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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosierpumpe, insbesondere Brennstoffdosierpumpe für ein Fahrzeugheizgeät, 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 die Pumpenkolbeneinheit abschließbar ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch 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 die Pumpenkolbeneinheit abschließbar ist.
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An dem Pumpenkörper ist ein die Brennstoffeinlassöffnung umgebendes Dichtungselement vorgesehen.
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Anders als beim vorangehend diskutierten Stand der Technik ist bei dem erfindungsgemäßen Aufbau einer Dosierpumpe das die Brennstoffeinlassöffnung abdichtende Dichtungselement nicht an der Pumpenkolbeneinheit, sondern am Pumpenkörper vorgesehen, was den Aufbau der zur Durchführung des Pumpbetriebs hin und her zu bewegenden Pumpenkolbeneinheit vereinfacht. Gleichwohl kann durch das am Pumpenkörper vorgesehene Dichtungselement eine zuverlässige Abdichtwirkung bezüglich der Pumpenkolbeneinheit erreicht werden, ebenso wie eine Anschlagdämpfung für die Pumpenkolbeneinheit bei Bewegung derselben in Richtung auf den das Dichtungselement aufweisenden Bereich des Pumpenkörpers zu.
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Bei einem einerseits hinsichtlich der Stabilität und andererseits hinsichtlich der einfachen Herstellbarkeit vorteilhaften Ausgestaltungsvariante wird vorgeschlagen, dass das Dichtungselement vorzugsweise durch Anspritzen an den Pumpenkörper angeformt ist. Dies bedeutet, dass das Dichtungselement bei seinem Herstellungs- und Formgebungsvorgang an den Pumpenkörper insbesondere materialschlüssig angebunden wird, so dass weitere Verbindungsvorgänge oder technische Maßnahmen zum Bereitstellen einer Verbindung nicht erforderlich sind.
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Die Brennstoffeinlassöffnung kann in einem Wandungsbereich des Pumpenkörpers vorgesehen sein. Um dabei zuverlässig die Abdichtwirkung und auch die Anschlagdämpfungswirkung generieren zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass das Dichtungselement an einer der Pumpenkolbeneinheit zugewandten Oberfläche dieses Wandungsbereichs vorgesehen ist.
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Der Aufbau des Pumpenkörpers kann dadurch einfach realisiert werden, dass die Oberfläche des Wandungsbereichs an einer im Wesentlichen planen, das Brennstoffzuleitvolumen begrenzenden Bodenwandung bereitgestellt ist.
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Die Pumpenkolbeneinheit kann einen Pumpenkolbenbereich und einen Ankerbereich aufweisen. Vorzugsweise ist bei derartiger Ausgestaltung die mit dem Dichtungselement zusammenwirkende Stirnfläche am bzw. durch den Ankerbereich bereitgestellt. Alternativ kann der Pumpenkolbenbereich mit dem Dichtungselement zusammenwirken.
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Zur Erzeugung der Bewegung des Ankerbereichs bzw. der den Ankerbereich aufweisenden Pumpenkolbeneinheit wird vorgeschlagen, dass am Pumpenkörper eine Elektromagnetspulenanordnung zur magnetischen Wechselwirkung mit dem Ankerbereich vorgesehen ist.
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Das Dichtungselement kann ringartig ausgebildet sein und einen zur Anlage an der Pumpenkolbeneinheit vorgesehenen Anlagebereich aufweisen, wobei vorzugsweise 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.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Dosierpumpe im Längsschnitt;
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2 ein Gehäuseendstück einer Dosierpumpe;
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3 in ihren Darstellungen a) bis d) ein ringartiges Dichtungselement der Pumpenkolbeneinheit der 2 im Schnitt mit mit unterschiedlicher Schnittkontur ausgebildetem Anlagebereich.
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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 erfindungsgemäßen 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.
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Die 2 zeigt für einen erfindungsgemäßen Aufbau einer Dosierpumpe die Ausgestaltung des den Wandungsbereich 48 bereitstellenden Gehäuseendstücks 20. In Abkehr von der aus dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltung ist bei dem erfindungsgemäßen Aufbau das den dichten Abschluss zwischen dem Gehäuseendstück 20 bzw. der Brennstoffeinlassöffnung 22 und der Pumpenkolbeneinheit 14 bereitstellende Dichtungselement 52 am Pumpenkörper 12, insbesondere am Gehäuseendstück 20 vorgesehen. Das Dichtungselement 52 weist dabei eine Formgebung auf, welche im Wesentlichen derjenigen des aus dem Stand der Technik bekannten Ansatzes 50 des Gehäuseendstücks 20 entspricht.
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Der Pumpenkolbenbereich 42 der Pumpenkolbeneinheit 14 ist in eine zentrale Öffnung 60 des Ankerbereichs 44 eingesetzt, wobei ein Endbereich dieser zentralen Öffnung nicht durch den Pumpenkolbenbereich 42 belegt ist. In diesen Endbereich der zentralen Öffnung 60 tritt das am Gehäuseendstück 20 vorgesehene Dichtungselement 52 bei der Bewegung der Pumpenkolbeneinheit 14 auf den Wandungbereich 48 zu ein, bis der Pumpenkolbenbereich 42 an dem Dichtungselement 52 anstößt. In diesem Zustand wird die bereichsweise auch im Dichtungselement 52 ausgebildete Brennstoffeinlassöffnung 22 durch die Pumpenkolbeneinheit 14, welche unter Vorspannung der Rückstellfeder 47 gegen das Dichtungselement 52 gehalten ist, abgeschlossen. Gleichzeitig bildet das Dichtungselement 52 einen Anschlagdämpfer für die in Richtung auf den Wandungsbereich 48 zu sich bewegende Pumpenkolbeneinheit 14.
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Der das Brennstoffzuleitvolumen 24 in Richtung der Dosierpumpenlängsachse A begrenzende Wandungsbereich 48 umfasst eine auch die Brennstoffeinlassöffnung 22 bereitstellende, im Wesentlichen plane Bodenwandung 62 bzw. eine entsprechend plane Bodenfläche 64 für das Brennstoffzuleitvolumen 24. An dieser die Brennstoffeinlassöffnung 22 umgebenden, planen Bodenfläche 64 ist das Dichtungselement 52 vorgesehen. Das Dichtungselement 52 wird bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Dosierpumpe an das Gehäuseendstück 20 des Pumpenkörpers 12 vorzugsweise durch Anspritzen angeformt. Dies bedeutet, dass bei der Herstellung und der dabei erfolgenden Formgebung des Dichtungselements 52 dieses an das Gehäuseendstück 20 angebunden wird, insbesondere materialschlüssig angebunden wird. Nach dem Verfestigen des Aufbaumaterials des Dichtungselements 52 ist dieses an die Bodenfläche 64 fest angebunden. Gleichwohl ist das aus im Allgemeinen elastischem bzw. verformbarem Material aufgebaute Dichtungselement 52 flexibel, um einerseits die angesprochene Dichtungswirkung zu erlangen, andererseits jedoch auch die gewünschte Anschlagdämpfungsfunktionalität bereitstellen zu können.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass das Dichtungselement 52 auch mit anderer Gestaltung bereitgestellt sein könnte. Beispielsweise könnte es die Brennstoffeinlassöffnung 22 mit größerem Radialabstand umgebend angeordnet sein, so dass eine Stirnfläche 66 des Dichtungselements 52 nicht durch den Pumpenkolbenbereich 42 der Pumpenkolbeneinheit 14 kontaktiert wird, sondern durch eine bezüglich der Dosierpumpenlängsachse A radial weiter außen liegende Stirnfläche 68 des Ankerbereichs 44. Dies hat zur Folge, dass aufgrund des größeren Umfangs des Dichtungselements 52 dieses bei Beibehalt der Anschlagdämpfungsfunktionalität aus weicherem bzw. elastischerem Material aufgebaut werden kann. Auch kann das Dichtungselement 52 insbesondere in seinem zur Anlagewechselwirkung mit der Pumpenkolbeneinheit 14 vorgesehenen Anlagebereich 70 mit verschiedener Formgebung ausgestaltet sein. Beispiele hierfür sind in 3 dargestellt.
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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 Pumpenkolbeneinheit 14 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 Pumpenkolbeneinheit 14 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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004034231 A1 [0002]
