DE3042251C2 - Kraftstoffmembranpumpe für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffmembranpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem auf der Arbeitsseite der Pumpenmembran einen Saugraum, einen Druckraum und einen Arbeitsraum umschließenden und eine als Trennwand dienende Ventilplatte aufnehmenden, einstückigen Außengehäuse und einer den Saugraum vom Druckraum trennenden Zwischenplatte.

Solche Pumpen werden meist in großer Stückzahl hergestellt. Sie sollen während ihrer gesamten Lebensdauer möglichst ohne Wartung betrieben werden können und mit möglichst geringem Aufwand bei unverminderter Funktionstüchtigkeit, vor allem Dichtigkeit, herzustellen sein.

Die eingangs erwähnten Pumpen sind z. B. aus der DE-PS 18 04 532 bekannt; ihr Außengehäuse besteht aus mindestens zwei gegeneinander zu dichtenden Gehäuseteilen, nämlich einem Haubenteil und einem haubenförmigen Zwischenring, dessen Mittelbereich eine als Zwischenplatte dienende Abschlußwand im Inneren des Pumpengehäuses bildet. Eine solche Pumpe hat jedoch den Nachteil, aus einer relativ großen Zahl von Einzelteilen zu bestehen, die einzeln hergestellt und zusammengesetzt werden müssen und die vor allem gegeneinander abzudichten sind.

In der US-PS 36 35 598 wird eine Kraftstoffmembrar.-pumpe beschrieben, bei der die Dichtigkeitsprobleme durch einstückige Ausbildung des Außengehäuses gelöst werden. Eine Ventilplatte in ihrem Inneren weist eine relativ komplizierte Formgebung auf und soll die Funktionen einer Ventilplatte und einer Zwischenplatte — wie eingangs beschrieben — gleichzeitig übernehmen, was nur bei exzentrischer Anordnung des

ίο haubenähnlich ausgebildeten Saugraumes gegenüber dem übrigen, den Arbeits- und den Druckraum umschließenden Pumpenteil möglich ist. Solche einstükkigen Außengehäuse sind aufwendig in der Herstellung, da entweder das Haubenteil getrennt hergestellt und später angeschweißt werden muß oder — bei Herstellung im Tiefziehverfahren — absatzweise in getrennten Schritten das Haubenteil und der Rest des Außengehäuses geformt werden müssen, bzw. das Blech des Ausgangsmaterials mit relativ viel Verschnittzugabe eingesetzt werden muß, um ein exaktes Festspannen vor der Formgebung zu gewährleisten. Neben dem Herstellungsaufwand ist der Verschnitt insbesondere wegen der meisi großen Stückzahlen erheblich. Außerdem wirft sowohl die Herstellung der kompliziert geformten Ventilplatte als auch ihre Abdichtung gegenüber dem Außengehäuse erhebliche Probleme auf.

Bei beiden genannten Pumpentypen muß zwangsläufig das Druckrohr seitlich aus dem Pumpengehäuse herausgeführt werden oder aber — bei der Pumpe nach der US-PS — exzentrisch gegenüber der Mittelachse der Pumpe angeordnet werden.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 16 53 440 ist eine Kraftstoffmembranpumpe der eingangs genannten Art bekannt. Die dortige Zwischenplatte weist einen

r> Flansch auf, mit dem sie an einer durchlaufenden Schulter an einem Außengehäuse anliegt. Daraus, daß der von dem Außengehäuse in der Zwischenplatte begrenzte Saugraum eine längliche Form aufweist, ergibt sich zwangsläufig ein Dichtproblem zwischen dem Außengehäuse und der Zwischenplatte, welchem deshalb besondere Aufmerksamkeil geschenkt werden muß, weil die Zwischenplatte, die sich auf sehr unterschiedlichen Druckniveaus befindlichen Kammern (Saugkammer und Außenkammer) voneinander trennt; hierbei ergibt sich wegen der länglichen Form des Saugraumes eine trapezähnliche Form d;s Flansches der Zwischenplatte. Solche geometrisch unregelmäßigen Formen weisen bei der Tiefziehverformung den Nachteil stark unterschiedlicher Verformungsgrade in den einzelnen Bereichen eines solchen Tiefziehteiles auf, so daß gerade bei solchen Teilen die Maßhaltigkeit der Ränder zu wünschen übrig läßt. Deshalb wird im Außengehäuse eine durchlaufende, als Aufnahme für den Flansch dienende Schulter vorgesehen, so daß eine hinreichend große Dichtfläche zwischen der Zwischenplatte und dem Außengehäuse entsteht. Die Verbindung der Zwischenplatte mit dem Außengehäuse kann daher nur mit an sich bekannten Methoden zum Abdichten erfolgen. Hierzu kann aus den vorerwähnten Gründen aber ausschließlich Schweißen, Löten, Kleben oder ähnliches zählen, da die erforderliche Dichtigkeit anders kaum zu erzielen sein dürfte.

Auch aus der US-Patentschrift 32 78 032 ist es lediglich bekannt, bei Kraftstoffmembranpumpen tief-

b5 gezogene Blechteile mit einer axialen Randfläche gegenüber axialen Gehäuseflächen durch Weichlöten, Hartlöten oder Schweißen zu befestigen und zu dichten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer

Kraftstoffmembranpumpe der eingangs beschriebenen Art die zur Herstellung notwendigen Arbeitsschritte bei gleichzeitiger Verwirklichung dauerhaft dichtender und mechanisch stabiler Verbindung der Bauteile unter geringstmöglichem Materialaufwand und bei möglichst einfachen Formgebungsprozessoren für die Bauteile zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zwischenplatte dichtend und selbsthaltend am Außengehäuse abgestützt ist Vorzugsweise wird eine metallisch dichtend in das Außengehäuse eingepreßte Stahlplatte als Zwischenplatte verwendet Eine so ausgebildete und eingebaute Zwischenplatte hat den Vorteil gegenüber den an sich bekannten Membranpumpen mit einstückigem Außengehäuse, daß der Druckraum und der Saugraum dauerhaft dichtend voneinander getrennt sind, auch wenn das Außengehäuse mechanischen Spannungen unterworfen wird, wie sie z. B. auftreten, wenn Schlauchverbindungen mit dem Druck- und Saugrohr hergestellt werden. Außerdem kann auf diese Weise die Ventilplatte in der bekannten, einfachen und leicht herzustellenden Ausführung Verwendung finden, ohne daß es bei ihrem Einbau und ihrer Abdichtung (gegenüber der üblichen Kraftstoffdurchtrittsöffnung in der Zwischenplatte) zu irgendwelchen Schwierigkeiten kommt Auch kann der noch zu erläuternde Einbau von Filterronden im Saugraum auf diese Weise vereinfacht werden. Schließlich läßt eine solche Lösung auch die unten noch zu beschreibende Verwendung besonderer, auswechselbarer Filter bzw. ein zentrisch zum Außengehäuse nach oben geführtes Druckrohr zu.

Die Zwischenplatte wird z. B. dadurch selbsthaltend, daß ihr Rand, der beispielsweise aufgebördelt sein kann, ein leichtes Übermaß gegenüber dem inneren Querschnitt des betreffenden Bereiches des Außengehäuses besitzt. Durch Einpressen einer solchen Zwischenplatte entsteht ein beachtlicher Reibschluß, der gleichzeitig dichtend und selbsthaltend wirkt. Prinzipiell kann eine so ausgebildete Zwischenplatte aus verschiedenen Materialien bestehen, doch empfiehlt es sich besonders, sie aus Stahl herzustellen, da beim Einpressen einer Stahlplatte eine sehr gut dichtende und besonders gut selbsthaltende Verbindung zum Außengehäuse — das dann vorzugsweise auch aus Metall besteht — hergestellt wird. Solche metallischen Pressungen sind bei geeigneter Materialpaarung besonders einfach und preiswert herzustellen.

Aufgrund der selbsthaltenden Ausführung der Zwischenplatte gegenüber dem Außengehäuse ist es erfindungsgemäß möglich, im Saugraum gegen die Zwischenplatte ein Filter abzustützen, wobei der Abstützdruck ausschließlich von der selbsthaltenden Verbindung zwischen Zwischenplatte und Außtngehäuse aufgefangen werden kann.

Die Dichtigkeit zwischen dem Saugraum und dem Druckraum kann dadurch noch verbessert werden, daß erfindungsgemäß das Filter gleichzeitig ein dichtend zwischen einem Absatz im Außengehäuse und der Zwischenplatte eingepreßtes Dichtelement darstellt. Somit wird das Filter, welches in diesem Fall eine sogenannte Filterronde ist, nicht nur bei Zusammenbau und Betrieb der Fumpe sicher in Position gehalten, sondern ist auch su'in entsprechend der Dichtfunktion geformter Rand, wie er aus in den noch zu beschreibenden Figuren ersichtlich ist, dauerhaft dicht zwischen der Zwischenplatte und dem Absatz im Außengehäuse eingespannt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Filter auswechselbar. Dies wird vorzugsweise erreicht durch einen das Filter an seiner Unterseite abstützenden, zwischen dem Absatz und der Zwischenplatte eingespannten Filtersitz und einem dem Filterelement an dessen Oberseite unter Druck anliegenden, gegen eine Stirnfläche des Außengehäuses abgestützten Verschluß. Auf diese Weise kann ein sehr großflächiges Filter, das aufgrund seiner großen Oberfläche nur einen relativ geringen Strömungswiderstand darstellt, Verwendung finden, ohne daß bei seinem Auswechseln irgendein anderes Teil der Pumpe ausgebaut werden muß. Gleichzeitig ist aber auch dadurch die notwendige Dichtung zwischen dem Bereich vor und hinter dem Filter in Strömungsrichtung innerhalb des Saugraumes möglich, da der Filtersitz, der gegen die Zwischenplatte abgestützt ist, z. B. eine Dichtlippe o. ä. Dichtelemente tragen kann, und der Verschluß in an sich bekannter Weise gegenüber dem Außengehäuse durch ein gängiges Dichtmittel abgedichtet werden kann. Eine solche Anordnung ist dann besonders problemlos, wenn der Verschluß und das Filter fest miteinander verbunden sind; dadurch wird das Herausnehmen und z. B. auch das Auswaschen des Filters besonders einfach, da es stets an dem Verschlußelement festgehalten werden kann und dieses für diesen Zweck entsprechende Eingriffsöffnungen für den manuellen Gebrauch oder ein Werkzeug aufweisen kann.

Ein langwieriges und zum möglichen Verschleiß der Dichtung führendes Einschrauben oder ähnliches Einsetzen des Filters kann vermieden werden, wenn erfindungsgemäß ein Bajonettverschluß in eine Öffnung in der Stirnfläche des Außengehäuses als Verschlußelement dichtend eingreift.

Schließlich ermöglicht es ein erfindungsgemäß vom Druckraum dichtend durch die Zwischenplatte und den Saugraum nach außen geführtes Druckrohr, die Pumpe in unterschiedlichen Winkelpositionen gegenüber dem Pumpenträger anzuordnen, ohne daß die Lage des Druckrohres sich verändert; das Druckrohr muß hierzu konzentrisch zur Achse der Pumpe angeordnet sein. Eine solche Lösung wird erstmals durch die erfindungsgemäße Kombination von einstückigem Außengehäuse und einer dichtend, selbsthaltenden Zwischenplatte möglich.

Mit der erfindungsgemäßen Lehre wird außerdem der Vorteil erreicht, daß die Herstellung eines einstückigen Außengehäuses bei geringstmöglichem Materialverbrauch in einem einzigen, einfachen Tiefziehvorgang erfolgen kann. Da dieses Gehäuse im Prinzip die Form eines Bechers haben kann und allenfalls ein konzentrischer Absatz und eine Piandaufbördelung zu berücksichtigen sind. Weiteihin kann in einem so einfachen Außengehäuse nicht nur eine einzige Sorte von Ventilplatten, Zwischenplatten oder Filtern verwendet werden, sondern ein und dassselbe Gehäuse kann für unterschiedlich aufgebaute Membranpumpen hinsichtlich der besonderen Ausgestaltung der einzelnen Bauelemente im Inneren des Gehäuses Verwendung finden.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Kraftstoffmembranpumpe in Seitenansicht — davon das Oberteil im Schnitt;

Fig. 2 eine Darstellung gemäß Fig. 1, jedoch mit anders geführtem Druckrohr;

Fig.3a/b vergrößerte Teilansicht aus Fig. 1 bzw. Fig. 2, im Schnitt; und

Fig.4 einen Schnitt durch das Oberteil einer erfindungsgemäßen Pumpe mit auswechselbarem Filterelement.

In den Figuren wird mit 1 ein Außengehäuse bezeichnet, welches das Oberteil 2 einer Kraftstoffmembranpumpe völlig umschließt. Das Oberteil 2 wird durch eine Pumpenmembran 3 nach unten hin gegen das Unterteil 4 dichtend abgeschlossen. Eine als Trennwand dienende Ventilplatte 4 innerhalb des Oberteils 2 schließt den oberhalb der Pumpenmembran 3 liegenden Arbeitsraum 6 gegenüber dem darüberliegenden Druckraum 7 und Saugraum 8 dichtend ab; sie trägt außerdem ein Einlaßventil 9 und ein Auslaßventil 10. Eine Zwischenplatte 11 trennt den Saugraum 8 vom Druckraum 7; sie ist vorzugsweise im Bereich einer Einschnürung 12 dichtend gegen die Ventilplaüe abgestützt.

Die Zwischenplatte 11 ist an dem einstückig ausgebildeten Außengehäuse 1 dichtend, selbsthaltend abgestützt. Dabei handelt es sich vorzugsweise um eine in das Außengehäuse 1 dichtend eingepreßte Stahlplatte. Der Einpreßvorgang wird vereinfacht, wenn die Zwischenplatte 11 nach oben an ihrem Außenrand gegen einen Absatz 13 im Außengehäuse 1 abgestützt ist. Da der Absatz ein beispielsweise zylindrisch ausgeführtes Außengehäuse konzentrisch einschnürt, ist er beim Herstellen des Außengehäuses 1 im Tiefziehverfahren leicht vorzusehen; er ermöglicht es insbesondere, den oberhalb von ihm gelegenen Bereich des Außengehäuses 1 — auch Dom genannt — kleiner auszuführen als den darunterliegenden Bereich, was eine günstige Verringerung des Volumens des Saugraumes 8 zur Folge hat. Die Zwischenplatte 11 ist vorzugsweise an ihrem Rand nach unten gebördelt, so daß die dadurch entstehende Randfläche 14 parallel an der Innenseite des Außengehäuses 1 anliegt und somit einerseits eine Dichtung zwischen dem Druckraum 7 und dem Saugraum 8 darstellt sowie andererseits z. B. durch Vorgabe eines gewissen Übermaßes, eine reibungsbedingte Lagefixierung der Zwischenplatte 11 am Außengehäuse 1 bewirkt. Gegen die Zwischenplatte 11 kann ein Filter 15 im Saugraum 8 abgestützt sein. Dadurch werden durch ein Saugrohr 16 in den Saugraum 8 eindringende, in der Regel feste, Kraftstoffverunreinigungen zurückgehalten.

Das Filter 15 kann dichtend zwischen dem Absatz 13 im Außengehäuse 1 und der Zwischenplatte 11 eingespannt werden und dabei gleichzeitig als Dichtelement zwischen dem Druckraum 7 und dem Saugraum 8 wirken, indem die bereits vorhandene Dichtwirkung der Randfläche 14 der Zwischenplatte 11 verbessert wird (siehe F i g. 3a und 3b). Als Filter 15 kommt z. B. eine an sich bekannte Filterronde infrage.

Das Filter 15 kann wie in F i g. 4 gezeigt, auswechselbar sein. Dabei ist vorzugsweise zwischen dem Absatz 13 und der Zwischenplatte 11 ein Filtersitz 17 eingespannt. Gegen diesen wird das Filter 15 an seiner Unterseite 18 abgestützt, während es an seiner Oberseite 19 unter Anpreßdruck sieht, der durch einen gegen die Stirnfläche 20 des Außengehäuses 1 abgestützten Verschluß 21 erzeugt wird. Dabei greift der Verschluß 21 vorzugsweise in eine öffnung 22 in der Stirnfläche 20 des Außengehäuses 1 in Art eines Bajonettverschlusses dichtend ein. Elastische Dichtlippen 23 des Filtersitzes 17 und ein Dichtring 24 zwischen dem Verschluß 21 und der Stirnfläche 20 des Außengehäuses 1 verbessern das Dichtergebnis. Durch Eingriffsöffnungen 25 bzw. 26 im Verschluß 21 kann der Verschluß per Hand bzw. mittels eines Werkzeuges leicht gedreht und das Filter 15 zur Reinigung oder zum Auswechseln herausgenommen werden. Wie F i g. 2 zeigt, wird es durch die Erfindung möglich, ein Druckrohr 27 auch senkrecht, insbesondere konzentrisch zum Außengehäuse 1 vom Druckraum 7 dichtend durch die Zwischenplatte 11, das gegebenenfalls vorhandene Filter 15 und die Stirnfläche 20 des Außengehäuses 1 zu führen. Das Druckrohr 27 wird dabei vorzugsweise fest mit der Zwischenplatte 11 und dem Außengehäuse 1 z. B. durch Kleben, Löten oder Schweißen oder aber durch eine Pressung, verbunden. Auf diese Weise bleibt die Position des Druckrohres unverändert, wenn die Kraftstoffmembranpumpe gegenüber der Einrichtung, an der sie befestigt ist, um ihre Achse verdreht wird, etwa weil das Saugrohr in eine andere Position gebracht werden soll.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Kraftstoff membranpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem auf der Arbeitsseite der Pumpenmembran einen Saugraum, einen Druckraum und einen Arbeitsraum umschließenden und eine als Trennwand dienende Ventilplatte aufnehmenden einstöckigen Außengehäuse und einer den Saugraum vom Druckraum trennenden Zwischenplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (U) dichtend und selbsthaltend am Außengehäuse (1) abgestützt ist

2. Pumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine metallisch dichtend in das Außengehäuse (1) eingepreßte Stahlplatte als Zwischenplatte (11).

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein gegen die Zwischenpiaue (11} abgestütztes Füter (15) im Saugraum (8).

4. Pumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (15) gleichzeitig ein dichtend zwischen einem Absatz (13) im Außengehäuse (1) und der Zwischenplatte (11) eingespanntes Dichtelement ist.

5. Pumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (15) auswechselbar ist.

6. Pumpe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen das Filter (15) auf seiner Unterseite (18) abstützenden, zwischen dem Absatz (13) und der Zwischenplatte (11) eingespannten Filtersitz (17) und einen dem Filter (15) an dessen Oberseite (19) unter Druck anliegenden, gegen eine Stirnfläche (20) des Außengehäuses (1) abgestützten Verschluß (21).

7. Pumpe nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen in eine Öffnung (22) in der Stirnfläche (20) dichtend eingreifenden Bajonettverschluß.

8. Pumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein vom Druckraum (7) dichtend durch die Zwischenplatte (11) und den Saugraum (8) nach außen geführtes Druckrohr (27).