DE4300368C2 - Elektrische Kraftstoffpumpe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Kraftstoffpumpe der Peripheralbauart gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Kraftstoffpumpen dieser Art werden in der Regel in den Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs eingebaut, um dem Motor Kraftstoff unter Druck zuzuführen.

Fig. 4 zeigt anhand einer Seitenansicht, in der einige Teile weggeschnitten sind, den prinzipiellen Aufbau einer her­ kömmlichen elektrischen Kraftstoffpumpe der Peripheralbau­ art; Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie V-V in Fig. 4.

In diesen Figuren bezeichnet ein Bezugszeichen 1 ein schei­ benförmiges Laufrad mit Radschaufelausschnitten 1a, die in seinem Umfangsbereich derart ausgebildet sind, daß sie sich radial erstrecken; eine Pumpenabdeckung 2 weist eine Gleit­ fläche 2a auf, die einer entsprechenden Fläche des Laufrads 1 in einem vorbestimmten geringen Abstand gegenüberliegt, wodurch das Laufrad 1 abgestützt wird; ein Pumpensockel 3 weist eine Gleitfläche 3a auf, die der anderen Fläche des Laufrads 1 ebenfalls in einem vorbestimmten geringen Ab­ stand gegenüberliegt, wodurch das Laufrad 1 abgestützt wird; eine bogenförmige Pumpenkammer 4 ist außerhalb der Gleitflächen 2a und 3a der Pumpenabdeckung 2 und des Pum­ pensockels 3 und entlang des Umfangs des Laufrads 1 vorge­ sehen; ein Kraftstoff-Ansaugeinlaß 5 ist auf der Seite der Pumpenabdeckung 2 vorgesehen; schließlich ist auf der Seite des Pumpensockels ein Pumpenkammer-Auslaß 6 vorgesehen. Die genannten Komponenten 2 bis 6 bilden ein Pumpengehäuse 7. In den Fig. 4 und 5 sind weiterhin eine Motorwelle 8, auf der das Laufrad 1 befestigt ist, ein Läufer bzw. Anker 9, Magnete 10, sowie ein zylindrisches Gehäuse 11 gezeigt, an dem die Magnete 10 befestigt sind und das mit dem Pum­ pengehäuse 7 in Eingriff steht. Diese Komponenten 8 bis 11 bilden einen Elektromotor 12. Weiterhin sind in den Fig. 4 und 5 eine Motorkammer 13 des Elektromotors 12 und ein Kraftstoffabgabe-Auslaß 14 gezeigt.

Wenn der Motorabschnitt 12 in Betrieb ist, wird das Laufrad 1 gedreht, so daß (nicht gezeigter) Kraftstoff durch den Kraftstoff-Ansaugeinlaß 5 in den Kraftstoffpumpenkörper hinein angesaugt wird. Der auf diese Weise angesaugte Kraftstoff wird in der Pumpenkammer 4 unter Druck gesetzt, so daß er durch den Pumpenkammer-Auslaß 6 der Motorkammer 13 zugeführt wird und daraufhin über den Kraftstoffab­ gabe-Auslaß 14 ausgegeben bzw. abgefördert wird.

Bei der vorstehend beschriebenen elektrischen Kraftstoff­ pumpe der Peripheralbauart werden zum Verhindern der Ver­ ringerung ihres Abgabewirkungsgrads, d. h. eines Verlusts der Kraftstoffundichtigkeit, der zwischen den Oberflächen des Laufrads und den Gleitflächen der Pumpenabdeckung und der Pumpenbasis auftritt, die Abstände bzw. Spalte in Schubrichtung zu allen Zeiten minimal gehalten. Wenn der Druck des Kraftstoffs in der Pumpenkammer vom Kraftstoffan­ saug-Einlaß zum Pumpenkammer-Auslaß hin durch Rotation der Radschaufelausschnitte erhöht wird, wird daher im Pumpenge­ häuse der nahe des Pumpenkammer-Auslasses herrschende Druck in ein Ungleichgewicht zu dem nahe des Kraftstoffansaug-Ein­ lasses herrschenden Druck gebracht, so daß das Laufrad gedreht wird, während es denjenigen Teil des Pumpengehäuses berührt, der dem Pumpenkammer-Auslaß gegenüberliegt. Fig. 5 zeigt Kratzer 15, die auf dem Pumpengehäuse gebildet wer­ den, wenn das Laufrad das Pumpengehäuse nahe des Pumpenkam­ mer-Auslasses berührt. Als Folge davon wird der Reibungswi­ derstand bei der Rotation des Laufrads 1 erhöht, wodurch die Drehzahl des Motors abnimmt und sein Leistungsbedarf bzw. Energieverbrauch zunimmt. Das heißt, der Abgabewir­ kungsgrad der elektrischen Kraftstoffpumpe wird herabge­ setzt.

Aus der US 4,586,877 ist eine elektrische Kraftstoffpumpe bekannt, deren Aufbau weitgehend der vorstehend anhand der Fig. 4 und 5 beschriebenen Pumpe entspricht. Im einzel­ nen weist diese bekannte Kraftstoffpumpe ein scheibenförmi­ ges Laufrad, das in seinem Umfangsbereich Radschaufelaus­ schnitte aufweist, sowie ein Pumpengehäuse auf, welches das Laufrad mit Hilfe von Gleitflächen abstützt, die dem Lauf­ rad jeweils unter Bildung eines kleinen Spalts gegenüber­ liegen. Außerhalb dieser Gleitflächen und entlang des Um­ fangsabschnitts des Laufrads erstreckt sich eine bogenför­ mige Pumpenkammer, die an einem Ende einen Kraftstoff-An­ saugeinlaß und an ihrem anderen Ende einen Pumpenkammer-Aus­ laß aufweist, über den der vom Laufrad geförderte Kraft­ stoff ins Pumpeninnere eintritt. Das Laufrad wird von einem Elektromotor angetrieben.

Wie bereits erläutert wurde, tritt bei diesen bekannten Pumpen das Problem auf, daß das Laufrad infolge eines Druck-Ungleichgewichts während seiner Drehung denjenigen Teil des Pumpengehäuses berührt, der dem Pumpenkammer-Aus­ laß gegenüberliegt. Die dadurch auftretende Reibung erhöht den Energieverbrauch des Motors und setzt den Wirkungsgrad der elektrischen Kraftstoffpumpe entsprechend herab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoff­ pumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiter­ zubilden, daß der Wirkungsgrad auf einfache Weise erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeich­ nungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Durch die spezielle Geometrie und Tiefe der erfindungsgemä­ ßen Ausnehmung wird verhindert, daß das Laufrad das Pumpen­ gehäuse berührt, so daß der Reibungswiderstand bei der Ro­ tation des Laufrads entsprechend verringert und der Wir­ kungsgrad erhöht wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß diese Erhöhung des Wirkungsgrads die Her­ stellungskosten kaum nennenswert beeinflußt, da die Ausneh­ mung auf einfache Weise hergestellt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung ei­ nes Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 anhand einer Seitenansicht, die teilweise ausge­ schnitten dargestellt ist, den prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des prinzipiellen Aufbaus einer herkömmlichen Kraftstoffpumpe; und

Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie V-V in Fig. 4.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoff­ pumpe der Peripheralbauart näher beschrieben. Fig. 1 ist hierbei eine teilweise geschnittene Seitenansicht dieser Kraftstoffpumpe, wobei Fig. 2 eine Querschnittsansicht ent­ lang einer Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 eine Quer­ schnittsansicht entlang einer Linie III-III in Fig. 2 dar­ stellt. In diesen Figuren sind mit den Bezugszeichen 1, 3 bis 6 und 8 bis 14 die gleichen Teile wie bei der anhand der Fig. 4 und 5 beschriebenen herkömmlichen elektri­ schen Kraftstoffpumpe bezeichnet. In den Fig. 1 bis 3 bezeichnet ein Bezugszeichen 16 eine Pumpenabdeckung mit einer Gleitfläche 16a, die in einem vorbestimmten geringen Abstand bzw. unter Bildung eines geringen Spalts der einen Fläche des Laufrads 1 gegenüberliegt, wodurch das Laufrad 1 abgestützt wird. In der Gleitfläche 16a nahe des Pumpenkam­ mer-Auslasses und nach innen gerichtet zur bzw. innerhalb der Pumpenkammer 4 ist eine Ausnehmung 16b ausgebildet, de­ ren Tiefe größer als die vorgenannten geringen Abstände ist. Die Ausnehmung 16b verläuft an ihrem Ende konisch bzw. kegelförmig, wie dies in Fig. 3 beim Bezugszeichen 16c ange­ deutet ist. Die Pumpenabdeckung 16 ist mit dem Pumpensockel 3 kombiniert, wodurch ein Pumpengehäuse 17 mit einer im In­ neren befindlichen Pumpenkammer 4 gebildet wird. Die Anord­ nung bzw. Konfiguration der Ausnehmung 16b entspricht dem Verlauf der in Fig. 5 gezeigten Kratzer 15, die erzeugt wer­ den, wenn das Laufrad die Pumpenabdeckung 16 berührt; mit anderen Worten, die Ausnehmung 16b liegt dem Pumpenkammer-Aus­ laß 6 gegenüber und erstreckt sich bis über den Pumpen­ kammer-Auslaß hinaus entlang des Umfangsabschnitts des Laufrads 1, wobei ihre Tiefe größer als der vorbestimmte Abstand ist.

Die Pumpenabdeckung 16 besitzt einen Absperrabschnitt 16a-1, der nur zwischen dem Pumpenkammer-Auslaß 6 und dem Kraftstoff-Ansaugeinlaß 5 vorgesehen ist. Dies dient dazu, die Verringerung des Abgabewirkungsgrads der Pumpe zu ver­ hindern, die auf einen Verlust der Kraftstoffundichtigkeit zurückzuführen ist, die zwischen dem Pumpenkammer-Auslaß 6 und dem Kraftstoff-Ansaugeinlaß 5 auftreten kann.

Wenn der Elektromotor 12 in Betrieb ist, wird das Laufrad 1 gedreht, um Kraftstoff anzusaugen, wobei der auf diese Weise angesaugte Kraftstoff in der Pumpenkammer 4 unter Druck gesetzt wird und daraufhin über den Pumpenkammer-Aus­ laß 6 abgegeben wird. Aufgrund des Ungleichgewichts im Druck hat das Laufrad 1 bei diesem Vorgang das Bestreben, denjenigen Teil der Gleitfläche 16a zu berühren, der dem Pumpenkammer-Auslaß gegenüberliegt; da jedoch die Ausneh­ mung 16b in diesem Teil ausgebildet ist, wird diese Kon­ taktnahme des Laufrads 1 verhindert.

Gemäß vorstehender Beschreibung ist bei der erfindungsgemä­ ßen elektrischen Kraftstoffpumpe in derjenigen Gleitfläche, die dem Pumpenkammer-Auslaß gegenüberliegt, nahe dem Pum­ penkammer-Auslaß und innerhalb der Pumpenkammer die Ausneh­ mung 16b ausgebildet, die größer als die vorbestimmten Ab­ stände zwischen dem Laufrad und den Gleitflächen des Pum­ pengehäuses ist, über die das Laufrad vom Pumpengehäuse ab­ gestützt wird. Daher kann bei dieser Kraftstoffpumpe nicht das Problem auftreten, daß das Laufrad die Gleitfläche des Pumpengehäuses berührt. Daher ist der Reibungswiderstand bei der Rotation des Laufrads gering und der Kraftstoff-Ab­ gabewirkungsgrad entsprechend hoch.

Claims (2)

1. Elektrische Kraftstoffpumpe der Peripheralbauart, mit
einem von einem Elektromotor angetriebenen scheiben­ förmigen Laufrad mit Radschaufelausschnitten im Umfangsbe­ reich, und
einem Pumpengehäuse, mit
Gleitflächen, die im Pumpengehäuse an beiden Stirnsei­ ten des Laufrads in einem vorbestimmten geringen Abstand zur Abstützung des Laufrads angeordnet sind, und
einer bogenförmigen Pumpenkammer, die sich radial au­ ßerhalb der Gleitflächen und entlang des Umfangsabschnitts des Laufrads von einem Kraftstoff-Ansaugeinlaß zu einem Pumpenkammer-Auslaß hin erstreckt, wobei in einer Gleitflä­ che im Bereich des Pumpenkammer-Auslasses eine Ausnehmung vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (16b) dem Pumpenkammer-Auslaß (6) gegenüberliegt und sich bis über den Pumpenkammer-Auslaß (6) hinaus entlang des Umfangsab­ schnitts des Laufrads (1) erstreckt, wobei die Tiefe der Ausnehmung (16b) größer als der vorbestimmte Abstand ist.

2. Elektrische Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausnehmung (16b) an ihrem Ende einen konisch verlaufenden Abschnitt (16c) aufweist.