DE3832281A1 - Kraftstoffpumpe mit einem laermschutzmittel - Google Patents
Kraftstoffpumpe mit einem laermschutzmittelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe für ein Tank
einbau-Kraftstoffsystem in einem Fahrzeug nach dem Ober
begriff des Patentanspruchs 1.
In diesem Zusammenhang wird auf die Anmeldung desselben
Anmelders in den USA Nr. 49 536 vom 14. Mai 1987 hinge
wiesen.
Elektrische Kraftstoffpumpen zum Einbau in den Kraftstoff
tank eines Fahrzeuges haben die älteren Kraftstoffsysteme
ersetzt, in denen der Kraftstoff mittels Vakuum von der
Kraftstoffquelle in den Vergaser gesaugt wurde. Dies trifft
im besonderen für Kraftstoffsysteme mit Kraftstoffeinsprit
zung zu. Diese Kraftstoffpumpen werden mit hohen Geschwindig
keiten betrieben und arbeiten meistens mit Verdrängerpumpen
welche zwangsläufig ein Pulsationssystem haben. Der Druck
bereich in diesen Pumpen liegt zwischen 0,844 Kilopond pro
Quadratzentimeter (kp/cm2) und 5,273 kp/cm2. Besonders bei
Passagierfahrzeugen ist eine Arbeitsweise der Pumpe wün
schenswert, durch welche möglichst wenig Pumpgeräusche und
Vibrationen in den Fahrgastraum dringen. Da der Kraftstoff
tank meistens im Heck des Fahrzeuges angebracht ist, ist
besonders darauf zu achten, daß die Fahrgäste auf dem Rück
sitz nicht durch den Pumpenbetrieb gestört werden.
Demzufolge hat es bereits mehrere Versuche gegeben, Pump
geräusche und Vibrationen zu reduzieren. In den folgenden
US-Patenten wurden Vorschläge für Befestigungssysteme und
Schutzvorrichtungen veröffentlicht: 30 14 623 (Horn et.al.,
1961); 42 31 719 (Ringwald et.al., 1980); 43 06 844 (Otto
et.al., 1981); 45 90 964 (Beardmore, 1986); 45 69 637
(Tuckey, 1986) and 45 91 319 (Takahashi et.al., 1986).
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine elektrische
Kraftstoffpumpenanordnung bereitzustellen, durch welche eine
beträchtliche Reduktion von Vibration und Pumpgeräuschen
mit einem gleichzeitig kostengünstigen Montagesystem er
reicht wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Pumpen
anordnung bereitzustellen, die möglichst vielseitig an
verschiedene Tankgrößen anpaßbar ist und in weiten Bereichen
verschiedener Pumpgeschwindigkeiten und Druckbereiche be
nutzt werden kann.
Ein weiteres Ziel ist es, ein Pumpenbefestigungselement
bereitzustellen, welches den Pumpendruck in der Kraftstoff
leitung auch während einer Abschaltezeit aufrechterhält und
so Zeitverzögerung aufgrund der Ansaugzeit bei der Wieder
inbetriebnahme vermindert.
Weitere Aufgaben und Ziele der vorliegenden Erfindung
werden für den Fachmann aus der Beschreibung der Grundlagen
der Erfindung anhand der Zeichnungen ersichtlich.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Gesamtansicht einer im Tank eingebauten
Pumpe mit einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Pumpenmantel aus
Fig. 1;
Fig. 3 eine Endansicht entlang der Linie 3-3 in
Fig. 2;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine andere Aus
führungsform eines Pumpenmantels;
Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5
in Fig. 4 und
Fig. 6 einen Schnitt durch einen Auslaßstutzen
entlang der Linie 6-6 in Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen Tankboden 20 und eine Tankoberseite 22
mit einer Öffnung 24, in welcher das Oberteil eines Behäl
ters und ein Tankverschluß 26 lecksicher befestigt sind.
Zwischen einem Flansch 30 an der Oberseite und dem Rand
der Öffnung 24 ist eine Ringdichtung 28 vorgesehen.
Das Ende 34 einer Kraftstoffleitung 32 mündet in eine kleine
Vertiefung 30 der Abdeckung 26 und ist fest mit dieser
verbunden. In dem Tank unter der Abdeckung 26 ist ein
Kraftstoffbehälter 40 durch Aufhängungsarme 42 befestigt.
Der Behälter hat einen aufschraubbaren Basisring 44, der
auf dem Tankboden 20 ruht. Eine Bodenplatte 46 trägt eine
Netzmembran 48, welche durch einen federgespannten Hebel
50 das Öffnen und Schließen des Ventils 52 mit dem Ventil
sitz in der Bodenplatte 46 steuert. Die genaue Funktion
dieser Membran und des Ventils wird in der US-Anmeldung
9 28 184 vom 7. November 1986 desselben Anmelders genau
beschrieben.
In der Bodenplatte 46 befindet sich ein nach oben stehender
Vorsprung zur abgedichteten Aufnahme eines Einlaßanschlus
ses 56, welcher den Pumpeneinlaß 58 der in dem Behälter 40
montierten elektrischen Kraftstoffpumpe 60 umschließt. In
dem Anschluß 56 ist ein Einwegeventil 61 vorgesehen. Die
Pumpe 60 hat einen oberen Auslaßanschluß 62 mit einer
Ringwulst 64.
Ein Verbindungsrohr 70 besteht aus flexiblem gummiartigem
Material, welches gegenüber Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen
widerstandsfähig und undurchdringbar ist. Geeignet hierfür
sind sythetischer Gummi oder Kunststoffe, wie z.B. Fluor
kohlenstoff oder Fluorsilikon, die in Gegenwart von
Kohlenwasserstoffen formbeständig und stabil bleiben.
Der obere Abschnitt 72 des Verbindungsrohres ist
zylindrisch ausgebildet und weist einen Einlaßabschnitt
zur Aufnahme des Endes 34 der Kraftstoffleitung auf.
Der untere Abschnitt 74 des Verbindungsrohres ist ebenfalls
zylindrisch und weist einen abgestuften Abschnitt auf, der
eine Schulter zur Auflage für den Wulst 64 des Pumpen
auslasses 62 bildet.
Zwischen diesen oberen und unteren Abschnitten 72, 74
befindet sich ein mittlerer Abschnitt 76 von dünnerer
Wandstärke, wodurch die Flexibilität dieses mittleren
Abschnittes erhöht wird. An der Stelle, wo der mittlere
Abschnitt an den unteren Abschnitt 74 angrenzt, ist ein
Einwegeventil ausgebildet in Form eines Entenschnabel-
Ventils mit zwei aneinander anliegenden Ventilklappen
elementen 80, 82, wie im Querschnitt der Fig. 6 zu sehen
ist. Die Ventilelemente 80, 82 sind an ihren Enden 84 in
die ringförmige dünnere Wand des mittleren Abschnitts 76
integriert. Wenn nun die dünneren Wände des Abschnitts 76
nach außen ausgedehnt werden, werden durch diese Konstruk
tion die Ventilelemente gestrafft und noch fester anein
ander gepreßt, wodurch ein höherer Druck für den Durch
gang erforderlich wird.
Obwohl schon der Wulst 64 und die Schulter in dem inneren
Absatz des Abschnitts 74 des Verbindungsrohres einer
Verschiebung dieses Rohres entgegenstehen, ist es von
Vorteil, eine spezielle Feder zur Verhinderung jeglicher
Verschiebung und für weitere Zwecke vorzusehen. In Fig. 1
ist eine Schraubenfeder gezeigt, die an ihrem oberen Ende
86 und an ihrem unteren Ende 88 sehr eng gewunden ist und
festsitzend um die Abschnitte 72 und 74 des Verbindungs
rohres anliegt. Zwischen diesen Abschnitten, in dem zen
tralem Abschnitt 90, sind die Federwindungen weiter von
einander beabstandet. Am oberen Ende ist zur Befestigung
der Feder um das Leitungsende 34 eine ringförmige Klammer 92
vorgesehen.
Der Einlaß- oder Verbindungsanschluß 56 ist durch
eine Rundklammer 100 fest mit dem Pumpeneinlaß verbunden.
Der untere Teil des Einlaßanschlusses verengt sich zu
einem Rohr 102, in welchem ein Entenschnabel-Ventil 61
ausgebildet ist. Der untere Rand des Einlaßanschlusses
ist zu einem wulstartigen Abschnitt 104 ausgebildet,
welcher gleitbar und dichtend von dem nach oben stehenden
Vorsprung 55 aufgenommen wird, um so eine vertikale Justie
rung zur Anpassung an verschiedene vertikale Abmessungen
zu ermöglichen. Das Ventil 62 öffnet sich leicht zum
Einfluß von Kraftstoff in die Pumpe, schließt jedoch,
wenn die Pumpe abgeschaltet wird, um den Druck in der
Pumpe zu erhalten und dadurch die Ansaugzeit beim erneuten
Starten der Pumpe zu verkürzen. Als Pumpe kann eine elek
trisch betriebene Rotationspumpe verwendet werden, wie sie
in den US-Patenten 45 96 519 und 46 97 995 beschrieben
wird.
Bei der vorliegenden Erfindung ist das Gehäuse der Pumpe 60
von einem Mantel 110 umgeben, dessen oberes Ende 112 innen
mehrere Bogen 114 aufweist (Fig. 3), welche eng um das
Auslaßende 116 der Pumpe anliegen und durch eine geeignet
geformte Klammer 118 gesichert werden. Der Mantel 110 ist
im allgemeinen zylindrisch und erstreckt sich nach unten
in einem offenen Ende 120, so daß ein Schürzenabschnitt 122
sich über den Pumpeneinlaß hinaus bis fast zum Boden des
Tanks erstreckt. Die Innenfläche des Mantels 100 weist,
wie in Fig. 1, 2 und 3 gezeigt, eine Vielzahl sich am
Umfang in Längsrichtung erstreckender, beabstandeter
Rippen 130 auf, welche ein gewelltes Profil aufweisen,
so daß, wie besonders in Fig. 1 gezeigt, eine Berührung
mit dem Metallgehäuse nur in den Scheitelpunkten 132
stattfindet. Der Mantel besteht aus relativ weichem Mate
rial, wie Fluorkohlenstoffen oder Fluorsilikonen, die
in Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen stabil sind.
Die Dicke des Mantels liegt zwischen 0,32 cm an den
Kontakt-Scheitelpunkten und 0,66 cm in den Einbuchtungen
zwischen den Längsrippen. Diese Stärken können sich
jedoch in Abhängigkeit von dem verwendeten Material
ändern.
Die in diesen Vorrichtungen verwendeten Pumpen weisen
häufig Ablaßöffnungen auf, die den Austritt von Dämpfen
und Leichtöl des Kraftstoffes erlauben und somit
Kavitation im Kraftstoffdurchfluß verhindern. In dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 1 können diese gasförmigen
Dämpfe in das Innere des Mantels 110 entweichen und
steigen in dem Mantel um das Pumpengehäuse 60 nach oben.
Dadurch wird der Flüssigkeitspegel in dem Behälter im
Bereich des Mantels nach unten gedrückt und Kontakt mit
dem Pumpengehäuse vermieden. Dieses wiederum ist ein
Faktor in der Reduzierung der Geräuschübertragung, zusätz
lich zu dem isolierenden Effekt durch die vielen Kontakt
punkte und die dazwischen entstehenden Abstände.
In den Fig. 4 und 5 ist ein abgewandelter Mantel gezeigt,
welcher die Eigenschaften des vorstehend beschriebenen
Mantels 110 und des Einlaßanschlusses 56 in Fig. 1 in
sich vereint. Der Mantel 150 in Fig. 4 hat am oberen Ende
eine runde Öffnung welche fest an dem Pumpengehäuse an
geklemmt wird und das Innere des Mantels weist sich in
Längsrichtung erstreckende Rippen 152 mit dreieckigen
Scheitelpunkten zum Kontakt mit dem Pumpengehäuse auf.
Diese Rippen können auch, wie in Fig. 1 gezeigt, gewellt
ausgebildet sein.
Das untere Ende des Mantels 150 ist bei 154 stufenförmig
verengt und liegt so dicht um das Einlaßende der Pumpe
und endet in einem angeformten Einschubabschnitt 154 mit
wulstartigem Ende 158 zur gleitbaren Aufnahme in einem
Einlaßrohr 55, wie in Fig. 1 gezeigt.
Das Verbindungsrohr 70 in Fig. 1 stellt ein Aufhängungs
element für den Pumpenauslaß 62 dar. Die Schulter des Aus
laßstutzens 62 greift in die Schulter des unteren Endes 74
des Verbindungsrohres 70 ein. Die Schraubenfeder ist bei 88
eng gewunden, um den Anschluß bei 74 zu verstärken und
den Eingriff der beiden Schultern zu sichern. Trotzdem
kann diese Schraubenfeder nach oben gedrückt werden, um
die Halterung bei 74 zu lockern und ein Entfernen der
Pumpe zu ermöglichen. Dies kann als schnelle Montage-Demon
tage-Funktion bezeichnet werden.
Das Verbindungs- und Aufhängungselement 70 dient aber auch
in weiten Druckbereichen als Dämpfer. Der dünnere Mittel
abschnitt 76 absorbiert Vibrationen bei niederem Druck.
Bei steigendem Druck verdicken sich die Wände oberhalb
und unterhalb des dünnen Abschnittes und bieten so einen
größeren Widerstand gegen die Vibrationen. Die Schrauben
feder 90 mit ihrem gedehnten Mittelabschnitt verhindert
eine zu starke Ausdehnung. Das Rückschlagventil 80, 82
hält den Kraftstoff unter Druck in der Kraftstoffleitung
und erhält so den Leitungsdruck für einen sofortigen Neu
start ohne Ansaugverzögerung. Auch das Ventil 61 erfüllt
diese Funktion. Die Ränder der Ventillippen 80, 82 sind
in die Wände des Verbindungselements integriert, so daß
sie bei Ausdehnung der Wände enger zusammengezogen werden
und ein sicheres Schließen garantiert wird. Auch durch
eine Ausdehnung des Materials in dem Verbindungsrohr 70
wird der gleiche Effekt erreicht. Dieses Verbindungs
element hat sich bei Pumpenauslaßdrucken von 0,844 kp/cm2
bis zu 5,273 kp/cm2 als wirkungsvoll erwiesen und die
Vibrationen um 50% reduziert.
Die Abstandsisolation des Mantels aufgrund der sich in
Längsrichtung erstreckenden beabstandeten Rippen resultiert
in einer Geräuschreduzierung um 30%. Diese Abstands
isolation wird durch die Dampfhülle und das damit verbundene
Fernhalten von Flüssigkeit aus dem Mantel gesichert.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 ist für
jegliche Pumpenanordnungen geeignet und bietet dieselbe
Abstandsisolation und minimalen Gehäusekontakt wie vor
stehend beschrieben. Ein Ventil 61, wie in Fig. 1 gezeigt,
könnte ebenso in dem verengten Einschubabschnitt 156
vorgesehen werden.
Claims (3)
1. Kraftstoffpumpe für ein Tankeinbau-Kraftstoffsystem
in einem Fahrzeug, bestehend aus einer im Tank einge
bauten elektrischen Pumpe mit einem Einlaßende, einem
Auslaßende und einem im allgemeinen zylindrischen
Außengehäuse,
gekennzeichnet durch einen mit dem einen Ende des
Gehäuses verbundenen Mantel (110) aus relativ weichem,
biegsamem Material, welcher eine Anzahl beabstandeter,
sich am Umfang in Längsrichtung erstreckender Rippen
(130) aufweist, deren innere Scheitel an dem Gehäuse
anliegen und so Luftlücken zwischen dem Mantel und
dem Gehäuse erzeugen, wobei diese sich in Längsrich
tung erstreckenden Rippen (130) gewellt ausgebildet
sind, um die Berührung mit dem Gehäuse sowohl in
Längs- als auch in Umfangsrichtung zu unterbrechen.
2. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Mantels
(110) am Einlaßende der Pumpe einen abgestuft verklei
nerten Durchmesser aufweist und so einen Einschubab
schnitt zur Aufnahme in einem Pumpeneinlaßwulst bildet.
3. Kraftstoffpumpe für ein Tankeinbau-Kraftstoffsystem
in einem Fahrzeug, bestehend aus einer im Tank einge
bauten elektrischen Pumpe mit einem Einlaßende, einem
Auslaßende und einem im allgemeinen zylindrischen
Außengehäuse,
gekennzeichnet durch einen mit dem einen Ende des
Gehäuses verbundenen Mantel (110; 150) aus relativ
weichem, biegsamem Material, welcher eine Anzahl beab
standeter, sich am Umfang in Längsrichtung erstreckender
Rippen (130; 152) aufweist, deren innere Scheitel an
dem Gehäuse anliegen und so Luftlücken zwischen dem
Mantel und dem Gehäuse erzeugen, durch eine abnehmbare
Tankabdeckung (26) am oberen Ende des Kraftstofftanks,
ein Verbindungsrohr (70), welches an der Abdeckung an
geformt ist und einen Kraftstoffauslaß bildet, einen
flexiblen Auslaßanschluß (62), dessen eines Ende mit
dem Verbindungsrohr mechanisch verbunden ist, ein
Auslaßrohr (32), welches mit dem anderen Ende des Aus
laßanschlusses verbunden ist als Aufhängung der Pumpe
und des Mantels in dem Kraftstofftank und durch eine
Basisplatte (46) in dem Tank (20), mit einem Einlaß
rohr (55) und einem flexiblen Einlaßanschluß (56) an
der Pumpe, der einen Abschnitt (102) zur gleitbaren
und dichtenden Aufnahme in dem Einlaßanschluß aufweist.
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