DE4240593A1

DE4240593A1 - Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE4240593A1
Application number: DE4240593A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Frank; Uwe Dipl Ing Liskow; Jochen Dr Thoenissen; Oliver Wahl; Uwe Loistl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1994-06-09
Also published as: JPH06213093A; US5364246A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs nach der Gattung des Anspruchs 1.

Ein solches Förderaggregat ist durch die DE-A 40 20 520 be kannt. Dieses Aggregat weist ein umlaufend angetriebenes Förderelement in Form eines Flügelrads auf, das in einer Pumpenkammer angeordnet ist. Durch das Flügelrad wird Kraft stoff von einer in die Pumpenkammer mündenden Saugöffnung zu einer von der Pumpenkammer abführenden Drucköffnung gefördert. In einer die Pumpenkammer begrenzenden Kammerstirnwand ist im Bereich einer Dichtfläche ein nutartiger Entlastungskanal aus gebildet, der über wenigstens eine von diesem abführende Bohrung die Pumpenkammer mit einem Bereich des Systems ver bindet, in dem Niederdruck herrscht. Im Entlastungskanal sollen Gasblasen abgeleitet werden, die wegen zwischen dem Flügelrad und der Pumpenkammer vorhandener Spalte von der Drucköffnung zur Saugöffnung zurückströmen und den Betrieb des Förderaggre gats bei deren Ansaugen stören würden. Der Entlastungskanal ist nahe bei der Drucköffnung angeordnet, was den Nachteil hat, daß entgegen der Umlaufrichtung des Flügelrads vor dem Entlastungs kanal zur Saugöffnung zurückströmende Gasblasen dennoch zur Saugöffnung gelangen können und dort wieder angesaugt werden und den Betrieb stören.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Förderaggregat mit den Merkmalen des An spruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Anordnung des Entlastungskanals nahe der Saugöffnung die zurückströmenden Gasblasen wirkungsvoller abgeführt werden und somit nahezu keine Gasblasen mehr angesaugt werden.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Förderaggregats möglich. Bei der im Anspruch 3 angegebenen Anordnung der Bohrung können die Gas blasen strömungsmäßig günstig abgeführt werden. Bei der im Anspruch 8 angegebenen Weiterbildung werden trotz des Entlas tungskanals noch zur Saugöffnung gelangende Gasblasen durch das Wandungsteil von der Saugöffnung weggeleitet und somit die Menge der geförderten Gasblasen weiter verringert.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu tert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer An ordnung mit einem Kraftstoffvorratstank, einem Kraftstofförder aggregat und einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine zum Förderaggregat ge hörende Förderpumpe entlang Linie II-II in Fig. 3 in ver größerter Darstellung, Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Förderpumpe von Fig. 2 entlang Linie III-III, Fig. 4 die För derpumpe in einem Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 nach einer zweiten Ausführungsform und Fig. 5 die Förder pumpe in einer Abwicklung entlang der Linie V-V in Fig. 4.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt einen Kraftstoffvorratstank 10, in dem ein Kraft stofförderaggregat 12 angeordnet ist. An einem Druckstutzen 14 des Kraftstofförderaggregats 12 ist eine Druckleitung 16 ange schlossen, die zu einer Brennkraftmaschine 18 führt. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine 18 saugt das Kraftstofför deraggregat 12 über einen Saugstutzen 13 Kraftstoff aus dem Vorratstank 10 und fördert diesen zur Brennkraftmaschine 18.

Zu dem Förderaggregat 12 gehört eine in Fig. 2 dargestellte Förderpumpe 20, die beim Ausführungsbeispiel eine als Innen zahnradpumpe ausgebildete Verdrängerpumpe ist. Die nachstehend beschriebene Erfindung ist jedoch nicht auf den Einsatz bei einer Innenzahnradpumpe beschränkt, sondern kann auch bei Rol lenzellenpumpen und bei Strömungspumpen verwendet werden. Die Innenzahnradpumpe des Ausführungsbeispiels weist als Förderele ment einen innenverzahnten Zahnring 22 und ein außenverzahntes Zahnritzel 24 auf. Das Zahnritzel 24 hat weniger Zähne als der Zahnring 22. Das Zahnritzel 24 ist gegenüber dem Zahnring 22 exzentrisch angeordnet, so daß die Verzahnung des Zahnritzels 24 mit der Verzahnung des Zahnrings 22 in Eingriff gelangt. Der Zahnring 22 ist über dessen Außenumfang in einem Gehäuseteil 28 drehbar gelagert. Das Zahnritzel 24 wird durch einen nicht dargestellten Antrieb in einer Drehbewegung in Pfeilrichtung 26 in Fig. 2 angetrieben, wobei dabei der Zahnring 22 eine der Drehbewegung des Zahnritzels 24 gleichgerichtete Drehbewegung ausführt. Während des Betriebs der Verdrängerpumpe 20 ergeben sich vergrößernde und verkleinernde Pumpkammern 30 über die das zu fördernde Medium gepumpt wird. Der Zahnring 22 und das Zahn ritzel 24 sind in einer in Richtung der Drehachsen durch zwei Deckplatten 38 und 40 begrenzten Pumpenkammer angeordnet. Im Bereich der sich vergrößernden Pumpkammern 30 ist eine sichel förmige Einlaß- oder Saugöffnung 32 ausgebildet, über welche das zu fördernde Medium in die Pumpkammern 30 strömt. Im Bereich der sich verkleinernden Pumpkammern 30 befindet sich eine ebenfalls sichelförmige Auslaß- oder Drucköffnung 34, die gestrichelt angedeutet ist.

In Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch die Förderpumpe gemäß der Fig. 2 dargestellt. Das Zahnrad 24 ist auf einem Führungszap fen 36 drehbar gelagert, der einseitig fest in der Abdeck- oder Saugplatte 38 gehalten ist. Die Saugöffnung 32 ist in der Ab deckplatte 38 ausgebildet. Auf der von der Abdeckplatte 38 ab gewandten Seite des Zahnrings 22 ist die weitere Deck- oder Druckplatte 40 angeordnet, so daß die Pumpkammern 30 beidseitig in Richtung der Drehachsen des Zahnrings 22 und des Zahnritzels 24 verschlossen sind. Die Stirnflächen des Zahnrings 22 und des Zahnritzels 24 und die diesen zugewandten Stirnflächen der Ab deckplatte 38 und Druckplatte 40 wirken somit als Dichtflächen. In der Druckplatte 40 ist die Drucköffnung 34 ausgebildet. Das zu fördernde Medium strömt durch die Saugöffnung 32 in Pfeil richtung 33 in die Pumpe ein und verläßt diese in Pfeilrichtung 35 durch die Drucköffnung 34.

In Umlaufrichtung 26 des Zahnritzels 24 dicht nach dem Ende der Saugöffnung 32 ist in der zum Zahnritzel 24 und dem Zahnring 22 weisenden Stirnfläche der Abdeckplatte 38 ein in Fig. 2 darge stellter nutartiger Entlastungskanal 42 ausgebildet. Der Ent lastungskanal 42 erstreckt sich etwa radial zur Drehachse des Zahnritzels 24, verläuft etwa geradlinig und erstreckt sich zumindest über die radiale Breite der Saugöffnung 32. Der Ent lastungskanal 42 kann auch, wie strichpunktiert dargestellt, gekrümmt verlaufen. Beim Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Entlastungskanal 42 weiter zur Drehachse des Zahnritzels 24 hin über den Innenrand der Saugöffnung 32 und weiter radial nach außen über deren Außenrand hinaus. Vom äußeren Endbereich des Entlastungskanals 42 führt in der Abdeckplatte 38 eine Bohrung 44 ab, die in den Vorratstank 10 mündet und somit den Entlas tungskanal 42 mit einem Bereich verbindet, in dem Niederdruck herrscht. Alternativ oder zusätzlich kann auch in der dem Zahnritzel 24 zugewandten Stirnfläche der Druckplatte 40 ein Entlastungskanal 46 ausgebildet sein, der in Fig. 2 gestri chelt angedeutet ist, und der wie der vorstehend beschriebene Entlastungskanal 42 ausgebildet und angeordnet ist. Wenn beide Entlastungskanäle 42 und 46 vorgesehen sind, so sind diese über eine Bohrung 48 in dem den Zahnring 22 aufnehmenden Gehäuse teil 28 miteinander verbunden. Die Bohrungen 44 und 48 sind dabei vorzugsweise koaxial angeordnet.

Im Betrieb des erfindungsgemäßen Förderaggregats wird das Zahn ritzel 24 in Drehrichtung 26 angetrieben, wobei die Förderpumpe 20 über die Saugöffnung 32 Kraftstoff aus dem Vorratstank 10 ansaugt und durch die Drucköffnung 34 verdrängt. Zwischen den beiden Stirnflächen des Zahnrings 22 bzw. des Zahnritzels 24 und den Stirnwänden der Abdeckplatte 38 bzw. Druckplatte 40 sind geringfügige Spalte vorhanden, durch die in den Pumpkammern 30 vorhandene Gasblasen und Leckkraftstoff in Richtung der Pfeile 50 in Fig. 2 in den Entlastungskanal 42 oder 46 ge drückt werden. Aus dem Entlastungskanal 42 bzw. 46 strömen die Gasblasen durch die Bohrung 44 bzw. 48 in den Vorratstank 10, so daß diese nicht wieder direkt von der Förderpumpe 20 ange saugt werden können. Durch die radiale Erstreckung des Ent lastungskanals 42 bzw. 46 werden die zwischen dem äußeren radialen Rand des Zahnrings 22 bis nahe zum inneren, auf dem Führungszapfen 36 gelagerten Rand des Zahnritzels 24 zur Saug öffnung 32 strömenden Gasblasen im Entlastungskanal 42 bzw. 46 abgeführt. Die abzuführenden Gasblasen können beispielsweise durch Kavitation in bestimmten Bereichen der Förderpumpe ent stehen.

In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch eine Förderpumpe nach einer Weiterbildung der Erfindung dargestellt. Bei dieser Wei terbildung ist zusätzlich zu den Entlastungskanälen 42 und 46 in Umlaufrichtung 26 des Zahnritzels 24 nahe dem Rand 54 der Saugöffnung 32 in der Abdeckplatte 38 eine Öffnung 56 ausge bildet, die in den als Entlastungsraum dienenden Vorratstank 10 mündet. Die Öffnung 56 und die Saugöffnung 32 sind durch ein Wandungsteil 52 getrennt. Die Öffnung 56 erstreckt sich radial zumindest über den gleichen Bereich wie die Saugöffnung 32 und kann, wie in Fig. 5 dargestellt, zwischen dem Rand 54 der Saugöffnung 32 und dem Entlastungskanal 42 oder in Umlaufrich tung 26 nach dem Entlastungskanal 42 angeordnet sein. In Fig. 5 ist eine Abwicklung eines Schnittes durch die Förderpumpe entlang der Linie V-V in Fig. 4 dargestellt. Die in Umlauf richtung 26 weisende Randfläche 58 der Öffnung 56 ist dabei so geneigt angeordnet, daß sich diese mit zunehmendem axialem Abstand von der Stirnfläche des Zahnritzels 24 dem Rand 54 der Saugöffnung 32 annähert, also sich die Öffnung 56 erweitert. Die entgegen Umlaufrichtung 26 weisende Randfläche 60 der Öffnung 56 kann ebenfalls geneigt ausgebildet sein, und zwar gegensinnig zur Neigung der Randfläche 58, so daß sich dadurch ebenfalls die Öffnung 56 erweitert. Die Randflächen 58 und 60 können eben oder gekrümmt ausgebildet sein. Die entgegen Umlaufrichtung 26 weisende Randfläche 54 der Saugöffnung 32 kann wie in Fig. 5 dargestellt ebenfalls geneigt angeordnet sein und zwar gleichsinnig wie die Randfläche 58 der Öffnung 56. Durch die in Umlaufrichtung 26 weisende Randfläche 58 der Öffnung 56 werden durch den zwischen dem Zahnritzel 24 bzw. Zahnring 22 und der Abdeckplatte 38 vorhandenen Spalt hindurch tretende Gasblasen axial vom Zahnritzel 24 und Zahnring 22 in Richtung der Pfeile 62 in Fig. 5 weggeleitet, so daß diese nicht direkt wieder von der Förderpumpe angesaugt werden und deren Betrieb stören. Die durch die Randfläche 58 nach außen geleiteten Gasblasen werden durch eine im Bereich außerhalb der Abdeckplatte 38 vorhandene tangentiale Strömung mitgeführt und von der Saugöffnung 32 weggespült. Durch die geneigte Ausbil dung der anderen Randfläche 60 der Öffnung 56 wird der Austritt der Gasblasen und deren Umlenkung in tangentialer Richtung er leichtert. Die Form und Neigung der Randfläche 58 des Wan dungsteils 52 hängt von der erforderlichen Umlenkung der Gas blasen ab.

Claims

1. Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank (10) zur Brennkraftmaschine (18) eines Kraftfahrzeugs, mit einer Förderpumpe (20), die ein umlaufend angetriebenes Förder element (22, 24) aufweist, das in einer Pumpenkammer angeordnet ist und Kraftstoff von einer in die Pumpenkammer mündenden Saugöffnung (32) zu einer von der Pumpenkammer abführenden Drucköffnung (34) fördert, wobei in wenigstens einer der beiden Kammerstirnwände (38; 40) im Bereich einer zwischen einer Stirn fläche des Förderelements (22, 24) und einer Kammerstirnwand ge bildeten Dichtfläche wenigstens ein nutartiger Entlastungskanal (42; 46) ausgebildet ist, der über eine von diesem abführende Bohrung (44; 48) die Pumpenkammer mit einem Bereich des Systems verbindet, in welchem Niederdruck herrscht, dadurch gekenn zeichnet, daß der Entlastungskanal (42; 46) nahe dem in Umlauf richtung (26) des Förderelements (22, 24) weisenden Ende (54) der Saugöffnung (32) liegt.

2. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Entlastungskanal (42; 46) etwa radial bezüglich der Drehachse des Förderelements (22, 24) erstreckt.

3. Förderaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (44; 48) vom radial äußeren Endbereich des Entlas tungskanals (42; 46) abführt.

4. Förderaggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß der Entlastungskanal (42; 46) radial weiter nach außen reicht als die Einlaßöffnung (32).

5. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß der Entlastungskanal (42; 46) radial weiter nach innen zur Drehachse des Förderelements (22, 24) reicht als die Einlaßöffnung (32).

6. Förderaggregat nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß in beiden Kammerstirnwänden (38; 40) jeweils ein Entlastungskanal (42; 46) ausgebildet ist.

7. Förderaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungskanäle (42, 46) in den beiden Kammerstirnwänden (38, 40) miteinander verbunden sind.

8. Förderaggregat nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß in Umlaufrichtung (26) des Förder elements (22, 24) nach dem Ende (54) der Saugöffnung (32) eine Öffnung (56) angeordnet ist, die zu einem Entlastungsraum (10) führt und etwa die gleiche radiale Erstreckung aufweist wie die Saugöffnung (32).

9. Förderaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umlaufrichtung (26) des Förderelements (22, 24) weisende Randfläche (58) der Öffnung (56) so geneigt angeordnet ist, daß sich diese mit zunehmendem Abstand vom Förderelement (22, 24) in Richtung der Drehachse des Förderelements (22, 24) dem Rand (54) der Saugöffnung (32) annähert.

10. Förderaggregat nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich net, daß die entgegen Umlaufrichtung (26) des Förderelements (22, 24) weisende Randfläche (60) der Öffnung (56) so geneigt angeordnet ist, daß diese sich mit zunehmendem Abstand vom För derelement (22, 24) in Richtung der Drehachse des Förderelements (22, 24) von der in Umlaufrichtung (26) weisenden Randfläche (58) entfernt.

11. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umlaufrichtung (26) weisende Rand fläche (58) der Öffnung (56) eben ausgebildet ist.

12. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umlaufrichtung (26) weisende Rand fläche (58) der Öffnung (56) gekrümmt ausgebildet ist.