DE102005035160A1

DE102005035160A1 - Elektrische Pumpe und modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem mit einer derartigen elektrischen Pumpe

Info

Publication number: DE102005035160A1
Application number: DE102005035160A
Authority: DE
Inventors: Masaki Obu Ikeya
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2006-03-23
Also published as: JP2006037870A; US20060024176A1; KR20060048789A; KR100704077B1

Abstract

Eine elektrische Pumpe (1) enthält einen Pumpenabschnitt (3), der ein Fluid in das Pumpenabteil (11) ansaugt, einen Motorabschnitt (2), der einen drehbaren Anker (14) in dem Motorabteil (10) enthält, der den Pumpenabschnitt (3) antreibt. Die Pumpe (1) enthält auch eine Auslassöffnung (45), die es erlaubt, dass ein angesaugtes und unter Druck stehendes Fluid direkt zur Umgebung der Pumpe (1) abgegeben wird, und eine Verbindungsöffnung (48), die einen Teil des Fluids von dem Pumpenabschnitt (3) in das Motorabteil (10) abgibt. Das Fluid von dem Pumpenabteil (11) wird direkt von der Auslassöffnung (45), nicht durch das Motorabteil (10), abgegeben. Der Teil des Fluids von dem Pumpenabschnitt (3) strömt in das Motorabteil (10) über die Verbindungsöffnung (48) und wird schließlich von der zweiten Auslassöffnung (30) abgegeben, nachdem es durch das Motorabteil (10) gelangt ist.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldung mit der Seriennummer 2004-220108, deren Inhalt hier durch Verweisung eingeschlossen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Pumpe, die beispielsweise als eine sich im Tank befindliche Pumpe zum Pumpen eines Kraftstoffs verwendet wird, der in einem Kraftfahrzeugkraftstofftank gespeichert ist, und auf ein modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem mit einer derartigen elektrischen Pumpe.

Beschreibung des Stands der Technik

Es wird nun auf 30 Bezug genommen, wobei eine Kraftstoffpumpe des Stands der Technik, die eine elektrische Pumpe verwendet, beschrieben wird. Diese Art von Kraftstoffpumpe ist als eine turbinenartige Pumpe oder Flügelradpumpe bekannt. Die Kraftstoffpumpe 201 enthält integral mit ihr einen Motorabschnitt 202 und einen Pumpenabschnitt 203, der an einem Ende des Motorabschnitts vorgesehen ist (am unteren Ende in 30). Die äußere Schale der Kraftstoffpumpe 201 ist ein Pumpengehäuse 205, das eine im Wesentlichen röhrenförmige Schale 206, eine Motorabdeckung 207, die ein Ende der röhrenförmigen Schale abdichtet (das obere Ende in 30), eine Pumpenabdeckung 208, die das andere Ende der röhrenförmigen Schale abdichtet (das untere Ende in 30), und ein Pumpengehäuse 209, das überlappend auf der Pumpenabdeckung 208 vorgesehen ist, dass es das Innengebiet der röhrenförmigen Schale 206 in ein Motorabteil 210 und ein Pumpenabteil 211 teilt, enthält.

Der Motorabschnitt 202 besteht beispielsweise aus einem Gleichstrommotor vom Bürstentyp, der Magnete 213 enthält, die innerhalb der röhrenförmigen Schale 206 befestigt sind, und einen Anker 214, der innerhalb der röhrenförmigen Schale 206 rotiert. Der Anker 214 enthält einen Ankerkörper 215, der einen Eisenkern aufweist, eine Spule, einen Kommutator 216 und ähnliches, und einen Schaft 218, der durch die Achse des Ankerkörpers 215 vorgesehen ist. Ein Ende (das obere Ende in 30) des Schafts 218 ist drehbar innerhalb der Motorabdeckung 207 durch ein Lager 221 gestützt. Andererseits führt das andere Ende (das untere Ende in 30) des Schafts 218 durch das Pumpengehäuse 209, das drehbar dort innerhalb durch ein Lager 222 gestützt ist. Das untere Ende des Schafts 218, das in das Pumpenabteil 211 vorsteht, ist ein Verbindungsbereich 219, der einen bestimmten modifizierten Querschnitt aufweist, wie z.B. einen D-förmigen Querschnitt.

Die Motorabdeckung 207 beinhaltet eine Bürste 224, die gleitend den Kommutator 216 des Ankers 214 berührt, eine Feder 225, die die Bürste 224 auf den Kommutator 216 drückt, und ähnliches. Ferner enthält die Motorabdeckung 207 einen Verbinderabschnitt 228, der einen Anschluss 227 aufweist, der elektrisch mit der Bürste 224 verbunden ist. Somit wird der Anker 214 gedreht, indem die Spule (nicht dargestellt) des Ankers 214 über den Anschluss 227, die Bürste 224 und den Kommutator 216 mit Energie versorgt wird. Zusätzlich ist die Motorabdeckung 207 mit einer Auslassöffnung 230 versehen, die sich nach oben zur Außenseite der Kraftstoffpumpe 201 öffnet. Die Auslassöffnung 230 steht auch mit dem Motorabteil 210 in Verbindung.

Bezugnehmend auf den Pumpenabschnitt 203 nimmt das Pumpenabteil 211 zur Drehung ein im wesentlichen scheibenförmiges Flügelrad 234 auf. Der äußere Umfang des Flügelrads 234 ist mit einer Mehrzahl von Schaufelkanälen 235 in einem in Umfangsrichtung vorgegebenen Intervall vorgesehen. Die Schaufelkanäle 235 auf der oberen Oberfläche des Flügelrads 234 sind in Spiegelsymmetrie zu den Schaufelkanälen 235 der unteren Oberfläche des Flügelrads 234. Die Schaufelkanäle 235 auf beiden Oberflächen stehen miteinander durch Verbindungsbohrungen 236 in Verbindung. Das Zentrum des Flügelrads 234 ist andererseits mit einem Schaftloch 238 versehen. Das Schaftloch 238 weist einen bestimmten modifizierten Querschnitt, wie z.B. einen D-förmigen Querschnitt, auf, der mit dem Verbindungsbereich 219 des Schafts 218 des Ankers 214 zusammenwirkt. Der Verbindungsbereich 219 des Ankers 214 wird in Eingriff nehmend in das Schaftloch 238 eingesetzt, so dass das Drehmoment an das Flügelrad 234 übertragen wird.

Wie es durch Referenzziffern 209a und 208a bezeichnet ist, sind die Wandoberflächen des Pumpengehäuses 209 und der Pumpenabdeckung 208, die jeweils auf die obere bzw. die untere Oberfläche des Flügelrads 234 gerichtet sind, mit im Wesentlichen zylindrischen Ausnehmungen 239 versehen, die jeweils der oberen bzw. der unteren Oberfläche um das Schaftloch 238 des Flügelrads 234 entsprechen. Die Ausnehmung 239, die auf die obere Oberfläche des Flügelrads 234 gerichtet ist, ist im wesentlichen symmetrisch zur Ausnehmung 239, die auf die untere Oberflä che des Flügelrads 234 gerichtet ist. Die Ausnehmung 239 der Pumpenabdeckung 208 und die Ausnehmung 239 des Pumpengehäuses 209 definieren jeweils Lagerabteile 263. Ferner sind die Wandoberflächen 209a und 208a des Pumpengehäuses 209 und die Pumpenabdeckung 208 mit einem im Wesentlichen bogenförmigen Strömungskanal 240 versehen, der jeweils den Schaufelkanälen 235 auf der oberen bzw. unteren Oberfläche des Flügelrads 234 entspricht.

Die Pumpenabdeckung 208 ist mit einer Einlassöffnung 242 versehen, die sich nach unten zur Umgebung der Kraftstoffpumpe 201 öffnet. Die Einlassöffnung 242 steht auch mit dem Anfangsende des Strömungskanals 240 in Verbindung. Ferner ist die Pumpenabdeckung 208 mit einer Dampfentlüftung 276 versehen, die sich nach unten zur Umgebung der Kraftstoffpumpe 201 öffnet. Die Dampfentlüftung 276 steht ebenfalls mit einem vorgegebenen Punkt zwischen dem Anfangsende und dem Abschlussende des Strömungskanals 240 in Verbindung. Andererseits ist das Pumpengehäuse 209 mit einer Auslassöffnung 245 versehen, die sich zu dem Motorabteil 210 öffnet. Die Auslassöffnung 245 steht auch mit dem Abschlussende des Strömungskanals 240 in Verbindung. Es ist festzuhalten, dass die erste Auslassöffnung 245 und die Dampfentlüftung 276 in 30 tatsächlich einen vorgegebenen Winkel entlang der Umfangsrichtung des Flügelrads 234 voneinander beabstandet sind.

Es wird nun der Betrieb der oben erwähnten Kraftstoffpumpe 201 beschrieben. Bezugnehmend auf den Motorabschnitt 202 wird der Anker 214 zunächst durch Versorgen der Spule (nicht dargestellt) des Ankers 214 mit Energie gedreht. Dann wird, zusammenwirkend mit dem Schaft 218 des Ankers 214, das Flügelrad 234 in einer vorgegebenen Richtung gedreht, was eine Pumpenwirkung erzeugt. Dies bewirkt, dass der Strömungskanal 240 ein Fluid oder einen Kraftstoff von der Einlassöffnung 242 der Pumpenabdeckung 208 ansaugt. Der Kraftstoff wird mit kinetischer Energie von den Schaufelkanälen 235 auf sowohl der oberen als auch der unteren Oberfläche des Flügelrads 234 versehen, die miteinander durch die Verbindungslöcher 236 in Verbindung stehen. Der Kraftstoff wird durch die Strömungskanäle 240 in sowohl der Pumpenabdeckung 208 als auch dem Pumpengehäuse 209 transferiert, wobei die Richtung von den Anfangsenden zu den Abschlussenden ist. Während des Transfers wird der Kraftstoff nach und nach unter Druck gesetzt. Der zu den Abschlussenden der beiden Strömungskanäle 240 transferierte Kraftstoff wird dann aus der Auslassöffnung 245 des Pumpengehäuses 209 in das Motorabteil 210 des Motorabschnitts 202 abgeführt. Ferner wird der Kraftstoff nach dem Passieren durch das Motorabteil 210 von der Auslassöffnung 230 der Motorabdeckung 207 abgegeben. Es ist festzuhalten, dass die Beschreibung "erste Auslassöffnung" sich auf die Kraftstoffauslassöffnung 245 des Pumpenabschnitts 203 bezieht, während sich die Beschreibung "zweite Auslassöffnung" auf die Kraftstoffauslassöffnung 230 des Motorabschnitts 202 bezieht. Andererseits werden die Dämpfe, die in dem Kraftstoff enthalten sind, der in dem Pumpenzyklus, den die Rotation des Flügelrads 234 mit sich bringt, transferiert wird, aus der Dampfentlüftung 276 der Pumpenabdeckung 208 zur Umgebung der Kraftstoffpumpe 201 entlüftet.

Als nächstes wird das Kraftstoffzufuhrsystem des Stands der Technik, das die oben beschriebene Kraftstoffpumpe (elektrische Pumpe) 201 als eine sich im Tank befindliche Kraftstoffpumpe enthält, bezugnehmend auf 31 beschrieben, in der das Flussdiagramm für das Kraftstoffzufuhrsystem dargestellt ist. Neben der Kraftstoffpumpe 201 enthält das Kraftstoffzufuhrsystem 284 einen Hochdruckfilter 330, einen Druckregulator 286 und einen Niederdruckfilter 332 in einer modularen Konfiguration. Die modularisierte Kraftstoffpumpe 201 ist in einer Sammelwanne oder Behälterwanne (oder lediglich bezeichnet als eine Wanne) angebracht, die innerhalb eines Kraftstofftanks 292 montiert ist. Es ist festzuhalten, dass der Hochdruckfilter 330 als ein "Kraftstofffilter" oder "Filter am hinteren Ende" bezeichnet wird. Ferner wird der Druckregulator 286 als ein "Regulatorventil" bezeichnet, während der Niederdruckfilter 332 als ein "Ansaugfilter" oder "Filter am vorderen Ende" bezeichnet wird.

Die Kraftstoffpumpe 201 saugt den Kraftstoff innerhalb der Behälterwanne 290 an und setzt ihn unter Druck, um den Kraftstoff in den Hochdruckfilter 330 abzugeben. Der Hochdruckfilter 330 entfernt Fremdpartikel in dem unter Druck gesetzten Kraftstoff, der von der Kraftstoffpumpe 201 abgegeben wird, und gibt dann den unter Druck gesetzten Kraftstoff an den Druckregulator 286 ab. Es ist festzuhalten, dass der Hochdruckfilter 330 ein feines Filterelement (nicht dargestellt) zum Entfernen von Fremdpartikeln in dem Kraftstoff enthält, damit man vermeidet, dass die Partikel den Druckregulator 286 oder eine Einspritzanlage 312 erreichen. Andererseits steuert der Druckregulator 286 den Kraftstoffdruck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs, der von dem Hochdruckfilter 330 abgegeben wird, wobei er übermäßigen, unter Druck gesetzten Kraftstoff in die Behälterwanne 290 ablässt. Der unter Druck gesetzte Kraftstoff, der im Hinblick auf den Kraftstoffdruck durch den Druckregulator 286 kontrolliert wird, wird in eine Kraftstoffzufuhrleitung 311 außerhalb des Kraftstofftanks 292 abgeführt. Wie es in 31 gezeigt ist, ist die Kraftstoffzufuhrleitung 311 mit der Einspritzanlage 312 verbunden. Dabei entfernt der Niederdruckfilter 332 Fremdpartikel, die von innerhalb der Behälterwanne 290 in die Kraftstoffpumpe 201 angesaugt werden. Der Niederdruckfilter 332 enthält ein grobes Filterelement (nicht darge stellt) zum Entfernen von Fremdpartikeln, damit man vermeidet, dass die Partikel die Kraftstoffpumpe erreichen.

Unter Verweis auf das oben beschriebene Kraftstoffzufuhrsystem 284 wird, wenn die Kraftstoffpumpe 201 aktiviert ist, der Kraftstoff innerhalb der Behälterwanne 290 über den Niederdruckfilter 332 angesaugt, unter Druck gesetzt und in den Hochdruckfilter 330 eingespeist. Dann gelangt der Kraftstoff, der durch den Hochdruckfilter 330 gelangt ist, durch den Druckregulator 286 und strömt in die Kraftstoffzufuhrleitung 311 außerhalb des Kraftstofftanks 292. Der in die Kraftstoffzufuhrleitung 311 strömende Kraftstoff wird in die Einspritzanlage 312 eingespeist. Andererseits steuert der Druckregulator 286 den Kraftstoffdruck und lässt einen übermäßigen, in hohem Maß unter Druck gesetzten Kraftstoff in die Behälterwanne 290 ab.

Es ist festzuhalten, dass von den Fremdpartikeln, die in dem Kraftstoff enthalten sind, verhältnismäßig große Partikel (bezeichnet als ⎕ in 31) durch den Niederdruckfilter 332 entfernt werden. Dabei werden verhältnismäßig kleine Partikel (bezeichnet als Δ in 31) und Bürstenabnutzungspartikel oder vom Motor erzeugte Partikel (bezeichnet als O in 31) durch den Hochdruckfilter 330 entfernt.

Das oben beschriebene Kraftstoffzufuhrsystem 284, das in 31 gezeigt ist, ist beispielsweise in dem US Patent Nummer 6,739,354 von Oku et al. offenbart, das dem gleichen Anmelder wie die vorliegende Erfindung zugewiesen ist. Die Offenbarung des US Patents Nr. 6,739,354 ist hier durch Verweisung in ihrer Gesamtheit eingeschlossen. Die oben beschriebene Kraftstoffpumpe 201 (dargestellt in 30) ist beispielsweise in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2002-303219 offenbart. Auch ist die Kraftstoffpumpe, die die erste Auslassöffnung 245 enthält, aus der der Kraftstoff innerhalb des Pumpenabschnitts 203 direkt zur Umgebung der Kraftstoffpumpe abgeführt wird, beispielsweise im Niederländischen Patent Nr. 6806734 offenbart.

Die oben beschriebene Kraftstoffpumpe 201 (gezeigt in 30) gibt den unter Druck gesetzten Kraftstoff aus der zweiten Auslassöffnung 230 ab, nachdem man den Kraftstoff in das Motorabteil 210 von der ersten Auslassöffnung 245 gelassen hat. Zu der gleichen Zeit ist der Motorabschnitt 202 der Kraftstoffpumpe 201, der Kommutator 216 des Ankers 214 gleitend in Berührung mit der Bürste 224, was Bürstenabnutzungspartikel oder vom Motor erzeugte Partikel (bezeichnet als O in 31) erzeugt. Daher enthält der aus der zweiten Auslassöffnung 230 der Kraftstoffpumpe 201 abgeführte Kraftstoff vom Motor erzeugte Partikel. Das gleiche Problem tritt bei den Kraftstoffpumpen auf, die im US Patent Nr. 6,739,354 und der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2002-303219 offenbart sind.

Dies erfordert, dass der Hochdruckfilter 330 am hinteren Ende der Kraftstoffpumpe 201 vorgesehen wird, so dass man vermeidet, dass die in dem Motorabschnitt 202 erzeugte Fremdpartikel (bezeichnet als O in 31) und die verhältnismäßig kleinen Partikel, die durch den Niederdruckfilter 332 gelangt sind (bezeichnet als Δ in 31) den Druckregulator 286 oder die Einspritzanlage 312 erreichen und dort Schwierigkeiten für das oben beschriebene Kraftstoffzufuhrsystem 284 erzeugen. Gleichzeitig muss der Niederdruckfilter 332 am vorderen Ende der Kraftstoffpumpe 201 vorgesehen sein, damit man vermeidet, dass die verhältnismäßig großen Partikel, die in dem Kraftstoff innerhalb der Behälterwanne 209 des Kraftstofftanks 292 enthalten sind (bezeichnet als O in 31), in die Kraftstoffpumpe 201 wandern und dort Schwierigkeiten hervorrufen.

Somit braucht das Kraftstoffzufuhrsystem 284 des Stands der Technik sowohl den Niederdruckfilter 332 als auch den Hochdruckfilter 330. Dies macht es erforderlich, dass das Kraftstoffzufuhrsystem 284 eine große Größe aufweist. Insbesondere, wenn der Niederdruckfilter 332 am unteren Ende der Kraftstoffpumpe angebracht ist, wie es im US Patent Nr. 6,739,354 offenbart ist, ist es schwierig, die Gesamthöhe des Kraftstoffzufuhrsystems 284 zu verringern. Ein anderes Problem sind die erhöhten Kosten des Kraftstoffzufuhrsystems 284, da sowohl der Niederdruckfilter 332 als auch der Hochdruckfilter 330 erforderlich sind. Dieses Problem gilt auch für das Kraftstoffzufuhrsystem der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2002-303219.

Diesbezüglich löst die Pumpe aus dem Niederländischen Patent Nr. 6806734 derartige Probleme, wie dass die vom Motor erzeugten Partikel in dem Fluid enthalten sind, das von der Auslassöffnung abgeführt wird, da das Fluid innerhalb des Pumpenabschnitts von der Auslassöffnung direkt zur Außenseite der Pumpe abgeführt werden kann, ohne dass es durch den Innenraum des Motorabschnitts gelangt. Die Tatsache, dass das Fluid nicht durch das Motorabteil gelangt, führt jedoch zu einem anderen Problem. Das Problem liegt darin, dass eine derartige Pumpe es nicht erlaubt, dass das Fluid den Motorabschnitt kühlt, und es auch nicht erlaubt, dass das Fluid die Gleitbereiche schmiert, beispielsweise zwischen dem Ankerschaft und dem Lager, und zwischen dem Anker, den Kommutator und der Bürste. Eine solche Pumpe ist nicht geeignet für eine sich im Tank befindliche Kraftstoffpumpe, die beispielsweise in einem Kraftstofftank angebracht ist.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Pumpe und ein Kraftstoffzufuhrsystem mit einer solchen elektrischen Pumpe zu lehren, die ein Fluid ohne vom Motor erzeugte Partikel aus dem Pumpenabschnitt direkt zur Umgebung der Pumpe abführen können und auch mit dem Fluid den Motorabschnitt kühlen und Gleitbereiche schmieren können.

Diese Aufgabe wird mit einer elektrischen Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. den Merkmalen des Anspruchs 26, einen modularisierten Kraftstoffzufuhrsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 12, 13 oder 14 und einem Fluidzufuhrsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 29 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Es wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine elektrische Pumpe gelehrt, die eine Auslassöffnung (bezeichnet als eine "erste Auslassöffnung" aus Gründen der Einfachheit der Erklärung) enthalten kann, die es einem in den Pumpenabschnitt angesaugten und unter Druck gesetzten Fluid erlaubt, direkt zur Umgebung der Pumpe abgeführt zu werden. Somit wird das aus dem Pumpenabteil abgegebene Fluid unmittelbar aus der ersten Auslassöffnung abgeführt, nicht durch das Motorabteil. Dies erlaubt es, dass ein Fluid mit vom Motor erzeugten Partikeln aus dem Pumpenabschnitt direkt zur Umgebung der Pumpe abgeführt wird. Es ist festzuhalten, dass die Beschreibung "dass es direkt zur Umgebung der Pumpe abzuführen ist" sich darauf bezieht, dass das Fluid in dem Pumpenabteil aus dem Pumpenabteil zur Umgebung der Pumpe abgeführt wird, und nicht durch das Motorabteil oder andere Strömungswege gelangt. Ferner kann die elektrische Pumpe eine Verbindungsöffnung enthalten, die es einem Teil des Fluids erlaubt, dass es von dem Pumpenabschnitt in das Motorabteil strömt. Dies erlaubt es, dass der Teil des Fluids aus dem Pumpenabschnitt in das Motorabteil durch die Verbindungsöffnungen geführt wird, so dass es den Motorabschnitt kühlt und die Gleitbereiche schmiert. Es ist festzuhalten, dass sich die Beschreibung "Gleitbereiche" oder "gleitende Bereiche" auf Bereiche bezieht, die zwischen den Statorelementen (d.h. Lager, Bürsten und ähnliches) und den Rotorelementen (d.h. einem Schaft und einem Kommutator des Ankers) gleiten. Die oben beschriebene elektrische Pumpe erlaubt es, dass einerseits ein Fluid ohne vom Motor erzeugte Partikel aus dem Pumpenabschnitt direkt zur Umgebung der Pumpe abgegeben wird, und auf der anderen Seite, dass der Motorabschnitt gekühlt wird und die Gleitbereiche mit Fluid geschmiert werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der elektrischen Pumpe ist der Ankerkörper in Eingriff mit dem Flügelrad, so dass das Drehmoment dorthin durch ein Eingriffsmittel übertragen wird. Dies erlaubt es, dass die axiale Länge der elektrischen Pumpe verringert wird und daher die elektrische Pumpe verkleinert wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der elektrischen Pumpe ist die Verbindungsöffnung an einem Punkt vorgesehen, der sich nach einem Viertel des Pumpenzykluses vom Anfangsende zum Abschlussende bei einer einzigen Rotation des Flügelrads befindet. Dies erlaubt es, dass Dampf oder Dampfblasen, die in dem Fluid erzeugt werden, beispielsweise durch erhöhte Temperaturen während des Pumpenzykluses, effektiv in das Motorabteil über die Verbindungsöffnungen entlüftet werden. Es ist festzuhalten, dass der Dampf nicht effektiv an einem Punkt entlüftet werden kann, der sich vor dem Viertel des Pumpenzykluses vom Anfangsende ausgehend bei einer einzigen Rotation des Flügelrads befindet, da das Fluid nicht genug Druck aufgebaut hat.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der elektrischen Pumpe ist eine Dampfentlüftung vorgesehen, so dass der in dem Fluid erzeugte Dampf während des Pumpenzykluses bei einer einzigen Rotation des Flügelrads zur Umgebung der Pumpe abgeführt wird. Dies erlaubt es, dass der in dem Fluid beispielsweise durch erhöhte Temperaturen während des Pumpenzykluses erzeugte Dampf aus der Dampfentlüftung zur Umgebung der Pumpe entlüftet wird. Es ist festzuhalten, dass die Dämpfe effektiv entlüftet werden können, indem die Dampfentlüftung an einem Punkt vorgesehen wird, der sich nach einem Viertel des Pumpenzykluses vom Anfangsende bei einer einzigen Rotation des Flügelrads befindet.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der elektrischen Pumpe ist eine zweite Auslassöffnung in der Pumpe vorgesehen, dass sie zur Umgebung der Pumpe den von dem Pumpenabschnitt in das Motorabteil über die Verbindungsöffnung abgeführten Kraftstoff abführt. Dies erlaubt es, dass der von dem Pumpenabschnitt in das Motorabteil über die Verbindungsöffnung abgeführte Kraftstoff aus der zweiten Auslassöffnung zur Umgebung der Kraftstoffpumpe abgeführt wird. Daher gelangt das Fluid in den Raum innerhalb des Motorabteils, so dass die Kühlung des Motorabschnitts und die Schmierung der Gleitbereiche innerhalb des Motorabteils verbessert sind.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der elektrischen Pumpe ist das Endkappenelement des Motorabschnitts mit der zweiten Auslassöffnung versehen. Dies erlaubt es, dass das von dem Pumpenabschnitt in den Motorabschnitt über die Verbindungsöffnungen abgeführte Fluid zur Umgebung der Pumpe über die zweite Auslassöffnung abgeführt wird, nachdem es von der Pumpenseite zur distalen Seite des Motorabteils gelangt ist. Daher gelangt das Fluid durch im Wesentlichen die Gesamtlänge des Motorabteils, so dass die Kühlung des Motorabschnitts und die Schmierung der Gleitbereiche innerhalb des Motorabschnitts weiter verbessert sind.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der elektrischen Pumpe ist die zweite Auslassöffnung mit einem Rückschlagventil versehen. Dies erlaubt es, dass das Rückschlagventil verhindert, dass das Fluid von der Umgebung der Pumpe in das Motorabteil über die zweite Auslassöffnung zurückströmt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der elektrischen Pumpe ist die elektrische Pumpe mit einer Strahlpumpe versehen, die durch die Fluidströmung, die von der zweiten Auslassöffnung abgeführt wird, angetrieben wird. Dies erlaubt es, dass das Fluid außerhalb der Pumpe in eine vorgegebene Position gesaugt und transferiert wird, indem die Fluidströmung als Antriebsquelle genützt wird, die von der zweiten Auslassöffnung abgeführt wird. Daher ist es möglich, effektiv die Druckenergie der aus der zweiten Auslassöffnung abgeführten Fluidströmung zu nutzen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der elektrischen Pumpe ist das Endkappenelement der Pumpe mit einer Auslassöffnung (einer ersten Auslassöffnung) versehen, die das in den Pumpenabschnitt gesaugte Fluid und dann unter Druck gesetzte Fluid direkt zur Umgebung der Pumpe abführt. Somit ist es möglich, das in den Pumpenabschnitt gesaugte und dann unter Druck gesetzte Fluid aus der ersten Auslassöffnung in dem Endkappenelement des Pumpenabschnitts direkt zur Umgebung der Pumpe abzuführen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der elektrischen Pumpe öffnet sich die Einlassöffnung des Pumpenabschnitts durch die äußere Seitenoberfläche. Dies erlaubt es, dass das Fluid in dem Pumpenabschnitt aus der Einlassöffnung angesaugt wird, die sich durch die äußere Seitenoberfläche öffnet.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem gelehrt, das eine sich im Tank befindliche Kraftstoffpumpe, die den Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks ansaugt, unter Druck setzt und abführt, und einen Filter am vorderen Ende, der Fremdpartikel in dem in die Kraftstoffpumpe angesaugten Kraftstoff entfernt, enthalten kann. Ferner wird irgend eine der elektrischen Pumpen der oben beschriebenen Ausführungsformen als eine Kraftstoffpumpe verwendet. Daher ist es möglich, ein Kraftstoffzufuhrsystem mit einer elektrischen Pumpe als einer Kraftstoffpumpe vorzusehen, das ein Fluid ohne vom Motor erzeugte Partikel aus dem Pumpenabschnitt direkt zur Umgebung der Pumpe abführen kann und auch den Motorabschnitt kühlen und die Gleitbereiche mit dem Fluid schmieren kann. Ferner ist es möglich, einen Hochdruckfilter zu eliminieren, der am hinteren Ende der Kraftstoffpumpe des Stands der Technik angebracht sein muss, da der von der Auslassöffnung (erste Auslassöffnung) der elektrischen Pumpe abgeführte Kraftstoff keine vom Motor erzeugten Partikel enthält. Somit ist es möglich, das Kraftstoffzufuhrsystem kompakt zu gestalten und die Herstellungskosten zu verringern. Andererseits entfernt der Filter des vorderen Endes Fremdpartikel, insbesondere kleine Partikel, aus einem in die elektrische Pumpe angesaugten Kraftstoff. Solche kleinen Partikel beeinflussen nachteilig die Gleitbereiche der elektrischen Pumpe. Daher ist es möglich, Schwierigkeiten zu verringern oder zu vermeiden, die mit den Gleitbereichen einhergehen, so dass die Lebensdauer des elektrischen Motors erhöht wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des modularisierten Kraftstoffzufuhrsystems enthält das modularisierte Kraftstoffzufuhrsystem eine sich im Tank befindliche Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks ansaugt, unter Druck setzt und abführt, einen Filter am vorderen Ende, der Fremdstoffe aus dem in die Kraftstoffpumpe angesaugten Kraftstoff entfernt, und eine Behälterwanne oder Speicherwanne, die innerhalb des Kraftstofftanks angebracht ist, dass sie einen Kraftstoff, der in den Tank durch den Filter des vorderen Endes durch die Kraftstoffpumpe gesaugt ist, aufnimmt. Ferner wird irgendeine der elektrischen Pumpen der oben beschriebenen Ausführungsformen, die eine zweite Auslassöffnung aufweisen, als eine Kraftstoffpumpe verwendet. Daher ist es möglich, ein Kraftstoffzufuhrsystem mit einer elektrischen Pumpe als einer Kraftstoffpumpe vorzusehen, das ein Fluid ohne vom Motor erzeugte Partikel aus dem Pumpenabschnitt direkt zur Umgebung der Pumpe abführen kann und auch den Motorabschnitt kühlen und die Gleitbereiche mit dem Fluid schmieren kann. Ferner ist es möglich, einen Hochdruckfilter wegzulassen, der an dem hinteren Ende der Kraftstoffpumpe des Stands der Technik angebracht sein muss, da der aus der Auslassöffnung (erste Auslassöffnung) der elektrischen Pumpe abgegebene Kraftstoff keine vom Motor erzeugten Partikel enthält. Somit ist es möglich, das Kraftstoffzufuhrsystem kompakt zu gestalten und die Herstellungskosten zu verringern. Andererseits entfernt der Filter am vorderen Ende Fremdpartikel in einem in die elektrische Pumpe gesaugten Kraftstoff, insbesondere kleine Partikel, die nachteilig die Gleitbereiche der elektrischen Pumpe beeinflussen. Daher ist es möglich, Schwierigkeiten zu verringern oder zu vermeiden, die mit den Gleitbereichen einhergehen, so dass die Lebensdauer des elektrischen Motors erhöht wird. Ferner ist das Kraftstoffzufuhrsystem mit einer Strahlpumpe versehen, die durch die Fluidströmung betrieben wird, die aus der zweiten Auslassöffnung der elektrischen Pumpe abgegeben wird, um einen Kraftstoff außerhalb der Behälterwanne, aber innerhalb des Kraftstofftanks, in die Behälterwanne zu transferieren. Dies erlaubt es, dass der Kraftstoff außerhalb der Behälterwanne, aber innerhalb des Kraftstofftanks, unter Verwendung der Fluidströmung (Kraftstoffströmung), die von der zweiten Auslassöffnung der elektrischen Pumpe abgegeben wird, als eine Antriebsquelle zum Betreiben der Strahlpumpe angesaugt wird und dann in die Behälterwanne transferiert wird. Daher ist es möglich, effektiv die Druckenergie der Kraftstoffströmung zu nutzen, die aus der zweiten Auslassöffnung der elektrischen Pumpe abgegeben wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des modularisierten Kraftstoffzufuhrsystems enthält das modularisierte Kraftstoffzufuhrsystem eine sich im Tank befindliche Kraftstoffpumpe, die den Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks ansaugt, unter Druck setzt und abgibt, einen Filter am vorderen Ende, der Fremdpartikel in dem in die Kraftstoffpumpe angesaugten Kraftstoff entfernt, und eine Behälterwanne, die innerhalb des Kraftstofftanks angebracht ist, dass sie einen in die Wanne durch den Filter des vorderen Endes durch die Kraftstoffpumpe angesaugten Kraftstoff aufnimmt. Ferner werden die elektrischen Pumpen der oben beschriebenen Ausführungsformen, die eine Strahlpumpe aufweisen, die durch eine Fluidströmung angetrieben wird, die aus der zweiten Auslassöffnung abgegeben wird, als Kraftstoffpumpe verwendet. Daher ist es möglich, ein Kraftstoffzufuhrsystem mit einer elektrischen Pumpe als einer Kraftstoffpumpe vorzusehen, das ein Fluid ohne vom Motor erzeugte Partikel aus dem Pumpenabschnitt direkt zur Umgebung der Pumpe abführen kann und ferner den Motorabschnitt kühlen und die Gleitbereiche mit dem Fluid schmieren kann. Ferner ist es möglich, einen Hochdruckfilter zu eliminieren, der an dem hinteren Ende der Kraftstoffpumpe des Stands der Technik angebracht sein muss, da der aus der Auslassöffnung (erste Auslassöffnung) der elektrischen Pumpe abgegebene Kraftstoff keine vom Motor erzeugten Partikel enthält. Somit ist es möglich, das Kraftstoffzufuhrsystem kompakt zu gestalten und die Herstellungskosten zu verringern. Andererseits entfernt der Filter am vorderen Ende Fremdpartikel in einem in die elektrische Pumpe gesaugten Kraftstoff, insbesondere kleine Partikel, die nachteilig Gleitbereiche der elektrischen Pumpe beeinflussen. Daher ist es möglich, Schwierigkeiten zu verringern oder zu vermeiden, die mit den Gleitbereichen einhergehen, so dass die Lebensdauer des elektrischen Motors erhöht wird. Ferner ist das Kraftstoffzufuhrsystem angeordnet und konstruiert, dass es einen Kraftstoff von einer Umgebung der Behälterwanne, aber innerhalb des Kraftstofftanks, in die Behälterwanne durch die Strahlpumpe, die durch die Fluidströmung betrieben wird, die von der zweiten Auslassöffnung der elektrischen Pumpe abgegeben wird, transferiert. Dies erlaubt es, dass der Kraftstoff außerhalb der Behälterwanne, aber innerhalb des Kraftstofftanks, in die Behälterwanne gesaugt und dann transferiert werden kann, indem als eine Antriebsquelle zum Betreiben der Strahlpumpe die Fluidströmung (Kraftstoffströmung) verwendet wird, die aus der zweiten Auslassöffnung der elektrischen Pumpe abgegeben wird. Daher ist es möglich, effektiv die Druckenergie der aus der zweiten Auslassöffnung der elektrischen Pumpe abgegebenen Kraftstoffströmung zu verwenden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des modularisierten Kraftstoffzufuhrsystems enthält der Filter am vorderen Ende ein Filterelement mit einer Mehrschichtstruktur, wobei die äußere Schicht grob ist, während die innere Schicht fein ist. Dies erlaubt es, dass der Filter am vorderen Ende effektiv Fremdpartikel in einem in die Kraftstoffpumpe angesaugten Kraftstoff entfernt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des modularisierten Kraftstoffzufuhrsystems ist der Filter am vorderen Ende mit einem Filterelement versehen, das im Wesentlichen zylindrisch gestaltet ist, dass es die Kraftstoffpumpe umgibt. Dieses Filtern in einem weiten Gebiet erlaubt es, dass das Filterelement am vorderen Ende effektiv Fremdpartikel in einem in die Kraftstoffpumpe gesaugten Kraftstoff entfernt. Dies erlaubt auch, dass das Filtergebiet des Filterelements vergrößert wird, so dass der Ansaugwiderstand verringert wird. Daher ist es möglich, den Verbrauch von elektrischem Strom der Kraftstoffpumpe zu verringern.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des modularisierten Kraftstoffzufuhrsystems ist das modularisierte Kraftstoffzufuhrsystem mit einem Druckregulator versehen. Dies erlaubt es, dass der Druckregulator den Kraftstoffdruck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs, der aus der Kraftstoffpumpe abgegeben wird, kontrolliert.

Ferner kann der Druckregulator radial überlappend in Bezug auf die Kraftstoffpumpe und den Filter am vorderen Ende angebracht sein. Daher ist es möglich, das Kraftstoffzufuhrsystem kompakt mit dem Druckregulator zu versehen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des modularisierten Kraftstoffzufuhrsystems ist das Filtergehäuse integral mit zumindest einem Bereich des Regulatorgehäuses des Druckregulators geformt. Aufgrund dessen muss zumindest ein Teil des Regulatorgehäuses des Druckregulators nicht getrennt vorgesehen werden. Daher ist es möglich, den Druckregulator zu vereinfachen und leichtgewichtig zu gestalten.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des modularisierten Kraftstoffzufuhrsystems ist der Druckregulator in das Filtergehäuse mit einer Montageausnehmung eingesetzt, die auf dem Filtergehäuse vorgesehen ist. Dies erlaubt es, dass der Druckregulator, der als ein diskretes Bauteil gestaltet ist, einfach an den Montageausnehmungen montiert wird, die auf dem Filtergehäuse vorgesehen sind.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des modularisierten Kraftstoffzufuhrsystems ist der Filter am vorderen Ende mit einem Auslassweg versehen. Der Auslassweg ist mit der Auslassöffnung (erste Auslassöffnung) verbunden, die den Kraftstoff der in den Pumpenabschnitt der Kraftstoffpumpe gesaugt ist, direkt zur Umgebung der Pumpe abführt. Der aus der Auslassöffnung abgegebene Kraftstoff strömt in einen vorgegebenen Weg durch den Auslassweg. Somit wird ein spezielles Bauteil, das den Auslassweg bildet, nicht benötigt. Dies ermöglicht es, dass das Kraftstoffzufuhrsystem kompakt gestaltet wird und leichtgewichtig wird, und die Herstellungskosten verringert werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des modularisierten Kraftstoffzufuhrsystems ist die Einlassöffnung der Kraftstoffpumpe mit dem Einlasswegausgang des Filters des vorderen Endes in einer Passstruktur oder Einsetzstruktur mit einer männlichen Öffnung und einer entsprechenden weiblichen Öffnung verbunden. Dies erlaubt es, dass der Verbindungsvorgang zwischen der Einlassöffnung der Kraftstoffpumpe und dem Einlasswegausgang des Filters am vorderen Ende einfach durchgeführt wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des modularisierten Kraftstoffzufuhrsystems ist ein Dichtelement zwischen die Einlassöffnung der Kraftstoffpumpe und den Einlasswegausgang des Filters am vorderen Ende eingebracht. Dies verringert oder verhindert Kraftstoffleckströme von einem Verbindungsbereich zwischen der Einlassöffnung der Kraftstoffpumpe und dem Einlasswegausgang des Filters am vorderen Ende.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des modularisierten Kraftstoffzufuhrsystems ist der Auslasswegeingang des Filters am vorderen Ende mit der Auslassöffnung der Kraftstoffpumpe verbunden, die mit dem Auslasswegeingang verbunden ist, in einer Passstruktur bzw. Einsetz struktur mit einer männlichen Öffnung und einer entsprechenden weiblichen Öffnung. Dies erlaubt es, dass der Verbindungsvorgang zwischen dem Auslasswegeingang des Filters des vorderen Endes und der Auslassöffnung (erste Auslassöffnung) der Kraftstoffpumpe einfach durchgeführt wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des modularisierten Kraftstoffzufuhrsystems ist ein Dichtelement zwischen den Auslasswegeingang des Filters am vorderen Ende und die Auslassöffnung der Kraftstoffpumpe eingebracht. Dies verringert oder verhindert Kraftstoffleckströme aus einem Verbindungsbereich zwischen dem Auslasswegeingang des Filters am vorderen Ende und der Auslassöffnung (erste Auslassöffnung) der Kraftstoffpumpe.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der elektrischen Pumpe ist die Verbindungsöffnung mit einem Rückschlagventil versehen. Dies erlaubt es, dass das Rückschlagventil verhindert, dass der Kraftstoff, wenn die Pumpe stoppt, zurück in den Pumpenabschnitt durch die Verbindungsöffnung aus dem Motorabteil strömt. Daher ist es möglich, dass man verhindert, dass ein Fluid, das vom Motor erzeugte Partikel enthält, aus der ersten Auslassöffnung zur Umgebung der Pumpe strömt, wenn die Pumpe wieder nach dem Anhalten betrieben wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zusätzliche Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind unmittelbar nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen zu verstehen, in denen:
1 eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt aus Klarheitsgründen, einer Kraftstoffpumpe gemäß einer ersten repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Draufsicht auf die Kraftstoffpumpe gemäß der ersten repräsentativen Ausführungsform ist;
3 eine Untersicht der Kraftstoffpumpe gemäß der ersten repräsentativen Ausführungsform ist;
4 eine perspektivische Ansicht ist, die das Verhältnis zwischen einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung der Kraftstoffpumpe gemäß der ersten repräsentativen Ausführungsform zeigt;
5 eine Querschnittsansicht des Pumpenabschnitts der Kraftstoffpumpe gemäß der ersten repräsentativen Ausführungsform ist;
6 eine Untersicht des Pumpengehäuses ist, die ein Verhältnis zwischen einem Strömungskanal und einer Verbindungsöffnung innerhalb des Pumpengehäuses gemäß der ersten repräsentativen Ausführungsform zeigt;
7 ein Strömungswegdiagramm der Kraftstoffpumpe gemäß der ersten repräsentativen Ausführungsform ist;
8 eine Querschnittsansicht des Pumpenabschnitts einer Kraftstoffpumpe gemäß einer zweiten repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
9 eine Ansicht ähnlich zu 1 ist, die eine Kraftstoffpumpe gemäß einer dritten repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 eine perspektivische Ansicht ist, die das Verhältnis zwischen einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung der Kraftstoffpumpe aus 9 zeigt;
11 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Verhältnis zwischen einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung einer alternativen Kraftstoffpumpe gemäß der dritten repräsentativen Ausführungsform zeigt;
12 eine Ansicht ähnlich zu 5 ist, die einen Pumpenabschnitt einer Kraftstoffpumpe gemäß einer vierten repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 eine Ansicht ähnlich zu 1 ist, die eine Kraftstoffpumpe gemäß einer fünften repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 eine Ansicht ähnlich zu 1 ist, die eine Kraftstoffpumpe gemäß einer sechsten repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 eine Seitenansicht, aus Klarheitsgründen teilweise im Querschnitt, eines modularisierten Kraftstoffzufuhrsystems gemäß einer siebten repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
16 eine Draufsicht, aus Klarheitsgründen teilweise im horizontalen Querschnitt, des Kraftstoffzufuhrsystems aus 15 ist;
17 eine vergrößerte Querschnittsansicht des Kraftstoffzufuhrsystems aus 15 ist, die Verbindungsbereiche zwischen dem Filtergehäuse am vorderen Ende und der Kraftstoffpumpe zeigt;
18 ein Strömungsweg des Kraftstoffzufuhrsystems aus 15 ist;
19 eine Ansicht ähnlich zu 17 ist, die eine andere Passstruktur zwischen dem Filtergehäuse am vorderen Ende und der Kraftstoffpumpe zeigt;
20 eine Ansicht ähnlich zu 17 ist, die noch eine andere Passstruktur zwischen dem Filtergehäuse am vorderen Ende und der Kraftstoffpumpe zeigt;
21 eine Ansicht ähnlich zu 15 ist, die ein modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
22 ein Strömungswegdiagramm des Kraftstoffzufuhrsystems aus 21 ist;
23 eine Ansicht ähnlich zu 15 ist, die ein modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einer achten repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
24 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Montageausnehmung für das Filtergehäuse aus 23 zeigt;
25 eine Ansicht ähnlich zu 15 ist, die ein modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einer neunten repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
26 eine Ansicht ähnlich zu 16 ist, die ein modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einer zehnten repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
27 eine Ansicht ähnlich zu 17 ist, die einen Pumpenabschnitt einer Kraftstoffpumpe gemäß einer elften repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
28 eine Ansicht ähnlich zu 27 ist, die einen Pumpenabschnitt einer Kraftstoffpumpe gemäß einer zwölften repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
29 eine Ansicht ähnlich zu 21 ist, die ein modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einer dreizehnten repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
30 eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt aus Klarheitsgründen, der Kraftstoffpumpe des Stands der Technik ist; und
31 ein Strömungswegdiagramm des Kraftstoffzufuhrsystems des Stands der Technik aus 30 ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Jedes der zusätzlichen Merkmale und der Lehren, die vorher und im folgenden offenbart sind, kann getrennt oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um eine verbesserte elektrische Pumpe und ein Kraftstoffzuflusssystem mit einer solchen elektrischen Pumpe vorzusehen. Repräsentative Beispiele der vorliegenden Erfindung, die viele dieser zusätzlichen Merkmale und Lehren sowohl getrennt als auch in Verbindung miteinander verwenden, werden nun im einzelnen und mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung soll lediglich einem Fachmann weitere Einzelheiten zum Ausführen von bevorzugten Aspekten der vorliegenden Lehren geben und soll den Rahmen der Erfindung nicht begrenzen. Lediglich die Ansprüche definieren den Rahmen der beanspruchten Erfindung. Daher müssen Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die in der folgenden detaillierten Beschreibung offenbart sind, die Erfindung nicht unbedingt in ihrem breitesten Sinne in die Praxis umsetzen und werden statt dessen lediglich dazu gelehrt, repräsentative Beispiele der Erfindung zu beschreiben. Ferner können verschiedene Merkmale der repräsentativen Beispiele und der abhängigen Ansprüche auf Arten kombiniert werden, die nicht speziell genannt sind, um zusätzliche nützliche Ausführungsformen der vorliegenden Lehren vorzusehen.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen werden nun repräsentative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nachfolgend beschrieben.
Erste repräsentative Ausführungsform
Wendet man sich nun den Zeichnungen zu, ist eine Kraftstoffpumpe gemäß einer ersten repräsentativen Ausführungsform (anschließend bezeichnet als eine "erste repräsentative Kraftstoffpumpe") in 1 bis 7 gezeigt.
Bezugnehmend auf 1 ist eine Kraftstoffpumpe 1 integral mit einem Motorabschnitt 2 und einem Pumpenabschnitt 3 versehen. Der Pumpenabschnitt 3 ist an einem Ende des Motorabschnitts 2 angebracht (dem unteren Ende in 1). Die äußere Schale der Kraftstoffpumpe 1 ist ein Pumpengehäuse 5, das eine im wesentlichen röhrenförmige Schale 6, eine Motorabdeckung 7, die ein Ende der röhrenförmige Schale abdichtet (das obere Ende in 1), eine Pumpenabdeckung 8, die das andere Ende der röhrenförmigen Schale abdichtet (das untere Ende in 1), und ein Pumpengehäuse 9, das überlappend auf der Pumpenabdeckung 8 vorgesehen ist, dass es das Innengebiet des Pumpengehäuses 5 in ein Motorabteil 10 und ein Pumpenabteil 11 teilt, enthält. Es ist festzuhalten, dass die Motorabdeckung 7 hier auch als ein "Endkappenelement des Motorabschnitts" bezeichnet wird. In ähnlicher Weise wird die Pumpenabdeckung 8 hier auch als ein "Endkappenelement des Pumpenabschnitts" bezeichnet. Bei der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1 ist ein Pumpenabteil 11 durch die Pumpenabdeckung 8 und das Pumpengehäuse 9 definiert. Das Pumpengehäuse 9 ist überlappend auf der Pumpenabdeckung 8 vorgesehen. Die obere Oberfläche der Pumpenabdeckung 8 und die untere Oberfläche des Pumpengehäuses 9 definieren eine zylindrische Ausnehmung.
Der Motorabschnitt 2 wird nun beschrieben. Der Motorabschnitt 2 besteht beispielsweise aus einem Gleichstrommotor mit Bürste, der Magnete 13 enthält, die innerhalb der röhrenförmigen Schale 6 befestigt sind, und einem Anker 14, der sich innerhalb der röhrenförmigen Schale 6 dreht. Der Anker 14 enthält einen Ankerkörper 15, der einen Eisenkern aufweist, eine Spule, einen Kommutator 16 und ähnliches, und einen Schaft 18, der durch die Achse des Ankerkörpers 15 in einer Richtung nach oben und unten vorgesehen ist. Ein Ende (das obere Ende in 1) des Schafts 18 ist drehbar innerhalb der Motorabdeckung 7 durch ein Lager 21 gestützt. Dabei läuft das andere Ende (das untere Ende in 1) des Schafts 18 durch das Pumpengehäuse 9, wobei es drehbar innerhalb des Pumpengehäuses 9 durch ein Lager 22 gestützt ist. Das untere Ende des Schafts 18, das in das Pumpenabteil 11 vorsteht, ist ein Verbindungsbereich 19, der einen bestimmten modifizierten Querschnitt, wie z.B. einen D-förmigen Querschnitt, aufweist.
Die Motorabdeckung 7 beinhaltet eine Bürste 24, die gleitend in Berührung mit dem Kommutator 16 des Ankers 14 ist, eine Feder 25, welche die Bürste 24 auf den Kommutator 16 drückt, und ähnliches. Ferner enthält die Motorabdeckung 7 einen Verbinderabschnitt 28, der einen Anschluss 27 aufweist, der elektrisch mit der Bürste 24 verbunden ist. Somit wird der Anker 14 gedreht, indem die Spule (nicht dargestellt) des Ankers 14 über den Anschluss 27, die Bürste 24 und den Kommutator 16 mit Energie versorgt wird.
Die Motorabdeckung 7 ist mit einer Auslassöffnung (bezeichnet als eine "zweite Auslassöffnung" aus Gründen der Einfachheit der Erklärung) 30 versehen, die sich nach oben zur Umgebung der Kraftstoffpumpe 1 öffnet. Die zweite Auslassöffnung steht auch mit dem Motorabteil 10 in Verbindung. Die Motorabdeckung 7 ist ferner mit einem zweiten Auslassrohr 31 versehen, das axial über die Motorabdeckung 7 vorsteht und einen Auslassbereich der zweiten Auslassöffnung 30 bildet.
Als nächstes wird der Pumpenabschnitt 3 beschrieben. Gemäß der Darstellung in 5 ist in dem Pumpenabteil 11 drehbar ein im Wesentlichen scheibenförmiges Flügelrad 34 vorgesehen. Der äußere Umfang des Flügelrads 34 ist mit einer Mehrzahl von Schaufelkanälen 35 unter ei nem in Umfangsrichtung vorgegebenen Intervall versehen. Die Schaufelkanäle 35 auf der oberen Oberfläche des Flügelrads 34 sind in Spiegelsymmetrie zu den Schaufelkanälen 35 auf der unteren Oberfläche des Flügelrads 34. Die Schaufelkanäle 35 auf beiden Oberflächen stehen miteinander durch Verbindungsöffnungen 36 in Verbindung. Das Zentrum des Flügelrads 34 ist mit einem Schaftloch 38 versehen. Das Schaftloch 38 weist einen bestimmten modifizierten Querschnitt auf, wie z.B. einen D-förmigen Querschnitt, welcher dem Verbindungsbereich 19 des Schafts 18 des Ankers 14 entspricht. Der Verbindungsbereich 19 des Ankers 14 ist in Eingriff nehmend in die Schaftöffnung 38 derart eingesetzt, dass er das Drehmoment an das Flügelrad 34 überträgt.
Wie es mit Referenzziffern 9a und 8a bezeichnet ist, sind die Wandoberflächen des Pumpengehäuses 9 und die Pumpenabdeckung 8, die jeweils auf die obere und die untere Oberfläche des Flügelrads 34 gerichtet sind, mit im Wesentlichen zylindrischen Ausnehmungen 39, die jeweils der oberen und der unteren Oberfläche entsprechen, um das Schaftloch 38 des Flügelrads 34 versehen. Die Ausnehmung 39, die auf die obere Oberfläche des Flügelrads 34 gerichtet ist, ist im Wesentlichen symmetrisch zur Ausnehmung 39, die auf die untere Oberfläche des Flügelrads 34 gerichtet ist. Die Ausnehmungen 39 der Pumpenabdeckung 8 und die Ausnehmung 39 des Pumpengehäuses 9 definieren jeweils Lagerabteile 63. Ferner sind die Wandoberflächen 9a und 8a des Pumpengehäuses 9 und der Pumpenabdeckung 8 mit im Wesentlichen bogenförmigen (wie z.B. C-förmigen) Strömungskanälen 40 versehen, die jeweils den Schaufelkanälen 35 auf der oberen und unteren Oberfläche des Flügelrads 34 entsprechen (siehe 6).
Die Pumpenabdeckung 8 ist mit einer Einlassöffnung 42 versehen, die sich nach unten zur Umgebung der Kraftstoffpumpe 1 öffnet. Die Einlassöffnung 42 steht mit dem Anfangsende des Strömungskanals 40 in Verbindung. Gleichzeitig ist die Bodenoberfläche der Pumpenabdeckung 8 mit einem Einlassrohr 43 versehen, das den Eingangsbereich der Einlassöffnung 42 formt. Ferner ist die Pumpenabdeckung 8 mit einer Auslassöffnung versehen (bezeichnet als eine "erste Auslassöffnung" aus Gründen der Einfachheit der Erklärung) 45, die sich nach unten zur Umgebung der Kraftstoffpumpe 1 öffnet. Die erste Auslassöffnung 45 steht auch mit dem Abschlussende des Strömungskanals 40 in Verbindung. Die Bodenfläche der Pumpenabdeckung 8 ist mit einem ersten Auslassrohr 45 versehen, das einen Ausgangsbereich der ersten Auslassöffnung 45 bildet.
Das Pumpengehäuse 9 ist mit einer Verbindungsöffnung 48 versehen, die sich zu dem Motorabteil 10 öffnet. Die Verbindungsöffnung 48 steht auch mit einem vorgegebenen Punkt zwischen dem Anfangsende und dem Abschlussende des Strömungskanals 40 in Verbindung. Es ist festzuhalten, dass die erste Auslassöffnung 45 und die Verbindungsöffnung 48 in 1 und 5 in der Tat zueinander um einen vorgegebenen Winkel entlang der Umfangsrichtung des Flügelrads 34 versetzt sind (siehe 6). Wie es in 6 dargestellt ist, ist die Verbindungsöffnung 48 an einem Punkt vorgesehen, der nach einem Viertel des Pumpenzykluses positioniert ist, der von dem Anfangsende zu dem Abschlussende in einer einzigen Rotation des Flügelrads 34 definiert ist. Das Viertel des Pumpenzykluses (der gesamte Zyklus ist als Winkelbereich A dargestellt) ist als ein Winkelbereich B gezeigt. Die Verbindungsöffnung 48 beindet sich innerhalb eines Winkelbereichs C. Ein Vorsehen der Verbindungsöffnung 48 an einem Punkt, der sich nach dem Viertel des Pumpenzykluses befindet, erlaubt es, dass Dampf oder Dampfblasen, die in dem Fluid oder Kraftstoff beispielsweise durch erhöhte Temperaturen während des Pumpenzykluses erzeugt werden, effektiv in das Motorabteil 10 durch die Verbindungsöffnung 48 entlüftet werden. Es ist festzuhalten, dass der Dampf nicht effektiv entlüftet werden kann, wenn die Verbindungsöffnung 48 an einem Punkt vorgesehen ist, der sich vor einem Viertel des Pumpenzykluses (innerhalb des Winkelbereichs B in 6) befindet, da das Fluid keinen ausreichenden Druck erlangt hat.
Nun wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Kraftstoffpumpe 1 erläutert. In Bezug auf den Motorabschnitt 2 (siehe 1), wird der Anker 14 anfänglich durch Versorgen der Spule (nicht dargestellt) des Ankers 14 mit Energie gedreht. Dann wird, zusammenwirkend mit dem Schaft 18 des Ankers 14, das Flügelrad 34 in einer vorgegebenen Richtung gedreht, was eine Pumpenwirkung erzeugt. Dies bewirkt, dass der Strömungskanal 40 ein Fluid oder einen Kraftstoff aus der Einlassöffnung 42 der Pumpenabdeckung 8 (siehe 5) durch das Anfangsende des Strömungskanals 40 ansaugt. Kinetische Energie wird auf den Kraftstoff von den Schaufelkanälen 35 auf der oberen Oberfläche und der Bodenoberfläche des Flügelrads 34 aufgebracht, die miteinander durch die Verbindungslöcher 36 in Verbindung stehen. Der Kraftstoff wird durch die Strömungskanäle 40 auf sowohl der Pumpenabdeckung 8 als auch dem Pumpengehäuse 9 transferiert, wobei er von dem Anfangsende zum Abschlussende bewegt wird. Während des Transfers wird der Kraftstoff nach und nach unter Druck gesetzt. Dann wird der Kraftstoff, der zu dem Abschlussende von beiden Strömungskanälen 40 transferiert ist, aus der ersten Auslassöffnung 45 zur Umgebung der Kraftstoffpumpe 1 abgegeben. Gleichzeitig wird der Dampf, der in dem Kraftstoff enthalten ist, der in dem Pumpenzyklus durch die Rotation des Flügelrads 34 transferiert wird, in das Motorabteil 10 des Motorabschnitts 2 über die Verbindungsöffnung 48 des Pumpengehäuses 9 entlüftet. Der Dampf wird dann aus der zweiten Auslassöffnung 30 der Motorabdeckung 7 (siehe 1) entlüftet.
Die oben beschriebene Kraftstoffpumpe 1 ist mit einer ersten Auslassöffnung 45 versehen, die es erlaubt, dass ein Fluid, das in dem Pumpenabschnitt angesaugt und unter Druck gesetzt ist, direkt zur Umgebung der Pumpe 1 abgegeben wird. Somit wird das Fluid direkt aus dem Pumpenabschnitt 3 über die erste Auslassöffnung 45 des Pumpenabschnitts 3, nicht über den Motorabschnitt 2 (siehe 7) abgegeben. Dies erlaubt es, dass ein Fluid ohne vom Motor erzeugte Partikel aus dem Pumpenabschnitt 3 direkt zur Umgebung der Kraftstoffpumpe 1 abgegeben wird. Andererseits enthält die Kraftstoffpumpe 1 ferner eine Verbindungsöffnung 48, die es erlaubt, dass ein Teil des Fluids von dem Pumpenabschnitt 3 in das Motorabteil 10 (siehe 5) strömt. Dies erlaubt es, dass ein Teil des Fluids aus dem Pumpenabschnitt 3 in das Motorabteil 10 über die Verbindungsöffnung 48 geführt wird, damit der Motorabschnitt 2 gekühlt und die Gleitbereiche geschmiert werden. Wie oben beschrieben, erlaubt die Kraftstoffpumpe 1 einerseits, dass ein Fluid ohne vom Motor erzeugte Partikel aus dem Pumpenabschnitt 3 direkt zur Umgebung der Pumpe 1 abgegeben wird, und andererseits, dass der Motorabschnitt 2 gekühlt und die Gleitbereiche mit dem Fluid geschmiert werden.
Wie es in 6 dargestellt ist, ist die Verbindungsöffnung 48 des Pumpengehäuses 9 an einem Punkt vorgesehen, der sich hinter einem Viertel des Pumpenzykluses befindet, der von dem Anfangsende zu dem Abschlussende bei einer einzigen Rotation des Flügelrads 34 definiert ist. Dies erlaubt es, dass in dem Fluid erzeugter Dampf, beispielsweise durch erhöhte Temperatur während des Pumpenzykluses, effektiv in das Motorabteil 10 durch die Verbindungsöffnung 48 entlüftet wird.
Gemäß der Darstellung in 1 ist die Kraftstoffpumpe 1 mit einer zweiten Auslassöffnung 30 versehen, die es erlaubt, dass ein Kraftstoff, der aus dem Pumpenabschnitt 3 in das Motorabteil 10 über die Verbindungsöffnung 48 abgegeben wird, zur Umgebung der Kraftstoffpumpe 1 abgeführt wird. Dies erlaubt es, dass der von dem Pumpenabschnitt 3 in das Motorabteil 10 über die Verbindungsöffnung 48 abgegebene Kraftstoff zur Umgebung der Pumpe über die zweite Auslassöffnung 30 abgegeben wird. Daher gelangt der Kraftstoff durch das Motorabteil 10, so dass die Kühlung des Motorabschnitts 2 und die Schmierung der Gleitbereiche in diesem verbessert sind.
Gemäß der Darstellung in 1 und 2 ist die zweite Auslassöffnung 30 in der Motorabdeckung 7 vorgesehen, die ein Endkappenelement des Motorabschnitts 2 ist. Dies erlaubt es, dass das aus dem Pumpenabschnitt 3 in das Motorabteil 10 über die Verbindungsöffnung 48 abgegebene Fluid zur Umgebung der Kraftstoffpumpe 1 über die zweite Auslassöffnung 30 abgegeben wird, nachdem es von der Pumpenseite zur distalen Seite des Motorabteils 10 gelangt ist. Daher gelangt der Kraftstoff durch im Wesentlichen die gesamte Länge des Motorabteils 10, so dass die Kühlung des Motorabschnitts 2 und die Schmierung der Gleitbereiche innerhalb des Motorabschnitts 2 weiter verbessert sind.
Gemäß der Darstellung in 1 ist die Kraftstoffpumpe 1 mit der zweiten Auslassöffnung 30 versehen, die es erlaubt, dass ein aus dem Pumpenabschnitt 3 in das Motorabteil 10 über die Verbindungsöffnung 48 abgegebener Kraftstoff zur Umgebung der Kraftstoffpumpe 1 abgegeben wird. Dies erhöht die Leistung der Kraftstoffpumpe bei erhöhten Temperaturen, da Dampf aus dem Pumpenabschnitt 3 einfach nach oben zu der Verbindungsöffnung 48, dem Motorabteil 10 oder der zweiten Auslassöffnung 30 entlüftet wird.
Gemäß der Darstellung in 1, 3 und 4 ist die Pumpenabdeckung 8, die ein Endkappenelement des Pumpenabschnitts 3 ist, mit der ersten Auslassöffnung 45 versehen. Die erste Auslassöffnung 45 erlaubt es, dass ein in den Pumpenabschnitt 3 gesaugter Kraftstoff und unter Druck gesetzter Kraftstoff direkt zur Umgebung der Pumpe 1 abgegeben wird.
Zweite repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 8 wird eine Kraftstoffpumpe gemäß einer zweiten repräsentativen Ausführungsform (anschließend bezeichnet als eine "zweite repräsentative Kraftstoffpumpe") beschrieben. Da die zweite repräsentative Kraftstoffpumpe eine Modifikation der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe ist, wird die Beschreibung nur im Hinblick auf die Merkmale gegeben, die sich von der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe unterscheiden. Gemäß der Darstellung in 8 wird die zweite repräsentative Kraftstoffpumpe 1 in der Schaftstruktur der Pumpenseite des Ankers 14 und der Verbindungsstruktur zwischen dem Anker 14 und dem Flügelrad 34 modifiziert. Wie deutlich zu verstehen ist, wenn 5 der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1 damit verglichen wird, hat die Pumpenseite oder das untere Ende des Schafts 18 einen im wesentlichen rundstabförmigen Schaftbereich 18a ohne einen Verbindungsbereich 19 (siehe 5).
Der untere Schaftbreich 18a des Schafts 18 ist drehbar durch ein Lager 50 gestützt, das in dem Stützloch 49 montiert ist, das auf der Bodenfläche der Ausnehmung 39 der Pumpenabdeckung geformt ist.
Andererseits ist die untere Oberfläche des Ankerkörpers 15 axial mit einem im Wesentlichen zylindrischen Vorsprungsbereich 52 versehen. Der äußere Umfang der unteren Oberfläche des Vorsprungsbereichs 52 ist mit einer vorgegebenen Anzahl von erhabenen eingreifenden Bereichen 53 versehen, von denen in 8 zwei vorgesehen sind. Ferner wird der Vorsprungsbereich 52, der die erhabenen eingreifenden Bereiche 53 aufweist, locker oder lose in eine Durchgangsbohrung 55 eingesetzt, die in dem Pumpengehäuse 9 geformt ist. Es ist zu bemerken, dass die Durchgangsbohrung 55 durch das Pumpengehäuse 9 dringt, dessen Struktur sich von dem Pumpengehäuse 9 der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1, die in 5 gezeigt ist, unterscheidet. Die Ausnehmung 39 des Pumpengehäuses 9, das in 5 gezeigt ist, wird durch eine Durchgangsbohrung 55 in der zweiten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1, die in 8 gezeigt ist, durchdrungen.
Dabei ist das Flügelrad 34 mit einer anderen Durchgangsöffnung 57 versehen, die einen größren Durchmesser als der äußere Durchmesser des Lagers 50 aufweist. Es ist festzuhalten, dass das Flügelrad 34 der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1, die in 5 gezeigt ist, mit der Schaftöffnung 38 anstatt mit der Durchgangsöffnung 57 der zweiten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1, die in 8 gezeigt ist, versehen ist. Die Durchgangsöffnung 57 nimmt lose den oberen Bereich des Lagers 50 auf. Wie es in 8 gezeigt ist, ist der Umfang der oberen Oberfläche der Durchgangsöffnung 57 mit zwei in Eingriff nehmenden vertieften Bereichen 58 versehen, die jeweils mit den zwei erhabenen Eingriffsbereichen 53 des Ankers in Eingriff gelangen. Der Eingriff zwischen den erhabenen Bereichen 53 und den ausgenommenen Bereichen 58 erlaubt es, dass der Ankerkörper 15 das Drehmoment an das Flügelrad 34 an radial weiter äußeren Positionen in Bezug auf den Schaft 18 (insbesondere den unteren Schaftbereich 18a) des Ankers 14 überträgt. Es ist festzuhalten, dass die in Eingriff nehmenden erhabenen Bereiche 53 und die in Eingriff nehmenden ausgenommenen Bereiche 58 hier auch als "Eingriffsmittel" bezeichnet werden.
Es ist ferner festzuhalten, dass die Verbindungsöffnung 48 des Pumpengehäuses 9 der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1, die in 5 gezeigt ist, nicht in der zweiten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1, die in 8 gezeigt ist, vorhanden ist. Statt dessen ist die Wandoberfläche 9a des Pumpengehäuses, die auf das Flügelrad 34 gerichtet ist, mit der Verbindungsöffnung 60 versehen, die sich radial erstreckt und ermöglicht, dass der Strömungskanal 40 mit der Durchgangsöffnung 55 in Verbindung steht. Der Verbindungskanal 60 steht mit dem Motorabteil 10 über die Durchgangsöffnung 55 in Verbindung. Andererseits ist auch die Wandoberfläche 8a der Pumpenabdeckung, die auf das Flügelrad 34 gerichtet ist, mit einem Verbindungskanal 61 versehen, der sich radial erstreckt und es dem Strömungskanal 40 ermöglicht, mit der Ausnehmung 39 in Verbindung zu sein. Der Verbindungskanal 61 steht mit dem Motorabteil 10 über die Ausnehmung 39, die Durchgangsöffnung 57 des Flügelrads 34 und die Durchgangsöffnung 55 des Pumpengehäuses 9 in Verbindung. Es ist zu bemerken, dass der Verbindungskanal 60 des Pumpengehäuses 9 und der Verbindungskanal 61 der Pumpenabdeckung 8 an einem Punkt vorgesehen sind, der sich hinter einem Viertel des Pumpenzykluses befindet, wie er von dem Anfangsende zu dem Abschlussende bei einer einzigen Rotation des Flügelrads 34 definiert ist, ähnlich zu der Verbindungsöffnung 48 der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1.
Gemäß der Darstellung in 8 überträgt der Ankerkörper 15 das Drehmoment an das Flügelrad 34 durch Eingriffsmittel, die durch die erhabenen Eingriffsbereiche 53 und die ausgenommenen Eingriffsbereiche 58 ausgeführt sind. Dies erlaubt es, dass die axiale Länge (Richtung nach oben und unten in 8) der Kraftstoffpumpe 1 verringert wird. Daher kann die Kraftstoffpumpe 1 verkleinert werden. Es ist zu bemerken, dass die Geometrie der in Eingriff nehmenden erhabenen Bereiche und der in Eingriff nehmenden vertieften Bereiche modifiziert werden kann, solange der Eingriff zwischen den erhabenen Bereichen 53 und den vertieften Bereichen 58 sichergestellt ist. Es kann auch möglich sein, das Positionsverhältnis zwischen den erhabenen Bereichen 53 und den vertieften Bereichen 58 umzukehren. Somit können die in Eingriff nehmenden vertieften Bereiche 58 auf dem Ankerkörper 15 vorgesehen werden, während die in Eingriff nehmenden erhabenen Bereiche 53 auf dem Flügelrad 34 vorgesehen sind.
Dabei wird bezugnehmend auf das Pumpengehäuse 9 der Dampf, der in dem Kraftstoff enthalten ist, der in dem Pumpenzyklus durch die Rotation des Flügelrads 34 transferiert wird, aus dem Verbindungskanal 60 über die Durchgangsöffnung 55 in das Motorabteil 10 des Motorabschnitts 2 entlüftet. Ferner wird bezugnehmend auf die Pumpenabdeckung 8 der Dampf aus dem Verbindungskanal 61 über die Ausnehmung 39, die Durchgangsöffnung 57 des Flügelrads 34 und die Durchgangsöffnung 55 des Pumpengehäuses 9 in das Motorabteil 10 des Motorabschnitts 2 entlüftet. Dann wird der Dampf schließlich aus der zweiten Auslassöffnung 30 der Motorabdeckung 7 entlüftet, nachdem er durch die Motorabdeckung 10 gelangt ist, ähnlich wie bei der ersten re präsentativen Kraftstoffpumpe 1, die in 1 gezeigt ist. Dies erlaubt es, dass in dem Fluid erzeugter Dampf, beispielsweise durch erhabene Temperaturen während des Pumpenzykluses, effektiv entlüftet wird. Es ist festzuhalten, dass die "Verbindungsöffnung" hier durch die Durchgangsöffnung 55 und den Verbindungskanal 60 in dem Pumpengehäuse 9, die Ausnehmung 39 und den Verbindungskanal 61 in der Pumpenabdeckung 8 und die Durchgangsöffnung 57 des Flügelrads 34 definiert ist. In ähnlicher Weise ist das "Lagerabteil" hier durch die Durchgangsöffnung 55 des Pumpengehäuses 9 und die Ausnehmung des Pumpengehäuses 9 definiert.
Da wie oben beschrieben, die Verbindungsöffnung, die durch die Durchgangsöffnungen 55 und 57, die Verbindungskanäle 60 und 61 und die Ausnehmung 39 definiert ist, einen Teil des Kraftstoffs aus dem Pumpenabschnitt 3 in das Motorabteil 10 abgibt, ist der Kraftstoffdruck innerhalb des Motorabteils 10 im Wesentlichen gleich zu dem Kraftstoffdruck innerhalb des Lagerabteils (bezeichnet mit Referenzziffer 64), das durch die Durchgangsöffnung 55 des Pumpengehäuses 9 und die Ausnehmung 39 des Pumpengehäuses 9 definiert wird. Dies ermöglicht es, dass die Kraftstoffpumpe 1 kompakter und leichtgewichtiger gestaltet wird, und die Herstellungskosten im Vergleich zur Kraftstoffpumpe des Stands der Technik aus folgenden Gründen verringert werden.

(1) Bei der Kraftstoffpumpe 201 des Stands der Technik, die in 30 dargestellt ist, strömt der im hohen Maß unter Druck gesetzte Kraftstoff aus dem Pumpenabschnitt 203 in das Motorabteil 210. Aufgrund dessen ist der Kraftstoffdruck innerhalb des Motorabteils 210 erhöht. Somit ist auch der Differentialkraftstoffdruck zwischen dem Motorabteil 210 und dem Lagerabteil 263 erhöht, das durch das Pumpengehäuse 209 und die Ausnehmung 239 der Pumpenabdeckung 208 definiert ist. Daher muss die Wanddicke des Pumpengehäuses 209 vergrößert werden, so dass sie stark genug ist, dem Differentialkraftstoffdruck zu widerstehen. Da ferner der Verbindungsbereich 219 des Schafts 218 des Ankers 214 lose in die Schaftöffnung 238 des Flügelrads 234 eingesetzt ist, ist der Kraftstoffdruck innerhalb des Lagerabteils 263 des Pumpengehäuses 209 im Wesentlichen gleich zum Kraftstoffdruck innerhalb des Lagerabteils 263 der Pumpenabdeckung 208. Dies erfordert auch, dass die Wanddicke der Pumpenabdeckung 208 verstärkt wird. Auf diese Weise führt die erhöhte Wanddicke von sowohl der Pumpenabdeckung 208 als auch dem Pumpengehäuse 209 zu dem erhöhten Gewicht und auch zu der erhöhten Axiallänge der Kraftstoffpumpe 201.
(2) Bei der Kraftstoffpumpe 201 des Stands der Technik, die in 30 gezeigt ist, ist der Zwischenraum zwischen dem Schaft 218 des Ankers 214 und dem Lager 222, das in dem Pumpengehäuse 209 vorgesehen ist, verringert, damit vermieden wird, dass die Pumpeneffizienz verringert ist, die durch ein Druckleck aus dem Pumpenabteil 211 in das Motorabteil 210 bewirkt wird. Die Schaftlänge des Ankers 214 muss jedoch lang genug sein, damit eine ausreichende Dichtung zwischen dem Motorabteil 210 und dem Lagerabteil 263 vorgesehen wird. Der lange Schaft 218 des Ankers 214 führt zu dem erhöhten Gewicht und auch zu der erhöhten Axiallänge der Kraftstoffpumpe 201.
(3) Bei der Kraftstoffpumpe 201 des Stands der Technik, die in 30 gezeigt ist, muss der Verbindungsbereich 219 des Schafts 218 des Ankers 214 in einen bestimmten modifizierten Querschnitt geschnitten werden, so wie z.B. einen D-förmigen Querschnitt, damit der Schaft 218 mit dem Flügelrad 234 verbunden werden kann. Dies führt zu erhöhten Herstellungskosten.

Anders als bei der oben beschriebenen Kraftstoffpumpe 201 des Stands der Technik, die in 30 gezeigt ist, erlaubt es die zweite repräsentative Kraftstoffpumpe 201, dass der Kraftstoffdruck innerhalb des Motorabteils 10 gleich dem Kraftstoffdruck innerhalb des Lagerabteils 63 des Pumpenabschnitts 3 ist. Somit ist es nicht erforderlich, dass die Pumpenabdeckung 8 und das Pumpengehäuse 9 einem Differentialkraftstoffdruck zwischen dem Motorabteil 10 und dem Lagerabteil 63 widerstehen. Dies erlaubt es, dass die Wanddicken der Pumpenabdeckung 8 und des Pumpengehäuses 9 verringert werden. Daher kann die Kraftstoffpumpe 1 kompakt und leichtgewichtig gemacht werden. Entsprechend können die Herstellungskosten verringert werden. Ferner ist es nicht erforderlich, zwischen dem Motorabteil 10 und dem Lagerabteil 63 zu dichten. Dies erlaubt es, dass die Länge des Schafts 18 des Ankers 14 verringert wird. Daher kann die Kraftstoffpumpe 1 kompakt und leichtgewichtig gestaltet werden. Entsprechend können die Herstellungskosten verringert werden. Ferner ist es nicht erforderlich, den Schaft 18 in einen bestimmten modifizierten Querschnitt, wie z.B. einen D-förmigen Querschnitt, zum Verbinden des Schafts 18 des Ankers 14 mit dem Flügelrad 34 zu schneiden. Entsprechend können die Herstellungskosten verringert werden.
Dritte repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 9 und 10 wird eine Kraftstoffpumpe gemäß einer dritten repräsentativen Ausführungsform (anschließend als eine "dritte repräsentative Pumpe" bezeichnet) beschrieben.
Die dritte repräsentative Kraftstoffpumpe ist eine Modifikation der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe. Wie es in 9 gezeigt ist, ist die dritte repräsentative Kraftstoffpumpe 1 dahingehend modifiziert, dass die zweite Auslassöffnung 30, die durch das zweite Auslassrohr 31 der Motorabdeckung 7 der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1 definiert ist, mit einem Rückschlagventil oder einem Kugelelement 67 versehen ist. Der untere Bereich der zweiten Auslassöffnung 30 innerhalb des zweiten Auslassrohrs 31 ist mit einem Ventilsitz 68 versehen, der durch das Kugelelement 67 geschlossen oder geöffnet wird. Andererseits ist der obere Bereich der zweiten Auslassöffnung 30 innerhalb des zweiten Auslassrohrs 31 mit einem Kugelanschlag 69 versehen, der beispielsweise als C-förmiger Ring geformt ist. Der Kugelanschlag 69 verhindert, dass das Kugelelement 67 aus dem zweiten Auslassrohr 31 ausgeworfen wird. Wenn ein Kraftstoff aus dem Motorabteil 10 zur zweiten Auslassöffnung 30 strömt, wird das Rückschlagventil 67 am Ventilsitz 68 geöffnet und erlaubt, dass der Kraftstoff zur Umgebung der Pumpe abgegeben wird. Wenn im Gegensatz dazu ein Kraftstoff zurück in das Motorabteil 10 durch die zweite Auslassöffnung 30 strömt, wird das Rückschlagventil 67 am Ventilsitz 68 geschlossen und verhindert die Rückströmung des Kraftstoffs.
Gemäß der Darstellung in 10 ist die äußere Seitenoberfläche der Kraftstoffpumpe 1 mit einem Paar von Einlassöffnungen (bezeichnet mit Referenzziffer 65) versehen, die vertikal ausgerichtet sind. Dies eliminiert die Einlassöffnung 42 und das Einlassrohr 43 der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1, die in 1 gezeigt ist. Wie es in 9 dargestellt ist, durchdringen beide Einlassöffnungen 65 radial durch die röhrenförmige Schale 6 des Pumpengehäuses 5, die Pumpenabdeckung 8 und das Pumpengehäuse 9. Die Einlassöffnungen 65, die jeweils eine Öffnung auf der röhrenförmigen Schale 6 aufweisen, stehen jeweils mit den Anfangsenden der Strömungskanäle 40 der Pumpenabdeckung 8 bzw. dem Strömungskanal 40 des Pumpengehäuses 9 in Verbindung.
Gemäß der Darstellung in 9 ist die dritte repräsentative Kraftstoffpumpe 1 mit einem Rückschlagventil 67 auf der zweiten Auslassöffnung 30 der Motorabdeckung 7 versehen. Dies erlaubt, dass das Rückschlagventil 67 die Rückströmung des Kraftstoffs in das Motorabteil 10 durch die zweite Auslassöffnung 30 von der Außenseite der Pumpe verhindert.
Ferner kann der Kraftstoff in den Pumpenabschnitt 3 von den Einlassöffnungen 65 der äußeren Seitenoberfläche der dritten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1 angesaugt werden.
Anders als bei der oben beschriebenen Konstruktion der dritten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1 kann die Anordnung der Einlassöffnung 42 und der ersten Auslassöffnung 45 wie folgt modifiziert werden: Wie es in 11 gezeigt ist, können die Einlassöffnung (angegeben als Referenznummer 70) und die erste Auslassöffnung (angegeben als Referenznummer 73) auf der äußeren Seitenoberfläche der Kraftstoffpumpe 1 vorgesehen sein. Wie es ebenfalls in 11 gezeigt ist, sind ein Einlassrohr 71, das den Eingangsbereich der Einlassöffnung 70 bildet, und ein Auslassrohr 74, das den Ausgangsbereich der ersten Auslassöffnung 73 bildet, von der äußeren Seitenoberfläche der röhrenförmigen Schale 6 vorspringend.
Vierte repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 12 wird eine Kraftstoffpumpe gemäß einer vierten repräsentativen Ausführungsform (anschließend bezeichnet als "vierte repräsentative Kraftstoffpumpe") beschrieben. Die vierte repräsentative Kraftstoffpumpe ist eine Modifikation der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe. Wie es in 12 dargestellt ist, ist die vierte repräsentative Kraftstoffpumpe 1 mit einer anderen Dampfentlüftung 76 versehen, die sich nach unten zur Umgebung der Pumpe 1 öffnet und mit einem vorgegebenen Punkt zwischen dem Anfangsende und dem Abschlussende des Strömungskanals 40 in Verbindung steht. Die Dampfentlüftung 76 ist vorgesehen, dass sie Dampf, der in dem Fluid erzeugt wird, während des Pumpenzykluses bei einer einzigen Rotation des Flügelrads 34 zur Umgebung der Pumpe 1 ablässt. Ähnlich zur Verbindungsöffnung 48 der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1 ist die Dampfentlüftung 76 an einem Punkt vorgesehen, der sich hinter einem Viertel des Pumpenzykluses befindet, ausgehend von dem Anfangsende 42 (siehe 6).
Die Dampfentlüftung 76 erlaubt es, dass in einem Kraftstoff erzeugter Dampf, beispielsweise durch erhöhte Temperaturen während des Pumpenzykluses, effektiv aus dem Pumpenabteil 11 zur Umgebung der Pumpe 1 entlüftet wird. Es ist festzuhalten, dass der Dampf effektiv durch Vorsehen der Dampfentlüftung 76 an einem Punkt, der sich hinter einem Viertel des Pumpenzykluses von dem Anfangsende bei einer einzigen Rotation des Flügelrads 34 befindet, entlüftet werden kann.
Fünfte repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 13 wird eine Kraftstoffpumpe gemäß einer fünften repräsentativen Ausführungsform (anschließend bezeichnet als eine "fünfte repräsentative Kraftstoffpumpe") beschrieben. Die fünfte repräsentative Kraftstoffpumpe ist eine Modifikation der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe. Wie es in 13 gezeigt ist, ist die fünfte repräsentative Kraftstoffpumpe 1 dahingehend modifiziert, dass die zweite Auslassöffnung 30 der Motorabdeckung 7 geschlossen ist. Stattdessen gibt es eine vorgegebene Anzahl von zweiten Auslassöffnungen 78, deren Anzahl in 13 als zwei dargestellt ist, die in der röhrenförmige Schale 6 geformt sind. Die zweiten Auslassöffnungen 78 sind am oberen Ende des Motorabteils 10 durchdringend, wobei sie sich radial nach außen in Bezug auf die röhrenförmige Schale 6 öffnen.
Sechste repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 14 wird eine Kraftstoffpumpe gemäß einer sechsten repräsentativen Ausführungsform (anschließend bezeichnet als "sechste repräsentative Kraftstoffpumpe") beschrieben. Die sechste repräsentative Kraftstoffpumpe ist eine Modifikation der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe. Gemäß der Darstellung in 14 ist die sechste repräsentative Kraftstoffpumpe eine Modifikation der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1, die in 1 gezeigt ist. Die Motorabdeckung 7 der sechsten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1 ist mit einer Strahlpumpe 80 versehen, die durch die Fluidströmung betrieben wird, die aus der zweiten Auslassöffnung 30 abgegeben wird. Es ist anzumerken, dass der Anschluss 27 und der Verbinderabschnitt 28 der ersten repräsentativen Kraftstoffpumpe 1 (siehe 1) in 14 aus Gründen der Einfachheit der Erklärung nicht dargestellt sind.
Die Strahlpumpe 80 ist mit einer Ablassöffnung 81 versehen, die sich nach oben öffnet, und mit einer Saugöffnung 82, die sich seitlich öffnet. Wenn ein Kraftstoff aus der zweiten Auslassöffnung 30 abgegeben wird, wird in der Strahlpumpe 80 ein negativer Druck erzeugt. Der negative Druck saugt einen Kraftstoff aus der Saugöffnung 82 an, und dann werden beide Kraftstoffe aus der zweiten Auslassöffnung 30 und der Saugöffnung 82 in der Strahlpumpe 80 vermischt. Die vermischten Kraftstoffe werden aus der Ablassöffnung 81 abgegeben. Somit erzeugt die Strahlpumpe 80 eine Pumpenwirkung, dass ein Kraftstoff an einen vorgegebenen Teil unter Verwendung einer Kraftstoffströmung, die aus der zweiten Auslassöffnung 30 abgegeben wird, als Antriebsquelle transferiert wird. Daher ist es möglich, effektiv die Druckenergie des aus der zweiten Auslassöffnung 30 abgegebenen Kraftstoffs zu nutzen. Da die Grundkonfiguration einer Strahlpumpe 80 gut bekannt ist, werden deren Einzelheiten hier nicht beschrieben.
Siebte repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 15 bis 17 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einer siebten repräsentativen Ausführungsform (hier bezeichnet als ein "siebtes repräsentatives Kraftstoffzufuhrsystem") beschrieben. Diese Ausführungsform bildet ein rückkehrfreies Kraftstoffzufuhrsystem, bei welchem die erste repräsentative Kraftstoffpumpe (elektrische Pumpe) 1 als eine Kraftstoffpumpe innerhalb des Tanks vorgesehen ist, und kein übermäßiger Kraftstoff aus dem Motor zurück an den Kraftstofftank geführt wird. Wie es in 15 gezeigt ist, enthält das siebte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystem 84 die erste repräsentative Kraftstoffpumpe 1, einen Filter 85 am vorderen Ende, einen Druckregulator (Regulatorventil) 86, eine Strahlpumpe 87 und eine Einsatzplatte 88. Das siebte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystem 84 ist modularisiert und in einer Behälterwanne (die alternativ lediglich als Wanne bezeichnet wird) 90, die innerhalb eines Kraftstofftanks 92 montiert ist, angebracht. Die Oberseite des Kraftstofftanks 92 ist mit einer Öffnung 93 versehen, um das Kraftstoffzufuhrsystem 84 in den Kraftstofftank 92 einzusetzen. Der Kraftstofftank 92 definiert im Wesentlichen dichtend einen einen Kraftstoff aufnehmenden Raum, wenn die Öffnung 93 durch die Einsatzplatte 88 geschlossen ist. Andererseits ist die Behälterwanne 90, die als ein "Nebentank" oder eine "Reservewanne" bezeichnet wird, in der Nähe der Bodenplatte 92a innerhalb des Kraftstofftanks 92 angebracht. Die Behälterwanne 90 nimmt einen Kraftstoff auf, der in die Wanne 90 von innerhalb des Kraftstofftanks 92 strömt und in die Kraftstoffpumpe 1 gesaugt wird.
Nun wird der Filter 85 am vorderen Ende beschrieben. Der Filter 85 am vorderen Ende ist ein "integrierter Filter", der sowohl als der Niederdruckfilter 332 als auch der Hochdruckfilter 330 der Kraftstoffpumpe des Stands der Technik, die in 31 gezeigt ist, dient. Der Filter 85 am vorderen Ende enthält auch ein Filtergehäuse 95 und ein Filterelement 96. Das Filtergehäuse 95 ist beispielsweise aus einem Harz oder Kunststoff gefertigt. Wie es in 16 gezeigt ist, hat das Filtergehäuse 95 einen im Wesentlichen röhrenförmigen Körper 97 mit einem C-förmigen Querschnitt, wobei innerhalb des hohlen Bereichs davon die Kraftstoffpumpe 1 vorgesehen ist. Ferner hat das Filtergehäuse 95 eine obere Wand 99, eine Bodenwand 100 (siehe 15) und Endwände 101 (siehe 16), die ein Filterabteil 98 auf dem äußeren Umfang des Körpers 97 definieren. Ferner ist, wie es in 15 gezeigt ist, das Filtergehäuse 95 mit einem Einlassweg 102, einem Auslassweg 103 und einem Führungsweg 104 versehen.
Gemäß der Darstellung in 15 erstreckt sich der Einlassweg 102 von einem unteren Bereich des Filtergehäusekörpers 97 in einer radial inneren Richtung (der Richtung nach rechts in 15), wobei ein unterer Bereich des Filterabteils 98 mit der Einlassöffnung 42 der Kraftstoffpumpe 1 verbunden wird. Gemäß der Darstellung in 17 ist das stromabwärtige Ende des Einlasswegs 102 mit einem Einlasswegausgang 106 versehen, der sich nach oben öffnet, und dient als ein weiblicher Öffnungseinsatz und nimmt das Einlassrohr 43 der Kraftstoffpumpeneinlassöffnung 42 als eine männliche Öffnung auf.
Andererseits enthält der Auslassweg 103 einen Querröhrenbereich 107, der sich von einem unteren Bereich des Filtergehäusekörpers 97 in einer radial inneren Richtung (der Richtung nach links in 15) erstreckt, und einen Längsröhrenbereich 108, der sich von dem äußeren Ende des Querröhrenbereichs 107 fortsetzt, dass ein im allgemeinen L-förmiges Rohr gebildet wird, und sich in eine Richtung nach oben entlang einer Endwand 101 des Filtergehäuses 95 erstreckt (siehe 16). Dann enthält der Querröhrenbereich 107 einen Auslasswegeingang 109, der sich nach oben am inneren Ende des Querröhrenbereichs 107 öffnet und als ein weiblicher Öffnungseinsatz dient und das Auslassrohr 46 der ersten Auslassöffnung 45 der Kraftstoffpumpe als männliche Öffnung aufnimmt (siehe 17).
Gemäß der Darstellung in 15 ist das obere Ende des Längsrohrs 108 des Auslasswegs 103 mit einem Ende des flexiblen Verbindungsrohrs 110 verbunden. Das andere Ende des Verbindungsrohrs 110 ist mit einem intern-extern Verbindungsrohr 89 verbunden, das durch die Einsetzplatte 88 vorgesehen ist. Das intern-extern Verbindungsrohr 89 ist mit einer Kraftstoffzufuhrleitung 111 verbunden, die zu einer Einspritzanlage 112 (siehe 18) außerhalb des Kraftstofftanks 92 führt.
Gemäß der Darstellung in 15 und 16 ist der Führungsweg 104 eine Zweigleitung des Auslasswegs 103. Ferner ist, wie es in 15 gezeigt ist, der Führungsweg 104 im Wesentlichen parallel zum Längsrohr 108 des Auslasswegs 103 vorgesehen. Der Druckregulator 86 ist auf dem oberen Ende des Führungswegs 104 vorgesehen. Wie es in den 15 und 16 gezeigt ist, ist der Druckregulator 86 radial überlappend in Bezug auf die Kraftstoffpumpe 1 und den Filter 85 des vorderen Endes angebracht. Der Druckregulator 86 enthält ein Regulatorgehäuse 114, das ein Element 114a der oberen Hälfte und ein Element 115 der unteren Hälfte enthält. Das Element 115 der unteren Hälfte ist integral auf dem oberen Ende des Führungswegs 104 geformt. Bauteile innerhalb des Regulatorgehäuses 114 sind in das Element 115 der unteren Hälfte eingebaut.
Wie es in 16 gezeigt ist, ist das Filterelement 96 als ein Rohr mit im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt geformt, das den äußeren Umfang des Filterabteils 98 innerhalb des Filtergehäuses 95 umgibt. Das Filterelement 96 wird dazu verwendet, Fremdpartikel zu entfernen, die von innerhalb der Behälterwanne 90 in die Kraftstoffpumpe 1 gesaugt werden. Das Filterelement 96 ist dichtend angebracht, wobei es die Öffnung der äußeren Seite des Filterabteils 98 des Filtergehäuses 95 umgibt. Das Filterelement 96 besitzt eine Mehrschichtstruktur, bei der zwei Filter, die aus einem inneren Filter und einem äußeren Filter bestehen, radial überlagert parallel zueinander mit einem vorgegebenem Zwischenraum sind. Der äußere Filter ist mit einem groben Filtermaterial 116, wie z.B. einer Gewebefilterschicht, geformt. Andererseits ist der innere Filter mit einem feinen Filtermaterial 117, wie z.B. einem Papierfilter, geformt. Gemäß der oben beschriebenen Filterstruktur entfernt, wenn Kraftstoff in der Richtung eines Pfeils, der in 16 gezeigt ist, strömt, das grobe Filtermaterial 116 anfänglich verhältnismäßig große Partikel, die in dem Kraftstoff enthalten sind. Dann entfernt das feine Filtermaterial 117 die verhältnismäßig kleinen Partikel und die Bürstenabnutzungspartikel oder vom Motor erzeugten Partikel.
Als nächstes wird der Druckregulator 86 beschrieben. Wie es in 15 gezeigt ist, nimmt der Druckregulator 86 eine eingehende Strömung eines unter Druck gesetzten Kraftstoffs von der ersten Auslassöffnung 45 der Kraftstoffpumpe durch den Führungsweg 104 des Filtergehäuses 95 auf. Dann steuert der Druckregulator 86 den Druck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs, der von der Kraftstoffpumpe 1 abgegeben wird und lässt einen übermäßigen, unter Druck gesetzten Kraftstoff in den Kraftstofftank 92, oder insbesondere in die Behälterwanne 90, ab.
Als nächstes wird die Strahlpumpe 87 beschrieben. Wie es in 15 und 16 gezeigt ist, ist die Strahlpumpe 87 in einem unteren Teil der Seitenwand 91 der Behälterwanne 90 vorgesehen. Ferner ist die Strahlpumpe 87 mit einer Einführungsöffnung 120 für Kraftstoff, die sich nach oben öffnet, einer Kraftstoffansaugöffnung 122, die sich zur Umgebung der Behälterwanne 91 öffnet, und einer Ablassöffnung 121, die sich in die Behälterwanne 90 öffnet, versehen. Ein Ende des Verbindungsrohrs 119 ist mit dem zweiten Auslassrohr 31 der Kraftstoffpumpe 1 verbunden, während das andere Ende des Verbindungsrohrs 119 mit der Kraftstoffeinführungsöffnung 120 der Strahlpumpe 87 verbunden ist, die innerhalb der Behälterwanne 90 angebracht ist. Dies erlaubt, dass der von der zweiten Auslassöffnung 30 abgegebene Kraftstoff in die Kraftstoffeinführungsöffnung 120 durch das Verbindungsrohr 119 strömt. Der von der Kraftstoffeinführungsöffnung 120 eingeführte Kraftstoff erzeugt einen negativen Druck innerhalb der Strahlpumpe 87, wenn er von der Abgabeöffnung 121 in die Behälterwanne 90 abgegeben wird. Der negative Druck saugt den Kraftstoff von der Umgebung der Behälterwanne 90 über die Kraftstoffansaugöffnung 122 an. Dann gibt die Strahlpumpe 87 die gemischten Kraftstoffe von der Ablassöffnung 121 in die Behälterwanne 90 ab. Somit erzeugt die Strahlpumpe 87 eine Pumpenwirkung, um Kraftstoff außerhalb der Behälterwanne 90 in die Strahlpumpe 87 zu transferieren, indem eine Kraftstoffströmung, die von der zweiten Auslassöffnung 30 der Kraftstoffpumpe 1 abgegeben wird, als eine Antriebsquelle verwendet wird. Da die Grundkonfiguration einer Strahlpumpe 87 gut bekannt ist, werden deren Einzelheiten hier nicht beschrieben.
Nun wird die Arbeitsweise des oben beschriebenen Kraftstoffzufuhrsystems 84 beschrieben. Wie es in 15 gezeigt ist, beginnt, wenn die Kraftstoffpumpe 1 aktiviert wird, Kraftstoff innerhalb der Behälterwanne 90 zu strömen. Der Kraftstoff wird durch das Filterelement 96 innerhalb des Filters 85 des vorderen Endes gefiltert und strömt in das Filterabteil 98. Dann wird über den Einlassweg 102 der Kraftstoff in den Pumpenabschnitt 3 von der Einlassöffnung 42 der Kraftstoffpumpe 1 gesaugt. Nach dem unter Druck setzen in dem Pumpenabschnitt 3 wird der Kraftstoff von der ersten Auslassöffnung 45 zu dem Auslassweg 103 innerhalb des Filtergehäuses 95 abgegeben. Der unter Druck gesetzte Kraftstoff strömt in den Auslassweg 103 und wird schließlich in die Einspritzanlage 112 (siehe 18) von der Kraftstoffzufuhrleitung 111 außerhalb der Einsetzplatte 88 über das Verbindungsrohr 110 eingespeist. Es ist anzumerken, dass die Einspritzanlage 112 als ein Ziel für den Kraftstoff, wohin er strömen soll, bezeichnet werden kann.
Da der Druckregulator 86 mit dem Auslassweg 103 über den Führungsweg 104 in Verbindung steht, wird der Druck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs, der in den Auslassweg 103 innerhalb des Filtergehäuses 95 strömt, durch den Druckregulator 86 kontrolliert, so dass ein vorgegebener Druck aufrechterhalten wird. Während der Druckregelung wird ein übermäßiger, in hohem Maß unter Druck gesetzter Kraftstoff von dem Druckregulator 86 in die Behälterwannen 90 abgelassen. Andererseits wird der Kraftstoff außerhalb der Behälterwanne 90, der jedoch innerhalb des Kraftstofftanks 92 ist, in die Behälterwanne 90 durch die Strahlpumpe 87 transferiert, wobei die Kraftstoffströmung, die von der zweiten Auslassöffnung 30 der Kraftstoffpumpe 1 abgegeben wird, als eine Antriebsquelle verwendet wird.
Es ist festzuhalten, dass das grobe Filtermaterial 116 zunächst verhältnismäßig große Partikel (bezeichnet als ⎕ in 18) entfernt und dann das feine Filtermaterial 117 verhältnismäßig kleine Partikel (bezeichnet als Δ in 18) entfernt, wenn der in die Kraftstoffpumpe 1 ange saugte Kraftstoff durch das Filterelement 96 des Filters 85 des vorderen Endes gelangt. Selbst wenn ein Kraftstoff, der Bürstenabnutzungspartikel oder vom Motor erzeugte Partikel (bezeichnet als O in 18) enthält, von der zweiten Auslassöffnung 30 abgegeben wird, so dass er in die Strahlpumpe 87 über das Verbindungsrohr 119 strömt, passiert er ferner durch das grobe Filtermaterial 116 innerhalb des Filterelements 96 des Filters 85 des vorderen Endes. Die vom Motor erzeugten Partikel werden schlussendlich mit dem feinen Filtermaterial 117 entfernt. Dies verringert oder verhindert, dass vom Motor erzeugte Partikel (bezeichnet als O in 18) in die Kraftstoffpumpe 1 eingesaugt werden.
Das siebte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystem 84 kann ein Fluid ohne vom Motor erzeugte Partikel von der ersten Auslassöffnung 45 abgeben, und kann auch den Motorabschnitt 2 kühlen und Gleitbereiche mit dem Fluid schmieren.
Ferner ist es möglich, einen Hochruckfilter 330 zu eliminieren (siehe 31), der am hinteren Ende der Kraftstoffpumpe des Stands der Technik angebracht sein muss, da der von der ersten Auslassöffnung 45 der Kraftstoffpumpe abgegebene Kraftstoff keine vom Motor erzeugten Partikel enthält. Somit ist es möglich, das Kraftstoffzufuhrsystem 84 kompakt zu gestalten und die Herstellungskosten zu verringern. Es ist festzuhalten, dass das Kraftstoffzufuhrsystem des Stands der Technik (siehe 31) sowohl einen Niederdruckfilter 332 als auch einen Hochdruckfilter 330 erfordert, so dass erzwungen wird, dass das Kraftstoffzufuhrsystem 284 eine große Größe aufweist. Es ist insbesondere schwierig, die Gesamthöhe des Kraftstoffzufuhrsystems 284 zu verringern, da der Niederdruckfilter 332 am unteren Ende der Kraftstoffpumpe 201 angebracht ist. Im Gegensatz dazu ist es gemäß dem siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystem 84 möglich, sowohl den Hochdruckfilter 330 als auch den Niederdruckfilter 332 zu eliminieren, so dass das Kraftstoffzufuhrsystem 84 kompakt gestaltet werden kann. Dies führt zu einer Verringerung der Herstellungskosten.
Andererseits entfernt der Filter 85 des vorderen Endes Fremdpartikel, insbesondere kleine Partikel (bezeichnet als Δ in 18) und vom Motor erzeugte Partikel (bezeichnet als O in 18) in dem in die Kraftstoffpumpe 1 gesaugten Kraftstoff. Solche kleinen Partikel beeinflussen nachteilig die Gleitbereiche der Kraftstoffpumpe 1. Daher ist es möglich, Schwierigkeiten mit den Gleitbereichen zu verringern oder zu vermeiden, so dass die Lebensdauer des elektrischen Motors erhöht wird. Es ist anzumerken, dass die Kraftstoffpumpe 201 des Stands der Technik erlaubt, dass die kleinen Partikel, die bereits durch den Niederdruckfilter 332 gelangt sind, weiter durch den Pumpenabschnitt 203 und in den Motorabschnitt 202 gelangen, so dass die Lebensdauer der Gleitbereiche in der Kraftstoffpumpe 201 in großem Maß verringert sein kann. Im Gegensatz dazu entfernt gemäß dem siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystem 84 der Filter 85 am vorderen Ende Fremdpartikel, insbesondere kleine Partikel (bezeichnet als Δ in 18) und vom Motor erzeugte Partikel (bezeichnet als O in 18) in dem in die Kraftstoffpumpe 1 gesaugten Kraftstoff. Solche kleine Partikel würden anderenfalls negativ die Gleitbereiche der Kraftstoffpumpe 1 beeinflussen. Daher ist es möglich, Schwierigkeiten mit den Gleitbereichen zu verringern oder zu verhindern, so dass die Lebensdauer der Kraftstoffpumpe erhöht wird.
Wie oben beschrieben, ist das Kraftstoffzufuhrsystem 84 mit der Strahlpumpe 87 versehen, die durch die Fluidströmung, die aus der zweiten Auslassöffnung 30 der Kraftstoffpumpe 1 abgegeben wird, betrieben wird, um den Kraftstoff außerhalb der Behälterwanne 90 aber innerhalb des Kraftstofftanks 92 in die Behälterwanne 90 zu transferieren (siehe 15 und 16). Daher ist es möglich, effektiv die Druckenergie der von der zweiten Auslassöffnung 30 der Kraftstoffpumpe 1 abgegebenen Kraftstoffströmung zu nutzen.
Ferner enthält der Filter 85 des vorderen Endes das Filterelement 96 mit einer Mehrschichtstruktur, bei der die äußere Schicht grob ist, während die innere Schicht fein ist (siehe 15 und 16). Dies erlaubt, dass das Filterelement 96 des vorderen Endes effektiv Fremdpartikel in dem in die Kraftstoffpumpe 1 angesaugten Kraftstoff entfernt.
Ferner besitzt der Filter 85 am vorderen Ende das Filterelement 96, das im Wesentlichen zylindrisch geformt ist, so dass es die Kraftstoffpumpe 1 umgibt. Dies erlaubt es, dass das Filtergebiet bzw. die Filterfläche des Filterelements 96 vergrößert wird, so dass der Saugwiderstand verringert ist. Daher ist es möglich, den Verbrauch von elektrischem Strom der Kraftstoffpumpe 1 zu verringern.
Dabei besitzt das Kraftstoffzufuhrsystem 84 einen Druckregulator 86, welcher den Kraftstoffdruck des aus der Kraftstoffpumpe 1 abgegebenen Kraftstoffs kontrolliert (siehe 15 und 16). Ferner ist der Druckregulator 86 radial überlappend in Bezug auf die Kraftstoffpumpe 1 und den Filter 85 am vorderen Ende angebracht (siehe 15 und 16). Daher ist es möglich, das Kraftstoffzufuhrsystem 84 kompakt mit dem Druckregulator 86 zu versehen.
Das Filtergehäuse 95 ist integral mit dem Element 115 der unteren Hälfte des Regulatorgehäuses 114 des Druckregulators 86 geformt (siehe 15). Aufgrund dessen muss das Element 115 der unteren Hälfte oder zumindest ein Teil des Regulatorgehäuses 114 des Druckregulators 86 nicht getrennt vorgesehen werden. Daher ist es möglich, den Druckregulator 86 vereinfacht und leichtgewichtig zu gestalten.
Gemäß der Darstellung in 15 und 16 ist der Filter 85 des vorderen Endes mit dem Auslassweg 103 versehen, der direkt mit der ersten Auslassöffnung 45 der Kraftstoffpumpe 1 verbunden ist. Somit wird ein spezielles Bauteil, das den Auslassweg 103 bildet, nicht benötigt. Dies erlaubt es, dass das Kraftstoffzufuhrsystem 84 kompakt und leichtgewichtig gestaltet wird und dass die Herstellungskosten verringert werden.
Gemäß der Darstellung in 17 ist das Einlassrohr 43 der Kraftstoffpumpe 1 mit dem Einlasswegausgang 106 des Filters 85 am vorderen Ende in einer Passstruktur mit einer männlichen Öffnung und einer entsprechenden weiblichen Öffnung verbunden. Dies erlaubt es, dass der Verbindungsvorgang zwischen der Einlassöffnung 42 der Kraftstoffpumpe 1 und dem Einlassweg 102 des Filters 85 des vorderen Endes einfach durchgeführt wird.
Andererseits ist, wie es in 17 gezeigt ist, das Kraftstoffpumpenauslassrohr 46 mit dem Auslasswegeingang 109 des Filters 85 am vorderen Ende in einer Passstruktur mit einer männlichen Öffnung und einer entsprechenden weiblichen Öffnung verbunden. Dies erlaubt es, dass der Verbindungsvorgang zwischen der ersten Auslassöffnung 45 der Kraftstoffpumpe und dem Auslassweg 103 des Filters 85 des vorderen Endes einfach durchgeführt wird.
Insbesondere wird die Einlassöffnung 42 der Kraftstoffpumpe als eine entsprechende männliche Öffnung verwendet, während der Einlassweg 102 des Filters 85 am vorderen Ende als eine weibliche Öffnung derart verwendet wird, dass der Einlasswegausgang 106 des Filters am vorderen Ende in einer Passverbindung das Einlassrohr 43 der Kraftstoffpumpe aufnimmt. In ähnlicher Weise wird der Auslassweg 103 des Filters 85 am vorderen Ende als eine weibliche Öffnung verwendet, während die erste Auslassöffnung 45 der Kraftstoffpumpe als eine entsprechende männliche Öffnung derart verwendet wird, dass der Auslasswegeingang 109 des Filters des vorderen Endes in einer Passverbindung das Auslassrohr 46 der Kraftstoffpumpe aufnimmt.
Es ist festzuhalten, dass die in 17 gezeigte Passstruktur innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung modifiziert werden kann. Als eine alternative Ausführungsform, die in 19 gezeigt ist, enthält der Einlasswegausgang 106 ein Ausgangsrohr 123 als eine männliche Öffnung, während die Kraftstoffpumpeneinlassöffnung 42 als eine entsprechende weibliche Öffnung derart verwendet wird, dass das Kraftstoffpumpeneinlassrohr 43 passend den Einlassausgang 123 des Filters des vorderen Endes aufnimmt.
In ähnlicher Weise ist, wie es auch in 19 gezeigt ist, der Auslasswegeingang 103 mit einem Eingangsrohr 125 als einer männlichen Öffnung versehen, während das Kraftstoffpumpenauslassrohr 46 als eine entsprechende weibliche Öffnung verwendet wird, derart, dass das Auslassrohr 46 der ersten Auslassöffnung 45 der Kraftstoffpumpe in einer Passverbindung das Auslasswegeingangsrohr 125 des Filters des vorderen Endes aufnimmt.
Als eine andere alternative Ausführungsform, die in 20 dargestellt ist, sind dichtende Elemente 126 zwischen die Kraftstoffpumpe 1 und den Filter 85 des vorderen Endes eingebracht. Insbesondere ist einerseits das Gummidichtelement 126 in einer Ringgestalt geformt und liegt zwischen der Pumpenabdeckung 8 um die Einlassöffnung 42 und der oberen Oberfläche um den Einlasswegausgang 106 des Filtergehäuses 95 am vorderen Ende. In ähnlicher Weise ist ein solches dichtendes Element 126 ebenfalls zwischen die Pumpenabdeckung 8 um das Auslassrohr 46 und die obere Oberfläche um den Auslasswegeingang 109 des Filtergehäuses 95 des vorderen Endes eingebracht. Dies verringert oder verhindert Kraftstoffleckströme aus Verbindungsbereichen zwischen der Einlassöffnung 42 der Kraftstoffpumpe 1 und dem Einlasswegausgang 106 des Filtergehäuses 95 des vorderen Endes und auch zwischen dem Auslassrohr 46 der Kraftstoffpumpe 1 und dem Auslasswegeingang 109 des Filtergehäuses 95 des vorderen Endes. Ferner ist es aufgrund der Elastizität der dichtenden Elemente 126 möglich zu verhindern, dass die Vibration der Kraftstoffpumpe 1 sich zum Filtergehäuse 95 des vorderen Endes fortpflanzt.
Als noch andere alternative Ausführungsform, die in 21 und 22 dargestellt ist, kann die Strahlpumpe 87, die in 15, 16 und 18 dargestellt ist, weggelassen werden. In diesem Fall kann nicht nur die Strahlpumpe 87, sondern auch das Verbindungsrohr 119 weggelassen werden.
Achte repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 23 und 24 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einer achten repräsentativen Ausführungsform (anschließend bezeichnet als ein "achtes repräsentatives Kraftstoffzufuhrsystem") beschrieben. Das achte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystem ist eine Modifikation des siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystems. Wie es in 23 gezeigt ist, ist das achte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystem 84 dahingehend modifiziert, dass das Element 115 der unteren Hälfe des Filtergehäuses 95 des vorderen Endes gemäß der siebten repräsentativen Ausführungsform (siehe 15) durch eine Montageausnehmung 128 ersetzt ist. Gemäß der Darstellung in 24 ist die Montageausnehmung 128 am oberen Ende des Führungswegs 104 des Filtergehäuses 95 geformt. Der Druckregulator (bezeichnet mit Referenzziffer 86A) ist nach unten in die Montageausnehmung 128 eingesetzt. Es ist anzumerken, dass der Druckregulator 86A als ein diskretes Bauteil separat von dem Filtergehäuse 95 gestaltet sein kann. Dies erlaubt es, dass der Druckregulator einfach in das Filtergehäuse 95 eingesetzt wird und verbessert die Modularität des Kraftstoffzufuhrsystems 84.
Neunte repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 25 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einer neunten repräsentativen Ausführungsform (anschließend bezeichnet als ein "neuntes repräsentatives Kraftstoffzufuhrsystem") beschrieben. Das neunte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystem ist eine Modifikation des siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystems. Gemäß der Darstellung in 25 ist das neunte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystem 84 dahingehend modifiziert, dass die Kraftstoffpumpe 1 des siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystems 84 (siehe 15) durch die sechste repräsentative Kraftstoffpumpe 1 mit der Strahlpumpe 80 (siehe 14) ausgetauscht ist. Dies eliminiert die Strahlpumpe 87 und das Verbindungsrohr 119 des siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystems 84, das in 15 gezeigt ist. Stattdessen ist das neunte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystem 84 mit einer Rückführleitung 130 und einer Einführungsleitung 132 versehen, die mit der Strahlpumpe 80 verbunden sind, die auf der Kraftstoffpumpe 1 vorgesehen ist. Gemäß der Darstellung in 25 ist die Strahlpumpe 80 der Kraftstoffpumpe 1 gemäß der neunten repräsentativen Ausführungsform mit der Ablassöffnung 81 versehen, die mit einem Ende der Rückführleitung 130 verbunden ist. Das andere Ende der Rückführleitung 130 öffnet sich zum Boden der Behälterwanne 90. Andererseits ist die Saugöffnung 82 der Strahlpumpe 80 mit einem Ende der Einführungsleitung 132 verbunden. Das andere Ende der Einführungsleitung 132 öffnet sich zum Boden des Kraftstofftanks 92, außerhalb der Behälterwanne 90.
Wie es in 25 gezeigt ist, wird der Kraftstoff außerhalb der Behälterwanne 90, aber innerhalb des Kraftstofftanks 92, in die Strahlpumpe 80 über das Einführungsrohr 132 durch die Strahlpumpe 80, die die Kraftstoffströmung, die von der zweiten Auslassöffnung der Kraftstoffpumpe (siehe auch 14) abgegeben wird, als eine Antriebsquelle nutzt, angesaugt. Dann wird der Kraftstoff von der Auslassöffnung 81 abgegeben und in die Behälterwanne 90 über die Rückführungsleitung 130 transferiert. Daher ist es möglich, effektiv die Druckenergie des aus der zweiten Auslassöffnung 30 der Kraftstoffpumpe 1 abgegebenen Kraftstoffs zu nutzen.
Zehnte repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 26 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einer zehnten repräsentativen Ausführungsform (anschließend bezeichnet als ein "zehntes repräsentatives Kraftstoffzufuhrsystem") beschrieben. Das zehnte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystem ist eine Modifikation des siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystems. Es ist anzumerken, dass der Druckregulator 86, die Strahlpumpe 87, der Auslassweg 103 und der Führungsweg 104 (siehe 15) aus Gründen der Einfachheit der Erklärung in 26 nicht gezeigt sind. Das Filtergehäuse 95 des zehnten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystems 84 ist mit einem Filterabteil 98A mit ringförmigem Querschnitt versehen. Das ringförmige Filterabteil 98A weist ein Mehrschichtfilterelement 96A auf, das aus einem äußeren Filter oder einem groben Filtermaterial 116A und einem inneren Filter oder einem feinen Filtermaterial 117A besteht. Das Filterelement 96A umgibt die Kraftstoffpumpe 1, die innerhalb des Filterelements 96A des vorderen Endes angeordnet ist, im Wesentlichen entlang des gesamten Umfangs der Kraftstoffpumpe 1. Dies erlaubt es, dass das Filterelement 96A des vorderen Endes effektiv Fremdpartikel in einem Kraftstoff entfernt, der in die Kraftstoffpumpe 1 in der Richtung, die durch die Pfeile angegeben ist, angesaugt wird. Da das Filtergebiet bzw. die Filterfläche des Filterelements 96A stärker als beim siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystem vergrößert ist, kann ferner der Kraftstoffansaugwiderstand der Kraftstoffpumpe 1 weiter verringert werden. Daher ist es möglich, weiter den Verbrauch von elektrischem Strom der Kraftstoffpumpe 1 zu verringern.
Elfte repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 27 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einer elften repräsentativen Ausführungsform (anschließend bezeichnet als ein "elftes repräsentatives Kraftstoffzufuhrsystem") beschrieben. Das elfte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystem ist eine Modifikation des siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystems. Gemäß der Darstellung in 27 ist die Kraftstoffpumpe 1 des elften repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystems 84 eine Modifikation dahingehend, dass die Verbindungsöffnung 48 des Pumpengehäuses 9 gemäß der siebten repräsentativen Ausführungsform (siehe 20) mit einem Rückschlagventil oder einem Kugelelement 157 versehen ist. Der untere und der zentrale Bereich der Verbindungsöffnung 48 ist mit einem Ventilsitz 158 versehen, der durch das Kugelelement 157 geschlossen oder geöffnet wird. Andererseits ist der obere Bereich der Verbindungsöffnung 48 mit einem Kugelanschlag 159, der beispielsweise als ein C-förmiger Ring geformt ist, versehen. Der Kugelanschlag 159 verhindert, dass das Kugelelement 157 aus der Verbindungsöffnung 48 ausgeworfen wird. Wenn Kraftstoff aus dem Pumpenabteil 11 zur Verbindungsöffnung 48 strömt, wird das Rückschlagventil 157 am Ventilsatz 158 geöffnet und erlaubt, dass der Kraftstoff in das Motorabteil 10 abgegeben wird. Im Gegensatz dazu wird das Rückschlagventil 157 am Ventilsitz 158 geschlossen und verhindert die Rückströmung des Kraftstoffs, wenn ein Kraftstoff zurück in das Pumpenabteil 11 durch die Verbindungsöffnung 48 strömt.
Dies erlaubt, dass das Rückschlagventil 157 verhindert, dass der Kraftstoff zurück in das Pumpenabteil 11 durch die Verbindungsöffnung 48 von dem Motorabteil 10 strömt, wenn die Pumpe 1 stoppt. Daher ist es möglich, selbst wenn die Pumpe 1 stoppt, den Kraftstoff, der vom Motor erzeugte Partikel enthält, innerhalb des Motorabteils 10 an einer Strömung in das Pumpenabteil 11 zu hindern. Ferner ist es möglich, zu verringern oder zu verhindern, dass der Kraftstoff, der die vom Motor erzeugten Partikel enthält, in den Auslassweg 103 oder zur Umgebung der Pumpe 1 abgegeben wird, wenn die Pumpe 1 wieder betrieben wird, nachdem sie gestoppt hat.
Zwölfte repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 28 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einer zwölften repräsentativen Ausführungsform (anschließend bezeichnet als ein "zwölftes repräsentatives Kraftstoffzufuhrsystem") beschrieben. Das zwölfte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystem ist eine Modifikation des siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystems. Wie es in 28 gezeigt ist, ist die Kraftstoffpumpe 1 des zwölften repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystem 84 dahingehend modifiziert, dass der obere Bereich des Einlasswegsausgangs 106 in dem Filtergehäuse 95 des vorderen Endes mit einer ringförmigen Ausnehmung 106a versehen ist. In der ringförmigen Ausnehmung 106a ist ein dichtendes Element (bezeichnet mit Referenzziffer 126), wie z.B. ein elastischer O-Ring, eingesetzt, das radial das Kraftstoffpumpeneinlassrohr 43 zum Einlasswegausgang 106 des Filtergehäuses dichtet. Andererseits ist der obere Bereich des Auslasswegseingangs 109 in dem Filtergehäuse 95 des vorderen Endes mit einer ringförmigen Ausnehmung 109a versehen. In die ringförmige Ausnehmung 109a ist ein dichtendes Element eingesetzt (bezeichnet mit Referenzziffer 126), wie z.B. ein elastischer O-Ring, der das Kraftstoffpumpenauslassrohr 46 zum Auslasswegeingang 109 des Filtergehäuses radial dichtet. Dies verringert oder verhindert Kraftstoffleckströme aus Verbindungsbereichen zwischen der Einlassöffnung 42 der Kraftstoffpumpe 1 und dem Einlasswegausgang 106 des Filtergehäuses 95 des vorderen Endes und auch zwischen der Auslassöffnung 45 der Kraftstoffpumpe 1 und dem Auslasswegeingang 109 des Filtergehäuses 95 des vorderen Endes.
Ferner ist es aufgrund der Elastizität der dichtenden Elemente 126 möglich, zu verringern oder zu vermeiden, dass die Vibration der Kraftstoffpumpe 1 an das Filtergehäuse 95 des vorderen Endes fortgepflanzt wird.
Dreizehnte repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 29 wird ein Kraftstoffzufuhrsystem gemäß einer dreizehnten repräsentativen Ausführungsform (anschließend bezeichnet als ein "dreizehntes repräsentatives Kraftstoffzufuhrsystem") beschrieben. Das dreizehnte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystem ist eine Modifikation des siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystems. Gemäß der Darstellung in 29 ist das dreizehnte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystems 84 dahingehend modifiziert, dass der Filter 85 des vorderen Endes des siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystem 84 (siehe 15) durch einen sogenannten Saugfilter ersetzt ist. Der Saugfilter ist ähnlich zu dem Niederdruckfilter 332 gemäß dem Kraftstoffzufuhrsystem 284 des Stands der Technik, das in 31 gezeigt ist, und wird hier als ein Filter 135 am vorderen Ende bezeichnet. Es ist festzuhalten, dass das dreizehnte repräsentative Kraftstoffzufuhrsystem 84 innerhalb des Kraftstofftanks 92 verschoben ist, wie es in 29 gezeigt ist. Ferner sind die Behälterwanne 90 und die Strahlpumpe 87 des siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystems 84, das in 15 gezeigt ist, eliminiert. In diesem Fall kann der Kraftstofftank 92 als ein Behälter oder Speicher bezeichnet werden.
Der Filter 135 am vorderen Ende enthält ein Filtermaterial 136, das eine Mehrschichtstruktur ähnlich dem Filterelement 96 des siebten repräsentativen Kraftstoffzufuhrsystem 84 aufweist. Das Filtermaterial 136 entfernt verhältnismäßig große Partikel, verhältnismäßig kleine Partikel und Bürstenabnutzungspartikel, die in einem Kraftstoff enthalten sind. Der Filter 135 des vorderen Endes ist mit einer Montageöffnung 137, die einen Wegeingang 146 aufweist, versehen. Der Wegeingang 146 dient als eine weibliche Öffnung oder Mündung, die in einer Passverbindung ein Kraftstoffpumpeneinlassrohr 43 als eine entsprechende männliche Mündung aufnehmen kann.
Die Bodenoberfläche der Einsetzplatte 88 ist mit einem Verbindungsrohr 140 verbunden, das einen Auslassweg 143 bildet, der zu einem intern-extern Verbindungsrohr 89 führt. Das Verbindungsrohr 140 enthält einen Längsröhrenbereich 148, der sich nach unten von der Einsetzplatte 80 erstreckt, und einen Querröhrenbereich 147, der sich quer an das untere Ende des Längsröhrenbereichs 148 anschließt, dass ein im Wesentlichen L-förmiges Rohr gebildet wird. Der Querröhrenbereich 147 enthält einen Wegeingang 149, der sich nach oben am Ende in der Nähe der Kraftstoffpumpe 1 öffnet. Der Wegeingang 149 dient als eine weibliche Öffnung, die über eine Passverbindung das Auslassrohr 46 der Kraftstoffpumpe als eine entsprechende männliche Öffnung aufnimmt. Es ist festzuhalten, dass das Verbindungsrohr 140 integral mit einer Montageöffnung 137 des Filters 135 des vorderen Endes versehen ist. Ferner ist der Längsröhrenbereich 148 des Verbindungsrohrs 140 mit einem Druckregulator 86 an der unteren Endwand des Längsröhrenbereichs 148 versehen. Der Druckregulator 86 steuert den Druck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs, der aus der Kraftstoffpumpe 1 abgegeben wird und lässt übermäßigen, unter Druck gesetzten Kraftstoff in den Kraftstofftank 92 ab. Es ist festzuhalten, dass die Kraftstoffpumpe 1 mit einem Abdeckelement 150 versehen ist, das den Umfang der Kraftstoffpumpe 1 umgibt.
Die Arbeitsweise des oben beschriebenen Kraftstoffzufuhrsystems ist wie folgt. Wenn die Kraftstoffpumpe 1 aktiviert wird, beginnt der Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks 92 zu strömen. Der Kraftstoff wird durch ein Filterelement 136 innerhalb des Filters 135 des vorderen Endes gefiltert und wird dann in den Pumpenabschnitt 3 angesaugt. Nach dem unter Druck setzen in den Pumpenabschnitt 3 wird der Kraftstoff zu dem Auslassweg 143 des Verbindungsrohrs 140 abgegeben. Der unter Druck gesetzte Kraftstoff, der zu dem Auslassweg 143 abgegeben wird, wird von dem intern-extern Verbindungsrohr 89 der Einsatzplatte 88 in die Einspritzanlage über die Kraftstoffzufuhrleitung 111 eingespeist. Andererseits wird der Druck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs, der in den Auslassweg 143 des Verbindungsrohrs 140 strömt, durch den Druckregulator 86 gesteuert, so dass er ein vorgegebener Druck ist, da der Druckregulator 86 auch mit dem Auslassweg 143 in Verbindung steht. Während der Drucksteuerung wird übermä ßiger, in hohem Maß unter Druck gesetzter Kraftstoff aus dem Druckregulator 86 in den Kraftstofftank 92 abgelassen.
Die Erfindung wurde im einzelnen unter speziellem Verweis auf bestimmte repräsentative Ausführungsformen von ihr beschrieben, wobei jedoch zu verstehen ist, dass Variationen und Modifikationen innerhalb des Rahmens der Erfindung vorgenommen werden können. Beispielsweise kann die Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung im allgemeinen für andere Pumpen zusätzlich zu einer Kraftstoffpumpe angewendet werden. Auch ist die vorliegende Erfindung anwendbar auf mehrstufige Pumpen, die eine Mehrzahl von Flügelrädern 34 enthalten. Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf ein rückführfreies Kraftstoffzufuhrsystem 84 anwendbar, sondern auch auf ein Kraftstoffzufuhrsystem, das übermäßige Kraftstoffe von der Seite des Motors an den Kraftstofftank 92 zurückführt. Es ist festzuhalten, dass zumindest entweder die Einlassöffnung 42 und/oder die erste Auslassöffnung 45 und/oder die zweite Auslassöffnung 30 und/oder die Verbindungsöffnung 48 und/oder die Dampfentlüftung 76 der Kraftstoffpumpe 1 eine Mehrzahl von Öffnungen oder Mündungen enthalten können.

Claims

Elektrische Pumpe (1), enthaltend: einen Pumpenabschnitt (3), der ein Flügelrad (34), eine Einlassöffnung (42. 65, 70) und eine Auslassöffnung (30, 45, 73, 78) enthält, wobei der Pumpenabschnitt (3) ein Fluid in ihn von der Einlassöffnung (42, 65, 70) ansaugt, das Fluid durch eine Rotation des Flügelrads (34) unter Druck setzt und das Fluid direkt zur Umgebung der elektrischen Pumpe (1) über die Auslassöffnung (30, 45, 73,78) abgibt; und einen Motorabschnitt (2), der einen drehbaren Anker (14) und ein Motorabteil (10) enthält, wobei der Anker (14) in dem Motorabteil (10) angebracht ist und das Flügelrad (34) des Pumpenabschnitts (3) antreibt, wobei der Pumpenabschnitt (3) integral mit dem Motorabschnitt (2) zusammengefügt ist und ferner eine Verbindungsöffnung (48) enthält, die es erlaubt, dass ein Teil des Fluids von dem Pumpenabschnitt (3) in das Motorabteil (10) strömt.
Elektrische Pumpe (1) nach Anspruch 1, wobei der Anker (14) einen Ankerkörper (15) und einen Schaft (18), der von beiden Enden des Ankerkörpers (15) vorsteht, enthält; und wobei der Ankerkörper (15) mit dem Flügelrad (34) derart in Eingriff ist, dass der Ankerkörper (15) das Drehmoment von sich auf das Flügelrad (34) an radial äußeren Positionen in Bezug auf den Schaft (18) überträgt.
Elektrische Pumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verbindungsöffnung (48) an einem Punkt vorgesehen ist, der sich hinter einem Viertel (B) eines Pumpenzyklus (A) befindet, der von dem Anfangsende (42) zum Abschlussende (45) bei einer einzigen Rotation des Flügelrads (34) definiert ist.
Elektrische Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter enthaltend: eine Dampfentlüftung (76), die Dampf, der in dem Fluid während eines Pumpenzykluses (A) erzeugt wird, bei einer einzigen Rotation des Flügelrads (34) zur Umgebung der Pumpe (19) abgibt.
Elektrische Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter enthaltend: eine zweite Auslassungsöffnung (30, 78), die zur Außenseite der Pumpe (1) das von dem Pumpenabschnitt (3) in den Motorabschnitt (10) über die Verbindungsöffnung (48) abgegebene Fluid abgibt.
Elektrische Pumpe (1) nach Anspruch 5, wobei der Motorabschnitt (2) ein Endkappenelement (7) enthält, das mit der zweiten Auslassöffnung (30) versehen ist.
Elektrische Pumpe (1) nach Anspruch 5 oder 6, weiter enthaltend: ein Rückschlagventil (67) in der zweiten Auslassöffnung (30).
Elektrische Pumpe (1) nach Anspruch 5 oder 6, weiter enthaltend: eine Strahlpumpe (80), die eine Fluidströmung, die von der zweiten Auslassöffnung (30) abgegeben wird, als eine Antriebsquelle nutzt.
Elektrische Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Pumpenabschnitt (3) ein Endkappenelement (7) enthält, das mit der Auslassöffnung (30) versehen ist, die das angesaugte und unter Druck gesetzte Fluid direkt zur Umgebung der Pumpe (1) abgibt.
Elektrische Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter enthaltend: eine äußere Seitenfläche, durch die sich die Einlassöffnung (65) des Pumpenabschnitts (3) öffnet.
Elektrische Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiter enthaltend: ein Rückschlagventil (157) in der Verbindungsöffnung (48).
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84), enthaltend: einen Kraftstofftank (92); eine im Tank befindliche Kraftstoffpumpe (1), die einen Kraftstoff ansaugt, unter Druck setzt und abgibt innerhalb des Kraftstofftanks (92), wobei die Kraftstoffpumpe (1) aus der elektrischen Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 gebildet ist; und einen Filter (85, 135) des vorderen Endes, der Fremdpartikel von dem in die Kraftstoffpumpe (1) gesaugten Kraftstoff entfernt.
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84), enthaltend: einen Kraftstofftank (92); eine im Tank befindliche Kraftstoffpumpe (1), die einen Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks (92) ansaugt, unter Druck setzt und abgibt, wobei die Kraftstoffpumpe (1) aus einer elektrischen Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7 gebildet ist; einen Filter (85, 135) des vorderen Endes, der Fremdpartikel von dem in die Kraftstoffpumpe (1) gesaugten Kraftstoff entfernt; und eine Behälterwanne (90), die innerhalb des Kraftstofftanks (92) angebracht ist, um einen Kraftstoff, der dorthin angesaugt ist, über den Filter (85) des vorderen Endes durch die Kraftstoffpumpe (1) zu speichern; wobei das Kraftstoffzufuhrsystem (84) weiter eine Strahlpumpe (80) enthält, die eine Kraftstromströmung, die von der zweiten Auslassöffnung (30) der elektrischen Pumpe (1) abgegeben wird, als eine Antriebsquelle nutzt, und einen Kraftstoff von der Umgebung der Behälterwanne (90), aber innerhalb des Kraftstofftanks (92), in die Behälterwanne (90) transferiert.
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84), enthaltend: einen Kraftstofftank (92); eine im Tank befindliche Kraftstoffpumpe (1), die einen Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks (92) ansaugt, unter Druck setzt und abgibt, wobei die Kraftstoffpumpe (1) aus der elektrischen Pumpe (1) nach Anspruch 8 gebildet ist; einen Filter (85) des vorderen Endes, der Fremdpartikel von dem in die Kraftstoffpumpe (1) gesaugten Kraftstoff entfernt; und eine Behälterwanne (90), die innerhalb des Kraftstofftanks (92) angebracht ist, dass sie einen dorthin über den Filter (85) des vorderen Endes durch die Kraftstoffpumpe (1) angesaugten Kraftstoff speichert, wobei die Strahlpumpe (80) der elektrischen Pumpe (1) eine Fluidströmung, die von der zweiten Auslassöffnung (39) der elektrischen Pumpe (1) abgegeben wird, als eine Antriebsquelle nutzt, und einen Kraftstoff von der Umgebung der Behälterwanne (90), aber innerhalb des Kraftstofftanks (92), in die Behälterwanne (90) transferiert.
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Filter (85) des vorderen Endes ein Filtergehäuse (95) enthält, in dem ein Filterelement (96, 96A) angebracht ist; und wobei das Filterelement (96, 96A) eine Mehrschichtstruktur enthält, bei der die äußere Schicht (116, 116A) grob ist, während die innere Schicht (117, 117A) fein ist.
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei der Filter (85) des vorderen Endes ein Filtergehäuse (95) enthält, in dem ein Filterelement (96, 96A) angebracht ist; und wobei das Filterelement (96, 96A) im Wesentlichen zylindrisch geformt ist, so dass es die Kraftstoffpumpe (1) umgibt.
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, weiter enthaltend: einen Druckregulator (86, 86A), der den Kraftstoffdruck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs, der von der Kraftstoffpumpe (1) abgegeben wird, steuert.
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84) nach Anspruch 16, weiter enthaltend: einen Druckregulator (86, 86A), der den Kraftstoffdruck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs, der von der Kraftstoffpumpe (1) abgegeben wird, steuert; wobei der Druckregulator (86, 86A) radial überlappend in Bezug auf die Kraftstoffpumpe (1) und den Filter (85) des vorderen Endes angebracht ist.
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84) nach Anspruch 17 oder 18, wobei der Filter (85) des vorderen Endes ein Filtergehäuse (95) enthält, in dem ein Filterelement (96, 96A) angebracht ist; und wobei der Druckregulator (86, 86A) ein Regulatorgehäuse (114) enthält, von dem zumindest ein Teil integral mit dem Filtergehäuse (95) geformt ist.
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84) nach Anspruch 17 oder 18, wobei der Filter (85) des vorderen Endes ein Filtergehäuse (95) enthält, in dem ein Filterelement (96, 96A) angebracht ist; und wobei das Filtergehäuse (95) eine Montageausnehmung (128) enthält, in die der Druckregulator (86, 86A) eingesetzt ist.
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84) nach einem der Ansprüche 12 bis 20, wobei der Filter (85) des vorderen Endes mit einem Auslassweg (103) versehen ist, der einen Auslasswegeingang (109) enthält, der mit der Auslassöffnung (45, 73) der Kraftstoffpumpe (1) verbunden ist, die einen in den Pumpenabschnitt (3) der Kraftstoffpumpe (1) angesaugten Kraftstoff direkt zur Umgebung der Pumpe (1) abgibt; und wobei der von der Auslassöffnung (45, 73) abgegebene Kraftstoff in ein vorgegebenes Bauteil durch den Auslassweg (103) strömt.
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84) nach einem der Ansprüche 12 bis 21, wobei der Filter (85) des vorderen Endes mit einem Einlassweg (102) versehen ist, der einen Einlasswegausgang (106) enthält, der mit der Einlassöffnung (42) der Kraftstoffpumpe (1) in einer Passstruktur mit einer männlichen Mündung und einer entsprechenden weiblichen Mündung versehen ist.
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84) nach Anspruch 22, weiter enthaltend: ein dichtendes Element (126), das zwischen die Einlassöffnung (42) der Kraftstoffpumpe (1) und den Einlasswegausgang (106) des Filters (85) des vorderen Endes eingebracht ist.
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84) nach Anspruch 21, wobei der Auslasswegeingang (109) des Filters (85) des vorderen Endes mit der Auslassöffnung (45) der Kraftstoffpumpe (1) mit einer Passstruktur mit einer männlichen Mündung und einer entsprechenden weiblichen Mündung versehen ist.
Modularisiertes Kraftstoffzufuhrsystem (84) nach Anspruch 24, weiter enthaltend: ein dichtendes Element (126), das zwischen dem Auslasswegeingang (109) des Filters (85) des vorderen Endes und der Auslassöffnung (45) der Kraftstoffpumpe (1) eingebracht ist.
Elektrische Pumpe (1) zum Schicken eines Fluids zu einem Ziel (112), enthaltend: einen Pumpenabschnitt (3), der ein Flügelrad (34), eine Einlassöffnung (42, 65, 70) und eine erste und eine zweite Auslassöffnung (45, 48, 73) enthält, so dass ein Fluid in dem Pumpenabschnitt (3) über die Einlassöffnung (42, 65, 70) angesaugt wird und aus der ersten und zweiten Auslassöffnung (45, 48, 73) abgegeben wird, wenn sich das Flügelrad (34) dreht; und einen Motorabschnitt (2), der zum Antreiben des Flügelrads (34) des Pumpenabschnitts (3) angeordnet und konstruiert ist, wobei der Motorabschnitt (2) integral mit dem Pumpenabschnitt (3) zusammengefügt ist, wobei der von der ersten Auslassöffnung (45, 73) abgegebene Kraftstoff zum Ziel (112) strömt, wobei der von der zweiten Auslassöffnung (48) abgegebene Kraftstoff durch den Motorabschnitt (3) strömt, so dass der Motorabschnitt (2) gekühlt wird, und dann zur Umgebung der Kraftstoffpumpe (1) abgegeben wird.
Elektrische Pumpe (1) nach Anspruch 26, weiter enthaltend ein Gehäuse (5) zum Aufnehmen des Pumpenabschnitts (3) und des Motorabschnitts (2) innerhalb des Gehäuses (5), wobei das Gehäuse (5) eine dritte Auslassöffnung (30,78) enthält, und wobei der Motorabschnitt (2) einen Strömungsweg definiert, der ein erstes Ende aufweist, das mit dem zweiten Auslass (45, 48, 73) in Verbindung steht, und ein zweites Ende aufweist, das mit dem dritten Auslass (30, 78) in Verbindung steht.
Elektrische Pumpe (1) nach Anspruch 27, wobei der Motorabschnitt (2) einen Anker (14) enthält, der drehbar innerhalb des Gehäuses (5) angebracht ist, und ein Paar von Magneten (13), die an der inneren Wand des Gehäuses (5) befestigt sind, und wobei der Strömungsweg zwischen dem Anker (14) und den Magneten (13) definiert ist.
Fluidzufuhrsystem (34) zum Zuführen eines Fluids an ein Ziel (112), enthaltend die elektrische Pumpe (1) nach Anspruch 26 und weiter enthaltend: einen Behälter (90, 92), der zum Speichern des Fluids angeordnet und konstruiert ist, so dass das innerhalb des Behälters (90, 92) gespeicherte Fluid in die Einlassöffnung (42, 65, 70) des Pumpenabschnitts (3) der elektrischen Pumpe (1) gesaugt wird, wobei der Behälter (90, 92) die Zufuhr des von der elektrischen Pumpe (1) über die zweite Auslassöffnung (48) und den Motorabschnitt (2) abgegebenen Fluids aufnimmt; und einen Strömungsdurchlass (103, 104, 143), der zwischen die erste Auslassöffnung (45, 73) und das Ziel (112) derart angeschlossen ist, dass das Fluid dem Ziel (112) von der ersten Auslassöffnung (45, 73) zugeführt wird.