DE102021200838B4

DE102021200838B4 - Kraftstoffpumpe und Kraftstofffördereinheit mit einer derartigen Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE102021200838B4
Application number: DE102021200838.0A
Authority: DE
Inventors: Subash Chandra; Manjunath Subba Rao
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2023-01-26
Anticipated expiration: 2041-01-30
Also published as: DE102021200838A1

Abstract

Kraftstoffpumpe (1) mit- einem Elektromotor (4), der eine in Förderrichtung (7) und eine in deren Gegenrichtung (8) antreibbare Elektromotorwelle (5) aufweist,- einer Pumpenstufe (9), die durch den Elektromotor (4) antreibbar ist- einer Saugstrahlpumpe (10), die durch einen Treibstrahl antreibbar ist,- einem ersten Auslasskanal (12), durch den Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe (1) zu einem Verbraucher (14) förderbar ist,- einem zweiten Auslasskanal (13), durch den ein Treibstrahl von der Kraftstoffpumpe (1) zur Saugstrahlpumpe (10) förderbar ist, um diese anzutreiben,- einem Ventil (15), aufweisend einen Ventilkörper (16), wobei in einer Geschlossenstellung des Ventilkörpers (16) der zweite Auslasskanal (13) fluidisch verschlossen ist und in einer Offenstellung fluidisch geöffnet ist,- einem Freilauf (17),- einer Ventilkörperverstellungseinheit (21), die durch eine Rotation der Elektromotorwelle (5) antreibbar ist, wobei der Freilauf (17) einen Antrieb durch die Rotation der Elektromotorwelle (5) in Gegenrichtung (8) auf die Ventilkörperverstellungseinheit (21) zulässt und in Förderrichtung (7) verhindert,wobei die Ventilkörperverstellungseinheit (21) ein Kurvengetriebe (23) aufweist, durch das die auf die Ventilkörperverstellungseinheit (21) übertragene Rotation der Elektromotorwelle in eine Translation (22) umwandelbar ist,wobei der Ventilkörper (16) durch die Translation (22) von der Geschlossenstellung in die Offenstellung sowie von der Offenstellung in die Geschlossenstellung verstellbar ist,dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (17) eine formschlüssige Verbindung aufweist, die durch die Rotation der Elektromotorwelle (5) in Gegenrichtung (8) auf die Ventilkörperverstellungseinheit (21) herstellbar ist, und dass die formschlüssige Verbindung aufgrund der Rotation der Elektromotorwelle (5) in Förderrichtung (7) lösbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstofffördereinheit mit einer derartigen Kraftstoffpumpe.
Kraftstofffördersysteme für Kraftfahrzeuge weisen in der Regel Saugstrahlpumpen auf, mit denen Kraftstoff von einem Bereich eines Satteltank zu einem anderen Bereich des Satteltanks oder vom Kraftstofftank in einen im Kraftstofftank befindlichen Schwalltopf gefördert werden kann. Angetrieben wird eine solche Saugstrahlpumpe durch einen Treibstrahl, der durch eine im Kraftstofftank befindliche Kraftstoffpumpe gefördert wird.
Hierfür benötigt die Kraftstoffpumpe jedoch mehr elektrische Energie als sie zur ausschließlichen Versorgung eines Verbrennungsmotors mit Kraftstoff benötigen würde. Insbesondere in Betriebszuständen, in denen der Betrieb der Saugstrahlpumpe nicht gewünscht ist, stellt die zum Betrieb der Saugstrahlpumpe zusätzlich aufgewendete elektrische Energie, eine Verlustleistung dar, die ein Einsparpotenzial bildet. Ein solcher Betriebszustand kann beispielsweise darin bestehen, dass im ersten Bereich des Satteltanks, in den vom zweiten Bereich des Satteltanks aus, Kraftstoff mittels einer Saugstrahlpumpe förderbar ist, ausreichend Kraftstoff zur Versorgung des Verbrennungsmotors vorhanden ist und somit der Betrieb der Saugstrahlpumpe nicht notwendig ist.
Um das Einsparpotenzial insbesondere in solchen Betriebszuständen zu nutzen, ist es vorteilhaft, den Betrieb der Saugstrahlpumpe durch den Treibstrahl ein- und ausschalten zu können. Hierfür kann beispielsweise ein speziell hierfür vorgesehenes elektromechanisches Ventil vorgesehen sein, das die Versorgung der Saugstrahlpumpe mit dem Treibstrahl unterbrechen kann. Die elektromechanische Betätigung eines solchen Ventils erhöht jedoch die Kosten und die Komplexität eines Kraftstofffördersystems.
Um die Kosten und die Komplexität gering zu halten, wird versucht die Betätigung eines solchen Ventils mit Mitteln umzusetzen, die bereits Teil des Kraftstofffördersystemen sind, sodass möglichst wenig zusätzliche Bauteile für die Betätigung des Ventils notwendig sind.
Die Druckschrift WO 2018 / 055 032 A1 offenbart eine Kraftstofffördereinheit mit einem Ventil, welches durch einen Elektromotor der Kraftstofffördereinheit betätigbar ist. Die Betätigung des Ventils ist durch zwei Rampenförmige Kupplungsteile ausgebildet, die eine Drehbewegung der Elektromotorwelle in eine Schaltbewegung des Ventils übertragen.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Die erste Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kraftstoffpumpe bereitzustellen, welche eine einfache und kostengünstige Betätigung eines Ventils zum Ein- und Abschalten einer Saugstrahlpumpe durch einen Elektromotor ermöglicht. Ferner besteht eine zweite Aufgabe darin, eine Kraftstofffördereinheit mit einer solchen Kraftstoffpumpe bereitzustellen.
Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kraftstoffpumpe mit einem Elektromotor, der eine in Förderrichtung und eine in deren Gegenrichtung antreibbare Elektromotorwelle aufweist, einer Pumpenstufe, die durch den Elektromotor antreibbar ist, einer Saugstrahlpumpe, die durch einen Treibstrahl antreibbar ist, einem ersten Auslasskanal, durch den Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe zu einem Verbraucher förderbar ist, einem zweiten Auslasskanal, durch den ein Treibstrahl von der Kraftstoffpumpe zur Saugstrahlpumpe förderbar ist, um diese anzutreiben, einem Ventil, aufweisend einen Ventilkörper, wobei in einer Geschlossenstellung des Ventilkörpers der zweite Auslasskanal fluidisch verschlossen ist und in einer Offenstellung fluidisch geöffnet ist, einem Freilauf, einer Ventilkörperverstellungseinheit, die durch eine Rotation der Elektromotorwelle antreibbar ist, wobei der Freilauf einen Antrieb durch die Rotation der Elektromotorwelle in Gegenrichtung auf die Ventilkörperverstellungseinheit zulässt und in Förderrichtung verhindert, wobei die Ventilkörperverstellungseinheit ein Kurvengetriebe aufweist, durch den die auf die Ventilkörperverstellungseinheit übertragene Rotation der Elektromotorwelle in eine Translation umwandelbar ist, wobei der Ventilkörper durch die Translation von der Geschlossenstellung in die Offenstellung sowie von der Offenstellung in die Geschlossenstellung verstellbar ist, gelöst.
Mithilfe des Kurvengetriebes kann die Rotation der Elektromotorwelle in Gegenrichtung relativ kostengünstig und einfach in eine Translation umgewandelt werden, die zur Betätigung des Ventilkörpers von der geschlossen Stellung in die Offenstellung sowie von der Offenstellung in die Geschlossenstellung genutzt wird. Die Translation ermöglicht hierbei eine äußerst einfache Ausgestaltung des Ventils, da somit der Ventilkörper lediglich eine lineare Bewegung, also eine geradlinige Schaltbewegung, zwischen der Geschlossenstellung und der Offenstellung, ausführt. Das Ventil wäre bei einer rotatorischen oder schwenkenden Schaltbewegung des Ventilkörpers ungleich aufwendiger und damit teurer in der Herstellung. Darüber hinaus ist die Ventilverstellungseinheit und das Ventil in die Kraftstoffpumpe integriert, weshalb keinerlei separate Montage der Ventilverstellungseinheit oder des Ventils in einem Kraftstofftank notwendig ist. Zudem handelt es sich um eine besonders äußerst kompakte Ausgestaltung einer Ventilverstellungseinheit und eines Ventils, weshalb der zur Verfügung stehende Tankinhalt bei der Montage der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe in einem Tank maximal zur Aufnahme von Kraftstoff ausgenutzt werden kann.
Im Rahmen dieser Erfindung ist unter einer Schaltbewegung die Bewegung des Ventilkörpers von der Geschlossenstellung zur Offenstellung sowie von der Offenstellung zur Geschlossenstellung zu verstehen.
Mithilfe des Freilaufs wird darüber hinaus eine Schaltbewegung bei Rotation der Elektromotorwelle in Förderrichtung zuverlässig verhindert, sodass ungewollte Schaltvorgänge während des Betriebs der Kraftstoffpumpe ausgeschlossen werden können.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf Klemmkörper, Klemmrollen, Sperrklinken, Klauenringe, eine Rutschkupplung oder eine Schlingfederkupplung aufweist. Ferner ist es zweckmäßig, eine Kraftstoffpumpe, die einen Freilauf mit Sperrklinken aufweist, einzusetzen, wenn der, durch die Sperrklinken hervorgerufene, Geräuschpegel, eine vernachlässigbare Rolle spielt und hoher Wert auf geringe Kosten gelegt wird. Ein Freilauf mit einer Schlingfederkupplung ist nicht nur geräuscharm, sondern auch platzsparend und kostengünstig. In einer Ausgestaltung mit einer Schlingfederkupplung ist die Schlingfeder vorzugsweise um einen Abschnitt der Motorwelle gewickelt, der dem Ventil zugeordnet ist.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Elektromotor um eine permanenterregte Synchronmaschine, der als Innenläufer ausgebildet ist. Ein solcher Motor weist in der Regel einen höheren Wirkungsgrad auf als ein vergleichbarer mechanisch kommutierter Gleichstrommotor, da keine mechanischen Kommutierungsverluste auftreten. Vorzugsweise weist die Elektromotorwelle in einer solchen Ausgestaltung des Elektromotors ein Blechpaket mit Permanentmagneten auf, das den Rotor bildet, während der die Elektromotorwelle umgebende, außenliegende Stator die Statorwicklungen, die dazu notwendig sind, um ein magnetisches Drehfeld zu erzeugen, aufweist. Eine solche als Innenläufer bezeichnete Bauweise, erleichtert zudem die Anbindung zwischen der Elektromotorwelle und der Ventilkörperverstellungseinheit.
Insbesondere handelt es sich bei der Pumpenstufe, um eine Seitenkanalpumpenstufe oder eine Peripheralkanalpumpenstufe. Beide Arten von Pumpenstufen haben gemein, dass der durch sie geförderte Volumenstrom relativ linear abhängig zur Pumpendrehzahl verläuft, womit eine sehr einfache und genaue Regelung des durch die Kraftstoffpumpe geförderten Volumenstroms möglich ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Saugstrahlpumpe so angeordnet, dass durch sie Kraftstoff von einer ersten Kammer eines Kraftstofftanks in eine zweite Kammer des Kraftstofftanks förderbar ist, wobei es sich bei dem Kraftstofftank vorzugsweise um einen Satteltank handelt. Damit wird eine Entleerung der zweiten Kammer des Kraftstofftanks verhindert.
Alternativ hierzu ist die Saugstrahlpumpe so angeordnet sein, dass durch sie Kraftstoff vom Kraftstofftank direkt in einen Schwalltopf, der sich im Kraftstofftank befindet, förderbar ist, wobei es sich bei dem Kraftstofftank vorzugsweise um einen Satteltank handelt. Damit wird eine Entleerung des Schwalltopfes verhindert.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kurvengetriebe mindestens einen Kurvenbahnabtaster und einen Kurvenbahnkörper mit einer Kurvenbahn aufweist, dass ein erster Kurvenbahnabschnitt ein erstes Niveau und ein zweiter Kurvenbahnabschnitt ein zweites Niveau bildet, dass der Kurvenbahnkörper rotierbar gelagert ist und durch die Rotation, die auf die Ventilkörperverstellungseinheit übertragbar ist, antreibbar ist, dass der Kurvenbahnabtaster durch die Rotation des Kurvenbahnkörpers bewegbar ist und dass der Ventilkörper durch die Bewegung des Kurvenbahnabtasters verstellbar ist. Insbesondere befindet sich das erste Niveau auf einer Ebene, die von einer Ebene, auf der sich das zweite Niveau befindet, beabstandet ist. Der Abstand der beiden Ebenen zueinander erstreckt sich vorzugsweise in Richtung der Bewegung des Kurvenbahnabtasters.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kurvenbahnabtaster lediglich einen translatorischen Freiheitsgrad aufweist, da dadurch eine direkte Übertragung einer translatorischen Schaltbewegung auf den Ventilkörper sichergestellt werden kann. Es ist bevorzugt, wenn der Kurvenbahnabtaster als Pin, mit anderen Worten stiftförmig, ausgebildet ist. Dies ist nicht nur kosten- und bauraumsparend, sondern erleichtert auch die Lagerung des Kurvenbahnabtasters aufgrund einer relativ unaufwändigen Geometrie.
Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn der Kurvenbahnabtaster in Richtung der Kurvenbahn vorgespannt ist. Dadurch wird sichergestellt, dass der Kurvenbahnabtaster selbst bei hohen Schaltgeschwindigkeiten, d. h. bei hohen Rotationsgeschwindigkeit der Elektromotorwelle, nicht von der Kurvenbahn abhebt, womit eine genaue Schaltbewegung, die der Kurvenbahn folgt, ermöglicht wird. Dies ist beispielsweise durch ein separates Vorspannelement, insbesondere durch ein Federelement, zum Beispiel durch eine Schraubenfeder, die als Druckfeder ausgebildet ist, kostengünstig realisierbar.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kurvenbahnabtaster an seiner Kontaktfläche, die im Kontakt mit der Kurvenbahn ist, eine geschliffene oder polierte Oberfläche aufweist. In dieser Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, wenn die Kurvenbahn geschliffen oder poliert ist. Dadurch wird der Reibwiderstand durch das Abfahren der Kurvenbahn mittels des Kurvenbahnabtasters minimiert, was den Verschleiß deutlich verringert und die Funktionssicherheit erhöht.
Alternativ zur mechanischen Bearbeitung der Kontaktfläche und der Kurvenbahn, ist eine Ausführungsform bevorzugt, in der der Kurvenbahnabtaster und/oder die Kurvenbahn durch Kunststoffspritzguss hergestellt sind bzw. ist. Hierdurch kann die Herstellung der Kurvenbahn und/oder des Kurvenbahnabtasters reduziert werden. Gleichzeitig kann mithilfe dieses Herstellungsverfahrens ein geringer Reibwiderstand zwischen dem Kurvenbahnabtaster und der Kurvenbahn realisiert werden. Auch ist es bevorzugt, wenn das Kurvengetriebe zwei oder mehr Kurvenbahnabtaster aufweist. Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn die Kurvenbahnabtaster entlang der Kurvenbahn zueinander versetzt angeordnet sind. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn der Abstand eines ersten Kurvenbahnabtasters zu einem zweiten Kurvenbahnabtaster 180° in Rotationsrichtung des Kurvenbahnkörpers beträgt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kurvenbahn einen Verlauf aufweist, der jeden Kurvenbahnabtaster in die Lage versetzt, die Schaltbewegung auszuführen. Mit anderen Worten weist der Kurvenbahnkörper eine Kurvenbahn auf, die zwei erste Kurvenbahnabschnitte und zwei zweite Kurvenbahnabschnitte aufweist. Dabei sind die ersten und zweiten Kurvenbahnabschnitte alternierend im Kurvenbahnverlauf angeordnet. Insbesondere sind die beiden ersten Kurvenbahnabschnitte sowie die beiden zweiten Kurvenbahnabschnitte zueinander um 180° in Rotationsrichtung des Kurvenbahnkörpers versetzt. Auf diese Weise wird eine Redundanz geschaffen, für den Fall, dass einer der Kurvenbahnabtaster abbrechen sollte. Auch kann hierdurch ein Verkanten und Blockieren des Ventilkörpers verhindert werden, wenn die Kurvenbahnabtaster radial beabstandet zur Rotationsachse des Kurvenbahnkörpers angeordnet sind, da die Translation so gleichmäßig auf den Ventilkörper übertragen wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform weist eine Lagerung auf, mittels der der Kurvenbahnabtaster lediglich axial, nicht rotierend gelagert ist. Dadurch weist der Kurvenbahnabtaster lediglich einen translatorischen Freiheitsgrad auf. Es ist möglich den oder die Kurvenbahnabtaster direkt oder indirekt zu lagern. Eine indirekte Lagerung des Kurvenbahnabtasters ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil, vorzugsweise der Ventilkörper, der mit dem Kurvenbahnabtaster antriebsverbunden ist, direkt in einer Führung gelagert ist und so die Lagerung bildet. Eine direkte Lagerung des Kurvenbahnabtasters ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenbahnabtaster axial in einem Gleitlager geführt ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kurvenbahnabtaster einteilig mit dem Ventilkörper ausgebildet ist. Dadurch kann die Translation des Kurvenbahnabtasters direkt auf den Ventilkörper übertragen werden, was ein Verkanten und Blockieren des Ventilkörpers zuverlässig verhindert. Außerdem ist keinerlei komplexe Übertragung zwischen der Bewegung des Kurvenbahnabtasters und des Ventilkörpers notwendig. Beispielsweise ist der Ventilkörper und der mindestens eine Kurvenbahnabtaster durch einen gemeinsamen Kunststoffspritzgussprozess hergestellt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Niveau der Geschlossen- oder Offenstellung des Ventilkörpers zugeordnet ist, während das zweite Niveau der anderen Stellung des Ventilkörpers zugeordnet ist. D. h., wenn der Kurvenbahnabtaster mit dem ersten Kurvenbahnabschnitt, welcher beispielsweise der Offenstellung des Ventilkörpers zugeordnet ist, in Kontakt ist, sich der Ventilkörper in der Offenstellung befindet. Bei Rotation des Kurvenbahnkörpers in eine Stellung, in der der Kurvenbahnabtaster mit dem zweiten Kurvenbahnabschnitt in Kontakt ist, bewegt sich der Ventilkörper von der Offenstellung in die Geschlossenstellung. D. h., dass die Kurvenbahn direkten Einfluss auf die Schaltbewegung des Ventilkörpers hat.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahnabschnitte durch mindestens einen Verbindungskurvenbahnabschnitt miteinander verbunden sind. Dadurch wird ein flüssiger, nicht ruckartiger Übergang, also Schaltvorgang, von einem Kurvenbahn Abschnitt zum anderen sichergestellt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenbahnkörper rotierbar um die Rotationsachse der Elektromotorwelle oder um eine Achse, die parallel zur Rotationsachse der Elektromotorwelle verläuft, gelagert ist. Die Ausführungsform, in der der Kurvenbahnkörper rotierbar um die Rotationsachse der Elektromotorwelle verläuft, stellt eine äußerst kompakte Ausgestaltung dar, während die andere Ausführungsform, in der der Kurvenbahnkörper rotierbar um eine Achse gelagert ist, die parallel zur Rotationsachse der Elektromotorwelle verläuft, eine seitlich versetzte Anordnung des Ventils ermöglicht. Letzteres kann bei komplexen und flachen Kraftstofftankgeometrie vorteilhaft oder sogar notwendig sein, um die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe innerhalb eines Kraftstofftanks anordnen zu können. Dabei ist es auch denkbar, dass die seitlich versetzte Anordnung des Ventils so weit geht, dass das Ventil und/oder der Kurvenbahnkörper nicht stirnseitig zum Stator angeordnet sind, sondern lediglich radial benachbart zum Stator angeordnet sind. Beispielsweise lässt sich die Drehbewegung der Elektromotorwelle mithilfe von Zahnrädern auf den Kurvenbahnkörper übertragen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Achse, um die der Kurvenbahnkörper rotierbar gelagert ist, in einem Winkel zur Rotationsachse der Elektromotorwelle verläuft. Auch hiermit kann auf spezielle Kraftstofftankgeometrien eingegangen werden, um die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe innerhalb eines derartigen Kraftstofftanks anordnen zu können.
Der Freilauf weist eine formschlüssige Verbindung auf, die durch die Rotation der Elektromotorwelle in Gegenrichtung auf die Ventilkörperverstellungseinheit herstellbar ist, wobeidie formschlüssige Verbindung aufgrund der Rotation der Elektromotorwelle in Förderrichtung lösbar ist. Die formschlüssige Verbindung, die durch die Rotation der Elektromotorwelle in Gegenrichtung auf die Ventilkörperverstellungseinheit herstellbar ist, dient dazu, den Antrieb durch die Rotation der Elektromotorwelle in Gegenrichtung zu übertragen. Dass die formschlüssige Verbindung aufgrund der Rotation der Elektromotorwelle in Förderrichtung lösbar ist, dient dazu, den Antrieb durch die Rotation der Elektromotorwelle in Förderrichtung zu verhindern. Da die formschlüssige Verbindung sowohl durch die Rotation der Elektromotorwelle herstellbar als auch lösbar ist, kann auf separate Schalteinrichtungen verzichtet werden, was die Komplexität des Systems niedrig hält, die Kosten senkt und die Montage vereinfacht, während eine hohe Funktionszuverlässigkeit gewährleistet ist.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die formschlüssige Verbindung reversibel herstellbar und reversibel lösbar ist. Mit anderen Worten ist die formschlüssige Verbindung vielmals herstellbar und wieder lösbar, womit eine Langlebigkeit der Vorrichtung gewährleistet ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf einen antreibenden Teil aufweist, der mit der Elektromotorwelle antriebsverbunden ist, und einen vom antreibenden Teil des Freilaufs antreibbaren Teil aufweist, dass einer der beiden Teile mindestens ein Formelement aufweist, das in einer ersten Stellung mit einer Antriebsübertragungsgeometrie des anderen Teils im Eingriff steht und so die formschlüssige Verbindung bildet, und dass das mindestens eine Formelement in einer zweiten Stellung nicht mit der Antriebsübertragungsgeometrie in Eingriff steht. Mit anderen Worten ist die formschlüssige Verbindung nicht gebildet, wenn sich das mindestens eine Formelemente in der zweiten Stellung befindet.
Da das mindestens eine Formelemente in der zweiten Stellung nicht mit der Antriebsübertragungsgeometrie in Eingriff steht, besteht in dieser Stellung des Formelements keine formschlüssige Verbindung zwischen dem antreibenden Teil des Freilaufs und dem antreibbaren Teil des Freilaufs.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Antriebsübertragungsgeometrie durch ein Ende der Elektromotorwelle ausgebildet ist. Mit anderen Worten bildet ein Ende der Elektromotorwelle, vorzugsweise das Ende der Elektromotorwelle, welches dem Ventil zugewandt ist, die Antriebsübertragungsgeometrie. Durch diese integrale Ausgestaltung kann auf ein zusätzliches Bauteil verzichtet werden.
Alternativ zur integralen Ausgestaltung ist es möglich, die Antriebs Übertragungsgeometrie durch ein separates Bauteil, vorzugsweise durch ein Kunststoffspritzteil, auszubilden, welches rotationsübertragend am Ende der Elektromotorwelle mit der Elektromotorwelle verbunden ist. Hierdurch lässt sich die aufwändige mechanische Bearbeitung der Elektromotorwelle vermeiden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Antriebsübertragungsgeometrie durch mindestens ein sich radial zur Rotationsachse des Kurvenbahnkörpers erstreckenden Vorsprung ausgebildet ist.
Auch ist es bevorzugt, wenn die Antriebsübertragungsgeometrie die Form eines Mehrkants aufweist, da dies eine möglichst einfache und langlebige Geometrie darstellt.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Formelement einteilig mit dem antreibbaren Teil des Freilaufs oder einteilig mit dem antreibbaren Teil des Freilaufs ausgebildet ist. Dies hält die Kosten und den Montageaufwand besonders niedrig.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Formelement separat ausgebildet ist und mit dem antreibenden Teil des Freilaufs oder dem antreibbaren Teil des Freilaufs befestigt ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Formelement eine Vorspannung in Richtung der ersten Stellung aufweist, dass das mindestens eine Formelement bei der Rotation der Elektromotorwelle in Gegenrichtung durch die Vorspannung in die erste Stellung bewegbar ist, und dass durch Rotation der Elektromotorwelle in Förderrichtung das mindestens eine Formelelement in seine zweite Stellung bewegbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorspannung des mindestens einen Formelements durch die Dimensionierung des Formelements und/oder die Auswahl des Werkstoffs, aus dem das Formelement ausgebildet ist, hervorgerufen wird. Mit anderen Worten sind bei dieser Ausgestaltung keine separaten Vorspannelemente notwendig, um die Vorspannung des mindestens einen vom Elements hervorzurufen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Vorspannung des mindestens einen Formelements durch ein separates Vorspannelement erzeugt wird. Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn es sich bei dem Vorspannelement um ein Federelement handelt.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn das Federelement gleichzeitig ein Lagerelement ist, welches das mindestens eine Formelement mit dem Teil des Freilaufs verbindet, an dem das Formelement befestigt ist.
Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn das Federelement, welches gleichzeitig ein Lagerelement ist, als Draht ausgebildet ist. Dabei wird bevorzugterweise die Federkraft aufgrund einer Wicklung des Drahts hervorgerufen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Formelemente derartig gelagert, dass es zwischen seiner ersten und zweiten Stellung eine Dreh-, Klapp- oder Schwenkbewegung ausführt. Es ist bevorzugt, wenn die erste und/oder zweite Stellung durch eine Geometrie des Teils des Freilaufs, mit dem das mindestens eine Formelemente befestigt ist, vorgegeben wird, indem die Dreh-, Klapp- oder Schwenkbewegung durch diese Geometrie begrenzt wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass durch den Ventilkörper eine Einlassöffnung in den zweiten Auslasskanal, die quer zur Bewegungsrichtung des Ventilkörpers ausgerichtet ist, fluidisch verschließbar ist.
Da die Einlassöffnung quer zur Bewegungsrichtung des Ventilkörpers ausgerichtet ist, wirkt der Treibstrahl, der durch die Einlassöffnung in den zweiten Auslasskanal strömen kann, der Schaltbewegung des Ventilkörpers nicht entgegen. Mit anderen Worten sind das Schließen und Öffnen der Einlassöffnung mittels des Ventilkörpers mit geringen Kräften möglich, weshalb die hierfür notwendigen Komponenten entsprechend kostengünstig dimensioniert werden können und geringe Kräfte für die Betätigung des Ventils aufgewendet werden müssen. Letzteres verstärkt den energiesparenden Effekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung und trägt zur Funktionssicherheit bei, dadurch die geringeren Kräfte ein geringerer Verschleiß einhergeht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Ventilkörper in dem zweiten Auslasskanal axial in Erstreckungsrichtung des Auslasskanals geführt ist. Hierdurch wird eine separate Führung des Ventilkörpers, beispielsweise durch ein separates Axiallager, überflüssig. Das führt zu einer kompakteren Bauweise.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenbahnabtaster radial zur Rotationsachse der Elektromotorwelle angeordnet und/oder ausgerichtet ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der Kurvenbahnkörper als Nocke ausgebildet ist und der Kurvenbahnabtaster sich quer zur Rotationsachse der Nocke erstreckt. Eine solche Ausführungsform ist besonders bei speziellen Bauraumbedingungen von Vorteil.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Translation quer zur Rotationsachse der Elektromotorwelle verläuft. Hierdurch wird eine alternative Ausführungsform geschaffen, die besonderen Bauraumansprüchen Rechnung trägt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Nocke durch ein Ende der Elektromotorwelle gebildet wird. Hierdurch kann auf einen Befestigungsprozess zwischen Nocke und Elektromotorwelle verzichtet werden, was den Fertigungsaufwand erheblich senkt. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn einen stetigen Verlauf aufweist. Hierdurch kann der Schaltverlauf, mit anderen Worten die Translation des Kurvenbahnabtasters äußerst genau durch die Rotation der Elektromotorwelle vorgegeben werden. Hierdurch lassen sich im Gegensatz zu einem Kurvenbahnverlauf, der Sprünge in Form von Absätzen aufweist, flüssige und verschleißarme Schaltvorgänge realisieren.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn sich um 360° um ihre Rotationsachse erstreckt. Insbesondere ist hierbei die Rotationsachse identisch zur Rotationsachse des Kurvenbahnkörpers. Mit anderen Worten ist die Kurvenbahn umlaufend ausgebildet. Das bedeutet, dass die Kurvenbahn weder einen Anfang noch ein Ende aufweist. Dadurch ist sichergestellt, dass der Schaltvorgang des Ventilkörpers sowohl von der Geschlossenstellung in die Offenstellung als auch von der Offenstellung in die Geschlossenstellung durch die gleiche Rotationsrichtung verstellbar ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kurvenbahnabschnitt der Geschlossenstellung des Ventilkörpers zugeordnet ist und dass der zweite Kurvenbahnabschnitt der Offenstellung des Ventilkörpers zugeordnet ist. Durch eine gezielte Wahl der Länge des jeweiligen Kurvenbahnabschnitts kann die Schaltzuverlässigkeit und Schaltgenauigkeit sichergestellt werden. Die Länge des jeweiligen Kurvenbahnabschnitts wird hierbei als Rotationswinkel der Elektromotorwelle gemessen.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, in der die jeweiligen Kurvenbahnabschnitte Arretierungsgeometrien aufweisen, die mit dem mindestens einen Kurvenbahnabtaster so zusammenwirken, dass eine Schaltbewegung von der Offenstellung in die Geschlossenstellung des Ventilkörpers, oder umgekehrt, lediglich durch einen gezielten Schaltvorgang erreicht wird. Mit anderen Worten greift der Kurvenbahnabtaster in die Arretierungsgeometrie, die beispielsweise als eine Ausnehmung oder Vertiefung im jeweiligen Kurvenbahnabschnitt ausgebildet ist, ein. Dabei ist die Arretierungsgeometrie derart ausgebildet, dass durch die Schaltbewegung, d. h. die Rotation der Elektromotorwelle, sich der Kurvenbahnabtaster aus der Arretierungsgeometrie lösen kann. Beispielsweise ist das Federelement, das den Kurvenbahnabtaster gegen die Kurvenbahn vorgespannt, so ausgelegt, dass es eine Bewegung des Kurvenbahnabtasters entgegen seiner Vorspannungsrichtung, die das Lösen des Kurvenbahnabtasters aus der Arretierungsgeometrie zulässt, erlaubt. Hierdurch wird ein ungewolltes Lösen der Offenstellung oder Geschlossenstellung des Ventilkörpers zuverlässig verhindert.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenbahnkörper eine Kurvenscheibe ist, dass die Kurvenscheibe eine Nut aufweist, dass die Kurvenbahn durch die Nut ausgebildet ist und dass der Kurvenbahnabtaster in der Nut geführt ist. Bei einer solchen Ausgestaltung kann auf eine separates Vorspannelement verzichtet werden, da die Nut die Bewegung des Kurvenbahnabtasters nicht nur in eine Richtung, sondern auch in die Gegenrichtung begrenzt und damit vorgibt. Dadurch kann auf ein zusätzliches Federelement, welches den Kurvenbahnabtaster vorspannt, verzichtet werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe ein Kraftstoffpumpengehäuse aufweist, in welchem der Elektromotor angeordnet ist, und dass das Kraftstoffpumpengehäuse an einer Stirnseite des Elektromotors innenliegend eine Aufnahme für den Ventilkörper und die Ventilkörperverstellungseinheit aufweist. Hierdurch wird die Montage erleichtert, da die Aufnahme eine Zentrierung für den Ventilkörper und die Ventilkörperverstellungseinheit darstellt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Aufnahme als eine Führung für den Ventilkörper ausgebildet ist, da so auf eine separate Lagerung verzichtet werden kann.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Aufnahme als Gehäuse für den Ventilkörper und die Ventilkörperverstellungseinheit ausgebildet ist.
Auch ist es bevorzugt, wenn die Aufnahme den zweite Auslasskanal bildet.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Einlassöffnung in einer Wand der Aufnahme angeordnet ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Aufnahme zylindrisch ausgebildet ist. Vorteilhafterweise besitzt die Aufnahme nicht nur eine zylindrische Innenkontur, sondern auch eine zylindrische Außenkontur. Insbesondere weist die zylindrische Aufnahme eine konstante Wandstärke auf.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme an ihrem Außenumfang ein Gewinde aufweist, das zusammen mit dem Innengewinde einer Überwurfmutter derart zusammenwirkt, dass die Überwurfmutter und die Aufnahme ein Gehäuse für den Kurvenbahnkörper, den Ventilkörper und den Kurvenbahnabtaster bilden. Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Überwurfmutter eine axiale Öffnung aufweist, durch die der Kurvenbahnkörper aus dem Inneren der Aufnahme in Richtung der Elektromotorwelle herausragt.
Die zweite Aufgabe der Erfindung wird durch eine Kraftstofffördereinheit, die die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe aufweist, gelöst.
Auch ist es zweckmäßig, wenn ein Kraftstofftank eine derartige Kraftstofffördereinheit aufweist.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor einen derartigen Kraftstofftank aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 einen schematischen Aufbau eines Kraftstoffversorgungssystems mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe,
2a einen Schnitt durch die Kraftstoffpumpe,
2b einen Schnitt durch das Ventil, das Kurvengetriebe und den Freilauf einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
3 eine perspektivische Ansicht des Ventilkörpers, des Kurvenbahnkörpers und des Freilaufs,
4 eine weitere perspektivische Ansicht des Ventilkörpers, des Kurvenbahnkörpers und des Freilaufs,
5a eine vereinfachte zweidimensionale Ansicht des Kurvengetriebes,
5b eine zweidimensionale Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Kurvengetriebes,
6 eine alternative Ausführungsform des Kurvenbahnkörpers als Nocke,

Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe 1, die einen Elektromotor 4 aufweist, der eine Pumpenstufe 9 antreibt, um Kraftstoff durch einen ersten Auslasskanal 12 zu einem Verbraucher 14, hier ein Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, zu fördern, um diesen mit Kraftstoff zu versorgen. Gleichzeitig versorgt die Pumpenstufe 9 der Kraftstoffpumpe 1 bei geöffnetem Ventil 15 eine Saugstrahlpumpe 10, die in einer ersten Kammer eines Kraftstoffsatteltanks angeordnet ist, mit einem Treibstrahl, der zum Betrieb der Saugstrahlpumpe 10 genutzt wird. Mithilfe der Saugstrahlpumpe 10 kann Kraftstoff, der sich in der ersten Kammer des Kraftstoffsatteltanks befindet in die zweite Kammer 33 des Kraftstoffsatteltanks gefördert werden, wo die Kraftstoffpumpe 1 angeordnet ist. Das Ventil 15 ist mittels einer Ventilkörperverstellungseinheit 21 durch den Elektromotor 4 der Kraftstoffpumpe 1 derart verstellbar, dass der Treibstrahl zur Versorgung der Saugstrahlpumpe 10 unterbrochen werden kann, wenn eine Förderung von Kraftstoff aus der ersten Kammer des Kraftstoffsatteltanks nicht benötigt wird. Ebenso ist hierüber der Treibstrahl zur Versorgung der Saugstrahlpumpe 10 im Bedarfsfall aktivierbar.
2a zeigt eine Elektromotorwelle 5 des Elektromotors, einen Freilauf 17, der einen antreibenden Teil 18, der als Antriebsübertragungsgeometrie 6 am Ende der Elektromotorwelle 5 ausgebildet ist, und einen vom antreibenden Teil 18 antreibbaren Teil 19 aufweist. Der antreibbare Teil 19 des Freilaufs 17 ist in einen Kurvenbahnkörper 24 integriert und mithilfe mindestens eines beweglichen Formelements 20 ausgebildet. Das Kurvengetriebe 23 ist durch den Kurvenbahnkörper 24 und einen Kurvenbahnabtaster 31 ausgebildet. Der Kurvenbahnabtaster 31 ist einteilig mit einem Ventilkörper 16 ausgebildet, wobei der Kurvenbahnabtaster 31 durch ein Federelement 34 in Gestalt einer Druckfeder, das auf den Ventilkörper 16 wirkt, gegen eine Kurvenbahn des Kurvenbahnkörpers 24 vorgespannt. Der Ventilkörper 16 ist in der Lage eine Translation 22, hervorgerufen durch eine Rotation des Kurvenbahnkörpers 24 hervorzurufen, da der Kurvenbahnabtaster 31 den Kurvenbahnverlauf der Kurvenbahn des Kurvenbahnkörpers 24 auf den Ventilkörper 16 überträgt. Der Kurvenbahnkörper 24 ist durch eine Rotation der Elektromotorwelle 5 entgegen einer Rotationsrichtung, die der Förderrichtung 7 der Elektromotorwelle 5 entspricht, antreibbar. Hierbei wird die Rotation der Elektromotorwelle 5 über die Antriebsübertragungsgeometrie 6, die mit den Formelementen 20, die mit dem Kurvenbahnkörper 24 verbunden sind und eine formschlüssige Verbindung bilden, auf den Kurvenbahnkörper 24 übertragen. Die Formelemente 20 sind so an dem Kurvenbahnkörper 24 gelagert, dass die Antriebsübertragungsgeometrie 6 bei Rotation der Elektromotorwelle 5 in Förderrichtung 7 die Formelemente in eine Stellung bewegt, in der die formschlüssige Verbindung zur Übertragung der Rotation von der Elektromotorwelle 5 auf den Kurvenbahnkörper 24 nicht gebildet ist, da die Formelemente 20 auf diese Weise nicht mit der Antriebsübertragungsgeometrie 6 im Eingriff stehen, obwohl die Formelemente 20 in Richtung einer Stellung, in der sie mit der Antriebsübertragungsgeometrie 6 in Verbindung stehen und die formschlüssige Verbindung bilden, vorgespannt sind. Genau dieser Zustand, in der keine formschlüssige Übertragung mittels des Freilaufs 17 hergestellt ist, ist in 2a dargestellt. Der Ventilkörper 16 verschließt in der in 2a dargestellten Stellung die Einlassöffnung 11, womit der zweite Auslasskanal 13 fluidisch verschlossen ist.
2b unterscheidet sich von 2a dadurch, dass die Formelemente 20 mit der Antriebsübertragungsgeometrie 6 in Eingriff stehen und somit eine formschlüssige Verbindung zur Übertragung der Rotation der Elektromotorwelle in Förderrichtung auf den Kurvenbahnkörper gebildet ist. Die Vorrichtung der 2b unterscheidet sich zudem dadurch von der Vorrichtung der 2a, dass die Rotation der Elektromotorwelle in Förderrichtung in 2b der Rotation der Elektromotorwelle in Förderrichtung in 2a entgegengesetzt ist. Der Freilauf 17 ist dementsprechend gegenüber dem Freilauf 17 in der 2a anders ausgebildet. Bei Rotation der Elektromotorwelle 5 entgegen der Förderrichtung lässt die Antriebsübertragungsgeometrie 6 eine Bewegung der Formelemente 20 in Richtung einer Stellung, in der die Formelemente 20 mit der Antriebsübertragungsgeometrie 6 in Eingriff stehen und die formschlüssige Antriebsverbindung bilden, zu. Dieser Zustand ist in 2b dargestellt. Ausgehend hiervon würde der Kurvenbahnabtaster 31, der einteilig mit dem Ventilkörper 16 ausgebildet ist, eine Translation 22 aufgrund der Rotation des Kurvenbahnkörpers 24 ausüben, da der Kurvenbahnabtaster 31 dem Kurvenbahnverlauf des Kurvenbahnkörpers 24 folgt und damit eine Translation 22 auf den Ventilkörper 16 überträgt. Dadurch würde die Einlassöffnung 11, die auch in 2b noch durch den Ventilkörper 16 versperrt ist, vom Ventilkörper 16 freigegeben, und ein von der Kraftstoffpumpe 1 geförderter Kraftstoffvolumenstrom in Form eines Treibstrahl könnte durch den zweiten Auslasskanal 13 in Richtung einer Saugstrahlpumpe gefördert werden. Damit der Kraftstoff von der Einlassöffnung 11 in den zweiten Auslasskanal 13 strömen kann, obwohl sich zwischen der Einlassöffnung 11 und dem zweiten Auslasskanal 13 der Ventilkörper 16 befindet, weist der Ventilkörper 16 Bohrungen auf, durch die der Kraftstoff von der Einlassöffnung 11 zum zweiten Auslasskanal 13 strömen kann. Ferner ist der Ventilkörper 16 in einer zylindrischen Aufnahme 3 des Kraftstoffpumpengehäuses 2 derart gelagert, dass dieser lediglich eine Translation 22 ausüben kann. Dadurch ist der Kurvenbahnabtaster 31 ebenfalls, wenn auch nur indirekt, in der zylindrischen Aufnahme 3 gelagert. Die zylindrische Aufnahme 3 besitzt an ihrem Außenumfang ein Gewinde, das zusammen mit dem Innengewinde einer Überwurfmutter 39 derart zusammenwirkt, dass die Überwurfmutter 35 und die zylindrische Aufnahme 3 ein Gehäuse für den Kurvenbahnkörper 24, den Ventilkörper 16 und den Kurvenbahnabtaster 31 bilden. Dabei ragt der Kurvenbahnkörper 24 aus einer axialen Öffnung der Überwurfmutter 24 in Richtung der Elektromotorwelle 5.
3 entspricht im Wesentlichen der Vorrichtung der 2b mit dem Unterschied, dass hier die zylindrische Aufnahme sowie die Überwurfmutter nicht dargestellt sind. Aus dieser Ansicht ist eine Stellung der Elektromotorwelle 5 ersichtlich, in der die Formelemente 20 aufgrund ihrer Vorspannung die Stellung eingenommen haben, in der eine Rotation der Elektromotorwelle 5 in Förderrichtung 7 auf den Kurvenbahnkörper 24 übertragen werden kann, um eine Translation des Ventilkörpers 16 zu ermöglichen.
4 zeigt die Formelemente 20, die derart mit der Antriebsübertragungsgeometrie 38 in Eingriff stehen, dass die formschlüssige Verbindung zur Übertragung der Rotation entgegen der Förderrichtung auf den Kurvenbahnkörper ermöglicht wird. Die Formelemente 20 sind an ihrem Rand mit dem Kurvenbahnkörper 24 verbunden und an dieser Stelle drehbar gelagert, sodass die Formelemente 20 in die Stellung, in der die Formelemente 20 nicht mit der Antriebsübertragungsgeometrie 6 in Eingriff stehen einklappbar sind. Bei Rotation der Elektromotorwelle 5 entgegen der Förderrichtung wird die formschlüssige Verbindung aufrechterhalten, da die Geometrie des Kurvenbahnkörpers 24 einen Anschlag, mit anderen Worten einen Bewegungsbegrenzer, für die Formelemente 20 bildet, sodass trotz Rotation der Elektromotorwelle 5 entgegen der Förderrichtung die Formelemente 20 ihre Stellung beibehalten, in der die formschlüssige Verbindung besteht.
5a zeigt eine vereinfachte zweidimensionale Darstellung des Kurvenbahnverlaufs des aus den vorherigen 2a bis 4 dargestellten Kurvenbahnkörpers 24 sowie des Kurvenbahnabtasters 31. Hierbei ist der 360° umlaufende Kurvenbahnverlauf in einer Ebene dargestellt. Ein erster Kurvenbahnabschnitt 26 befindet sich auf einem ersten Niveau 28, während sich ein zweiter Kurvenbahnabschnitt 27 auf einem zweiten Niveau 29 befindet, wobei das erste und das zweite Niveau 28, 29 parallel in einem Abstand 38 zueinander verlaufen, der der Translation 22 des Kurvenbahnabtasters 31 bei Wechsel zwischen dem Kontakt mit dem ersten Kurvenbahnabschnitt 26 und dem zweiten Kurvenbahnabschnitt 27 entspricht. Um den Kurvenbahnabtaster 31 mithilfe einer Rotation des Kurvenbahnkörpers 24 entgegen der Förderrichtung 8 von einem Kurvenbahnabschnitt 26, 27 zum anderen zu überführen ist zwischen den beiden Kurvenbahnabschnitten 26, 27 jeweils ein Verbindungkurvenbahnabschnitt 30 ausgebildet, der einen stetigen Verlauf zwischen den beiden Kurvenbahnabschnitten 26, 27 sicherstellt. Die in der 5a dargestellte Stellung des Kurvenbahnabtasters 31 entspricht der Offenstellung des Ventilkörpers 16. D. h., dass in dieser Stellung der Ventilkörper 16 die Einlassöffnung 11 nicht verschließt.
5b zeigt im Wesentlichen die Darstellung der 5a mit dem Unterschied, dass sich der Kurvenbahnkörper 24 in der 5b in einer Rotationsstellung befindet, in der der Kurvenbahnabtaster 31 sich in Kontakt mit dem ersten Kurvenbahnabschnitt 26 befindet, was einer Geschlossenstellung des Ventilkörpers 16 entspricht, und dass im Kurvenbahnverlauf je Kurvenbahnabschnitt 26, 27 eine Einrastausnehmung 36 ausgebildet ist, in die der Kurvenbahnabtaster 31 eingreift. Durch die Einrastausnehmungen 36 wird sichergestellt, dass sich die Stellung des Kurvenbahnkörpers 24 in Relation zum Kurvenbahnabtaster 31 nicht aufgrund von Vibrationen oder Erschütterungen dahingehend verändert, als dass der Ventilkörper 16 ungewollt verstellt werden könnte.
6 stellt eine alternative Ausgestaltung des Kurvenbahnkörpers 24 in Form einer Nocke 37 dar. In dieser alternativen Ausgestaltung führt der Kurvenbahnabtaster 31 eine Translation 22 aus, die radial, also quer, zur Rotationsachse 33 der Elektromotorwelle 5 verläuft.
Bezugszeichenliste

1: Kraftstoffpumpe
2: Kraftstoffpumpengehäuse
3: Zylindrische Aufnahme
4: Elektromotor
5: Elektromotorwelle
6: Antriebsübertragungsgeometrie
7: Rotation der Elektromotorwelle in Förderrichtung
8: Rotation der Elektromotorwelle in Gegenrichtung
9: Pumpenstufe
10: Saugstrahlpumpe
11: Einlassöffnung
12: Erster Auslasskanal
13: Zweiter Auslasskanal
14: Verbraucher
15: Ventil
16: Ventilkörper
17: Freilauf
18: Antreibender Teil des Freilaufs
19: Antreibbarer Teil des Freilaufs
20: Formelement
21: Ventilkörperverstellungseinheit
22: Richtung der Translation
23: Kurvengetriebe
24: Kurvenbahnkörper
25: Kurvenbahn
26: erster Kurvenbahnabschnitt
27: zweiter Kurvenbahnabschnitt
28: erstes Niveau
29: zweites Niveau
30: Verbindungskurvenbahnabschnitt
31: Kurvenbahnabtaster
32: Rotationsachse der Elektromotorwelle
33: Zweite Kammer eines Kraftstoffsatteltanks
34: Federelement
35: Überwurfmutter
36: Einrastausnehmung
37: Nocke
38: Abstand zwischen ersten Niveau und zweiten Niveau

Claims

Kraftstoffpumpe (1) mit - einem Elektromotor (4), der eine in Förderrichtung (7) und eine in deren Gegenrichtung (8) antreibbare Elektromotorwelle (5) aufweist, - einer Pumpenstufe (9), die durch den Elektromotor (4) antreibbar ist - einer Saugstrahlpumpe (10), die durch einen Treibstrahl antreibbar ist, - einem ersten Auslasskanal (12), durch den Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe (1) zu einem Verbraucher (14) förderbar ist, - einem zweiten Auslasskanal (13), durch den ein Treibstrahl von der Kraftstoffpumpe (1) zur Saugstrahlpumpe (10) förderbar ist, um diese anzutreiben, - einem Ventil (15), aufweisend einen Ventilkörper (16), wobei in einer Geschlossenstellung des Ventilkörpers (16) der zweite Auslasskanal (13) fluidisch verschlossen ist und in einer Offenstellung fluidisch geöffnet ist, - einem Freilauf (17), - einer Ventilkörperverstellungseinheit (21), die durch eine Rotation der Elektromotorwelle (5) antreibbar ist, wobei der Freilauf (17) einen Antrieb durch die Rotation der Elektromotorwelle (5) in Gegenrichtung (8) auf die Ventilkörperverstellungseinheit (21) zulässt und in Förderrichtung (7) verhindert, wobei die Ventilkörperverstellungseinheit (21) ein Kurvengetriebe (23) aufweist, durch das die auf die Ventilkörperverstellungseinheit (21) übertragene Rotation der Elektromotorwelle in eine Translation (22) umwandelbar ist, wobei der Ventilkörper (16) durch die Translation (22) von der Geschlossenstellung in die Offenstellung sowie von der Offenstellung in die Geschlossenstellung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (17) eine formschlüssige Verbindung aufweist, die durch die Rotation der Elektromotorwelle (5) in Gegenrichtung (8) auf die Ventilkörperverstellungseinheit (21) herstellbar ist, und dass die formschlüssige Verbindung aufgrund der Rotation der Elektromotorwelle (5) in Förderrichtung (7) lösbar ist.
Kraftstoffpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurvengetriebe (23) mindestens einen Kurvenbahnabtaster (31) und einen Kurvenbahnkörper (24) mit einer Kurvenbahn (25) aufweist, dass ein erster Kurvenbahnabschnitt (26) ein erstes Niveau (28) und ein zweiter Kurvenbahnabschnitt (27) ein zweites Niveau (29) bildet, dass der Kurvenbahnkörper (24) rotierbar gelagert ist und durch die Rotation, die auf die Ventilkörperverstellungseinheit übertragbar ist, antreibbar ist, dass der Kurvenbahnabtaster (31) durch die Rotation des Kurvenbahnkörpers (24) bewegbar ist und dass der Ventilkörper (16) durch die Bewegung des Kurvenbahnabtasters verstellbar ist.
Kraftstoffpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kurvenbahnabschnitte (26, 27) durch mindestens einen Verbindungskurvenbahnabschnitt (30) miteinander verbunden sind.
Kraftstoffpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenbahnkörper (24) rotierbar um eine Rotationsachse (32) der Elektromotorwelle (5) oder um eine Achse, die parallel zur Rotationsachse (32) der Elektromotorwelle (5) verläuft, gelagert ist.
Kraftstoffpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (17) einen antreibenden Teil (18) aufweist, der mit der Elektromotorwelle (5) antriebsverbunden ist, und einen vom antreibenden Teil (18) des Freilaufs (17) antreibbaren Teil (19) aufweist, dass einer der beiden Teile (18, 19) mindestens ein Formelement (20) aufweist, das in einer ersten Stellung mit einer Antriebsübertragungsgeometrie (6) des anderen Teils (18, 19) im Eingriff steht und so die formschlüssige Verbindung bildet, und dass das mindestens eine Formelement (20) in einer zweiten Stellung nicht mit der Antriebsübertragungsgeometrie (6) in Eingriff steht.
Kraftstoffpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Formelement (20) eine Vorspannung in Richtung der ersten Stellung aufweist, dass das mindestens eine Formelement (20) bei der Rotation der Elektromotorwelle (5) in Gegenrichtung (8) durch die Vorspannung in die erste Stellung bewegbar ist, und dass durch Rotation der Elektromotorwelle (5) in Förderrichtung (7) das mindestens eine Formelelement (20) in seine zweite Stellung bewegbar ist.
Kraftstoffpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Ventilkörper (16) eine Einlassöffnung (11) in den zweiten Auslasskanal (13), die quer zur Bewegungsrichtung des Ventilkörpers (16) ausgerichtet ist, fluidisch verschließbar ist.
Kraftstoffpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenbahnabtaster (31) radial zur Rotationsachse (32) der Elektromotorwelle (5) angeordnet und/oder ausgerichtet ist.
Kraftstoffpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Translation (22) quer zur Rotationsachse (32) der Elektromotorwelle (5) verläuft.
Kraftstoffpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (25) als Nocke (37) ausgebildet ist.
Kraftstoffpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (25) einen stetigen Verlauf aufweist.
Kraftstoffpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (25) sich um 360° um ihre Rotationsachse erstreckt.
Kraftstoffpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kurvenbahnabschnitt (26) der Geschlossenstellung des Ventilkörpers (16) zugeordnet ist und dass der zweite Kurvenbahnabschnitt (27) der Offenstellung des Ventilkörpers (16) zugeordnet ist.
Kraftstoffpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenbahnkörper (24) eine Kurvenscheibe ist, dass die Kurvenscheibe eine Nut aufweist, dass die Kurvenbahn durch die Nut ausgebildet ist und dass der Kurvenbahnabtaster (31) in der Nut geführt ist.
Kraftstoffpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (1) ein Kraftstoffpumpengehäuse (2) aufweist, in welchem der Elektromotor (4) angeordnet ist, und dass das Kraftstoffpumpengehäuse (2) an einer Stirnseite des Elektromotors (4) innenliegend eine Aufnahme (3) für den Ventilkörper (16) und die Ventilkörperverstellungseinheit (21) aufweist.
Kraftstofffördereinheit mit einer Kraftstoffpumpe (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.