DE19755232B4

DE19755232B4 - Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE19755232B4
Application number: DE1997155232
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Warnke
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2017-12-13
Also published as: DE19755232A1

Abstract

Elektromotorisch angetriebene Kraftstoffpumpe, welche im Inneren eines Kraftstoffbehälters eines Fahrzeuges angeordnet ist, mit gegen einen Kollektor eines drehbar gelagerten Rotors anliegenden Kohlebürsten,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe einen Signalgeber (11) aufweist, welcher beim Erreichen eines vorgegebenen, vor dem völligen Verschleiß liegenden Verschleißgrades zumindest einer der Kohlebürsten (3) ein Signal auslöst,
indem ein Biegekontakt (12) eines Signalstromkreises bei fortgesetztem Verschleiß der Kohlebürste (3) und der damit verbundenen Bewegung des Signalgebers (11) zur Seite schwenkt,
so dass die Kohlebürste (3) über den vorgegebenen Verschleißgrad hinaus an dem Kollektor (5) anliegt

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch angetriebene Kraftstoffpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Kraftstoffpumpen werden heute beispielsweise im Inneren eines Kraftstofftanks oder als Kraftstoffeinspritzpumpe eines Fahrzeuges eingesetzt und sind vollständig von dem Kraftstoff umgeben, so dass auch die Kohlebürsten und die Kontaktfläche des Kollektors von dem Kraftstoff benetzt sind, vorausgesetzt, der Kraftstoffbehälter ist nicht völlig entleert.
Nachteilig bei dieser Anordnung im Inneren des Kraftstoffbehälters wirkt sich vor allem der erhöhte Verschleiß der Kohlebürsten aus, der vor allem auf Wechselwirkungen mit den Bestandteilen des Kraftstoffs zurückzuführen ist. Während die Kohlebürsten im allgemeinen so ausgelegt sind, dass sie die durchschnittliche Lebenserwartung des Fahrzeuges übertreffen, können Kraftstoffe minderer Qualität zu erhöhten Verschleißerscheinungen und zu einem vorzeitigen Ausfall der Kraftstoffpumpe führen. Eine Reparatur der Pumpe ist insbesondere durch die Anordnung im Inneren des Kraftstoffbehälters mit erheblichem Aufwand verbunden und stellt daher ein Ärgernis für den Fahrer des Fahrzeuges dar und bedeutet einen hohen Kostenaufwand. Dabei tritt ein verschleißbedingter Ausfall der Kohlebürsten unerwartet auf, da eine regelmäßige Kontrolle durch die Anordnung im Inneren des Kraftstoffbehälters nicht möglich ist. Mit den Kohlebürsten und damit der Kraftstoffpumpe fällt gleichzeitig eine Kraftstoffversorgung eines mit dem Kraftstoff betriebenen Antriebsaggregats aus, es kommt zu einem Maschinenstillstand. Insbesondere bei einem Kraftfahrzeug kann das zu gefährlichen Verkehrssituationen führen.
Es sind bereits Lösungsansätze dieses Problems bekannt, bei denen versucht wird, den Verschleiß durch entsprechend verlängerte Kohlebürsten auszugleichen. Nachteilig wirkt sich hierbei aus, dass der Verschleiß allerdings stark von der Kraftstoffqualität abhängt, die im Allgemeinen nicht vorhersehbar ist. Eine entsprechende Vorrichtung hat daher nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt.
Die DE 560 232 C offenbart einen Elektromotor, bei dem beim Erreichen der Verschleißgrenze ein Kurzschluss erzeugt wird, mit dem eine Sicherung ausgelöst wird. Die Sicherung unterbricht eine weitere Stromzufuhr zu dem Elektromotor. Damit fällt der Elektromotor beim Erreichen einer festgelegten Verschleißgrenze unerwartet aus.
Die DE 34 44 482 A1 offenbart einen Bürstenhalter für einen Elektromotor mit einem Mikroschalter, welcher einen Tastarm hat und beim Erreichen der Verschleißgrenze der Bürste in eine Mulde einschnappt oder an einer Schulter der Kohlebürste anstößt. Der Mikroschalter kann Teil eines Schutzkreises sein, der den Elektromotor beim Erreichen des vorgesehenen Verschleißgrades stillsetzt.
Die DE 35 10 453 A1 offenbart eine Kontaktanordnung, bei der eine Kohlebürste von einer Lichtschranke erfasst wird. Die Lichtschranke erzeugt ein Signal noch vor unmittelbarer Unterbrechung der Stromzufuhr wegen Verschleiß' der Kohlebürste.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftstoffpumpe der eingangs genannten Art so auszubilden, dass ein erhöhter Verschleiß der Kohlebürsten frühzeitig vor dem Versagen der Kraftstoffpumpe erkannt werden kann.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Hierdurch wird rechtzeitig vor dem Ausfall der Kraftstoffpumpe ein erhöhter Verschleiß erkennbar und dadurch der Fahrer auf den erforderlichen Austausch der Kohlebürsten aufmerksam gemacht. Die Kraftstoffpumpe bleibt dann bis zum völligen Verschleiß der Kohlebürsten funktionsfähig. Der unerwartete Ausfall der Kraftstoffpumpe kann vermieden werden.
Das Signal kann beispielsweise auf rein mechanischem Wege übertragen werden. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der Signalgeber als elektrischer Signalgeber ausgeführt ist. Der Signalgeber ist dann Bestandteil eines elektrischen Signalkreises. Dadurch kann beispielsweise ein als Warnlampe ausgeführtes optisches Signal ausgelöst werden, welches im Armaturenbrett des Fahrzeuges integriert sein kann und daher im ständigen Blickfeld des Fahrers liegt. Das Signal kann auch einem Diagnosesystem zugeführt oder in einem Speicherelement aufgezeichnet werden.
Zur weiteren Vereinfachung des Signalgebers trägt es bei, wenn der Signalgeber elektrisch leitend ausgeführt ist. Hierdurch kann der Signalgeber direkt als Bestandteil des elektrischen Stromkreises ausgeführt werden. Bei Erreichen der Verschleißgrenze liegt der Signalgeber an einem elektrischen Kontakt an und schließt dadurch den Stromkreis. Auf zusätzliche Bauteile kann daher weitgehend verzichtet werden.
Zur weiteren Vereinfachung der Kraftstoffpumpe trägt es bei, wenn der Signalgeber mit der jeweiligen Kohlebürste verbunden ist. Hierdurch können weitere, an der Kraftstoffpumpe anzubringende Schaltelemente entfallen. Weiterhin wird es hierbei möglich, den Signalgeber zusammen mit der Kohlebürste auszutauschen oder auch bei vorhandenen Kraftstoffpumpen nachzurüsten.
Vorteilhaft ist es auch, wenn der Signalgeber ein Kontaktstift ist. Dadurch ist eine besonders zuverlässige Funktion sichergestellt. Der Kontaktstift kann z. B. ein in die Kohlebürste eingestampfter Metallstift sein.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Signalgeber ein Nocken der Kohlebürste. Damit wird die Herstellung einer erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe erheblich vereinfacht, da der Signalgeber bei der Fertigung der Kohlebürste in einem Arbeitsgang durch Anstampfen des Nockens materialeinheitlich mihergestellt werden kann.
Besonders sinnvoll ist die Erfindung ausgebildet, wenn der Signalgeber zur Überwachung einer den Pluspol bildenden Kohlebürste ausgebildet ist. Diese verschleißt im allgemeinen aufgrund elektrochemischer Reaktionen schneller als die den Minuspol bildende Kohlebürste. Die Überwachung der den Pluspol bildenden Kohlebürste ist daher ausreichend, um einen erhöhten Verschleiß rechtzeitig zu erkennen. Ein zusätzlicher Signalgeber zur Überwachung einer den Minuspol bildenden Kohlebürste kann daher entfallen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt einen Teilbereich einer erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe.
Zu sehen ist in der Zeichnung ein drehbar gelagerter Rotor 1 einer Kraftstoffpumpe und ein feststehender, senkrecht zu der Achse des Rotors 1 angeordneter Schacht 2 für eine Kohlebürste 3. Der Rotor 1 hat einen drehfest auf einer Welle 4 angeordneten Kollektor 5, der im dargestellten Fall ein Trommelkollektor ist. Die im folgenden beschriebene Signalisierungsvorrichtung ist auch bei einem Plankollektor verwendbar, jedoch ist dann der Kohlebürstenschacht parallel zu der Achse des Rotors angeordnet.
Der Kollektor 5 weist mehrere, voneinander elektrisch isolierte Lamellen 6, 7, 8 auf, die mit ebenfalls drehfest auf der Welle 4 angeordneten und hier nicht näher dargestellten Spulen 9 verbunden sind. Die Kohlebürste 3 ist in dem Schacht 2 verschiebbar gehalten und von einer Feder 10, die sich z. B. an einem nicht dargestellten Gehäuse der Kraftstoffpumpe abstützen kann, gegen den Kollektor 5 vorgespannt. Hierdurch werden die Lamellen 6, 7, 8 des Kollektors 5 und damit die Spulen 9 mit elektrischem Strom versorgt.
In der dargestellten Position hat die Kohlebürste 3 ihre Verschleißgrenze bereits erreicht und liegt mit einem als Nocken der Kohlebürste 3 oder als Kontaktstift ausgeführten Signalgeber 11 gegen einen elektrischen Biegekontakt 12 eines hier nicht dargestellten Signalstromkreises an, welcher Biegekontakt 12 in eine Ausnehmung 13 des Schachtes 2 eingesetzt ist. Dieser Biegekontakt 12 ragt derart beweglich in den Schacht 2 hinein, dass er bei fortgesetztem Verschleiß der Kohlebürste 3 und der damit verbundenen nach unten gerichteten Bewegung der Kohlebürste 3 und des Signalgebers 11 zur Seite schwenkt, ohne dabei die Funktion der Kohlebürste 3 zu beeinträchtigen. Denkbar ist es auch, den Biegekontakt mit einem veränderlichen Widerstand auszurüsten, so dass ein mit zunehmendem Verschleiß veränderliches Signal erzeugt werden kann.

Claims

Elektromotorisch angetriebene Kraftstoffpumpe, welche im Inneren eines Kraftstoffbehälters eines Fahrzeuges angeordnet ist, mit gegen einen Kollektor eines drehbar gelagerten Rotors anliegenden Kohlebürsten, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe einen Signalgeber (11) aufweist, welcher beim Erreichen eines vorgegebenen, vor dem völligen Verschleiß liegenden Verschleißgrades zumindest einer der Kohlebürsten (3) ein Signal auslöst, indem ein Biegekontakt (12) eines Signalstromkreises bei fortgesetztem Verschleiß der Kohlebürste (3) und der damit verbundenen Bewegung des Signalgebers (11) zur Seite schwenkt, so dass die Kohlebürste (3) über den vorgegebenen Verschleißgrad hinaus an dem Kollektor (5) anliegt
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (11) als elektrischer Signalgeber ausgeführt ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (11) elektrisch leitend ausgeführt ist.
Kraftstoffpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (11) mit der jeweiligen Kohlebürste (3) verbunden ist.
Kraftstoffpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (11) ein Kontaktstift ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (11) ein Nocken der Kohlebürste (3) ist.
Kraftstoffpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (11) zur Überwachung einer den Pluspol bildenden Kohlebürste (3) ausgebildet ist.