DE102016213727A1

DE102016213727A1 - Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung, Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe mit einer solchen Abdeckung und Verfahren zur Herstellung der Abdeckung

Info

Publication number: DE102016213727A1
Application number: DE102016213727.1A
Authority: DE
Inventors: Erika Duschl; Henryk Freund; Daniel Hanke
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2018-02-01
Also published as: WO2018019565A1; US20190153984A1; CN109154265A; CN109154265B; US10883459B2

Abstract

Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung zur Abdeckung eines Kraftstoffführungsbereichs einer Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe mit einem Abdeckungsgehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Abdeckungsgehäuse ein Phasenwechselkern aufgenommen ist, dass dieser Phasenwechselkern dazu eingerichtet ist seinen Phasenzustand unter Aufnahme von thermischer Energie von dem Kraftstoffführungsbereich zu verändern, dass der Phasenwechselkern zur Phasenänderung bei einer Temperatur von mehr als 60°C eingerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdeckung für eine Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe gemäß dem ersten Patentanspruch und eine Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe mit einer solchen Abdeckung sowie einer Verfahren zur Herstellung der Abdeckung. Kraftfahrzeugkraftstoffpumpen mit Abdeckung sind allgemein aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere aus der DE102006056600 A1 .
Die Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe ist zur Versorgung eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs mit Kraftstoff vorgesehen und ist in der Regel im Motorraum angeordnet.
Die DE102006056600 A1 schlägt eine Kraftstoffpumpe mit einer Abdeckung zum Befördern von Kraftstoff in einem Kraftfahrzeug zu einem Verbrennungsmotor vor.
Aufgrund der Abwärme des Verbrennungsmotors herrschen im Motorraum nach geraumer Fahrzeit Temperaturen von mehr als 50°C, nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs kann diese Temperatur aufgrund fehlender Kühlung bei abgestelltem Verbrennungsmotor zunächst weiter steigen. Der Temperaturanstieg kann zu einer Dampfblasenbildung im Kraftstoff, welcher in der Kraftstoffpumpe verbleibt, führen. Wird danach der noch warme Verbrennungsmotor wieder gestartet, also ein Warmstart des Kraftfahrzeugs ausgeführt, wird der mit Dampfblasen kontaminierte Kraftstoff zu Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine gefördert und es kann dadurch zu Unregelmäßigkeiten bei der Verbrennung oder Startschwierigkeiten kommen, dies ist unerwünscht.
Es ist ein Aufgabe der Erfindung, eine Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung, einen Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe mit einer solchen Abdeckung und ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer solchen Abdeckung anzugeben, mit welcher das Warmstartverhalten der Verbrennungskraftmaschine verbesserbar ist. Diese Aufgabe wird durch eine Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung gemäß Anspruch 1, welche nach einem Herstellungsverfahren gemäß 7 herstellbar ist und eine Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 5 gelöst.
Eine Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung ist zur Abdeckung eines Kraftstoffführungsbereichs einer Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe vorgesehen. Zum Abdecken weist die Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung ein Abdeckungsgehäuse auf. In dem Abdeckungsgehäuse ist ein Phasenwechselkern aufgenommen. Dieser Phasenwechselkern ist dazu eingerichtet, seinen Phasenzustand unter Aufnahme von thermischer Energie von dem Kraftstoffführungsbereich zu verändern. Dabei sind Phasenwechselwerkstoffe und Bauteile aus diesen als solche bekannt und unter einem Phasenwechsel ist insbesondere eine Änderung des Aggregatszustandes zu verstehen. Weiter ist der Phasenwechselkern dazu eingerichtet, dass die Phasenänderung bei einer Temperatur von mehr als 60°C vor sich geht, beziehungsweise beginnt. Weiter vorzugsweise geht diese Phasenänderung bei einer Temperatur von mehr als 75° C, bevorzugt bei mehr als 90° C und besonders bevorzugt bei mehr als 100° C vor sich.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe eine Fördereinrichtung für den Kraftstoff zur Verbrennungskraftmaschine zu verstehen. Vorzugsweise ist dieser Kraftstoff ein Ottokraftstoff, dabei kann die Art des Kraftstoffs von Bedeutung sein, da Dieselkraftstoff in der Regel erst bei höheren Temperaturen zur Dampfblasenbildung neigt. Vorzugsweise ist diese Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe als eine Hochdruckpumpe zu verstehen, mit welcher insbesondere der Kraftstoff mit einem Druck von mehr als 100 bar, bevorzugt mit mehr als 200 bar und besonders bevorzugt mit mehr als 300 bar förderbar ist.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung eine Einrichtung zu verstehen, mit welcher ein Oberflächenbereich der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe der zuvor genannten Art abdeckbar ist. Dabei ist in diesem Sinn unter abdeckbar ein geometrisches Ab- oder Überdecken zu verstehen.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Kraftstoffführungsbereich ein Oberflächenbereich der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe zu verstehen. Vorzugsweise ist dieser Kraftstoffführungsbereich auf einer Oberfläche, vorzugsweise einer Wandung, der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe angeordnet, wobei diese Wandung während des planmäßigen Betriebs der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe vorzugsweise von dem zu fördernden Kraftstoff kontaktierbar ist. Bei einer solchen Ausgestaltung ist diese Wandung von der einen Seite von zu fördernden Kraftstoff kontaktierbar und von der gegenüberlegenden Seite von der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung. Damit ist der Kraftstoffführungsbereich insbesondere ein Oberflächenbereich der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe, über welchen dem in der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe befindlichen Kraftstoff auf besonders geeignete Weise thermische Energie entziehbar ist. Ein Grundgedanke der Erfindung ist es insbesondere, die Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung derart anzuordnen, dass der thermische Weg zwischen dem zu fördernden Kraftstoff und dieser Abdeckung möglichst kurz ist, beziehungsweise der thermische Widerstand gering ist bei der Übertragung der thermischen Energie auf die Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Phasenwechselkern ein Körper zu verstehen, welcher aus einem Phasenwechselmaterial besteht. Dabei sind aus dem Stand der Technik sogenannte Phasenwechselmaterialien als solche bekannt. Insbesondere zeichnen sich derartige Phasenwechselmaterialien durch einen niedrigen Schmelzpunkt, vorzugsweise im Bereich von 150 °C oder weniger und vorzugsweise einer hohen Wärmespeicherkapazität, vorzugsweise von 100 kJ/kg oder mehr, bei einer Temperaturdifferenz von 15° K, aus, sowie dadurch, dass die Phasenwechsel fest/flüssig, flüssig/fest reversibel und vielfach wiederholbar sind.
Im Sinne der Erfindung ist unter einer Phasenänderung des Phasenwechselkerns ein Übergang des Phasenwechselkerns aus einem festen Zustand in einen flüssigen Zustand oder umgekehrt zu verstehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Phasenwechselkern oder vorzugsweise eine Vielzahl von Phasenwechselkernen teilweise oder vorzugsweise vollständig vom Abdeckungsgehäuse umgeben. Insbesondere durch das teilweise Umgeben des Phasenwechselkerns durch das Abdeckungsgehäuse ist es ermöglicht, dass der Phasenwechselkern eine freie Oberfläche aufweist, mit welcher der Kraftstoffführungsbereich der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe unmittelbar kontaktierbar ist. Insbesondere mittels eines vollständig umgebenen Phasenwechselkerns ist eine besonders sichere Aufnahme dieses Kerns im Abdeckungsgehäuse ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Abdeckungsgehäuse als einen Bestandteil einen Kunststoff auf oder besteht vorzugsweise aus diesem. Vorzugsweise ist ein solcher Kunststoff als ein Schaum und weiter vorzugsweise als ein geschlossenporiger Schaum ausgeführt. Vorzugsweise ist der geschlossenporige Schaum als ein Kunststoffschaum ausgebildet. Vorzugsweise ist ein derartiger Schaum als ein Polyurethanschaum ausgebildet. Insbesondere ein geschlossenporiger Kunststoffschaum weist eine gewisse Flexibilität auf, welche sich als vorteilhaft für die Montierbarkeit der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung auf der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe erwiesen hat.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Phasenwechselkern als einen Bestandteil ein Wachs oder ein Paraffin auf oder besteht vorzugsweise aus einem solchen. Insbesondere die genannten Werkstoffe haben sich als besonders vorteilhaft für die Anwendung in einer Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung erwiesen. Weiter vorzugsweise weist der Phasenwechselkern als einen Bestandteil Graphit auf, derartige Phasenwechselmaterialen sind beispielsweise aus der US 8 580 171 B2 bekannt.
Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung ist auf einer Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe montierbar, insbesondere auf einer Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe für Otto- bzw. Benzinkraftstoff, also insbesondere einer Kraftfahrzeugottokraftstoffpumpe.
Vorzugsweise ist der Kraftstoffführungsbereich der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe als ein Abschnitt der Außenoberfläche dieser Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe ausgebildet. Vorzugsweise weist das Abdeckungsgehäuse in planmäßig montiertem Zustand auf der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe eine Innenoberfläche auf. Vorzugsweise ist diese Innenoberfläche gegenüberliegend zu dieser Außenoberfläche des Kraftstoffführungsbereichs angeordnet. Weiter vorzugsweise begrenzen diese Innenoberfläche und diese Außenoberfläche einen Hohlraum. Weiter vorzugsweise ist in diesem Hohlraum der Phasenwechselkern angeordnet. Insbesondere durch diese Ausbildung des Hohlraums ist es ermöglicht, dass der Phasenwechselkern die Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe unmittelbar an ihrer Oberfläche, nämlich im Kraftstoffführungsbereich, unmittelbar kontaktiert. Insbesondere durch die unmittelbare Kontaktierung der Oberfläche der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe ist eine besonders gute Wärmeübertragung von dieser auf den Phasenwechselkern ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abdeckungsgehäuse formschlüssig mit der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe verbunden. Vorzugsweise bildet das Abdeckungsgehäuse mit der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe eine Rastverbindung. Insbesondere mittels einer formschlüssigen Verbindung ist eine besonders einfache Befestigung der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung auf der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe ermöglicht.
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung wird zunächst der Phasenwechselkern, vorzugsweise in einem festen Zustand, bereitgestellt. Dieser Phasenwechselkern wird in einem weiteren Schritt teilweise oder bevorzugt vollständig, mit dem Abdeckungsgehäuse ummantelt. In einem weiteren Schritt wird die Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung ausgeformt. Dabei ist in diesem Sinn unter dem Ausformen insbesondere das Entnehmen des Abdeckungsgehäuses mit dem Phasenwechselkern, also der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung, aus einer Herstellungsform zu verstehen.
Alternativ ist auch ein weiteres Herstellungsverfahren vorgesehen, bei welchen zunächst das Abdeckungsgehäuse geformt wird, in welchen ein Hohlraum zur Aufnahme des Phasenwechselkerns geformt ist. In einem weiteren Schritt wird in diesem Hohlraum oder in dieser Ausnehmung des Abdeckungsgehäuses der Phasenwechselkern, in vorzugsweise flüssigen oder bevorzugt in festen Zustand, eingebracht.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens wird zunächst der Phasenwechselkern in eine Abdeckungsgehäuseform eingebracht. Vorzugsweise wird der Phasenwechselkern über einen oder mehrere Haltestifte oder Haltearme in dieser Abdeckungsgehäuseform in Position gehalten. Vorzugsweise wird dann der verbleibende Hohlraum (Raum zwischen Abdeckungsgehäuseform und Phasenwechselkern) in dieser Abdeckungsgehäuseform mit einem Abdeckungsgehäusewerkstoff ausgefüllt. Durch dieses Ausfüllen der Abdeckungsgehäuseform und damit dem vollständigen oder teilweisen Ummanteln des Phasenwechselkerns, wird die Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung gebildet.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand einer wenigstens teilweise schematisierten Figur, bzw. sind einzelne Merkmale dieser, näher erläutert. Dabei zeigt:
1: eine Schnittdarstellung einer Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe mit montierter Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung.
Die Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe 1 ist von einer Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung 2 teilweise umgeben. Die Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung weist einen Phasenwechselkern 3 auf, der in einem Abdeckungsgehäuse 4 aufgenommen ist und teilweise von diesem umgeben ist. Dabei kontaktiert der Phasenwechselkern 3 den Kraftstoffführungsbereich 5 der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe 1 unmittelbar mit dem Bereich, welcher nicht vom Abdeckungsgehäuse umgeben ist.
Die Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung 2 bildet mit der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe 1, in der Schnittdarstellung in den Bereichen 6 und 7 eine fluiddichte Rastverbindung aus, sodass selbst wenn der Phasenwechselkern 3 in seinen flüssigen Zustand übergegangen ist, dieser nicht aus dem Hohlraum, in welchen dieser aufgenommen ist, austreten kann.
Das Abdeckungsgehäuse 4 besteht vorliegend aus einem Polyurethanschaum, welcher geschlossenporig ist, sodass der Phasenwechselkern 3, wenn dieser thermische Energie aus dem Kraftstoff aufgenommen und in seinen flüssigen Zustand übergegangen ist, nicht aus dem Hohlraum, in welchem dieser aufgenommen ist, austreten kann. Weiter weist eine derartige Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung 2 eine ausreichende Flexibilität zur Montage auf der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe 1 auf.
Die Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe 1 weist Pumpenanschlüsse 8 auf, mittels welcher Kraftstoff angesaugt und abgegeben wird. Das Abdeckungsgehäuse 4 weist eine Ausnehmung 9 auf, die mittels eines Dichtstopfens 10 verschlossen ist. Die Ausnehmung 9 ist dazu vorgesehen, dass bei der Herstellung der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung 2 ein Haltearm (nicht dargestellt) den Phasenwechselkern 3 in der Herstellungsform (nicht dargestellt) an einer vorgegebenen Position hält, so dass der Phasenwechselkern 3 mit dem Abdeckungsgehäuse 4 umgeben werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006056600 A1 [0001, 0003]
US 8580171 B2 [0014]

Claims

Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung zur Abdeckung eines Kraftstoffführungsbereichs einer Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe mit einem Abdeckungsgehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Abdeckungsgehäuse ein Phasenwechselkern aufgenommen ist, dass dieser Phasenwechselkern dazu eingerichtet ist seinen Phasenzustand unter Aufnahme von thermischer Energie von dem Kraftstoffführungsbereich zu verändern, dass der Phasenwechselkern zur Phasenänderung bei einer Temperatur von mehr als 60°C eingerichtet ist.
Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckungsgehäuse den Phasenwechselkern teilweise oder vollständig umgibt.
Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckungsgehäuse als einen Bestandteile einen geschlossenporigen Schaum aufweist oder aus diesem besteht.
Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenwechselkern als einen Bestandteil Wachs oder Paraffin aufweist.
Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe mit einer Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftstoffführungsbereich der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe eine Außenoberfläche aufweist, dass das Abdeckungsgehäuse im planmäßig montiertem Zustand eine Innenoberfläche aufweist, welche der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe zugewandt ist, dass diese Außenoberfläche und diese Innenoberfläche einen Hohlraum begrenzen, dass in diesem Hohlraum der Phasenwechselkern angeordnet ist.
Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckungsgehäuse formschlüssig mit der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpe verbunden ist.
Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit den Schritten: – Bereitstellen des Phasenwechselkerns, – teilweise oder vollständig Ummanteln des Phasenwechselkerns mit dem Abdeckungsgehäuse, – Ausformen der Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung.
Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugkraftstoffpumpenabdeckung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenwechselkern in eine Abdeckungsgehäuseform eingebracht wird und, dass der verbleibende Hohlraum in dieser Abdeckungsgehäuseform mit einem Abdeckungsgehäusewerkstoff ausgefüllt wird und dass so die Kraftfahrzeugpumpenabdeckung gebildet wird.