DE19530421A1

DE19530421A1 - Conveyor unit

Info

Publication number: DE19530421A1
Application number: DE19530421A
Authority: DE
Inventors: Walter Enders
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1995-08-18
Filing date: 1995-08-18
Publication date: 1997-02-20
Also published as: DE59601543D1; EP0759503A2; EP0759503A3; EP0759503B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Fördereinheit zum Fördern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahr zeuges mit einer aus einer Hauptkammer fördernden Haupt pumpe, einer zum Fördern des Kraftstoffs in die Hauptkam mer ausgebildeten Vorpumpe und zumindest einem in der Hauptkammer angeordneten Elektromotor, zum Antrieb von Vorpumpe und Hauptpumpe, wobei die Vorpumpe in einer Vor kammer unterhalb der Hauptkammer angeordnet ist.The invention relates to a conveyor unit for conveying Fuel for an internal combustion engine of a motor vehicle stuff with a head conveying from a main chamber pump, one for pumping fuel into the main chamber mer trained backing pump and at least one in the Main chamber arranged electric motor, for driving Backing pump and main pump, the backing pump in a backing chamber is arranged below the main chamber.

Derartige Fördereinheiten werden heutzutage vielfach zur Förderung von Kraftstoff in einem Kraftfahrzeug einge setzt und sind demnach Stand der Technik. Die Trennung der Fördereinheit in eine Hauptkammer mit einer darin an geordneten Hauptpumpe und eine Vorkammer mit einer darin angeordneten Vorpumpe trägt zu einer Erhöhung der Sicher heit der Kraftstoffversorgung bei. Heutige Brennkraftma schinen benötigen eine besonders hohe Sicherheit bei der Versorgung mit Kraftstoff, da ansonsten Schäden, bei spielsweise an einem Katalysator, zu befürchten sind. Hierbei fördert die Vorpumpe einen Vorrat an Kraftstoff in die Hauptkammer. Wird beispielsweise bei einer Kurven fahrt des Kraftfahrzeugs die Kraftstoffzufuhr zu der Vor pumpe kurzfristig unterbrochen, ist dies belanglos, so lange noch Kraftstoff in der Hauptkammer vorhanden ist. Durch die Anordnung der Hauptkammer und der Vorkammer übereinander gestaltet sich die Fördereinheit besonders kompakt. Weiterhin lassen sich so Hauptpumpe und Vorpumpe von einem einzigen in der Hauptkammer angeordneten Elek tromotor antreiben. Für den Antrieb der Vorpumpe muß dann eine Antriebswelle des Elektromotors durch einen Gehäuse boden der Hauptkammer in die Vorkammer geführt werden. Die Durchführung der Welle durch den Gehäuseboden der Hauptkammer erfordert eine besonders gute Radialdichtung, da ansonsten die Gefahr besteht, daß die Hauptkammer nach einem längeren Stand des Kraftfahrzeugs leerläuft. Da durch erfordert die Versorgung der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff bei einem folgenden Start unerwünscht viel Zeit. Zudem besteht immer die Gefahr, daß die Ra dialdichtung durch Altern undicht wird oder Kraftstoff durch sie hindurchdiffundiert.Such conveyor units are nowadays widely used Promotion of fuel turned into a motor vehicle sets and are therefore state of the art. The separation the delivery unit into a main chamber with one in it ordered main pump and a prechamber with one in it arranged backing pump contributes to an increase in safety fuel supply. Today's internal combustion engine machines require a particularly high level of security in the Fuel supply, otherwise damage, at for example on a catalyst, are to be feared. The backing pump delivers a supply of fuel into the main chamber. For example, in a curve the motor vehicle drives the fuel supply to the front pump temporarily interrupted, this is irrelevant, so as long as there is fuel in the main chamber. Due to the arrangement of the main chamber and the prechamber one above the other, the conveyor unit is particularly designed compact. The main pump and backing pump can also be used in this way from a single elec arranged in the main chamber drive the motor. Then for driving the backing pump a drive shaft of the electric motor through a housing floor of the main chamber into the antechamber. Carrying the shaft through the bottom of the case Main chamber requires a particularly good radial seal, otherwise there is a risk that the main chamber after idling for a longer period of the motor vehicle. There through requires the supply of the internal combustion engine Fuel undesirable on a subsequent start Time. In addition, there is always the risk that the Ra dial seal leaks due to aging or fuel diffused through them.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Förderein heit der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie eine sichere Versorgung der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit Kraftstoff garantiert.The invention is based on the problem, a Förderein unit of the type mentioned in such a way that it a secure supply of the internal combustion engine Motor vehicle guaranteed with fuel.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorpumpe und eine Antriebswelle des Elektromotors je weils Magnete aufweisen, welche einander gegenüberstehend angeordnet und durch einen aus nicht magnetisierbarem Ma terial bestehenden Gehäuseboden der Hauptkammer voneinan der getrennt sind.This problem is solved according to the invention in that the backing pump and a drive shaft of the electric motor each Weil have magnets that face each other arranged and by a non-magnetizable Ma the existing housing base of the main chamber from each other who are separated.

Durch diese Gestaltung der Fördereinheit wird das Problem der Abdichtung der Hauptkammer einfach umgangen, da keine Radialdichtung mehr benötigt wird. Die Anordnung der Ma gnete entspricht hier der einer sogenannten Magnetkupp lung, deren Magnete von dem Gehäuseboden getrennt sind. Der Gehäuseboden der Hauptkammer kann nun eine geschlos sene Trennwand sein, welche auch bei einem längeren stand des Kraftfahrzeuges keinen Kraftstoff durchläßt. Mit der erfindungsgemäßen Fördereinheit ist es damit leicht mög lich, eine Sicherheitsreserve an Kraftstoff in der Haupt kammer zu halten. Der Gehäuseboden muß aus einem nicht magnetisierbaren Material bestehen, wie beispielsweise Kunststoff oder bestimmten Nichteisenmetallen oder Edel stählen, damit zur Übertragung der Antriebskräfte notwen dige magnetische Felder nicht behindert werden. Bei hohen Drehzahlen sollte sie zudem zur Vermeidung von Wirbel strömen aus elektrisch nicht leitfähigem Material beste hen. Um sämtliche Radialdichtungen in der Fördereinheit zu vermeiden, wäre es auch möglich, die Hauptpumpe eben falls über eine derartige Magnetkupplung anzutreiben.The problem is caused by this design of the conveyor unit bypassed the sealing of the main chamber simply because none Radial seal is needed more. The arrangement of the Ma gnete corresponds to that of a so-called magnetic clutch tion, whose magnets are separated from the housing base. The bottom of the main chamber can now be closed separate partition, which also stood with a longer one of the motor vehicle does not pass fuel. With the Conveyor unit according to the invention it is easily possible Lich, a safety reserve of fuel in the main keep chamber. The bottom of the case does not have to be one magnetizable material, such as Plastic or certain non-ferrous metals or precious steel so that it is necessary for the transmission of the driving forces magnetic fields are not obstructed. At high It should also speed to avoid eddies flow best from electrically non-conductive material hen. Around all radial seals in the conveyor unit to avoid, it would also be possible to level the main pump if to drive via such a magnetic coupling.

Die Verbindung der Vorpumpe mit der Hauptkammer kann bei spielsweise mit einem in dem Gehäuseboden zwischen der Vorkammer und der Hauptkammer angeordneten Ventil erfol gen. Dieses Ventil hat jedoch den Nachteil, daß es un dicht werden könnte, was dann zu einem Leerlaufen der Hauptkammer führen könnte. Diese Fehlerquelle läßt sich vermeiden, wenn die Fördereinheit zur Verbindung der Vor kammer mit der Hauptkammer eine Steigleitung hat, deren Mündung von dem Gehäuseboden der Hauptkammer einen Ab stand hat. Die Steigleitung dient damit als Überlauf der Vorkammer, der in die Hauptkammer mündet. Damit ist der Gehäuseboden der Hauptkammer hermetisch geschlossen.The connection of the backing pump to the main chamber can for example with one in the bottom of the housing Antechamber and the main chamber arranged valve successfully gen. However, this valve has the disadvantage that it un could become tight, which then leads to an idling of the Main chamber could lead. This source of error can be avoid if the conveyor unit to connect the front chamber with the main chamber has a riser, the Mouth from the housing bottom of the main chamber stood. The riser thus serves as the overflow of the Antechamber that opens into the main chamber. So that's the The bottom of the main chamber is hermetically sealed.

Eine konstruktiv vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Vorpumpe ein Pumpenrad mit darauf angeordneten Magneten hat. Dabei sind die Wandungen der Vorkammer so auszubilden, daß sie das Pumpengehäuse er setzen. Die Montage der Vorpumpe gestaltet sich somit be sonders einfach, da das Pumpenrad dann als einziges be wegliches Teil in die Vorkammer eingesetzt wird.A constructively advantageous development of the invention is that the backing pump has a pump wheel on it arranged magnets. The walls are the Form pre-chamber so that he the pump housing put. The backing pump is thus assembled Particularly easy, since the pump wheel is the only one moving part is inserted into the antechamber.

Der Aufbau der Fördereinheit gestaltet sich bei gleicher Förderleistung kompakter, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Gehäuseboden der Hauptkammer eine topfförmige Vertiefung zur Aufnahme ei nes Endes der Antriebswelle hat, wenn die Magnete auf dem Umfang der Antriebswelle angeordnet sind und wenn die Vorpumpe eine die Vertiefung umschließende glockenförmige Erweiterung hat, auf deren inneren Umfang Magnete ange ordnet sind. Mit der Anordnung der Magnete in einer Glockenform lassen sich wesentlich größere Kräfte übertragen, als beispielsweise mit sich an zwei Stirnflächen zweier Wellen gegenüberstehenden Magneten.The structure of the conveyor unit is the same Conveying capacity more compact if according to an advantageous Development of the invention of the housing bottom of the Main chamber a pot-shaped recess for receiving egg nesendes of the drive shaft when the magnets on the Circumference of the drive shaft are arranged and if the Back pump a bell-shaped enclosing the recess Enlargement has magnets on the inner circumference are arranged. With the arrangement of the magnets in one Bell shape can transfer much larger forces, than, for example, with two on two end faces Magnets facing waves.

Der konstruktive Aufwand des Antriebs der Vorpumpe läßt sich verringern, wenn in der Hauptkammer ein Stator des Elektromotors angeordnet und ein Teil der Vorpumpe zu ei nem Rotor des Elektromotors ausgebildet ist. Bei dieser Gestaltung besteht der Elektromotor aus Elektromagneten, während die Vorpumpe lediglich Permanentmagnete aufweist. Die Hauptpumpe benötigt dann einen eigenen Antrieb.The design effort of driving the backing pump leaves decrease if a stator of the Electric motor arranged and part of the backing pump to egg nem rotor of the electric motor is formed. At this Design, the electric motor consists of electromagnets, while the backing pump only has permanent magnets. The main pump then needs its own drive.

Komplizierte Formen der Fördereinheit lassen sich leicht herstellen, wenn die Wandungen der Vorkammer und der Hauptkammer aus kraftstoffesten Kunststoffspritzguß be stehen.Complicated forms of the conveyor unit are easy produce if the walls of the antechamber and Main chamber made of fuel-resistant plastic injection molding stand.

Zur weiteren Verdeutlichung des Grundprinzips der Erfin dung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel darge stellt, welches nachfolgend beschrieben wird. Diese zeigt inTo further clarify the basic principle of the Erfin dung is an embodiment Darge in the drawing which is described below. This shows in

Fig. 1 eine Fördereinheit mit einer Hauptpumpe und einer Vorpumpe, Fig. 1 is a conveyor unit including a main pump and a backing pump,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie I-I durch eine magnetische Kraftübertragung der Vorpumpe aus Fig. 1. FIG. 2 shows a section along line II through a magnetic force transmission of the backing pump from FIG. 1.

In Fig. 1 hat eine Fördereinheit eine Hauptkammer 1 mit einer darunter angeordneten Vorkammer 2. In der Hauptkam mer 1 befindet sich eine zylindrische Pumpeinrichtung 3 mit einer darin angeordneten Hauptpumpe 4 und einem Elek tromotor 5. Die Hauptpumpe 4 ist an einer Antriebswelle 6 des Elektromotors 5 angeschlossen. An der Antriebswelle 6 ist ein Magnetsatz 7 befestigt, der in eine topfförmige Vertiefung 8 im Gehäuseboden 9 der Hauptkammer 1 ein dringt. Diese topfförmige Vertiefung 8 wird in der Vor kammer 2 von einer glockenförmigen Erweiterung 10 einer Vorpumpe 11 umschlossen. Auf dem inneren Umfang der glockenförmigen Erweiterung 10 ist ein weiterer Magnetsatz 12 angeordnet. Die Vorpumpe 11 hat ein fest mit dem Magnet satz 12 verbundenes Pumpenrad 13. Zur Abstützung von Axi alkräften, welche beim Betrieb auf das Pumpenrad 13 wir ken, ist auf dem Pumpenrad 13 und einem Gehäuseboden 14 der Vorkammer 2 ein Gleitlager 15 angeordnet. Hier um schließt das Gleitlager 15 ringförmig einen Einlaß 16 für den Kraftstoff. Die Vorkammer 2 hat über eine Steiglei tung 17 eine Verbindung mit der Hauptkammer 1. Die Steigleitung 17 ist ein einfaches Rohr, mit einer Mündung 18 in den oberen Bereich der Hauptkammer 1. Die Steiglei tung 17 ragt ein wenig in die Vorkammer 2 hinein. Zwi schen der von dem Gehäuseboden 9 der Hauptkammer 1 gebil deten oberen Begrenzung der Vorkammer 2 und einer Einmün dung 19 der Steigleitung 17 entsteht so ein Bereich, der für eine Entgasung des Kraftstoffs vorgesehen ist und von dem aus eine Entgasungsöffnung 24 nach außen führt. Die Hauptpumpe 4 hat eine bis zum Gehäuseboden 9 der Hauptkammer 1 reichende Ansaugleitung 20 und einen aus der Fördereinheit heraus führenden Auslaß 21. In Fig. 1 has a conveying unit, a main chamber 1 with an underlying pre-chamber 2. In the Hauptkam mer 1 there is a cylindrical pumping device 3 with a main pump 4 arranged therein and an electric motor 5 . The main pump 4 is connected to a drive shaft 6 of the electric motor 5 . On the drive shaft 6 , a magnet set 7 is attached, which penetrates into a cup-shaped recess 8 in the housing bottom 9 of the main chamber 1 . This pot-shaped recess 8 is enclosed in the pre-chamber 2 by a bell-shaped extension 10 of a backing pump 11 . A further magnet set 12 is arranged on the inner circumference of the bell-shaped extension 10 . The backing pump 11 has a pump wheel 13 firmly connected to the magnet set 12 . To support Axi al forces, which we ken during operation on the pump wheel 13 , a slide bearing 15 is arranged on the pump wheel 13 and a housing base 14 of the prechamber 2 . Here around the slide bearing 15 closes an inlet 16 for the fuel. The prechamber 2 has a connection to the main chamber 1 via a riser 17 . The riser 17 is a simple pipe with an opening 18 in the upper area of the main chamber 1 . The Steiglei device 17 protrudes a little into the antechamber 2 . Inter mediate from the housing bottom 9 of the main chamber 1 upper limit of the prechamber 2 and a mouth 19 of the riser 17 , an area is provided which is provided for degassing the fuel and from which a degassing opening 24 leads to the outside. The main pump 4 has a suction line 20 reaching to the housing bottom 9 of the main chamber 1 and an outlet 21 leading out of the delivery unit.

Durch diese Gestaltung der Hauptkammer 1 ist sicherge stellt, daß sie im Bodenbereich hermetisch dicht ist und kein Kraftstoff unbeabsichtigt aus ihr herausgelangt. Die Kraftstofförderung durch die Hauptpumpe 4 wird solange aufrechterhalten, wie sich Kraftstoff in der Hauptkammer 1 befindet. Eine kurzzeitige Unterbrechung der Kraft stoffversorgung am Einlaß 16 der Fördereinrichtung ist dabei belanglos.This design of the main chamber 1 is ge security that it is hermetically sealed in the bottom area and no fuel accidentally gets out of it. The fuel delivery by the main pump 4 is maintained as long as there is fuel in the main chamber 1 . A brief interruption of the fuel supply at the inlet 16 of the conveyor is irrelevant.

In Fig. 2 ist ein Schnitt durch den Magnetsatz 12 der Vorpumpe 11 und den auf der Antriebswelle 6 angeordneten Magnetsatz 7 aus Fig. 1 dargestellt. Hierbei zeigt sich, daß beide Magnetsätze 7, 12 aus einzelnen Magneten 22, 23 bestehen, deren Polungen sich über den Umfang gesehen ab wechseln. Weiterhin ist zu erkennen, daß jeder Magnetsatz 7, 12 die gleiche Anzahl von Magneten 22, 23 aufweist. Die Polungen wurden in der Zeichnung mit "N" für Nordpol und "S" für Südpol gekennzeichnet. Einem Magneten 23 auf der Antriebswelle 6 steht ein Magnet 22 auf der Vorpumpe 11 mit entgegengesetzter Polung gegenüber. Zwischen den Magnetsätzen 7, 12 befindet sich ein Teil des Gehäusebo dens 9 der Hauptkammer 1. Wichtig ist hierbei eine mög lichst hohe Paßgenauigkeit der Magnetsätze 7, 12 und des Gehäusebodens 9, da die Übertragung der Antriebsenergie von der Antriebswelle 6 auf die Vorpumpe 11 umso besser ist, je geringer der Abstand der Magnetsätze 7, 12 von einander ist. FIG. 2 shows a section through the magnet set 12 of the backing pump 11 and the magnet set 7 from FIG. 1 arranged on the drive shaft 6 . This shows that both magnet sets 7 , 12 consist of individual magnets 22 , 23 , the polarities of which alternate as seen over the circumference. Furthermore, it can be seen that each magnet set 7 , 12 has the same number of magnets 22 , 23 . The polarities were marked in the drawing with "N" for the north pole and "S" for the south pole. A magnet 23 on the drive shaft 6 is opposed by a magnet 22 on the backing pump 11 with opposite polarity. Between the magnet sets 7 , 12 there is a part of the housing 9 of the main chamber 1 . It is important here that the magnet sets 7 , 12 and the housing base 9 have the best possible fit, since the transmission of the drive energy from the drive shaft 6 to the backing pump 11 is all the better, the smaller the distance between the magnet sets 7 , 12 .

Claims

1. Internal combustion engine of a motor vehicle with a main pump promoting a main pump, a for pumping the fuel into the main chamber formed fore pump and at least one in the main chamber angeord Neten electric motor, for driving the backing pump and main pump, the backing pump in a pre-chamber below the Main chamber is arranged, characterized in that the backing pump ( 11 ) and a drive shaft ( 6 ) of the electric motor ( 5 ) each have magnets ( 22 , 23 ) which are arranged opposite one another and by a housing base ( 9 ) made of non-magnetizable material. the main chamber ( 1 ) are separated from each other.

2. Feed unit according to claim 1, characterized in that it has a riser ( 17 ) for connecting the prechamber ( 2 ) to the main chamber ( 1 ), the mouth ( 18 ) of the housing base ( 9 ) of the main chamber ( 1 ) Has stood.

3. Delivery unit according to claim 1 or 2, characterized in that the backing pump ( 11 ) has a pump wheel ( 13 ) with magnets ( 22 ) arranged thereon.

4. Conveyor unit according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing base ( 9 ) of the main chamber ( 1 ) has a cup-shaped recess ( 8 ) for receiving one end of the drive shaft ( 6 ) that the magnets ( 23 ) on the circumference the drive shaft ( 6 ) are arranged and that the backing pump ( 11 ) has a recess ( 8 ) enclosing bell-shaped extension ( 10 ), on the inner circumference of which magnets ( 22 ) are arranged.

5. Delivery unit according to at least one of the preceding claims, characterized in that a stator of the electric motor is arranged in the main chamber ( 1 ) and part of the backing pump ( 11 ) is formed to a rotor of the electric motor.

6. Delivery unit according to at least one of the preceding claims, characterized in that the walls (housing bases 9, 14 ) of the prechamber ( 2 ) and the main chamber ( 1 ) consist of the most fuel-resistant plastic injection molding.