DE10303302A1

DE10303302A1 - Zweikammer-Kraftstoffpumpe mit einem einzigen Kolben

Info

Publication number: DE10303302A1
Application number: DE10303302A
Authority: DE
Inventors: Mike Dong
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2003-08-14
Also published as: US20030143091A1; US6773240B2

Abstract

Eine Kraftstoffpumpe (10) für ein Automobil beinhaltet ein Gehäuse (12) mit einer sich dadurch erstreckenden Öffnung (18) und einen in der Öffnung (18) gleitbar gelagerten Kolben (20). Ein Paar von Endaufsätzen (26) sind an dem Gehäuse (12) befestigt, wodurch sie den Kolben (20) innerhalb der Öffnung (18) umschließen. Eine erste und eine zweite Pumpkammer (30, 32) werden durch die Öffnung (18), ein erstes und zweites Ende des Kolbens (20) und die Endaufsätze (26) definiert. Jede der ersten und zweiten Pumpkammer (30, 32) weist einen Einlass (34), der ausgelegt ist, Kraftstoff in die Pumpenkammern (30, 32) fließen zu lassen, und einen Auslass (36) auf, der ausgelegt ist, Kraftstoff aus den Pumpenkammern (30, 32) fließen zu lassen. Ein Antrieb ist ausgelegt, den Kolben (20) innerhalb der Öffnung (18) hin- und herzubewegen, wobei er alternierend die Volumen der ersten und zweiten Pumpkammer (30, 32) vergrößert und verkleinert.

Description

Diese Anmeldung beansprucht den Zeitrang der verwandten Voranmeldung mit der Seriennummer 60/352,434, eingereicht am 28. Januar 2002.
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Kraftstoffpumpe für einen Verbrennungsmotor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Kraftstoffpumpe, die mit einem einzigen sich hin- und herbewegenden Tauchkolben einen Zweikammer-Pumpvorgang schafft.
In Niedrigdruck-Anwendungen, in einer Größenordnung von 40 bis 60 psi, können Turbinenlaufrad-Kraftstoffpumpen eingesetzt werden, um Kraftstoff von dem Kraftstofftank in einem Automobil zu der Kraftstoffschiene und den Zylindern des Motors zu fördern. Herkömmliche Turbinenlaufrad- Kraftstoffpumpen können jedoch nicht Kraftstoff bei einem Druck fördern, der in Hochdruck-Kraftstoffsystemen erforderlich ist und in einer Größenordnung von 300 psi liegt. Kolben-Pumpen sind eher im Stande, Kraftstoff bei diesen hohen Kraftstoffdrücken zu fördern, jedoch haben Kolben- Pumpen einige wesentliche Nachteile. Eine Einkolben-Pumpe fördert Kraftstoff aufgrund der Druckabfälle während des Saughubs des Kolbens mit wechselnden Drücken. Um die Druckfluktuationen zu vermindern, sind Mehrkolben-Pumpen entwickelt worden, wobei der Zeitpunkt der Kolbenhübe zeitlich versetzt ist, um die Druckfluktuationen in dem Kraftstofffluss zu reduzieren. Jedoch sind herkömmliche Mehrkolben-Pumpen groß und weisen viele Teile auf, was sie schwer und teuer macht. Daher besteht ein Bedarf für eine Kolben-Kraftstoffpumpe, die einen vergleichsweise konstanten Kraftstoffdruck mit einem einzigen Kolben bereitstellt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Kraftstoffpumpe für ein Automobil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels;
Fig. 2 eine Seitenschnittansicht entlang der Linie 2-2 der Fig. 1;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des durch den Kreis 2A gekennzeichneten Bereichs der Fig. 2;
Fig. 2B eine vergrößerte Darstellung des durch den Kreis 2B gekennzeichneten Bereichs der Fig. 2;
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des durch den Kreis 3 gekennzeichneten Bereichs der Fig. 2;
Fig. 4 und 5 sind Kraftstoffdruckverläufe für eine erste und zweite Kammer;
Fig. 6 ist der resultierende Kraftstoffdruckverlauf innerhalb der Kraftstoffschiene eines Fahrzeugs mit der Kraftstoffpumpe; und
Fig. 7 ist eine zu Fig. 2 ähnlichen Seitenschnittansicht eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Die folgende Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung soll nicht den Umfang der Erfindung auf dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel begrenzen, sondern eher einem Fachmann ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu nutzen.
Bezug nehmend auf die Fig. 1 und 2 wird ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffpumpe eines Automobils im Allgemeinen mit 10 bezeichnet. Die Kraftstoffpumpe 10 beinhaltet ein Gehäuse 12 mit einem ersten Ende 14 und einem zweiten Ende 16. Eine Öffnung 18 erstreckt sich durch das Gehäuse 12 zwischen dem ersten Ende 14 und dem zweiten Ende 16, und ein Kolben 20 mit einem ersten Ende 22 und einem zweiten Ende 24 ist bewegbar innerhalb der Öffnung 18 gelagert. Ein erster Endaufsatz 26 ist an dem ersten Ende 14 des Gehäuses 12 und ein zweiter Endaufsatz 28 an dem zweiten Ende 16 des Gehäuses befestigt, wodurch sie den Kolben 20 im Bereich der Öffnung 18 umschließen und ein Paar von Pumpkammern 30, 32 definieren. Die Endaufsätze 26, 28 sind an dem Gehäuse 18 durch Befestigungsmittel 29 befestigt.
Die erste Pumpkammer 30 wird durch die Öffnung 18 innerhalb des Gehäuses 12, das erste Ende 22 des Kolbens 20 und durch den ersten Endaufsatz 26 definiert, und die zweite Pumpkammer 32 wird durch die Öffnung 18 innerhalb des Gehäuses 12, das zweite Ende 24 des Kolbens 20 und durch den zweiten Endaufsatz 28 definiert. Vorzugsweise ist die Kraftstoffpumpe innerhalb des Kraftstofftanks des Automobils untergebracht. In diesem Fall ist ein geringes Auslaufen von Kraftstoff aus der Pumpe 10 ohne Bedeutung. Jedoch könnte der Kraftstoffpumpe 10 alternativ auch außerhalb des Kraftstofftanks des Fahrzeugs angebracht sein, wobei es wichtig ist, dass Kraftstoff nicht aus der Kraftstoffpumpe ausläuft. Wenn die Kraftstoffpumpe 10 außerhalb des Kraftstofftanks angebracht werden soll, wird ein Paar von Dichtungen 33 zwischen den Endaufsätzen 26, 28 und den Enden 14, 16des Gehäuses eingelegt, um ein Auslaufen des Kraftstoffs aus der Pumpe 10 zu vermeiden. Die Dichtungen können aus einem Epoxy-Gel oder einem anderen herkömmlichen Dichtmaterial geformt sein, das zwischen die Endaufsätze 26, 28 und das erste und zweite Ende 14, 16 des Gehäuse 12 gelegt wird.
Jede der ersten und zweiten Pumpkammer 30, 32 beinhaltet einen Einlass (34) 34 und einen Auslass 36. Die Einlässe 34 sind ausgelegt, Kraftstoff in die Pumpkammer 30, 32 fließen zu lassen, und die Auslässe 36 sind ausgelegt, Kraftstoff aus den Pumpkammern 30, 32 fließen zu lassen. Das Gehäuse 12 umfasst einen Zufuhranschluss 38, der ausgelegt ist, eine Kraftstoffzuführung anzuschließen. Ein Niedrigdruck-Durchlass 40 verbindet den Zufuhranschluss 38 mit den Einlässen 34 der ersten und zweiten Pumpkammer 30, 32.
Vorzugsweise beinhaltet der Niedrigdruck-Durchlass 40 ein Reservoir 42, das zwischen dem Zufuhranschluss 38 und den Einlässen 34 angeordnet ist. Das Reservoir hält ein Kraftstoffvolumen vor den Einlässen 34 vor, um Kavitation zu verhindern und den Fluss innerhalb des Niedrigdruck- Durchlasses 40 zu stabilisieren. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird das Reservoir 42 durch eine nach außen gewandte, ringförmige Nut 44, die innerhalb einer äußeren Oberfläche 45 des Kolbens 20 ausgebildet ist und sich um diese herum erstreckt, und eine nach innen gewandte, ringförmige Nut 46 definiert wird, die innerhalb einer inneren Oberfläche 47 der Öffnung 18 ausgebildet ist und sich um diese herum erstreckt.
Die nach außen gewandte, ringförmige Nut 44 des Kolbens 20 ist größer als die nach innen gewandte, ringförmige Nut 46, so dass die Nuten 44, 46 immer im Austausch miteinander stehen, wenn der Kolben 20 sich innerhalb der Öffnung 18 hin- und herbewegt. Dies ist wichtig, weil vorzugsweise das Volumen des Reservoirs 42 im wesentlichen konstant bleibt, um für einen gleichbleibenden Kraftstofffluss zu sorgen. Wenn sich das Volumen des Reservoirs 42 im starken Maße ändert, würde das Reservoir nicht effektiv Kavitation verhindern und würde den Kraftstofffluss durch den Niedrigdruck- Durchlass nicht effektiv stabilisieren.
Jeder der Einlässe 34 beinhaltet ein Einlassventil 48, welches ausgelegt ist, Kraftstoff in die Pumpkammern 30, 32 fließen zu lassen und Kraftstoff vom Fließen aus den Pumpkammern 30, 32 zurück in den Niedrigdruck- Durchlass 40 abzuhalten. Vorzugsweise sind die Einlassventile 48 als frei strömende Rückschlag-Ventile ausgebildet, wobei Kraftstoff durch die Einlassventile 48 in die Pumpkammern 30, 32 fließen wird, wenn der Druck im Niedrigdruck-Durchlass größer ist als der Druck in den Pumpkammern 30, 32.
Wie in Fig. 2A dargestellt, sind die Einlassventile 48 als Kugel- Rückschlagventile mit einer Kugel 50, einem Kugelsitz 52 und einem Halt 54 ausgebildet. Der Kugelsitz 52 ist zur Pumpkammer 30, 32 hin ausgerichtet, und die Kugel 50 ist derart ausgelegt, dass sie in den Ballsitz passt, so dass, wenn der Druck in den Pumpkammern 30, 32 größer ist als der Druck in dem Niedrigdruck-Durchlass 40, die Kugel 50 gegen den Ballsitz 52 gedrückt wird, um im wesentlichen das Einlassventil 48 abzudichten, damit nicht Kraftstoff aus den Pumpkammern 30, 32 fließt. Wenn der Druck in den Pumpkammern 30, 32 geringer als der Druck in dem Niedrigdruck- Durchlass 40 ist, wird die Kugel 50 von dem Kugelsitz 52 weggedrückt, wodurch Kraftstoff durch das Einlassventil 48 und in die Pumpkammern 30, 32 fließen kann. Der Halt 54 ist in einem definierten Abstand zum Kugelsitz 52 angeordnet, so dass sich die Kugel 50 ausreichend weit vom Kugelsitz bewegen kann, damit zwischen Kugel und Kugelsitz ein Kraftstofffluss möglich wird, und so dass die Kugel 50 in einer genügend kleinen Nähe zu dem Kugelsitz 52 gehalten wird, damit die Kugel 50 schnell gegen den Kugelsitz 52 zurückgedrückt wird, wenn der Kraftstofffluss umgekehrt wird.
Jeder der Auslässe 36 beinhaltet ein Auslassventil 56, welches ausgelegt ist, Kraftstoff aus den Pumpkammern 30, 32 fließen zu lassen und Kraftstoff vom Fließen in die Pumpkammern 30, 32 abzuhalten. Vorzugsweise sind die Auslassventile 56 regulierte Rückschlagventile, wobei Kraftstoff nur durch die Auslassventile 56 und aus den Pumpkammern 30, 32 fließen wird, wenn der Druck in den Pumpkammern 30, 32 einen vorbestimmten Wert übersteigt. Eine Hochdruck-Leitung 58 ist ausgelegt, die Auslässe 36 der Pumpkammern 30, 32 mit dem Leitungssystem des Fahrzeugs zu verbinden.
Wie in Fig. 2B dargestellt, sind die Auslassventile 56 als kraftbeaufschlagte Kugel-Rückschlagventile mit einer Kugel 60, mit einem Kugelsitz 62 und einer Feder 64 ausgebildet. Der Kugelsitz 62 ist von den Pumpkammern 30, 32 abgewandt und die Kugel 60 ist derart ausgelegt, dass sie in den Kugelsitz 62 passt, so dass, wenn der Druck in den Pumpkammern 30, 32 kleiner ist als der Druck in dem Hochdruck-Durchlass 62, die Kugel 60 gegen den Kugelsitz 62 gedrückt wird, um im wesentlichen die Auslassventile 56 abzudichten, damit Kraftstoff nicht von der Hochdruck-Leitung 58 in die Pumpkammern 30, 32 fließen kann.
Die kraftausübende Feder 64 sorgt für eine zusätzliche Kraft, die Kugel im Kugelsitz 62 zu halten, wenn der Druck in den Pumpkammern 30, 32 den Druck in dem Hochdruck-Durchlass übersteigt. Um die Auslassventile 56 zu öffnen, muss der Druck in den Pumpkammern 30, 32 nicht nur den Druck in dem Hochdruck-Durchlass 58 übersteigen, sondern auch die Kraft der Feder 64. In diesem Sinne kann die kraftausübende Feder so ausgewählt werden, dass die Auslassventile 56 nicht öffnen werden, bis ein Druck in den Pumpkammern 30, 32 einen vorbestimmten Wert übertrifft.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet die Hochdruck-Leitung 58 ein Druckentlastungsventil 66. Vorzugsweise ist das Druckentlastungsventil ähnlich den Auslassventilen 56 als reguliertes Rückschlagventil ausgebildet. Das Druckentlastungsventil ist derart ausgelegt, dass Kraftstoff aus der Hochdruck-Leitung 58 zurück in das Reservoir 42 fließen kann, wenn der Druck in der Hochdruck-Leitung 58 einen vorbestimmten Wert übersteigt. Dies ermöglicht, den Druck in der Hochdruck-Leitung 58 abzulassen. Wenn der Motor des Fahrzeuges läuft, wird Kraftstoff in die Hochdruck- Leitung 58 und in den Motor gepumpt. Wenn der Motor plötzlich ausgeschaltet wird, entfällt der Bedarf an Kraftstoff, und die Pumpe 10 stellt sich ab, wodurch sie die Zufuhr von zusätzlichem Kraftstoff in das Hochdruck- System 58 stoppt. Jedoch führt die Wärme des Motors und des Kraftstoffleitungssystems dazu, dass der Kraftstoff sich in der Hochdruck-Leitung 58 ausdehnt. Um den durch diese Ausdehnung verursachten Druck abzumindern, ermöglicht das Druckentlastungsventil 66 ein Ablassen des Kraftstoffes zurück in das Reservoir 42 und in den Niedrigdruck-Durchlass 40, von dem der Kraftstoff zurück in den Kraftstofftank des Fahrzeuges fließen kann.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die innere Oberfläche 47 der Öffnung 18 und die äußere Oberfläche 45 des Kolbens 20 so bemessen, dass sich eine Spielpassung oder ein Zwischenraum 68 zwischen der inneren Oberfläche 47 und der äußeren Oberfläche 45, wie in Fig. 3 dargestellt, einstellt. Der Zwischenraum 68 steht im Austausch mit dem Reservoir 42, so dass Kraftstoff in den Zwischenraum 68 fließen kann, wodurch eine Flüssigkeitsschmierschicht zwischen der inneren Oberfläche 47 der Öffnung 18 und der äußeren Oberfläche 45 des Kolbens 20 geschaffen wird, wenn der Kolben sich in der Öffnung 18 hin- und herbewegt. Vorzugsweise sind die innere Oberfläche 47 der Öffnung 18 und die äußere Oberfläche 45 des Kolbens 20 bis zu einer sehr feinen Oberflächenbeschaffenheit poliert, um Reibung zwischen den Flächen weiter zu reduzieren.
Die Pumpe 10 beinhaltet einen Antrieb, welcher ausgelegt ist, den Kolben 20 in der Öffnung 18 hin- und herzubewegen. Wenn der Kolben 20 sich auf das erste Ende 14 des Gehäuses hinbewegt, wird das Volumen der ersten Pumpkammer 30 reduziert und das Volumen der zweiten Pumpkammer 32 vergrößert. Wenn das Volumen der ersten Pumpkammer 30 verkleinert wird, wird der Druck in der ersten Pumpkammer 30 ansteigen, bis der Druck groß genug ist, die Kraft der Feder 64 in dem Auslassventil 56 zu überwinden, wodurch das Auslassventil 56 geöffnet wird und Hochdruck-Kraftstoff in die Hochdruck-Leitung 58 zur Zuleitung zum Motor des Fahrzeuges gelangt.
Gleichzeitig wird, wenn das Volumen der zweiten Pumpkammer 32 vergrößert wird, darin ein Vakuum erzeugt, was dazu führt, dass der Druck in der zweiten Pumpkammer 32 unter den Druck in dem Niedrigdruck-Durchlass fällt, wodurch das Einlassventil 48 sich öffnen kann, so dass Kraftstoff in die zweite Pumpkammer 32 fließen kann. Wenn der Kolben 20 sich in Richtung des ersten Endes 14 des Gehäuses 12 bewegt, erfährt die erste Pumpkammer 30 einen Pumpvorgang, weil Kraftstoff von der ersten Pumpkammer durch den Auslass 36 gepumpt wird, und die zweite Pumpkammer 32 erfährt einen Saugvorgang, weil Kraftstoff durch den Einlass 34 in die Pumpkammer 32 gezogen wird.
Des Weiteren, wenn sich der Kolben 20 in Richtung des zweiten Endes 16 des Gehäuses 12 bewegt, erfährt die zweite Pumpkammer 32 einen Pumpvorgang, weil Kraftstoff von der zweiten Pumpkammer 32 durch den Auslass 36 gepumpt wird, und die erste Pumpkammer 30 erfährt einen Saugvorgang, weil Kraftstoff durch den Einlass 34 in die erste Pumpkammer 30 gezogen wird. Wenn der Antrieb den Kolben 20 in der Öffnung hin- und herbewegt, alternieren die erste und zweite Pumpkammer 30, 32 zwischen den Pump- und Saugvorgängen, so dass eine der beiden Pumpkammern 30, 32 immer einen Pumpvorgang durchführt, um eine konstante Kraftstoffzufuhr an die Hochdruck-Leitung 58 zu schaffen.
Bezug nehmend auf die Fig. 4 und 5 werden Druckvorläufe der ersten und der zweiten Pumpkammer 30, 32 gezeigt, wobei die x-Achse die Zeit kennzeichnet und die y-Achse den Druck von den Pumpkammern 30, 32 anzeigt. Der Druckverlauf der ersten Pumpkammer 30 ist in Fig. 4 und der Druckverlauf der zweiten Druckkammer 32 ist in Fig. 5 dargestellt. Der Pumpvorgang der ersten Pumpkammern 30 führt, wenn der Kolben 20 sich in Richtung des ersten Endes 14 des Gehäuses 12 bewegt, zu Hochdruckzonen 100. Der korrespondierende Saugvorgang der zweiten Saugkammer 32 führt zu Bodendruckzonen 102. Jedoch erfährt, wenn der Kolben 20 sich in Richtung des zweiten Endes 16 des Gehäuses 12 bewegt, die erste Pumpkammer 30 die Bodendruckzonen 104 und die zweite Pumpkammer 32 erfährt die Hochdruckzonen 106. Weil der Ausstoß der sowohl ersten und auch zweiten Pumpkammer 30, 32 in die Hochdruck-Leitung 58 geleitet wird, ist der resultierende Ausstoß 108, wie in Fig. 6 dargestellt, vergleichsweise gleichmäßig.
In dem in Fig. 2 gezeigten ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst der Antrieb ein Paar von elektromagnetischen Spulen 70, 72. Eine erste Spule 70 erstreckt sich in der Nähe des ersten Endes 14 um das Gehäuse 12, und eine zweite Spule 72 erstreckt sich in der Nähe des zweiten Endes 16 herum um das Gehäuse 12. Wenn die Spule in der Nähe des ersten Endes 14 des Gehäuses 12 erregt wird, fließt ein magnetischer Fluss von dem ersten Endaufsatz 26 durch die erste Pumpkammer 30 zu dem ersten Ende 22 des Kolbens 20. Der magnetische Fluss verursacht eine magnetische Anziehung zwischen dem ersten Ende 22 des Kolbens 20 und dem ersten Endaufsatz 26, wodurch er den Kolben 20 in Richtung des ersten Endes 14 des Gehäuses 12 bewegt.
Ebenso fließt ein magnetischer Fluss von dem zweiten Endaufsatz 28 durch die zweite Pumpkammer 32 zu dem zweiten Ende 24 des Kolbens 20, wenn die Spule in der Nähe des zweiten Endes 16 des Gehäuses 12 erregt wird. Der magnetische Fluss verursacht eine magnetische Anziehung zwischen dem zweiten Ende 24 des Kolbens 20 und dem zweiten Endaufsatz 28, wodurch er den Kolben 20 in Richtung des zweiten Endes 16 des Gehäuses 12 bewegt. Durch abwechselnde Erregung der ersten und zweiten Spule 70, 72 wird der Kolben 20 innerhalb der Öffnung 18 hin- und herbewegt. In dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es erforderlich, dass das Gehäuse 12, der Kolben 20 und die Endaufsätze 26, 28 aus einem magnetischleitenden Material sind, damit ein magnetischer Fluss dadurch möglich ist. Die Wechselfrequenz des elektromagnetischen Feldes regelt die Frequenz der Kolbenbewegung und damit den Austrittsstrom der Pumpe.
Wenn weder die erste Spule 70 noch die zweite Spule 72 erregt wird und die Pumpe 10 läuft nicht, wird der Kolben 20 durch ein Halteelement in einer mittleren Position innerhalb der Öffnung 18 positioniert. In dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das Halteelement ein Paar von Federn 74, 76. Eine erste Feder 74 ist zwischen dem ersten Ende 22 des Kolbens 20. und dem ersten Endaufsatz 26 innerhalb der Pumpkammer 30 angeordnet, und eine zweite Feder 76 ist zwischen dem zweiten Ende 24 des Kolbens 22 und dem zweiten Endaufsatz 28 innerhalb der zweiten Pumpkammer 32 angeordnet. Die Federn 74, 76 weisen im wesentlichen die gleiche Steifheit auf, so dass die Federn 74, 76 den Kolben 20 mittig innerhalb der Öffnung 18 halten, wenn keine anderen äußeren Kräfte auf den Kolben 20 wirken. Zusätzlich sollte die Steifheit der Federn 74, 76 vergleichsweise gering sein, so dass die Federn 74, 76 nicht einen wesentlichen Widerstand gegen die Bewegung des Kolbens 20 durch die elektromagnetischen Spulen 70, 72 darstellen.
Vorzugsweise beinhalten die erste und die zweite Pumpkammer 30, 32 jeweils ein Paar von sich gegenüberstehenden Federaufnahmen 78, 80. Eine erste Federaufnahme 78 ist innerhalb jeweils des ersten und zweiten Endes 22, 24 des Kolbens 24 ausgebildet, und eine zweite Federaufnahme 80 ist innerhalb jeweils eines ersten und zweiten Endaufsatzes 26, 28 ausgebildet.
Die stirnseitigen Enden der Federn 74, 76 werden innerhalb der Federaufnahmen 78, 80 gehalten, um die Federn 74, 76 in den Pumpkammern 30, 32 in richtiger Position und Ausrichtung zu fixieren.
Ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel 110 wird in Fig. 7 gezeigt, wobei gleiche Bauteile in der selben Weise wie in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bezeichnet sind, in dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst der Antrieb ein Zweiweg-Nocken 82, der durch eine mechanische Welle eines Motors oder eines Elektro-Motors (nicht dargestellt) angetrieben wird. Der Zweiweg-Nocken beinhaltet eine rotierende Nockennase 84, welche die Nockenfläche 86 ausbildet. Das zweite Ende 24 des Kolbens 20 beinhaltet eine sich davon erstreckende Stange 88. Die Stange 88 erstreckt sich von dem zweiten Ende des Kolbens 20 durch die zweite Pumpkammer 32 und durch eine Öffnung 90 an dem zweiten Endaufsatz 28. Vorzugsweise ist eine Dichtung 92 in der Öffnung 90 angeordnet, die derart ausgelegt ist, dass darin eine gleitende Bewegung der Stange 88 möglich ist, während sie ein Auslaufen von Kraftstoff durch die Öffnung 90 aus der zweiten Pumpkammer 32 verhindert.
Die Stange 88 beinhaltet ein stirnseitiges, dem Kolben 20 entgegengesetztes Ende 94, welches für eine Gleitverbindung mit der Nockenfläche 86 ausgelegt ist, so dass, wenn die Nockennase 84 rotiert, das stirnseitige Ende 94 der Stange 88 der Nockenfläche folgt, wodurch sie die Stange 88 und damit den Kolben 20 hin- und herbewegt. Der Zweiweg-Nocken 82 sollte ein Nockenprofil mit höherer Ordnung aufweisen und speziell ausgelegt sein, um systemdynamische Vibrationen auszuschließen.
Vorzugsweise beinhaltet das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel ein Halteelement, um das stirnseitige Ende 94 der Stange 88 in der Gleitverbindung mit der Nockenfläche 86 der Nockennase 84 zu halten. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist das Halteelement eine Feder 96, welche zwischen dem ersten Ende 22 des Nockens 20 und dem ersten Endaufsatz 26 innerhalb der ersten Pumpkammer 30 angeordnet ist. Vorzugsweise beinhaltet die erste Pumpkammer 30 ein Paar von sich gegenüberliegenden Federaufnahmen 78, 80 ähnlich zu den Federaufnahmen 78, 80 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels, um die Position und Ausrichtung der Feder 96 zu gewährleisten.
Die Steifheit der Federn 74, 76 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels ist nicht entscheidend, so weit sie im wesentlichen gleich sind. Jedoch muss die Steifheit der Feder 96 des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels groß genug sein, um für eine genügend große Kraft zu sorgen, so dass der Kolben 20 zurück in Richtung des zweiten Endes 16 des Gehäuses 12 gedrückt wird und das stirnseitige Ende 94 der Stange 88 in der Gleitverbindung mit der Nockenfläche 86 gehalten wird.
Die obige Erörterung offenbart und beschreibt zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele. Ein Fachmann wird ohne weiteres aus jener Erörterung, aus den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen erkennen, dass Änderungen und Modifikationen an den bevorzugten Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können, ohne dass der wahre Sinn und der deutliche Bereich der erfinderischen Gedanken verlassen wird, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert sind. Die bevorzugten Ausführungsbeispiele sind in einer darstellenden Weise beschrieben worden, und es sei darauf hingewiesen, dass die gewählte Terminologie eher in der Art von Wörtern der Beschreibung als in der Art einer Begrenzung aufgefasst werden soll.

Claims

1. Kraftstoffpumpe (10) für ein Automobil, umfassend:
ein Gehäuse (12) mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende (16, 24) und einer Öffnung (18), die sich durch das Gehäuse (12) zwischen dem ersten Ende (14) und zweiten Ende (16) erstreckt;
einen Kolben (20) mit einem ersten Ende (22) und einem zweiten Ende (24), der gleitbar innerhalb der Öffnung (18) gelagert ist;
einen ersten Endaufsatz (26), der an dem ersten Ende des Gehäuses (12) befestigt ist, und einen zweiten Endaufsatz (28), der an dem zweiten Ende (16, 24) des Gehäuses (12) befestigt ist, wobei sie den Kolben (20) innerhalb der Öffnung (18) umschließen;
eine erste Pumpkammer (30), die durch die Öffnung (18), das erste Ende (22) des Kolbens (20) und den ersten Endaufsatzes (26) definiert ist, und eine zweite Pumpkammer (32), die durch die Öffnung (18), das zweite Ende des Kolbens (20) und den zweiten Endaufsatz (28) definiert ist, wobei jede der ersten und zweiten Pumpkammer (30, 32) einen Einlass (34) aufweist, der ausgelegt ist, Kraftstoff in die Pumpkammern (30, 32) fließen zu lassen, und einen Auslass (36) aufweist, der ausgelegt ist, Kraftstoff aus den Pumpkammern (30, 32) fließen zu lassen;
einen Antrieb, der ausgelegt ist, den Kolben (20) innerhalb der Öffnung (18) hin- und herzubewegen, wobei, wenn der Kolben (20) sich in Richtung des ersten Endes (14) bewegt, das Volumen der ersten Pumpkammer (30) reduziert wird und das Volumen der zweiten Pumpkammer (32) vergrößert wird, und, wenn der Kolben (20) sich in Richtung des zweiten Endes (16) bewegt, das Volumen der ersten Pumpkammer (30) vergrößert wird und das Volumen der zweiten Pumpkammer (32) reduziert wird.

2. Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 1, wobei jeder der Einlässe ein Einlassventil (48) beinhaltet, das ausgelegt ist, Kraftstoff in die Pumpkammern (30, 32) fließen zu lassen und Kraftstoff vom Ausfließen aus den Pumpkammern (30,32) abzuhalten, und wobei jeder der Auslässe (36) ein Auslassventil (56) beinhaltet, das ausgelegt ist, Kraftstoff aus den Pumpkammern (30, 32) fließen zu lassen und Kraftstoff vom Fließen in die Pumpkammern (30, 32) abzuhalten.

3. Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Halteelement, dass den Kolben (20) mittig innerhalb der Öffnung (18) positioniert, wenn die Kraftstoffpumpe (10) sich in der Ruhelage befindet.

4. Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Zufuhranschluss (38), der ausgelegt ist, die Kraftstoffzufuhr und einen Niedrigdruck-Durchlass (40) zu verbinden, welcher den Zufuhranschluss (38) an die erste und zweite Pumpkammer (30, 32) anschließt.

5. Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 4, wobei der Niedrigdruck- Durchlass (40) ein Reservoir (42) beinhaltet, das zwischen dem Zufuhranschluss (38) und den Einlässen (34) angeordnet ist, wobei das Reservoir (42) ausgelegt ist, ein Kraftstoffvolumen vor den Einlässen (34) vorzuhalten, um Kavitation innerhalb des Niedrigdruck- Durchlasses (40) zu verhindern und den Fluss innerhalb des Niedrigdruck-Durchlasses (40) zu stabilisieren.

6. Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 1, weiter eine Paar von Dichtungen beinhaltend, wobei eine der Dichtungen zwischen dem ersten Ende des Gehäuses (12) und dem ersten Endaufsatz (26) angeordnet ist und die andere der Dichtungen zwischen dem zweiten Ende (16, 24) des Gehäuses (12) und dem zweiten Endaufsatz (28) angeordnet ist.

7. Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 1, wobei die Öffnung (18) eine innere Oberfläche (47) beinhaltet und der Kolben (20) eine äußere Oberfläche (45) beinhaltet, wobei die innere Oberfläche (47) und die äußere Oberfläche (45) so bemessen sind, dass sich eine Spielpassung zwischen der Öffnung (18) und dem Kolben (20) einstellt, wobei, wenn der Kolben (20) innerhalb der Öffnung (18) sich hin- und herbewegt, Kraftstoff von dem Niedrigdruck-Durchlass (40) zwischen die äußere Oberfläche (45) des Kolbens (20) und die innere Oberfläche (47) der Öffnung (18) fließt, um eine Schmierung zwischen der äußeren Oberfläche des Kolbens (20) und der inneren Oberfläche der Öffnung (18) zu schaffen.

8. Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 1, wobei der Antrieb ein Paar von elektromagnetischen Spulen(70, 72) beinhaltet, wobei eine der Spulen sich in der Nähe des ersten Endes (14, 22) und die andere der Spulen (70, 72) sich in der Nähe des zweiten Endes (16) um das Gehäuse (12) herum erstreckt, wobei, wenn die Spule in der Nähe des ersten Endes (14, 22) des Gehäuses (12) erregt wird, ein magnetischer Fluss, der von dem ersten Endaufsatz (26) zu dem ersten Ende (22) des Kolbens (20) fließt, den Kolben (20) magnetisch in Richtung des ersten Endaufsatz (26)es anzieht, und, wenn die Spule in der Nähe des zweiten Endes (16) des Gehäuses (12) erregt wird, ein magnetischer Fluss, der von dem zweiten Endaufsatz (28) zu dem zweiten Ende (16, 24) des Kolbens (20) fließt, den Kolben (20) magnetisch in Richtung des zweiten Endaufsatzes (28) anzieht.

9. Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 5, wobei der Antrieb einen angetriebenen Zweiweg-Nocken (82) beinhaltet.

10. Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 9, eine Stange (88) beinhaltend, die von dem zweiten Ende (24) des Kolbens (20) sich auswärts durch eine Öffnung (18) des zweiten Endaufsatzes (26) erstreckt, wobei die Stange (88) ein stirnseitiges, dem Kolben (20) entgegengesetztes Ende (94) aufweist, das mit dem Zweiweg-Nocken (82) im Eingriff steht.