EP1381778A2 - Saugstrahlpumpe und verfahren zur herstellung einer düse für eine saugstrahlpumpe - Google Patents

Saugstrahlpumpe und verfahren zur herstellung einer düse für eine saugstrahlpumpe

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EP1381778A2
EP1381778A2 EP02732352A EP02732352A EP1381778A2 EP 1381778 A2 EP1381778 A2 EP 1381778A2 EP 02732352 A EP02732352 A EP 02732352A EP 02732352 A EP02732352 A EP 02732352A EP 1381778 A2 EP1381778 A2 EP 1381778A2
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    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber

Definitions

  • the invention relates to a suction jet pump, which is provided in particular for delivering fuel in a fuel tank, with a nozzle which is arranged in front of a mixing tube and can be connected to a propellant line and has a nozzle channel.
  • the invention further relates to a method for producing a nozzle for a suction jet pump.
  • suction jet pumps are frequently used in fuel tanks of today's motor vehicles in order to convey fuel from one chamber of the fuel tank to another chamber or to fill a swirl pot.
  • the nozzle of the known suction jet pump is made together with the housing in one piece from the plastic POM.
  • An injection mold is used to manufacture the nozzle.
  • the nozzle channel is produced by the injection molding process from a core of the injection mold.
  • a disadvantage of the known suction jet pump is that the nozzle channel has a very large diameter of mostly 0.5 mm. As a result, the suction jet pump has a very large consumption of propellant. This leads to high energy consumption of a feed pump supplying the suction jet pump with propellant. A reduction in the diameter of the nozzle channel is usually not possible due to the very large housing dimensions in relation to the nozzle channel, since the diameter of the core is not less than 0.5 mm for reasons of stability. allowed to walk.
  • the known suction jet pump has a propellant consumption of 25 liters per hour with this diameter of the nozzle channel.
  • the invention is based on the problem of designing a suction jet pump of the type mentioned at the outset in such a way that it has a particularly low consumption of propellant. Furthermore, a method for producing a nozzle for a suction jet pump which has a particularly low consumption of propellant is to be created.
  • the first-mentioned problem is solved according to the invention in that the nozzle has a nozzle insert as a separate component.
  • This design reduces the size of the component receiving the nozzle channel, so that smaller tools can be used for the production of the nozzle insert as an injection molded part, which allow the use of cores with a much smaller diameter.
  • nozzle channels of, for example, 0.3 mm can be injection molded without much effort generate reliable. This means that these nozzle inserts can be made from POM at particularly low cost.
  • the nozzle insert is made of metal.
  • the nozzle channel can be produced from metal using various manufacturing processes with a particularly small diameter.
  • nozzle ducts with a diameter of 0.3 mm can also be produced in Meell with little effort.
  • the suction jet pump according to the invention has a propellant consumption of approx. 10 liters per hour.
  • the suction jet pump according to the invention has a particularly low consumption of propellant.
  • the suction jet pump according to the invention has a particularly low energy consumption.
  • Another advantage of this design is that cavitation in the area of the nozzle channel can be largely prevented by a suitable selection of a plastic or a metal for the nozzle use.
  • the suction jet pump according to the invention thus has a consistently high delivery rate.
  • the nozzle can be manufactured particularly inexpensively if the metal of the nozzle insert is brass.
  • the production of the suction jet pump according to the invention for different areas of application with different intended pump capacities is particularly simple if the nozzle has a nozzle housing with a connection for the propellant line and the nozzle housing is designed to hold the nozzle insert. This allows the nozzle insert to be used for the intended application the suction jet pump with standard nozzle housings.
  • the nozzle housing can now be designed in one piece, since the nozzle insert is now an element closing the nozzle housing. This means there is no need to weld an end cap onto the nozzle housing.
  • the attachment of the nozzle insert to the nozzle housing is particularly simple if the nozzle insert is pot-shaped and overlaps an edge of the nozzle housing.
  • the second-mentioned problem namely the creation of a method for producing a nozzle for a suction jet pump that has a particularly low consumption of propellant, is solved according to the invention in that the nozzle insert is made of plastic, preferably POM, by the injection molding process, the nozzle channel producing during the injection molding becomes.
  • nozzle channels with a particularly small diameter can easily be produced in the nozzle insert if the nozzle channel is incorporated by means of a laser beam.
  • the manufacture of the nozzle channel in a metal nozzle insert requires a particularly low outlay for a production system if the nozzle channel is machined into the nozzle insert using a drilling tool.
  • the eroding process is conceivable as a further advantageous development.
  • the manufacture of the nozzle is particularly cost-effective if the nozzle insert and the nozzle housing are pressed together or clipped by means of locking elements.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a suction jet pump according to the invention
  • FIG. 2 shows a sectional view of the nozzle of the suction jet pump according to the invention from FIG. 1 before assembly.
  • Figure 1 shows schematically a suction jet pump with a nozzle 1 and with a mixing tube 2.
  • the nozzle 1 has a connection 3 for a propellant line, not shown.
  • the mixing tube 2 has a mixing area 4, in which propellant conveyed through the nozzle 1 and liquid drawn in from the area between the nozzle 1 and the mixing tube 2 mix. The liquid with the propellant then reaches a diffuser 5.
  • the mixing tube 2 is shown in section to clarify the drawing. Flows of the propellant and of aspirated liquid are also marked with arrows.
  • Such a suction jet pump is particularly suitable for conveying fuel within a fuel tank (not shown) of a motor vehicle.
  • Figure 2 shows a sectional view of the nozzle 1 before its assembly.
  • the nozzle 1 has a nozzle housing 6 and a nozzle insert 7.
  • the nozzle housing 6 is made of plastic by injection molding, while the nozzle insert 7 consists of POM.
  • a nozzle channel 8 is arranged in the nozzle insert 7.
  • the nozzle channel 8 was produced with a core in the injection mold.
  • the nozzle housing 6 has a projecting edge 9 which is overlapped by the nozzle insert 7 in the assembled state.
  • the nozzle housing 6 and the nozzle insert 7 are connected to one another by pressing.
  • the nozzle insert 7 has a projection 10. In the assembled state of the nozzle 1, the projection 10 penetrates into a groove 11 arranged in the edge 9 of the nozzle housing 6. As a result, the nozzle insert 7 and the nozzle housing 6 can be reliably connected to one another.
  • On the nozzle housing 6, a latching hook 12 is arranged, with which the suction jet pump can be clipped with adjacent components.
  • the mixing tube 2 shown in FIG. 1 and the nozzle housing 6 can be produced together from the plastic POM and can, for example, be glued or welded to one another.

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Abstract

Eine zur Förderung von Kraftstoff in einem Kraftstoffbehälter vorgesehene Saugstrahlpumpe hat einen separaten Düseneinsatz (7) mit einem Düsenkanal (8). Der Düseneinsatz kann sowohl aus Kunststoff im Spritzgussverfahren oder aus Metall erzeugt sein. Aufgrund der geringeren Bauteilgrösse bei Kunststoff oder durch die Wahl von Metall als Werkstoff für den Düseneinsatzkann der Düsenkanal (8) mit einem besonders geringen Durchmesser versehen werden. Die Saugstrahlpumpe weist einen besonders geringen Treibmittelverbrauch auf.

Description

Beschreibung
Saugstrahlpumpe und Verfahren zur Herstellung einer Düse für eine Saugstrahlpumpe
Die Erfindung betrifft eine Saugstrahlpumpe, welche insbesondere zur Förderung von Kraftstoff in einem Kraftstoffbehälter vorgesehen ist, mit einer vor einem Mischrohr angeordneten, mit einer Treibmittelleitung verbindbaren, einen Düsenkanal aufweisenden Düse. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Düse für eine Saugstrahlpumpe.
Solche Saugstrahlpumpen werden in Kraftstoffbehältern heutiger Kraftfahrzeuge häufig eingesetzt, um Kraftstoff aus einer Kammer des Kraftstoffbehälters in eine andere Kammer zu fördern oder um einen Schwalltopf zu füllen. Die Düse der bekannten Saugstrahlpumpe wird dabei zusammen mit dem Gehäuse einstückig aus dem Kunststoff POM gefertigt. Zur Herstellung der Düse wird eine Spritzgußform eingesetzt. Der Düsenkanal wird bei der Herstellung der Düse im Spritzgußverfahren von einem Kern der Spritzgußform erzeugt .
Nachteilig bei der bekannten Saugstrahlpumpe ist, daß der Düsenkanal einen sehr großen Durchmesser von meist 0,5 mm aufweist. Hierdurch hat die Saugstrahlpumpe einen sehr großen Verbrauch an Treibmittel . Dies führt zu einem hohen Energieverbrauch einer die Saugstrahlpumpe mit Treibmittel versorgenden Förderpumpe. Eine Verkleinerung des Durchmessers des Düsenkanals ist aufgrund der im Verhältnis zum Düsenkanal sehr großen Gehäuseabmessungen meist nicht möglich, da der Durchmesser des Kerns aus Stabilitätsgründen einen Durchmesser von ca. 0,5 mm nicht unter- schreiten darf. Die bekannte Saugstrahlpumpe hat bei diesem Durchmesser des Düsenkanals einen Treibmittelverbrauch von 25 Liter pro Stunde. Die Fertigung des Düsenkanals durch ein nachträgliches Bohren der im Spritzgußverfahren ohne Kern gefertigten Düse ist nicht möglich, da der Kunststoff ausfransen kann, was einen großen Reibungsverlust bei der anschließenden Durchströmung mit Treibmittel zur Folge hat. Ein weiteres Problem, das die Verringerung des Düsenkanals verhindert, tritt bei Saugstrahlpumpen auf, deren Düsengehäuse auf der dem Düsenkanal abgewandten Seite mit einer Endkappe verschlossen wird. Zum Erreichen eines dichten Abschlusses werden beide Teile miteinander verschweißt. Während des Schweißprozesses entstehen Verunreinigungen, die sich im Düsenkanal festsetzen können.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Saugstrahlpumpe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß diese einen besonders geringen Verbrauch an Treibmittel hat. Weiterhin soll ein Verfahren zur Fertigung einer Düse für eine einen besonders geringen Verbrauch an Treibmittel aufweisende Saugstrahlpumpe geschaffen werden.
Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düse einen Düseneinsatz als separates Bauteil aufweist.
Durch diese Gestaltung reduziert sich die Größe des den Düsenkanal aufnehmenden Bauteils, so daß für die Herstellung des Düseneinsatzes als Spritzgußteil kleinere Werkzeuge Verwendung finden können, die den Einsatz von Kernen mit einem wesentlich kleineren Durchmesser erlauben. Auf diese Weise lassen sich ohne größeren Aufwand Düsenkanäle von beispielsweise 0,3 mm im Spritzgußverfahren prozessicher erzeugen. Somit können diese Düseneinsätze besonders kostengünstig aus POM gefertigt werden.
In einer anderen Ausgestaltung ist der Düseneinsatz aus Metall gefertigt. Dadurch läßt sich der Düsenkanal mit verschiedenen Fertigungsverfahren mit einem besonders kleinen Durchmesser in dem Einsatz aus Metall erzeugen. Beispielsweise lassen sich dank der Erfindung auch in Me- tell mit geringem Aufwand Düsenkanäle mit einem Durchmesser von 0,3 mm erzeugen.
Die erfindungsgemäße Saugstrahlpumpe hat mit einem Durchmesser des Düsenkanals von 0,3 mm einen Treibmittelverbrauch von ca. 10 Liter pro Stunde. Hierdurch hat die erfindungsgemäße Saugstrahlpumpe einen besonders geringen Verbrauch an Treibmittel . Die erfindungsgemäße Saugstrahlpumpe hat eine besonders geringe Energieaufnahme . Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, daß sich durch eine geeignete Auswahl eines Kunststoffs oder eines Metalls für den Düseneinsatz eine Kavitation im Bereich des Düsenkanals weitgehend verhindern läßt. Die erfindungsgemäße Saugstrahlpumpe weist damit eine gleichbleibend hohe Förderleistung auf.
Die Düse läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig fertigen, wenn das Metall des Düseneinsatzes Messing ist.
Die Fertigung der erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe für verschiedene Einsatzgebiete mit unterschiedlichen vorgesehenen Pumpenleistungen gestaltet sich besonders einfach, wenn die Düse ein Düsengehäuse mit einem Anschluß für die Treibmittelleitung hat und das Düsengehäuse zur Halterung des Düseneinsatzes gestaltet ist. Hierdurch läßt sich der Düseneinsatz für vorgesehene Einsatzgebiete der Saugstrahlpumpe mit Standard-Düsengehäusen zusammenstellen. Hinzu kommt, daß durch den einsetzbaren Düseneinsatz das Düsengehäuse nunmehr einteilig gestaltet werden kann, da der Düseneinsatz nunmehr ein das Düsengehäuse verschließendes Element ist. Somit entfällt das Aufschweißen einer Endkappe auf das Düsengehäuse.
Die Befestigung des Düseneinsatzes an dem Düsengehäuse gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn der Düseneinsatz topfförmig gestaltet ist und einen Rand des Düsengehäuses übergreift.
Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung eines Verfahrens zur Fertigung einer Düse für eine einen besonders geringen Verbrauch an Treibmittel aufweisende Saugstrahlpumpe, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Düseneinsatz aus Kunststoff, vorzugsweise POM, im Spritzgußverfahren hergestellt wird, wobei der Düsenkanal während des Spritzgießens erzeugt wird.
Eine andere Lösung besteht darin, daß der Düsenkanal nach der Fertigung des Düseneinsatzes aus Metall oder Kunststoff in diesen eingearbeitet wird. Düsenkanäle mit einem besonders kleinen Durchmesser lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung einfach in dem Düseneinsatz erzeugen, wenn der Düsenkanal mittels eines Laserstrahls eingearbeitet wird.
Die Fertigung des Düsenkanals in einem Düseneinsatz aus Metall erfordert jedoch gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen Aufwand für eine Fertigungsanlage, wenn der Düsenkanal mit einem Bohrwerkzeug in den Düseneinsatz eingearbeitet wird. Als weiterevorteilhafte Weiterbildung ist das Erodierverfahren denkbar . Die Fertigung der Düse gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig, wenn der Düseneinsatz und das Düsengehäuse miteinander verpreßt oder mittels Rastelementen verklipst werden .
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.l eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe,
Fig.2 eine Schnittdarstellung der Düse der erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe aus Figur 1 vor der Montage .
Figur 1 zeigt schematisch eine Saugstrahlpumpe mit einer Düse 1 und mit einem Mischrohr 2. Die Düse 1 hat einen Anschluß 3 für eine nicht dargestellte Treibmittelleitung. Das Mischrohr 2 hat einen Mischbereich 4, in welchem sich durch die Düse 1 gefördertes Treibmittel und aus dem Bereich zwischen der Düse 1 und dem Mischrohr 2 angesaugte Flüssigkeit mischt. Anschließend gelangt die Flüssigkeit mit dem Treibmittel in einen Diffusor 5. Zur Verdeutlichung der Zeichnung ist das Mischrohr 2 geschnitten dargestellt. Weiterhin sind Strömungen des Treibmittels und von angesaugter Flüssigkeit mit Pfeilen gekennzeichnet. Eine solche Saugstrahlpumpe eignet sich insbesondere zum Fördern von Kraftstoff innerhalb eines nicht dargestellten Kraftstoffbehälters eines Kraftfahrzeuges . Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung der Düse 1 vor ihrer Montage. Die Düse 1 hat ein Düsengehäuse 6 und einen Düseneinsatz 7. Das Düsengehäuse 6 ist aus Kunststoff im Spritzgußverfahren gefertigt, während der Düseneinsatz 7 aus POM besteht. In dem Düseneinsatz 7 ist ein Düsenkanal 8 angeordnet . Der Düsenkanal 8 wurde mit einem Kern im Spritzgußwerkzeug erzeugt. Das Düsengehäuse 6 weist einen hervorstehenden Rand 9 auf, der im montierten Zustand von dem Düseneinsatz 7 übergriffen wird. Das Düsengehäuse 6 und der Düseneinsatz 7 werden durch Verpressen miteinander verbunden. Der Düseneinsatz 7 weist einen Vorsprung 10 auf. Im montierten Zustand der Düse 1 dringt der Vorsprung 10 in eine im Rand 9 des Düsengehäuses 6 angeordnete Rille 11 ein. Hierdurch lassen sich der Düseneinsatz 7 und das Düsengehäuse 6 zuverlässig miteinander verbinden. An dem Düsengehäuse 6 ist ein Rasthaken 12 angeordnet, mit dem sich die Saugstrahlpumpe mit angrenzenden Bauteilen verklipsen läßt.
Das in Figur 1 dargestellte Mischrohr 2 und das Düsengehäuse 6 lassen sich gemeinsam aus dem Kunststoff POM fertigen und können beispielsweise miteinander verklebt oder verschweißt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Saugstrahlpumpe, welche insbesondere zur Förderung von Kraftstoff in einem Kraftstoffbehälter vorgesehen ist, mit einer vor einem Mischrohr angeordneten, mit einer Treibmittelleitung verbindbaren, einen Düsenkanal aufweisenden Düse, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (1) im Bereich des Düsenkanals (8) einen Düseneinsatz (7) aufweist .
2. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz (7) aus Kunststoff, vorzugsweise POM, besteht .
3. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz (7) aus einem Metall, vorzugsweise Messing, besteht.
4. Saugstrahlpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (1) ein Düsengehäuse (6) mit einem Anschluß (3) für die Treibmittelleitung hat und daß das Düsengehäuse (6) zur Halterung des Düseneinsatzes (7) gestaltet ist.
5. Saugstrahlpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz (7) topfförmig gestaltet ist und einen Rand (9) des Düsengehäuses (6) übergreift.
6. Verfahren zur Herstellung einer Düse für eine Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz als separates Bauteil aus Kunststoff im Spritzgußverfahren gefertigt wird, wobei der Düsenkanal während des Spritzgießens erzeugt wird.
7. Verfahren zur Herstellung einer Düse für eine Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal nach der Fertigung des Düseneinsatzes aus Metall oder Kunststoff in diesen eingearbeitet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal mit einem Bohrwerkzeug in den Düseneinsatz eingearbeitet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal mittels eines Laserstrahls oder im Erodierverfahren in den Düseneinsatz eingearbeitet wird.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz und das Düsengehäuse miteinander verpreßt oder verklipst werden.
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