EP0379631A1 - Kraftstoff-Fördereinrichtung - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
- F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
- F02M37/10—Feeding by means of driven pumps electrically driven submerged in fuel, e.g. in reservoir
- F02M37/103—Mounting pumps on fuel tanks
Definitions
- the invention relates to a fuel delivery device, consisting of a container to be arranged in a fuel tank, in which an electrically driven pump is arranged and which has damping elements made of elastic material to prevent structure-borne noise from the pump into the fuel tank.
- a fuel delivery device consisting of a container to be arranged in a fuel tank, in which an electrically driven pump is arranged and which has damping elements made of elastic material to prevent structure-borne noise from the pump into the fuel tank.
- Such fuel delivery devices are built into the fuel tanks of today's motor vehicles and are generally known.
- a fuel tank that is only slightly filled forms a good resonance body for the electrically driven fuel delivery device arranged in it. It is therefore very easy for the vehicle occupants to hear unpleasant noises, which one tries to mitigate or to avoid by supporting the pump within the container with the damping elements.
- damping elements have to meet very different requirements. They should be relatively soft so that they transmit as little vibration as possible from the pump to the tank, but must have a sufficiently high section modulus around the pump to support. The pump must not change due to the support torque when working at its height. Furthermore, swelling of the damping elements must not lead to a height shift of the pump.
- the invention has for its object to provide a fuel delivery device of the type mentioned in such a way that it excludes the introduction of vibration from the pump into the tank as much as possible and that it does not result in a height shift either by the torque support of the pump or by swelling of the damping elements the pump comes in the fuel tank.
- the invention deviates from the previously known design principle of storing the pump in the container with the damping elements, and instead fastens the container with damping elements in the fuel tank.
- This new design principle results in greater freedom of design for the damping elements, in particular there is more space for the damping elements, since these no longer have to be arranged in the narrow space between the pump and the container, but rather are located outside the container.
- the assembly of the fuel delivery device according to the invention is also made easier by the new design principle than in the prior art.
- a particularly effective noise decoupling is achieved if, according to one embodiment of the invention, the pump is fastened in the container with the interposition of an elastic element.
- the pump is connected to the fuel tank via two elastic elements connected in series.
- Man can therefore design the two elastic elements so that they each optimally dampen a certain frequency range.
- the elastic mounting of the pump in the container is structurally particularly simple if the container has an inward, circumferential flange on its underside, on which an O-ring rests as an elastic element on which the pump is supported.
- the pump can be kept vertically aligned in the container in a simple manner without the risk of mutual contact of metal parts if, according to a further development of the invention, the pump has an O-ring protruding beyond its outer contour near its upper end, which is drawn in against one Section of the container rests.
- the damping elements are subjected to tensile stress over a partial area and pressure over the other partial area, which is very favorable for vibration damping if they are connected near their upper and lower ends to a holder fixedly arranged on the fuel tank and if the container has radial projections engages in one damping element.
- the projections are designed as flat webs with their narrow sides pointing upwards, each of which engages in a corresponding slot in the damping element.
- a high elasticity in the vertical direction without an undesirably strong reduction in the strength in the tangential direction, which is required to absorb the torque of the pump, results when the slot of each damping element is provided in a central damping element region and when this central damping element region is up and down towards a hollow profile area and then a fastening area.
- Adequate strength of the upper hollow profile, which is subject to tensile stress, without an undesirably strong reduction in its elasticity can be achieved in a simple manner in that the upper hollow profile has a stiffening rib which has a bulge on one side.
- the maximum possible compression of the lower hollow profile can be limited with little effort by the fact that the lower hollow profile has two projections facing one another from above and below within its profile opening.
- a bubble-free delivery of fuel is possible with the fuel delivery device according to the invention under all operating conditions of a motor vehicle if the pump is designed in two stages and the first stage for filling one is separated from the rest of the container th pre-pressure chamber via a riser pipe and if the second stage is connected on the suction side to this pre-pressure chamber.
- FIG. 1 shows a bottom of a fuel tank 1, on which a bayonet ring 2 is permanently attached.
- a holder 3 is detachably fastened, which holds a container 7 via three damping elements 4, 5, 6 shown in FIG. 2 in such a way that it does not receive a rigid connection to the fuel tank 1.
- An electromotive, two-stage pump 8 is arranged in the container 7. This is supported with a lower shoulder 9 via an O-ring 10 on an inwardly directed flange 11 of the container 7, so that its height is fixed in this way.
- the pump 8 Near its upper end, the pump 8 has an O-ring 12 on its outer surface, which projects over the outer contour of the pump 8 and bears against an inwardly drawn section 13 of the container 7. As a result, the pump 8 is aligned vertically in the container 7 and only touches it with the O-rings 10 and 12.
- the pump 8 sucks in fuel at its lower end via a filter 14 and initially conveys it into a pre-pressure chamber 15 of the container 7. From the pre-pressure chamber 15, the fuel passes through a filter 16 to pump inlets 17, 18 of the second stage of the pump 8. The fuel then passes from the pump 8 to the internal combustion engine via an outlet 19.
- FIG. 2 The top view according to FIG. 2 shows that the container 7 is carried by a total of three damping elements 4, 5, 6.
- a line 20 connected to the outlet 19 of the pump 8 is shown in FIG. 2, which leads, for example, to an injection system.
- a line 21 returning from the injection system is shown, which opens into the container 7.
- FIG. 3 shows that the pump 8 with its first stage is able to convey the fuel sucked in through the filter 14 through an outlet 22 and a riser pipe 23 leading almost to the upper edge of the container 7 into the pre-pressure chamber 15 of the container 7.
- the damping element 5 can be seen in FIG. This has a slot 24 in a central damping element region 26, into which the container 7 engages with a projection 25 designed as a radial web.
- FIG. 4 shows that the damping element 5, following its central damping element region 26, which has the slot 24, has an oval hollow profile 27 at the top and bottom , 28 has.
- the upper hollow profile 27 has a stiffening rib 29 which divides it into two halves and leads from top to bottom with a central bulge 30. This stiffening rib 29 with its bulge 30 is completely stretched when the damping element 5 is excessively stressed in its upper region.
- the lower hollow profile 28 has two rounded projections 31, 32 which face one another and which, when the lower region of the damping element 5 is subjected to excessive pressure, come together.
- the hollow profiles 27 and 28 are connected upwards and downwards by a fastening area 33, 34, with which the damping element 5 is fastened in the holder 3.
- the fastening areas 33, 34 are each inserted into a slot 35, 36 of the holder 3.
- Figure 4 also shows that in the middle damping element area 26 on opposite sides a bead 37, 38 is provided, which projects approximately the same outward as the two hollow profiles 27, 28 and the strength of the damping element 5 against by the torque of Pump 8 generated twisting increased.
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Fördereinrichtung, bestehend aus einem in einem Kraftstofftank anzuordnenden Behälter, in dem eine elektrisch angetriebene Pumpe angeordnet ist und welche Dämpfelemente aus elastischem Material zur Vermeidung einer Körperschalleinleitung von der Pumpe in den Kraftstofftank aufweist. Solche Kraftstoff-Fördereinrichtungen sind in den Kraftstofftanks heutiger Kraftfahrzeuge eingebaut und allgemein bekannt.
- Insbesondere ein nur noch wenig gefüllter Kraftstofftank bildet für die in ihm angeordnete, elektrisch angetriebene Kraftstoff-Fördereinrichtung einen guten Resonanzkörper. Es kommt deshalb sehr leicht zu für die Fahrzeuginsassen unangenehm wahrnehmbaren Geräuschen, die man dadurch zu mildern oder zu vermeiden versucht, daß man die Pumpe innerhalb des Behälters mit den Dämpfelementen abstützt. Solche Dämpfelemente müssen sehr unterschiedliche Anforderungen erfüllen. Sie sollen relativ weich sein, damit sie möglichst wenig Schwingungen von der Pumpe in den Tank übertragen, müssen jedoch ein ausreichend hohes Widerstandsmoment aufweisen, um die Pumpe abzustützen. Die Pumpe darf sich nicht durch das Abstützmoment beim Arbeiten in ihrer Höhenlage verändern. Weiterhin darf ein Quellen der Dämpfelemente nicht zu einer Höhenverlagerung der Pumpe führen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoff-Fördereinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie eine Schwingungseinleitung von der Pumpe in den Tank möglichst weitgehend ausschließt und daß es weder durch die Drehmomentabstützung der Pumpe, noch durch ein Quellen der Dämpfelemente zu einer Höhenverlagerung der Pumpe im Kraftstofftank kommt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Behälter ausschließlich über die Dämpfelemente mit dem Kraftstofftank verbunden ist.
- Mit der Erfindung wird von dem bisher bekannten Konstruktionsprinzip abgewichen, die Pumpe im Behälter mit den Dämpfelementen zu lagern, und stattdessen der Behälter mit Dämpfelementen im Kraftstofftank befestigt. Durch dieses neue Konstruktionsprinzip ergibt sich für die Dämpfelemente eine größere Gestaltungsfreiheit, insbesondere hat man mehr Platz für die Dämpfelemente, da diese nicht mehr in dem engen Raum zwischen der Pumpe und dem Behälter angeordnet werden müssen, sondern sich außerhalb des Behälters befinden. Auch die Montage der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Fördereinrichtung wird durch das neue Konstruktionsprinzip einfacher als beim Stand der Technik.
- Eine besonders wirksame Geräuschsentkopplung erreicht man, wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Pumpe unter Zwischenschaltung eines elastischen Elementes im Behälter befestigt ist. Durch diese Gestaltung ist die Pumpe über zwei hintereinander geschaltete, elastische Elemente mit dem Kraftstofftank verbunden. Man kann deshalb die beiden elastischen Elemente so gestalten, daß sie jeweils optimal einen bestimmten Frequenzbereich dämpfen.
- Konstruktiv besonders einfach ist die elastische Lagerung der Pumpe im Behälter, wenn der Behälter an seiner Unterseite einen nach innen gerichteten, umlaufenden Flansch hat, auf dem als elastisches Element ein O-Ring aufliegt, auf dem sich die Pumpe abstützt.
- Die Pumpe kann im Behälter auf einfache Weise senkrecht ausgerichtet gehalten werden, ohne daß die Gefahr einer gegenseitigen Berührung von Metallteilen besteht, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Pumpe nahe ihrem oberen Ende einen über ihre Außenkontur ragenden O-Ring aufweist, welcher gegen einen eingezogenen Abschnitt des Behälters anliegt.
- Die Dämpfelemente werden über einen Teilbereich auf Zug und über den anderen Teilbereich auf Druck beansprucht, was für die Schwingungsdämpfung sehr günstig ist, wenn sie nahe ihrem oberen und unteren Ende mit einem fest auf dem Kraftstofftank angeordneten Halter verbunden sind und wenn der Behälter mit radialen Vorsprüngen in jeweils ein Dämpfelement greift.
- Zur weiteren Verbesserung des Dämpfverhaltens und zur Minderung der Herstellungskosten des Dämpfelementes trägt es bei, wenn die Vorsprünge als flache, mit ihrer Schmalseite nach oben weisende Stege ausgebildet sind, welche jeweils in einen entsprechenden Schlitz des Dämpfelementes greifen.
- Eine hohe Elastizität in senkrechter Richtung ohne unerwünscht starke Verminderung der Festigkeit in tangentialer Richtung, die zur Aufnahme des Drehmomentes der Pumpe erforderlich ist, ergibt sich, wenn der Schlitz jedes Dämpfelementes in einem mittleren Dämpfelementbereich vorgesehen ist und wenn sich diesem mittleren Dämpfelementbereich nach oben und unten hin ein Hohlprofilbereich und danach ein Befestigungsbereich anschließt.
- Eine ausreichende Festigkeit des auf Zug beanspruchten, oberen Hohlprofils ohne unerwünscht starke Verminderung seiner Elastizität läßt sich auf einfache Weise dadurch erzielen, daß das obere Hohlprofil eine Aussteifungsrippe aufweist, welche nach einer Seite hin eine Ausbauchung hat.
- Das maximal mögliche Zusammendrücken des unteren Hohlprofils kann mit geringem Aufwand dadurch begrenzt werden, daß das untere Hohlprofil innerhalb seiner Profilöffnung zwei von oben und unten her aufeinandergerichtete Vorsprünge aufweist.
- Ein insgesamt optimales Dämpfverhalten ergibt sich, wenn die beiden dem Behälter nicht zu- oder abgewandten Seitenflächen des Dämpfelementes im Bereich der Hohlprofile nach außen bogenförmig gekrümmt verlaufen und der mittlere Dämpfelementbereich in Höhe des Schlitzes nach beiden Seiten hin einen nach außen und damit in gleicher Richtung wie die Hohlprofile gerichteten Wulst aufweisen.
- Ein blasenfreies Fördern von Kraftstoff ist mit der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Fördereinrichtung unter allen Betriebsbedingungen eines Kraftfahrzeugs möglich, wenn die Pumpe zweistufig ausgebildet ist und die erste Stufe zum Befüllen eines vom übrigen Behälter abgetrenn ten Vordruckraumes über ein Steigrohr dient und wenn die zweite Stufe ansaugseitig mit diesem Vordruckraum verbunden ist.
- Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
- Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Kraftstoff-Fördereinrichtung nach der Erfindung,
- Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kraftstoff-Fördereinrichtung,
- Fig. 3 einen gegenüber Figur 1 um 90 Grad verdrehten, senkrechten Schnitt durch die Kraftstoff-Fördereinrichtung,
- Fig. 4 eine Seitenansicht der Kraftstoff-Fördereinrichtung.
- Die Figur 1 zeigt einen Boden eines Kraftstofftanks 1, auf dem ein Bajonettring 2 unlösbar befestigt ist. Auf diesem Bajonettring 2 ist lösbar ein Halter 3 befestigt, der über drei in Figur 2 gezeigte Dämpfelemente 4, 5, 6 einen Behälter 7 derart haltert, daß dieser keine starre Verbindung mit dem Kraftstofftank 1 erhält.
- Im Behälter 7 ist eine elektromotorisch angetriebene, zweistufige Pumpe 8 angeordnet. Diese stützt sich mit einer unteren Schulter 9 über einen O-Ring 10 auf einem nach innen gerichteten Flansch 11 des Behälters 7 ab, so daß auf diese Weise ihre Höhenlage festgelegt ist.
- Nahe ihrem oberen Ende hat die Pumpe 8 auf ihrer Mantelfläche einen O-Ring 12, der über die Außenkontur der Pumpe 8 ragt und gegen einen nach innen gerichteten, eingezogenen Abschnitt 13 des Behälters 7 anliegt. Dadurch ist die Pumpe 8 senkrecht im Behälter 7 ausgerichtet und berührt diesen lediglich mit den O-Ringen 10 und 12.
- Die Pumpe 8 saugt über ein Filter 14 an ihrem unteren Ende Kraftstoff an und fördert diesen zunächst in einen Vordruckraum 15 des Behälters 7. An diesen Vordruckraum 15 ist auch der nicht gezeigte Rücklauf der Pumpe 8 angeschlossen. Vom Vordruckraum 15 gelangt der Kraftstoff über ein Filter 16 zu Pumpeneinlässen 17, 18 der zweiten Stufe der Pumpe 8. Über einen Auslaß 19 gelangt der Kraftstoff anschließend von der Pumpe 8 zur Brennkraftmaschine.
- Die Draufsicht gemäß Figur 2 zeigt, daß der Behälter 7 von insgesamt drei Dämpfelementen 4, 5, 6 getragen wird. Zusätzlich ist in Figur 2 eine am Auslaß 19 der Pumpe 8 angeschlossene Leitung 20 gezeigt, die beispielsweise zu einer Einspritzanlage führt. Weiterhin ist eine von der Einspritzanlage zurückführende Leitung 21 dargestellt, die in den Behälter 7 mündet.
- Die Figur 3 läßt erkennen, daß die Pumpe 8 mit ihrer ersten Stufe den über den Filter 14 angesaugten Kraftstoff über einen Auslaß 22 und ein bis nahezu zur Oberkante des Behälters 7 führendes Steigrohr 23 in den Vordruckraum 15 des Behälters 7 zu fördern vermag. Weiterhin ist in Figur 3 das Dämpfelement 5 zu erkennen. Dieses hat in einem mittleren Dämpfelementbereich 26 einen Schlitz 24, in den der Behälter 7 mit einem als radialen Steg ausgebildeten Vorsprung 25 greift.
- Die genaue Gestaltung des Dämpfelementes 5 und damit natürlich auch die der anderen ergibt sich aus Figur 4. Diese zeigt, daß das Dämpfelement 5 im Anschluß an seinen mittleren Dämpfelementbereich 26, der den Schlitz 24 aufweist, nach oben und unten hin jeweils ein ovales Hohlprofil 27, 28 hat. Das obere Hohlprofil 27 hat eine dieses in zwei Hälften teilende, von oben nach unten führende Aussteifungsrippe 29 mit einer mittleren Ausbauchung 30. Diese Aussteifungsrippe 29 mit ihrer Ausbauchung 30 wird vollständig gestreckt, wenn das Dämpfelement 5 in seinem oberen Bereich übermäßig auf Zug beansprucht wird. Das untere Hohlrofil 28 hat zwei aufeinandergerichtete, gerundete Vorsprünge 31, 32, die sich bei übermäßiger Druckbeanspruchung des unteren Bereiches des Dämpfelementes 5 aufeinandersetzen.
- Den Hohlprofilen 27 und 28 schließt sich nach oben und unten jeweils ein Befestigungsbereich 33, 34 an, mit dem das Dämpfelement 5 im Halter 3 befestigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Befestigungsbereiche 33, 34 jeweils in einen Schlitz 35, 36 des Halters 3 eingeschoben. Die Figur 4 läßt desweiteren erkennen, daß im mittleren Dämpfelementbereich 26 an gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Wulst 37, 38 vorgesehen ist, der in etwa gleich weit nach außen ragt wie die beiden Hohlprofile 27, 28 und die Festigkeit des Dämpfelementes 5 gegen durch das Drehmoment der Pumpe 8 erzeugtes Verdrehen erhöht.
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