DE2745762A1

DE2745762A1 - Kraftstoff-foerderpumpe

Info

Publication number: DE2745762A1
Application number: DE19772745762
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

Description

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Firma

Robert Bosch GmbH

Postfach 50

7000 Stuttgart 1

Kraftstoff-Förderpumpe

Z u s amm enf a s sung

Es wird eine Kraftstoff-Förderpumpe vorgeschlagen, bei der das Pumpensystem aus zwei hintereinandergeschalteten, einzelnen Pumpenstufen besteht, die beide vom Motorläufer eines sich im gleichen Gehäuse befindenden Elektromotors angetrieben sind; dabei erfolgt der Antrieb der dem Elektromotor unmittelbar benachbarten Pumpenstufe durch einen sich mit dem Motorläufer drehenden Mitnehmer, während zwischen den beiden Pumpenstufen die Drehmitnahme durch eine den Drehteilen beider Pumpenstufen gemeinsamen Lagerbuchse erfolgt. Diese Lager-

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buchse sichert gleichzeitig auch zusammen mit einem Zwischenflansch die Abdichtung der beiden Pumpenstufen gegeneinander, d. h. die Abdichtung Hocbdruckraum zum Mitteldruckraum. Die gemeinsame Lagerbuchse kann auch als aus zwei einzelnen, jeweils über die axiale Erstreckung der Pumpendrehteile auf einer feststehenden Achse sitzenden Teillagerbuchsm gebildet sein, wobei die Teillagerbuchsen oder die Drehteile der Pumpenstufen über einen Mitnehmer verbunden sind, der aus Gründen der Dichtheit in den Drehteil der Hauptf or der pumpe auch eingepreßt sein kann. In bevorzugter weiterer Ausbildung sind sämtliche Grund-, Zwischen- und Stützplatten für den Aufbau des beide Pumpenstufen umfassenden Pump en sy stems als gemeinsamer Block ausgebildet, der mit der vorderen, als einzige stationär im Gehäuse gehaltenen Grundplatte zusammengespannt ist.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Förderpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Kraftstoff-Förderpumpen, die aus zwei wirkungsmäßig hintereinandergeschalteten, 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 Vorförderpumpe und die zweite als Hauptförderpumpe arbeitet, ist deshalb zweckvoll, weil 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 sich aber dadurch verhindern, daß man den Kraftstoff unter einem geringen überdruck der Hauptfürderpumpe zuführt, wodurch eine extreme Zunahme der Dampfbildung als Ausfallur sachc vermieden

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werden kann. Die Erzeugung des Vordrucks übernimmt dabei die Vorförderstufe, . die als hydrodynamische Pumpe mit Entgasxingsmöglichkeit 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. Außerdem ist es notwendig, durch geeignete Abdichtung der Pumpenstufen gegeneinander den Hochdruckraum vom Mitteldruckraum zu trennen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Förderpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sowohl eine einwandfreie Drehmitnahme beider Drehteile der Pumpenstufen als auch die Abdichtung der Pumpenstufen gegeneinander ohne erhöhten Bauaufwand und komplizierte Justierarbeiten möglich ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoff-Förderpumpe möglich, besonders vorteilhaft ist hier, daß sämtliche die beiden Pumpenstufen bildenden Bauteile als

ein gemeinsamer Block innerhalb des Gehäuses zusammengespannt und von der Grundplatte der ersten oder Vorförderpumpe gehalten sind, die als einzige im Gehäuse stationär gelagert ist.

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Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Teillängsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer Kraftstoff-Förderpumpe, während die Fig. 2 ein bezüglich der Mitnahme der beiden Drehteile abgewandeltes Ausführungsbeiepiel zeigt.

» Beschreibung der Erfindungsbeispiele

Die in Fig. 1 dargestellte Kraftstoff-Förderpumpe besteht aus einem die beiden Pumpenstufen umfassenden Pumpenbereich 1 und aus dem beide Pump en stufen antreibenden Elektromotor 2. Die beiden Pumpenstufen, nämlich die als Vorförderpumpe ausgewählte Seitenkanalpumpe 3 und die als Hauptförderpumpe arbeitende Rollenzellenpumpe 4, sowie der Elektromotor 2 sind in einem topfförmigen Gehäuse 5 untergebracht, welches, wie auch der Elektromotor 2 und der gesamte in der Zeichenebene rechte Teil der Pumpe nur teilweise dargestellt ist. Das Gehäuse 5 weist auf seiner Bodenseite einen Sauganschluß 6 auf, auf den ein nicht dargestellter Kraftstoff schlauch aufgesteckt werden kann. Das topfförmige Gehäuse 5 kann auf der rechten Seite beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Deckels verschlossen sein, der am offenen Ende des Gehäuses 5 durch eine Bördelung befestigt ist.

Im Gehäuseinneren sind von der Saugseite zur Druckseite hin gesehen zunächst die beiden Pumpen 3 und 4 und dann der Elektromotor 2 angeordnet; der unter Druck geförderte Kraftstoff durchströmt auch den Elektromotor 2 und dessen Bauelemente, um diesen zu kühlen.

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Die Zeichnung umfaßt lediglich die Teile, die zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind; daher ist der Elektromotor auch nur teilweise gezeichnet. Er besteht aus einem sich drehenden Motorläufer 7 und einem Magnetteil 8. Der Motorläufer 7 ist über geeignete Lager, beispielsweise Lagerbuchsen 9 auf einer feststehenden Achse 15 gelagert, die im vorderen Gehäusebereich in ein dort befindliches, stationäres tragendes Teil fest eingepreßt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die als Seitenkanalpumpe ausgebildete Vorförderpumpe 3 eine Grundplatte 10 mit einer zentralen Bohrung 11 auf, in welche die Achse 15 eingepreßt ist. Das andere Ende der Achse kann dann von einer geeigneten Bohrung im nicht dargestellten Deckel gestützt sein.

Die den Motorläufer 7 auf der Achse 15 lagernden Buchsen 9 sind in einem Tragrohr 12 angeordnet, auf dem sich das Lamellenpaket 13 und das Ankerwicklungspaket 14 befinden. Der Kollektorbereich des Elektromotors 2 ist nicht dargestellt.

Der Magnetteil 8 des Elektromotors 2 umfaßt zwei Permanentmagnete 15 und 16, die in einem rohrförmigen oder zylindrischen Halteteil 17 aus magnetisch leitendem Werkstoff angeordnet sind. Das Halteteil 17 dient bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig zum Festspannen der weiter vorn schon erwähnten stationären Grundplatte 10, da auf diese von dem nicht dargestellten Deckel und seiner Bördelung ein entsprechender Einspanndruck ausgeübt wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht, wie schon erwähnt, die unmittelbar dem Sauganschluß 6 zugewandte erste Pumpenstufe aus einer Seitenkanalpumpe 3, während die der Seitenkanalpumpe wirkungsmäßig nachgeschaltete und auch an diese angrenzend ausgebildete zwei-

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te Pumpenstufe von einer Rollenzellenpumpe 4 gebildet ist. Es versteht sich aber, daß Art und Aufbau dieser Pumpen an sich beliebig sein kann; jede Pumpe mit ihrem Drehteil kann daher als allgemeine Flüssigkeitspumpe ausgebildet sein, die eine Kreiselpumpe, Seitenkanalpumpe, Zahnradpumpe, Rollenzellenpumpe oder eine sonstige Pumpe ist, wobei bei Serienschaltung von zwei Verdrängerpumpen ohne den Selbstregeleffekt der hydrodynamischen Pumpen ein Druckregelglied zwischengeschaltet sein muß. Wesentlich ist lediglich, daß zwischen den jeweiligen beweglichen Teilen jeder Pumpe, beispielsweise also den Pumpenläufern, oder, angewandt auf das vorliegende Ausführungsbeispiel, zwischen dem Laufrad 20 der Seitenkanalpumpe 3 und der Nutscheibe 21 der Rollenzellenpumpe 4 eine Drehmitnahme stattfindet, die eine einwandfreie Lagerung und Justierung dieser Pumpendrehteile bezüglich der stationären Pumpenteile ermöglicht und so ausgebildet ist, daß auch eine Abdichtung der Pumpenstufen gegeneinander in geeigneter Weise erfolgt.

Der allgemeine Aufbau der beim Ausführungsbeispiel verwendeten Pumpenstufen ist so getroffen, daß ausgehend vom Sauganschluß 6 im Gehäuse 5 zunächst die Grundplatte 10 der Seitenkanalpumpe 3 angeordnet ist, die mit einer angeschrägten Sitzfläche 23 an einer entsprechend angeschragten^ingformigen Lagerfläche 24 des vorderen Gehäuseteils anliegt. Die Grundplatte 10 bildet mit ihrer dem Laufrad 20 zugewandten Seite den stationären, mit dem Laufrad in Wirkverbindung tretenden Teil der Seitenkanalpumpe 3 und ist gleichzeitig das tragende Element für die weiteren Bauelemente des gesamten Pumpensystems. Auf den speziellen Aufbau und die Wirkungsweise der beiden verwendeten Pumpenstufen braucht an dieser Stelle nicht eingegangen zu werden, da solche Flüssigkeitspumpen für eich gesehen bekannt sind.

Der weitere Aufbau des Pumpensystems 1 ist dann so, daß sich an

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die Grundplatte 10, die über eine eingelegte Dichtung 25 in diesem Fall den Saugraum vom Hochdruckraum trennt, axial nach rechts in der Zeichnungsebene das Laufrad 20 der Seitenkanalpumpe anschließt, welches aber übergriffen ist von einem axial vorspringenden Ringflansch 26 eines Zwischenflansches 27, der gleichzeitig die vordere Grundplatte der nachgeschalteten Rollenzellenpumpe 4 bildet. Der Ringflansch 26 stützt sich bei 28 an einer entsprechenden Ringfläche der Grundplatte 10 ab. An den Zwischenflansch 27 schließt sich eine Zwischenplatte und daran die hintere Stützplatte 30 der Rollenzellenpumpe 4 an, wobei Zwischenflansch 27, Zwischenplatte 29 und Stützplatte 30 zwischen sich die Nutscheibe 21 dieser Pumpe aufnehmen. Sämtliche genannten Bauteile, nämlich Zwischenflansch 27 mit Ringflansch 26, Zwischenplatte

29 und Stützplatte 30 sind mit der vorderen Grundplatte 10 als Block zusammengespannt und können über Schrauben, von denen bei 31 eine dargestellt ist und die gleichmäßig über den Umfang verteilt sein können, zusammengehalten sein. Die Schrauben sind in entsprechende, ein Gewinde aufweisende Aufnahmebohrungen 32 der Grundplatte 10 eingeschraubt.

Die Drehmitnahme der Drehteile der beiden Pumpen stufen, also Laufrad 20 und Nutscheibe 21 erfolgt zunächst so, daß der Elektromotor im Bereich seines Motorläufers einen Mitnehmer 35 aufweist, der hülsenförmig ausgebildet ist und das Tragrohr 12 übergreift, wobei er zwischen Ankerwicklungspaket 14 und dem Tragrohr angeordnet ist und eine zusätzliche Verankerung im Bereich des Lamellenpakets 13, wie bei 36 gezeigt, erfahren kann. Dieser Mitnehmer 35 erstreckt sich mit einer Mitnahmenase 37 durch eine Öffnung 38 der hinteren Stützplatte

30 bis in eine Mitnahmenut 39 der Nutscheibe 21 und treibt diese an. Die Nutscheibe 21 ist auf der feststehenden Achse 15 mit Hilfe einer Lagerbuchse 40 gelagert, die beim bevorzugten Avisführungsbeispiel

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als Kohlelagerbuchse ausgebildet ist. Die Kohlelagerbuchse 40 erstreckt sich durch den Zwischenflansch 27 nach vorn bis zum Laufrad 20 der Seitenkanalpumpe , und zwar so weit, daß die Kohlelagerbuchse gleichzeitig auch die Lagerbuchse für das Laufrad 20 bildet. Das Laufrad 20 sitzt auf dem ihm zugeordneten Teil der axial stark verlängerten und beiden Drehteilen gemeinsam als Lagerbuchse dienenden Buch sen el em ent fest und unverrückbar auf und ist von diesem getragen, so daß beide Drehteile synchron und bei diesem Ausführungsbeispiel zueinander unverrückbar gelagert und angetrieben sind. Die Lagerbuchse 40 kann bei 41 innerhalb des Laufrades noch einen Vorsprung zur Arretierung gegen radiales Wegrutschen und zur Drehmitnahme aufweisen. Beide Drehteile sind auf der Kohlebuchse fest angeordnet, so daß Leckverluste ausschließlich über ein mögliches Axialspiel der Nutscheibe und das Lagerspiel der Kohlebuchse 40 auftreten können, die aber praktisch vernachlässigbar sind.

Da der Mitnehmer 37 vom Motorläufer 7 in die Mitnahmenut 39 der Nutscheibe 21 nur lose eingreift, ist es möglich, den gesamten, das Pumpensystem 1 bildenden Block vor Einsatz in das Gehäuse 5 zu justieren und relativ zueinander auszurichten, denn auch die Achse 15 sitzt im Preßsitz in der Aufnahmebohrung 11 der Grundplatte 10.

Der Zwischenflansch 27 erstreckt sich radial nach innen bis auf die Lagerbuchse 40 und umgibt diese mit einem schuhartig axial vorgezogenen Ringflansch 42 im engen Abstand, so daß auch hier für eine entsprechende Abdichtung gesorgt ist.

Der Bereich der gemeinsamen Lagerbuchse für die beiden Drehteile 20 und 21 der Pumpenstufen kann auch zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 unterschiedlich ausgebildet sein; so ist es möglich, den auf der Ach-

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se 15 gleitenden Lagerbereich der Lagerbuchse 40 auf die jeweiligen Axialer Streckungen von Laufrad 20 und Nutscheibe 21 einzuschränken, so daß der Zwischenbereich entsprechend den Abmessungen des Zwischenflansches 27 nicht auf dqr_: Achse 15 gleitet; es ist auch möglich, entsprechend einem geänderten und in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiiil jedem Drehteil eine eigene- Lagerbuchse 40a, 40b zuzuordnen und die drehfeste Mitnahme zwischen der Nutscheibe 21 und dem Laufrad 20 mittels eines hülsen- oder büchsenartigen Mitnehmers 45 zu bewerkstelligen, der zur Erzielung der gewünschten Dichtheit in der Nutscheibe 21' eingepreßt ist- siehe die axial vorspringende Nase 46 des Mitnehmers 45, die sich weit in die Nutscheibe 21' erstreckt - und andererseits im engen Abstand zur Achse 15 und zum Ringflansch 42' des Zwischenflansches 27 bis zum Laufrad 20' der Seitenkanalpumpe verläuft. Dort erfolgt dann die Drehmitnahme mittels einer Mitnehmernase 47, die, vorzugsweise lose, in eine entsprechende Mitnahmenut 48 des Laufrads eingreift. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind daher die Bewegungen der beiden Drehteile der Pumpenstufen entkoppelt, eine Verbindung liegt lediglich vor mit Bezug auf die notwendige Rotationsbewegung.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Kraftstoff-Förderpumpe, insbesondere bestehend aus einem in einem gemeinsamen Gehäuse zusammen mit einem Elektromotor angeordneten Pumpensystem, wobei das Pumpensystem zwei hinter einander ge schaltete Pumpenstufen (Vorförderpumpe und Hauptförderpumpe) umfaßt, die beide auf einer Seite des Elektromotors angeordnet und von diesem angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehteile (20, 21) beider unmittelbar hintereinander angeordneter Pumpenstufen (3, 4) auf einer gemeinsamen Lagerbuchse (40) angeordnet sind.
2. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Lagerbuchse (Formkohlebuchse 40) auf einer feststehenden, in die Grundplatte (10) der Vorfürderpumpe eingepreßten Achse (15) gelagert ist.
3. Kraftstoff-Förderpumpe, insbesondere bestehend aus einem in einem gemeinsamen Gehäuse zusammen mit einem Elektromotor angeordneten Pumpensystem, wobei das Pumpensystem zwei hintereinander ge schaltete Pumpenstufen (Vorförderpumpe und Haupt-

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förderpumpe) umfaßt, die beide auf einer Seite des Elektromotors angeordnet und von diesem angetrieben sind, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Pumpenteile (10, 27, 29, 30) beider Pumpenstufen (3, 4) als Block zusammengespannt und von einer vorderen, stationär im Gehäuse angeordneten Grundplatte (10) der Vorförderpumpe (3) gehalten sind.
4. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehteile (20*, 21') beider Pumpenstufen (3, 4) mittels getrennter Lagerbuchsen (40a, 40b) auf der feststehenden Achse (15) gelagert und zur Verbindung, Abdichtung und Drehmitnahme zwischen beiden ein die Achse büchsenartig umgebender und mit mindestens eines der Drehteile fest verbundener Mitnehmer (Kunststoffmitnehmer 45) vorgesehen ist.
5. Kraftstoff-Förderpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, mit einer ersten als Seitenkanalpumpe ausgebildeten Vorförderpumpe und einer dieser nachgeschalteten Rollenzellenpumpe als Hauptförderpumpe, deren Nutscheibe von einem fest mit dem Motorläufer des Elektromotors verbundenen Mitnehmer eine Drehmitnahme erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte der als Hauptförderpumpe dienenden Rollenzellenpumpe (4) als Zwischenflansch (27) ausgebildet ist und sich mit einem Ringflansch (42) radial nach innen bis zur Formkohlenbuchse (40) bzw. zum Kunst stoff mitnehm er (45) erstreckt.
6. Kraftstoff-Förderpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenflansch (27) an seinem Umfar.g in einen axial vorspringenden Radialflansch (26)

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übergeht, der an der Grundplatte (10) der Seitenkanalpumpe (3) anliegt und daß Zwischenflansch (27) sowie Zwischenplatte (29) und Stützplatte (30) der Rollenzellenpumpe (4) mittels mehrerer, über den Umfang angeordneter Schrauben (31) als Block mit der Grundplatte (10) der Seitenkanalpumpe (3) ver schraubt sind.
7. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffmitnehmer (45) in die Nutscheibe (21*) eingepreßt ist.

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