DE19634253A1

DE19634253A1 - Aggregat zum Fördern von Kraftstoff

Info

Publication number: DE19634253A1
Application number: DE19634253A
Authority: DE
Inventors: Peter Schelhas; Lothar Krauter; Dietmar Schmieder; Harald Lang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-12-30
Filing date: 1996-08-24
Publication date: 1997-07-03
Also published as: JPH11506817A; EP0812393A1; KR19980702377A; WO1997024531A1; EP0812393B1; RU2165546C2; CN1125922C; US6095771A; BR9607304A; CN1176681A; DE59610303D1; KR100240785B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Aggregat zum Fördern von Kraftstoff gemäß der Gattung des Anspruchs 1.

Ein solches Aggregat ist durch die DE 40 20 521 A1 bekannt. Dieses Aggregat weist eine Strömungspumpe auf, die ein in einer Pumpenkammer umlaufendes Laufrad als Fördermittel aufweist. Die Pumpenkammer wird von einem ein Pumpengehäuse ansaugseitig schließenden Ansaugdeckel und einem Zwischengehäuse gebildet. Derartige Gehäuseteile sind zumeist aus Metall, vorzugsweise aus eloxiertem Aluminium hergestellt. Das zwischen den Gehäuseteilen umlaufende Fördermittel ist aus Kunststoff hergestellt und enthält zur Erhöhung der Festigkeit eingelagerte Glasfaserelemente. Bereits nach kurzer Betriebsdauer kann bei einer derartigen Strömungspumpe ein erhöhter Verschleiß auftreten. Insbesondere von außen eingebrachter Schmutz kann zu einem Abrieb der Eloxalschicht und der Oberfläche des Laufrads führen.

Desweiteren ist aus der DE-U 91 02 825 ein Aggregat zum Fördern von Kraftstoff bekannt, welches eine Pumpenkammer aufweist, bei der zumindest Teile des mehrteilig aufgebauten Pumpengehäuses aus keramischem Werkstoff hergestellt sind. Dadurch kann eine verschleißfest ausgebildete Wandung der Pumpenkammer geschaffen werden, die darüberhinaus eine unangenehme und unerwünschte Geräuschbildung mindern kann. Eine derartige Pumpenkammer ist bei Innenzahnradpumpen vorgesehen. Durch die geometrisch einfach ausgestalteten Gehäuseteile zur Bildung einer Pumpenkammer der Innenzahnradpumpe kann eine einfache und kostengünstige Herstellung aus Keramik erfolgen. Dies ist bei Strömungspumpen nicht gegeben, da die die Pumpenkammer bildenden Gehäuseteile eine relativ komplizierte geometrische Ausgestaltung aufweisen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Aggregat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat dem gegenüber den Vorteil, daß eine kostengünstige Ausgestaltung einer Pumpenkammer gegeben sein kann, die zudem eine hohe Betriebsdauer aufgrund des zumindest einen zu dem Fördermittel weisenden verschleißfesten Einsatzes aufweist. Dadurch können die einem starken Verschleiß unterliegenden Bereiche der Pumpenkammer mit verschleißfesten Einsätzen versehen sein, so daß im übrigen auf kostengünstige Materialien zurückgegriffen werden kann, die zumeist auch eine einfache Herstellung ermöglichen. Gleichzeitig weist diese erfindungsgemäße Ausgestaltung den Vorteil auf, daß eine unangenehme und unerwünschte Geräuschbildung reduziert werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Aggregats sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Durch die Verwendung von Keramik gemäß Anspruch 2 kann ein hochverschleißfester Einsatz geschaffen werden, der eine hohe Betriebsdauer der Strömungspumpe ermöglicht. Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht es, geometrisch aufwendig ausgestaltete Gehäuseteile kostengünstig als Spritzgießteile aus Kunststoff oder Metall herzustellen. Die äußeren Abmessungen der Gehäuseteile können dabei den bisherigen aus Aluminium oder Metall hergestellten Gehäuseteilen entsprechen, so daß die erfindungsgemäß ausgebildeten Gehäuseteile ohne Veränderung der Montageanlagen ebenso verarbeitet werden können. Die Ausbildung gemäß Anspruch 10 bietet den Vorteil, daß der Förderkanal im Gehäuseteil ausgebildet sein kann, während der Einsatz lediglich einen Durchbruch im Bereich des Förderkanals aufzuweisen braucht, was eine einfache Herstellung des Einsatzes ermöglicht. Die Ausbildung gemäß Anspruch 11 ermöglicht eine einfache Befestigung des Einsatzes am Gehäuseteil.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Aggregat zum Fördern von Kraftstoff mit einer im Längsschnitt dargestellten Strömungspumpe mit einem verschleißfesten Einsatz gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine Ansicht gemäß Pfeil II in Fig. 1 auf den verschleißfesten Einsatz, Fig. 3 die Strömungspumpe im Längsschnitt mit dem Einsatz gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und Fig. 4 die Strömungspumpe im Längsschnitt mit dem Einsatz gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein Fig. 1 dargestelltes Aggregat dient zum Fördern von Kraftstoff aus einem nicht dargestellten Vorratstank zur ebenfalls nicht dargestellten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges. Das Kraftstofförderaggregat weist eine Strömungspumpe 11 auf mit einem Fördermittel 12 in Form eines Laufrades, das mit einer durch einen nicht dargestellten elektrischen Antriebsmotor angetriebenen Welle 13 drehschlüssig verbunden ist. Die Strömungspumpe 11 kann als Peripheralpumpe oder wie beim nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel als Seitenkanalpumpe ausgeführt sein. Die Welle 13 durchdringt das Laufrad 12 und liegt an einem Ansaugdeckel 16 an. Der Ansaugdeckel 16 schließt das Kraftstofförderaggregat 10 an seiner ansaugseitigen Stirnfläche. Das Laufrad 12 ist in einer Pumpenkammer 7 angeordnet, die in Richtung der Drehachse 15 des Laufrades 12 gesehen beidseitig durch Wände 18, 19 begrenzt ist.

Während des Betriebs des Kraftstofförderaggregats 10 saugt die Strömungspumpe 11 Kraftstoff durch einen Ansaugstutzen 26 im Ansaugdeckel 16 an und drückt dieses Medium über einen Pumpenausgang 28 in einem Zwischengehäuse 21 in einen Raum 29, in welchem der nicht dargestellte Antriebsmotor untergebracht ist. Von dort aus wird der Kraftstoff über einen Ausgangs- oder Druckstutzen 31 der Brennkraftmaschine zugeführt. Das Kraftstofförderaggregat kann innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet sein oder außerhalb des Kraftstofftanks.

Der Ansaugdeckel 16 ist gemäß einem in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Strömungspumpe zweiteilig ausgebildet und weist einen verschleißfesten Einsatz 51 auf, der vorzugsweise aus Keramik besteht. Dieser Einsatz 51 ist in einer Aufnahme 52 eines aus Kunststoff ausgebildeten Gehäuseabschnitts 53 des Ansaugdeckels 16 aufgenommen. Die Aufnahme 52 des Gehäuseabschnitts 53 ist im Längsschnitt betrachtet im wesentlichen U-förmig profiliert und in dieser ist der Einsatz 51 eingesetzt. Der Einsatz 51 kann mit dem Gehäuseabschnitt 53 kraft- und/oder formschlüssig verbunden sein. Desweiteren kann vorgesehen sein, daß der Einsatz 51 in der Aufnahme 52 eingesteckt, eingeclipst, eingerastet oder teilweise vom Material des Gehäuseabschnittes 53 umspritzt ist. Durch die Ausbildung des Gehäuseabschnittes 53 aus Kunststoff kann dieser auch mit kompliziert ausgestalteter Außenkontur des Ansaugdeckels 16 auf einfache Weise, beispielsweise durch Spritzgießen, hergestellt werden. Dies weist desweitern den Vorteil auf, daß der Ansaugdeckel 16 in bereits bestehenden Montageanlagen ohne Umrüstung verarbeitet werden kann.

Der Einsatz 51 ist im wesentlichen plattenförmig ausgebildet und bei dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel bildet der Einsatz 51 die gesamte Wand 18 und weist einen Förderkanal 41 auf. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß der Einsatz 51 nur teilweise die Wand 18 bildet, während der übrige Teil der Wand 18 durch den Gehäuseabschnitt 53 gebildet ist. Insbesondere bildet der Einsatz 51 dort die Wand 18, wo das Laufrad 12 sich infolge von während des Betriebs der Strömungspumpe 11 auftretenden Druckkräften an der Wand 18 in Richtung seiner Drehachse 15 abstützt. Beispielsweise kann der Einsatz 51 ringförmig nahe dem äußeren Umfang des Laufrads 12 außerhalb des Förderkanals 41 angeordnet sein oder scheibenförmig innerhalb des Förderkanals 41. Der Einsatz 51 weist Bohrungen 56 auf, in die Zapfen 57 des Gehäuseabschnitts 53 zu dessen Fixierung eingreifen. Der Einsatz 51 weist weiterhin eine Bohrung 59 auf, die mit dem Ansaugstutzen 26 fluchtet, so daß Kraftstoff in die Pumpenkammer 17 einströmen kann. Der Einsatz 51 kann weiterhin eine Ausnehmung 58 aufweisen, in die das Ende der Welle 13 eintaucht.

In der vorstehend angegebenen Weise kann auch das Zwischengehäuse 21 einen entsprechend ausgebildeten Einsatz 51 aufweisen. Durch die Werkstoffkombination des Laufrades 12 aus Kunststoff und wenigstens einer an dieses angrenzenden Wand 18 bzw. 19 aus Keramik kann ein verschleißfeste Ausgestaltung der Strömungspumpe 11 geschaffen sein, die darüberhinaus eine unangenehme und erwünschte Geräuschbildung unterbindet. Es kann vorgesehen sein, daß der Einsatz 51 auch aus anderem alternativem verschleißfestem Material hergestellt ist, so daß in Abstimmung mit dem Material des Laufwerks 12 eine verschleißfeste und geräuschmindernde Wirkung erzielt wird.

Bei einer in Fig. 3 dargestellten Ausführung der Strömungspumpe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Einsatz 51 mit geringer Dicke ausgeführt, so daß dieser im wesentlichen nur eine verschleißfeste Anlauffläche für das Laufrad 12 bildet. Der Einsatz 51 kann dabei beispielsweise als eine auf den Gehäuseabschnitt 53 des Ansaugdeckels 16 aufgebrachte Beschichtung ausgeführt sein. Alternativ kann der Einsatz 51 auch als ein dünnes Plättchen ausgebildet sein, das mit dem Gehäuseabschnitt 53 verbunden ist, beispielsweise vom Kunststoffmaterial des Gehäuseabschnitts 53 umspritzt ist. Der Einsatz 51 besteht wie beim ersten Ausführungsbeispiel aus verschleißfestem Material, insbesondere Keramik. Der Einsatz 51 kann eine Dicke von etwa 0,1 mm bis zu mehreren Millimetern aufweisen. Abweichend zum ersten Ausführungsbeispiel ist jedoch der Förderkanal 41 bei dieser Ausführung im Gehäuseabschnitt 53 ausgebildet und der Einsatz 51 braucht lediglich im Bereich des Förderkanals 41 einen entsprechend geformten Durchbruch 61 aufzuweisen. Dies ermöglicht eine einfachere Herstellung des Einsatzes 51 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gegenüber dem Einsatz des ersten Ausführungsbeispiels. Der Einsatz 51 weist eine Durchgangsbohrung 59 auf, durch die die Welle 13 hindurchtritt und der Gehäuseabschnitt 53 weist die Bohrung 58 auf, in die das Ende der Welle 13 eintaucht.

In Fig. 4 ist eine Ausführung des Einsatzes 51 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei ist der Einsatz 51 plattenförmig ausgebildet. Der Förderkanal 41 ist im Gehäuseteil 53 ausgebildet und der Einsatz 51 weist im Bereich des Förderkanals 41 einen entsprechend geformten Durchbruch 61 auf. Der Einsatz 51 besteht aus verschleißfestem Material, insbesondere Keramik. Der Einsatz 51 ist am Gehäuseabschnitt 53 mittels eines federnden Halteelements 62 zumindest in Richtung der Drehachse 15 des Laufrades 12 gehalten. In Drehrichtung um die Drehachse 15 kann der Einsatz 51 formschlüssig, beispielsweise über wenigstens einen in diesen eingreifenden Vorsprung 64 des Gehäuseabschnitts 53 fixiert sein. Das Halteelement 62 kann beispielsweise wie in Fig. 4 dargestellt einen Zapfen 65 aufweisen, der durch eine durchgehende Bohrung 59 im Einsatz 51 hindurchragt und der in einer Bohrung 58 im Gehäuseabschnitt 53 fixiert, beispielsweise eingepreßt ist. An seinem außerhalb der Bohrung 58 angeordneten Ende weist das Halteelement 62 einen über die Bohrung 59 hinausragenden Kragen 68 auf, der in Richtung der Drehachse 15 des Laufrades 12 federnd verformbar ist. Der Kragen 68 kann dabei mehrere radiale Schlitze aufweisen, so daß er aus mehreren Segmenten gebildet ist. Der Kragen 68 sitzt mit seinem Rand auf der dem Gehäuseabschnitt 53 abgewandten Seite des Einsatzes 51 in vorgespanntem Zustand auf und hält den Einsatz 51 in Richtung der Drehachse 15 in Anlage am Gehäuseabschnitt 53. Der Zapfen 65 kann hohl ausgebildet sein, wobei in diesem die Welle 13 des Antriebsmotors eintauchen kann und der Boden 66 des Zapfens 65 als Abstützung in Richtung der Drehachse 15 für die Welle 13 dient. Das Halteelement 62 kann beispielsweise als Blechteil durch Tiefziehen hergestellt werden. Das Laufrad 12 weist zum Einsatz 51 hin eine Ausnehmung 72 auf, in die das Halteelement 62 mit seinem Kragen 68 eintaucht, so daß das Laufrad 12 in Richtung seiner Drehachse 15 nicht am Halteelement 62 sondern am Einsatz 51 zur Anlage kommen kann. Anstelle des vorstehend beschriebenen Halteelementes 62 kann auch ein anders geformtes federndes Halteelement vorgesehen werden, durch das der Einsatz 51 unter Vorspannung in Anlage am Gehäuseabschnitt 53 gehalten wird.

Claims

1. Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einem elektrischen Antriebsmotor und einer von diesem angetriebenen Strömungspumpe (11), die ein mit einem Aggregatgehäuse (32) fest verbundenes, eine Pumpenkammer (17) bildendes Pumpengehäuse (16, 21) aufweist, in dem von dem Antriebsmotor bewegte Fördermittel (12) umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß an einem die Pumpenkammer (17) zumindest teilweise begrenzenden Gehäuseteil (16, 21) ein aus verschleißfestem Material bestehender Einsatz (51) angeordnet ist, der zumindest einen Teil einer Kammerwand (18, 19) bildet, die die Pumpenkammer (17) in Richtung der Drehachse (15) der Fördermittel (12) begrenzt.

2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (51) aus Keramik besteht.

3. Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (16, 21), an dem der Einsatz (51) angeordnet ist, aus Kunststoff besteht.

4. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (16) als Ansaugdeckel ausgebildet ist.

5. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (21) als ein Zwischengehäuse ausgebildet ist, das die Pumpenkammer (17) von einem Raum trennt, in dem der Antriebsmotor angeordnet ist.

6. Aggregat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (51) plattenförmig ausgebildet ist.

7. Aggregat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Einsatz (51) ein Förderkanal (41, 42) ausgebildet ist.

8. Aggregat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (51) mit dem Gehäuseteil (16, 21) kraftschlüssig verbunden ist.

9. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (51) mit dem Gehäuseteil (16, 21) formschlüssig verbunden ist.

10. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (51) eine gegenüber dem Gehäuseteil (16, 21) wesentlich geringere Dicke aufweist und als auf das Gehäuseteil (16, 21) aufgebrachte Beschichtung ausgeführt ist.

11. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (51) eine gegenüber dem Gehäuseteil (16, 21) geringere Dicke aufweist und vom Material des Gehäuseteils (16, 21) umspritzt ist.

12. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (51) zumindest in Richtung der Drehachse (15) des Fördermittels (12) mittels eines federnden Halteelements (62) am Gehäuseteil (16, 21) gehalten ist.

13. Aggregat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (62) als Abstützung einer das Fördermittel (12) antreibenden Welle (13) in Richtung der Drehachse (15) des Fördermittels (12) dient.