DE4022467A1 - Foerderaggregat, insbesondere zur foerderung von kraftstoff - Google Patents
Foerderaggregat, insbesondere zur foerderung von kraftstoffInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Förderaggregat,
insbesondere zum Fördern von Kraftstoff, mit einem
elektrischen Antriebsmotor und einer mit dieser gekup
pelten Pumpeneinheit, die aus einem ersten Gehäuseteil
mit einem ersten ringsektorförmigen, in eine axiale
Einlaßöffnung mündenden Förderkanal und einem zweiten
Gehäuseteil mit einem zweiten ringsektorförmigen, in
eine axiale Auslaßöffnung mündenden Förderkanal glei
chen Durchmessers wie der erste und einer zentralen
Durchtrittsöffnung für die Antriebswelle des Antriebs
motors besteht sowie aus einem mit der Antriebswelle
in Wirkverbindung stehenden, zwischen den beiden Ge
häuseteilen angeordneten Pumpenrad mit einer Vielzahl
von zahnartigen, im Umfangsbereich angeordneten Schau
feln, die mit den kreisringförmigen Förderkanälen zu
sammenwirken.
Es sind bereits Förderaggregate dieser Gattung be
kannt, bei denen die beiden Gehäuseteile und das Pum
penrad der Pumpeneinheit aus Aluminium bestehen. Die
Teile werden im Metall-Spritzguß-Verfahren hergestellt
und anschließend eloxiert oder hartcoatiert, was die
Teile sehr stark verteuert. Diese bekannten Förderag
gregate werden im Kraftfahrzeug zur Benzineinspritzung
verwendet, wo ein Nenndruck in der Größenordnung von
1,5 bar benötigt wird. Dieser Nenndruck läßt sich
unter Berücksichtigung eines möglichst hohen Wirkungs
grades nur dann erzielen, wenn die Axialspalte zwi
schen dem Pumpenrad und den Gehäuseteilen möglichst
klein sind. Angestrebt sind Axialspalte von insgesamt
3/100 mm. Aus diesem Grunde lassen sich derartige Pum
peneinheiten auch nicht aus thermoplastischen oder
duroplastischen Kunststoffen herstellen, da diese
Kunststoffe in Verbindung mit Kraftstoff zum Aufquel
len neigen und mithin bereits nach wenigen Stunden das
aufgequollene Pumpenrad zwischen den Gehäuseteilen
blockieren würden. Zur Herstellung dieser Teile hat
sich daher Aluminium durchgesetzt, das im Spritzguß
verfahren verarbeitet werden kann. Nachteilig und
stark verteuernd sind jedoch, wie bereits erwähnt, die
bei diesem Material unumgänglichen Nachbearbeitungs
maßnahmen.
Der Wirkungsgrad der Pumpeneinheit hängt des weiteren
entscheidend vom Verlauf der Ringkanäle und deren
Oberflächenrauhigkeit ab. Je geringer letztere ist,
desto höher ist der Wirkungsgrad. Durch Verwendung von
Aluminium lassen sich sehr geringe Oberflächenrauhig
keiten erreichen, so daß auch aus diesem Grunde an der
Verwendung von Aluminium bisher festgehalten wurde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Pumpen der
eingangs beschriebenen Gattung hinsichtlich ihrer Lei
stungsfähigkeit zu verbessern und sie darüber hinaus
so zu gestalten, daß sie mit einem möglichst geringen
Aufwand herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die beiden Gehäuseteile und das Pumpenrad der Pumpen
einheit jeweils als Guß- oder Preßteil aus einer
Graphit-Kunststoff-Mischung ausgebildet sind und daß
die einander berührenden Stirnflächen des Pumpenrades
und der beiden Gehäuseteile aufgerauht sind.
Es hat sich gezeigt, daß Teile aus einer Graphit-
Kunststoff-Mischung im Kraftstoff keinem meßbaren
Quellen unterworfen sind, so daß sie sich, nachdem
auch ihre Festigkeit in brauchbaren Grenzen liegt, zur
Herstellung von Komponenten eignen, die mit Vergaser
kraftstoffen in Berührung kommen. Als besonders vor
teilhaft haben sich Mischungen aus 60 bis 80 Prozent
Graphit und einem Restanteil von Phenolharz erwiesen.
Beim Herstellen von Komponenten aus Graphit-Kunst
stoff-Mischungen im Guß- oder Preßverfahren ergeben
sich sehr glatte Oberflächen, deren Rauhtiefe bei ent
sprechender Herstellung der Formwerkzeuge vorzugsweise
bei Rz 1 liegt. Es lassen sich somit Förderkanäle
herstellen, deren Oberfläche spiegelglatt oder, anders
ausgedrückt, eine äußerst geringe Rauhtiefe haben. Die
Oberflächen der so hergestellten Teile sind anderer
seits jedoch so glatt, daß ein Festfressen des Pumpen
rades an den Gehäuseteilen spätestens beim Fördern
heißen Kraftstoffs auftritt. Um dies zu verhindern
werden die einander berührenden Stirnflächen des Pum
penrades und der beiden Gehäuseteilen aufgerauht und
zwar in vorteilhafterweise bis zu einer Rauhtiefe zwi
schen Rz 3 und Rz 20.
Durch diese sich gegenseitig stützenden und fortbil
denden Maßnahmen und Merkmale wird somit eine Pumpen
einheit geschaffen, die nicht nur mit äußerst geringem
Aufwand sondern auch mit sehr engen Toleranzen her
stellbar ist, so daß auch der erwünschte hohe Wir
kungsgrad erzielt werden kann. Es hat sich gezeigt,
daß eine Optimierung des Wirkungsgrades dann erreicht
wird, wenn die Rauhtiefe für die angerauhten Stirnflä
chen des Pumpenrades und der Gehäuseteile in der
Größenordnung von Rz 10 liegt.
Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum
Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel
enthält, näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Pumpenein
heit des Förderaggregats,
Fig. 2 eine Aufsicht auf die Pumpeneinheit
nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine auseinandergezogene Schnittdar
stellung der Pumpeneinheit nach Fig.
1.
Die Pumpeneinheit besteht aus einem ersten, deckel
artigen Gehäuseteil 1, einem zweiten, napfförmig aus
gebildeten Gehäuseteil 2 und einem Pumpenrad 3, das in
dem durch die beiden Gehäuseteile gebildeten Hohlraum
drehbar gelagert ist. Die drehbare Lagerung erfolgt
durch eine an das Pumpenrad 3 angeformte Buchse 4,
die in einer entsprechenden Ausnehmung 5 im Gehäuse
teil radial geführt ist. Auf dem Innenumfang der Buch
se 4 sind axiale Zähne 6 angeformt, die in entspre
chende Ausnehmungen eines auf der nicht dargestellten
Antriebswelle des Antriebsmotors sitzenden Gegenstücks
eingreifen, so daß die Antriebswelle und das Pumpenrad
3 über diese zahnartige Kupplung miteinander in Wirk
verbindung stehen. Die Antriebswelle des Antriebsmo
tors ist des weiteren in einer zentral angeordneten
Laufbuchse 7 des Gehäuseteils 1 geführt.
Das Gehäuseteil 1 weist des weiteren eine im wesentli
chen axial verlaufende Einlaßöffnung 8 auf, die in
einen ringsektorförmig verlaufenden Förderkanal 9 mün
det. Dieser Förderkanal 9 bildet mit dem ringsektor
förmig verlaufenden Förderkanal 10 im Gehäuseteil 2
einen schlauchartigen Förderraum, in dem der Kraft
stoff von der Einlaßöffnung 8 mittels des Laufrades
zur Auslaßöffnung 11 transportiert wird, die in das
Gehäuseteil 2 eingeformt ist und in den Förderkanal 10
mündet.
Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich
ist, ist das Pumpenrad in Form eines Peripheralrades
ausgebildet. Es ist mit einer vielzahl von zahnartigen
Schaufeln 12 versehen, die durch axiale Ausnehmungen
aus den beiden Stirnbereichen des Pumpenrades gebildet
sind. Die Schaufeln auf der einen Stirnfläche sind
gegenüber denjenigen auf der anderen Stirnfläche um
den halben Abstand zweier benachbarter Schaufeln ver
setzt angeordnet. Bei Drehung des Pumpenrades 3 ergibt
sich damit eine spiralförmig sich vorwärtsbewegende
Fluidströmung in den Förderkanälen 9 und 10.
Je geringer nun die Rauhtiefe der Wandflächen der För
derkanäle 9 und 10 und der Schaufeln 12 ist, desto
weniger Reibung tritt zwischen diesen Wänden und der
Flüssigkeitsspirale auf. Folglich geht in die Pump
leistung die Rauhtiefe dieser Wände direkt ein. Ent
sprechendes gilt für die Luftspalte zwischen dem Ge
häuseteil 1 und dem Pumpenrad 3 einerseits und dem
Pumpenrad 3 und dem Gehäuseteil 2 andererseits. Je
geringer diese Luftspalten sind, desto besser der
Wirkungsgrad.
Die Gehäuseteile 1 und 2 und das Pumpenrad 3 bestehen
aus Kunstkohle - gemäß einer bevorzugten Ausführungs
form aus einer Mischung aus 60 bis 80 Prozent Graphit
und einem Restanteil Phenolharz - und weisen nach
ihrer Herstellung in einem Spritzguß- oder Spritzpreß
verfahren eine spiegelglatte Oberfläche auf, die, so
fern die Spritzgußwerkzeuge exakt genug hergestellt
sind, eine Rauhtiefe von Rz 1 haben können. Diese ge
ringe Rauhtiefe, die sich in hervorragender Weise für
die Kanäle 9 und 10 und die Schaufelwände 12 eignet,
würde dazu führen, daß das Pumpenrad 3 sich an den
Gehäuseteilen 1 und 2 festfressen würde, wenn die drei
Teile unter einem Axialdruck stehen. Um dies zu ver
hindern, werden die Stirnflächen des Pumpenrades 3
sowie die diesem zugewandten Stirnflächen der Gehäuse
teile 1 und 2 spanabhebend bearbeitet, dergestalt, daß
diese Flächen eine Rauhtiefe von Rz 10 aufweisen.
Durch diesen Aufrauhungsvorgang wird die äußerste
Phenolharzschicht zerstört und die darunterliegende
Graphitstruktur freigelegt, die nunmehr gleichzeitig
als Gleit- und Schmiermittel dienen kann. Dies ist ein
besonderer vorteil der erfindungsgemäßen Pumpenein
heit.
Claims (6)
1. Förderaggregat insbesondere zum Fördern von Kraft
stoff mit einem elektrischen Antriebsmotor und
einer mit dieser gekuppelten Pumpeneinheit, die aus
einem ersten Gehäuseteil mit einem ersten ringsek
torförmigen, in eine axiale Einlaßöffnung mündenden
Förderkanal und einem zweiten Gehäuseteil mit einem
zweiten ringsektorförmigen, in eine axiale Auslaß
öffnung mündenden Förderkanal gleichen Durchmessers
wie der erste und einer zentralen Durchtrittsöff
nung für die Antriebswelle des Antriebsmotors be
steht sowie aus einem mit der Antriebswelle in
Wirkverbindung stehenden, zwischen den beiden Ge
häuseteilen angeordneten Pumpenrad mit einer viel
zahl von zahnartigen, im Umfangsbereich angeordne
ten Schaufeln, die mit den kreisringförmigen För
derkanälen zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Gehäuseteile (1, 2) und das Pumpen
rad (3) jeweils als Guß- oder Preßteil aus einer
Graphit-Kunststoff-Mischung ausgebildet sind und
daß die einander berührenden Stirnflächen des Pum
penrades (3) und der beiden Gehäuseteile (1, 2)
aufgerauht sind.
2. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rauhtiefe der aufgerauhten Flä
chen zwischen Rz 3 und Rz 20 liegt.
3. Förderaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rauhtiefe in der Größenordnung
von Rz 10 liegt.
4. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhtiefe der nicht
aufgerauhten Flächen in der Größenordnung von Rz 1
liegt.
5. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß als Graphit-Kunststoff-
Mischung eine Mischung aus 60-80% Graphit und
einem Restanteil Phenolharz vorgesehen ist.
6. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad in Form
eines Peripheralrades ausgebildet ist.
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8305 | Restricted maintenance of patent after opposition | ||
D4 | Patent maintained restricted | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: MANNESMANN VDO AG, 60326 FRANKFURT, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SIEMENS AG, 80333 MUENCHEN, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |