DE4038875A1 - Kraftstoff-foerderaggregat fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoff-Förderaggre­ gat für Kraftfahrzeuge, mit einem elektrischen Antriebsmo­ tor und einer damit gekuppelten Pumpe, die den Kraftstoff durch ein den Antriebsmotor und die Pumpe einschließendes Gehäuse von einer Ansaugöffnung zu einem Auslaßstutzen för­ dert.

Bei derartigen Förderaggregaten kann es insbesondere zu Beginn eines Fördervorgangs zu Problemen infolge von Ent­ gasungsvorgängen im zu fördernden Kraftstoff kommen. Bei längerem Stillstand können im Kraftstoff vorhandene gasför­ mige Bestandteile aufsteigen und sich im Förderaggregat sammeln, so daß ein die Kraftstofförderung vorübergehendes stark behinderndes Gaspolster entstehen kann. Auch unmit­ telbar nach dem Abschalten des Kraftfahrzeugmotors kann das Wiederanlassen erschwert oder verzögert werden, weil aus dem Kraftstoffvorrat durch rücklaufenden erwärmten Kraftstoff leicht flüchtige Bestandteile verdampft werden und sich im Förderaggregat sammeln. Das führt zu einer Verlängerung des Anlaßvorgangs mit entsprechend höherer Belastung der Batterie und - bei schwachen Batterien - u. U. sogar zu einem Versagen.

Man hat bereits versucht, diese Nachteile dadurch zu behe­ ben, daß im Bereich des Förderaggregats Auslaßkanäle für die im Kraftstoff vorhandenen oder entstehenden gasförmigen Bestandteile vorgesehen wurden. Damit konnten zwar schon gewisse Verbesserungen erreicht werden, sie gehen aber zu Lasten des Förderdrucks und stellen noch keine befriedi­ gende Lösung der "Gasblasenproblematik" dar.

Es besteht somit die Aufgabe, ein Kraftstoff-Förderaggregat der eingangs genannten Art einerseits eine Möglichkeit zur Abfuhr gasförmiger Bestandteile aus dem Förderweg des Kraftstoffs zu sorgen, andererseits aber eine Beeinträchti­ gung der Kraftstofförderung selbst zu vermeiden.

Zur Lösung dieses Problems wird erfindungsgemäß vorgeschla­ gen, ein Ventil vorzusehen, durch das eine Entlüftungsöff­ nung des Gehäuses bei Förderung von Kraftstoff verschließ­ bar ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Erfin­ dungsgedankens ist ein zur Welle des Antriebsmotors koaxia­ les Gehäuse für vertikalen Einbau vorgesehen, das unten von einem scheibenförmigen Pumpenteil mit Ansaugöffnung und oben durch einen Deckel mit Auslaßstutzen und Entlüftungs­ öffnung abgeschlossen ist. Dabei ist die Entlüftungsöffnung zweckmäßig mit einem kegelartigen Ventilsitz ausgebildet und durch eine darunter vertikal beweglich geführte Ventil­ kugel verschließbar. Ferner kann man vorsehen, daß die Ent­ lüftungsöffnung mit einem oberen Ventilsitz und einem unte­ ren Ventilsitz ausgebildet ist, zwischen denen eine Ventil­ kugel vertikal beweglich geführt ist. Zur Rückstellung der Ventilkugel von der Schließ- in die Öffnungsposition kann deren Eigengewicht genutzt werden, wobei eine Ventilkugel verwendet wird, deren spezifisches Gewicht größer ist als das spezifische Gewicht des Kraftstoffs. Vorzugsweise besteht die Ventilkugel aus Stahl.

Eine andere Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnung mit einem kegelartigen Ventilsitz ausgebildet ist und bei der Förderung von Kraftstoff gegen die Kraft einer Rückstellfe­ der durch eine Ventilkugel erschließbar ist. Dabei wird die Ventilkugel bei abgeschaltetem Förderaggregat durch die Rückstellfeder gegen ein gasdurchlässiges Lager gedrückt, das zweckmäßigerweise aus einem kegelartigen Ventilsitz mit Durchgangskanälen besteht.

Der Erfindung liegt die Erwägung zugrunde, daß bei Kraft­ stoff-Förderaggregaten eine Entlüftungsöffnung nicht perma­ nent erforderlich ist, sondern nur unter bestimmten Betriebsbedingungen, und daß zur Sicherstellung einer opti­ malen Förderung im übrigen ein gasdichter Förderweg unab­ dingbar ist. Es wird daher eine Entlüftungsöffnung vorgese­ hen, die durch ein Ventil verschließbar ist, das seiner­ seits vom Förderdruck des Kraftstoffs gesteuert wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Förderaggregat gemäß der Erfindung für senkrechten Einbau,

Fig. 2 zeigt eine Variante für beliebigen Einbau.

Das Förderaggregat gemäß Fig. 1 besteht aus einer Pumpe 1 und einem Antriebsmotor 2, die beide in einem gemeinsamen Gehäuse 3 angeordnet sind, das einen Deckel 4 mit einem Auslaßstutzen 5 besitzt. Die Pumpe 1 ist aus zwei, einen Förderraum zwischen sich einschließenden Pumpenteilen 6 und 7 aufgebaut, zwischen denen sich ein Peripheralrad 8 dreht. Durch Drehung des Rades 8 wird Kraftstoff durch den Ansaug­ kanal 9 angesaugt und durch eine nicht dargestellte Aus­ wurfsöffnung in den Motorraum 15 befördert. Das Peripheral­ rad 8 ist mittels einer Kupplung 10 mit der Welle 11 des Motors 2 verbunden, auf der sich die Motorwicklung 12 sowie der Kommutator 13 befinden. Die Motorwelle 11 ist im Deckel 4 gelagert und durchsetzt mit der auf ihr befindlichen Motorwicklung einen mehrpoligen Dauermagneten 14. Der Deckel 4 trägt den Anschlußstutzen 5, auf den die Kraft­ stoffzuleitung aufgeschoben wird. Zwischen dem Anschluß­ stutzen 5 und dem Motorraum 15 befindet sich ein Verschluß­ system 16, das einen mit einer Feder 17 vorgespannten Ven­ tilkörper 18 enthält, der mit einem Ventilsitz 19 zusam­ menarbeitet. Im Deckel 4 befindet sich desweiteren ein Ventil 20 mit einem oberen Ventilsitz 21 und einem unteren Ventilsitz 22 sowie einer Ventilkugel 23 aus Stahl.

Im nichtfördernden Zustand des Förderaggregats ist das Ver­ schlußsystem 16 verschlossen, d. h. der Ventilkörper 18 sitzt auf dem Ventilsitz 19. Das Verschlußsystem 16 dient dazu, daß bei Beendigung eines Fördervorganges der Auslaß­ stutzen 5 zum Motorraum 15 hin verschlossen wird, so daß der sich in der Zuleitung zum Kraftfahrzeugmotor befindli­ che Kraftstoff nicht über den Auslaßstutzen 5, den Motor­ raum 15 und die Pumpe 1 in den Kraftstoffbehälter zurück­ fließen kann, sondern in der Kraftstoffzuleitung verbleibt. Dies soll bei Beginn eines Fördervorgangs, also beispiels­ weise beim Anlassen des Kraftfahrzeugmotors, bewirken, daß sofort Kraftstoff zur Verfügung steht und der Kraftstoff nicht erst vom Tank durch die Kraftstoffzuleitung zum Kraftfahrzeugmotor gefördert werden muß. Bei einem solchen Förderaggregat würde die Anwendung des vorbeschriebenen Ventils 20 dazu führen, daß am Ende eines Fördervorganges der Motorraum 15 und die Pumpe 1 rasch leerlaufen würden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist in der bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 1 das Ventil 20 als Doppelkegel­ ventil mit einem ersten, dem nach außen führenden Kanal 25 zugeordneten Ventilsitz 21 und einem zweiten, dem nach innen führenden Kanal 24 zugeordneten Ventilsitz 22, die in Betriebslage des Förderaggregats etwa senkrecht übereinan­ der angeordnet sind, und einer zwischen den beiden Ventil­ sitzen angeordneten Ventilkugel 23 ausgebildet.

Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß bei Beendigung des Fördervorgangs die Ventilkugel 23 auf den unteren Ven­ tilsitz 21 fällt und das Ventil nach außen verschließt. Dadurch kann der im Motorraum 15 und in der Pumpe vorhandene Kraftstoff nur langsam aufgrund anderer Undichtigkeiten des Systems ausfließen.

Wird nunmehr das Förderaggregat angeschaltet, so wird Kraftstoff über den Ansaugkanal 9 in den Motorraum 15 gefördert, wobei sich gleichzeitig durch den im Motorraum 15 entstehenden Überdruck die Ventilkugel 23 leicht vom Ventilsitz 22 abhebt, so daß die im Motorraum 15 befindli­ che Luft durch den Kanal 24 und den Kanal 25 nach außen gelangen kann.

Spätestens mit Erreichen eines Kraftstoffniveaus im Motor­ raum 15 in Höhe des Deckels 4 wird die Ventilkugel 23 gegen den oberen Ventilsitz 21 gedrückt und verschließt somit den Motorraum 15 nach außen. Das Verschlußsystem 16 öffnet auf­ grund des Förderdrucks und der Kraftstoff gelangt über den Auslaßstutzen 5 und die an diesen angeschlossene Förderlei­ tung zum Kraftfahrzeugmotor.

Bei Beendigung der Förderphase schließt das Verschlußsystem 16 wieder, so daß der sich im Anschlußstutzen 5 und in der daran anschließenden Förderleitung befindende Kraftstoff nicht über den Motorraum 15 und die Pumpe 1 in den Tank zurückfließen kann. Die Verringerung des Drucks im Motor­ raum 15 aufgrund des Stillstands der Pumpe 1 führt des wei­ teren dazu, daß die Ventilkugel 23 auf den Ventilsitz 22 zu liegen kommt und den Kanal 24 verschließt, so daß keinerlei Luft von außen in den Motorraum 15 gelangen kann. Es ist damit sichergestellt, daß der Motorraum 15 sich nicht oder allenfalls nur sehr langsam über andere Leckagen in den Tank entleeren kann.

Bei neuerlichem Anschalten des Motors zwecks Förderung wird durch den sich im Motorraum 15 erhöhenden Druck den Ventil­ kugel 23 gegen den Ventilsitz 21 gepreßt und gleichzeitig öffnet sich das Verschlußsystem 16.

Fig. 2 zeigt den Bereich einer Entlüftungsöffnung 25 für beliebige Einbaulagen. Vorgesehen ist ein kegelartiger Ven­ tilsitz 27, gegen den die Ventilkugel 23 anliegt, wenn sie gegen die Kraft der Rückstellfeder 26 vom Förderdruck des Kraftstoffs vom Ventilsitz 28 abgehoben wird. Bei Anlage der Ventilkugel 23 am Ventilsitz 27 ist die Entlüftungsöff­ nung 25 geschlossen. Bei Anlage der Ventilkugel 23 am Ven­ tilsitz 28 ist das System - anders als beim Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 1 - nicht geschlossen, weil im Bereich des Ventilsitzes 28 Durchgangskanäle 29 vorgesehen sind, die ein permanentes Entlüften bei nicht eingeschaltetem Förder­ aggregat sicherstellen.

Claims (10)

1. Kraftstoff-Förderaggregat für Kraftfahrzeuge, mit einem elektrischen Antriebsmotor und einer damit gekuppelten Pumpe, die den Kraftstoff durch ein den Antriebsmotor und die Pumpe einschließendes Gehäuse von einer Ansaugöffnung zu einem Auslaßstutzen fördert, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (20) vorgesehen ist, durch das eine Entlüftungs­ öffnung (25) des Gehäuses (3) bei der Förderung von Kraft­ stoff verschließbar ist.

2. Kraftstoff-Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Welle (11) des Antriebsmotors (2) koaxiales Gehäuse (3) für vertikalen Einbau vorgesehen ist, das unten von einem scheibenförmigen Pumpenteil (6) mit Ansaugöffnung (9) und oben durch einen Deckel (4) mit Auslaßstutzen (5) und Entlüftungsöffnung (25) abgeschlossen ist.

3. Kraftstoff-Förderaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnung (25) mit einem kegelartigen Ventilsitz (21) ausgebildet und durch eine darunter vertikal beweglich geführte Ventilkugel (23) ver­ schließbar ist.

4. Kraftstoff-Förderaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnung (25) mit einem oberen Ventilsitz (21) und einem unteren Ventilsitz (22) ausgebildet ist, zwischen denen eine Ventilkugel (23) ver­ tikal beweglich geführt ist.

5. Kraftstoff-Förderaggregat nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückstellung der Ventilkugel (23) von der Schließ- in die Öffnungsposition nur deren Eigengewicht genutzt wird.

6. Kraftstoff-Förderaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht der Ventilkugel (23) größer ist als das spezifische Gewicht des Kraft­ stoffs.

7. Kraftstoff-Förderaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkugel (23) aus Stahl besteht.

8. Kraftstoff-Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnung (25) mit einem kegelartigen Ventilsitz (27) ausgebildet und bei der Förde­ rung von Kraftstoff gegen die Kraft einer Rückstellfeder (26) durch eine Ventilkugel (23) verschließbar ist.

9. Kraftstoff-Förderaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkugel (23) bei abgeschaltetem Förderaggregat durch die Rückstellfeder (26) gegen ein gas­ durchlässiges Lager gedrückt wird.

10. Kraftstoff-Förderaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gasdurchlässige Lager aus einem kegelartigen Ventilsitz (28) mit Durchgangskanälen (29) besteht.