-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosierpumpe, insbesondere Brennstoffdosierpumpe für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend einen Pumpenkörper, eine Pumpenkammer, eine zum Ausstoßen von in der Pumpenkammer aufgenommem Brennstoff hin- und herbewegbare Pumpenkolbeneinheit, eine in dem Pumpenkörper ausgebildete und zu einem zur Pumpenkammer führenden Brennstoffzuleitvolumen offene Brennstoffeinlassöffnung, wobei die Brennstoffeinlassöffnung bei der Hin- und Herbewegung der Pumpenkolbeneinheit phasenweise durch ein an der Pumpenkolbeneinheit vorgesehenes Dichtungselement abschließbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Aus der
DE 10 2004 034 231 A1 ist eine Dosierpumpe bekannt, welche dazu eingesetzt werden kann, flüssigen Brennstoff von einem Brennstoffreservoir zu einem Fahrzeugheizgerät zu fördern. Diese in
1 dargestellte bekannte Dosierpumpe 10 umfasst einen mit einer Mehrzahl von Bauteilen aufgebauten Pumpenkörper 12. In dem Pumpenkörper 12 ist eine Pumpenkolbeneinheit 14 in Richtung einer Dosierpumpenlängsachse A hin- und herbewegbar, um in einer Pumpenkammer 16 aufgenommenen Brennstoff aus der Pumpenkammer 16 auszustoßen. Der flüssige Brennstoff wird über einen Einlassanschlussstutzen 18 und eine in einen Gehäuseendstück 20 ausgebildete Brennstoffeinlassöffnung 22 in ein zur Pumpenkammer 16 führendes Brennstoffzuleitvolumen 24 gespeist. Ein in Richtung der Dosierpumpenlängsachse A langgestrecktes Pumpenkammergehäuse 26 weist Einlassöffnungen 28 auf, durch welche hindurch der im Brennstoffzuleitvolumen 24 strömende Brennstoff in die Pumpenkammer 16 eintreten kann. Ein Anschlussansatz 30 einer mit einem Rückschlagventil 38 ausgebildeten Brennstoffauslassbaugruppe 32 ist in eine Anschlussöffnung 34 des Pumpenkammergehäuses 26 eingesetzt und weist eine Brennstoffauslassöffnung 36 auf, durch welche der durch die Pumpenkolbeneinheit 14 aus der Pumpenkammer 16 ausgestoßene Brennstoff unter Überwindung des Rückschlagventils 38 zu einem Brennstoffauslassstutzen 40 strömt.
-
Um die Hin- und Herbewegung der Pumpenkolbeneinheit 14 zu bewirken, ist diese mit einem stabartigen Pumpenkolbenbereich 42 und einem damit fest verbundenen Ankerbereich 44 ausgebildet. Der Pumpenkolbenbereich 42 und der Ankerbereich 44 können als separate, miteinander fest verbundene Bauteile aufgebaut sein. Der Pumpenkolbenbereich 42 erstreckt sich bereichsweise in dem Pumpenkammergehäuse 26 und führt bei der Hin- und Herbewegung der Pumpenkolbeneinheit 14 zu einer Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Volumens der Pumpenkammer 16.
-
Der Ankerbereich 44 steht in magnetischer Wechselwirkung mit einer am Pumpenkörper 12 vorgesehenen Elektromagnetspulenanordnung 46. Bei Erregung derselben wird der Ankerbereich 44 und damit die Pumpenkolbeneinheit 14 entgegen der Vorspannwirkung einer Rückstellfeder 47 in der Darstellung der 1 nach links verschoben, so dass der Pumpenkolbenbereich 42 tiefer in das Pumpenkammergehäuse 26 eintaucht und nach der Vorbeibewegung an den Öffnungen 28 in der Pumpenkammer 16 enthaltenen Brennstoff in Richtung zur Brennstoffauslassbaugruppe 32 verdrängt. Zur Zurückbewegung wird die Erregung der Elektromagnetspulenanordnung 46 beendet bzw. gemindert, so dass unter der Vorspannwirkung der Rückstellfeder 47 die Pumpenkolbeneinheit 14 sich in der Darstellung der 1 nach rechts in Richtung auf das Gehäuseendstück 20 zu bewegt. Das Gehäuseendstück 20 stellt einen das Brennstoffzuleitvolumen 24 in Richtung der Dosierpumpenlängsachse A begrenzenden Wandungsbereich 48 bereit, an welchem ein in Richtung der Dosierpumpenlängsachse A in das Brennstoffzuleitvolumen 24 vorspringender Pumpenkolbeneinheit-Anlageansatz 50 ausgebildet ist. Die Brennstoffeinlassöffnung 22 mündet im Bereich des Pumpenkolbeneinheit-Anlageansatzes 50 in das Brennstoffzuleitvolumen 24 ein.
-
An der Pumpenkolbeneinheit 14 ist ein Dichtungselement 52 getragen. Das beispielsweise scheibenartig aus Gummimaterial oder sonstigem vorzugsweise elastischem Dichtungsmaterial aufgebaute Dichtungselement 52 ist im Inneren des Ankerbereichs 44 in einer darin ausgebildeten Ringnut aufgenommen und somit an der Pumpenkolbeneinheit 14 getragen. Unter der Vorspannwirkung der Rückstellfeder 48 stützt sich die Pumpenkolbeneinheit 14 über das Dichtungselement 52 am Pumpenkolbeneinheit-Anlageansatz 50 ab und schließt somit die Brennstoffeinlassöffnung 22 im Endbereich der Bewegung der Pumpenkolbeneinheit 14 in Richtung von dem Pumpenkammergehäuse 26 weg ab.
-
Die Brennstoffauslassbaugruppe 42 stellt mit ihrem Anschlussansatz 30 in Zusammenwirkung mit dem Pumpenkammergehäuse 26 ebenfalls einen fluiddichten Verbund bereit. In eine Umfangsnut am Anschlussansatz 32 ist ein beispielsweise O-ringartig ausgebildetes weiteres Dichtungselement 54 eingesetzt, das bei in der Anschlussöffnung 34 positioniertem Anschlussansatz 30 unter radialer Vorspannung an der Innenoberfläche der Anschlussöffnung 34 bzw. des Pumpenkammergehäuses 26 zur Herstellung eines fluiddichten Anschlusses anliegt.
-
Zur Vervollständigung des Aufbaus der Dosierpumpe 10 sei noch ausgeführt, dass das Pumpenkammergehäuse 26 in einem weiteren Gehäuseendstück 56 beispielsweise durch Presspassung fest getragen ist. Dieses Gehäuseendstück 56 und das am anderen Endbereich des Pumpenkörpers 12 positionierte Gehäuseendstück 20 wiederum sind mit der Elektromagnetspulenanordnung 46 fest verbunden und umgrenzen im Wesentlichen zusammen mit dieser das Brennstoffzuführvolumen 24. Dieses führt von der Brennstoffeinlassöffnung 22 zu einem zwischen dem Gehäuseendstück 56 und dem Pumpenkammergehäuse 26 gebildeten ringartigen Zwischenraum 58 und über diesen zu den Einlassöffnungen 28.
-
Aus der
DE 10 2007 031 033 A1 ist ein Rückschlagventileinsatz für eine Brennstoffdosierpumpe bekannt, an dessen eine Pumpenkammer begrenzenden Endbereich ein Dichtungselement angespritzt ist.
-
Die
EP 1 748 188 A1 offenbart eine Dosierpumpe zum Fördern von flüssigem Kraftstoff, deren Pumpenkolben mit einem in Wechselwirkung mit einer elektromagnetischen Spule bringbaren Anker fest verbunden ist. An dem Anker ist ein federelastischer Anschlag vorgesehen, mit welchem dieser an einem eine Einlassöffnung bereitstellenden Saugventilsitz zur Anlage kommen kann.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosierpumpe, insbesondere Brennstoffdosierpumpe für ein Fahrzeugheizgerät, vorzusehen, welche bei einfachem Aufbau einen zuverlässigen Abschluss einer Brennstoffeinlassöffnung durch eine Pumpenkolbeneinheit und eine Anschlagdämpfung für die Pumpenkolbeneinheit gewährleistet.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Dosierpumpe, insbesondere Brennstoffdosierpumpe für ein Fahrzeugheizgerät, gemäß Anspruch 1. Diese umfasst einen Pumpenkörper, eine Pumpenkammer, eine zum Ausstoßen von in der Pumpenkammer aufgenommem Brennstoff hin- und herbewegbare Pumpenkolbeneinheit, eine in dem Pumpenkörper ausgebildete und zu einem zur Pumpenkammer führenden Brennstoffzuleitvolumen offene Brennstoffeinlassöffnung, wobei die Brennstoffeinlassöffnung bei der Hin- und Herbewegung der Pumpenkolbeneinheit phasenweise durch ein an der Pumpenkolbeneinheit vorgesehenes Dichtungselement abschließbar ist.
-
Die Brennstoffeinlassöffnung ist in einem Wandungsbereich des Pumpenkörpers vorgesehen, wobei zur Herstellung einer zuverlässigen Abschlusswirkung für die Brennstoffeinlassöffnung vorteilhafterweise das Dichtungselement an einer dem Wandungsbereich zugewandten Stirnfläche der Pumpenkolbeneinheit angeformt ist.
-
Dabei ist weiter vorgesehen, dass das Dichtungselement an die Pumpenkolbeneinheit angeformt ist.
-
Ein besonders einfacher Aufbau der Dosierpumpe insbesondere in dem den Wandungsbereich bereitstellenden Bereich des Pumpenkörpers wird dadurch erreicht, dass der Wandungsbereich eine ohne einem in Richtung einer Dosierpumpenlängsachse vorspringenden Ansatz plan ausgebildete und eine Mündung der Brennstoffeinlassöffnung bereitstellende, das Brennstoffzuleitvolumen begrenzende Bodenwandung umfasst. Das Vorsehen von über den Wandungsbereich bzw. die Bodenwandung desselben hervorspringenden und zur Bereitstellung einer Dichtwirkung erforderlichen Ansätzen ist dann nicht erforderlich.
-
Durch das Anformen des Dichtungselements an die Pumpenkolbeneinheit, also das Anbinden des Dichtungselements an die Pumpenkolbeneinheit im Zuge des Herstellungs- und Formgebungsvorgangs für das Dichtungselement, wird einerseits eine stabile, insbesondere materialschlüssige Anbindung des Dichtungselements an die Pumpenkolbeneinheit gewährleistet. Andererseits wird das Bereitstellen von Formationen, beispielsweise Nuten, welche eine formschlüssige Halterung des Dichtungselements an der Pumpenkolbeneinheit vorsehen, überflüssig.
-
Da bei dem Herstellungs- bzw. Anformungsvorgang des Dichtungselements im Allgemeinen flüssiges bzw. zähflüssiges Material zum Aufbau des Dichtungselements bereitgestellt wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Dichtungselement durch Anspritzen an die Pumpenkolbeneinheit angeformt wird.
-
Zur Bereitstellung der Pumpwirkung durch die Pumpenkolbeneinheit einerseits und zur Erzeugung einer Bewegung der Pumpenkolbeneinheit andererseits kann vorgesehen sein, dass die Pumpenkolbeneinheit einen Pumpenkolbenbereich und einen Ankerbereich aufweist, wobei vorzugsweise das Dichtungselement an einer Stirnfläche des Ankerbereichs angeformt ist oder/und radialen Abstand zur Brennstoffeinlassöffnung aufweist. Insbesondere kann die Bewegung dadurch hervorgerufen werden, dass am Pumpenkörper eine Elektromagnetspulenanordnung zur magnetischen Wechselwirkung mit dem Ankerbereich vorgesehen ist.
-
Um eine stabile, auch eine Anschlagdämpfung bewirkende Abstützwirkung durch das Dichtungselement bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass das Dichtungselement ringartig ausgebildet ist und einen zur Anlage an dem Pumpenkörper vorgesehenen Anlagebereich aufweist. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass der Anlagebereich eine im Wesentlichen eckige Kontur oder/und eine ein- oder mehrfach ballige Kontur oder/und eine ein- oder mehrfach gezackte Kontur oder/und eine rippenartige Kontur aufweist.
-
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
- 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Dosierpumpe im Längsschnitt;
- 2 ein Gehäuseendstück einer Dosierpumpe;
- 3 in ihren Darstellungen a) bis d) ein ringartiges Dichtungselement der Pumpenkolbeneinheit der 2 im Schnitt mit mit unterschiedlicher Schnittkontur ausgebildetem Anlagebereich.
-
Der Grundaufbau einer Dosierpumpe wurde mit Bezug auf die 1 detailliert beschrieben. Dieser Grundaufbau kann auch bei einer erfindungsgemäßen Dosierpumpe vorgesehen sein, so dass hinsichtlich des Grundaufbaus einer erfindungsgemä-ßen Dosierpumpe auf die voranstehenden Ausführungen zur 1 verwiesen werden kann. Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass eine derartige Dosierpumpe besonders vorteilhaft zum Fördern von flüssigem Brennstoff zum Brennerbereich eines Kraftstoffheizgeräts eingesetzt werden kann. Weiter kann eine derartige Dosierpumpe beispielsweise auch eingesetzt werden, um flüssigen Brennstoff bzw. flüssigen Kohlenwasserstoff zu einem Reformer, beispielsweise eines Brennstoffzellensystems für ein Fahrzeug, zu fördern.
-
Die 2 zeigt im Detail die Pumpenkolbeneinheit 14 einer erfindungsgemäß aufgebauten Dosierpumpe. Diese Pumpenkolbeneinheit 14 ist mit dem Pumpenkolbenbereich 42 und dem Ankerbereich 44 aufgebaut, wobei diese beiden Bereiche durch separate Bauteile bereitgestellt sind. Im Ankerbereich 44 ist eine zentrale Öffnung 60 vorgesehen, in welcher der Pumpenkolbenbereich 42 beispielsweise durch Presspassung fest aufgenommen ist. In einem axialen Endbereich des Ankerbereichs 44 kann die Öffnung 60 erweitert sein, um Aufnahmeraum für die Rückstellfeder 47 bereitzustellen.
-
Der am Gehäuseendstück 20 (siehe 1) bereitgestellte Wandungsbereich 48 umfasst eine das Brennstoffzuleitvolumen 24 in Richtung der Dosierpumpenlängsachse A begrenzende, im Wesentlichen plane Bodenwandung 62 mit einer entsprechend plan ausgebildeten und der Pumpenkolbeneinheit 14 zugewandt liegenden Anlagefläche 64. Im Bereich dieser planen Anlagefläche 64 ist die Brennstoffeinlassöffnung 22 über eine Mündung 66 zum Brennstoffzuleitvolumen 24 offen. Anders als bei dem aus dem Stand der Technik gemäß 1 bekannten Aufbau ist der Wandungsbereich 48 im Bereich seiner Bodenwandung 62 nicht mit einem in Richtung der Dosierpumpenlängsachse A vorspringenden Ansatz, sondern plan ausgebildet.
-
An einer der Bodenwandung 62 zugewandten Stirnfläche 68 der Pumpenkolbeneinheit 14, die hier am Ankerbereich 44 ausgebildet ist, ist bei dem erfindungsgemäßen Aufbau einer Dosierpumpe das für einen dichten Abschluss der Brennstoffeinlassöffnung 22 sorgende Dichtungselement 52 vorgesehen. Das Dichtungselement 52 ist die zentrale Öffnung 60 im Ankerbereich 44 umgebend an die Stirnfläche 68 beispielsweise durch anspritzen angeformt. Dies bedeutet, dass beim Herstellungsvorgang des Dichtungselements 52 selbst dieses an die Stirnfläche 68 insbesondere materialschlüssig angebunden wird. Bei der Bewegung der Pumpenkolbeneinheit 14 in Richtung auf den Wandungsbereich 48 zu kommt am Ende dieser Bewegung die Pumpenkolbeneinheit 14 mit dem Dichtungselement 52 zur Anlage an der Anlagefläche 64 der Bodenwandung 62. Dadurch wird einerseits eine Anschlagdämpfungsfunktion realisiert. Andererseits wird ein dichter Abschluss der Brennstoffeinlassöffnung am Ende dieses Bewegungstaktes erzeugt.
-
Ein Vergleich der 1 und 2 zeigt, dass aufgrund des Anformens des Dichtungselements 52 an die Stirnfläche 68 des Ankerbereichs 44 das Dichtungselement 52 eine deutlich größere Radialabmessung und damit eine größere Anlagefläche zur Wechselwirkung mit dem Wandungsbereich 48 aufweist. Dies ermöglicht den Einsatz eines weicheren Materials für das Dichtungselement 52, was einerseits zu einer besseren Dichtungsfunktionalität beiträgt, andererseits jedoch eine deutlich verbesserte Anschlagdämpfung mit sich bringt, ohne dass dabei eine übermäßige Gesamtverformung des Dichtungselements 52 erzeugt wird. Da bei dem erfindungsgemäßen Aufbau vorzugsweise das Dichtungselement 52 so dimensioniert bzw. positioniert ist, dass es radialen Abstand zur Brennstoffeinlassöffnung 22 aufweist, insbesondere auch dann, wenn das Dichtungselement 52 an der Anlagefläche 64 anliegt, kann das Dichtungselement vollständig mit einer planen, keine Kanten oder dergleichen aufweisenden Fläche in Kontakt treten. Dies vermeidet über die Betriebslebensdauer bei wiederholtem Inkontakttreten des Dichtungselements 52 mit der Bodenwandung 62 durch kantenartige Übergangsbereiche zur Brennstoffeinlassöffnung 22 möglicherweise hervorgerufene Beschädigungen des Dichtungselements 52.
-
In 3 ist in den Darstellungen a) bis d) das Dichtungselement 52 im Schnitt jeweils mit unterschiedlicher Kontur, insbesondere in seinem zur Anlage an der Anlagefläche 64 vorgesehenen Anlagebereich 70 gezeigt. In der Ausgestaltungsform der 3a) weist das Dichtungselement 52 eine im Allgemeinen eckige Kontur in seinem Anlagebereich 70 mit einer im Wesentlichen planen Gegen-Anlagefläche zur Anlagewechselwirkung mit der Anlagefläche 64 und einer Anfasung im radial inneren Bereich auf. In der Ausgestaltungsform der 3b) ist in seinem Anlagebereich 70 das Dichtungselement 52 mit einer balligen, insbesondere doppelt balligen Kontur ausgebildet, während bei der Ausgestaltungsform der 3c) eine mehrfach gezackte, hier doppelt gezackte Kontur im Anlagebereich 70 vorgesehen ist. Durch die ballige bzw. gezackte Ausgestaltung der 3b) und 3c) wird eine insgesamt rippenartige Struktur bereitgestellt, bei welcher eine oder mehrere in Umfangsrichtung umlaufende Rippen erzeugt sind. Die 3d) zeigt eine gewölbte bzw. ballige Struktur des Dichtungselements 52 in seinem Anlagebereich 70. Grundsätzlich könnte das Dichtungselement 52 auch mit mehreren radial gestaffelten, miteinander nicht notwendigerweise verbundenen ringartigen Dichtungselementsegmenten aufgebaut sein.
