DE3500139A1

DE3500139A1 - Aggregat zum foerdern von kraftstoff aus einem vorratstank zu einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3500139A1
Application number: DE19853500139
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing.(FH) 7141 Schwieberdingen Friebe; Karl-Otto Dipl.-Ing.(FH) 7050 Waiblingen Heinz; Werner Ing.(grad.) 7000 Stuttgart Scholten
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-01-04
Filing date: 1985-01-04
Publication date: 1986-07-10
Also published as: JPS61160590A; JPH0553951B2; US4642030A

Description

»· 1977

3.12.198U Sa/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zu einer Brennkraftmaschine

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Förderaggregat nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Aggregat zum Fördern von Kraftstoff bekannt, bei dem die Pumpenkammer der Gerotorpumpe durch zwei spezielle Stirnwände begrenzt ist. Auch bei anderen bekannten Mehrstufen-Pumpaggregaten sind Rotoren jeder Pumpenstufe in einer eigenen Kammer angeordnet und dabei durch eine gestellfeste Wand voneinander separiert. Neben dem für diese Wand notwendigen Fertigungsund Montageaufwand baut eine derart aufgebautes Förderaggregat relativ groß.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kraftstofförderaggregat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Zwischenwand zwischen den beiden Pumpenkammern entfallen kann, so daß sich neben geringeren Fertigungs- und Montagekosten auch eine kürzere Baulänge ergibt.

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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Förderaggregats möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der- Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einem Kraftstoffvorratstank, einem Kraftstofförderaggregat und einer Brennkraftmaschine, Figur 2 eine Ansicht eines vergrößert dargestellten Kraftstoffförderaggregats, teilweise in Längsrichtung geschnitten, Figur 3 einen Schnitt durch das Kraftstofförderaggregat entlang der Linie III-III in vergrößerter Darstellung, wobei nur die zu einer Gerotorpumpe gehörenden Teile gezeigt sind, Figur k einen Schnitt durch das Kraftstoffförderaggregat gemäß Figur 3, entlang der Linie IV-IV, Figur 5 einen Schnitt durch das Kraftstofförderaggregat gemäß Figur 3, entlang der Linie V-V und Figur β einen Längsschnitt durch den Pumpenbereich eines anders ausgebildeten Kraftstofförderaggregats.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Anordnung gemäß Figur 1 zeigt einen Kraftstoffvorratstank 10, der über eine Saugleitung 12 mit der Saugseite eines Kraftstofförderaggregats 1h verbunden ist. An der Druckseite des Kraftstofförderaggregats I^ ist eine Druckleitung 16 angeschlossen, die zu einer Brennkraftmaschine 18 führt. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine fördert das Kraftstofförderaggregat 1k Kraftstoff aus dem Vorratstank 10 zur Brennkraftmaschine 18.

• β'

Das in Figur 2 vergrößert dargestellte Kraftstofförderaggregat 1k weist einen elektrischen Antriebsmotor 16 auf, dessen Abtriebs- oder Ankerwelle 18 mit den Rotoren 20 und 22 einer zweistufigen Förderpumpe 2k verbunden ist. Der Antriebsmotor 16 und die Förderpumpe 2k sind von einem rohr- oder topfförmigen Aggregatgehause 26 umschlossen. Das Aggregatgehause 26 ist durch eine gehäusefeste Zwischenwand 28 geteilt, welche von der Ankerwelle 18 in einer Lagerstelle 30 durchdrungen ist. Das Aggregatgehause 26 umschließt somit einen ersten Raum 32, in welchem sich der elektrische Antriebsmotor 16 befindet. Weiter befindet sich in dem Aggregatgehause 26 ein zweiter Raum 3^·, der als Pumpenkammer 21 und 23 für die beiden Pumpenstufen dient und in dem die beiden Rotoren 20 und 22 untergebracht sind. Pumpenseitig ist das Aggregatgehause 26 durch einen Deckel 36 verschlossen, der einen Zulaufstutzen 38 für die Förderpumpe 2k aufweist. Die vom Zulauf- oder Saugstutzen 38 aus gesehen vorn liegende erste Pumpenstufe 23 ist eine Strömungspumpe, die beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 als sogenannte offene Seitenkanalpumpe ausgebildet ist. Der Aufbau und die Wirkungsweise einer solchen Pumpe ist beispielsweise in der US-Patentschrift 36 76 025 oder in der US-Patentschrift 39 ^7 1^9 eingehend beschrieben, so daß darauf nicht mehr näher eingegangen werden muß. Der Rotor 22 der Seitenkanalpumpe 2k weist an seinem Umfang Flügel oder Förderglieder 38 auf, denen sowohl im Deckel 36 als auch in einem, zur zweiten Pumpenstufe 21 gehörenden äußeren Führungsring ^O je ein annähernd ringförmiger, seitlicher Kanal k2 bzw. kk zugeordnet ist. Dabei ist der Durchmesser der Kanalkrümmung auf den Durchmesser des Flugkreises der Förderglieder 38 abgestimmt. Eine vom Saugstutzen 38 umschlossene Saugöffnung 39 mündet in den Seitenkanal k2 (Figur k), der im Deckel 36 angeord-

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-Τ-

net ist. Dem Seitenkanal h2 im Deckel liegt ein Seitenkanal UU spiegelbildlich gegenüber, welcher sich in der dem Rotor 22 der ersten Pumpenstufe 23 zugewandten Stirnfläche des Führungsrings UO befindet. Wie ein in Figur U gezeigter Pfeil U6 erläutert, strömt im Betrieb des Förderaggregats das zu fördernde Medium von der Saugöffnung 39 aus entgegen dem Uhrzeigersinn im Seitenkanal U2. Diese Mediumströmung ist dann auch in dem Seitenkanal UU vorhanden, welcher im Führungsring UO angeordnet ist. In Richtung des Pfeiles U6 gesehen befindet sich am Ende des Seitenkanals UU (in Figur 3) im Führungsring UO, der ein stationäres Bauelement der Pumpe 2k bildet, ein Überströmkanal U8, durch welchen das zu fördernde Medium von der Druckseite der Seitenkanalpumpe 23 in den Saugbereich der zweiten Pumpenstufe 21 gelangt. Zu dieser zweiten Pumpenstufe gehören neben dem schon erwähnten, drehfest mit der Antriebs- oder Ankerwelle 18 verbundenen Rotor 20 ein weiterer, diesen inneren Rotor 20 umgebenden äußeren, ringförmigen Rotor 50, der von dem Führungsring Uo umgeben und von diesem geführt ist. Wie insbesondere Figur 3 zeigt, ist die zweite Pumpenstufe 21 als sogenannte Gerotorpumpe aufgebaut, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 33 27 U53 in Aufbau und Betriebsweise bekannt ist. Die Gerotorpumpe 21 weist eine Pumpenkammer 52 auf, die einmal von der Innenkontur des Außenrings 50 und zum andern durch die Außenkontur des inneren Rotors 20 begrenzt ist. In Achsrichtung gesehen wird die Pumpenkammer 52 auf ihrer einen, dem Antriebsmotor 16 zugewandten Seite durch die der Gerotorpumpe 21 zugewandte Stirnfläche der Zwischenwand 28 abgedeckt. Die Abdichtung der Pumpenkammer 52 der Gerotorpumpe 21 zur Seitenkanalpumpe 23 wird vom Nabenbereich des Rotors 22 der Seitenkanalpumpe 23 übernommen. Dazu sind sowohl der innere Rotor 20 der Gerotorpumpe 21 als auch der Rotor 22 der Seitenkanalpumpe 23 einander

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-β-

benachbart auf die Ankerwelle 18 des Antriebsmotors 16 aufgesteckt und drehfest mit dieser verbunden. Dabei ist der Durchmesser der Nabe so gewählt, daß die Innenkontur des äußeren Rotors 50 der Gerotorpumpe 21 durch die der Gerotorpumpe zugewandten Stirnfläche des Nabenbereichs des Rotors 22 völlig bedeckt ist. Somit ist eine Zwischenwand zwischen den beiden Pumpenstufen 21 und 23 nicht erforderlich.

Der Überströmkanal hQ in dem Führungsring ^O geht in einen in der Zwischenwand 28 befindlichen Verbindungskanal 5^· über (Figur 5)₅ der in eine Saugnut 56 mündet, welche ebenfalls in der Gerotorpumpenstufe 21 zugewandten Stirnfläche der Zwischenwand 28 angeordnet ist. Weiter weist diese Stirnfläche noch eine ebenfalls zur Gerotorpumpe gehörende Drucknut 58 auf, welche in eine zum Raum 32 hin offene Drucköffnung 6θ übergeht.

Im Betrieb des Kraftstofförderaggregats wird über die Ansaugöffnung 39 der Kraftstoff zur ersten Pumpenstufe 23 gesaugt, wo er unter Drucksteigerung in den Seitenkanälen k2 und hk in Richtung der Pfeile h6 transportiert wird. Durch Kavitation entstehende Dampfblasen gelangen durch eine Entgasungsbohrung 62 im Deckel 36 aus dem Ansaugbereich der Pumpe. Der so entgaste Kraftstoff strömt nun durch die Überströmöffnung U8 im Führungsring Uo und den Verbindungskanal 5^ in der Zwischenwand 28 dem Saugbereich der Gerotorpumpe 21 zu. Unter weiterer Drucksteigerung in der Pumpenkammer 52 gelangt der Kraftstoff nun über die Drucknut 58 zur Drucköffnung 60, wo er in den Raum 32 des Förderaggregats 1k eintritt. Der Raum 32 ist mit einem am Gehäuse angeordneten Druckstutzen 62 leitend verbunden. Am Saugstutzen 38 ist die Saugleitung 12 und am Druckstutzen 62 ist die Druckleitung 16 (Figur 1) angeschlossen.

Die Ausführungsform gemäß Figur β stimmt im wesentlichen mit der eben beschriebenen Ausführungsform überein. Deshalb sind auch alle gegenüber der beschriebenen Ausführungsform unveränderten Bauteile in Figur β mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den Figuren 2 bis 5« Abweichend von der beschriebenen Ausführungsform ist die Ausgestaltung des Rotors 122 der Seitenkanalpumpe 12 Bei der Ausführung gemäß Figur 6 sind die Förderglieder 138 nicht am Umfang des Rotors angeordnet sondern an der dem Deckel 136 zugewandten Stirnfläche des Rotors 122. Es ergibt sich somit eine sogenannte geschlossene Seitenkanalpumpe, wie sie beispielsweise vom Prinzip her aus der US-PS 33 2k 799 bekannt ist. Bei dieser Ausführungsform hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Überströmkanal 1U8 als randoffene Nut am Umfang des Führungsrings 1U0 auszubilden, im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß den Figuren 2 bis 5, wo der Überströmkanal U8 durch eine Durchbrechung gebildet ist. Weiter ist der Querschnitt des Seitenkanals 11*2 so auf die Form der Förderglieder 138 bzw. auf den Zwischenraum zwischen den einander benachbarten Fördergliedern abgestimmt, daß sich ein zumindest im wesentlichen kreisförmiger Querschnitt ergibt. Der Vorteil der Ausführung gemäß Figur 6 ist darin zu sehen, daß der im Seitenkanal 1U2 aufgebaute Druck einen Axialschub auf den Rotor 122 ausübt, wodurch das Axialspiel zwischen dem Rotor 122 der Strömungspumpe 123 und dem Innenrotor 20 der Gerotorpumpe 21 minimiert bzw. deren Pumpleistung verbessert wird.

Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß der Rotor 22 bzw. 122 der Strömungspumpe 23 und der Innenläufer 20 der Gerotorpumpe 21 in Richtung der Drehachsen gesehen miteinander benachbart angeordnet sind und eine Wand nämlich die der Gerotorpumpe 21 zugewandte Stirnfläche des Rotors 22 bzw. 122 der Strömungspumpe 23 bzw. 123 - die von dem Außenläufer 50 der Gerotorpumpe 21 umgebene Förderkammer 52 in Achsrichtung einseitig begrenzt.

ORIGINAL INSPECTED

■ /O

Zum besseren Verständnis der Figuren 2 und 6 sei noch gesagt, daß die Schnittebene im Drehachsenbereich versetzt ist, so daß der Ansaugbereich mit der Saugöffnung 39 und auch die Drucköffnung 60 sichtbar sind.

³SCTED

Claims

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3.12.198U Sa/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Ansprüche

1. Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zu einer Brennkraftmaschine, mit einem eine Drehbewegung abgebenden Motor zum Antreiben einer zum Aggregat gehörenden, mehrstufigen Förderpumpe, welche eine Strömungspumpenstufe und eine Gerotorpumpenstufe aufweist, wobei die Drehachsen des Rotor der Strömungspumpe und des Innenläufers der Gerotorpumpe miteinander fluchten und in Strömungsrichtung des Kraftstoffs gesehen die Strömungspumpe vor der Gerotorpumpe liegt, dadurch gekennzeich net, daß der Rotor (22 bzw. 122) der Strömungspumpe (23) und der Innenläufer (20) der Gerotorpumpe (21) in Richtung der Drehachsen gesehen einander benachbart angeordnet sind und eine Wand des Strömungspumpenrotors (22 bzw. 122) die von dem Außenläufer (50) der Gerotorpumpe (21) umgebene Förderkammer (52) in Achsrichtung einseitig begrenzt.

2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand durch eine Stirnfläche eines Nabenteils des Rotors (22 bzw. 122) der Strömungspumpe (23) gebildet ist.

3.. Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom Druckbereich der Strömungspumpe (23) ein Überströmkanal (Λ8 bzw. 1U8) zum Saugbereich der Gerotorpumpe (21) führt..

h., Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal (U8 bzw. 1U8) zumindest teilweise in einem stationären Bauelement (ho) des Förderaggregats (. 1U) angeordnet ist, welches den Außenläufer (50) der Gerotorpumpe (21) umgibt.

5. Aggregat nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (50) an einer dem Förderglied (22) der Strömungspumpe (23) zugewandten Stirnfläche einen annähernd ringförmigen Kanal (h2) aufweist, der sich im Bereich des Flugkreises von Fördergliedern (38) befindet, welche sich vom Nabenteil des Strömungspumpenrotors (22 ■ψ bzw. 122) nach außen erstrecken.

■» 6.. Aggregat nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß

auf der von dem Bauelement (^tO) abgewandten Seite des Strömungspumpenrotors (22 bzw. 122) eine zu einem das Aggregat (1k) umschließenden Gehäuse (26) gehörender Deckel (36 bzw. 136) angeordnet ist, welcher in seiner dem Strömungspumpenrotor (22 bzw. 122) zugewandten Stirnwand einen Kanal (k2) aufweist, der den Kanal (kh) in dem stationären Bauelement (ho) spiegelbildlich gegenüberliegt und über eine Saugöffnung (39) das Gehäuse (26, 36 bzw. 136) durchdringt.

7. Aggregat nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Gerotorpumpe (21) und dem Antriebsmotor (16) eine gehäusefeste Zwischenwand (28) befindet, in welcher eine Abtriebswelle (18) des Motors (16) gelagert ist und mit deren freien Endabschnitt sowohl der Innenläufer (20) der Gerotorpumpe

(21) als auch der Rotor (22 bzw. 122) der Strömungspumpe (23 bzw. 123) drehfest verbunden sind.

8. Aggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Gerotorpumpe (21) zugewandte Stirnfläche der Zwischenwand (28) einen Verbindungskanal (5*+) aufweist, der von dem Überströmkanal (**8 bzw. 1U 8) in dem stationären Bauelement (Uo) zum Saugbereich der Gerotorpumpe (21 ) führt.

9. Aggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Verbindungskanal (5*+) aufweisenden Stirnfläche der Zwischenwand (28) eine zu dem Verbindungskanal (5*0 offene Saugnut (56) angeordnet ist.

10. Aggregat nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß in der dem Verbindungskanal (5**) aufweisenden Stirnfläche der Zwischenwand (28) eine Drucknut (58) der Ge- * rotorpumpe (21) angeordnet ist, welche über eine Druck- ν öffnung (60) mit einem Raum (32) verbunden ist, in dem sich zumindest Teile des Antriebsmotors (16) befinden.

11. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderglieder (138) der Strömungspumpe (123) an der von der Gerotorpumpe (21) abgewandten Stirnfläche des Strömungspumpenrotors (122) angeordnet sind.