DE1900093B2

DE1900093B2 - Elektromagnetisch betätigte, zweistufige Brennstoff-Förderpumpe zur Speisung von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1900093B2
Application number: DE1900093A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Pour L'equipement Tr Hann M Dipl-Chem Drrer Nat Pat-Anw 6300 Giessen SA
Current assignee: Pour L'equipement Tr Hann M Dipl-Chem Drrer Nat Pat-Anw 6300 Giessen SA
Priority date: 1968-01-03
Filing date: 1969-01-02
Publication date: 1974-02-14
Also published as: JPS4837281B1; US3556684A; SE348525B; FR1557857A; ES362069A1; DE1900093A1; DE1900093C3; GB1233351A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigte, zweistufige Brennstoff-Förderpumpe zur Speisung von Brennkraftmaschinen mit einem hohlzyündrischen, axial gegen die Kraft mindestens einer in mindestens einer Stufe den Saughub bewirkenden, einen Hubraum durchsetzenden Rückstellfeder bewegten, im Hub durch beidseitig wirkende Mittel begrenzten Kolben, der als Anker eine durch Impulse von einer elektrischen Steuereinrichtung erregte Magnetspule konzentrisch durchsetzt, einem in Schließrichtung federbelasteten Saugventil im Einlaß der ersten Stufe, einem durch eine Kraft in eine Endlage bewegten Zwischenventil, das als Druckventil der ersten und Saugventil der zweiten Stufe wirkt, sowie einem am Ausgang der zweiten Stufe vorgesehenen Rückschlagventil.

Es ist bekannt, bei zahlreichen Kraftfahrzeugen für den Betrieb von Brennkraftmaschinen Brennstoff-Förderpumpen zu verwenden, welche den Brennstoff unter einem bestimmten maximalen Druck an einen Vergaser liefern, der die Brennstoffzufuhr zu den Zylindern des Motors gewährleistet. Ferner ist es bekannt, daß bei Verwendung mechanisch angetriebener Brennstoffpumpen, insbesondere Pumpen, welche von einem durch den Motor bewegten Mitnehmer gesteuert werden, die Zufuhr des von der Brennstoffpumpe gelieferten Brennstoffs notwendigerweise eine Funktion der Drehzahl des Motors

ίο ist, derart, daß beim Start die Brennstoffzufuhr zum Motor nur unzureichend gewährleistet ist. Außerdem ist man bei derartigen Brennstoffpumpen wegen der mechanischen Steuerung gezwungen, dan Pumpenkörper unmittelbar neben dem Motorblock anzuord-

nen, was im Hinblick auf die Möglichkeiten der richtigen Kühlung der Brennstoffpumpe von Nachteil ist. Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift 915 877 eine Pumpe bekannt, bei der eine Verbindung der Pumpenauslaßkammer mit der Saugseite

der Pumpe vorhanden ist und die in dieser Verbindung vorgesehene, der Druckbegrenzung dienende Ventilsteuerung bei Erreichen des Solldruckwertes einen Weg in den Brennstoff-Vorratsbehältcr freigibt.

Es sind auch bereits elektromagnetisch betriebene Brennstoff-Förderpumpen mit einem Pumpenkörper bekannt, in dem ein Kolben aus magnetischem Material gleitet, wobei die Bewegung des Kolbens in einer Richtung durch eine Magnetspule und in der andere

Richtung mittels einer Rückholfeder bewirkt wird. Eine derartige elektrische Pumpe hat den Vorteil, daß die Brennstofflieferung unabhängig von der Motordrehzahl ist und daß sie mit Rücksicht auf n.re Kühlung abseits vom Motorblock angeordnet werden

kann. Bei solchen elektromagnetisch betriebenen Brennstoff-Förderpumpen ist es aus der französischen Patentschrift 1 192 654 bekannt, elektronische Steuereinrichtungen an Stelle von Steuerungen durch Kontakte zu verwenden. Ferner ist es bei elektromagnetisch betätigten, als Verdrängerpumpen ausgebildeten Brennstoff-Förderpumpen aus der USA.-Patentschrift 2 533 164 bekannt, zur Vergleichmäßigung des Druckes in der Förderleitung in der Pumpenauslaßkammer eine Wandung durch eine elastisehe Membran zu bilden, die gleichzeitig eine Wandung eines Windkessels, der von einem Luftraum gebildet ist, darstellt.

Aus der USA.-Patentschrift 2 669186 ist eine elektromagnetisch betätigte Brennstoff-Förderpumpe bekannt, die als zweistufige Pumpe ausgebildet ist und den Förderhub in der ersten Stufe durch den Elektromagneten und den Förderhub in der zweiten Stufe durch eine Feder bewirkt. Dies bringt den Nachteil mit sich, daß die Brennstoff-Förderpumpe in ihrem Endförderdruck durch die Kraft der verwendeten Feder begrenzt ist.

Aufgabe der Erfindung war es, diesen Nachteil zu beseitigen und eine elektromagnetisch betätigte zweistufige Brennstoff-Förderpumpe der eingangs gcnannten Art aufzuzeigen, bei der der Ausgangsdruck der zweiten Stufe in seiner Größe veränderbar und eine weitere Regulierung des Förderdruckes der Pumpe möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Magnetspule und die elektrische Steuereinrichtung so ausgebildet sind, daß die Magnetspule die Bewegung des Kolbens beim Förderhub der zweiten Stufe bewirkt, und daß die Rück-

stellfcaer den Hubraum der zweiten Stufe durchsetzt und so ausgebildet ist, daß sie der. Kolben bei spannungsloser Magnetspule in den Hubraum der ersten Stufe drückt.

Ein«: solche Brennstoff-Förderpumpe besitzt gegenüber der aus der USA.-Patentschrift ~> 669 \kc bekannten Pumpe den großen Vorteil, daß ?ur Bewegung des Kolbens beim Förderhub der zweiten Stufe der in seiner Kraft leicht regelbare Elektromagnet und nicht die konstante Kraft einer Feder verwendet wird. Dieser Vorteil wird bei der Erfindung ohne Vergrößerung der Bauhöhe der Pumpe erreicht

Sei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Pumpenauslaß über ein federbelastetes Rückschlagventil mit dem Brennstoffbehälter über eine Leitung verbunden. Durch Änderung der Belastung des Rückschlagventils läßt si.-h der Förde: druck der Pumpe noch variabler gestalten Im üb-πμοη ermöglicht es die Einsiellbarkeit des Rück schiagventils, den maximalen Druck des von der Brennstoff-Förderpumpe gelieferten Abflusses auf den gewünschten Wert einzustellen. Daraus eraibt sich, daß man eine Brennstoff-Förderpumpe für "die Brennstoffzufuhr zu Vergasern verschiedener Typen verwenden kann, denen unterschiedliehe maximale Drücke zugeordnet sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfingungsgcmäßen Brennstoff-Förderpumpe ist die elektrische Steuereinrichtung als elektronische Schaltung, die im Bereich des Pumpenauslasses angeordnet ist' ausgebildet. Eine solche Ausbildungsform ist im Hinblick auf die Kühlung dieser Schaltuns besonders vorteilhaft.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung werden bevorzugt Federn als Mittel zur Begrenzung des Hubes des Kolbens in beiden Endlagen verwendet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Der Pumpenkörper 1 ist von einer koaxialen Magnetspule 2 umgeben. Im Inneren des Pumpenkörpers 1 gleitet ein aus Stahl bestehender Kolben 3 der vermittels einer Rückstellfeder 4. welche unten abgestützt ist, aufwärts bewegt wird. Ihre Ausdehnung nach oben wird durch eine zusätzliche Feder 4 α beschränkt.

Ein Hubraum 5 führt durch den Kolben 3 hindurch. Am oberen Ende des Hubraumes S befindet sich ein Zwischenventil 6 mit kegeligem Ventilkörper, welches sich durch Abstützen des Ventiikörpers auf einen Sitz 7 schließen kann und keine Feder aufweist.

Am oberen Teil des Pumpenkörpers 1 befindet sich eine Brennstoffzufuhrleitung 8, die mit dem Brennstoffbehälter verbunden ist. Diese Leitung mündet in einen Raum, dessen Ausgangsöffnung durch ein mittels einer Feder 11 gegen einen Sitz 10 gedrücktes kegeliges Saugventil 9 geschlossen wird. Am unteren Teil des Pumpenkörpers 1 befindet sich ein durch eine Feder 14 gegen seinen Sitz 13 gedrücktes Rückschlagventil 12. Das Saugventil 9 schließt sich im Falle eines Überdruckes im Inneren der Mittelzone des Pumpenkörpers 1, wie sich umgekehrt das Rückschlagventil 12 in diesem Augenblick öffnet. Ein Pumpenauslaß 15 mit einer elastischen Membran 16 bildet einen Windkessel 17.

Die Abflußleitung 19 verläßt den Pumpenauslaß 15 in der einen, die Rückführleitung 20 in der anderen Richtung, wobei ein einstellbares Rückschlagventil 21 mit einer Kugel, einer Feder 22 sowie einer Einstellschraube 23 an der RiickfiihrUitung 20 angeordnet ist. Diese steht mit einer Leitung 24 in Verbindung, die direkt zum Brennstoffbehälter führt.

Unterhalb des Bauteils 18 des Gehäuses 27 hefindet sich ein Abieil 25 aus gut wärmeleitendem Material, aus welchem auch der Bauteil IS besteht. Im Inneren dieses Abteils 25 ist die elektronische Steuerungseinrichtung 26 für die Magnetspule 2 angeordnet. Das Abteil 25 ist nach außen durch ein Gehäuse 27 abgeschirmt, welches an seinem unteren Teil Belüftungsöffnungen 28 aufweist.

• a Durch die Erregung der Magnetspule 2 wird der Kolben 3 durch das an der Magnetspule 2 erzeugte magnetische Feld abwärts gezogen. Die Rückstellfeder 4 wird zusammengedrückt. Ist der Hubraum 5 mit Brennstoff gefüllt und das Rückschlagventil 12 ao auf Grund der Wirkung der Ff;der 14 geschlossen, bewirkt die Abwärtsbewegung des Kolbens 3 einen Überdruck im Inneren des Hubraums 5, wodurch die Schließung des Zwischenventils 6 und die Öffnung des Rückschlagventils 12 veranlaßt wird. Die Abas wälzbewegung des Kolbens 3 bewirkt eine Ausdehnung des Raumes zwischen dem Zwischenventil 6 und dem Saugventil 9, was ein Öffnen des Saugventils 9 bewirkt. Der der Brennstoff-Fördei pumpe über die Leitung 8 zugeführte Brennstoff gelangt folglich in das Saugventil 9 und dringt in den Raum zwischen dem Saugventil 9 und dem Zwischenventil 6 ein.

Wird die Erregung der Magnetspule 2 unterbrochen, verschwindet die auf den Kolben 3 wirkende Kraft, und der Kolben 3 hebt sich wieder unter der Wirkung der Rückstellfeder 4 in den Pumpenkörper 1. Im Verlauf dieser Bewegung schließt sich das Rückschlagventil 12 wiederum unter der Wirkung seiner Feder 14, da der durch die Abwärtsbewegung des Kolbens 3 verursachte Überdruck verschwindet. Außerdem verringert sich der zwischen dem Saugventil 9 und dem Zwischenventil 6 bestehende Raum derart, daß das Saugventil 9 sich unter der Wirkung seiner Feder 11 schließt und das Zwischenventil 6 sich unter der Wirkung des durch die Verringerung des obengenannten Raumes verursachten Überdrucks öffnet; der in der vorhergehenden Phase in das Innere des Raumes eingetretene Brennstoff gelangt nunmehr in den Hubraum 5, d. h. in den zwischen dem Zwischenventil 6 und dem Rückschlagventil 12 befindlichen Raum. Die Brennstoff-Förderpumoe ist in ihren Anfangszustand zurückgekehrt und zu einem neuen Arbeitszyklus bereit.

Der in der ersten Stufe in den als Abflußkammer ausgebildeten Pumpenauslaß 15 ve/drängte Brennstoff tritt über die Abflußleitungen 19 und die Rückführleitung 20 aus dem Pumpenauslaß 15 aus. Die AbflußleitUiig 19 ist an den Vergaser der mit Brennstoff zu versorgenden Brennkraftmaschinen angeschlossen, während die Rückführleitung 20 über die Leitung 24 mit dem Brennstoffbehälter verbunden ist. Erreicht der Druck im Innern des Pumpenauslasses 15 seinen Tiaximalen Wert, welcher der normalen Betriebsweise des stromabwärts angeordneten Vergasers entspricht, wird die Kugel des Rückschlagventils 21, welche die Rückführleitung 20 verschließt, zurückgedrückt. Auf Grund der Einstellungsmöglichkeit der Einstellschraube 12 gegen die Spannung der Feder 22 kann der in der Abflußleitung 19 erwünschte

maximale Druck gesteuert werden. Im übrigen krümmt sich im Augenblick deis Abflusses die elastische Membran 16 unter der Wirkung des Verdrängungsdrucks derart, daß eine Abschwächung des Spitzendrucks, welcher im Augenblick der Verdrängung erhalten wird, stattfindest; diese Biegsamkeit wird durch die Anordnung des im Windkessel 17 befindlichen Luftkissens begünstigt. Durch die kombinierte Wirkung des Rückflusses zum Brennstoffbehälter und der Elastizität der Membran 16 lassen sich die Schwankungen des Verdrängerdruckes herabsetzen.

Im übrigen sei bemerkt, daß die Anordnung der elektronischen Steuereinrichtung 26 in ihrem gut wärmeleitenden, ausreichend belüfteten Abteil 25 es ohne weiteres ermöglicht, die in dieser Steuereinrichtung 26 durch den Joule-Effekt freigewordene Wärme abzugeben, da dieser Pumpenbereich durch die Zufuhr des verdrängten Brennstoffes besonders gut gekühlt ist. Diese Zufuhr des Brennstoffes ist ao stets konstant, unabhängig von der in die Abflußleitung 19 gelangenden Menge, da die überschüssige Brennstoffmenge, welche nicht an die Abflußleitung 19 abgegeben wird, durch die Rückführlcitung 20 und die Leitung 24 in den Brennstoffbehälter ab- as fließt. Diese Ausführungsform der Erfindung ermöglicht deshalb eine besonders gute Kühlung der elektronischen Schaltung. Um schließlich die Kühlung des Abteils 25 noch weiter zu fördern, ist das Gehäuse 27 mit Belüftungsöffnungen 28 versehen.

Ein zusätzlicher Vorteil dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennstoff-Förderpumpe besteht darin, daß über die zum Brennstoffbehälter vorgesehene Abflußleitung 19 die durch Brennstoffdampf verursachten Verstopfung die sich während des Stillstandes der Brennkraftmaschine in den Brennstoffzufuhrleitungen zum Vergaser bilden können, entfernt werden können. Dieser Dampf kehrt dann in dem Maße über die Rückführleitung 20 und die Leitung 24 zurück, wie sein Druck höher als der Einstelldruck des Rückschlagventils 21 ist. Durch die direkte Verbindung der Leitung 24 mit dem Brennstoffbehälter zu der parallel die Brennstoffzufuhrleitung 8 die Verbindung zwischen dem Brennstoffbehälter und der Brennstoff-Förderpumpe bildet, ist dafür gesorgt, daß kein innerer Umlauf des Brennstoffs von der Leitung 24 direkt in die Brennstoffzuführleitung 8 möglich ist, so daß auch bei geringer Brennstoffabnahme keine Aufwärmung in einem Kreislauf entsteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisch betätigte, zweistufige Brennstoff-Förckrpumpe zur Speisung von Brennkraftmaschinen mit einem hohlzylindrischen, axial gegen die Kraft mindestens einer in mindestens einer Stufe den Saughub bewirkenden, einen Hubraum durchsetzenden Rückstellfeder bewegten, im Hub durch beidseitig wirkende Mittel begrenzten Kolben, der als Anker eine durch Impulse von einei elektrischen Steuereinrichtung erregte Magnetspule konzentrisch durchsetzt, einem in Schließrichtung federbelasteten Saugventil im Einlaß der ersten Stufe, einem durch eine Kraft in eine Endlage bewegten Zwischenventil, das als Druckventil der ersten und Saugventil der zweiten Stufe wirkt, sowie einem am Ausgang der zweiten Stufe vorgesehenen Rückschiagventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (2) und die elektrische Steuereinrichtung (26) so ausgebildet sind, daß die Magnetspule die Bewegung des Kolbens (3) beim Förderhub der zweiten Stufe bewirkt und daß die Rückstellfeder (4) den Hubraum (S) der zweiten Stufe durchsetzt und so ausgebildet ist, daß sie den Kolben (3) bei spannungsloser Magnetspule (2) in den Hubraum der ersten Stufe drückt.

2. Breii.istoff-Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenauslaß (15) übet ein federbelas,_tetes Rückschlagventil (21) zur Begrenzung des F'irderdruckes mit dem Brennstoffbehälter über eine Leitung (24) verbunden ist.

3. Brennstoff-Förderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Steuereinrichtung (26) von einer im Bereich des Pumpenauslasses 15 angeordneten elektronischen Schaltung gebildet ist.

4. Brennstoff-Förderpumpe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Begrenzung des Hubes des Kolbens (3) in beiden Endlagen von Federn (Teile 4, 4 a) gebildet sind.