DE7721665U1

DE7721665U1 - Kraftstoffmembranpumpe mit absperrventil

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Publication number: DE7721665U1
Application number: DE7721665U
Authority: DE
Original assignee: Gilardini SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1977-03-07
Filing date: 1977-07-09
Publication date: 1977-11-03
Also published as: GB1557367A; IT1073297B; US4137889A; ES460923A1

Description

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Dr. Joachim Rasper

Patentanwalt Wiesbaden

Blsrstadttr HMe 22 Til. M 28 4!

GUARDINI S.p.A.

10 156 Turin, Italien

Kraftstoffmembranpumpe mit Absperrventil

Die Neuerung betrifft eine Membranpumpe für die Förderung von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor. Insbesondere handelt es sich um eine Pumpe von einer Bauart, welche versehen ist mit mindestens einer Eintrittsleitung für Kraftstoff aus einem Tank mit einer Austrittsleitung, einer Austrittsleitung für den Kraftstoff aus der Pumpe, einem Ansaugventil und einem Ausströmventil, die beide von der Membran betätigbar sind, um den Kraftstoff von der Eintrittsleitung in die Austrittsleitung der Pumpe zu fördern.

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Zwischen dem Tank eines Fahrzeuges und dem Vergaser ist im allgemeinen eine mechanisch betätigte Kraftstoff-Membranpumpe angeordnet, welche sich auf einem höheren Niveau befindet als der Tank. Wenn das Fahrzeug sich bei einem Unfall überschlägt und auf dem Kopf liegt, ist es möglich, daß kontinuierlich Kraftstoff aus der Pumpe austritt, da sich die Pumpe dann auf einem niedrigeren Niveau befindet als der Tank, wodurch es zu ernsthafter Feuer- und Explosionsgefahr kommen kann. Die Aufgabe der vorliegenden Neuerung besteht deshalb darin, eine Membranpumpe zum Fördern von Kraftstoff zu einer Verbrennungskraftmaschine zu fördern, welche verhindert, daß Kraftstoff aus der Pumpe austritt, wenn das Fahrzeug auf dem Kopf liegt, wodurch sich die oben angedeuteten Gefahren weitgehend vermeiden lassen. Ferner ist ein einfacher und kostengünstiger Aufbau einer solchen Pumpe angestrebt .

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch eine Membranpumpe des eingangs erwähnten Typs gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ein von dem Ansaugventil und dem Ausströmventil vollständig getrenntes Absperrventil aufweist, welches im Kraftstoffströmungsweg zwischen der Eintrittsleitung und der Austrittsleitung angeordnet und bei Normalbetrieb der Pumpe geöffnet ist, um den Durchtritt von Kraftstoff zu erlauben, und welches so ausgebildet ist, daß es sich in Schließstellung befindet und den Kraftstoffdurchtritt unterbricht, wenn die Eintrittsleitung der Pumpe auf einem Niveau unterhalb der Austrittsleitung des Tanks liegt.

Im folgenden wird die Neuerung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen näher beschrieben.

Es stellen dar:

Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Pumpe gemäß der Neuerung und

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Pigur 2 eine Draufsicht auf die Pumpe nach Figur 1.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte mechanisch betriebene Membranpumpe 1 enthält ein Gehäuseunterteil 2, in welchem ein in axialer Richtung beweglicher Stößel 3 angeordnet ist, der sich durch einen Kipphebel 4 betätigen läßt, welcher mittels eines Stiftes 5 schwenkbar im Gehäuseunterteil 2 gelagert ist. Ein Arm des Kipphebels 4 ist mit einer Gabelung 6 versehen, die mit dem Kopfstück 7 des Stößels 3 so zusammenarbeitet, daß sie den Stößel 3 nach unten bewegt, wenn der Kipphebel 4 durch (nicht gezeigte) bekannte Antriebsmittel gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt wird, wobei die elastische Rückstellkraft einer Schraubenfeder 8 zu überwinden ist. Am Kopfende des Stößels 3 ist ein Paar von Scheiben angebracht, zwischen denen eine runde, elastische Membran 12 gehalten ist. Der Umfang der Membran 12 ist zwischen einem oberen ringförmigen Rand 13 des Gehäuseunterteiles 2 und einem äußeren ringförmigen Rand 14 eines Gehäusezwischenteiles 15 eingespannt. In seinem unteren Bereich weist das Gehäusezwischenteil 15 in der Mitte eine Vertiefung 16 auf, in welcher sich das Kopfende des Stößels 3 bewegen kann. Der Stößel 3 wird selbst durch eine Buchse 17 geführt, die im unteren Bereich des Gehäuseunterteiles 2 vorgesehen ist. Der Stößel 3 1st ferner von einer zylindrischen Dichtung 18 umgeben, deren äußerer, ringförmiger Sockel 21 eine Auflage für eine Feder 22 bildet, welche sich mit ihrem anderen Ende gegen die untere der beiden Scheiben 11 abstützt.

Das Gehäuseunterteil 15, welches eine Halterung für das Ansaug- und das Ausströmventil der Pumpe bildet und die Gestalt einer Kappe besitzt, enthält eine zylindrische Wand 23, welche koaxial mit einer in dem Gehäusezwischenteil 15 angebrachten Bohrung verläuft, in welcher ein Ring 24 befestigt ist. Die Durchtrittsöffnung in dem Ring 24 läßt sich durch eine Abdeckkappe 25 verschließen, auf die eine Feder 26 drückt, welche mit

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\ ihrem anderen Ende gegen einen Arm 27 abgestützt ist, welcher

j sich von der Oberkante der zylindrischen Wand 23 nach innen er-

' streckt. Das Gehäusezwischenteil 15 besitzt ferner eine

X zylindrische Wand 31, welche koaxial mit einer zweiten in dem

Gehäusezwischenteil 15 angebrachten Bohrung verläuft. Im oberen Bereich der zylindrischen Wand 31 ist ein Ring 32 befestigt. Die

j Durchtrittsöffnung in dem Ring 32 läßt sich durch eine Abdeck-

j " kappe 33 verschließen, auf die eine Feder 34 drückt, deren anderes Ende sich gegen einen Arm 35 abstützt, der sich in die

] mit der zylindrischen Wand 31 koaxiale zweite Bohrung hineiner-

streckt. Der Ring 32 und die Abdeckkappe 33 bilden das Pumpen-

\ Ansaugventil, während der Ring 24 und die Abdeckkappe 25 das

■ Ausströmventil darstellen. Im oberen Bereich des Gehäusezwischenteiles 15 befindet sich noch eine zylindrische Wand 37, welche

} eine Ventilkammer 38 umschließt, in der das die Neuerung bildende

Absperrventil untergebracht ist. In der Ventilkammer 38 befindet sich ein glockenartiges Bauteil 41, welches den Schließsitz für das Absperrventil darstellt und mit einer äußeren ringförmigen Dichtung 42 versehen ist, mit der es gegen einen ringförmigen Innenabsatz 43 am unteren Ende der zylindrischen Wand 37 befestigt ist. Das Ventilsitzbauteil 41 enthält eine axiale Bohrung 44 und ist mit drei radial verlaufenden Rippen 4 5 versehen, die in einem Winkel vor. 120° zueinander angeordnet sind und eine größere Höhe

■ aufweisen als das Bauteil 41 an sich. Das obere Ende der Ventilkammer 38 ist durch einen Metalldeckel 46 verschlossen, dessen Umfangskante in einem ringförmigen Sitz ruht, der an der Oberkante der zylindrischen Wand 37 vorgesehen ist. In diesem ringförmigen Sitz der zylindrischen Wand 37 ist ferner die Umfangskante einer elastischen Ventilmembran 47 gehalten, und eine ringförmige Dichtung 48 ruht ebenfalls in diesem Sitz. Im Deckel 46 befindet sich ein Loch 49. Durch die Mitte der elastischen Ventilmembran erstreckt sich das Kopfende einos Ventilstößels 51, der ebenfalls an seinem Kopfende eine Scheibe 52 trägt, während sich eine weitere Scheibe 53 auf der entgegengesetzten Seite der Ventilmembran 47 befindet, so daß diese zwischen den Scheiben 52 und 53 eingeklemmt

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ist. Der Ventilstößel 51 verläuft durch die axiale Bohrung 44 in dem Ventilsitzbauteil 41 und ist an seinem unteren Ende mit einem flachen Kopf 54 versehen. Oberhalb des flachen Kopfes 54 sitzt auf dem unteren Teil des Ventilstößels 51 eine axial durchbohrte Kugel 55, die zweckmäßigerweise aus einem Material besteht, welches sich unter Berührung mit Kraftstoff nicht verändert oder beschädigt wird. Die Kugel kann z.B. aus einem Gummi bestehen, welches Temperaturen bis 200⁰C aushält. Die Kugel 55 ist so ausgebildet, daß sich mit ihr die axiale Bohrung 44 im Ventilsitzbauteil 41 von unten verschließen läßt, so daß damit das Absperrventil verschlossen ist. über die Bohrung 44 steht die Ventilkammer 38 mit der Ansaugkammer 56 der Pumpe in Verbindung, in welcher die zylindrische Wand 31 angeordnet ist. Die Ansaugkammer 56 wird durch eine runde Wand 57 umschlossen, die sich von der Basis des Gehäusezwischenteiles 15 nach oben erstreckt und an ihrem oberen Ende mit der zylindrischen Wand 37 in Verbindung steht.

Auf dem Gehäusezwischenteil 15 befindet sich ein oberer Deckel 58, der zweckmäßigerweise aus einem Stahlblech besteht und eine Pumpenaustrittskammer 59 umschließt, in der die zylindrische Wand 23 angeordnet ist. Der Deckel 58 besitzt einen oberen ringförmigen Rand 61, der unter Zwischenfügung einer ringförmigen Dichtung 62 gegen eine obere Kante der runden Wand 57 drückt, sowie einen unteren ringförmigen Rand 63 der um den oberen ringförmigen Rand 13 des Gehäuseunterteiles 2 gebördelt ist, wobei er gegen den Rand der elastischen Membran 12, den äußeren ringförmigen Rand 14 des Gehäusezwischenteiles 15 und gegen eine ringförmige Dichtung 64 drückt. Eine Eintrittsleitung 66 ist in die zylindrische Wand 37 eingeschraubt, um Kraftstoff aus der Austrittsleitung eines (nicht gezeigten) Tanks in die Ventilkammer gelangen zu lassen. Wie aus Figur 2 hervorgeht, sind am Deckel 58 noch eine durchbohrte Mutter 67 und ein Rohr 68 angebracht, die mit der Pumpenaustrittskammer 59 in Verbindung stehen und

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dazu dienehr den Kraftstoff in den (nicht gezeigten) Vergaser bzw. im Rücklauf In den Tank strömen zu lassen.

Die Arbeitswelse der mit einem Absperrventil versehenen Kraftstoffpumpe gemäß der Neuerung 1st wie folgt:

Während des normalen Betriebes erzeugt die Bewegung des Kipphebels 4 eine Hin- und Herbewegung des Stößels 3 und der Membran 12, Während der Abwärtsbewegung der Membran 12 wird durch den dabei entstehenden Unterdruck die Feder 34 zusammengedrückt, wobei die Abdeckkappe 33 sich nach' unten bewegt und das Ansaugventil öffnet. Gleichzeitig wird die Abdeckkappe 25 gegen den Ring 24 gedrückt, wodurch das Ausströmventil ,geschlossen bleibt. Im Gegensatz dazu wird bei der Aufwärtsbewegung der Membran 12 durch den dabei erzeugten Druck die Feder 26 zusammengedrückt, wodurch die Abdeckkappe 25 angehoben und das Ausströmventil geöffnet wird, während die Abdeckkappe 33 gegen den Ring 32 gedrückt Und damit das Ansaugeventil geschlossen wird.

Durch den in der Ansaugkammer 56 erzeugten Unterdruck und durch das Gewicht des Ventilstößels 51 des Absperrventils bleibt dieses während des Normalbetriebes offen und nimmt die'·in Fig. 1 gezeigte Stellung ein, bei der die radialen Rippen 45 einen Anschlag für die Scheibe 53 bilden. Auf diese Weise gelangt der vom Tank durch die Eintrittsleitung 66 kommende Kraftstoff in die Ventilkammer 38, strömt welter durch die axiale Bohrung 44, erreicht die Ansaugkammer 56 und wird von dort durch die Bewegung der Membran 12 in · die Pumpenaustrittskammer 59 gefördert.

Wenn das Fahrzeug sich überschlagen sollte, könnte die Kraftstoffpumpe, die im allgemeinen auf einem höheren Niveau als der Tank liegt, auf ein tieferes Niveau als der Tank zu liegen kommen, so daß ihre Eintrittsleitung 66, die ursprünglich höher lag als die Austrittsleitung des Tanks, sich nunmehr auf einem Niveau mit umgekehrten Vorzeichen befindet. Dennoch tritt dank der neuen

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Ausführung der Pumpe kein Kraftstoff aus dieser aus, da der durch den Kraftstoff in der Ventilkammer 38 ausgeübte Druck die elastisch© Ventilmembran 47 veranlaßt, sich zusammen mit dem Ventilstößel 51 zu bewegen, so daß die Kugel 55 die Bohrung 44 ' verschließt und das Absperrventil dadurch geschlossen bleibt. Das Druckausgleichsloch 49 im Deckel 46 ermöglicht eine freie Bewegung der Ventilmembran 47.

Wenn dagegen bereits im Normalfall die Pumpeneintrittsleitung tiefer liegt als die Austrittsleitung des Tanks, kann auch beim überschlagen des Fahrzeuges kein Kraftstoffausfluß vorkommen, da in diesem Fall die Eintrittsleitung 66 dann auf einem höheren Niveau liegen würde. In einem solchen Fall könnte das Absperrventil gemäß der Neuerung als ein Sicherheitsventil dienen, falls die Kraftstoffpumpe nicht mehr arbeiten sollte.

Mit einem Absperrventil gemäß der Neuerung, welches verhältnismäßig einfach, zuverlässig arbeitend und wirtschaftlich ist, ■ lassen sich die ernsthaften Gefahren,die mit dem Ausfluß von Kraftstoff aus der Kraftstoffpumpe eines Fahrzeuges bei dessen überschlagen verbunden sind, beseitigen.

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Claims

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1. Membranpumpe für die Förderung von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor, welche versehen 1st mit mindestens einer Eintrittsleitung für Kraftstoff aus einem Tank mit einer Austrittsleitung, einer Austritsleitung für den Kraftstoff aus der Pumpe, einim Ansaugventil und einem Ausströmventil, die beide von der Membran batätigbar sind, um den Kraftstoff von dar Eintrittsleitung in die Austrittsleitung zu fördern, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein von dem Ansaugventil (32, 33) und dem Ausströmventil (24, 25) vollständig getrenntes Absperrventil (41, 44, 55) aufweist f welches im Kraftstoffströmungsweg zwischen der Eintrittsleitung (66) und der Austrittsleitung (67) angeordnet und bei Normalbetrieb der Pumpe geöffnet ist, um den Durchtritt von Kraftstoff zu erlauben, und welches so ausgebildet ist, daß es sich in Schließstellung befindet und den Kraftstoffdurchtritt unterbricht, wenn die Eintrittsleitung (66) der Pumpe auf einem Niveau unterhalb der Austrittsleitung des Tanks liegt.

2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (41, 44, 55) eingangsseitig vom Ansaugventil ( 32, 33) angeordnet ist,

3. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil mindestens eine elastische Ventilmembran (47) enthält, welche mit einem Ventilstößel (51) verbunden ist, der einen Ventilverschlußkörper (55) trägt, mit dem der Kraftstoff weg verschließbar ist, daß sich die Ventilmembran (47) des Absperrventils bei Normalbetrieb unter dem Ansaugdruck der Pumpe in einer Stellung befindet, bei der der Ventilstößel (51) und der Ventilverschlußkörper (55) den Durchtritt von Kraftstoff gestatten, und daß sich die Ventilmembran (47) in einer Stellung befindet, bei der der Ventilstößel (51) und der Ventilverschlußkörper (55) den Durchtritt von Kraftstoff unterbinden, wenn die Eintrittsleitung (66) der Pumpe auf ein Niveau unter der Austrittsleitung des Tanks zu liegen kommt.

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4. Membranpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil in einer Ventilkammer (38) untergebracht ist, welche durch eine zur Pumpe gehörende zylindrische Wand (3) begrenzt ist, daß in der Ventilkammer (38) ein Ventilsitzbauelement (41) angeordnet ist, welches eine öffnung (44) zum Herstellen der Strömungsverbindung zwischen der Ventilkammer (38). und der Ansaugkammer (56) aufweist, in welcher das Ansaugventil (32, 33) angeordnet ist, daß die Ventilmembran (47) in der Ventil^ kammer (38) angeordnet ist, der Ventilstößel (51) sich durch diese öffnung (44) erstreckt und der ,Ventilverschlußkörper (55) als Kugel ausgebildet ist, die in der Ansaugkammer (56) angeordnet ist und mit der die öffnung (44) verschließbar ist, wenn Kraftstoff von der Eintrittsleitung (66) in die Ventilkammer (38) gelangt.

5. Membranpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilsitzbauteil (41) drei Rippen (45) aufweist, die einen Anschlag für die Bewegung des Ventilstößels (51) darstellen.

6. Membranpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfende des Ventilstößels (51) mit der elastischen Ventilmembran (47) und das untere Ende des Ventilstößels (51) mit dem Ventilverschlußkörper (55) verbunden ist, der sich bei Normalbetrieb auf einer Höhe unterhalb des Ventilsitzbauteiles (41) befindet«

7. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei Normalbetrieb die Eintrittsleitung (66) der Pumpe auf einer Höhe oberhalb der Austrittsleitung des Tanks befindet.

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