zylindrischem Düsenkanal 28. Die separate Herstellung eines solchen Düsenkörpers 2 ermöglicht trotz ihres im Durchmesser engen Düsenkanals 28 deren besonders präzise Formgebung, so dass ein sauberer bzw. stabiler Ejektorstrahl hoher Geschwindigkeit und damit bei kleiner Bauweise eine besonders leistungsfähige Ejektorpumpe realisierbar ist. [0016] Die präzise Formgebung, insbesondere im Bereich der Abströmkante 29 des Düsenkanals 28, ergibt sich durch die bei separater Herstellung der Düsenkörper 2 im Kunststoffspritzverfahren mögliche Verwendung eines sich über diese Abströmkante 29 hinaus in ein Gegenwerkzeug hinein erstreckenden Kernwerkzeuges, so dass ein sich allenfalls z.B. aufgrund einer Werkzeugabnutzung ergebender, von der Abströmkante 29 abstehender Formgrat in Düsenlängsrichtung erstreckt und folglich zu keiner Verwirbelung am Düsenstrahl führen kann. [0017] Hingegen stellt die vorzugsweise einteilige, separate Herstellung des Pumpengehäuses 5, aufgrund der für die Ejektorströmung nicht funktionellen und relativ grossen Öffnung für die Montage der Düsenkörper, nur geringe Anforderungen an die Formgenauigkeit mit entsprechend geringen Herstellungskosten. Patentansprüche 1. Ejektorpumpe für einen Treibstofftank, mit einem flüssigkeitsdurchströmten, eine Düsenspitze (6) aufweisenden Düsenkörper (2), der im Bereich zwischen einem Zuströmstutzen (8) und einer einen Abströmkanal (9) aufweisenden Saugkammer (4) ihres Pumpengehäuses (5) angeordnet ist, wobei die Saugkammer (4) mindestens eine zur Anordnung über einem Bodenbereich des Treibstofftanks bestimmte Ansaugöffnung (7) aufweist, die Achse des Düsenkörpers (2) parallel zu diesem Bodenbereich gerichtet ist und der Zuströmstutzen (8) in einem Winkel zu dem Abströmkanal (9) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (2) als selbständig geformtes Teil in dem Gehäuse (5) der Ejektorpumpe (1 ) form- oder kraftschlüssig eingeschlossen ist und ein zu der Düsenspitze (6) führender, durchströmter Raum (3, 26) durch einen zu diesem gleichachsig angeordneten Verschlusskörper (12, 24) abgedichtet ist.
2. Ejektorpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zuströmstutzen (8) seitlich in einen Zuströmraum (26) als durchströmten Raum des Düsenkörpers (2) mündet.
3. Ejektorpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Hohlraum des Düsenkörpers (2) sich in Strömungsrichtung, ausgehend von dem zur Düsenspitze (6) führenden durchströmten Raum (3, 26), über eine Verjüngung (17, 27) zu einem zylindrischen Düsenkanal (28) der Düsenspitze (6) verengt.
4. Ejektorpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (2) im Pumpengehäuse (5) durch eine Verrastung gehalten ist. 3
5. Ejektorpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Pumpengehäuse (5) ein umlaufender, nach innen gerichteter Rastwulst (16) vorgesehen ist und am Umfang des Düsenkörpers (2) angeformte Rastnasen (18) hinter diesem Rastwulst (16) verrastet sind.
6. Ejektorpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwand des Pumpengehäuses (5) federnd auslenkbare Rastzungen (19) angeformt sind, die in eine umlaufende Vertiefung (20) im Bereich einer sich verjüngenden Düsenspitze (6) des Düsenkörpers (2) formschlüssig eingerastet sind.
7. Ejektorpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Düsenkörper (2) zuströmseitig ein mit ihm gleichachsiger dem Düsenkörper (2) oder dem Pumpengehäuse (5) zugeordneter Hohlkörper zugeordnet ist, in den quer zu seiner Achse der Zuströmstutzen (8) mündet und der durch den eingesetzten Verschlusskörper (24) verschlossen ist.
8. Ejektorpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (24) die Form einer Kugel hat.
9. Verfahren zum Fixieren eines Düsenkörpers in einem Pumpengehäuse einer Ejektorpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (2) mittels eines Formwerkzeuges in einer Spritzgiessform positioniert wird, in der anschliessend das Pumpengehäuse (5) ausgebildet wird, so dass dessen Material den Düsenkörper (2) einschliesst, wobei nach Entfernen dieses positionierenden Formwerkzeuges in die verbleibende Öffnung der Verschlusskörper (24) eingepresst wird. 4