JP2000045899A - ケ―シング内に配置された燃料フィ―ドユニットを用いて燃料を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温吐出段階、高温始動段階、常温吐出段階
及び常温始動段階において、改善されたポンプ特性を有
していて、汎用のガス抜き過圧弁によって生ぜしめられ
る吐出損失を減少させることができる装置を提供する。 【解決手段】 燃料タンク３内においてケーシング１内
に配置された燃料フィードユニット２を用いて燃料を吐
出する装置であって、該燃料フィードユニット２が、燃
料供給用の燃料ポンプ４と、ガス抜き弁と、ケーシング
１の底部領域に配置された吸込みカバー６とを有してお
り、燃料ポンプ４が、環状通路８を備えた羽根車ケーシ
ング７内に配置された羽根車９を有しており、ガス抜き
弁１０が、燃料フィードユニット２の吸込みカバー６内
に配置されていて、ガス抜き孔１１を介して羽根車ケー
シング７の環状通路８と接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料タンク内にお
いてケーシング内に配置された燃料フィードユニットを
用いて燃料を吐出する装置であって、該燃料フィードユ
ニットが、燃料供給用の燃料ポンプと、ガス抜き弁と、
ケーシングの底部領域に配置された吸込みカバーとを有
しており、燃料ポンプが、環状通路を備えた羽根車ケー
シング内に配置された羽根車を有している形式のものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３５４
０２６０号明細書に基づいて公知のこのような形式の装
置は、ケーシング内に配置された燃料フィードユニット
を有している。このようなフィードユニットは通常、燃
料タンク内に配置されていて、吸込み管片を介して燃料
をタンクから燃料フィードユニットの流出管片を介し
て、例えば内燃機関に供給できるようになっている。そ
のために吸込み管片は、ケーシングの底部領域に位置し
ている吸込みカバー内に配置されており、かつ流出管片
は通常、ケーシングの上側のカバーにおいてガス抜き弁
のそばに取り付けられている。燃料ポンプは電気駆動装
置を有しており、この電気駆動装置のステータ及びロー
タはケーシングの中央領域に配置されており、そして下
側領域には、羽根車から成る本来のポンプユニットが羽
根車ケーシング内に設けられており、この場合羽根車は
環状通路内に過圧を生ぜしめ、この過圧によって燃料が
吐出される。

【０００３】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３５４０
２６０号明細書では、ケーシングの上側領域に配置され
たガス抜き弁は、過圧弁と組み合わせられていて、した
がって２つの機能を、すなわちポンプ及び羽根車の加熱
によって形成される気泡をケーシングから排出する機能
と、ケーシング内における過圧時に燃料を燃料タンクに
部分的に戻す機能とを果たす。この公知の構成には次の
ような欠点がある。すなわち公知の構成では、気泡をそ
の発生領域つまり燃料ポンプのアクティブな領域におい
て直接的に排出することができず、気泡はまず初めポン
プの始動後に上側のケーシング領域に集められねばなら
ず、その後で初めて気泡はそこに配置された安全弁とし
て働くガス抜き過圧弁を介して解放されることができ
る。このことによって汎用のポンプは始動段階において
は減じられた吐出量を示し、特に、羽根車領域に集まっ
たガスは、まず初め環状通路を介して、次いでケーシン
グの全容積を通って、ガス抜き過圧弁へと運ばれねばな
らず、その後で初めて、燃料に固有の非圧縮性が燃料吐
出に作用することができる。すなわち、ドイツ連邦共和
国特許出願公開第３５４０２６０号明細書に開示された
ガス抜き過圧弁を備えた装置は、始動段階においては運
転段階におけるよりも著しく低い吸込み高さを有してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】高温吐出段階、高温始
動段階、常温吐出段階及び常温始動段階において、改善
されたポンプ特性を有していて、汎用のガス抜き過圧弁
によって生ぜしめられる吐出損失を減少させることがで
きる装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、冒頭に述べた形式の装置におい
て、ガス抜き弁が、燃料フィードユニットの吸込みカバ
ー内に配置されていて、ガス抜き孔を介して羽根車ケー
シングの環状通路と接続されているようにした。

【０００６】

【発明の効果】燃料フィードユニットのケーシングの底
部領域つまり燃料フィードユニットの吸込みカバーにガ
ス抜き弁を配置すること及び、このガス抜き弁をガス抜
き孔を介して燃料フィードユニットのケーシングの底部
領域における羽根車ケーシングの環状通路と接続するこ
とによって、有利な形式で、気泡の発生箇所の直ぐ近く
で、つまりアクティブな燃料ポンプ部分特に羽根車及び
環状通路の直ぐ近くで、ガス抜きを行うことができる。
これによってガス抜きに起因する吐出量損失は、ガス抜
き箇所に対する空間的な近さに基づいて時間的に減じら
れ、このことはまず初めに始動段階に対して極めてポジ
ティブに作用する。

【０００７】請求項２以下に記載の本発明の有利な構成
によって、燃料フィード装置の吐出特性に対するさらな
る利点が得られる。有利な構成ではガス抜き弁が、弁座
と弁球と圧縮ばねと、弁ケーシング内において弁球を案
内するためのガイドリブとを有している。このようなガ
イドリブによって、ガス抜き弁の開放された状態におい
て、ガス抜き孔を弁球に対して開放状態に保つことがで
きる。さらにこのようなガイドリブが設けられているこ
とによって、弁球はガス抜き弁の開放された第１のポジ
ションから、弁座における閉鎖された第２のポジション
に案内され、この際に弁球は確実にセンタリングされ、
かつガス抜き弁が媒体密に閉鎖されている第２のポジシ
ョンに完全にシール作用をもって保持されることができ
る。

【０００８】気泡が羽根車領域及び環状通路に位置して
いる限りは、弁球は圧縮ばねによる押圧力に基づいて第
１のポジションに留まり、ガス抜き弁を開放状態に保
つ。しかしながら相応な吐出圧が気泡のない燃料によっ
て環状通路内において形成されるやいなや、この圧力は
ガス抜き孔を介して弁球に伝達され、圧縮ばねの対抗圧
が克服され、ガス抜き弁は第２のポジションにおいて媒
体密に閉鎖される。この時点からは、完全な吐出圧が常
温吐出段階においても高温吐出段階において得られ、ひ
いては本発明のこの有利な構成の全吐出特性が、従来の
燃料フィードユニットに対して改善される。

【０００９】本発明の別の有利な構成では、ガス抜き弁
は燃料ポンプの停止時及び羽根車の始動時に、圧縮ばね
のばねプレロードによって、完全なガス抜きが終了する
まで開放されている。このように構成されていると、吐
出媒体この場合には燃料の完全な非圧縮性が得られた時
に初めて、環状通路における過圧が、ガス抜き孔を介し
て弁球に作用するために及びこの弁球を弁座に強制的に
押し付けるために、十分なものになる。そしてこれによ
って有利には形式で、ガス抜きの終了と共に弁球は弁座
に押し付けられて、ガス抜き弁が完全に閉鎖される。

【００１０】本発明の別の有利な構成では、ガス抜き弁
の弁ケーシングが、吸込みカバーの一体に組み込まれた
構成部分である。このようになっていると、弁ケーシン
グは例えば吸込みカバーの加圧鋳造時に一緒に構成する
ことができ、これによって加工コスト及び製造コストが
減じられる。本発明の別の有利な構成では、ガイドリブ
が、吸込みカバーの一体に組み込まれた構成部分であ
る。このようになっていると、特に吸込みカバーの大量
生産時において製造をさらに簡単化することができる。

【００１１】本発明のさらに別の構成では、弁座が、吸
込みカバーにおける切欠きに対する嵌合部品として成形
されていて、該嵌合部品が切欠き内に摩擦力結合式（kr
aftschluessig）に押し込まれている。これによって有
利な形式で、高精度で製造されることが必要な弁座を、
例えば加圧鋳造される吸込みカバーとは別個に製造する
ことが可能になる。このようにして嵌合部品が完成する
やいなや、この嵌合部品は、ガス抜き弁のための吸込み
カバーに設けられている相応に準備された孔付加部に摩
擦力結合式に押し込まれることができる。しかしながら
また、弁座が、吸込みカバーのための螺合可能な挿入体
として成形されており、付加部が、吸込みカバーにおけ
るねじ山を備えた切欠きに、シール作用をもってねじ込
まれるようになっていてもよい。このような構成では、
確かに、Ｏリング又は扁平シール部材を設けることや、
弁座を有する嵌合部品のための相応なシール座を設ける
ことによって、吸込みカバーにおいて大きな手間もしく
は費用がかかるが、しかしながらこのような手間もしく
は費用によって、燃料タンクにおける燃料と燃料ポンプ
の環状通路における燃料との間における傑出したシール
効果を保証することができる。弁球が燃料吐出圧によっ
て弁座に堅固に押し付けられた瞬間に得られるこのよう
なシール効果には、漏れ損失を極めてわずかに保つこと
ができ、ひいては燃料フィードユニットの最大吐出量が
得られるという利点がある。

【００１２】本発明の別の有利な構成では、嵌合部品
が、圧縮ばねのための半径を減じられた案内付加部を有
しており、この場合案内付加部は嵌合部品に管状の形成
されていて、その上端部に弁座を有している。このよう
な構成には、ガイドリブの案内機能を付加部によって助
成して、ガス抜き弁の閉鎖時に弁球を弁座に確実にセン
タリングすることができるという利点がある。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に図面につき本発明の実施の形
態を説明する。

【００１４】図１には、通常の形式で燃料タンク３内に
おいて燃料吐出のための装置として働く燃料フィードユ
ニット２が断面図で示されている。燃料はそのために、
図２に示されている吸込み管片１９を介して吸い込ま
れ、燃料フィードユニットのケーシング１内に設けられ
た電気式の燃料ポンプ４を用いて、吐出管片２０を介し
て燃料導管に供給される。電気式の燃料ポンプを備えた
このような燃料フィードユニットは、通常、燃料タンク
内に配置されていて、燃料によって取り囲まれており、
この場合吸込み管片は燃料フィードユニット２の底部領
域２１に位置していて、吐出管片２０は燃料フィードユ
ニット２の上部領域に配置されている。

【００１５】図３には、燃料フィードユニット２の底部
領域全体が横断面図で示されている。アクティブなポン
プ部分のために、燃料フィードユニット２の底部領域２
１には羽根車ケーシング７が設けられており、この羽根
車ケーシング７は羽根車９を受容していて、羽根車ケー
シング７内には環状通路８（Rundkanal）が形成されて
いる。最高の吐出圧はこの環状通路８において、電動モ
ータのモータ軸２２を用いた羽根車９の駆動によって生
ぜしめられる。

【００１６】燃料フィードユニット２のこのポンプ領域
においては、環状通路における加熱や渦流によって、ポ
ンプの始動時及び遮断後にガスクッションが生じる。こ
のようなガスクッションによって圧縮可能であり、した
がって燃料ポンプの吐出出力つまり吐出量を減少させ
る。フィードポンプのアクティブな領域がガス抜きされ
た時に初めて、完全な吐出量を期待することができる。
このような完全な吐出量を、可能な限り大きな始動損失
なしに得るために、図１に示された有利な実施例ではガ
ス抜き弁１０が燃料フィードユニット２の底部における
吸込みカバー６において、羽根車ケーシング７の環状通
路８の直ぐ近くに配置されている。ガス抜き弁１０はガ
ス抜き孔１１を介して環状通路８に接続されており、そ
の結果環状通路８内に集められた又は羽根車９によって
環状通路８に導入されたガスクッションは、比較的短い
始動段階において、ガス抜き孔１１とガス抜き弁１０と
を介して燃料フィードユニット２から押し出されること
ができる。

【００１７】相応に弁１０は、図１に示されているよう
に、真鍮製のベース体２３と真鍮製の弁球１３とを備え
ていて、電気式の燃料ポンプの吸込みカバー６における
相応な箇所に挿入されている。

【００１８】このようなポンプによって改善された吸込
み高さが得られた。この場合吸込み高さとして、燃料タ
ンクにおける燃料鏡面と吸込みカバー６における吸込み
管片１９の下縁部との間の最大間隔（つまりその間隔か
らはポンプが吐出を行うことができる）が、規定されて
いる。図１に示されたガス抜き弁１０を備えたポンプ
は、１秒未満の始動時間において、弁のない同様型式の
ポンプよりも著しく良好な吸込み高さを示す。弁はその
ためにガイドリブをそのベース体２３に有しており、こ
れらのガイドリブは、同時に弁ケーシングであるベース
体２３内において弁球１３を、ガス抜き弁の第１の開放
されたポジションと第２の閉鎖されたポジションとの間
において案内する。圧縮ばね１４を用いて弁球１３は、
環状通路における圧力が極めて高くなり、該圧力がガス
抜き孔１１を介して弁球１３をばね圧に抗して弁座１２
に押し付けるまで、開放されたポジションに保たれる。
ガイドリブ１５はガス抜き孔１１の領域においてさら
に、弁球１３によるガス抜き孔１１の閉鎖を阻止すると
いう課題を有しており、この場合ガイドリップは弁球１
３を、ガス抜き孔１１の開口から規定の間隔をおいて保
持する。

【００１９】弁座自体は、図１に示された実施例では管
状の付加部に配置されており、この管状の付加部は同時
に、圧縮ばね１４をその外壁に沿って案内するために働
く。管状の付加部は、弁ケーシング開口に向かって拡大
して挿入部もしくは取付け部を形成しており、この取付
け部は、図１に示された実施例ではガス抜き弁１０のベ
ース体２３にぴったりと嵌合してかつ媒体密につまり媒
体に対するシール作用をもって、押し込まれている。弁
球１３が吐出圧によって弁座１２に押し付けられるやい
なや、ポンプは完全に媒体密に閉鎖され、かつ吐出量が
漏れ開口によって減じられることはなくなる。

【００２０】図１に示された鉛直な取付け状態位置で
は、ガス抜き弁は、貫流量が約２０ｌ／時の場合に、つ
まり電動モータの回転数がほぼ１０００ｒｐｍに達した
時に、切り換わる。この回転数には３.８Ｖのポンプ電
圧が結び付けられており、その結果弁は、吸込みカバー
にガス抜き弁を備えたポンプのために、特に低電圧時に
おける吐出量特性線において、大きな利点を有すること
になり、特に、幾つかの汎用の構成において設けられて
いたガス抜き孔による損失は生じなくなる。このような
燃料フィードユニット２の高温吐出特性は、規格品のポ
ンプとほぼ比較可能であるが、しかしながら高温スター
ト特性は、このような規格品のポンプに比べて著しく改
善されている。

【００２１】つまり１秒未満の短い始動時間が望まれる
場合、相応に配置されたガス抜き弁１０を備えた本発明
による燃料フィードユニット２は、汎用のポンプに対す
る改善を示す。この場合弁は、ポンプ部分の本来の吸込
み特性を変化させるのではなく、滞っている空気を迅速
にポンプ室から圧送することを可能にする。弁のない従
来のポンプは、滞っている空気又は滞っている空気・ガ
ス混合物が吸込みカバーの領域に偶々存在する漏れ開口
を通って排出された時に初めて、同様な吸込み高さを得
ることができる。

【００２２】本発明による燃料フィードユニット２と従
来の燃料ポンプとの間における吸込み高さの差は、部分
的にはまた、しばしば大量生産によって設けられてはい
るがガス抜き弁によって保証されていないガス抜き孔の
ネガティブな影響に基づいて生ぜしめられる。このよう
なポンプ型式においてベース通路の前方領域にガス抜き
孔が配置されている従来の配置形式は、ポンプの吸込み
能力を著しく減じてしまう。いかなるガス抜き孔をも有
していないポンプ部分は、単に電動モータの低電圧領域
における低回転数時に、幾分良好な効率を示すだけであ
る。これに対して本願発明による装置は、フィードポン
プの全回転数領域において最適な吐出量を達成する燃料
フィードユニットを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】底部近傍の吸込みカバーにガス抜き弁を備えた
燃料フィードユニットを示す断面図である。

【図２】燃料フィードユニットの輪郭を示す図である。

【図３】燃料フィードユニットの底部領域全体を示す横
断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング、 ２ 燃料フィードユニット、 ３
燃料タンク、 ４ 燃料ポンプ、 ６ 吸込みカバー、
７ 羽根車ケーシング、 ８ 環状通路、９ 羽根
車、 １０ ガス抜き弁、 １１ ガス抜き孔、 １３
弁球、 １４圧縮ばね、 １９ 吸込み管片、 ２０
吐出管片、 ２１ 底部領域、 ２２ モータ軸、
２３ ベース体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディートマー シュミーダー ドイツ連邦共和国 マルクグレーニンゲン アウフ ハルト 57 (72)発明者 アルベルト ゲールハルト ドイツ連邦共和国 タム ウラッハー ヴ ェーク １ (72)発明者 ヨッヘン ローゼ ドイツ連邦共和国 ヘミンゲン ミュンヒ ンガー シュトラーセ 10 (72)発明者 エーリッヒ アイラー ドイツ連邦共和国 ゼルスハイム エバー ハルトシュトラーセ １

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンク（３）内においてケーシング
   （１）内に配置された燃料フィードユニット（２）を用
   いて燃料を吐出する装置であって、該燃料フィードユニ
   ット（２）が、燃料供給用の燃料ポンプ（４）と、ガス
   抜き弁と、ケーシング（１）の底部領域に配置された吸
   込みカバー（６）とを有しており、燃料ポンプ（４）
   が、環状通路（８）を備えた羽根車ケーシング（７）内
   に配置された羽根車（９）を有している形式のものにお
   いて、ガス抜き弁（１０）が、燃料フィードユニット
   （２）の吸込みカバー（６）内に配置されていて、ガス
   抜き孔（１１）を介して羽根車ケーシング（７）の環状
   通路（８）と接続されていることを特徴とする、ケーシ
   ング内に配置された燃料フィードユニットを用いて燃料
   を吐出する装置。
2. 【請求項２】 ガス抜き弁（１０）が、弁座（１２）と
   弁球（１３）と圧縮ばね（１４）と、弁ケーシング内に
   おいて弁球（１３）を案内するためのガイドリブ（１
   ５）とを有しており、この場合弁球（１３）が第１のポ
   ジション（Ａ）において圧縮ばね（１４）を用いてガス
   抜き孔（１１）に向かって弁座（１２）から持ち上げら
   れており、ガイドリブ（１５）が弁球（１３）とガス抜
   き孔（１１）の開口との間の間隔を規定しており、かつ
   弁球（１３）が圧縮ばね（１４）の圧縮時における第２
   のポジションにおいて弁座（１２）に保持される、請求
   項１記載の装置。
3. 【請求項３】 ガス抜き弁（１０）が羽根車（９）の停
   止時及び始動時に、圧縮ばね（１４）のばねプレロード
   によって、完全なガス抜きが終了するまで開放されてい
   る、請求項１又は２記載の装置。
4. 【請求項４】 ガス抜きの終了と共に弁球（１３）が弁
   座（１２）に押し付けられて、ガス抜き弁（１０）が閉
   鎖される、請求項２又は３記載の装置。
5. 【請求項５】 ガス抜き弁（１０）の弁ケーシングが、
   吸込みカバー（６）の一体に組み込まれた構成部分であ
   る、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 【請求項６】 ガイドリブ（１５）が、吸込みカバー
   （６）の一体に組み込まれた構成部分である、請求項２
   から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 【請求項７】 弁座（１２）が、吸込みカバー（６）に
   おける切欠き（１７）に対する嵌合部品（１６）として
   成形されていて、該嵌合部品（１６）が切欠き（１７）
   内に摩擦力結合式に押し込まれている、請求項２から６
   までのいずれか１項記載の装置。
8. 【請求項８】 弁座（１２）が付加部（１８）として嵌
   合部品（１６）に配置されており、かつ付加部（１８）
   が圧縮ばね（１４）を案内しかつ保持する、請求項２か
   ら７までのいずれか１項記載の装置。
9. 【請求項９】 弁座（１２）が、吸込みカバー（６）の
   ための螺合可能な挿入体として成形されており、付加部
   （１８）が、吸込みカバー（６）におけるねじ山を備え
   た切欠き（１７）に、シール作用をもってねじ込まれて
   いる、請求項２から７までのいずれか１項記載の装置。