DE3832280C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine als Baueinheit ausgebildete
elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Eine Kraftstoffpumpe dieser Gattung ist in der US 45 96
519 gezeigt. Derartige Kraftstoffpumpen werden insbesondere
in den Kraftstoffversorgungsanlagen von Brennkraftmaschinen
benutzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch
betriebene Kraftstoffpumpe mit geringem Energieverbrauch,
hoher Lebensdauer und geringer Geräuschentwicklung zu schaffen,
die in der zur Brennkraftmaschine führenden Kraftstoffleitung
einen im wesentlichen konstanten Druck aufrechterhält.
Dies wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete
Erfindung erreicht.
Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe ist in der Baueinheit
selbst die Anordnung zum Regeln des Pumpenauslaßdruckes
vorgesehen. Damit läßt sich auch der Energieverbrauch
senken und die Lebensdauer erhöhen. Die erfindungsgemäße
Kraftstoffpumpe ist einfach und wirtschaftlich zu fertigen
und zusammenzubauen.
Pumpensteuerungen in Abhängigkeit vom Druck des Fördermediums
sind bekannt (WO 85/00 202 A1 und US 33 34 285). Es
sind auch magnetfeldempfindliche Lagesensoren bekannt (W.
Heidenreich, magnetfeldempfindliche Halbleiter-Positionssensoren.
In: Elektronik-Industrie 1985, Nr. 5, Seite 46-50),
mit denen auch Drücke gemessen werden können, doch stellt
die Erfindung darauf ab, daß der Auslaßdruck einer elektrischen
Kraftstoffpumpe etwa konstant gehalten werden kann.
Ferner ist es bei Kraftstoffpumpen bekannt (US 34 18 991),
im Gehäuseteil mit dem Kraftstoffauslaß ein Überdruckventil
in einer Bohrung anzuordnen. Auch sind druckabhängige Schalter
und Hallsensoren zum Messen des Öldrucks einer Brennkraftmaschine
bekannt (US 45 81 941).
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kraftstoffpumpe;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in
Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in
Fig. 2.
Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte elektrisch betriebene
Kraftstoffpumpe 2 besitzt ein mit einem Einlaß versehenes
Gehäuseendteil 12 und ein mit einem Auslaß versehenes
Gehäuseendteil 14, die durch ein zylindrisches Gehäuse
mittelteil 16 verbunden sind, um ein Gehäuse 18 zu bilden.
Ein Permanentmagnet-Stator 20 ist innerhalb des Gehäuses
18 angebracht und umgibt einen Anker 22, dessen elektri
sche Wicklungen mit einer Kommutatorplatte 24 verbunden
sind. Der Anker 22 ist mittels einer Welle 26 innerhalb
des Gehäuses 18 zwischen den Gehäuseendteilen 12, 14
drehbar gelagert. Der Anker 22 ist mit einer Flügel- oder
Zahnrad-Pumpeinrichtung 28 verbunden, die Kraftstoff von
dem Einlaß 30 durch das Gehäuseendteil 12 in das Innere
des Gehäuses 18 um den Anker 22 herum fördert und dann
durch den Auslaß 32 (Fig. 2, 3) in dem Gehäuseendteil 14
an die Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) abgibt. In dem
den Anker 22 umgebenden Kraftstoff innerhalb des Gehäuses
18 herrscht somit im wesentlichen der Pumpenauslaßdruck.
Das Gehäuseendteil 14 ist mit zwei beabstandeten Kanälen
34, 36 versehen, die parallel zur Drehachse des Ankers 22
und der Welle 26 verlaufen. Zwei Bürsten 38, 40 sind in
den Kanälen 34, 36 angeordnet. Wie in Fig. 1 gezeigt,
sind die Bürsten 38, 40 über Drahtleiter 42, 44 an elek
trischen Klemmen 46, 48 im Gehäuseendteil 14 angeschlossen,
um die Bürsten 38, 40, die Kommutatorplatte 24 und den
Anker 22 mit einer Gleichstromquelle zu verbinden.
Zwei auf Druck beanspruchte Federn 50, 52 sind zwischen
den Bürsten 38, 40 und den Klemmen 46, 48 innerhalb der
Kanäle 34, 36 angeordnet, um die Bürsten 38, 40 in mecha
nischen und elektrischen Kontakt mit der Kommutatorplatte
24 zu drücken.
Soweit die Kraftstoffpumpe 10 bisher beschrieben wurde,
entspricht sie den in der US 43 52 641 und der US 45 96 519
gezeigten Kraftstoffpumpen.
Ein Druckfühler 60 (Fig. 2 und 3) wird von dem Gehäuse 18,
genauer gesagt von dem Gehäuseendteil 14, getragen und
spricht auf den den Anker 22 umgebenden Kraftstoffdruck
innerhalb des Gehäuses 18 an, um den dem Anker 22 zuzu
führenden Strom zu steuern bzw. zu regeln. Der Druckfühler
60 weist eine Bohrung 62 auf, die in dem Gehäuse
endteil 14 an einer Stelle gebildet ist, die dem Auslaß 32
diametral gegenüberliegt und in dem den Anker 22 umgebenden
Gehäuseinnenraum mündet. Ein Kolben 64 von permanentmagne
tischem Aufbau ist innerhalb einer mit Paßsitz in der
Bohrung 72 angeordneten Lagerhülse 66 gleitbar. Eine
Schraubenfeder 68 ist innerhalb der Lagerhülse 66 zwischen
dem Kolben 64 und einem Federhalter 70 gehalten, der in
das axial äußere Ende der Lagerhülse 66 eingeschraubt ist
und zum Verstellen der auf den Kolben 64 ausgeübten Feder
kraft dient.
Ein als Halleffektsensor ausgebildeter Lagesensor 72 wird von dem Gehäuseendteil 14
getragen und ragt axial innerhalb des Kolbens 64 in die
Bohrung 62 vor, d. h. angrenzend zu dem vom Pumpeninnenraum
in die Bohrung 62 führenden Einlaß. Der Halleffektsensor
gibt an einen Verstärker 74 ein elektrisches Ausgangssignal
ab, das sich als kontinuierliche stetige Funktion in
Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 64 relativ zu
dem Halleffektsensor ändert. Der Ausgang des Verstärkers
74 ist an der Basis eines Transistors 76 angeschlossen,
dessen Emitter und Kollektor mit den Klemmen 46, 48 und
dem Anker 22 an einer Gleichstromquelle wie der Fahrzeug
batterie 78 (Fig. 1) in Reihe geschaltet sind.
Im Betrieb ändert sich die Stellung des Kolbens 64 inner
halb der Lagerhülse 66 in Abhängigkeit von dem Unterschied
zwischen dem auf die Innenseite des Kolbens 64 ausgeübten
Kraftstoffdruck und dem auf die Außenseite des Kolbens
ausgeübten Federdruck. Die Stellung des Kolbens 64 bei
einem gegebenen Pumpenauslaßdruck ist mit Hilfe des Feder
halters 70 verstellbar. Stellungsänderungen des magneti
schen Kolbens 64 haben entsprechende Änderungen der Magnet
feldstärke am Halleffektsensor 72 und somit entsprechende
Änderungen des an den Verstärker 74 abgegebenen elektri
schen Ausgangssignales zur Folge. Der Verstärker 74 kann
so ausgebildet sein, daß er den Transistor 76 und den
Anker 72 als kontinuierliche Funktion dieses Halleffekt
sensor-Ausgangssignales mit Leistung versorgt. Statt dessen
kann der Verstärker 74 einen Schwellwertdetektor enthalten,
der Strom an den Anker 22 nur dann abgibt, wenn der Kraft
stoffdruck innerhalb des Gehäuses 18 unterhalb eines gege
benen Wertes liegt,und der den Anker 22 stromlos macht,
wenn der Kraftstoffdruck oberhalb dieses Wertes liegt.
Claims (4)
1. Als Baueinheit ausgebildete, elektrische Kraftstoffpumpe
mit einem Gehäuse, das von zwei koaxial beabstandeten
Gehäuseendteilen und einem Gehäusemittelteil gebildet
wird, einem Kraftstoffeinlaß in einem und einem Kraftstoffauslaß
in dem anderen Gehäuseendteil, einem Gleichstrommotor
mit einem im Gehäuse drehbar gelagerten Anker, einer mit dem
Anker gekuppelten Pumpe zum Fördern von Kraftstoff vom Einlaß
zum Auslaß, wobei in dem vom Kraftstoff durchströmten
Gehäuse im wesentlichen der Pumpenauslaßdruck herrscht, und
mit einer Stromzuführungseinrichtung zur Stromversorgung des
Ankers, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuseendteil
(14) mit dem Kraftstoffauslaß (32) eine in das Gehäuse (18)
mündende Bohrung (62) vorgesehen ist, deren Achse parallel
und radial versetzt zu der Drehachse des Ankers (22) verläuft
und in der ein magnetischer Kolben (64) abhängig von
dem innerhalb des Gehäuses (18) herrschenden Pumpenauslaßdruck
gegen Federkraft verschiebbar ist, und daß ein auf
Magnetfeldänderungen abhängig von der Stellung des Kolbens
(24) innerhalb der Bohrung (62) ansprechender Lagesensor
(72) vorgesehen ist, an den eine Steuereinrichtung (74, 76)
angeschlossen ist, um den Anker (22) abhängig vom Pumpenauslaßdruck
mit elektrischer Leistung zu versorgen.
2. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der mit dem Lagesensor (72) zusammenwirkende
Kolben (64) an der Feder (68) abgestützt ist, die an einem
von außen einstellbaren Federhalter (70) anliegt.
3. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lagesensor (72) ein Halleffektsensor
ist.
4. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Halleffektsensor bezüglich des Kolbens
(64) und der Bohrung (62) so angeordnet ist, daß er ein
elektrisches Ausgangssignal als kontinuierliche stetige
Funktion der Stellung des Kolbens (64) innerhalb der Bohrung
(62) erzeugt.
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