DE102010016480A1

DE102010016480A1 - Handpumpe eines Kraftstoffsystems

Info

Publication number: DE102010016480A1
Application number: DE201010016480
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ardes
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Hengst SE and Co KG
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2011-10-20
Also published as: WO2011127929A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Handförderpumpe, mit einem Gehäuse mit einer Einlass- und einer Auslassöffnung, und mit einer Ventilanordnung, die zwei Rückschlagventile und einen die Rückschlagventile tragenden Ventilträger umfasst, wobei die Ventilanordnung zwischen der Einlass- und der Auslassöffnung vorgesehen ist, sowie mit einem mittels einer Handhabe manuell bedienbaren, bei Betätigung einen durch die Ventilanordnung strömenden Kraftstoffstrom bewirkenden Pumpenelement, und wobei die Ventilanordnung in eine Ruhestellung beweglich ist, in welcher ein Strömungsweg von der Einlassöffnung zu der Auslassöffnung geschaffen ist, welcher an der Ventilanordnung unter Umgehung der Rückschlagventile vorbeiführt, und dass die Ventilanordnung in eine Arbeitsstellung beweglich ist, in welcher der Ventilträger den genannten Strömungsweg unterbrechend angeordnet ist und ein Kraftstoffstrom von der Einlassöffnung zu der Auslassöffnung durch die zwei Rückschlagventile führt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Handförderpumpe für Kraftstoff, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Handförderpumpen sind aus dem Bereich von Verbrennungskraftmaschinen bekannt, insbesondere im Bereich von Dieselmotoren, wobei sie zum Entlüften des Kraftstoffsystems dienen. Derartige Entlüftungen sind beispielsweise nach Reparatur- oder Wartungsarbeiten vorzunehmen oder dann, wenn beispielsweise der Kraftstofftank des Fahrzeugs versehentlich vollständig leer gefahren wurde. Dies bedeutet, dass die Handförderpumpen äußerst selten betätigt werden müssen.
Dabei ist nachteilig, dass die Ventilanordnung der Handförderpumpe im Strömungsweg des Kraftstoffs steht und damit einen Strömungswiderstand für den Kraftstoff darstellt. Üblicherweise befindet sich die Handförderpumpe auf der Saugseite des Kraftstoffsystems und diese Saugseite ist kritisch im Hinblick auf Differenzdrücke.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kraftstoff-Handförderpumpe dahingehend zu verbessern, dass diese, wenn sie nicht zum manuellen Pumpen des Kraftstoffs benötigt wird, einen möglichst geringen Strömungswiderstand für den durch die Handförderpumpe geförderten Kraftstoff bietet.
Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoff-Handförderpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, den Ventilträger und die beiden Rückschlagventile insofern beweglich auszugestalten, als diese nur dann, wenn die Handförderpumpe zum manuellen Pumpen von Kraftstoff benötigt wird in eine Arbeitsstellung verbracht werden können, in welcher sie von dem Kraftstoff durchströmt werden. Anschließend jedoch, wenn die motoreigene Kraftstoffpumpe den Kraftstoff fördert, und zwar durch die Handförderpumpe hindurch fördert, kann die Ventilanordnung mit den beiden Rückschlagventilen eine so genannte Ruhestellung einnehmen, in welcher der Kraftstoff an der Ventilanordnung vorbeiströmen kann, ohne durch die Rückschlagventile strömen zu müssen, so dass eine möglichst differenzdruckarme Strömung des Kraftstoffs ermöglicht ist.
Die Handförderpumpen haben üblicherweise eine Handhabe, die ähnlich einem Deckel oder einer Kappe ausgestaltet ist und die in axialer Richtung hin und her beweglich ist, so dass durch diese oszillierende Betätigung der Handhabe die manuelle Förderung des Kraftstoffs erfolgt. Dementsprechend kann die Handhabe vorzugsweise in dieser axialen Richtung zur Ausführung eines Pumpenhubs relativ zum Ventilträger längs beweglich sein, wobei jedoch zur Übertragung von Drehkräften die Handhabe mit dem Ventilträger drehfest verbunden sein kann. Dies kann beispielsweise durch komplementäre Rippen erfolgen, die einerseits an der Handhabe und andererseits am Ventilträger vorgesehen sind und die sich in axialer Richtung erstrecken, so dass die axiale Relativbewegung gewährleistet, eine drehfeste Verbindung zwischen den beiden Bauteilen jedoch möglich ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Handförderpumpe kann der Ventilträger über ein Gewinde axial verstellbar gelagert sein, so dass durch entsprechende Drehbewegung der Handhabe der Ventilträger in axialer Richtung verstellt werden kann und auf diese Weise zwischen seiner Ruhestellung und seiner Arbeitsstellung verstellt werden kann. Wenn der Ventilträger an dem entsprechenden Ende seines Verstellweges seine Arbeitsstellung einnimmt, kann in an sich bekannter Weise durch Betätigung der Handhabe die manuelle Pumpenwirkung der Handförderpumpe aufgebaut werden.
Alternativ zu der vorbeschriebenen drehfesten, jedoch axial beweglichen Verbindung zwischen Handhabe und Ventilträger kann vorgesehen sein, dass der Ventilträger und die Handhabe ausschließlich axialbeweglich sind, wobei in einem ersten Abschnitt des Axialhubs, den die Handhabe durchführt, der Ventilträger von der Handpumpe mitgenommen wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass zwischen den beiden Bauteilen eine Feder vorgesehen ist, so dass bei einem Druck auf die Handhabe diese Druckkraft über die Feder auf den Ventilträger übermittelt wird und gemeinsam mit der Handhabe auch der Ventilträger axial bewegt wird, bis er aus seiner Ruhestellung in die Arbeitsstellung verbracht worden ist. Nun kann bei Fortsetzung der Bewegung der Handhabe die erwähnte Feder zwischen den beiden Bauteilen komprimiert werden, so dass nun die Handhabe relativ zum Ventilträger beweglich ist und der eigentliche Pumpenhub durchgeführt werden kann, der die Pumpwirkung der Handförderpumpe bewirkt.
Bei einer solchen Ausgestaltung der Handförderpumpe wird bei der rückwärtigen Bewegung der Handhabe zunächst die vorerwähnte Feder entspannt, die zwischen der Handhabe und dem Ventilträger vorgesehen ist und ein aufmerksamer Benutzer der Handförderpumpe wird nun die Bewegungsrichtung umkehren und, so lange der Ventilträger sich noch in seiner Arbeitsstellung befindet, erneut den nächsten Pumpenhub durchführen.
Bei einer mangelnden Aufmerksamkeit jedoch kann die Handhabe so weit zurückbewegt werden, dass der Ventilträger aus seiner Arbeitsstellung wieder, beispielsweise federkraftunterstützt, in seine Ruhestellung bewegt wird, so dass bei einer erneuten Bewegungsumkehr der Handhabe zunächst der pumpenunwirksame Leerhub der Handhabe durchgeführt werden muss, der den Ventilträger aus der Ruhestellung in seine Arbeitsstellung verbringt und erst dann führt eine weitere Bewegung der Handhabe zu einem erneuten, zweiten Pumpenhub. Um diese vielfachen Leehübe zuverlässig zu vermeiden, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Ventilträger in seiner Arbeitsstellung durch ein Rastelement gehalten ist. Auf diese Weise sind sämtliche oszillierenden Bewegungen der Handhabe pumpenwirksam und zudem wird die Dichtung geschont, die zwischen dem Ventilträger und einem Dichtungssitz der Handförderpumpe vorgesehen ist, da ein vielfaches wiederholtes Anschlagen der Dichtung gegen den Dichtungssitz vermieden werden kann und damit eine mechanische Belastung der Dichtung reduziert werden kann.
Wenn das vorbeschriebene Rastelement Anwendung findet, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass auch ohne eine vom Benutzer ausgelöste Lösung der Raste dieses Rastelement zuverlässig, nämlich automatisch, aus seiner Raststellung in eine Freigabestellung überführt wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass nach Beendigung der Handpumpentätigkeit der Ventilträger nicht störend im Strömungsweg des Kraftstoffs verbleibt, sondern, nach automatischer Lösung der Raste, zuverlässig und automatisch aus seiner Arbeitsstellung in seine Ruhestellung zurückbewegt werden kann, beispielsweise federkraftunterstützt. Bei diesem automatischen Lösen des Rastelements ist vorgesehen, dass diese Rückstellbewegung des Rastelementes in seine Freigabestellung hinein gedämpft erfolgt, so dass diese Bewegung eine ausreichend lange Zeit benötigt, um die weiter oben erwähnten Leerhübe der Handhabe zu vermeiden. Das heißt:
Bei einer regelmäßigen oszillierenden Hin- und Herbewegung der Handhabe, wie sie üblicherweise von einem Benutzer bei der Betätigung der Handförderpumpe durchgeführt wird, verbleibt der Ventilträger in seiner Arbeitsstellung, da das den Ventilträger in der Arbeitsstellung haltende Rastelement nicht schnell genug aus seiner Raststellung in die Freigabestellung zurückgestellt wird. Dem Fachmann sind für eine solche verlangsamte bzw. gedämpfte Rückstellung des Rastelementes mehrere Lösungen bekannt: Beispielsweise kann das Rastelement mit einer entsprechenden Rastfläche zusammenwirken, wobei die beiden kontaktierenden Flächen eine Schräge aufweisen, so dass das Rastelement langsam aus der Raststellung zurück gleitet, insbesondere dann, wenn die Handförderpumpe Vibrationen ausgesetzt ist, wie sie beispielsweise beim Lauf des zugeordneten Dieselmotors verursacht werden, so dass auf diese Weise spätestens dann, wenn der Dieselmotor gestartet wird, der Ventilträger in seine Ruhestellung zurückgeführt wird und ein widerstandsarmer Strömungsweg für den Kraftstoff sichergestellt ist. Alternativ zu einer derartigen Schräge kann vorgesehen sein, dass das Rastelement beispielsweise am Ende eines schwenkbaren Hebels angeordnet ist, also als Rasthaken ausgestaltet ist und dass die Schwenkbewegung dieses Rasthakens über einen handelsüblichen und im Automobilbau verbreiteten Silikon gefüllten Rotationsdämpfer verlangsamt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der rein schematischen Darstellung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen die
1–3 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel, in drei unterschiedlichen Betriebszuständen und die
4–6 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, ebenfalls in drei unterschiedlichen Betriebszuständen.
In 1 ist mit 1 eine Handförderpumpe insgesamt bezeichnet, die ein Gehäuse 2 aufweist, eine das Gehäuse 2 als Deckel übergreifende Handhabe 3 sowie einen Ventilträger 4, wobei der Ventilträger 4 zwei Rückschlagventile 5 und 6 trägt und an seinem unteren Ende eine Dichtung 7 aufweist, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als umlaufender Dichtungskragen ausgestaltet ist und mit einem Dichtsitz 8 zusammenwirkt, der als umlaufende Schrägfläche von dem Gehäuse 2 gebildet ist.
Eine Einlassöffnung 9 ist unten am Gehäuse 2 vorgesehen und eine Auslassöffnung 10 führt seitlich nach rechts aus dem Gehäuse 2 heraus.
Zwischen dem Gehäuse 2 und dem Ventilträger 4 ist eine Rückstellfeder 11 vorgesehen, die den Ventilträger 4 in seine in 1 dargestellte Ruhestellung zu drängen bestrebt ist. Weiterhin ist zwischen dem Ventilträger 4 und der Handhabe 3 eine Feder 12 vorgesehen, durch welche die Handhabe 3 gegenüber dem Ventilträger 4 nach oben angehoben wird. Eine Abdichtung zwischen der Handhabe 3 und dem Gehäuse 2 erfolgt durch eine umlaufende Dichtung, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als O-Ring 14 ausgestaltet ist.
Ausgehend von der in 1 dargestellten Ruhestellung kann durch Druck von oben auf die Handhabe 3 diese in axialer Richtung bewegt werden, so dass zunächst die Rückstellfeder 11 komprimiert wird und somit der Ventilträger 4 gemeinsam mit der Handhabe 3 nach unten bewegt wird, bis die Dichtung 7 des Ventilträgers 4 dem Dichtsitz 8 des Gehäuses 2 anliegt.
Bei weiterer Betätigung der Handhabe 3 in dieser Bewegungsrichtung, also nach unten, wird die Feder 12 komprimiert, so dass nun eine Relativbewegung zwischen der Handhabe 3 und dem Ventilträger 4 erfolgt und das Volumen einer Pumpenkammer 15 komprimiert wird, die innerhalb der Handhabe 3 und des Ventilträgers 4 gebildet ist, wie dies aus 3 ersichtlich ist. Unter dieser Kompressionswirkung öffnet das rechte Rückschlagventil 6, so dass der Kraftstoff aus der Pumpenkammer 15 und durch die Auslassöffnung 10 aus der Handförderpumpe 1 herausströmt. Das untere Rückschlagventil 5 hingegen wird durch den in der Pumpenkammer 15 aufgebauten Druck besonders fest an seinen Ventilsitz gepresst, der durch den Ventilträger 4 gebildet wird, so dass dieses Rückschlagventil 5 während dieser beschriebenen Bewegung der Handhabe 3, nämlich von oben nach unten, geschlossen ist.
Anschließend wird die Handhabe 3 entlastet, so dass die Feder 12 entspannt wird und eine Relativbewegung zwischen der Handhabe 3 und dem Ventilträger 4 erfolgt, durch welche das Volumen der Pumpenkammer 15 vergrößert wird. Der dabei entstehende Unterdruck innerhalb der Pumpenkammer 15 führt dazu, dass da rechte Rückschlagventil 6 fest an den Ventilträger 4 angelegt wird, also schließt, während das untere Rückschlagventil 5 geöffnet wird, so dass durch die Einlassöffnung 9 Kraftstoff in die Pumpenkammer 15 einströmen kann.
Bei aufmerksamer Betätigung der Handhabe 3 wird diese nur bis in ihre aus 2 ersichtliche Stellung zurück bewegt, in welcher der Ventilträger 4 nach wie vor abdichtend dem Gehäuse 2 anliegt. Aufgrund der unterschiedlichen Federstärke der Rückstellfeder 11 und der Feder 12 kann dieser Punkt durch den Benutzer der Handförderpumpe 1 erfühlt werden. Nach dem Pumpvorgang schiebt die Rückstellfeder 11 den Ventilträger 4 in die in 1 dargestellte Ruhestellung zurück.
4 zeigt einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem gleichwirkende Bauteile wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind wie beim ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 3. Die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen betreffen unter anderem, dass statt durch einen O-Ring eine Abdichtung zwischen der Handhabe 3 und dem Gehäuse 2 durch einen Profildichtring 16 vorgesehen ist, und dass die Dichtung 7 des Ventilträgers 4 ist bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel durch einen O-Ring gebildet ist.
In 4 ist die Ruhestellung des Ventilträgers 4 dargestellt, in welcher dessen Dichtung 7 von dem zugeordneten Dichtsitz 8 entfernt ist, so dass in dieser Stellung Kraftstoff widerstandsarm, also ohne einen unerwünscht großen Differenzdruck, von der Einlassöffnung 9 unter Umgehung der beiden Rückschlagventile 5 und 6 bis zur Auslassöffnung 10 strömen kann. Durch Rippen 17, die einerseits an der Handhabe 3 und andererseits am Ventilträger 4 vorgesehen sind, ist eine drehfeste Verbindung zwischen der Handhabe 3 und dem Ventilträger 4 bewirkt, jedoch eine axiale Relativbeweglichkeit zwischen diesen beiden Bauteilen ermöglicht. Der Ventilträger 4 ist über ein Gewinde 18 höhenveränderlich am Gehäuse 2 gehalten. Er kann durch eine entsprechende Drehbewegung der Handhabe 3 mittels der zusammenwirkenden Rippen 17 in Drehbewegung versetzt und mittels des Gewindes 18 abgesenkt werden, so dass er aus seiner in 4 dargestellten Ruhestellung in seine in 5 dargestellte Arbeitsstellung verbracht werden kann, in welcher seine Dichtung 7 an dem Dichtsitz 28 des Filtereinsatzes 19 anliegt. Eine Durchströmung der Handförderpumpe 1 ist nun nur noch durch die Ventilanordnung möglich, die durch den Ventilträger 4 und die beiden Rückschlagventile 5 und 6 gebildet ist.
In 5 sind die unterschiedlichen Rippen 17 ersichtlich, die einerseits von der Handhabe 3 und andererseits vom Ventilträger 4 ausgebildet sind und welche die drehfeste Verbindung zwischen der Handhabe 3 und dem Ventilträger 4 bilden.
In 5 ist weiterhin der vertikale Abstand zwischen der Unterkante der Handhabe 3 und dem Gehäuse 2 ersichtlich. Gegen die Wirkung der Feder 12 kann die Handhabe 3 nun in eine aus 6 ersichtliche Stellung abgesenkt werden, so dass das Volumen der Pumpenkammer 15 reduziert wird und Kraftstoff aus der Pumpenkammer 15 durch das untere Rückschlagventil 6 in den unteren Bereich des Gehäuses 3 einströmen kann und von diesem durch ein Filterelement 19 zur Auslassöffnung 10 strömen kann.
Sobald der Druck auf die Handhabe 3 nachlässt, bewirkt die Feder 12, dass die Handhabe 3 gegenüber dem Ventilträger 4 angehoben wird und der dabei entstehende Unterdruck in der Pumpenkammer 15 führt dazu, dass das links dargestellte Rückschlagventil 5 öffnet und Kraftstoff durch die Einlassöffnung 9 in die Pumpenkammer 15 einströmen kann, während durch denselben Unterdruck innerhalb der Pumpenkammer 15 das untere Rückschlagventil 6 geschlossen gehalten wird.
Über die in 5 dargestellte angehobene Stellung hinaus kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Handhabe 3 nicht nach oben bewegt werden, ohne die Handhabe 3 zu drehen und dadurch das Gewinde 18 zur Höhenverstellung zu nutzen, so dass bei diesem Ausführungsbeispiel zuverlässig die so genannten Leerhübe der Handförderpumpe 1 vermieden werden, die ansonsten bei dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 dazu dienen, den Ventilträger zwischen seiner Ruhestellung und seiner Arbeitsstellung zu bewegen.
Beim Ausführungsbeispiel der 4 bis 6 ist unten am Gehäuse ein Deckel 20 vorgesehen, so dass bei gelöstem Deckel 20 ein Wechsel des Filterelementes 19 erfolgen kann.
Die Durchströmungsrichtung der Handförderpumpe 1 kann bei Bedarf durch gleichzeitiges umgekehrtes einclipsen beider Rückschlagventile 5, 6 in den Ventilträger 4 auf einfache Weise umgekehrt werden.

Claims

Kraftstoff-Handförderpumpe, mit einem Gehäuse mit einer Einlass- und einer Auslassöffnung, und mit einer Ventilanordnung, die zwei Rückschlagventile und einen die Rückschlagventile tragenden Ventilträger umfasst, wobei die Ventilanordnung zwischen der Einlass- und der Auslassöffnung vorgesehen ist, sowie mit einem mittels einer Handhabe manuell bedienbaren, bei Betätigung einen durch die Ventilanordnung strömenden Kraftstoffstrom bewirkenden Pumpenelement, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung in eine Ruhestellung beweglich ist, in welcher ein Strömungsweg von der Einlassöffnung (9) zu der Auslassöffnung (10) geschaffen ist, welcher an der Ventilanordnung unter Umgehung der Rückschlagventile (5, 6) vorbeiführt, und dass die Ventilanordnung in eine Arbeitsstellung beweglich ist, in welcher der Ventilträger (4) den genannten Strömungsweg unterbrechend angeordnet ist und ein Kraftstoffstrom von der Einlassöffnung (9) zu der Auslassöffnung (10) durch die zwei Rückschlagventile (5, 6) führt.
Handförderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabe (3) zur Ausführung eines Pumpenhubs in Hubrichtung relativ zum Ventilträger (4) längsbeweglich gelagert ist, und drehfest mit dem Ventilträger (4) verbunden ist, und dass der Ventilträger (4) über ein Gewinde (18) verstellbar in der Handförderpumpe (1) angeordnet ist, wobei der Ventilträger (4) am einen Ende seines Verstellwegs in seiner Ruhestellung und am anderen Ende seines Verstellwegs in seiner Arbeitsstellung angeordnet ist.
Handförderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilträger (4) zunächst mitsamt der Handhabe (3) durch Betätigung der Handhabe (3) aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung beweglich ist, und dass anschließend, bei Fortsetzung der Bewegung der Handhabe (3) in derselben Bewegungsrichtung, die Handhabe (3) zur Ausführung eines Pumpenhubs in Hubrichtung relativ zum Ventilträger (4) längsbeweglich gelagert ist.
Handförderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilträger (4) in der Arbeitsstellung an einem Dichtsitz (8) am Gehäuse (2) anliegt.
Handförderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (2) ein Filtereinsatz (19) angeordnet ist und der Ventilträger (4) in der Arbeitsstellung an einem Dichtsitz (28) am Filtereinsatz (19) anliegt.
Handförderpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilträger (4) in seiner Arbeitsstellung durch ein Rastelement gehalten ist.
Handförderpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilträger (4) unter Überwindung der Rastkraft aus seiner Arbeitsstellung beweglich und in seine Ruhestellung beweglich ist.
Handförderpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement durch Federkraft automatisch aus seiner Raststellung und in eine Freigabestellung beweglich gelagert ist, und dass ein Dämpfungselement vorgesehen ist, welches die durch die Federkraft bewirkte Bewegung des Rastelements in die Freigabestellung dämpft.
Handförderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabe (3) gegen den Ventilträger (4) über eine Feder (12) abgestützt ist, derart, dass bei einer oszillierenden Pumpbewegung der Handhabe (3) diese Bewegung in einer der beiden Bewegungsrichtungen durch die Feder (12) unterstützt ist.