EP2486264A1 - Handpumpe zum pumpen von flüssigkeiten und filtersystem für flüssigkeiten mit einer handpumpe - Google Patents

Handpumpe zum pumpen von flüssigkeiten und filtersystem für flüssigkeiten mit einer handpumpe

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EP2486264A1
EP2486264A1 EP10750094A EP10750094A EP2486264A1 EP 2486264 A1 EP2486264 A1 EP 2486264A1 EP 10750094 A EP10750094 A EP 10750094A EP 10750094 A EP10750094 A EP 10750094A EP 2486264 A1 EP2486264 A1 EP 2486264A1
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EP
European Patent Office
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membrane
pump housing
pump
actuating body
hand pump
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EP10750094A
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English (en)
French (fr)
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EP2486264B1 (de
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Christian Thalmann
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Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
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Publication date
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    • 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
    • F02M37/16—Feeding by means of driven pumps characterised by provision of personally-, e.g. manually-, operated pumps
    • 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
    • F02M37/22—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system
    • F02M37/32—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by filters or filter arrangements
    • F02M37/44—Filters structurally associated with pumps
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009—Special features
    • F04B43/0054—Special features particularities of the flexible members
    • F04B43/0063—Special features particularities of the flexible members bell-shaped flexible members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/023—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms double acting plate-like flexible member
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    • F04B43/12—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/14—Pistons, piston-rods or piston-rod connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/14—Pumps characterised by muscle-power operation

Definitions

  • the invention relates to a hand pump for pumping liquids, in particular fuel, in particular a motor vehicle, having an inlet and an outlet for the liquid having pump housing and axially therein to a lifting axis movably mounted actuating body and a membrane with a Hubachse surrounding flexible annular portion which is radially inwardly mounted in a mounting region of the actuating body and radially outwardly in a holding region of the pump housing, wherein the actuating body is pressed with the membrane during a lifting movement against the force of an elastic element from a rest position into an actuating position in the pump housing and by means of elastic element led out again in the rest position and thus the volume of a pump chamber can be changed, wherein a lifting height of the actuating body is greater than a smallest radial distance in a stroke between the holding area and the attachment area.
  • the invention further relates to a filter system for liquids, in particular fuel, in particular a motor vehicle, with a hand pump for pumping the liquids, with a pump housing and an actuating body movably mounted therein axially relative to a lifting axis.
  • a diaphragm having a flexible ring portion surrounding the lift axis which is fixed with a radially inner side in a mounting region of the actuator body and with a radially outer side in a holding region of the pump housing, wherein the actuating body with the membrane during a lifting movement against the force of an elastic Pressed elements of a first end position in a second end position in the pump housing and led out by means of the elastic element back into the first end position and thus the volume of a pump chamber can be changed, wherein a lifting height of the actuating body is greater than a smallest radial distance at a stroke the holding area and the attachment area.
  • Fuel supply systems for internal combustion engines are often provided with generic hand pumps, which serve to facilitate the re-start at leer expressedem tank or after replacing a fuel filter.
  • hand pumps are often structurally associated with a filter head for connection of the fuel filter.
  • a hand pump for conveying fuel in a Kraftstoffzu 1500system wherein the hand pump is structurally associated with a fuel filter.
  • a housing lower part of the fuel pump is formed on a connection head for the fuel filter.
  • a lid is attached by means of a retaining ring.
  • the peripheral wall of a membrane is clamped in a holding region, which extends substantially along the inside of the lid.
  • a radially inner region of the membrane is clamped in an attachment area between the lower plate of a knob and a support plate.
  • To pump the knob is pressed against a spring preload and thus reduces the volume of a pump chamber.
  • the attachment area always remains on one side of the holding area, so that the lifting height is correspondingly limited and a large part of the possible stroke volume remains unused.
  • the invention has the object of providing a hand pump and a filter system with a hand pump of the type mentioned in such a way that the largest possible stroke volume is realized with the smallest possible space.
  • This object is achieved in that the holding region of the pump housing is considered axially to Hubachse between the position of the mounting portion in the rest position and the position of the mounting portion in the operating position.
  • the actuating body is moved at a stroke with the mounting area on the holding area addition.
  • the freedom of movement of the membrane is optimally utilized and thus maximizing the stroke volume achievable with a given installation space.
  • the lifting height is greater than the smallest possible distance between the holding portion and the mounting portion, the gap between a radially inner peripheral side of the pump housing and a radially outer peripheral side of the actuating body is minimized.
  • the width of the gap is less than 5 mm.
  • the membrane is optimally supported by the mounting area with the largest possible diameter against changing pressure loads, which has a positive effect on the stroke volume.
  • the holding region of the pump housing may be located centrally between the position of the fastening region in the rest position and the position of the fastening region in the actuating position of the actuating body. In this way, the axial deflection of the actuating body on both sides of the holding area is the same, so that the lifting height can be maximized and the available space is optimally utilized.
  • the ring portion of the membrane can be curved and umstülpbar, in particular the membrane be a rolling membrane. So It is possible that the ring section can be everted with little effort in the gap between the mounting portion in the holding area when passing the holding portion. A rolling membrane can easily be everted even with minimal gap widths.
  • the membrane may advantageously be made of an elastomer.
  • Elastomers are flexible, robust and can easily be designed into complex shapes.
  • the membrane may have a circumferential sealing bead which is clamped between a cover and a housing lower part of the pump housing. In this way, a good seal between the membrane and the pump housing is achieved, so that the escape of liquid is excluded from the holding area.
  • the actuating body may comprise an outer cap on or in which a support cap is arranged, and the membrane may be clamped between the outer cap and the support cap.
  • the membrane can be clamped flat and stable between the outer cap and the support cap in the region of its center. A separate seal in the mounting area is not required.
  • the membrane is designed as a ring element and only a radially inner region of the ring member between the knob and the support cap is tightly clamped.
  • the membrane is optimized in terms of material usage.
  • the actuator body having a knob and the membrane may be molded onto the knob and designed as a ring member. A ring element is optimized with respect to the material used.
  • the hand pump according to the invention is thus made of fewer parts and is easier to assemble.
  • the hand pump can be integrated in a filter system for liquids, in particular a filter head.
  • a filter system for liquids, in particular a filter head.
  • the hand pump according to the invention with an optimal ratio between the stroke volume and space has a particularly favorable.
  • the technical object is further achieved according to the invention that, in the case of the hand pump of the filter system, the holding area of the pump housing, viewed axially relative to the lifting axis, lies between the position of the fastening area in the rest position and the position of the fastening area in the actuating position.
  • FIG. 1 shows schematically a section of a hand pump, which is integrated in a filter head of a fuel filter system;
  • Figure 2 shows schematically a section of the hand pump of Figure 1 during actuation;
  • FIG. 3 schematically shows another section of the hand pump from FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a detail of a fuel filter system 10 of an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the fuel filter system 10 comprises a filter head 12 to which a replaceable filter 14 of no further interest is mounted.
  • a hand pump 16 is integrated in the filter head 12.
  • the hand pump 16 is used for manual suction of the fuel from a tank, for example, after replacement of the replaceable filter 14 or before a restart of the internal combustion engine at leer fretem tank.
  • a suction pipe 18 of the hand pump 16 is arranged in the filter head 12.
  • the suction line 18 is visible in the section in FIG.
  • the Suction line 18 is connected to a fuel supply line, not shown in the figures, which comes from the tank and opens into a pump chamber 20 of a pump housing 22 of the hand pump 16.
  • a fuel supply line not shown in the figures, which comes from the tank and opens into a pump chamber 20 of a pump housing 22 of the hand pump 16.
  • an inlet check valve 24 is arranged, which is used for drawing in fuel opens into the pump chamber 20.
  • a pressure line 26 of the hand pump 16 shown in Figures 1 and 2 connects the pump chamber 20 with an inlet 28 of the replaceable filter 14.
  • an outlet check valve 30 is arranged, which for pumping fuel from the pump chamber 20 in opens the replaceable filter 14.
  • knob 32 is mounted axially movable to a stroke axis 34.
  • the knob 32 consists of an outer cap 36 and a support cap 38.
  • the outer cap 36 is a total of approximately cup-shaped. At the free end face of the outer cap 36, a radial flange 40 is integrally formed.
  • the support cap 38 is also approximately cup-shaped. It has at its free end face on a radial counter flange 42, the radially outer edge is bent at right angles from the bottom 44 of the support cap 38 away.
  • the support cap 38 is inserted in the outer cap 36, wherein an approximately cup-shaped, stepped in its peripheral side membrane 46 made of rubber between the support cap 38 and the outer cap 36 is clamped.
  • a curved annular portion 48 of the membrane 46 surrounds a mounting portion 50 of the knob 32 for the diaphragm 46 between the flange 40 and the mating flange 42nd
  • the annular portion 48 has at the radially outer edge of the membrane 46 has a circumferential sealing bead 52.
  • the sealing bead 52 is clamped in a holding region 54 between a cover 56 and an upper edge of a housing lower part 58 of the pump housing 22 and at the same time assumes a sealing function.
  • the pump housing 22 is sealingly closed by beading the lid 56 at the edge.
  • the provided with the membrane 46 knob 32 protrudes through an opening 60 in the lid 56 to the outside, wherein the radial flange 40 rests on the inside of the lid 56.
  • the ring portion 48 of the membrane 46 extends from the holding portion 54 to the mounting portion 50 and is located in the rest position I of the knob 32 shown in Figures 1 and 3 on the lid 56 at.
  • a cylinder portion 62 extends which is arranged concentrically to the stroke axis 34.
  • the axial extent of the cylinder portion 62 corresponds approximately to the axial extent of the support cap 38.
  • the lower housing part 58 comprises a cylindrical wall portion 64, at the lower end of a bottom 66 is inserted.
  • the bottom 66, the cylindrical wall portion 64, the diaphragm 46 and the knob 32 define the pump chamber 20, the volume of which by pressing the Knobs 32 and corresponding movement of the diaphragm 46 is variable.
  • two guide elements 68 On the floor 66 are in concentric alignment with the cylinder portion 62 of the support cap 38, two guide elements 68. In a limited by the guide elements 68 cylindrical interior is the cylinder portion 62. The guide elements 68 are over their entire extent in the direction of the lifting axis 34th through two passage gaps 70, which are aligned in Figures 1 and 2, separated from each other. Through the passage gaps 70, fuel can pass from the region of the pump chamber 20 surrounding the guide elements 68 into the interior.
  • the guide elements 68 and the cylinder portion 62 are surrounded by a spiral compression spring 72.
  • the compression coil spring 72 is supported on the one hand on the inside of the bottom 66 of the lower housing part 58 and on the other hand on the inside of the bottom 44 of the support cap 38.
  • the knob 32 is pressed with the diaphragm 46 against the force of the compression coil spring 72 from the rest position I in an operating position II, which is shown in Figure 2, in the pump chamber 20.
  • the position of the mounting portion 50 in the rest position I with a dashed line 73 and in the operating position II with a dashed line 75 is indicated.
  • the holding region 54 of the pump housing 22 is located axially to the stroke axis 34 centrally between the Posi tion 73 of the mounting portion 50 in the rest position I and the position 75 of the mounting portion 50 in the operating position II of the knob 32.
  • the lifting height 77 of the knob 32 is greater than the smallest possible distance between the holding region 54 and the fastening region 50 during a stroke.
  • the width of the gap 74 remaining between the holding region 54 and the fastening region 50 is indicated by the double arrow 74 in FIG preferably less than 5 mm.
  • the ring portion 48 of the designed as a rolling diaphragm membrane 46 is everted by means of a rolling change in shape.
  • the volume of the pump chamber 20 decreases and the pressure in the pump chamber 20 increases. This pressure increase causes the exit check valve 30 to open, pumping fuel from the pump chamber 20 through the pressure line 26.
  • the coil pressure spring 72 pushes the knob 32 out of the pump chamber 20 due to the restoring force until the radial flange 40 rests against the cover 56. In this case, the ring portion 48 of the membrane 46 is everted into its original shape.
  • the volume of the pump chamber 20 increases and it creates a negative pressure. The negative pressure causes opening of the inlet check valve 24, so that fuel flows through the suction line 18 into the pumping chamber 20.
  • the fuel filter system 10, in particular the hand pump 16 is not limited to use in internal combustion engines in the automotive field. Rather, it can also be used in other types of internal combustion engines, such as industrial engines. However, the fuel filter system 10 and the hand pump 16 can also be used in other technical fields, for example in water technology for filtering or for sucking water.
  • the hand pump 16 can also be designed as a separate functional component.
  • the hand pump 16 may also be disposed elsewhere in the fuel filter system 10.
  • the holding portion 54 of the pump housing 22 may instead of centrally between the respective position 73 or 75 of the mounting portion 50 in the rest position I and the operating position II also closer to one of the positions 73 or 75 are.
  • the membrane 46 may be made of a different type of flexible material, in particular a different type of elastomer instead of rubber.
  • the support cap 38 may instead be plugged into the outer cap 36 and attached to this.
  • the membrane 46 can instead of between outer cap 36 and support cap 38 is clamped and molded onto a corresponding knob and as
  • knob 32 instead of the knob 32 with outer cap 36 and support cap 38 and a different kind particular one-piece knob can be provided.
  • helical compression spring 72 may also be provided a different type of spring or another type of elastic element.

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Abstract

Es werden eine Handpumpe (16) zum Pumpen von Flüssigkeiten, insbesondere Kraftstoff, und ein Filtersystem (10) für Flüssigkeiten mit einer Handpumpe (16) insbesondere eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Die Handpumpe (16) umfasst ein einen Einlass (18) und einen Auslass (26) für die Flüssigkeit aufweisenden Pumpengehäuse (22) und einem darin axial zu einer Hubachse (34) beweglich gelagerten Betätigungskörper (32). Eine Membran (46) verfügt über einen die Hubachse (34) umgebenden flexiblen Ringabschnitt (48), der radial innen in einem Befestigungsbereich (50) des Betätigungskörpers (32) und radial außen in einem Haltebereich (54) des Pumpengehäuses (22) befestigt ist. Der Betätigungskörper (32) kann mit der Membran (46) bei einer Hubbewegung gegen die Kraft eines elastischen Elements (42) von einer Ruhelage (I) in eine Betätigungslage in das Pumpengehäuse (22) eingedrückt und mittels dem elastischen Element (72) wieder in die Ruhelage (I) herausgeführt werden. Somit kann das Volumen einer Pumpenkammer (20) verändert werden. Eine Hubhöhe (77) des Betätigungskörpers (32) ist größer als ein bei einem Hub kleinster radialer Abstand (74) zwischen dem Haltebereich (54) und dem Befestigungsbereich (50). Der Haltebereich (54) des Pumpengehäuses (22) liegt axial zur Hubachse (34) betrachtet zwischen der Position (73) des Befestigungsbereichs (50) in der Ruhelage (I) und der Position (75) des Befestigungsbereichs (50) in der Betätigungslage.

Description

Beschreibung
Handpumpe zum Pumpen von Flüssigkeiten und Filtersystem für
Flüssigkeiten mit einer Handpumpe
Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft eine Handpumpe zum Pumpen von Flüssigkeiten, insbesondere Kraftstoff, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem einen Einlass und einen Auslass für die Flüssigkeit aufweisenden Pumpengehäuse und einem darin axial zu einer Hubachse beweglich gelagerten Betätigungskörper sowie einer Membran mit einem die Hubachse umgebenden flexiblen Ringabschnitt, der radial innen in einem Befestigungsbereich des Betätigungskörpers und radial außen in einem Haltebereich des Pumpengehäuses befestigt ist, wobei der Betätigungskörper mit der Membran bei einer Hubbewegung gegen die Kraft eines elastischen Elements von einer Ruhelage in eine Betätigungslage in das Pumpengehäuse eingedrückt und mittels dem elastischen Element wieder in die Ruhelage herausgeführt und somit das Volumen einer Pumpenkammer verändert werden kann, wobei eine Hubhöhe des Betätigungskörpers größer ist als ein bei einem Hub kleinster radialer Abstand zwischen dem Haltebereich und dem Befestigungsbereich.
[0002] Die Erfindung betrifft ferner ein Filtersystem für Flüssigkeiten, insbesondere Kraftstoff, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Handpumpe zum Pumpen der Flüssigkeiten, mit einem Pumpengehäuse und einem darin axial zu einer Hubachse beweglich gelagerten Betätigungskörper so- wie einer Membran mit einem die Hubachse umgebenden flexiblen Ringabschnitt, der mit einer radial inneren Seite in einem Befestigungsbereich des Betätigungskörpers und mit einer radial äußeren Seite in einem Haltebereich des Pumpengehäuses befestigt ist, wobei der Betätigungskörper mit der Membran bei einer Hubbewegung gegen die Kraft eines elastischen Elements von einer ersten Endlage in eine zweiten Endlage in das Pumpengehäuse eingedrückt und mittels dem elastischen Element wieder in die erste Endlage herausgeführt und somit das Volumen einer Pumpenkammer verändert werden kann, wobei eine Hubhöhe des Betätigungskörpers größer ist als ein bei einem Hub kleinster radialer Abstand zwischen dem Haltebereich und dem Befestigungsbereich.
Stand der Technik
[0003] Kraftstoffzuführsysteme für Brennkraftmaschinen sind häufig mit gattungsgemäßen Handpumpen versehen, die dazu dienen, den Wiederstart bei leergefahrenem Tank oder nach einem Auswechseln eines Kraftstofffilters zu erleichtern. Derartige Handpumpen sind häufig baulich mit einem Filterkopf zum Anschluss des Kraftstofffilters vereinigt.
[0004] Aus der US 6,019,890 A ist eine Handpumpe zur Förderung von Kraftstoff in einem Kraftstoffzuführsystem bekannt, wobei die Handpumpe baulich vereinigt mit einem Kraftstofffilter ist. Ein Gehäuseunterteil der Kraftstoffpumpe ist an einem Anschlusskopf für den Kraftstofffilter angeformt. Auf dem Gehäuseunterteil ist ein Deckel mittels eines Halterings befestigt. Zwischen dem Gehäuseunterteil und dem Deckel ist in einem Haltebereich die Umfangswand einer Membran eingespannt, die sich im Wesentlichen entlang der Innenseite des Deckels erstreckt. Ein radial innerer Bereich der Membran ist in einem Befestigungsbereich zwischen der unteren Platte eines Knaufs und einer Abstützplatte eingespannt. Zum Pumpen wird der Knauf entgegen einer Federvorspannung gedrückt und verkleinert so das Volumen eines Pumpenraums. Der Befestigungsbereich bleibt dabei stets auf einer Seite des Haltebereichs, so dass die Hubhöhe entsprechend eingeschränkt ist und ein großer Teil des möglichen Hubvolumens ungenutzt bleibt.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handpumpe und ein Filtersystem mit einer Handpumpe der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass ein möglichst großes Hubvolumen bei einem möglichst kleinem Bauraum realisiert wird.
Offenbarung der Erfindung
[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Haltebereich des Pumpengehäuses axial zur Hubachse betrachtet zwischen der Position des Befestigungsbereichs in der Ruhelage und der Position des Befestigungsbereichs in der Betätigungslage liegt.
[0007] Erfindungsgemäß wird also der Betätigungskörper bei einem Hub mit dem Befestigungsbereich über den Haltebereich hinaus bewegt. Auf diese Weise wird die Bewegungsfreiheit der Membran optimal ausgenutzt und somit das bei vorgegebenem Bauraum erreichbare Hubvolumen maxi- miert. Dadurch, dass die Hubhöhe größer ist als der kleinstmögliche Abstand zwischen dem Haltebereich und dem Befestigungsbereich, wird der Spalt zwischen einer radial inneren Umfangsseite des Pumpengehäuses und einer radial äußeren Umfangsseite des Betätigungskörpers minimiert. Vorzugsweise beträgt die Breite des Spaltes weniger als 5 mm. Die Membran wird vom Befestigungsbereich mit einem möglichst großen Durchmesser optimal gegen wechselnde Druckbelastungen unterstützt, was sich positiv auf das Hubvolumen auswirkt. Beim Ansaugen der Flüssigkeit herrscht in der Pumpenkammer ein Unterdruck gegenüber einem Druck in einer Flüssigkeitszuleitung. Beim Herauspumpen der Flüssigkeit aus der Pumpenkammer herrscht ein Überdruck gegenüber einem Druck in einer Flüssigkeitsableitung.
[0008] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Haltebereich des Pumpengehäuses mittig zwischen der Position des Befestigungsbereichs in der Ruhelage und der Position des Befestigungsbereichs in der Betätigungslage des Betätigungskörpers liegen. Auf diese Weise ist die axiale Auslenkung des Betätigungskörpers auf beiden Seiten des Haltebereichs gleich, so dass die Hubhöhe maximiert werden kann und der zur Verfügung stehende Bauraum optimal ausgenutzt wird.
[0009] Vorteilhafterweise kann der Ringabschnitt der Membran gewölbt und umstülpbar sein, insbesondere die Membran eine Rollmembran sein. So ist es möglich, dass der Ringabschnitt beim Passieren des Haltebereichs mit geringem Kraftaufwand in dem Spalt zwischen dem Befestigungsbereich in dem Haltebereich umgestülpt werden kann. Eine Rollmembran kann auch bei minimalen Spaltbreiten einfach umgestülpt werden.
[0010] Die Membran kann vorteilhafterweise aus einem Elastomer sein. Elastomere sind flexibel, robust und können einfach auch zu komplexen Formen gestaltet werden.
[001 1] Vorteilhafterweise kann die Membran einen umlaufenden Dichtwulst aufweisen, der zwischen einem Deckel und einem Gehäuseunterteil des Pumpengehäuses eingeklemmt ist. Auf diese Weise wird eine gute Abdichtung zwischen der Membran und dem Pumpengehäuse erreicht, so dass der Austritt von Flüssigkeit dem Haltebereich ausgeschlossen ist.
[0012] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Betätigungskörper einen Außenkappe aufweisen, auf oder in der eine Stützkappe angeordnet ist, und die Membran kann zwischen der Außenkappe und der Stützkappe eingeklemmt sein. Die Membran kann dabei im Bereich ihres Zentrums flächig und stabil zwischen der Außenkappe und der Stützkappe eingeklemmt sein. Eine separate Dichtung im Befestigungsbereich ist so nicht erforderlich. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Membran als Ringelement ausgeführt ist und nur ein radial innerer Bereich des Ringelements zwischen dem Knauf und der Stützkappe dicht eingeklemmt ist. Die Membran ist so bezüglich des Materialeinsatzes optimiert. [0013] Alternativ kann vorteilhafterweise der Betätigungskörper einen Knauf aufweisen und die Membran kann an dem Knauf angespritzt und als Ringelement ausgeführt sein. Ein Ringelement ist bezüglich des Materialeinsatzes optimiert. Die erfindungsgemäße Handpumpe besteht so aus weniger Einzelteilen und ist einfacher zu montieren.
[0014] Vorteilhafterweise kann die Handpumpe in einem Filtersystem für Flüssigkeiten, insbesondere einem Filterkopf, integriert sein. Bei Filtersystemen ist es besonders vorteilhaft, wenn die verwendeten Bauteile möglichst wenig Bauraum benötigen. Hier wirkt sich die erfindungsgemäße Handpumpe mit einem optimalen Verhältnis zwischen Hubvolumen und Bauraum besonders günstig aus.
[0015] Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner dadurch gelöst, dass bei der Handpumpe des Filtersystems der Haltebereich des Pumpengehäuses axial zur Hubachse betrachtet zwischen der Position des Befestigungsbereichs in der Ruhelage und der Position des Befestigungsbereichs in der Betätigungslage liegt. Die oben aufgezählten Vorteile der erfindungsgemäßen Handpumpe gelten für das erfindungsgemäße Filtersystem entsprechend.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0016] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen Figur 1 schematisch einen Schnitt einer Handpumpe, die in einem Filterkopf eines Kraftstofffiltersystems integriert ist; Figur 2 schematisch einen Schnitt der Handpumpe aus der Figur 1 während der Betätigung; Figur 3 schematisch einen anderen Schnitt der Handpumpe aus der Figur 1.
[0017] In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
[0018] In Figur 1 ist ein Ausschnitt eines Kraftstofffiltersystems 10 einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Das Kraftstofffiltersystem 10 umfasst einen Filterkopf 12, an dem ein hier nicht weiter interessierender Wechselfilter 14 montiert ist.
[0019] In dem Filterkopf 12 ist eine Handpumpe 16 integriert. Die Handpumpe 16 dient zum manuellen Ansaugen des Kraftstoffes aus einem Tank beispielsweise nach einem Austausch des Wechselfilters 14 oder vor einem Wiederstart der Brennkraftmaschine bei leergefahrenem Tank.
[0020] Im Filterkopf 12 ist eine Ansaugleitung 18 der Handpumpe 16 angeordnet. Die Ansaugleitung 18 ist in den Schnitt in der Figur 3 sichtbar. Die An- saugleitung 18 ist mit einer in den Figuren nicht gezeigten Kraftstoffzulei- tung, die vom Tank kommt, verbunden und mündet in einer Pumpenkammer 20 eines Pumpengehäuses 22 der Handpumpe 16. In der Ansaugleitung 18 ist ein Eintritts-Rückschlagventil 24 angeordnet, welches zum Ansaugen von Kraftstoff in die Pumpenkammer 20 öffnet.
[0021] Eine in den Figuren 1 und 2 gezeigte Druckleitung 26 der Handpumpe 16 verbindet die Pumpenkammer 20 mit einem Einlass 28 des Wechselfilters 14. In der Druckleitung 26 ist ein Austritts-Rückschlagventil 30 angeordnet, welches zum Pumpen von Kraftstoff aus der Pumpenkammer 20 in den Wechselfilter 14 öffnet.
[0022] In dem Pumpengehäuse 22 ist ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 32 bezeichneter Knauf 32 axial zu einer Hubachse 34 beweglich gelagert. Der Knauf 32 besteht aus einer Außenkappe 36 und einer Stützkappe 38.
[0023] Die Außenkappe 36 ist insgesamt etwa becherförmig. An der freien Stirnseite der Außenkappe 36 ist ein radialer Flansch 40 angeformt. Die Stützkappe 38 ist ebenfalls etwa becherförmig. Sie weist an ihrer freien Stirnseite einen radialen Gegenflansch 42 auf, dessen radial äußerer Rand rechtwinklig vom Boden 44 der Stützkappe 38 weg gebogen ist. Die Stützkappe 38 ist in der Außenkappe 36 eingesteckt, wobei eine etwa topfför- mige, in ihrer Umfangsseite abgestufte Membran 46 aus Gummi zwischen der Stützkappe 38 und der Außenkappe 36 eingeklemmt ist. [0024] Ein gewölbter Ringabschnitt 48 der Membran 46 umgibt einen Befestigungsbereich 50 des Knaufs 32 für die Membran 46 zwischen dem Flansch 40 und dem Gegenflansch 42.
[0025] Der Ringabschnitt 48 weist am radial äußeren Rand der Membran 46 einen umlaufenden Dichtwulst 52 auf. Der Dichtwulst 52 ist in einem Haltebereich 54 zwischen einem Deckel 56 und einem oberen Rand eines Gehäuseunterteils 58 des Pumpengehäuses 22 eingeklemmt und übernimmt dabei gleichzeitig eine Dichtfunktion. Das Pumpengehäuse 22 ist durch Umbördelung des Deckels 56 am Rand dichtend geschlossen.
[0026] Der mit der Membran 46 versehene Knauf 32 ragt durch eine Öffnung 60 im Deckel 56 nach außen, wobei der radiale Flansch 40 innen am Deckel 56 anliegt. Der Ringabschnitt 48 der Membran 46 erstreckt sich vom Haltebereich 54 zum Befestigungsbereich 50 und liegt in der in den Figuren 1 und 3 gezeigten Ruhelage I des Knaufs 32 an dem Deckel 56 an.
[0027] Von der Innenseite des Bodens 44 der Stützkappe 38 ausgehend erstreckt sich ein Zylinderabschnitt 62, der konzentrisch zur Hubachse 34 angeordnet ist. Die axiale Erstreckung des Zylinderabschnitts 62 entspricht etwa der axialen Ausdehnung der Stützkappe 38.
[0028] Das Gehäuseunterteil 58 umfasst einen zylindrischen Wandabschnitt 64, an dessen unterem Ende ein Boden 66 eingesetzt ist. Der Boden 66, der zylindrische Wandabschnitt 64, die Membran 46 und der Knauf 32 begrenzen die Pumpenkammer 20, deren Volumen durch Eindrücken des Knaufs 32 und entsprechende Bewegung der Membran 46 veränderbar ist.
[0029] Auf dem Boden 66 befinden sich in konzentrischer Ausrichtung zum Zylinderabschnitt 62 der Stützkappe 38 zwei Führungselemente 68. In einem durch die Führungselemente 68 begrenzten zylindrischen Innenraum befindet sich der Zylinderabschnitt 62. Die Führungselemente 68 sind über ihre gesamte Ausdehnung in Richtung der Hubachse 34 durch zwei Durchtrittsspalte 70, die in den Figuren 1 und 2 fluchten, voneinander getrennt. Durch die Durchtrittsspalte 70 kann Kraftstoff aus dem die Führungselemente 68 umgebenden Bereich der Pumpenkammer 20 in den Innenraum gelangen.
[0030] Die Führungselemente 68 und der Zylinderabschnitt 62 sind von einer Spiraldruckfeder 72 umgeben. Die Spiraldruckfeder 72 stützt sich einerseits auf der Innenseite des Bodens 66 des Gehäuseunterteils 58 und andererseits auf der Innenseite des Bodens 44 der Stützkappe 38 ab.
[0031] Zum Pumpen von Kraftstoff wird der Knauf 32 mit der Membran 46 gegen die Kraft der Spiraldruckfeder 72 von der Ruhelage I in eine Betätigungslage II, die in der Figur 2 gezeigt ist, in die Pumpenkammer 20 gedrückt. In der Figur 1 ist die Position des Befestigungsbereichs 50 in der Ruhelage I mit einer gestrichelten Gerade 73 und in der Betätigungslage II mit einer gestrichelten Gerade 75 angedeutet. Der Haltebereich 54 des Pumpengehäuses 22 liegt axial zur Hubachse 34 betrachtet mittig zwischen der Posi- tion 73 des Befestigungsbereichs 50 in der Ruhelage I und der Position 75 des Befestigungsbereichs 50 in der Betätigungslage II des Knaufs 32. Auf diese Weise wird die Flexibilität der Membran 46 vollständig ausgenutzt und eine größtmögliche Hubhöhe, die in der Figur 1 mit einem Doppelpfeil 77 angedeutet ist, und so ein größtmögliches Hubvolumen erreicht. Die Hubhöhe 77 des Knaufs 32 ist größer als der bei einem Hub kleinstmögli- che Abstand zwischen dem Haltebereich 54 und dem Befestigungsbereich 50. Die in der Figur 1 mit den Doppelpfeil 74 angedeutete Breite des zwischen dem Haltebereich 54 und dem Befestigungsbereich 50 verbleibenden Spaltes 74 beträgt vorzugsweise weniger als 5 mm.
[0032] Beim Eindrücken des Knaufs 32 wird der Ringabschnitt 48 der als Rollmembran ausgestalteten Membran 46 mittels einer rollenden Formveränderung umgestülpt. Das Volumen der Pumpenkammer 20 verringert sich und der Druck in der Pumpenkammer 20 steigt an. Dieser Druckanstieg führt zum Öffnen des Austritts-Rückschlagventils 30, so dass Kraftstoff aus der Pumpenkammer 20 durch die Druckleitung 26 gepumpt wird.
[0033] Nach Beendigung des Abwärtshubs des Knaufs 32 endet auch die Kraftbeauftragung durch die Hand der Bedienungsperson. Die Spiraldruckfeder 72 schiebt aufgrund der Rückstell kraft den Knauf 32 aus der Pumpenkammer 20 heraus, bis der radiale Flansch 40 am Deckel 56 anliegt. Dabei wird der Ringabschnitt 48 der Membran 46 in seine ursprüngliche Form umgestülpt. Das Volumen der Pumpenkammer 20 vergrößert sich und es entsteht ein Unterdruck. Der Unterdruck bewirkt das Öffnen des Eintritts-Rückschlagventils 24, so dass Kraftstoff durch die Ansaugleitung 18 in die Pumpenkammer 20 strömt.
[0034] Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Kraftstofffiltersystems 10 und einer Handpumpe 16 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:
[0035] Das Kraftstofffiltersystem 10, insbesondere die Handpumpe 16, ist nicht beschränkt auf die Verwendung bei Brennkraftmaschinen im Kraftfahrzeugbereich. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Brennkraftmaschinen, beispielsweise Industriemotoren, verwendet werden. Das Kraftstofffiltersystem 10 und die Handpumpe 16 können aber auch in anderen technischen Bereichen, beispielsweise in der Wassertechnik zur Filtrierung beziehungsweise zum Ansaugen von Wasser, eingesetzt werden.
[0036] Statt in den Filterkopf 12 integriert kann die Handpumpe 16 auch als separates Funktionsbauteil ausgestaltet sein. Die Handpumpe 16 kann auch an anderer Stelle im Kraftstofffiltersystem 10 angeordnet sein.
[0037] Der Haltebereich 54 des Pumpengehäuses 22 kann statt mittig zwischen der jeweiligen Position 73 beziehungsweise 75 des Befestigungsbereichs 50 in der Ruhelage I und der Betätigungslage II auch näher an einer der Positionen 73 oder 75 liegen.
[0038] Die Membran 46 kann statt aus Gummi aus einem andersartigen flexiblen Material, insbesondere einem andersartigen Elastomer sein. [0039] Die Stützkappe 38 kann statt in die Außenkappe 36 eingesteckt auch auf diese aufgesteckt sein.
[0040] Die Membran 46 kann statt zwischen Außenkappe 36 und Stützkappe 38 eingeklemmt auch an einem entsprechenden Knauf angespritzt und als
Ringelement ausgeführt sein.
[0041] Anstelle des Knaufs 32 mit Außenkappe 36 und Stützkappe 38 kann auch ein andersartiger insbesondere einteiliger Knauf vorgesehen sein.
[0042] Anstelle der Spiraldruckfeder 72 kann auch eine andersartige Feder oder ein andersartiges elastisches Element vorgesehen sein.

Claims

Ansprüche
1. Handpumpe (16) zum Pumpen von Flüssigkeiten, insbesondere Kraftstoff, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem einen Einlass (18) und einen Aus- lass (26) für die Flüssigkeit aufweisenden Pumpengehäuse (22) und einem darin axial zu einer Hubachse (34) beweglich gelagerten Betätigungskörper (32) sowie einer Membran (46) mit einem die Hubachse (34) umgebenden flexiblen Ringabschnitt (48), der radial innen in einem Befestigungsbereich (50) des Betätigungskörpers (32) und radial außen in einem Haltebereich (54) des Pumpengehäuses (22) befestigt ist, wobei der Betätigungskörper (32) mit der Membran (46) bei einer Hubbewegung gegen die Kraft eines elastischen Elements (42) von einer Ruhelage (I) in eine Betätigungslage (II) in das Pumpengehäuse (22) eingedrückt und mittels dem elastischen Element (72) wieder in die Ruhelage (I) herausgeführt und somit das Volumen einer Pumpenkammer (20) verändert werden kann, wobei eine Hubhöhe (77) des Betätigungskörpers (32) größer ist als ein bei einem Hub kleinster radialer Abstand (74) zwischen dem Haltebereich (54) und dem Befestigungsbereich (50), dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebereich (54) des Pumpengehäuses (22) axial zur Hubachse (34) betrachtet zwischen der Position (73) des Befestigungsbereichs (50) in der Ruhelage (I) und der Position (75) des Befestigungsbereichs (50) der Betätigungslage (II) liegt.
2. Handpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebereich (54) des Pumpengehäuses (22) mittig zwischen der Position (73) des Be- festigungsbereichs (50) in der Ruhelage (I) und der Position (75) des Befestigungsbereichs (50) in der Betätigungslage (II) des Betätigungskörpers (32) liegt.
3. Handpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringabschnitt (48) der Membran (46) gewölbt und umstülpbar ist, insbesondere die Membran (46) eine Rollmembran ist.
4. Handpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (46) aus einem Elastomer ist.
5. Handpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (46) einen umlaufenden Dichtwulst (52) aufweist, der zwischen einem Deckel (56) und einem Gehäuseunterteil (58) des Pumpengehäuses (22) eingeklemmt ist.
6. Handpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskörper (32) eine Außenkappe (36) aufweist, auf oder in der eine Stützkappe (38) angeordnet ist, und die Membran (46) zwischen der Außenkappe (36) und der Stützkappe (38) eingeklemmt ist.
7. Handpumpe nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskörper einen Knauf aufweist und die Membran an dem Knauf angespritzt und als Ringelement ausgeführt ist.
8. Handpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Filtersystem (10) für Flüssigkeiten, insbesondere einem Filterkopf (12), integriert ist.
9. Filtersystem (10) für Flüssigkeiten, insbesondere Kraftstoff, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Handpumpe (16) zum Pumpen der Flüssigkeiten, insbesondere nach einem der vorigen Ansprüche, mit einem Pumpengehäuse (22) und einem darin axial zu einer Hubachse (34) beweglich gelagerten Betätigungskörper (32) sowie einer Membran (46) mit einem die Hubachse (34) umgebenden flexiblen Ringabschnitt (48), der radial innen in einem Befestigungsbereich (50) des Betätigungskörpers (32) und radial außen in einem Haltebereich (54) des Pumpengehäuses (22) befestigt ist, wobei der Betätigungskörper (32) mit der Membran (46) bei einer Hubbewegung gegen die Kraft eines elastischen Elements (72) von einer Ruhelage (I) in eine Betätigungslage (II) in das Pumpengehäuse (22) eingedrückt und mittels dem elastischen Element (72) wieder in die Ruhelage (I) herausgeführt und somit das Volumen einer Pumpenkammer (20) verändert werden kann, wobei eine Hubhöhe (77) des Betätigungskörpers (32) größer ist als ein bei einem Hub kleinster radialer Abstand (74) zwischen dem Haltebereich (54) und dem Befestigungsbereich (50), dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebereich (54) des Pumpengehäuses (22) axial zur Hubachse (34) betrachtet zwischen der Position (73) des Befestigungsbereichs (50) in der Ruhelage (I) und der Position (75) des Befestigungsbereichs (50) in der Betätigungslage (II) liegt.
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