DE10245083A1

DE10245083A1 - Kraftstoffpumpe mit hohem Fluss

Info

Publication number: DE10245083A1
Application number: DE10245083A
Authority: DE
Inventors: Dequan Yu; Sheven Sharp
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2003-06-12
Also published as: US6655909B2; US20030103841A1; GB0221827D0; GB2382624B; GB2382624A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Deckel (26) einer Kraftstoffpumpe (10) mit einem ringförmigen Impeller (18), dieser weist eine erste Seite (30), die eine Kraftstoffeinlassöffnung (34) hat, und eine zweite Seite (30) auf, die eine Dichtfläche definiert und die einen in ihr ausgebildeten Flusskanal (36) hat. Diese Kraftstoffeinlassöffnung (34) erstreckt sich durch den Deckel und kommuniziert mit dem Flusskanal (36). Dieser Flusskanal (36) hat einen ersten Bereich, der einen Einlass (38) definiert, einen zweiten Bereich, der eine Rampe (40) definiert, einen dritten Bereich, der ein Rampenende (42) definiert und einen vierten Bereich, der einen Hauptkanal (44) definiert. Dieser Einlass (38) hat ein glattes, gekrümmtes Profil, die Rampe (40) erstreckt sich vom Einlass (38) mit einem Winkel in bezug auf die Dichtfläche und verbindet den Einlass (38) mit dem Rampenende (42). Dieses Rampenende (42) erstreckt sich von der Rampe mit einem Winkel in bezug auf die zweite Seite (32) und verbindet die Rampe (40) mit dem Hauptkanal (44).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kraftstoffpumpen für Kraftfahrzeuge, die bestimmt sind für Kraftfahrzeugmotoren.
Selbst ansaugende Kraftstoffpumpen mit einem ringförmigen Impeller bzw. Schaufelrad sind in der Industrie allgemein bekannt, insbesondere für Anwendungen mit geringer Betriebsspannung und hohem Druck. Dieser Typ von Kraftstoffpumpe hat jedoch Nachteile, wenn er eingesetzt werden soll für höhere Flüsse und in Anwendungen mit heißem Kraftstoff. Für ein geeignetes Betriebsverhalten ist es wünschenswert, dass die Pumpe nur flüssigen Kraftstoff den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des Automobils zuführt. Pumpen mit ringförmigen Impellern haben die Tendenz, wenn sie eingesetzt werden in Anwendungen mit hohem Fluss und heißem Kraftstoff, dass sie Kraftstoffdämpfe aufgrund der hohen Turbulenz des Flusses bei hohem Druck generieren. Wenn der Kraftstoff heiß ist, geht er wesentlich leichter in den Dampfzustand über, dadurch wird ein Dampf- bzw. Gasproblem geschaffen.
Pumpen nach dem Stand der Technik, wie sie beispielsweise in den US- Patenten 5, 024, 578 und 5, 336, 045 beschrieben sind, haben versucht, dieses Problem zu lösen, indem die Weite des Flusskanals innerhalb der Kraftstoffpumpe vergrößert und der Flusskanal nach außen radial expandiert wurde. Dies löst aber nicht alle Probleme, weil der Flusskanal nach außen nicht über den Radius des ringförmigen Impellers hin ausgedehnt werden kann. Zusätzlich beschreiben das "045-Patent" und das "578-Patent" einen Flusskanal mit vergrößerter Tiefe. Dieses Profil des Flusskanals ist nur günstig für relativ geringere Flussraten von etwa 100 Liter/Stunde. Die Konzepte eines breiteren und tieferen Flusskanals lösen nicht die Gasprobleme in ringförmigen Impelleranwendungen mit hohem Fluss. Es besteht daher ein Bedürfnis einer verbesserten Kraftstoffpumpe mit einem ringförmigen Impeller, die geeignet ist für hohen Fluss und für den Betrieb mit heißen Kraftstoffen.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffpumpe mit ringförmigem Impeller dahingehend weiterzubilden, dass sie bei hohem Fluss und heißem Kraftstoff einsetzbar ist, ohne dass ein merklicher Anteil des Kraftstoffes aufgrund der Pumpwirkung verdampft.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Kraftstoffpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, nämlich den dort spezifizierten Deckel.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schnittbildliche Seitenansicht einer Kraftstoffpumpe nach vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Deckels nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Deckel, gezeigt ist eine erste Seite dieses Deckels,
Fig. 4 eine Untersicht des Deckels, gezeigt ist eine zweite Seite des Deckels und
Fig. 5 eine schnittbildliche Darstellung eines Teilbereichs der Fig. 4, entsprechend der Schnittlinie 5-5 in Fig. 4.
Die folgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist nicht so auszulegen, dass der Schutzbereich der Erfindung durch dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel eingeschränkt wird, vielmehr ist die Beschreibung so zu verstehen, dass ein Fachmann in die Lage versetzt wird, die Erfindung durchzuführen und in die Praxis umzusetzen.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Pumpe nach der vorliegenden Erfindung, benutzt wird die Bezugsziffer 10. Diese Pumpe 10 hat ein Pumpengehäuse 12, das die internen Komponenten der Pumpe 10 aufnimmt. Ein Motor 14 ist innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet. Dieser Motor 14 hat eine Welle 16, die sich von ihm erstreckt, und ist geeignet ausgebildet, dass sie diese Welle 16 in Rotation antreiben kann. Vorteilhafterweise ist der Motor 16 ein Elektromotor. Ein ringförmiger Impeller 18 ist fest mit der Welle 16 verbunden, so dass dieser Impeller 18 durch die Welle 16 in Drehbewegung angetrieben wird.
Ein Boden 20 ist innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet. Dieser Boden 20 weist einen Auslass (nicht dargestellt) auf, der mit einer Motorkammer 22, die den Motor 14 umgibt, kommuniziert. Der Boden 20 hat eine Öffnung 24, damit sich die Welle 16 durch ihn erstrecken kann. Der ringförmige Impeller 18 ist am entfernten Ende der Welle 16 befestigt, so dass der Boden 20 zwischen dem ringförmigen Impeller 18 und dem Motor 14 angeordnet ist.
Ein Deckel 26 ist an einem Ende des Gehäuses 12 montiert und ist mit dem Boden 20 verbunden. Der ringförmige Impeller 18 ist eingeschlossen zwischen dem Deckel 26 und dem Boden 20 innerhalb einer Pumpkammer 28, die definiert ist durch den Deckel 26 und den Boden 20. Der Auslass aus dem Boden 20 erlaubt es, dass Kraftstoff aus der Pumpkammer 28 in die Motorkammer 22 fließt. Wie die Fig. 2-4 zeigen, hat der Deckel eine erste Seite 30 und eine zweite Seite 32. Die erste Seite 30 hat eine Kraftstoffeinlassöffnung 34, die mit der Pumpkammer 22 kommuniziert, um einen Fluss des Kraftstoffs in die Pumpkammer 22 zu erreichen. Die zweite Seite 32 des Deckels 26 definiert eine Dichtfläche und ist so ausgelegt, dass sie in abgedichtetem Zusammenwirken mit dem Boden 20 ist.
Ein Flusskanal 36 ist innerhalb der zweiten Seite 32 des Deckels 26 ausgeformt. Dieser Flusskanal 36 bildet eine Seite der Pumpkammer 22. Die Einlassöffnung 34 ermöglicht es dem Kraftstoff, in den Flusskanal 36 der Kraftstoffpumpe 10 einzutreten. Dieser Flusskanal 36 weist vier diskrete Bereiche auf. Ein erster Bereich definiert einen Einlass 38, ein zweiter Bereich definiert eine Rampe 40, ein dritter Bereich definiert ein Rampenende 42 und ein vierter Bereich definiert einen Hauptkanal 44.
Wie Fig. 5 zeigt, hat der Einlass 38 ein glattes, gekrümmtes Profil. Dieses gekrümmte Profil hat einen Radius 46, der vorzugsweise zumindest 2 mm beträgt. Vorzugsweise liegt der Radius 46 des gekrümmten Profils zwischen etwa 3 mm und etwa 4 mm.
Die Rampe 40 erstreckt sich vom Einlass 38 in einem Winkel 48 relativ zur zweiten Seite 32 und verbindet den Einlass 38 mit dem Rampenende 43. Das Rampenende 42 erstreckt sich von der Rampe 40 in einem Winkel 50 relativ zur zweiten Seite 32 und verbindet die Rampe 40 mit dem Hauptkanal 44. Der Winkel 48 der Rampe 40 relativ zur zweiten Seite 32 ist kleiner als 7° und der Winkel 50 des Rampenendes 42 relativ zur zweiten Oberfläche 32 liegt zwischen ungefähr 10° und ungefähr 20°. Vorzugsweise liegt der Winkel 48 der Rampe 40 relativ zur zweiten Oberfläche 32 bei etwa 5°.
Die Gesamtlänge des Einlasses 38, der Rampe 40 und des Rampenendes 42 ist definiert durch einen Bogen 52, der sich von der Einlassöffnung 34 aus erstreckt. Dieser Bogen 52 erstreckt sich von der Einlassöffnung 34 um einen Abstand zwischen ungefähr 40° und ungefähr 90°. Vorzugsweise erstreckt sich der Bogen 52 über etwa 70°. Die relativen Längen des Einlasses 38, der Rampe 40 und des Rampenendes 42 in bezug auf die Gesamtlänge betragen etwa 10% für den Einlass 38, etwa 70% für die Rampe 40 und etwa 20% für das Rampenende 42.
Der Hauptkanal 44 des Deckels 26 weist ein Gasauslassloch 54, auch Dampfspülloch genannt, auf, das sich vom Flusskanal 36 durch den Deckel 26 erstreckt. Dieses Gasauslassloch 54 ermöglicht ein Kommunizieren zwischen dem Flusskanal 36 und der ersten Seite 30 des Deckels 26. Das Gasauslassloch 54 ist in einem Abstand von der Einlassöffnung 34 angeordnet, der definiert ist durch einen Bogen 56, welcher sich zwischen etwa 90° und etwa 120° von dieser Einlassöffnung 34 erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich der Bogen 56 über etwa 110°. Der Durchmesser des Gasauslassloches 54 liegt zwischen etwa 1 mm und etwa 2 mm. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Gasauslassöffnung 54 etwa 1,25 mm.
Wie Fig. 3 zeigt, weist die erste Seite des Deckels 24 zudem einen Energieabgabekanal 58 auf, der mit der Gasauslassöffnung 54 kommuniziert. Dieser Energieabgabekanal 58 hat eine Vielzahl von Verteilungsdämmen 60, die so ausgelegt sind, dass die Energie des Spülflusses verteilt und abgegeben wird, und weiterhin mindestens eine Öffnung 62, die ausgelegt ist für ein Führen des entlüfteten Kraftstoffes bei glattem Ausfluss mit verringertem Geräusch. Eine detailliertere Beschreibung des Dampfauslassloches 54 und des Energieverteilungskanals 58 enthält das US-Patent 5, 330, 319, das übertragen wurde auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung und die entsprechende Offenbarung wird hiermit in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen.
Wie Fig. 5 zeigt, weist der Flusskanal 36 eine Verbindung 64 auf, wo sich der Einlass 38 und die Rampe 40 treffen. Diese Verbindung 64 ist in einer Tiefe 65 von der zweiten Seite 32 des Deckels 26 angeordnet, die zwischen etwa 3 mm und etwa 6 mm liegt. Vorzugsweise ist die Verbindung 64 in einer Tiefe von etwa 5 mm von der zweiten Seite 32 des Deckels 26 angeordnet.
Der Flusskanal 36 hat eine Weite, die definiert ist von einer äußeren Wand 66 und einer inneren Wand 68. Der Durchmesser 70 der äußeren Wand 66 ist derselbe, wie der äußere Durchmesser der Schaufelräder des ringförmigen Impellers 18. Der Durchmesser 72 der inneren Wand 68 ist um etwa 1,5 mm kleiner als der Durchmesser der Schaufelwurzeln des ringförmigen Impellers 18. Vorzugsweise ist der Durchmesser 72 der inneren Wand 68 um etwa 1 mm kleiner als der Durchmesser der Schaufelwurzeln des ringförmigen Impellers 18.
Die vorangegangene Erläuterung beschreibt und offenbart ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein Fachmann stellt unmittelbar aufgrund dieser Erfindung und den dazu gehörigen Figuren sowie den Ansprüchen fest, dass Abwandlungen und Modifikationen an der Erfindung ausgeführt werden können, ohne aus dem wahren Gehalt und dem fairen Schutzbereich der Erfindung herauszukommen, wie durch die folgenden Anspruche definiert. Die Erfindung ist in illustrativer Weise beschrieben worden. Es ist zu verstehen, dass die gewählte Terminologie so beabsichtigt ist, dass sie in der Natur der Wörter einer Beschreibung liegt und keine Einschränkung bewirkt.

Claims

1. Ein Deckel (26) einer Kraftstoffpumpe (10) mit einem ringförmigen Impeller (18) weist auf
eine erste Seite (30), die eine Kraftstoffeinlassöffnung (34) hat, und eine zweite Seite (30), die eine Dichtfläche definiert und die einen in ihr ausgebildeten Flusskanal (36) hat, diese Kraftstoffeinlassöffnung (34) erstreckt sich durch den Deckel und kommuniziert mit dem Flusskanal (36),
dieser Flusskanal 36 hat einen ersten Bereich, der einen Einlass (38) definiert, einen zweiten Bereich, der eine Rampe (40) definiert, einen dritten Bereich, der ein Rampenende (42) definiert und einen vierten Bereich, der einen Hauptkanal (44) definiert,
dieser Einlass (38) hat ein glattes, gekrümmtes Profil, die Rampe (40) erstreckt sich vom Einlass (38) mit einem Winkel in bezug auf die Dichtfläche und verbindet den Einlass 38 mit dem Rampenende (42), dieses Rampenende (42) erstreckt sich von der Rampe mit einem Winkel in bezug auf die zweite Seite (32) und verbindet die Rampe (40) mit dem Hauptkanal (44).

2. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkanal (44) eine Gasauslassöffnung (54) aufweist.

3. Deckel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasauslassöffnung (54) in einem Abstand von der Einlassöffnung (34) angeordnet ist, und dass dieser Abstand definiert ist durch einen Bogen, der sich im Bereich zwischen etwa 90° und etwa 120° von dieser Einlassöffnung (34) erstreckt.

4. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtlänge von Einlass (38), Rampe (40) und Rampenende (44) definiert ist durch einen Bogen (52), der sich etwa zwischen 40° und etwa 90° von der Einlassöffnung (34) erstreckt.

5. Deckel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bogen (52) sich über etwa 70° erstreckt.

6. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (38) ein glattes, gekrümmtes Profil hat, das einen Radius von mindestens 2 mm aufweist.

7. Deckel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (38) ein glattes, gekrümmtes Profil aufweist mit einem Radius zwischen etwa 3 mm und etwa 4 mm.

8. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Verbindung (64) aufweist, wo der Einlass (38) und das Rampenende (42) zusammenkommen, diese Verbindung (64) ist in einer Tiefe von der zweiten Seite (32) angeordnet, die zwischen etwa 3 mm und etwa 6 mm liegt.

9. Deckel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (64) in einer Tiefe von etwa 5 mm von der zweiten Seite (32) angeordnet ist.

10. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rampe 40 vom Einlass (38) in einem Winkel von weniger als 7° in bezug auf die zweite Seite (32) erstreckt und dass das Rampenende (42) sich von dieser Rampe (40) in einem Winkel zwischen etwa 10° und etwa 20° in bezug auf die zweite Seite (32) erstreckt.