DE4142411C1 - Petrol vapour extraction pump - has two pistons connected by crank in common cylinder housing - Google Patents
Petrol vapour extraction pump - has two pistons connected by crank in common cylinder housingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasförderpumpe zum Absaugen der beim Betanken von Kraftfahrzeugen freiwerdenden Gase, insbesondere Benzin-Luft-Gemische, mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 an gegebenen Merkmalen.The invention relates to a gas feed pump for suctioning the gases released during the refueling of motor vehicles, in particular Gasoline-air mixtures with the in the preamble of claim 1 given characteristics.
Aus der DE 91 11 648 U1 ist es bekannt, bei einer Gasförderpumpe zum Absaugen der beim Betanken von Kraftfahrzeugen freiwerdenden Gase vier gesteuerte Zylinderkolben in 90°-Teilung vorzusehen, wo bei jeweils zwei gegenüberliegende Zylinderkolben starr miteinander durch eine Geradschubkurbel verbunden sind. Die Ein- und Auslaß steuerung der von den Kolben begrenzten Arbeitsräume erfolgt durch einen Drehschieber. Pumpeneinlaß und -auslaß befinden sich in einer Ebene an dem unten am Zylindergehäuse angeflanschten Drehschieber gehäuse. Nachteilig ist bei dieser Bauart, daß die einzelnen Kol ben periodisch lediglich an ihren Außenflächen mit Fördermittel beaufschlagt werden. From DE 91 11 648 U1 it is known for a gas feed pump for suctioning those that become free when refueling motor vehicles Gases provide four controlled cylinder pistons in 90 ° division where with two opposing cylinder pistons rigidly with each other are connected by a straight thrust crank. The inlet and outlet control of the working spaces delimited by the pistons is carried out by a rotary valve. Pump inlet and outlet are in one Level on the rotary valve flanged at the bottom of the cylinder housing casing. The disadvantage of this design is that the individual col ben periodically only on their outer surfaces with funding be charged.
Aus der US 24 03 814 ist es bekannt, durch die Anordnung von nur zwei Zylinderkolben eine kompaktere Vorrichtung zu er zielen. Die Ein- und Auslaßsteuerung der hin- und herbewegbaren Kolben erfolgt jedoch durch Ventilklappen.From US 24 03 814 it is known by the arrangement of just two cylinder pistons to make it a more compact device aim. The inlet and outlet controls of the reciprocable However, pistons are made by valve flaps.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Gasför derpumpe der eingangs genannten Art die Kolbensteuerung und den Pumpenwellenantrieb weitgehend kompakt auszugestalten und zusammenzufassen.The invention has for its object in a Gasför the pump of the type mentioned the piston control and to design the pump shaft drive largely compact and summarize.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des An spruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This task is carried out with the in the characterizing part of the To solved 1 specified features.
Durch die Verwendung von nur zwei gesteuerten Zylinderkolben läßt sich bei platzsparender Einbeziehung des Drehschieber gehäuses in das Zylindergehäuse der Pumpeneinlaß so anordnen, daß das beim Betanken eines Kraftfahrzeugs angesaugte Gas bzw. Benzin-Luft-Gemisch durch das Kurbelgehäuse verläuft, wo es in den Wirkungsbereich des die Kolbensteuerung aus führenden Drehschiebers gelangt. Da die Kurbelwelle frei in das Zylindergehäuse ausläuft und nicht auch in einer dieses Gehäuse oben abdeckenden Platte gelagert ist, kann kein herab tropfendes Lageröl entstehen. Schließlich hat die Kolbensteuerung durch einen Drehschieber gegenüber einer Ventilsteuerung mit Ventilfedern oder -klappen den Vorteil, daß sie widerstands frei öffnet und schließt und die angesaugten Gase frei aus treten läßt. Dies ist bei einer Druckanwendung im Bereich von 20 bis 30 mbar Voraussetzung für eine wirkungsvolle Ab saugung von Kohlenwasserstoffen. By using only two controlled cylinder pistons can be done with space-saving inclusion of the rotary valve Arrange the housing in the cylinder housing of the pump inlet so that the gas sucked in when refueling a motor vehicle or gasoline-air mixture runs through the crankcase, where it comes from within the scope of the piston control leading rotary valve. Because the crankshaft is free the cylinder housing runs out and not in one of these Housing top plate is stored, can not come down dripping bearing oil. Finally, the piston control with a rotary valve compared to a valve control Valve springs or flaps have the advantage of being resistant opens and closes freely and the suctioned gases freely lets kick. This is in the area of a printing application from 20 to 30 mbar prerequisite for an effective discharge suction of hydrocarbons.
Dadurch, daß das Drehschiebergehäuse unten am Zylindergehäuse angeflanscht ist sowie durch die Anordnung des Pumpenauslaß stutzens im unteren Bereich wird verhindert, daß eventuell auftretende Kondensatflüssigkeiten in den Zylinderraum ein dringen und vom Drehschieber weitergeleitet werden können.The fact that the rotary valve housing at the bottom of the cylinder housing is flanged and by the arrangement of the pump outlet neck in the lower area prevents that occurring condensate liquids into the cylinder chamber penetrate and can be forwarded by the rotary valve.
Dadurch, daß der Antriebsmotor unmittelbar am Drehschieber gehäuse angeflanscht und mit dem vorstehenden freien Ende der Pumpenwelle verbunden ist, wird eine handelsfähige integrierte Baueinheit von Gasförderpumpe mit Steuerung und Antrieb ge schaffen.The fact that the drive motor directly on the rotary valve flanged and with the protruding free end of the Pump shaft is connected, a commercially available integrated Unit of gas feed pump with control and drive ge create.
Wenn bei Ausbildung als Elektromotor dessen Rotor auf der inso fern gemeinsamen Pumpen- und Motorwelle angeordnet und am Wellen ende mit einem impulsgebenden Bauelement gekoppelt ist, werden zwangsläufig Fehler vermieden, die auftreten würden, wenn Motor und Gasförderpumpe nicht unmittelbar, sondern über ein mechani sches Getriebe miteinander gekuppelt wären.If when training as an electric motor whose rotor on the inso distant common pump and motor shaft arranged and on the shafts is coupled at the end with a pulse-generating component inevitably avoided errors that would occur if engine and gas feed pump not directly, but via a mechani would be coupled together.
Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus den Unter ansprüchen.Further characteristics and details result from the sub claims.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; in der Zeichnung zeigtThe invention is based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail; in the Drawing shows
Fig. 1 einen Längsmittelschnitt durch das Zylindergehäuse für zwei bezüglich der Pumpenwelle um 180° zueinander versetzt angeordnete und reziprok verschiebbare Zylin derkolben mit Kolbensteuerung und an das Drehschieber gehäuse angeflanschtem Motorgehäuse; Figure 1 shows a longitudinal central section through the cylinder housing for two with respect to the pump shaft 180 ° offset and reciprocally displaceable Zylin derkolben with piston control and flanged to the rotary valve housing motor housing.
Fig. 2 einen Querschnitt durch das Zylindergehäuse in Höhe der Linie II-II in Fig. 1; Figure 2 shows a cross section through the cylinder housing at the level of line II-II in Fig. 1.
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Drehschieber in Höhe der Linie III-III in Fig. 1. Fig. 3 shows a cross section through the rotary valve in the level of line III-III in FIG. 1.
Wie Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 zeigt, besteht die Gas förderpumpe im wesentlichen aus einem Zylindergehäuse 1 mit zwei darin reziprok verschiebbaren Zylinderkolben 24, die gegenüber Zylinderböden 5 des Gehäuses zu den äußeren bzw. oberen Totpunkten hin Arbeitsräume 2, 3 und zwischen sich einen gemeinsamen Ansaugraum 4 bilden.As shown in Fig. 2 in connection with Fig. 1, the gas feed pump consists essentially of a cylinder housing 1 with two reciprocally displaceable cylinder pistons 24 therein, the working areas 2 , 3 and between the cylinder bottoms 5 of the housing towards the outer and upper dead centers form a common suction space 4 .
Ein Pumpeneinlaßstutzen 31 für die beim Betanken frei werdenden Gase befindet sich in einer oberen Abdeckplatte 6 des Zylindergehäuses 1 und mündet in den gemeinsamen Ansaugraum 4 ein. Zwischen Pumpeneinlaßstutzen und Ansaug raum ist eine Flammendurchschlagsicherung vorgesehen.A pump inlet connection 31 for the gases released during refueling is located in an upper cover plate 6 of the cylinder housing 1 and opens into the common suction chamber 4 . A flame arrester is provided between the pump inlet connector and the intake chamber.
Beide Zylinderkolben 24 sind durch eine Geradschubkurbel 16 starr miteinander verbunden, deren außen abgebogene Enden an die Innenseiten der Zylinderkolben angeschraubt sind. Senk recht zur Kolbenachse der Zylinderkolben 24 erstreckt sich in der Geradschubkurbel 16 eine Langlochführung 15 für einen Kurbelzapfen 13, der über einen Kurbelarm 12 am Ende einer in das Zylindergehäuse 1 hineinragenden, motor getriebenen Pumpenwelle 8 exzentrisch zu deren Achse ange ordnet ist. Die Abrollbewegung des Kurbelzapfens 13 inner halb der Langlochführung 15 wird durch Lagerrollen 14 er leichtert, die auf den Kurbelzapfen 13 aufgesetzt und axial gesichert sind und einen der Breite der Langlochführung ent sprechenden Außendurchmesser aufweisen.Both cylinder pistons 24 are rigidly connected to one another by a straight thrust crank 16 , the ends of which are bent off and are screwed to the inside of the cylinder pistons. Perpendicular to the piston axis of the cylinder piston 24 extends in the straight slide crank 16, an elongated hole guide 15 for a crank pin 13 , which is arranged eccentrically to the axis thereof via a crank arm 12 at the end of a motor-driven pump shaft 8 projecting into the cylinder housing 1 . The rolling motion of the crank pin 13 inside half of the elongated hole guide 15 is facilitated by bearing rollers 14 , which are placed on the crank pin 13 and axially secured and have an outer diameter corresponding to the width of the elongated hole guide.
Durch diesen Kurbeltrieb wird die Drehbewegung der Pumpenwelle 8 in eine hin- und hergehende Längsbewegung der Geradschub kurbel 16 und damit in eine geradlinige Hubbewegung der Zylinderkolben 24 umgesetzt. Der Hubweg der beiden Kolben endet im oberen Totpunkt unmittelbar an dem das Zylinder gehäuse 1 abschließenden Zylinderboden 5. Hierdurch wird das gegen Ende des Hubweges komprimierte Gas vollständig aus gestoßen, wodurch sich die nach dem Entropie-Grundsatz ent wickelte Wärme in Grenzen hält. Durch Kühlrippen 19 an der Außenfläche der Zylinderböden 5 läßt sich diese Wärme zu sätzlich abführen.By means of this crank drive, the rotary movement of the pump shaft 8 is converted into a reciprocating longitudinal movement of the straight thrust crank 16 and thus into a linear stroke movement of the cylinder piston 24 . The stroke of the two pistons ends at top dead center directly on the cylinder bottom 5 that closes the cylinder housing 1 . As a result, the gas compressed towards the end of the stroke is completely expelled, which keeps the heat developed according to the entropy principle within limits. This heat can additionally be dissipated by cooling fins 19 on the outer surface of the cylinder bottoms 5 .
Die Ein- und Auslaßsteuerung der von den Kolben 24 begrenz ten Arbeitsräume erfolgt durch einen mit der Pumpenwelle 8 verbundenen Drehschieber 9 innerhalb eines Drehschieberge häuses 10. Der Drehschieber 9 besitzt eine Drehschieber muschel 33 und diametral gegenüber eine Steueröffnung 41. Die Drehschiebermuschel 33 verbindet den mit dem Pumpen einlaßstutzen 31 verbundenen Ansaugraum 4 und die Steuer öffnung 41 die beiden Arbeitsräume 2 und 3 der Zylinder kolben 24 im Wechsel mit einem zum Pumpenauslaßstutzen 35 führenden Ringraum 32. Dabei ist der Ansaugraum 4 mit der Drehschiebermuschel 33 über einen im Drehschiebergehäuse 10 entlang der Pumpenwelle 8 verlaufenden Ringkanal 21 und jeder der beiden Arbeitsräume 2 und 3 mit der Steueröffnung 41 des Drehschiebers 9 über je eine radiale Kanalbohrung 40 und eine radial innen sich daran anschließende Steueröffnung 36 verbindbar.The inlet and outlet control of the pistons 24 limited th work spaces takes place by a rotary valve 9 connected to the pump shaft 8 within a rotary valve housing 10th The rotary valve 9 has a rotary valve shell 33 and diametrically opposite a control opening 41st The rotary valve 33 connects the inlet connection 31 connected to the pump inlet 4 and the control opening 41, the two working spaces 2 and 3 of the cylinder piston 24 alternately with an annular space 32 leading to the pump outlet connection 35 . The suction chamber 4 with the rotary valve shell 33 is via an annular channel 21 running in the rotary valve housing 10 along the pump shaft 8 and each of the two working chambers 2 and 3 with the control opening 41 of the rotary valve 9 via a radial channel bore 40 and a control opening adjoining it radially on the inside 36 connectable.
Wie Fig. 3 zeigt, befinden sich die Steueröffnungen 36 diametral gegenüber; hierzu um 90° winkelversetzt sind diametral gegenüber liegende Schraubverbindungen vorgesehen, mit denen eine die Steuer öffnungen 36 aufweisende Platte im Drehschiebergehäuse 10 fest gelegt ist. In Fig. 1 sind zur vereinfachten Darstellung Schraub verbindung und Steueröffnung 36 in der Zeichenebene wiederge geben. As Fig. 3 shows, there are the control ports 36 diametrically opposite; for this purpose, offset by 90 °, diametrically opposed screw connections are provided, with which a plate having the control openings 36 in the rotary valve housing 10 is fixed. In Fig. 1 screw connection and control opening 36 are in the drawing plane again to give a simplified representation.
Der im Wechsel von Drehschiebermuschel 33 oder Steueröffnung 41 beaufschlagte Ringraum 32 steht mit einer radialen Kanal bohrung 34 in Verbindung, von welcher der Pumpenauslaßstutzen 35 abzweigt.The alternately acted upon by rotary valve shell 33 or control opening 41 annular space 32 is connected to a radial channel bore 34 , from which the pump outlet connection 35 branches off.
Um die Gasförderpumpe bei Blockierung der Druckleitung gegen unzulässige Belastung zu sichern, ist im Drehschiebergehäuse 10 zwischen dem Ringkanal 21 und dem zum Pumpenauslaßstut zen 35 führenden Ringraum 32 ein Überdruckventil 39 an geordnet. Wie Fig. 3 zeigt, besteht hierbei eine Verbindung über eine Kanalbohrung 38 zu einer Steigleitung 37, die mit dem Ringraum 32 in Verbindung steht.In order to secure the gas feed pump when the pressure line is blocked against impermissible loads, a pressure relief valve 39 is arranged in the rotary valve housing 10 between the annular channel 21 and the annular space 32 leading to the pump outlet nozzle 35 . As shown in FIG. 3, there is a connection via a channel bore 38 to a riser 37 , which is connected to the annular space 32 .
Nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist zum Antrieb der Gasförderpumpe am Drehschiebergehäuse 10 ein Elektromotor 42 angeflanscht und mit dem am Drehschiebergehäuse vor stehenden freien Ende der Pumpenwelle 8 derart gekoppelt, daß der Rotor 43 des Elektromotors 42 unmittelbar auf der Pumpenwelle 8 sitzt. Dieses Wellenende ist mit einem impulsgebenden Bauelement 44 gekoppelt, welches als Fächer scheibe oder Zahnscheibe ausgebildet ist und mit einem in unmittelbarer Nähe angeordneten Impulsempfänger 45 zusammen wirkt.According to the exemplary embodiment shown, an electric motor 42 is flanged to drive the gas feed pump on the rotary valve housing 10 and is coupled to the free end of the pump shaft 8 which is in front of the rotary valve housing in such a way that the rotor 43 of the electric motor 42 sits directly on the pump shaft 8 . This shaft end is coupled to a pulse-generating component 44 , which is designed as a fan disc or toothed disc and interacts with a pulse receiver 45 arranged in the immediate vicinity.
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