JP2010529349A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

側路段（９）を備えた、自動車において燃料を圧送するための燃料ポンプは、円周段（１０）を有している。この円周段（１０）は、側路段（９）に比べて、より僅かな体積流で同じ圧力を羽根車（４）の全周にわたって発生させる。このためには、円周段（１０）の圧送チャンバ（１８）の横断面が、側路段（９）の圧送チャンバ（１７）の横断面よりも小さく寸法設定されている。これによって、燃料ポンプが高い効率を有していて、汚染しにくくなる。

Description

本発明は、自動車において燃料を圧送するための燃料ポンプであって、入口側のハウジング部材と出口側のハウジング部材との間で回転可能な羽根車と、端面に外側の縁部から遠ざけられて配置された側路段とが設けられており、該側路段が、入口から出口に延びる圧送チャンバを有しており、該圧送チャンバが、羽根車に配置された、羽根チャンバを仕切る環状列の案内羽根を備えており、側路段の、互いに反対の側に位置する羽根チャンバが、互いに接続されている形式のものに関する。

このような燃料ポンプは今日の自動車に頻繁に使用され、実際の使用に基づき公知である。この公知の燃料ポンプの側路段は軸方向に通流され、燃料を燃料容器から自動車の内燃機関に圧送する。羽根車の外側の縁部から遠ざけられた羽根チャンバを備えた側路段は高い効率を有しているものの、特に羽根チャンバの環状列の半径方向外側で羽根車とハウジング部材との間のギャップに汚染粒子が侵入しやすい。この汚染粒子は摩耗ひいては羽根車とハウジング部材との間のギャップの増加に繋がる。これは、効率の低下を結果を招く。これに対して択一的には、半径方向外側の縁部に配置された羽根チャンバを備えた、円周段を有する燃料ポンプが公知である。このような燃料ポンプは汚染しにくいものの、低い効率しか有していない。

すでに複数の環状列の羽根チャンバを羽根車に配置し、これによって、たとえばサクションジェットポンプに燃料を供給するかまたは燃料の圧送を、相前後して配置された２つの段で行うことが考えられている。この場合、羽根チャンバの両環状列の間には、同じく羽根車とハウジング部材との間のギャップへの汚物の侵入に繋がる圧力勾配が生ぜしめられる。

本発明の根底にある問題は、冒頭で述べた形式の燃料ポンプを改良して、摩耗が可能な限り少なく保たれ、燃料ポンプが高い効率を有しているようにすることである。

この問題を解決するために本発明の燃料ポンプでは、羽根車の外側の縁部に、円周段の少なくとも１つの圧送チャンバに対する、羽根チャンバを仕切る少なくとも１つの環状列の案内羽根が配置されており、円周段の圧送チャンバが、側路段の圧送チャンバよりも著しく小さな横断面を有しており、それぞれ側路段の入口および出口と、円周段とが、互いに接続されているようにした。

本発明の燃料ポンプの有利な実施態様によれば、円周段が、側路段に比べて、より僅かな体積流で羽根車の全周にわたって同じ圧力を発生させるために形成されている。

本発明の燃料ポンプの有利な実施態様によれば、側路段の入口が、入口側のハウジング部材に配置されていて、羽根車の第１の端面に近づく方向に延びており、側路段の出口が、出口側のハウジング部材に配置されていて、第２の端面から離れる方向に延びている。

本発明の燃料ポンプの有利な実施態様によれば、円周段の入口が、側路段の入口に対して平行に配置されていて、羽根車の第１の端面に近づく方向に延びている。

本発明の燃料ポンプの有利な実施態様によれば、ハウジング部材を互いに間隔を置いて保持するスペーサリングが、設定された圧力勾配を羽根車の全周にわたって発生させるための案内エレメントを有している。

本発明の燃料ポンプの有利な実施態様によれば、円周段の出口が、スペーサリングに配置されていて、半径方向で羽根チャンバの環状列から離れる方向に延びている。

本発明の燃料ポンプの有利な実施態様によれば、スペーサリングが、円周段の入口にかつ出口にそれぞれ１つの切欠きを有しており、円周段が、両切欠きの間で羽根車の両端面に、少なくとも部分的に互いに分離された圧送チャンバを有している。

本発明の燃料ポンプの有利な実施態様によれば、羽根車の、全周にわたって延びる縁部と、該縁部と反対の側に位置する、スペーサリングの縁部との間隔が、円周段の入口の近傍で出口の近傍よりも大きく寸法設定されている。

本発明の燃料ポンプの有利な実施態様によれば、ハウジング部材とスペーサリングとを取り囲む周壁が、スペーサリングに出口で設けられた切欠きを半径方向外側で仕切っている。

本発明の燃料ポンプの有利な実施態様によれば、出口側のハウジング部材が、円周段の出口に、流れ方向で見て傾けられた案内縁部を有している。

前記問題は、本発明によれば、羽根車の外側の縁部に、円周段の少なくとも１つの圧送チャンバに対する、羽根チャンバを仕切る少なくとも１つの環状列の案内羽根が配置されており、円周段の圧送チャンバが、側路段の圧送チャンバよりも著しく小さな横断面を有しており、それぞれ側路段の入口および出口と、円周段とが、互いに接続されていることによって解決される。

それぞれ側路段の入口および出口と、円周段との接続によって、両段は互いに平行に接続されている。しかし、本発明による燃料ポンプの圧送出力の最大の部分は、側路段によって高い効率を備えて発生させられる。これによって、本発明による燃料ポンプが特に高い効率を有している。円周段は、羽根チャンバの特に僅かな横断面のため、僅かしか圧送出力に寄与せず、主として、側路段に対する背圧を燃料ポンプ内に形成しかつ汚染粒子を導出するために働く。側路段に対する背圧によって、羽根車とハウジング部材との間のギャップへの汚染粒子の侵入が特に少なく保たれる。これによって、側路段の羽根チャンバに隣接した領域での羽根車とハウジング部材との摩耗が特に少なく保たれる。

羽根車の半径方向外側の領域での汚物堆積の回避は、本発明の有利な改良態様によれば、円周段が、側路段に比べて、より僅かな体積流で羽根車の全周にわたって同じ圧力を発生させるために形成されている場合に構造的に特に簡単に達成される。

本発明による燃料ポンプの軸方向の通流による特にコンパクトな構成は、側路段の入口が、入口側のハウジング部材に配置されていて、羽根車の第１の端面に近づく方向に延びており、側路段の出口が、出口側のハウジング部材に配置されていて、第２の端面から離れる方向に延びている場合に簡単に達成することができる。

円周段には、たとえば入口側のハウジング部材で側路段の入口に通じる溝を介して燃料が供給されてもよい。しかし、これは、燃料の流れの複数回の変向に繋がる。しかし、燃料の流れ内の渦流発生の更なる減少には、本発明の別の有利な改良態様によれば、円周段の入口が、側路段の入口に対して平行に配置されていて、羽根車の第１の端面に近づく方向に延びていることが寄与する。

設定された圧力を円周段に発生させるための構造的な手間は、本発明の別の有利な改良態様によれば、ハウジング部材を互いに間隔を置いて保持するスペーサリングが、設定された圧力勾配を羽根車の全周にわたって発生させるための案内エレメントを有している場合に特に少なく保つことができる。

本発明による燃料ポンプの寸法の更なる減少には、円周段の出口が、スペーサリングに配置されていて、半径方向で羽根チャンバの環状列から離れる方向に延びていることが寄与する。

羽根車の全周にわたる設定された圧力分布は、本発明の別の有利な改良態様によれば、スペーサリングが、円周段の入口にかつ出口にそれぞれ１つの切欠きを有しており、円周段が、両切欠きの間で羽根車の両端面に、少なくとも部分的に互いに分離された圧送チャンバを有している場合に簡単に調整することができる。円周段の両圧送チャンバの分離は、有利には案内エレメントを介して行われる。

羽根車の全周にわたる圧力分布の調整可能性の更なる簡略化には、本発明の別の有利な改良態様によれば、羽根車の、全周にわたって延びる縁部と、該縁部と反対の側に位置する、スペーサリングの縁部との間隔が、円周段の入口の近傍で出口の近傍よりも大きく寸法設定されていることが寄与する。

本発明による燃料ポンプの組付けの簡略化には、ハウジング部材とスペーサリングとを取り囲む周壁が、スペーサリングに出口で設けられた切欠きを半径方向外側で仕切っていることが寄与する。

円周段の流れ内の渦流発生の更なる減少には、出口側のハウジング部材が、円周段の出口に、流れ方向で見て傾けられた案内縁部を有していることが寄与する。

本発明による燃料ポンプの部分断面図である。 図１に示した本発明による燃料ポンプのポンプ段の分解図である。

本発明は数多くの実施形態を許容する。本発明の基本原理をさらに明瞭にするために、これらの実施形態のうちの１つを図面に示し、以下に説明する。

図１には、燃料ポンプが示してある。この燃料ポンプは、電動モータ１によって駆動されるポンプ段２を備えている。このポンプ段２は、電動モータ１の軸３に相対回動不能に配置された羽根車４を有している。この羽根車４は、互いに反対の側に位置する２つのハウジング部材５，６の間に回転可能に配置されている。両ハウジング部材５，６はスペーサリング７によって互いに間隔を置いて保持される。燃料ポンプの周壁８がハウジング部材５，６にスペーサリング７に向かってプリロードをかけている。ポンプ段２は側路段９と円周段１０とを有している。側路段９は、羽根車４に半径方向外側の縁部から遠ざけられて配置された、羽根チャンバ１１を仕切る、互いに反対の側に位置する２つの環状列の案内羽根１２を有している。円周段１０は、羽根車４の半径方向外側の縁部に配置された、羽根チャンバ１３を仕切る２つの環状列の案内羽根１４を有している。羽根チャンバ１１，１３は、それぞれハウジング部材５，６に配置された部分環状の通路１５，１６と共に圧送チャンバ１７，１８を形成している。この圧送チャンバ１７，１８は、それぞれポンプ段２の入口１９から出口２０に延びている。入口１９が一方のハウジング部材５に配置されているのに対して、出口２０は他方のハウジング部材６に配置されている。これによって、ポンプ段２が軸方向に通流され、燃料が燃料ポンプの接続管片２１に圧送される。簡単にするために、入口１９と出口２０とは図平面において回動させて示してある。

円周段１０の圧送チャンバ１８は、側路段９の圧送チャンバ１７よりも著しく小さな横断面を有している。これによって、燃料の主たる部分の圧送が側路段９を介して行われる。しかし、円周段１０は同じ圧力勾配ひいては圧力経過を羽根車４の全周にわたって発生させ、これによって、側路段９に対する背圧が発生させられる。したがって、半径方向外側の方向の側路段９の漏れが少なく保たれる。汚染粒子が円周段１０によって同じく出口２０に達する。さらに、図１に示したように、出口側のハウジング部材６は、円周段１０の出口２０に、流れ方向で見て傾けられた案内縁部２２を有している。

羽根車４による燃料の流れの軸方向の案内は、側路段９では、互いに反対の側に位置する圧送チャンバ１７が羽根車４内で重なり合うことによって行われる。円周段１０では、流れの案内が、スペーサリング７に配置された案内エレメント２３によって行われる。この案内エレメント２３の形状および寸法が、円周段１０での前述した圧力勾配の正確な調整を可能にし、図２にポンプ段２の分解図で示してある。スペーサリング７は円周段１０の入口１９と出口２０とに、燃料の流れを案内するためのそれぞれ１つの切欠き２４，２５を有していて、両切欠き２４，２５の間で円周段１０の、図１に示した圧送チャンバ１８を分離している。

１ 電動モータ
２ ポンプ段
３ 軸
４ 羽根車
５ ハウジング部材
６ ハウジング部材
７ スペーサリング
８ 周壁
９ 側路段
１０ 円周段
１１ 羽根チャンバ
１２ 案内羽根
１３ 羽根チャンバ
１４ 案内羽根
１５ 通路
１６ 通路
１７ 圧送チャンバ
１８ 圧送チャンバ
１９ 入口
２０ 出口
２１ 接続管片
２２ 案内縁部
２３ 案内エレメント
２４ 切欠き
２５ 切欠き

Claims (10)

1. 自動車において燃料を圧送するための燃料ポンプであって、入口側のハウジング部材と出口側のハウジング部材との間で回転可能な羽根車と、端面に外側の縁部から遠ざけられて配置された側路段とが設けられており、該側路段が、入口から出口に延びる圧送チャンバを有しており、該圧送チャンバが、羽根車に配置された、羽根チャンバを仕切る環状列の案内羽根を備えており、側路段の、互いに反対の側に位置する羽根チャンバが、互いに接続されている形式のものにおいて、羽根車（４）の外側の縁部に、円周段（１０）の少なくとも１つの圧送チャンバ（１８）に対する、羽根チャンバ（１３）を仕切る少なくとも１つの環状列の案内羽根（１４）が配置されており、円周段（１０）の圧送チャンバ（１８）が、側路段（９）の圧送チャンバ（１７）よりも著しく小さな横断面を有しており、それぞれ側路段（９）の入口（１９）および出口（２０）と、円周段（１０）とが、互いに接続されていることを特徴とする、自動車において燃料を圧送するための燃料ポンプ。
2. 円周段（１０）が、側路段（９）に比べて、より僅かな体積流で羽根車（４）の全周にわたって同じ圧力を発生させるために形成されている、請求項１記載の燃料ポンプ。
3. 側路段（９）の入口（１９）が、入口側のハウジング部材（５）に配置されていて、羽根車（４）の第１の端面に近づく方向に延びており、側路段（９）の出口（２０）が、出口側のハウジング部材（６）に配置されていて、第２の端面から離れる方向に延びている、請求項１または２記載の燃料ポンプ。
4. 円周段（１０）の入口が、側路段（９）の入口（１９）に対して平行に配置されていて、羽根車（４）の第１の端面に近づく方向に延びている、請求項１から３までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
5. ハウジング部材（５，６）を互いに間隔を置いて保持するスペーサリング（７）が、設定された圧力勾配を羽根車（４）の全周にわたって発生させるための案内エレメント（２３）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
6. 円周段（１０）の出口（２０）が、スペーサリング（７）に配置されていて、半径方向で羽根チャンバ（１３）の環状列から離れる方向に延びている、請求項５記載の燃料ポンプ。
7. スペーサリング（７）が、円周段（１０）の入口（１９）にかつ出口（２０）にそれぞれ１つの切欠き（２４，２５）を有しており、円周段（１０）が、両切欠き（２４，２５）の間で羽根車（４）の両端面に、少なくとも部分的に互いに分離された圧送チャンバ（１８）を有している、請求項５または６記載の燃料ポンプ。
8. 羽根車（４）の、全周にわたって延びる縁部と、該縁部と反対の側に位置する、スペーサリング（７）の縁部との間隔が、円周段（１０）の入口（１９）の近傍で出口（２０）の近傍よりも大きく寸法設定されている、請求項５から７までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。
9. ハウジング部材（５，６）とスペーサリング（７）とを取り囲む周壁（８）が、スペーサリング（７）に出口（２０）で設けられた切欠き（２５）を半径方向外側で仕切っている、請求項７または８記載の燃料ポンプ。
10. 出口側のハウジング部材（６）が、円周段（１０）の出口（２０）に、流れ方向で見て傾けられた案内縁部（２２）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃料ポンプ。

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