DE3832281A1 - Kraftstoffpumpe mit einem laermschutzmittel - Google Patents

Kraftstoffpumpe mit einem laermschutzmittel

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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.
DE19883832281 1987-10-09 1988-09-22 Kraftstoffpumpe mit einem laermschutzmittel Granted DE3832281A1 (de)

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