DE60206517T2

DE60206517T2 - Schwingungsisolierende Kraftstoffpumpeneinheit

Info

Publication number: DE60206517T2
Application number: DE60206517T
Authority: DE
Inventors: Hugues Cremer; Michel Sanchez; Manfred Schastok
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2022-12-21
Also published as: EP1431566B1; JP3816486B2; US20050058556A1; JP2004204847A; US7056102B2; DE60206517D1; ATE306018T1; EP1431566A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine schwingungsisolierende Kraftstoffpumpeneinheit.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine solche Einheit ist beispielsweise aus EP-A-0 701 058 bekannt. Ein Kunststoffbehälter – der eine unbewegliche Stütze bildet – ist am Boden eines Kraftstofftanks befestigt. Eine generell zylindrische elektrische Kraftstoffpumpe ist in einer Innenhalterung aus Kunststoff untergebracht, die ihrerseits im Kunststoffbehälter untergebracht ist. Die Innenhalterung ist mit zwei flexiblen Beinen versehen, die vertikal von ihrer Oberkante aus verlaufen. Diese flexiblen Beine sind jeweils an ihrem oberen Ende mit einem Widerhaken versehen, der eine Kerbe im Behälter in Eingriff nimmt, um die Innenhalterung fest am Behälter zu fixieren. Die Kraftstoffpumpe ist von einer elastischen Hülse in der Innenhalterung umgeben, um die Übertragung von Schwingungen der Kraftstoffpumpe auf den Kraftstofftank zu minimieren. Die elastische Hülse umfasst mehrere elastische Röhren mit kleinem Durchmesser, die sich in Längsrichtung erstrecken und die Hülse berühren. Die kleinen elastischen Röhren sind in die elastische Hülse integriert und sitzen in entsprechenden Kanälen der Innenhalterung, wodurch die federnden Reaktionen, die von jeder elastischen Röhre auf die Kraftstoffpumpe ausgeübt werden, dabei zusammenwirken, die Kraftstoffpumpe relativ zum Behälter aufzuhängen. Darüber hinaus werden die Schwingungsauslenkungen der Kraftstoffpumpe federnd durch die elastischen Röhren abgefangen, so dass die Schwingungen der Kraftstoffpumpe vom Behälter isoliert sind.
EP 0 728 937 offenbart eine Kraftstoffpumpeneinheit, bei der die Kraftstoffpumpe in einer Innenhalterung aus Kunststoff untergebracht ist. Die Innenhalterung ist in einem Kunststoffbehälter angeordnet, mit dem sie über V-förmige Dämpfungselemente verbunden ist.
ZIEL DER ERFINDUNG
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einfachere und preiswertere schwingungsisolierende Kraftstoffpumpeneinheit bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das oben genannte Ziel wird durch eine Kraftstoffpumpeneinheit nach Anspruch 1 erreicht.
Ein solches S-förmiges Verbindungselement bildet eine schwingungsentkoppelnde Konstruktion, die die Dämpfung der Schwingungen ermöglicht, denen die elektrische Pumpe bezogen auf die unbewegliche Stütze ausgesetzt ist, wenn das Kraftfahrzeug in Betrieb ist. Im Gegensatz zu bekannten Einheiten mit Gummielementen zur Reduzierung von Schwingungen wird bei der vorliegenden Erfindung die Geometrie der Innenhalterung dazu eingesetzt, die Übertragung von Schwingungen der Kraftstoffpumpe zu minimieren. Demzufolge ist die Anzahl der Teile in der Einheit geringer, so dass deren Montage einfacher ist und die Kosten sinken.
Das S-förmige Element umfasst vorzugsweise einen Innenteil am Rand des Halterungskörpers, einen Außenteil, der mit dem jeweiligen flexiblen Bein verbunden ist, und einen Mittelteil, der sich zwischen gegenüberliegenden Kanten des Innenteils und Außenteils erstreckt. Es versteht sich, dass das Verbindungselement wegen seiner S-Form die Bewegung des Innenteils (am Halterungskörper) in allen Richtungen bezogen auf den Außenteil (der mit dem flexiblen Bein verbunden ist) federnd abfangen kann. Mit anderen Worten: die radialen und nicht-radialen Schwingungen, denen die Kraftstoffpumpe ausgesetzt ist, verursachen eine federnde Verformung des S-förmigen Elements – durch Zusammendrücken, Dehnen oder Verdrehen -, wodurch diese Schwingungen gedämpft werden und ihre Übertragung auf die unbewegliche Stütze und demzufolge den Kraftstofftank verhindert wird. Die Abmessungen und das Material des Verbindungselements werden vorteilhafterweise in Abhängigkeit von der zu erreichenden Elastizität (d.h. abhängig von der zu erzielenden Dämpfungswirkung) ausgewählt. Die S-förmigen Verbindungselemente sind aus Gründen der Kompaktheit vorzugsweise horizontal angeordnet. Sie könnten aber auch vertikal oder schräg angeordnet sein.
Um zu verhindern, dass das S-förmige Verbindungselement stark zusammengedrückt und dadurch beschädigt wird, weist der Innenteil vorteilhafterweise an seiner dem Außenteil zugewandten Seite eine erste Rippe auf. Der Außenteil hat an seiner dem Innenteil zugewandten Seite eine zweite Rippe, die der des Innenteils in einer solchen Weise entspricht, dass diese Rippen in einem Vorderseite-zu Vorderseite Verhältnis an den Mittelteil anstoßen, wenn das S-förmige Element zusammengedrückt wird. Diese Rippen ermöglichen eine geringere Verformung des der Stauchung ausgesetzten Verbindungselements, die dessen Bruch an den Verbindungsstellen zwischen dem Mittelteil und dem Innen- und Außenteil verursachen könnte. Alternativ kann man die gleiche Wirkung erzielen, indem Rippen an gegenüberliegenden Seiten des Mittelteils vorgesehen werden. In dem Fall, in dem das S-förmige Verbindungselement horizontal angeordnet ist, verlaufen die erste und die zweite Rippe vertikal.
Die Stütze ist vorzugsweise ein Kunststoffbehälter, der als Kraftstoffabscheider dient, um so einen minimalen Kraftstoffstand in der Nähe des Kraftstoffeinlasses der elektrischen Pumpe beizubehalten.
Die Innenhalterung ist vorteilhafterweise mit drei flexiblen Beinen versehen, um besser in der unbeweglichen Stütze gehalten zu werden.
Die flexiblen Beine können gleichmäßig rings um die Innenhalterung beabstandet sein. Es kann jedoch von Vorteil sein, wenn man sie in spezifischen Winkeln anordnet, so dass die Innenhalterung nur auf eine Weise in die unbewegliche Stütze eingebaut werden kann.
Da übliche elektrische Kraftstoffpumpen im Allgemeinen ein zylindrisches Gehäuse aufweisen, ist der Halterungskörper vorzugsweise eine zylindrische Hülse, deren Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Pumpengehäuses entspricht. Der Halterungskörper umfasst ferner ein Mittel zum Befestigen der darin aufgenommenen Kraftstoffpumpe. In einem solchen Fall sind die S-förmigen Elemente jeweils so konstruiert, dass sie der Krümmung des Halterungskörpers folgen.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist jedes flexible Bein an seinem oberen Ende mit einem Befestigungsmittel versehen, das mit jeweiligen Befestigungsmitteln am oberen Teil der unbeweglichen Stütze zusammenwirkt. Zur Verringerung von Radialverschiebungen der Pumpe im Behälter ist ein Haltering zwischen dem Halterungskörper und den flexiblen Beinen befestigt, vorzugsweise in der halben Höhe der flexiblen Beine.
Bei einer anderen Ausführung wird im oberen Teil der unbeweglichen Stütze ein Haltering fest gestützt, der wiederum die flexiblen Beine fest stützt. Diese indirekte Befestigung der Innenhalterung an der unbeweglichen Stütze sorgt für eine weitere Dämpfungswirkung.
Es bleibt anzumerken, dass die Innenhalterung vorzugsweise als Einheit aus halbstarrem Kunststoffmaterial wie beispielsweise Polyoxymethylen (POM) geformt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nun bespielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1: eine vertikale Teilschnittansicht einer bevorzugten Ausführung einer erfindungsgemäßen Einheit;
2: eine Seitenansicht der Innenhalterung von 1, in der die Pumpe befestigt ist;
3: eine perspektivische Darstellung der Innenhalterung von 1; und
4: eine Draufsicht der Innenhalterung von 3.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
1 zeigt eine unvollständige Darstellung einer bevorzugten schwingungsisolierenden Kraftstoffpumpeneinheit 10, die eine elektrische Pumpe 12 umfasst, die in einem Behälter 14 befestigt ist, der eine unbewegliche Stütze für die Pumpeneinheit bildet. Der Behälter 14, der üblicherweise becherförmig ist und aus Kunststoff besteht, ist am Boden eines Kraftstofftanks (nicht dargestellt) in einem Kraftfahrzeug befestigt. Das Bezugszeichen 16 kennzeichnet eine als Einheit geformte Innenhalterung, die im Behälter 14 eingebaut ist. Die Innenhalterung 16 hat einen Körper 18, in dem die Pumpe 12 untergebracht ist. Die Kraftstoffpumpe 12, die vertikal im Halterungskörper 18 angeordnet ist (siehe 1), hat generell ein zylindrisches Gehäuse und umfasst einen Einlass an einem Ende, einen Auslass am anderen Ende und elektrische Anschlüsse für ihre Stromversorgung. Der Halterungskörper 18 ist wegen der Geometrie der Kraftstoffpumpe 12 vorzugsweise als zylindrische Hülse ausgebildet, deren Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Pumpengehäuses entspricht.
Die Innenhalterung 16 umfasst ferner drei flexible Beine 20, die im Wesentlichen vertikal vom Rand des Halterungskörpers 18 aus verlaufen, wobei die flexiblen Beine 20 rings um den Halterungskörper 18 beabstandet sind. Die flexiblen Beine 20 werden im oberen Teil des Behälters 14 gehalten, um so eine aufgehängte Befestigung der Pumpe 12 im Behälter 14 zu bilden. Daher umfasst jedes flexible Bein 20 vorteilhafterweise an seinem oberen Ende eine Befestigungsnase 21 mit einem Widerhaken 22 daran, wobei jede Befestigungsnase 21 so in eine entsprechende Aussparung (nicht dargestellt) im oberen Teil des Behälters 14 passt, dass der Widerhaken 22 eine Kerbe in der Aussparung in Eingriff nimmt. Betrachtet man den Abstand der flexiblen Beine 20 genauer, sind diese vorzugsweise so angeordnet, dass die Innenhalterung 16 nur auf eine Weise in den Behälter 14 eingebaut werden kann.
Die Einheit 10 wird normalerweise durch eine Inspektionsöffnung in den Kraftstofftank eingeführt, um am Boden des Kraftstofftanks befestigt zu werden. Die Inspektionsöffnung ist durch einen Tankdeckel verschlossen, der normalerweise mit einem Kraftstoffanschluss versehen ist, der im Kraftstofftank mit dem Pumpenauslass und außerhalb des Tanks mit der Kraftstoffförderleitung des Verbrennungsmotors in Verbindung steht. Zwischen dem Tankdeckel und dem Behälter 14 kann auch ein vorspannendes Mittel verlaufen, um den Behälter gegen den Tankboden zu drücken.
Beim Betrieb des Kraftfahrzeugs und/oder der Pumpe ist die elektrische Pumpe 12 zwangsläufig Schwingungen ausgesetzt, die bei ihr radiale (d.h. in Richtung der Innenwände des Behälters 14) und/oder axiale (d.h. entlang der Längsachse 19 des Behälters 14) und/oder Drehverschiebungen verursachen.
Es versteht sich, dass jedes flexible Bein 20 an seinem unteren Ende über ein federndes Verbindungselement 24, das ein generell S-förmiges Profil aufweist, mit dem Halterungskörper 18 verbunden ist. 3 und 4 zeigen am besten, dass das S-förmige Element 24 vorzugsweise horizontal am Rand des Halterungskörpers 18 angeordnet ist. Das S-förmige Verbindungselement 24 hat einen Innenteil 26 am Rand des Halterungskörpers 18, einen Außenteil 28, der mit dem jeweiligen Bein 20 verbunden ist, und einen Mittelteil 30, der zwischen gegenüberliegenden Kanten des Innenteils 26 und des Außenteils 28 verläuft. Es versteht sich, dass das Verbindungselement 24 wegen seiner S-Form Bewegungen des Innenteils 26 (am Halterungskörper 18) in allen Richtungen bezogen auf den Außenteil 28 (der mit dem flexiblen Bein 20 verbunden ist) federnd abfangen kann. Mit anderen Worten: die radialen und/oder drehenden und/oder axialen Schwingungen, denen die Kraftstoffpumpe 12 ausgesetzt ist, verursachen eine federnde Verformung der S-förmigen Elemente 24 – durch Zusammendrücken, Dehnen oder Verdrehen -, wodurch diese Schwingungen gedämpft werden und ihre Übertragung auf den Behälter 14 und demzufolge den Kraftstofftank verhindert wird.
Darüber hinaus sorgen die Länge der flexiblen Beine 20 und die relativ niedrige Position der Verbindungselemente 24 am Halterungskörper 18 dafür, dass die Pumpe 12 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung gute Bewegungsfreiheit hat. Die flexiblen Beine 20, die vorzugsweise aus halbstarrem Kunststoff bestehen, absorbieren auch einen Teil der Schwingungen, die durch die elektrische Pumpe 12 erzeugt werden.
Um einen Bruch der S-förmigen Elemente 24 wegen starken Zusammendrückens (seitliche Belastung) zu verhindern, ist der Innenteil 26 vorzugsweise an seiner dem Außenteil 28 zugewandten Seite mit einer Vertikalrippe 32 versehen. Der Außenteil 28 hat an seiner dem Innenteil 26 zugewandten Seite eine Vertikalrippe 34, die der Rippe 32 des Innenteils 26 in einer solchen Weise entspricht, dass diese Rippen 32 und 34 in einem Vorderseite-zu-Vorderseite-Verhältnis an den Mittelteil 30 anstoßen, wenn das S-förmige Element 24 zusammengedrückt wird. Diese Rippen 32 und 34 sind im mittleren Bereich des S-förmigen Elements 24 angeordnet, wo die Druckverformung am größten wäre. Diese Rippen 32, 34 begrenzen demnach die Druckverformung und verhindern dadurch eine zu große Belastung an den gekrümmten Teilen, so dass diese nicht brechen.
In 2 kennzeichnet das Bezugszeichen 36 einen Haltering, der zwischen den flexiblen Beinen 20 und dem Halterungskörper 18 befestigt ist. Dieser Haltering 36 ermöglicht die Minimierung radialer Verschiebungen der Pumpe 12 im Behälter 14. Der Haltering ist ferner mit einem Befestigungsmittel 38 für Drähte und/oder Rohre versehen, die mit dem Behälter 14 in Verbindung stehen.
Die Innenhalterung ist vorzugsweise als Einheit aus halbstarrem Kunststoffmaterial wie beispielsweise Polyoxymethylen geformt. Die Abmessungen der Verbindungselemente 24 können angepasst werden, um für die gewünschte Elastizität und Dämpfungswirkung zu sorgen.

Claims

Schwingungsisolierende Kraftstoffpumpeneinheit umfassend: eine unbewegliche Stütze (14), die in einem Kraftstofftank zu befestigen ist; eine Innenhalterung (16), die in der unbeweglichen Stütze (14) eingebaut ist, wobei die Innenhalterung (16) einen Halterungskörper (18) und mindestens zwei flexible Beine (20) aufweist, die im Wesentlichen vertikal verlaufen und mit dem Halterungskörper (18) verbunden sind, wobei die oberen Enden der flexiblen Beine (20) fest von der unbeweglichen Stütze (14) in deren oberem Teil gestützt werden; und eine Kraftstoffpumpe (12), die im Halterungskörper (18) aufgenommen ist; dadurch gekennzeichnet, dass jedes flexible Bein (20) an seinem unteren Ende über ein federndes Verbindungselement (24) mit dem Halterungskörper (18) verbunden ist; und das federnde Verbindungselement (24) ein generell S-förmiges Profil aufweist, das zwei Biegungen beschreibt, die an gegenüberliegenden Seiten einer imaginären Linie verlaufen, die durch die Verbindungspunkte des Verbindungselements (24) zum Bein (20) und zum Halterungskörper (18) geht.
Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das S-förmige Verbindungselement (24) horizontal angeordnet ist.
Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das S-förmige Verbindungselement (24) aufweist: einen Innenteil (26) am Rand des Halterungskörpers (18); einen Außenteil (28), der mit dem jeweiligen Bein (20) verbunden ist; und einen Mittelteil (30), der zwischen gegenüberliegenden Kanten des Innenteils (26) und Außenteils (28) verläuft.
Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenteil (26) an seiner dem Außenteil (28) zugewandten Seite eine erste Rippe (32) aufweist; und der Außenteil (28) an seiner dem Innenteil (26) zugewandten Seite eine zweite Rippe (34) aufweist, die der des Innenteils (26) in einer solchen Weise entspricht, dass, wenn das S-förmige Element (24) zusammengedrückt wird, die Rippen (32, 34) in einem Vorderseite-zu-Vorderseite-Verhältnis an den Mittelteil (30) anstoßen.
Einheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Rippe (32, 34) vertikal verlaufen.
Einheit nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halterungskörper (18) eine zylindrische Hülse ist, deren Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser eines zylindrischen Pumpengehäuses entspricht; und der Halterungskörper (18) mit einem Mittel zum Befestigen der darin aufgenommenen Kraftstoffpumpe (12) versehen ist.
Einheit nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jedes S-förmige Verbindungselement (20) so konstruiert ist, dass es der Krümmung des Halterungskörpers (18) folgt.
Einheit nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch drei flexible Beine (20).
Einheit nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Beine in spezifischen Winkeln rings um die Innenhalterung angeordnet sind, so dass nur eine Art des Einbaus der Innenhalterung in die unbewegliche Stütze besteht.
Einheit nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Beine (20) gleichmäßig rings um die Innenhalterung (16) beabstandet sind.
Einheit nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes flexible Bein (20) an seinem oberen Ende mit einem Befestigungsmittel versehen ist, das mit jeweiligen Befestigungsmitteln am oberen Teil der unbeweglichen Stütze (14) zusammenwirkt.
Einheit nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Haltering (36), der zwischen dem Halterungskörper (18) und den flexiblen Beinen (20) befestigt ist.
Einheit nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (36) in der halben Höhe der flexiblen Beine (20) angeordnet ist.
Einheit nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Haltering fest im oberen Teil der unbeweglichen Stütze gestützt wird; und die flexiblen Beine fest durch den Haltering gestützt werden.
Einheit nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unbewegliche Stütze (14) ein Kunststoffbehälter ist.
Einheit nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhalterung (16) als Einheit aus halbstarrem Kunststoffmaterial geformt ist.