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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosierpumpe, insbesondere Brennstoffdosierpumpe für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend eine in einem Pumpenkammergehäuse ausgebildete Pumpenkammer, eine zum Ausstoßen von in der Pumpenkammer aufgenommem Brennstoff hin- und herbewegbare Pumpenkolbeneinheit, eine vermittels eines Dichtungselements fluiddicht an das Pumpenkammergehäuse angeschlossene Brennstoffauslassbaugruppe.
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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 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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Aus der
DE 10 2007 031 033 A1 ist eine Dosierpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei welcher an einen in das Pumpenkammergehäuse einzuführenden Anschlussansatz der Brennstoffauslassbaugruppe ein Dichtungselement angeformt ist. Das Dichtungselement ist in eine Außenumfangsnut des Anschlussansatzes eingreifend und mit einem den Endbereich des Anschlussansatzes übergreifenden Ansatz integral ausgebildet. Dieser Ansatz bildet eine Anschlagplatte für den im Pumpenkammergehäuse hin und her bewegbaren Pumpenkolben.
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Die
DE 10 2006 035 055 A1 offenbart eine Dicht- und Führungseinrichtung für einen Kolben einer Kolbenpumpe. Diese bekannte Dicht- und Führungseinrichtung umfasst eine einen Kolben umgebend angeordnete und in einer den Kolben aufnehmenden Öffnung in einem Gehäuse positionierte Führungsbuchse sowie ein an der Führungsbuchse getragenes Dichtelement mit mit einer Außenumfangsfläche des Kolbens einerseits und einer Innenoberfläche der Öffnung in dem Gehäuse andererseits zusammenwirkenden Dichtbereichen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Dosierpumpe so weiter zu bilden, dass bei einfacher Herstellbarkeit eine zuverlässige Abdichtwirkung zwischen dem Pumpenkammergehäuse und der Brennstoffauslassbaugruppe erreicht wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Dosierpumpe, insbesondere Brennstoffdosierpumpe für ein Fahrzeugheizgerät, gemäß Anspruch 1. Diese umfasst eine in einem Pumpenkammergehäuse ausgebildete Pumpenkammer, eine zum Ausstoßen von in der Pumpenkammer aufgenommem Brennstoff hin- und herbewegbare Pumpenkolbeneinheit, eine vermittels eines Dichtungselements fluiddicht an das Pumpenkammergehäuse angeschlossene Brennstoffauslassbaugruppe.
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Dabei ist weiter vorgesehen, dass das Dichtungselement an das Pumpenkammergehäuse angeformt ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau sind also keine Formationen wie Nuten, Hinterschneidungen oder dergleichen erforderlich, um ein Dichtungselement zur Erzeugung einer festen Verbindung und eines dichten Anschlusses darin aufnehmen zu können. Vielmehr wird das Dichtungselement bei seinem Herstellungs- und Formgebungsvorgang angeformt, so dass nicht nur ein dichter Anschluss insbesondere an dasjenige Bauteil bzw. die diejenige Baugruppe erreicht wird, an welcher das Dichtungselement angeformt ist, sondern auch eine stabile Halterung für das Dichtungselement realisiert ist.
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Vorteilhafterweise wird dabei das Dichtungselement durch Anspritzen angeformt.
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Eine zuverlässige Abdichtwirkung zwischen dem Pumpenkammergehäuse und der Brennstoffauslassbaugruppe wird unter Anwendung der erfindungsgemäßen Aufbauprinzipien dadurch erreicht, dass das Pumpenkammergehäuse eine einen Anschlussansatz der Brennstoffauslassbaugruppe aufnehmende Anschlussöffnung aufweist, und dass das Dichtungselement die Anschlussöffnung ringartig umgebend an das Pumpenkammergehäuse angeformt ist. Dabei weist zur Aufnahme des Dichtungselements die Anschlussöffnung eine stufenartige Erweiterung aufweisen, so dass das Dichtungselement im Bereich dieser stufenartigen Erweiterung an das Pumpenkammergehäuse angeformt ist.
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Um bei einfachem Aufbau in dem Pumpenkammergehäuse einerseits die Pumpenkammer ausbilden zu können, andererseits die fluiddichte Anbindung an die Brennstoffauslassbaugruppe erreichen zu können, wird vorgeschlagen, dass das Pumpenkammergehäuse eine die Pumpenkammer und die Anschlussöffnung bereitstellende, das Pumpenkammergehäuse vollständig durchsetzende Öffnung aufweist.
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Da beim Zusammensetzen der Dosierpumpe die Brennstoffauslassbaugruppe mit ihrem Anschlussansatz in die Anschlussöffnung des Pumpenkammergehäuses eingeführt werden muss, ist es zum Ineinandereinfügen dieser beiden Baugruppen vorteilhaft, wenn das Dichtungselement eine Einführschräge für den Anschlussansatz aufweist. Das Bereitstellen von eine derartige Einführschräge bereitstellenden Formationen insbesondere am Pumpenkammergehäuse selbst kann damit vermieden werden.
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Die Brennstoffauslassbaugruppe kann ein Auslassrückschlagventil umfassen. Ferner kann im Anschlussansatz eine Brennstoffauslassöffnung ausgebildet sein.
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Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung, also das Anformen eines Dichtungselements an eine Baugruppe oder einen Bauteil der Dosierpumpe kann in vorteilhafter Art und Weise auch dafür genutzt werden, in einem Pumpenkörper eine zu einem zur Pumpenkammer führenden Brennstoffzuleitvolumen offene Brennstoffeinlassöffnung ausgebildet ist, wobei die Brennstoffeinlassöffnung bei der Hin- und Herbewegung der Pumpenkolbeneinheit phasenweise durch die Pumpenkolbeneinheit abschließbar ist, wobei an die Pumpenkolbeneinheit oder an den Pumpenkörper ein weiteres Dichtungselement zur Erzeugung eines im Wesentlichen dichten Abschlusses der Brennstoffeinlassöffnung durch die Pumpenkolbeneinheit vorzugsweise durch Anspritzen angeformt ist.
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Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Brennstoffeinlassöffnung in einem Wandungsbereich des Pumpenkörpers vorgesehen ist, und dass das weitere Dichtungselement an einer der Pumpenkolbeneinheit zugewandten Oberfläche des Wandungsbereichs angeformt ist. Alternativ ist es möglich, dass die Brennstoffeinlassöffnung in einem Wandungsbereich des Pumpenkörpers vorgesehen ist, und dass das weitere Dichtungselement an einer dem Wandungsbereich zugewandten Stirnfläche der Pumpenkolbeneinheit angeformt ist.
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Das Dichtungselement kann ringartig ausgebildet sein und einen Anlagebereich aufweisen oder/und das weitere Dichtungselement kann ringartig ausgebildet sein und einen zur Anlage an der Pumpenkolbeneinheit oder einem Wandungsbereich der Pumpenkolbeneinheit vorgesehenen Anlagebereich aufweisen. Um dabei sowohl eine zuverlässige Abschlusswirkung zu erreichen, ggf. auch eine Anschlagdämpfung für die Pumpenkolbeneinheit bereitzustellen, wird vorgeschlagen, 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.
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Zur Erzeugung einer Bewegung der Pumpenkolbeneinheit kann eine Elektromagnetspulenanordnung zur magnetischen Wechselwirkung mit einem Ankerbereich der Pumpenkolbeneinheit vorgesehen sein.
- 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Dosierpumpe im Längsschnitt;
- 2 eine Schnittdarstellung eines Pumpenkammergehäuses einer Dosierpumpe;
- 3 eine Pumpenkolbeneinheit einer Dosierpumpe;
- 4 ein Gehäuseendstück einer Dosierpumpe;
- 5 in ihren Darstellungen a) bis d) ein ringartiges Dichtungselement 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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In 2 ist ein Pumpenkammergehäuse 26 einer erfindungsgemäß aufgebauten Dosierpumpe dargestellt. Das Pumpenkammergehäuse 26 ist in Richtung der Dosierpumpenlängsachse A langgestreckt und weist eine zentrale Öffnung 80 auf. Diese über die gesamte Länge des Pumpenkammergehäuses 26 sich hindurch erstreckende zentrale Öffnung 80 stellt insbesondere in demjenigen Längenbereich, in welchem die zur Brennstoffzufuhr dienenden Öffnungen 28 vorgesehen sind, die Pumpkammer 16 bereit, und stellt in einem axialen Endbereich 82 die Anschlussöffnung 34 bereit, in welche der Anschlussansatz 30 der Brennstoffauslassbaugruppe 32 einzusetzen ist. In diesem axialen Endbereich 82 ist die zentrale Öffnung 80 mit einer Stufe 84 stufenartig erweitert. Im Bereich dieser Stufe 84 ist das für einen dichten Anschluss der Brennstoffauslassbaugruppe 32 an das Pumpenkammergehäuse 26 sorgende Dichtungselement 54 an das Pumpenkammergehäuse 26 angeformt. Das Anformen des Dichtungselements 54 erfolgt vorzugsweise durch Anspritzen. Bei diesem Vorgang wird nicht nur eine stabile, insbesondere materialschlüssige Anbindung des Dichtungselements 54 an das Pumpenkammergehäuse 26 realisiert, sondern es wird auch die in 2 erkennbare Form des Dichtungselements 54 bereitgestellt. Insbesondere weist das Dichtungselement 54 einen beispielsweise wölbungsartig ausgebildeten Anlagebereich 86 auf, mit welchem bei in die Anschlussöffnung 34 eingesetztem Anschlussansatz 30 das Dichtungselement 54 an einer Außenumfangsfläche des Anschlussansatzes 30 zur Herstellung des fluiddichten Anschlusses anliegt. Axial anschließend an diesen Anlagebereich 86 ist das Dichtungselement 54 mit einer Einführschräge 88 ausgebildet, welche beispielsweise in Zusammenwirkung mit einer entsprechenden Anfasung am axialen Ende des Anschlussansatzes 30 ein zuverlässiges Einführen des Anschlussansatzes 30 in die zentrale Öffnung 34 bzw. auch in das Dichtungselement 54 gewährleistet.
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Um die Prinzipien der vorliegenden Erfindung, welche zu einem vereinfachten Aufbau, gleichwohl jedoch einer zuverlässigen Abdichtwirkung führen, weiter nutzten zu können, kann insbesondere auch das für einen fluiddichten Abschluss der Brennstoffeinlassöffnung 22 sorgende Dichtungselement 52 durch Anformen, vorzugsweise Anspritzen, an ein Bauteil bzw. eine Baugruppe der Dosierpumpe 10, bereitgestellt werden. Beispielsweise zeigt die 3 das Anformen des Dichtungselements 52 an die Pumpenkolbeneinheit 14. Dabei ist das Dichtungselement 52 eine zentrale Öffnung 60 im Ankerbereich 44 der Pumpenkolbeneinheit 14 umgebend an eine Stirnfläche 68 des Ankerbereichs 44 angeformt bzw. angespritzt. Dieser Stirnfläche 68 des Ankerbereichs 44 liegt eine im Wesentlichen plane Anlagefläche 64 einer im Wandungsbereich 48 bereitgestellten, in diesem Fall im Wesentlichen ebenfalls planen Bodenwandung 62 des Pumpenkörpers 12 axial gegenüber. Im Bereich dieser Anlagefläche 64 ist die Brennstoffeinlassöffnung 22 über eine Mündung 66 offen.
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Da im Vergleich zu der aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung bei diesem Aufbau das Dichtungselement 52 mit größerer Radialabmessung und insbesondere mit radialem Abstand zur Brennstoffeinlassöffnung 22 bzw. der Mündung derselben ausgebildet werden kann, kann für das Dichtungselement 52 grundsätzlich weicheres Material eingesetzt werden, so dass dieses bei gleichwohl zuverlässiger Dichtungs- bzw. Abschlusswirkung eine verbesserte Anschlagsdämpfung realisieren kann.
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Bei einer in 4 dargestellten alternativen Ausgestaltung kann das Dichtungselement 52 an das Gehäuseendstück 20 des Pumpenkörpers 12 die Brennstoffeinlassöffnung 22 umgebend bzw. einen Abschnitt derselben bereitstellend angeformt sein. Bei dieser Ausgestaltung kann das Dichtungselement 52 so konfiguriert sein, dass es den in 1 erkennbaren Ansatz 50 des Gehäuseendstücks 20 ersetzt und zur Herstellung eines dichten Abschlusses in die zentrale Öffnung 60 des Ankerbereichs 44 eingreifend sich am Pumpenkolbenbereich 42 abstützen kann. Auch hier könnte das Dichtungselement 52 mit größerem Radialabstand zur Brennstoffeinlassöffnung 22 angeordnet sein und sich beispielsweise an der Stirnfläche 68 des Ankerbereichs 44 abstützen.
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Die 5 zeigt verschiedene Ausgestaltungsformen insbesondere eines Anlagebereichs 70 des Dichtungselements 52 der 3. In der Ausgestaltungsform der 5a) 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 5b) ist in seinem Anlagebereich 70 das Dichtungselement 52 mit einer balligen, insbesondere doppelt balligen Kontur ausgebildet, während bei der Ausgestaltungsform der 5c) eine mehrfach gezackte, hier doppelt gezackte Kontur im Anlagebereich 70 vorgesehen ist. Durch die ballige bzw. gezackte Ausgestaltung der 5b) und 5c) wird eine insgesamt rippenartige Struktur bereitgestellt, bei welcher eine oder mehrere in Umfangsrichtung umlaufende Rippen erzeugt sind. Die 5d) 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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Es sei darauf hingewiesen, dass eine derartige Formgebung, wie sie in 5 dargestellt ist, auch bei dem in 4 dargestellten Dichtungselement 52 realisiert sein kann und auch mit radialer Orientierung für den Anlagebereich 86 des weiteren Dichtungselements 54 genutzt werden kann.
