DE4113373A1 - Elektrisch angetriebene kraftstoffpumpe - Google Patents
Elektrisch angetriebene kraftstoffpumpeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Verdrängerpumpen und insbesondere
eine elektrisch angetriebene Gerotorpumpe, die in Kraftfahr
zeug-Kraftstoffsystemen und dergleichen Anwendung findet.
Die US-PS 46 97 995 beschreibt eine von einem elektrischen
Motor angetriebene Gerotorpumpe, die zwei koaxial beabstan
dete Deckel und ein Gehäusemittelteil aufweist, das die
Deckel verbindet, um ein geschlossenes Pumpengehäuse zu
bilden. Einer der Deckel enthält einen Einlaß zum Zuführen
von Kraftstoff aus einem umgebenden Tank, und der gegenüber
liegende Deckel enthält einen Auslaß zur Abgabe von unter
Druck stehendem Kraftstoff an eine Brennkraftmaschine. Der
elektrische Motor, der innerhalb des Gehäuses angeordnet
ist, besitzt einen Anker, der zwischen den Deckeln drehbar
gelagert ist, und einen Stator, der den Anker umgibt. Die
Stromzuführung zum Anker erfolgt über Kommutator-Bürsten in
dem Auslaßdeckel. Ein innen verzahntes und ein außen ver
zahntes Zahnrad, die miteinander kämmen, sind innerhalb des
Gehäuses neben dem Einlaßdeckel angeordnet und wirken mit
Einlaß- und Auslaßöffnungen in den Einlaßdeckel zusammen, um
Kraftstoff vom Einlaß durch das Gehäuse zum Auslaß zu pum
pen, derart, daß im Kraftstoff innerhalb des Gehäuses im
wesentlichen der Auslaßdruck herrscht.
Wenngleich sich derartige Gerotorpumpen in der Praxis als
sehr erfolgreich erwiesen haben, sind sie jedoch in gewisser
Weise noch verbesserungsbedürftig. Ein Problem besteht in
der Schwierigkeit, den Einlaßdeckel und die Gerotorteile
beim Zusammenbau der Pumpe auszurichten. Das äußere Zahnrad
wird von einem Nockenring mit einer ringförmigen Lagerfläche
umgeben, die mit dem äußeren Zahnrad in Gleitberührung
steht. Der Nockenring wird durch Schrauben an der gegenüber
liegenden Fläche des Einlaßdeckels befestigt. Geschlitzte
Löcher im Nockenring erlauben eine Verstellung während des
Zusammenbaus. Selbst bei Verwendung von Montagewerkzeugen
bleibt es jedoch schwierig, den Nockenring am Einlaßdeckel
so zu befestigen, daß die Lagerfläche des Nockenrings ko
axial zu dem äußeren Zahnrad ist. Außerdem erhöht die Not
wendigkeit, Auslaßöffnugnen und dergleich im Nockenring
vorzusehen, die Herstellungskosten und den Herstellungs
aufwand.
Ein weiteres Problem bei den herkömmlichen Kraftstoffpumpen
besteht darin, daß bei Betrieb der Pumpe Druckimpulse
erzeugt werden. Diese Druckimpule erzeugen nicht nur ein
hörbares Geräusch, das für die Fahrzeuginsassen lästig ist,
sondern machen auch eine selbsttätige Kraftstoffregelung
sehr viel schwieriger. Es hat bereits zahlreiche Versuche
gegeben, die Druckimpulse im Pumpenauslaß zu reduzieren,
beispielsweise durch eine spezielle Auslegung des Pumpen
auslaß-Rückschlagventiles.
Durch die Erfindung soll eine Gerotorpumpe geschaffen
werden, die sich insbesondere zur Anwendung bei Kraftfahr
zeug-Kraftstoffsystemen eignet und deren Herstellung und
Zusammenbau einfacher sind als im Stand der Technik. Ferner
sollen die Druckimpulse im Pumpenauslaß gegenüber dem Stand
der Technik verringert werden, ohne daß dies die Pumpen
leistung beeinträchtigt.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Ansprüchen gekennzeichnet.
Ein erster wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung
basiert auf der Erkenntnis, daß es nicht erforderlich ist,
das äußere Zahnrad der Gerotorpumpe insgesamt mit einer
Lagerfläche zu umgeben. Bei Gerotorpumpen der hier interes
sierenden Gattung mit miteinander kämmenden Zähnen, die in
Umfangsrichtung verlaufende expandierende und kontraktieren
de Pumpenkammern bilden, wobei Einlaß- und Auslaßöffnungen
axial zwischen den Zahnrädern in die expandierenden bzw.
kontraktierenden Kammern münden, drückt der Strömungsmittel
druck in den kontraktierenden Pumpenkammern neben der Aus
laßöffnung das äußere Zahnrad radial nach außen in Richtung
auf den Bereich der Auslaßöffnung. Somit braucht eine
Lagerung für das äußere Zahnrad lediglich benachbart zur
Auslaßöffnung vorgesehen zu werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
besteht solch eine Lagerung aus einem am Deckel vorgesehenen
Ring, der einen radialen Spalt umgibt und durch diesen
radialen Spalt vom äußeren Zahnrad getrennt ist, wobei ein
Lagersteg vorgesehen ist, der sich von dem Ring radial nach
innen zu einer gekrümmten Lagerfläche endlicher Umfangser
streckung erstreckt, an der das äußere Zahnrad gleitend
anliegt.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht
die Lagerung aus einem Nockenring, der das äußere Zahnrad
vollständig umgibt und am Einlaßdeckel neben der Auslaßöff
nung schwenkbar angebracht ist, während er im übrigen bezüg
lich des Deckels frei schwimmend ist. Bei einem dritten
Ausführungsbeispiel ist ein Rollenlager an dem Deckel
angebracht und steht mit dem Außenumfang des äußeren Zahnra
des angrenzend an der Auslaßöffnung in Drehberührung.
Zusätzlich zu einer Verringerung der Kosten und des Herstel
lungsaufwandes haben alle diese Ausführungsbeispiele den
Vorteil, daß eine Dampfleckage zwischen den Pumpenkammern
bei hohen Temperaturen verringert und dadurch die Betriebs
eigenschaften der Pumpe verbessert werden. Das heißt, daß
der Hochdruck in den kontraktierenden Pumpenkammern in der
Nähe des Auslasses die Zwischenräume zwischen den Zähnen auf
der Niederdruckseite der Pumpe schließt. Somit bleiben die
Zähne des inneren und äußeren Zahnrades um die Zahnräder
herum in Berührung, im Gegensatz zu herkömmlichen Pumpen,
bei denen die Zähne im Übergangsbereich zwischen der Hoch
druck- und Niederdruckseite der Pumpe Kontakt verlieren. Auf
diese Weise wird eine Dampfleckage zwischen den Pumpenkam
mern reduziert. Außerdem wurde festgestellt, daß durch die
"freie Schwimmbewegung" des äußeren Zahnrades bezüglich des
inneren Zahnrades Herstellungstoleranzen der Zahnradkompo
nenten nicht so genau eingehalten werden müssen und daß die
Amplitude der Druckimpulse im Vergleich zu den oben disku
tierten vorbekannten Pumpen um ungefähr 50% verringert
wird.
Es wird angenommen, daß die Verringerung der Druckimpulse
zumindest teilweise daher rühren, daß das schwimmend gela
gerte Zahnrad radialen Schlägen des inneren und äußeren
Zahnrades leichter folgt und sie besser verkraftet, als dies
der Fall ist, wenn das äußere Zahnrad wie im Stand der
Technik radial vollständig eingeschlossen ist.
Eine von einem elektrischen Motor angetriebene Kraftstoff
pumpe gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung umfaßt einen Einlaßdeckel, einen Auslaßdeckel und
ein Gehäusemittelteil, das die Deckel koaxial verbindet, um
ein geschlossenes Gehäuse zu bilden. Der elektrische Motor
ist innerhalb des Gehäuses angeordnet und besitzt einen
Anker, der zwischen den Deckeln drehbar gelagert ist, einen
Stator, der den Anker umgibt, sowie eine elektrische Strom
zuführung für den Motor. Der Anker ist mit einer Gerotorpum
pe verbunden, die Kraftstoff vom Einlaß durch das Gehäuse
zum Auslaß pumpt. Die Gerotorpumpe umfaßt eine ringförmige
Wand am Einlaßdeckel, die eine dem Anker axial gegenüberlie
gende offene Tasche bildet. Ein inneres und ein äußeres
Zahnrad sind innerhalb der Tasche angeordnet und mit radial
gegenüberliegenden kämmenden Zähnen versehen, die in Um
fangsrichtung verlaufende expandierende und kontraktierende
Pumpenkammern bilden. Das innere Zahnrad ist mit dem Anker
gekuppelt. Einlaß- und Auslaßöffnungen im Einlaßdeckel
münden axial zwischen den Zahnrädern in den expandierenden
bzw. kontraktierenden Pumpenkammern. Ein Lagersteg ist an
der Wand des Einlaßdeckels angrenzend an der Einlaßöffnung
vorgesehen und erstreckt sich radial nach innen durch einen
Spalt, der die Wand des Einlaßdeckels von dem äußeren Zahn
rad trennt, bis zu einer gekrümmten Lagerfläche, die mit dem
Zahnrad in Gleitberührung steht.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
sind der Einlaßdeckel, die an dem Deckel vorgesehene Wand,
die das äußere Zahnrad umgibt, sowie der Lagersteg, der sich
zur Lagerung des äußeren Zahnrades von der Wand radial nach
innen erstreckt, einteilig ausgebildet, d. h. in einem
gemeinsamen Bauteil verwirklicht. Die Auslaßöffnung der
Gerotorpumpe besteht aus einer im Einlaßdeckel gebildeten
gekrümmten Tasche, die den Zahnrädern axial gegenüberliegt
und sich von den kontraktierenden Pumpenkammern zwischen den
Zahnrädern radial nach außen zu dem Spalt zwischen der Wand
und dem äußeren Zahnrad erstreckt. Der Spalt erfüllt somit
zwei Funktionen: Zum einen trennt er das äußere Zahnrad von
dem Deckel, um dem äußeren Zahnrad eine relativ große Bewe
gungsfreiheit zu verleihen. Zum anderen dient er als Strö
mungskanal zwischen der Pumpe und dem Innenraum des Gehäu
ses. Solch ein relativ großer gekrümmter Strömungskanal
zwischen den Pumpenkammern und dem Gehäuseinnenraum dürfte
mithelfen, die Druckimpulse zu reduzieren, im Vergleich zu
vorbekannten Pumpen, bei denen ein vergleichsweise gedros
selter Kanal zwischen der Auslaßöffnung der Pumpe und dem
Innenraum des Gehäuses vorgesehen ist.
Gemäß einem zweiten wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfin
dung ist in einer von einem elektrischen Motor getriebenen
Gerotorpume der beschriebenen Art der Pumpmechanismus zwi
schen dem Einlaßdeckel und einer Öffnungsplatte gehalten,
die im Preßsitz auf vom Deckel axial abstehenden Zapfen
angeordnet ist. Die Öffnungsplatte enthält eine zweite Aus
laßöffnung, die zu der taschenförmigen Auslaßöffnung im
Deckel ausgerichtet ist, um die an den Zahnrädern anliegende
axiale Druckdifferenz und somit die Reibung zwischen den
Zahnrädern und der Öffnungsplatte zu verringern.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine von einem
elektrischen Motor getriebene Kraftstoffpumpe;
Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II
in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Endansicht des Einlaßdeckels der Pumpe
gemäß Fig. 1;
Fig. 4, 5 sind der Fig. 2 entsprechende Querschnitte
abgewandelter Ausführungsbeispiele der Pumpe;
Fig. 6 eine fragmentarische Schnittansicht entlang der
Linie IV-IV in Fig. 5.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine von einem elektrischen Motor
angetriebene Kraftstoffpumpe 10 mit einem Einlaßdeckel 12
und einem Auslaßdeckel 14, die mittels eines Gehäusemittel
teiles 16 koaxial zueinander beabstandet sind, um ein Gehäu
se 18 zu bilden. Ein Permanentmagnet-Stator 20 ist innerhalb
des Gehäusemittelteiles 16 angeordnet und umgibt einen Anker
22, dessen elektrische Windungen mit einem plattenförmigen
Kommutator 24 verbunden sind. Der Anker 22 ist zwischen den
Deckeln 12, 14 mittels einer Welle 26 drehbar gelagert.
Genauer gesagt, wird die Welle 26 von einem hohlen Einsatz
28 in der Mitte des Deckels 12 drehbar aufgenommen. Eine
Lagerhülse 30 ist mit Preßsitz oder in anderer Weise an dem
gegenüberliegenden Ende der Welle 26 befestigt und ist
sowohl drehbar wie auch axial gleitbar in einer Tasche 32 in
der Mitte des Auslaßdeckels 14 untergebracht. Eine begrenzte
Axialbewegung des Ankers 22 hilft beim Ausgleich der Axial
kräfte mit, die durch die Druckschwankungen an der Einlaß
öffnung 56 erzeugt werden. Zwei Bürsten 34, 36 werden von
dem Auslaßdeckel 14 getragen, stehen mit dem Kommutator 24
in Gleitberührung und sind an dem Auslaßdeckel 14 mit zwei
Anschlüssen 38, 40 verbunden, die zur Stromzufuhr zum
Kommutator 24 und Anker 12 dienen.
Der Einlaßdeckel 12 hat die Form einer Schüssel mit einer
radialen Stirnwand 42, in der der Ansatz 28 gebildet ist,
und einer als Ring ausgebildeten axialen Wand 44, an der das
Gehäusemittelteil 16 außen befestigt ist. Die Wände 42, 44
bilden somit eine Tasche 45, die zu dem Anker 22 ausgerich
tet ist und ihm gegenüberliegt. Ein inneres Zahnrad 46 und
ein äußeres Zahnrad 48 sind innerhalb der Tasche 45 angeord
net. Das innere Zahnrad 46 ist durch einen Preßsitz oder auf
andere Weise mit der Welle 26 drehfest verbunden und wird
durch eine Distanzhülse 50 und eine Drehdichtung 52 auf
Abstand zum Anker 22 gehalten. Die Dichtung 52 ist zur
Reibungsverringerung gemeinsam mit dem äußeren Zahnrad 48
frei drehbar. Wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist, haben
das innere und äußere Zahnrad 46 bzw. 48 die üblichen radial
gegenüberliegenden miteinander kämmenden Zähne, die zwischen
sich in Umfangsrichtung verlaufende expandierende und kon
traktierende Pumpenkammern (bezüglich der Richtung 54 des
Ankers und der Zahnraddrehung) bilden. Die bogenförmig
ausgebildete Einlaßöffnung 56 erstreckt sich axial durch die
Wand 42, um Strömungsmittel unter Einlaßdruck zu den expan
dierenden Pumpenkammern zwischen den Zahnrädern einzulassen.
Eine Auslaßöffnung 58 in Form einer keilförmigen Tasche
befindet sich in der Wand 42 gegenüber den Zahnrädern 46,
48. Die Auslaßöffnung 58 erstreckt sich radial nach außen
vom Radius der kontraktierenden Pumpenkammern zum Außenum
fang des Zahnrades 48. Das Zahnrad 48 hat einen Abstand und
ist getrennt von der Wand 44 durch einen radialen Spalt 60,
der im wesentlichen das gesamte äußere Zahnrad 48 umgibt.
Die Auslaßöffnung 58 mündet radial nach außen in den Spalt
60. Das unter Auslaßdruck stehende Strömungsmittel wird
somit von der Auslaßöffnung 58 durch den Spalt 60 zu dem
Innenraum des Gehäuses 18 gefördert.
Ein Lagersteg 64 ist einteilig mit der Wand 44 ausgebildet
und erstreckt sich von dieser radial nach innen zu einer
gekrümten Lagerfläche 66, die mit der gegenüberliegenden
Umfangsfläche des äußeren Zahnrades 48 in Gleitberührung
steht. Wie am besten in den Fig 2 und 3 zu sehen ist, hat
die Lagerfläche 66 eine begrenzte Umfangserstreckung und den
gleichen Krümmungsradius wie der Außenumfang des Zahnrades
48. Der Lagersteg 64 liegt über einem Teil der Auslaßöffnung
58 radial außerhalb der Pumpenkammern zwischen den Zahnrä
dern 46, 48, wo der Pumpendruck am höchsten ist. Wie insbe
sondere in Fig. 2 zu sehen ist, ist der (bezüglich der
Drehrichtung 54 vordere Rand des Lagersteges 64 zu dem
vorderen Rand des bogenförmigen äußeren Abschnitts der
Auslaßöffnung 58 axial ausgerichtet. Der Strömugnsmittel
druck hält somit das äußere Zahnrad 48 an der Lagerfläche 66
des Lagersteges 64, während der übrige Umfang des äußeren
Zahnrades 48 durch den Spalt 62 zu der umgebenden Wand 44
beabstandet ist. Die auf diese Weise geschaffene relative
Bewegungsfreiheit des äußeren Zahnrades bezüglich des
umgebenden Gehäuses gleicht nicht nur unterschiedliche
Herstellungstoleranzen der Bauteile aus, sondern hilft auch
mit, die Leckage zwichen den Pumpenkammern auf der Nieder
druck-Einlaßseite zu verringern. Außerdem werden sowohl die
Anzahl der Bauteile wie auch die Komplexität des konstrukti
ven Aufbaus beträchtlich verringert. Der Deckel 12 ein
schließlich der Wände 42, 44 und die Hülse 76 bestehen aus
einem einzigen Bauteil, das aus Kunststoff gegossen wird.
Die Winkelerstreckung des Lagersteges 64 und der Lagerfläche
66 ist nicht unbedingt kritisch, wenngleich diese Abmessung
möglichst klein sein sollte, um einerseits die Reibung
zwischen dem äußeren Zahnrad und der Lagerfläche zu verrin
gern und andererseits die "Schwimmbewegung" des äußeren
Zahnrades innerhalb der Deckel-Tasche zu erleichtern. In der
gleichen Weise ist die Winkelposition des Lagersteges nicht
kritisch, solange sich der Lagersteg radial außen im Bereich
der Pumpenkammern befindet, wo der Druck am höchsten ist.
Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, befindet sich der Mittelpunkt
des Krümmungsradius 110 des inneren Randes der Einlaßöffnung
56 auf der Achse 112 der Welle 26 und des inneren Zahnrades
46, während sich der Mittelpunkt des Radius 114 des äußeren
Randes der Einlaßöffnung 56 und des Radius 116 der Lager
fläche 66 auf der Drehachse 118 des äußeren Zahnrades 48
befindet. Wenngleich eine gekrümmte Lagerfläche 66 bevorzugt
wird, sei jedoch erwähnt, daß eine Krümmung der Lagerfläche
nicht unbedingt notwendig ist. Beispielsweise wurde festge
stellt, daß die Lagerfläche 66 eine ebene Geometrie tangen
tial zur Achse 118 haben kann, bei einer kleinsten Abmessung
116 zwischen der Achse 118 und der ebenen Lagerfläche. Bei
Betrieb der Pumpe entsteht dann durch Abnutzung eine kleine
gekrümmte Vertiefung in der anfangs ebenen Lagerfläche in
der Größenordnung von 0,025-0,075 mm (0,002-0,003′′).
Wenngleich diese Abnutzung der Lagerfläche ein gewisses
Spiel in der Anordnung hervorruft, ist dies immer noch
besser als das bei den herkömmlichen Pumpen anzutreffende
übliche Spiel von ± 0,125 mm (± 0,005′′). Dieses Phänomen
macht deutlich, daß der Lagersteg 64 und die Lagerfläche 66
in der Tat eine sehr kleine Winkelerstreckung haben können.
Ein Druckimpulsdämpfer 70 befindet sich innerhalb des
Gehäusemittelteils 16 zwischen dem Stator 20 und dem Deckel
44. Ein Filtersieb 74 ist mit Preßsitz in der axial nach
außen vorstehenden Hülse 76 angeordnet, die mit dem Deckel
12 einstückig ausgebildet ist. Mehrere in Umfangsrichtung
verteilte Rippen 78 erstrecken sich von der Hülse 76 zu dem
Ansatz 78, um den Einlaßdeckel 12 zu versteifen.
Fig. 4 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer
Pumpe 80, bei der das äußere Zahnrad 48 von einem Nockenring
82 umgeben wird. Der Nockenring 82 bildet eine radial ein
wärts gewandte Lagerfläche, die mit dem äußeren Zahnrad 48
in Gleitberührung steht. Der Nockenring 82 ist an dem
Einlaßdeckel 12 innerhalb der Tasche 45 durch einen Zapfen
84 befestigt, und zwar an einer Stelle neben der Auslaßöff
nung 58. Somit ist der Nockenring 82 frei schwenkbar um den
Zapfen 84 in einer radialen Ebene seitlich zur Drehachse der
Zahnräder.
Die Fig. 5 und 8 zeigen ein weiteres abgewandeltes Ausfüh
rungsbeispiel einer Pumpe 90, bei der das innere und äußere
Zahnrad 48 bzw. 48 zwischen zu dem Deckel 81 und einer
gegenüberliegenden Öffnungsplatte 92 gehalten sind. Ein
Rollenlager 84 ist mittels eines Zapfens 96 zwischen der
Öffnungsplatte 92 und der gegenüberliegenden Stirnseite des
Deckels 12 radial außerhalb der Hochdruck-Pumpenkammern
angeordnet, um das äußere Zahnrad 48 drehbar zu lagern. Ein
Führungszapfen 98 ist an dem Deckel 12 befestigt und lagert
das innere Zahnrad 46. Bei dieser Pumpenausführung sind der
Deckel und der Pumpenmechanismus als Baueinheit ausgebildet,
wobei der Anker des elektrischen Motors mit dem inneren
Zahnrad 46 durch Vorsprünge verbunden ist, die sich in
Kanäle 62 erstrecken, wie in der US-PS 46 97 995 genauer
dargestellt ist. Der Deckel 91 entspricht dem Deckel 12
(Fig. 1-3). Eine Öffnung 100 in der Öffnungsplatte 92
besitzt einen bogenförmigen äußeren Abschnitt, der sich
axial über die Hochdruck-Pumpenkammern zwischen den Zahn
rädern erstreckt, sowie einen kreisförmigen inneren
Abschnitt, der sich über die den Zapfen 98 umgebenden Kanäle
62 erstreckt. Es versteht sich, daß das Rollenlager 94 zu
dem in Umfangsrichtung vorderen Rand der Öffnung 100 radial
ausgerichtet ist. Die Zapfen 102 verhindern eine Bewegung
der Öffnungsplatte 92 bezüglich des Deckels 91.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 ist ein zweiter
wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung verwirklicht,
gemäß dem die Zahnräder 46, 48 zwischen dem Deckel 91 und
der Öffnungsplatte 92 drehbar gehalten sind. Die Öffnungs
platte 92 ist mit Preßsitz auf den Zapfen 96, 102 über dem
Deckel 91 angeordnet. Die axial gegenüberliegenden Auslaß
öffnungen 58, 100 im Deckel 100 bzw. in der Öffnungsplatte
92 haben den Vorteil, daß sie die an den Zahnrädern anlie
gende axiale Druckdifferenz und somit die Reibung und
Abnutzung zwischen dem äußeren Zahnrad 48 und der Öffnungs
platte 92 verringern. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5
und 6 hat ferner den Vorteil einer deutlich vereinfachten
Herstellung im Vergleich zum Stand der Technik. Die Öff
nungsplatte 92 ist von gleichförmiger Dicke und erfordert
keine aufwendigen Bearbeitungen, um enge Toleranzen mit den
Zahnrädern einzuhalten. Die Öffnungsplatte 92 kann mit
Preßsitz auf die Zapfen 98, 102 aufgesetzt werden, nachdem
eine Schicht aus Schmierfett auf der gegenüberliegenden
Fläche der Zahnräder 46, 48 aufgebracht wurde. Bei Betrieb
der Pumpe wäscht der geförderte Kraftstoff die dünne Fett
schicht weg, so daß ein kleines Spiel in der Größenordnung
von 0,0125 mm (0,0005′′) entsteht, das die Drehbewegung der
Zahnräder zuläßt, während die Leckage zwischen den Zahnrä
dern und der Öffnungsplatte minimal bleibt.
Claims (20)
1. Gerotorpumpe, gekennzeichnet durch ein inneres und
ein äußeres Zahnrad (46, 48) mit in Eingriff stehenden Zäh
nen, die in Umfangsrichtung verlaufende expandierende und
kontraktierende Pumpenkammern bilden, eine Einlaß- und eine
Auslaßöffnung (56, 58), die axial zwischen den Zahnrädern
(46, 48) in den expandierenden bzw. kontraktierenden Pumpen
kammern münden und diametral zueinander beabstandet sind,
einen Antrieb (22, 26), der mit dem inneren Zahnrad (46)
gekuppelt ist, um die Zahnräder (46, 48) für die Verdrängung
des Strömungsmittels anzutreiben, eine Führung für das
äußere Zahnrad einschließlich eines Gehäuses (18), das das
äußere Zahnrad umgibt, wobei für das äußere Zahnrad (48)
Lagermittel (64, 66; 82; 94) vorgesehen sind, die mit dem
Gehäuse (12) angrenzend an der Auslaßöffnung (58) gekoppelt
sind, während das äußere Zahnrad (48) im übrigen innerhalb
des Gehäuses (12) frei schwimmend ist, so daß der Strömungs
mitteldruck in den kontraktierenden Pumpenkammern das äußere
Zahnrad radial gegen die Lagermittel (64, 66; 82; 94) an
drückt und den Leckspalt zwischen den expandierenden Pumpen
kammern reduziert.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (12) einen Ring (44) umfaßt , der das äußere
Zahnrad (8) radial umgibt, wobei ein radialer Spalt (62) das
äußere Zahnrad von dem Ring (44) trennt, und daß die Lager
mittel (64, 66) ein Lagerteil (64) umfassen, das an dem Ring
(44) vorgesehen ist und sich radial durch den Spalt (62) in
Anlage mit dem äußeren Zahnrad (48) erstreckt.
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Lagerteil aus einem Lagersteg (84) mit einer radial ein
wärts gewandten gekrümmten Lagerfläche (66) besteht, die an
dem äußeren Zahnrad (48) gleitend anliegt.
4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lagerfläche (66) einen Krümmungsradius (116) hat, der
gleich und konzentrisch zu dem Krümmungsradius des äußeren
Zahnrades (48) ist.
5. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (12) eine Wandfläche aufweist, die den Zahnrä
dern (44, 46) axial gegenüberliegt und in der mindestens die
Einlaßöffnung (56) vorgesehen ist, und daß die Lagermittel
(64, 66; 82; 94) an der Wandfläche vorgesehen sind und sich
von dieser axial weg in radialer Anlage mit dem äußeren
Zahnrad angrenzend an der Auslaßöffnung erstrecken.
6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lagermittel aus einem Nockenring (82) bestehen, der das
äußere Zahnrad radial umgibt und mit ihm in Gleitberührung
steht, und daß der Nockenring (82) an der Wandfläche so
angebracht ist, daß er seitlich zur Drehung der Zahnräder
schwenkbar ist.
7. Pumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Lagermittel ein Rollenlager (94) umfassen.
8. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18) einen Einlaß
deckel (12), einen Auslaßdeckel (14) und ein Gehäusemittel
teil (16) umfaßt, das die Deckel verbindet, um einen mit der
Auslaßöffnung (58) verbundenen geschlossenen Druckraum zu
bilden, und daß die Pumpe ferner einen elastischen Druckim
pulsdämpfer aufweist, der innerhalb des Druckraums angeord
net ist, um Druckimpulse des vom Druckraum zur Auslaßöffnung
geförderten Strömungsmittels elastisch zu absorbieren.
9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Antrieb aus einem elektrischen Motor (20, 22, 24) mit
einem von dem Gehäusemittelteil (16) getragenen Stator (20)
und einem zwischen den Deckeln (12, 14) drehbar gelagerten
Anker (22) besteht und daß der Druckimpulsdämpfer die Form
eines Torus hat, der koaxial zum Rotor des Motors und an
grenzend am Anker (22) angeordnet ist.
10. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druckimpulsdämpfer aus einer geschlossenen torusförmigen
Kammer besteht, die eine elastomere Außenwand besitzt und
Druckluft enthält.
11. Elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe, gekenn
zeichnet durch einen Einlaßdeckel (12) mit einem Kraftstoff-
Einlaß, einen Auslaßdeckel (14) mit einem Kraftstoff-Auslaß
und ein Gehäusemittelteil (16), das die Deckel verbindet, um
ein Gehäuse (18) zu bilden, einen elektrischen Motor (20,
22, 24) mit einem Anker (22), der zwischen den Deckeln
innerhalb des Gehäuses drehbar gelagert ist, einem Stator
(20), der den Anker umgibt, sowie einem Anschluß zur
Stromversorgung des Motors, und eine Pumpvorrichtung, die
mit dem Anker gekuppelt ist, um Kraftstoff von der Einlaß
öffnung durch das Gehäuse zur Auslaßöffnung zu pumpen, so
daß im Kraftstoff innerhalb des Gehäuses im wesentlichen der
Auslaßdruck herrscht, wobei die Pumpvorrichtung aufweist:
eine ringförmige Wand (44) am Einlaßdeckel (12), der eine
dem Anker (22) axial gegenüberliegende Tasche (45) bildet,
ein inneres und ein äußeres Zahnrad (46, 48), die in der
Tasche (45) angeordnet sind, wobei das innere und äußere
Zahnrad mit radial gegenüberliegenden kämmenden Zähnen
versehen sind, die in Umfangsrichtung verlaufende expandie
rende und kontraktierende Pumpenkammern bilden, wobei die
Wand (44) zu dem äußeren Zahnrad (48) durch einen radialen
Spalt (62) beabstandet ist, an dem Einlaßdeckel (12)
gebildete Einlaß- und Auslaßöffnungen (56, 58), die axial
zwischen den Zahnrädern in den expandierenden bzw. kontrak
tierenden Pumpenkammern münden, eine Kopplung des Ankers
(22) mit dem inneren Zahnrad (46) für den Antrieb der Pumpe
und einen Lagersteg (64), der an der Wand (44) vorgesehen
ist und sich radial nach innen durch den Spalt (62) an einer
Stelle radial neben der Auslaßöffnung (58) am Einlaßdeckel
(12) erstreckt, wobei der Lagersteg (64) eine gekrümmte
Lagerfläche (86) hat, die mit dem äußeren Zahnrad in
Gleitberührung steht.
12. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Einlaßdeckel (12), die Wand (44) und der Lagersteg
(64) einteilig ausgebildet sind.
13. Pumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auslaßöffnung (58) aus einer im Einlaßdeckel (12)
gebildeten gekrümmten Tasche besteht, die den Zahnrädern
(46, 48) axial gegenüberliegt und sich von den kontraktie
renden Pumpenkammern radial zu dem Spalt (62) neben dem
Lagersteg (64) erstreckt.
14. Pumpe nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen
Impulsdämpfer aus einem elastischen torusförmigen Teil, das
innerhalb des Gehäuses angrenzend an dem Einlaßdeckel und
dem Spalt axial gegenüberliegend angeordnet ist.
15. Pumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der Impulsdämpfer von einer geschlossenen torusförmigen
Kammer gebildet wird, die eine elastomere Wand besitzt und
Druckluft enthält.
16. Elektrisch angetriebene Pumpe, gekennzeichnet
durch einen elektrischen Motor mit einem drehbar gelagerten
Anker (22), einem inneren und einem äußeren Zahnrad (46, 48)
mit radial gegenüberliegenden kämmenden Zähnen, die in
Umfangsrichtung verlaufende expandierende und kontraktieren
de Pumpenkammern bilden, einen Einlaßdeckel (91) mit einer
Einlaßöffnung (56) und einer ersten Auslaßöffnung (58), die
in den expandierenden bzw. kontraktierenden Pumpenkammern
axial münden, eine Verbindung zwischen dem Anker (22) und
dem inneren Zahnrad (46), eine Öffnungsplatte (92) mit einer
zweiten Auslaßöffnung (100) und einer Halterung (96), die
die Öffnungsplatte (92) an dem Einlaßdeckel (91) drehfest
bezüglich des Einlaßdeckels festlegt, so daß die Zahnräder
(46, 48) zwischen der Öffnungsplatte (92) und dem Einlaß
deckel (91) drehbar gehalten sind und die zweite Auslaßöff
nung (100) in der Öffnungsplatte (92) zu der ersten
Auslaßöffnung (58) in dem Einlaßdeckel (91) ausgerichtet
ist.
17. Pumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halterung mehrere Zapfen (96) umfaßt, die sich von
dem Einlaßdeckel (91) axial wegerstrecken und mit Preßsitz
in entsprechenden Löchern der Öffnungsplatte (92) angeordnet
sind.
18. Pumpe nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Einlaßdeckel einen Ring umfaßt, der das
äußere Zahnrad (48) radial umgibt, wobei ein radialer Spalt
das äußere Zahnrad von dem Ring trennt, und daß an dem Ring
Lagermittel (94) vorgesehen sind, die sich radial durch den
Spalt erstrecken, um an dem äußeren Zahnrad anzugreifen und
das äußere Zahnrad bezüglich des Einlaßdeckels lagern.
19. Pumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagermittel aus einem Lagersteg mit einer radial
einwärts gewandten gekrümmten Lagerfläche bestehen, die an
dem äußeren Zahnrad gleitend anliegt.
20. Pumpe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die gekrümmte Lagerfläche einen Krümmungsradius hat, der
gleich und konzentrisch zu dem Krümmungsradius des äußeren
Zahnrades ist.
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