DE10240831A1

DE10240831A1 - Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10240831A1
Application number: DE2002140831
Authority: DE
Inventors: Peter Schelhas
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-03-18
Also published as: WO2004025111A1; DE50304378D1; EP1537323A1; EP1537323B1; JP2005537436A

Abstract

Bei herkömmlichen Elektrokraftstoffpumpen wird der Kraftstoff direkt in ein Pumpenteil angesaugt, so daß ein Gehäuse und ein Elektromotor der Elektrokraftstoffpumpe stromab des Pumpenteils unter einem von dem Pumpenteil aufgebauten Druck stehen. Da heutige Elektrokraftstoffpumpen mit vergleichsweise hohen Drücken arbeiten, muß das Gehäuse stromab des Pumpenteils aufwendig abgedichtet werden. DOLLAR A Bei dem erfindungsgemäßen Aggregat wird die Anforderung an die Abdichtung des Gehäuses deutlich verringert, so daß die Herstellungskosten erheblich sinken. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, einen Aktor (15) auf einer Saugseite (20) des Gehäuses (2) anzuordnen, so daß der Kraftstoff über einen Eingangsanschluß (5) des Gehäuses (2) an dem Aktor (15) vorbei angesaugt wird. Da der Druckaufbau erst in dem Pumpenteil (14) erfolgt und der Kraftstoff anschließend das Aggregat schon wieder über einen Ausgangsanschluß (9) verläßt, steht nur noch ein kleines Volumen des Aggregats unter einem vergleichsweise hohen Druck.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Aggregat zum Fördern von Kraftstoff nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Aus der DE 196 18 452 A1 ist eine Elektrokraftstoffpumpe bekannt, bei der Kraftstoff direkt über einen Saugstutzen in ein Pumpenteil angesaugt wird. Ein Gehäuse stromab des Pumpenteils, unter anderem ein Antriebsteil mit einem druckseitig angeordneten Elektromotor, steht unter dem von dem Pumpenteil aufgebauten Druck. Dies ist nachteilig, da die heutigen Elektrokraftstoffpumpen mit vergleichsweise hohen Drücken arbeiten und daher ein großer Aufwand für eine zuverlässige Abdichtung des Gehäuses betrieben werden muß.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Aggregat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise die Abdichtung des Gehäuses deutlich vereinfacht werden kann, indem der Antriebsteil des Aggregats saugseitig angeordnet ist. Der Kraftstoff wird über einen saugseitigen Anschluß durch den Antriebsteil in das Pumpenteil angesaugt. Der Druckaufbau erfolgt in einem Laufrad des Pumpenteils, anschließend verläßt der Kraftstoff das Aggregat über ein Rückschlagventil. Damit steht nur noch ein kleines Volumen des Aggregats unter einem von dem Pumpenteil aufgebauten vergleichsweise hohen Druck.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Aggregats möglich.
Vorteilhaft ist, an dem Aktor Förderelemente anzuordnen, die auf einer Saugseite des Pumpenteils eine Kraftstoffförderung zu dem Pumpenteil unterstützen und bereits auf der Saugseite einen Druck aufbauen. Auf diese Weise werden Heißförderprobleme vermieden.
Auch vorteilhaft ist, als Förderelemente Schaufeln oder Lamellen zu verwenden, da Schaufeln und Lamellen fertigungstechnisch leicht herzustellen und preisgünstig sind.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, das Pumpenteil durch ein Halteelement kraft- oder formschlüssig mit dem Gehäuse zu verbinden, da auf diese Weise die Funktion, das Pumpenteil zu halten von der Funktion, das Pumpenteil abzudichten, getrennt wird. Dies senkt die Fertigungskosten erheblich und erhöht die Funktionssicherheit.
Besonders vorteilhaft ist es, den druckseitigen Anschluß einteilig mit dem Gehäuse auszubilden, da auf diese Weise die druckseitige Abdichtung des Gehäuses vereinfacht wird.
Desweiteren vorteilhaft ist, in dem Ausgangsanschluß ein Rückschlagventil anzuordnen, damit der Druck in einer Kraftstoffleitung stromab des Rückschlagventils erhalten bleibt, wenn die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird.
Auch von Vorteil ist, zwischen der Saugseite und einer Druckseite des Pumpenteils ein Druckbegrenzungsventil anzuordnen, das bei einem zu hohen Druck in dem Aggregat öffnet und dadurch Schäden an dem Aggregat bei Funktionsstörungen mit einem zu hohen Druck vermeidet.
Weiterhin von Vorteil ist, die elektrischen Anschlüsse und die Durchdringung der elektrischen Anschlüsse in das Gehäuse auf der Saugseite anzuordnen, da die Anforderungen an die Abdichtung auf der Saugseite wesentlich geringer sind als auf der Druckseite. Auch durch die vereinfachte Abdichtung der elektrischen Anschlüsse und deren Durchdringung in das Gehäuse können die Herstellungskosten gesenkt werden.
Auch vorteilhaft ist, eine Abdichtung einer Trennfuge zwischen einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil auf der Saugseite anzuordnen, da die Anforderung an eine saugseitige Abdichtung gegenüber einer druckseitigen Abdichtung sehr gering ist. Bei einem Einbau des Aggregats in einem Kraftstofftank ist nicht einmal eine absolute Dichtigkeit erforderlich, da durch eine Leckageöffnung auch Kraftstoff angesaugt wird. Ist das Aggregat außerhalb des Kraftstofftanks innerhalb einer Kraftstoffleitung zu einer Brennkraftmaschine angeordnet, ist dagegen absolute Dichtigkeit notwendig, da ansonsten Luft über die Leckageöffnung angesaugt würde. Durch die vereinfachte Abdichtung sinken die Herstellungskosten des Aggregats deutlich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Aggregat zum Fördern von Kraftstoff für eine „in tank"-Anwendung, 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Aggregat zum Fördern von Kraftstoff für eine „in line"-Anwendung.
Das erfindungsgemäße Aggregat 1, beispielsweise eine Elektrokraftstoffpumpe, muß einer Brennkraftmaschine in allen Betriebszuständen ausreichend Kraftstoff mit einem nötigen Druck zuführen.
Die das Aggregat 1 bildende Elektrokraftstoffpumpe hat ein Gehäuse 2 bestehend aus einem ersten Gehäuseteil 3 und einem zweiten Gehäuseteil 4. Beide Gehäuseteile 3, 4 sind lösbar miteinander verbunden, beispielsweise durch eine Schraubverbindung, eine Schnappverbindung oder eine Steckverbindung. Möglich ist aber auch eine unlösbare Verbindung, beispielsweise durch Schweißen oder Kleben. Das erste Gehäuseteil 3 ist beispielsweise deckelförmig und das zweite Gehäuseteil 4 beispielsweise topfförmig ausgebildet. An dem ersten Gehäuseteil 3 sind ein röhrenförmiger Eingangsanschluß 5 mit einem Eingangskanal 6 und elektrische Anschlüsse 7 angeordnet. Die elektrischen Anschlüsse 7 sind beispielsweise elektrische Steckkontakte, die das Gehäuseteil 3 durchdringen und elektrisch mit einem Aktor 15 verbunden sind. An einem Boden 8 des zweiten Gehäuseteils 4 ist einteilig ein röhrenförmiger Ausgangsanschluß 9 mit einem Ausgangskanal 10 angeordnet.
Der Ausgangskanal 10 weist ein den Querschnitt des Ausgangskanals 10 sperrendes und bei einem vorbestimmten Druck nach außen öffnendes Rückschlagventil 13 (nur schematisch dargestellt) auf.

Auf der dem Ausgangsanschluß 9 zugewandten Seite des Gehäuses 2 ist ein Pumpenteil 14 und auf der dem Eingangsanschluß 5 zugewandten Seite des Pumpenteils 14 der Aktor 15, beispielsweise ein Elektromotor, angeordnet. Der Aktor 15 treibt mit einer Welle 16 das Pumpenteil 14 an. Das Pumpenteil 14 kann eine Strömungspumpe oder eine Verdrängerpumpe sein. Eine Strömungspumpe ist beispielsweise in der DE 40 20 521 A1 und eine Verdrängerpumpe beispielsweise in der DE 39 12 965 A1 gezeigt und beschrieben, wobei die Inhalte der DE 40 20 521 A1 und der DE 39 12 965 A1 ausdrücklich Teil der Beschreibung sein sollen.

Das Pumpenteil 14 wird durch ein Halteelement 17 auf der dem Eingangsanschluß 5 zugewandten Seite kraft- oder formschlüssig axial in dem zweiten Gehäuseteil 4 fixiert. Das Halteelement 17 kann beispielsweise durch Schrauben, Clipsen, Klemmen, Kleben oder Schweißen an dem zweiten Gehäuseteil 4 befestigt werden.

Eine Saugseite 20 des Aggregats 1 ist dem Eingangsanschluß 5 zugewandt und umfasst einen Abschnitt des Aggregats stromauf des Pumpenteils 14. Eine Druckseite 21 des Aggregats 1 ist dem Ausgangsanschluß 9 zugewandt und umfasst einen Abschnitt des Aggregats stromab des Pumpenteils 14.

Auf der dem Ausgangsanschluß 9 zugewandten Seite des Pumpenteils 14 ist beispielsweise zwischen dem Boden 8 und dem Pumpenteil 14 ein Dichtelement 18 angeordnet, das die Druckseite 21 gegenüber der Saugseite 20 abdichtet und ein Rückströmen des Kraftstoffs von der Druckseite 21 zu der Saugseite 20 verhindert.

An dem Aktor 15, beispielsweise an einem sich drehenden Anker des Aktors 15, können Förderelemente 24 angeordnet sein, die bereits auf der Saugseite 20 des Pumpenteils 14 eine sogenannte Vorförderung zum Pumpenteil 14 bewirken und eine Druckerhöhung erzeugen und damit Heißförderprobleme vermieden werden. Die Förderelemente 24 sind beispielsweise schraubenförmige Schaufeln, Lamellen oder schräg verlaufende Nuten, wie beispielsweise in der DE 91 02 047 U1 gezeigt. Durch die Förderelemente wird dem Kraftstoff Energie zugeführt, die teilweise in Druckenergie umgesetzt wird.

Das Gehäuse 2 ist an einer Trennfuge 26 zwischen dem ersten Gehäuseteil 3 und dem zweiten Gehäuseteil 4 beispielsweise mit einer Dichtung 27 abgedichtet. Die Trennfuge 26 und die Dichtung 27 sind auf der Saugseite 20 angeordnet. Die Anforderung an die Dichtung 27 ist auf der Saugseite sehr gering, da sie dort nur gegen einen vergleichsweise geringen Unterdruck abdichten muß, wohingegen sie auf der Druckseite gegen einen hohen Überdruck abdichten müßte.

Bei dem Ausführungsbeispiel wird die Trennfuge 26 durch das Übergreifen eines Randes des ersten Gehäuseteils 3 über das zweite Gehäuseteil 4 gebildet. Die Dichtung 27 kann entfallen, wenn das Aggregat 1 in einem Kraftstofftank 25 („in tank" ) eingebaut ist, weil in diesem Fall durch die nicht abgedichtete Trennfuge 26 wie auch durch den Eingangskanal 6 Kraftstoff angesaugt wird. Bei einer Anordnung des Aggregats 1 außerhalb des Kraftstofftanks 25 in einer sich an den Ausgangsanschluß 9 anschließenden Kraftstoffleitung 22 („in line) ist die Dichtung 27 notwendig, da ansonsten Luft von außen durch die Trennfuge 26 in das Aggregat gesaugt werden würde oder die Gefahr des ungewollten Austritts von Kraftstoff bestehen würde.

Die elektrischen Anschlüsse 7 und deren Durchdringung durch das erste Gehäuseteil 3 sind wie die Trennfuge 26 und die Dichtung 27 auf der Saugseite 20 angeordnet, da deren Abdichtung aufgrund der geringeren Anforderungen auf der Saugseite billiger zu realisieren ist als auf der Druckseite. Die Durchdringung der elektrischen Anschlüsse 7 durch das erste Gehäuseteil 3 ist bei der „in line"-Anwendung abgedichtet, bei der „in tank"-Anwendung muß sie nicht abgedichtet werden, kann aber abgedichtet sein.

Der Kraftstoff gelangt aus dem Kraftstofftank 25 über den Eingangsanschluß 5 an dem Aktor 15 vorbei oder durch den Aktor 15 in das Pumpenteil 14. Dort wird ein Druck im Kraftstoff aufgebaut und der Kraftstoff über das Rückschlagventil 10 und den Ausgangsanschluß 9 in die Kraftstoffleitung 22 gefördert. Die Kraftstoffleitung 22 führt beispielsweise zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Das Rückschlagventil 10 verhindert ein Rückströmen von Kraftstoff zu dem Kraftstofftank 25 und sorgt auf diese Weise dafür, daß der Druck in der sich an den Ausgangsanschluß 9 anschließenden Kraftstoffleitung 22 auch erhalten bleibt, wenn das Aggregat 1 nicht fördert. An oder in dem zweiten Gehäuseteil 4, beispielsweise an dem Ausgangskanal 10 oder an dem Boden 8, ist ein Druckbegrenzungsventil 23 angeordnet, das bei einem zu hohen Druck auf der Druckseite 21 öffnet. Der Kraftstoff kann dann bei der „in tank" -Anwendung von der Druckseite 21 über das Druckbegrenzungsventil 23 direkt in den Kraftstofftank 25 zurückströmen. Auf diese Weise wird ein Schaden an dem Aggregat 1 durch eine Funktionsstörung vermieden.

Bei dem Aggregat nach 2 sind die gegenüber dem Aggregat nach 1 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Das Aggregat nach 2 unterscheidet sich von dem Aggregat nach 1 darin, daß das Aggregat 1 außerhalb eines Kraftstofftanks 25 angeordnet ist. Daher öffnet das Druckbegrenzungsventil 23 bei einem zu hohen Druck auf der Druckseite 21 und der Kraftstoff kann bei der „in line" -Anwendung über eine Leitung 29 auf die Saugseite 20 zurückströmen. Es ist auch möglich, ein Druckbegrenzungsventil 23' innerhalb des Gehäuses 2 so anzuordnen, dass der Kraftstoff bei einem zu hohen Druck auf der Druckseite 21 von der Druckseite 21 auf die Saugseite 20 zurückströmen kann. Auf diese Weise wird ein Schaden an dem Aggregat 1 durch eine Funktionsstörung vermieden.

Claims

Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, mit einem einen Eingangsanschluß und einen Ausgangsanschluß aufweisenden Gehäuse, in dem ein Aktor als Antrieb und ein von diesem angetriebener Pumpenteil mit einer Saugseite und einer Druckseite angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (15) auf der Saugseite (20) angeordnet ist.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Aktor (15) Förderelemente (24) zu einem Druckaufbau angeordnet sind.
Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente (24) Schaufeln, Lamellen oder Nuten sind.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenteil (14) durch ein Halteelement (17) kraft- oder formschlüssig mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsanschluß (9) einteilig mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsanschluß (9) ein Rückschlagventil (13) aufweist.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (2) ein Druckbegrenzungsventil (23, 23') angeordnet ist.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Anschlüsse (7) des Aktors (15) und eine Durchdringung der elektrischen Anschlüsse (7) durch das Gehäuse (2) auf der Saugseite (20) angeordnet sind.
Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus wenigstens zwei Gehäuseteilen (3, 4) besteht, wobei die Abdichtung einer Trennfuge (26) zwischen dem ersten Gehäuseteil (3) und dem zweiten Gehäuseteil (4) auf der Saugseite (20) angeordnet ist.