DE2745760A1

DE2745760A1 - Kraftstoffoerderpumpe

Info

Publication number: DE2745760A1
Application number: DE19772745760
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Kemmner; Karl Ing Grad Ruhl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-10-12
Filing date: 1977-10-12
Publication date: 1979-04-19
Also published as: GB1602237A

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstofförderpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Kraf tstof f örderpuiiipen, die aus zwei wirkungsmäßig hintereinander geschalteten, einzelnen Pumpenstufen bestehen, die beide von einem gemeinsamen Elektromotor angetrieben sind, sind schon vorgeschlagen worden. Die Anordnung von zwei Pumpenstufen, von denen eine erste als Vorfürderpumpe und die zweite als Hauptförderpumpe arbeitet, ist deshalb zweckvoll, v/eil bei sich verschlechternder Kraftstoffqualität im verstärkten Maße bei der Förderung von Benzin mit erhöhter Temperatur Funktionsstörungen der üblicherweise als Hauptförderpumpe verwendeten Rollenzellenpumpe auftreten können. Dies läßt sicli dadurch verhindern, daß man den Kraftstoff unter einem geringen überdruck zuführt, wodurch eine extreme Zunahme der Dampfbildung als Ausfallursache vermieden werden kann. Die Erzeugung des Vordrucks übernimmt dabei die Vorforderstufe, die als hydrodynamische Pumpe mit Entgasungsmöglichkeit ausgebildet ist und entweder als separate Elektrokraftstoffpumpe vorgeschaltet werden kann oder als Vorstufe in den Bereich der Hauptförderpumpe, üblicherweise einer Rollenzellenpumpe, integriert wird. Bei einer solchen integrierten zweistufigen Pumpe können sich Schwierigkeiten bezüglich der Drehmitnahme beider Pumpenrotoren ergeben, wenn diese wie üblich von dem einen gemeinsamen Elektromotor angetrieben werden sollen. Insbesondere ist es notwendig, daß mechanische gegenseitige Beeinflussungen der Drehteile der beiden Pumpenstufen vermieden werden, außerdem ist es notwendig, durch Abdichtung der Pumpenstufen gegeneinander den Hochdruckraum vom Mitte 1-druckraum zu trennen. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich bei vorgegebenen Abmessungen des die Pumpenstufen und den antreibenden Elektromotor aufnehmenden Gehäuses dadurcli, daß die üblicherweise als Hauptförderstufe verwendete Rollenzellen-

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pumpe eher mit gemäßigten Drehzahlen angetrieben werden sollte, während eine als Vorförderpumpe ausgebildete Seitenkanalpumpe bei solchen Drehzahlen nur einen geringen Druck erzeugen kann, andererseits aber die Daugröße der Seitenkanalpumpe bei dem üblichen Zusammenbau beider Pumpenstufen als gemeinsanier, vor dein Elektromotor liegender Pumpenblock infolge der die Pumpenteile zusammenhaltenden Schrauben erheblich eingeschränkt ist. Die Vorförderstufe kann wegen dieser Spannschrauben den von dem Gehäuse eigentlich zur Verfugung gestellten Raum bezüglich 'der Radialabmessungen nicht voll ausnutzen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstofförderpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß beide beweglichen Teile der verwendeten Pumpenstufen einwandfrei und ohne gegenseitige Störung und Beeinflussung vom Elektromotor mitgenommen werden können, daß Hontage und Justierung der beiden Pumpenstufen voneinander unabhängig erfolgen kann und daß insbesondere bei der vorgeschalteten Seitenkanalpumpe die Baugröße und damit ihr Wirkungsgrad bei gegebener Drehzahl erheblich vergrößert werden kann.

Vorteilhaft ist bei der Erfindung weiterhin, daß das gesamte Kraftstofförderaggregat verhältnismäßig einfach aufgebaut und einwandfrei justiert werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraf tstoff ürderpuinpe möglich.

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Zeichnung

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen gekürzten Längsschnitt durch ein Kraftstofförderaggregat.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

Bei der in der Zeichnung gezeigten Kraftstofförderpumpe ist das Pumpensystem gebildet von zwei Pumpenstufen, nämlich einer Vorförderpumpe 1 und einer Hauptförderpumpe 2, die räumlich getrennt in einem topfförmigen Gehäuse 5 untergebracht sind und zwischen sich den Bereich des Elektromotors 3 einschließen. Das topfförmige Gehäuse 5 weist an seiner Bodenseite einen Sauganschluß 6 auf, auf den ein nicht dargestellter Kraftstoffschlauch aufgesteckt werden kann. Das Gehäuse ist am gegenüberliegenden Ende mittels eines Deckels 7 verschlossen, an dem ein Druckanschlußstutzen 8 sov/ie ein Rückschlagventil 9 angeordnet sind. Zwischen dem Gehäuse 5 und dem Deckel 7 ist eine Dichtung angeordnet; der Deckel 7 ist am offenen Ende des Gehäuses 5 durch eine Bördelung 11 an diesem befestigt; die Bördelung dient gleichzeitig dazu, die gesamten inneren Bauteile des Aggregats fest einzuspannen, wie weiter unten noch erläutert wird.

Im Gehäuseinneren sind von der Saugseite zur Druckseite hin gesehen zunächst die Vorförderpumpe 1, daran anschließend der Elektromotor 3 und daran anschließend die Hauptförderpuinpe 2 angeordnet, wobei der von der Vorförderpumpe 1 unter geringerem Druck geförderte und der Saugseite der Hauptförderpuinpe zugeführte Kraftstoff auch den Elektromotor 2 und dessen Bauelemente zur Kühlung durchström⁴ .

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Auf den antreibenden Elektromotor wird im folgenden lediglich soweit eingegangen, wie zum Verständnis der Erfindung erforderlich; er besteht aus einem Motorlaufer 12 und einem Magnetteil 13. Der Motorlaufer 12 ist über geeignete Lager, beispielsweise Lagerbuchsen 14 auf einer feststehenden Achse 15 gelagert, die im vorderen und im hinteren Gehäusebereich in stationäre tragende Teile fest eingepreßt ist und daher ihren unverrückbaren Sitz erhält. Bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel verfügt die Vorförderpumpe, die als Seitenkanalpumpe ausgebildet ist, über eine vordere Grundplatte 16 mit einer zentralen Bohrung 17, in welche die Achse 15 eingepreßt ist. Das andere Ende der Achse ist in eine zentrale Bohrung 18 einer hinteren Grundplatte 19 der zweiten Pumpenstufe eingepreßt.

Die den Motorläufer 12 auf der Achse 15 lagernden Buchsen 14 sind in einem Tragrohr 20 angeordnet, auf dem sich ein Lamellenpaket 21 und ein Ankerwicklungspaket 22 befinden. Außerdem ist auf dem Tragrohr 20 eine Kollektorbuchse 24 befestigt, beispielsweise durch Aufpressen.

Auf der Kollektorbuchse 24 gleiten Kohlebürsten 25, die in Käfigen 26 angeordnet sind. Die Käfige 26 sind mit im Deckel angeordneten Anschlußklemmen 23 elektrisch leitend verbunden. Der Magnetteil 13 des Elektromotors 3 besteht aus zwei Permanentmagneten 27, die in einem rohrförmigen oder zylindrischen Halteteil 2 8 aus magnetisch leitendem Werkstoff angeordnet sind. Dieses rohrförmige Halteteil 28 dient gleichzeitig zum Festspannen der vorderen Grundplatte 16 der Vorstufenpumpe, da auf das Halteteil 28 von dem durch die Bördelung 11 gehaltenen Deckel 7 ein entsprechender Einspanndruck, gegebenenfalls über weitere zwischengeschaltete Bauelemente, ausgeübt wird. Die beiden Pumpenstufen werden vom Elektromotor gleichzeitig angetrieben. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht

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die unmittelbar dem Sauganschluß 6 zugewandte erste Pumpenstufe oder Vorförderpumpe 1 aus einer Seitenkanalpumpe, während die den Kraftstoff von dieser unter entsprechendem Vordruck zugeführt erhaltende Hauptförderpumpe als Rollenzellenpumpe ausgebildet ist. Es versteht sich aber, daß Art und Aufbau dieser Pumpen an sich beliebig sein können; jede Stufe kann daher als allgemeine Flüssigkeitspumpe angesehen werden, die eine Kreiselpumpe, Seitenkanalpumpe, Zahnradpumpe, Rollanzellenpumpe oder eine sonstige Pumpe ist, wobei bei Serienschaltung von zwei Verdrängerpumpen ohne den Selbstregeleffekt der hydrodynamischen Pumpen ein Druckregelglied zwischengeschaltet sein muß.

Die Grundplatte 16 der Seitenkanalpumpe 1 liegt über eine schräge Paßringfläche 30 an einer entsprechenden kegelstumpfförmigen Ringfläche 31 des Gehäuses an und erfährt so eine präzise Lagerung. In dieser Position gehalten wird die Grundplatte 16, wie schon erwähnt, von dem Halteteil 23, das in eine Abschulterung 32 der Grundplatte eingreift. Die Grundplatte kann so mit Spielanpassung gehalten sein, sie kann aber auch im Preßsitz in eine entsprechende Paßbohrung des Gehäuses gefügt sein. Die Grundplatte 16 bildet auf ihrer dem Laufrad 33 zugewandten Seite den stationären, mit dem Laufrad 23 in Wirkverbindung tretenden Teil der Seitenkanalpumpe aus; auf den jeweiligen Aufbau beider verwendeten Pumpenarten und deren Wirkungsweise braucht an dieser Stelle nicht genauer eingegangen zu werden, da solche Flüssigkeitspumpen für sich gesehen bekannt sind.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Laufrad 33 zentral und im gewünschten axialen Abstand zur Grundplatte 1G von einem nabenartigen Lagerteil 3 4 gehalten, welches als Lagerhülse bevorzugt einstückig mit dem Laufrad 33 ausgebildet

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oder an dieses angespritzt sein kann und sich über das Tragrohr 20 zwischen diesem und dem Ankerv/icklungspaket 22 erstreckt. Um eine feste Verankerung dieses Lagerteils 34 zu erzielen, kann es sich im Bereich des Motorlaufers 12 noch erweitern und das Lamellenpaket 21 umfassen. Da andererseits der Motorläufer 12 bzw. genauer gesagt sein ihn lagerndes Tragrohr gegen eine axiale Verschiebung mittels Sicherungsringen 56 arretiert ist, die in Nuten 55 der Achse 15 eingreifen, ist die axiale Position des Laufrads 33 und dessen unverrückbare Orientierung mit Bezug auf die Grundplatte 16 sichergestellt. Hierbei ist wesentlich, daß die Achse 15 in der zentralen Bohrung 17 der Grundplatte 16 im Preßsitz gehalten ist.

Alternativ ist es aber auch möglich, das Laufrad 33 über eine nicht dargestellte Lagerbuchse auf der Achse 15 verdrehbar zu lagern und den Antrieb des Laufrads 33 über einen Mitnehmer vorzunehmen, der in eine entsprechende Ausnehmung am Laufrad 33 eingreift. I3ei dem Lagerteil 34 handelt es sich bevorzugt um ein geeignetes Kunststoff-Formteil. Eine solche Ausbildung und Anordnung der Seitenkanalpumpe ohne die bei unmittelbarer örtlicher Nachbarschaft mit dor zweiten Pumpenstufe notwendigen Spannschrauben und sonstigen mechanischen Verbindungen erlaubt eine sonst nicht mögliche radiale Größenerstreckung der Seitenkanalpumpe, so daß diese einen erheblich größeren Durchmesser aufweist. Es ergibt sich dann auch bei gegebener Drehzahl eine bessere Pumpleistung, so daß der durch den Abstand zwischen dieser Vor förderpumpe und der Hauptförderpumpe möglicherweise entstehende Druckverlust ohne weiteres ausgeglichen wird.

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eher die Grundplatte 36 der Rollenzellenpumpe 2 anliegt. Es folgt dann die Zwischenplatte 37 sowie die hintere Grundplatte 19 oder Stützplatte der Rollenzellenpumpe, die über einen ausgeprägten nabenartigen Vorsprung 3 0 verfügt, der auf den Druckstutzen 8 gerichtet ist und in einer zentralen Bohrung 18, wie schon erwähnt, das andere Ende der Achse 15 im Preßsitz lagert. Die Grundplatte 36 und die Stützplatte 19 mit Zwischenplatte 37 der Rollenzellenpumpe nehmen zwischen sich die Nutscheibe 39 der Rollenzellenpumpe auf, die über eine Lagerbuchse 40 auf der Achse 15 sitzt und von einem Mitnehmer 41 von dem Motorläufer 12 des Elektromotors 3 angetrieben ist. Der Mitnehmer 41 kann ein beliebiges, hülsenförmiges Bauteil sein, bevorzugt ein Kunststoffelement, welches im Kollektorbereich oder angrenzend an den Kollektor 2 4 auf dem Tragrohr 20 festgemacht ist und über eine Mitnehmernase 43 verfügt, die in eine entsprechende Aufnahmenut 4 4 der Nutscheibe 39 zur Drehmitnahme eingreift.

Der Deckel 7 verfügt über einen breiteren Radialflansch 50, der einerseits an der Stützplatte 19 der Rollenzellenpumpe 2 anliegt, so daß von hier aus der gesamte innere Aufbau des Kraftstofförderaggregats unter Einspanndruck gehalten ist, und andererseits in einer Ringnut 51 die Bördelung 11 des Gehäuseendes aufnimmt. Zwischen dem Deckel 7 und der Stützplatte 19 bildet sich so der Ilochdruckraum der Hauptförderpumpe. Die Bauelemente der Hauptförderpuinpe oder Rollen ze llenpumpe werden zusammengehalten und vor der Montage zueinander justiert durch Schrauben 52, die im Bereich dor elektrischen Anschlußklemmen angeordnet und von Muttern 52 festgespannt werden. Die Schraubenkörper erstrecken sich bis zur Bürstenträgerplatte 35, so daß die Bürstenträgerplatte zusammen mit den Bauelementen der Rollenzellenpumpe und dem Deckel 7 einen einheitlichen Baublock bildet. Die Schraube 52 erstreckt sich durch rohrförmige

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Kunststoff Isolierungen 54 und 55, die sich durch zueinander
ausgerichtete Bohrungen von Grundplatte 36, Zwischenplatte 37 und Stützplatte 19 einerseits bzw. Deckel 7 andererseits erstrecken. Zur Abdichtung zwischen Stützplatte 19 und Deckel 7 ist noch eine Dichtung 56 vorgesehen, die die Schraube 52 umgibt.

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Patentansprüche;

(1 ·)Kraftstofförderpumpe, insbesondere bestehend aus einem in einem gemeinsamen Gehäuse mit einem antreibenden Elektromotor angeordneten Pumpensystem, wobei das Pumpensystem zwei wirkungsmäßig hintereinander geschaltete Pumpenstufen (Vorförderpumpe und Hauptförderpumpe) umfaßt, die beide vom Elektromotor angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (3) zwischen den Pumpenstufen (1, 2) angeordnet ist und deren Drehteile (33, 39) über Mitnehmer (34; 41, 43) antreibt.
2. Kraftstofförderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorläufer (12) des Elektromotors (3) über ein Tragrohr (20) auf einer stationären Achse (15) gelagert ist, die beidseitig mit ihren Enden in Bohrungen (17, 18) flanschartiger, zu Pumpenbauelementen gehörenden Platten (16, 19) im Preßsitz gehalten ist.
3. Kraftstofförderpumpe nach Anspruch 1 oder 2 mit einer als Seitenkanalpumpe ausgebildeten Vorförderpumpe und einer dieser wirkungsmäßig nachgeschalteten als Rollenzellenpumpe ausgebildeten Hauptförderpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (33) der Seitenkanalpumpe (1) über ein nabenartiges Lagerteil (34) vom Motorlaufer (12) des Elektromotors (3) getragen ist.
4. Kraftstofförderpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerteil (34) aus Kunststoff ist, an das Laufrad (33) der Seitenkanalpumpe angespritzt ist und hülsenförmig zwischen Lagerrohr (20) und Ankerwicklung (22) verläuft.

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5. Kraftstofförderpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere zur Seitenkanalpumpe (1) gehörende Grundplatte (16) im Preßsitz oder mit Spielpassung im Gehäuse (5) sitzt und von einem zum Magnetteil (13) des Elektromotors (2) gehörenden Halteteil (2 8) gehalten ist, auf den von einem das topfförmige Gehäuse (5) durch eine Bördelunq (11) verschließenden Deckel (7) über die Bauelemente (Grundplatte 36, Zwischenplatte 37, Stützplatte 19) der Rollenzellenpumpe (3) ein Einspanndruck ausübbar ist.
6. Kraftstofförderpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Stützplatte (19) der Rollenzellenpumpe (2) eine nabenartige Ausstülpung (38) aufweist, in deren zentraler Bohrung (18) die Achse (15) im Preßsitz gehalten ist und daß die zwischen Stützplatte (19) und Grundplatte (36) gehaltene Nutscheibe (39) der Rollenzellenpumpe (2) über einen auf der anderen Seite des Elektromotors am Tragrohr (20) befestigten Mitnehmer (41, 43) angetrieben ist.
7. Kraftstofförderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Grundplatte (36), Zwischenplatte (37), Stützplatte (19) sowie sich daran anschließend der Deckel (7) durch Schrauben (52) zusammengespannt sind, die gleichzeitig die elektrischen Anschlußverbindungen zur Bürstenträgerplatte (35) bilden.

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Firma Robert Bosch GmbH 7000 Stuttgart 1

Kraftstofförderpumpe

Zusammenfassung

Es wird eine Kraftstofförderpumpe vorgeschlagen, bei der das Pumpensystem aus zwei wirkungsmäßig hintereinander geschalteten, einzelnen Pumpenstufen besteht, die beide von dem Motorläufer eines sich im gleichen Gehäuse befindenden Elektromotors angetrieben sind; die beiden Pumpenstufen, nämlich eine Vorförderpumpe und eine den Kraftstoff von der Vorförderpumpe unter (geringem) überdruck zugeführt erhaltende Hauptförderpumpe sind zu beiden Seiten des Elektromotors im Gehäuse angeordnet und werden von dessen Motorläufer über Mitnehmer angetrieben. Bevorzugt ist für die Lagerung sämtlicher Drehteile von Pumpenstufen und Elektromotor eine feststehende Achse vorgesehen und von mit Bezug auf den innen liegenden Elektromotor äußeren Grundplatten im Preßsitz getragen.

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