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Die
Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe, welche zur Montage in einem
Kraftstoffbehälter
vorgesehen ist, zum Fördern
von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges
mit einem sich in einem Pumpengehäuse drehenden, einen Kranz
Schaufelkammern begrenzende Leitschaufeln aufweisenden Laufrad und
mit in dem Pumpengehäuse
angeordneten teilringförmigen
Kanälen,
welche mit den Schaufelkammern von einem Einlaßkanal zu einem zu der Brennkraftmaschine
führenden Auslaßkanal und
zu einem weiteren Anschluß führende Förderkammern
bilden, wobei der Anschluß zur
Versorgung einer Kraftstoff innerhalb des Kraftstoffbehälters fördernden
Saugstrahlpumpe vorgesehen ist.
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Solche
Kraftstoffpumpen, die gleichzeitig zumindest eine Saugstrahlpumpe
mit Kraftstoff versorgen und Kraftstoff zu der Brennkraftmaschine
des Kraftfahrzeuges fördern,
werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus
der Praxis bekannt. Die aus der Praxis bekannte Kraftstoffpumpe
weist eine einzige Förderkammer
auf.
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Durch
die Förderkammer
wird Kraftstoff zu dem Auslaßkanal
und zu dem zu der Saugstrahlpumpe führende Anschluß gefördert (
DE 41 11 341 A1 ,
DE 44 27 540 A1 )
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Weiter
ist bekannt, in dem zu der Saugstrahlpumpe führenden Anschluß ist ein
oberhalb eines vorgesehenen Drucks öffnendes Ventil angeordnet. Hierdurch
wird sichergestellt, dass unterhalb des vorgesehenen Drucks der
gesamte geförderte
Kraftstoff zu der Brennkraftmaschine gefördert wird.
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Nachteilig
bei der bekannten Kraftstoffpumpe ist, dass das Ventil ein kostenintensives
und störanfälliges Bauteil
darstellt. Weiterhin schwankt durch das Schalten des Ventils die
Menge und der Druck des zu der Brennkraftmaschine geförderten
Kraftstoffs.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftstoffpumpe der eingangs
genannten Art so zu gestalten, dass sie besonders einfach aufgebaut ist
und die Menge und der Druck des zu der Brennkraftmaschine geförderten
Kraftstoffs unabhängig von
der Saugstrahlpumpe ist.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die zu dem Auslaßkanal
und zu dem Anschluß führenden
Förderkammern
fluidisch voneinander getrennt sind.
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Durch
diese Gestaltung hat die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe durch die
getrennten Förderkammern
zwei voneinander unabhängige,
ein gemeinsames Laufrad aufweisende Pumpen. Die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe
läßt sich
durch eine entsprechende Gestaltung der zu dem Auslaßkanal führenden
Förderkammer
einfach auf den Druck und die Menge des zu der Brennkraftmaschine
zu fördernden
Kraftstoffs auslegen. Hierdurch erhält die Brennkraftmaschine jederzeit
die erforderliche Menge und den Druck an Kraftstoff. Die Saugstrahlpumpe hat
eine von der ersten Förderkammer
getrennte Förderkammer
und erhält
ebenfalls jederzeit Kraftstoff. Diese Förderkammer kann ebenfalls durch
konstruktive Maßnahmen
ausgelegt werden.
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Ein
Ventil zur Steuerung des zu der Saugstrahlpumpe oder zu der Brennkraftmaschine geförderten
Kraftstoffs ist dank der Erfindung nicht mehr erforderlich. Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Kraftstoff in
dem Anschluß zu
der Saugstrahlpumpe ungestört
von dem Ventil der bekannten Kraftstoffpumpe besonders verwirbelungsfrei
strömt.
Dies führt
zu einem hohen Wirkungsgrad der Kraftstoffpumpe.
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Die
erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe
gestaltet sich konstruktiv besonders einfach, wenn die zu dem Auslaßkanal und
die zu dem Anschluß führenden
Förderkammern
einander konzentrisch umschließen.
Hierdurch lassen sich die Förderkammern jeweils
beispielsweise in Länge,
Durchmesser und Lage einfach auf den vorgesehenen zu fördernden Druck
und die zu fördernde
Menge an Kraftstoff auslegen.
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Die
Förderkammern
könnten
wie fluidisch voneinander getrennte Pumpen jeweils an einem Einlaßkanal angeschlossen
sein. Zur Verringerung der Fertigungskosten der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe
trägt es
jedoch bei, wenn die Förderkammern
an einem gemeinsamen Einlaßkanal
angeschlossen sind.
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Eine
gegenseitige Beeinflussung des in dem Einlaßkanal zu den beiden Förderkammern
fließenden
Kraftstoffs läßt sich
gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden,
wenn der Einlaßkanal
eine sich von einem Kraftstoffilter bis zu dem Laufrad erstreckende
Trennwand hat, wobei der gemeinsame Einlaßkanal auf einer Seite der
Trennwand zu der radial inneren und auf der anderen Seite der Trennwand
zu der radial äußeren Förderkammer
führt.
Diese Trennwand läßt sich bei
der Fertigung des Pumpengehäuses
vorsehen oder nachträglich
in den gemeinsamen Einlaßkanal einsetzen.
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Die
mit dem Anschluß verbundene Saugstrahlpumpe
erhält
gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Er findung für die Befüllung des
Schwalltopfes im Kraftstoffbehälter
eine ausreichende Menge Kraftstoff, wenn die zu dem Anschluß führende Förderkammer
kleiner gestaltet ist als die zu dem Auslaßkanal führende Förderkammer.
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Auf
das Laufrad wirkende Kräfte
lassen sich gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach ausgleichen,
wenn der Anschluß und
der Auslaßkanal
orthogonal zu den einander gegenüberstehenden
Flanken des Laufrades angeordnet sind.
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Die
Kränze
der Leitschaufeln könnten
beispielsweise wie bei Seitenkanalpumpen in den Flanken des Laufrades
angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe gestaltet
sich jedoch besonders platzsparend, wenn der radial äußere Kranz Leitschaufeln
an dem Umfang des Laufrades angeordnet ist.
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Die
auf dem Umfang angeordneten Leitschaufeln könnten sich beispielsweise über die
gesamte Höhe
des Laufrades erstrecken oder wie bei einer Peripheralpumpe über die
Eckbereiche an den Flanken angeordnet sein. Die zu dem Anschluß für die Saugstrahlpumpe
führende
Förderkammer
gestaltet sich im Querschnitt besonders kompakt, wenn der radial äußere Kranz
Leitschaufeln in einem Teilbereich der Höhe des Laufrades von dessen
Umfang hervorsteht und wenn deren teilringförmiger Kanal nutartig gestaltet
ist.
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Zur
weiteren Verringerung der Fertigungskosten der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe
trägt es
bei, wenn der nutartig gestaltete teilringförmige Kanal im wesentlichen
in einem der Gehäuseteile
angeordnet und von dem anderen Gehäuseteil seitlich begrenzt ist.
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Die
erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe
hat besonders geringe radiale Abmessungen, wenn die zu dem Auslaßkanal und
zu dem Anschluß führenden
Förderkammern
in Drehrichtung des Laufrades gesehen hintereinander angeordnet
sind. Diese Gestaltung führt
zudem zu einer weiteren Verringerung der Fertigungskosten für die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe,
da das Laufrad hierdurch nur einen einzigen Kranz Leitschaufeln
benötigt.
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Die
Brennkraftmaschine und die Saugstrahlpumpe erhalten gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung jeweils die vorgesehene Menge
an Kraftstoff, wenn die zu dem Anschluß führende Förderkammer kürzer ist
als die andere Förderkammer.
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Jede
der Förderkammern
könnte
beispielsweise über
jeweils einen eigenen Einlaßkanal
mit einem Kraftstoffilter verbunden sein. Zur weiteren Verringerung
der Fertigungskosten für
die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe
trägt es
jedoch bei, wenn der zu den Förderkammern
führende
gemeinsame Einlaßkanal
eine Verbindung mit einem gemeinsamen Kraftstoffilter aufweist.
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Der
Anschluß des
Kraftstoffilters an das Pumpengehäuse gestaltet sich gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach,
wenn sich der gemeinsame Einlaßkanal
innerhalb des Pumpengehäuses
zu den einzelnen Förderkammern
hin verzweigt.
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Der
Anschluß für die Saugstrahlpumpe
und der Auslaßkanal
lassen sich zum Ausgleich von Axialkräften gemäß einer anderen vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung unmittelbar gegenüberliegend anordnen, wenn das
Laufrad im Bereich jeder seiner Flanken jeweils eine Förderkammer
aufweist und wenn die eine Förderkammer
zu dem Auslaßkanal und
die andere Förderkammer
zu dem Anschluß geführt ist.
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Bei
der Erstbefüllung
des Kraftstoffbehälters ist
gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nur eine geringe
Menge an Kraftstoff zum Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlich, wenn
der Bereich des gemeinsamen Einlaßkanals der zu dem Anschluß der Saugstrahlpumpe
führenden
Förderkammer
zur Führung
bis in den Kraftstoffbehälter
vorgesehen ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass eine geringe
Menge an Kraftstoff im Kraftstoffbehälter nach kurzer Betriebszeit
der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe
der Brennkraftmaschine zur Verfügung
steht.
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Die
Erfindung läßt zahlreiche
Ausführungsformen
zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere
davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
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Diese
zeigt in
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1 eine
schematische Darstellung einer in einem Kraftstoffbehälter angeordneten
Fördereinheit
mit einer erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe
im Längsschnitt,
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2 die
Kraftstoffpumpe aus 1 im Längsschnitt mit konzentrischen
Förderkammern,
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3 eine
Schnittdarstellung durch die Kraftstoffpumpe aus 2 entlang
der Linie III – III,
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4 – 6 weitere
Ausführungsformen der
Kraftstoffpumpe aus 1 mit konzentrischen Förderkammern,
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7 die
Kraftstoffpumpe aus 1 im Längsschnitt mit hintereinander
angeordneten Förderkammern,
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8 eine
Schnittdarstellung durch die Kraftstoffpumpe aus 7 entlang
der Linie VIII – VIII,
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9 die
Kraftstoffpumpe aus 1 mit einander gegenüberstehenden
Förderkammern,
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10 eine
weitere schematische Darstellung einer in einem Kraftstoffbehälter angeordneten Fördereinheit
mit einer erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe
im Längsschnitt.
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1 zeigt
schematisch eine in einem Schwalltopf 1 eines Kraftstoffbehälters 2 eines
Kraftfahrzeuges montierte Fördereinheit 3.
Die Fördereinheit 3 hat
eine von einem Elektromotor 4 angetriebene Kraftstoffpumpe 5 und
ist abdichtend in eine Öffnung
im Boden des Schwalltopfes 1 eingesetzt. Die Kraftstoffpumpe 5 hat
ein sich drehendes, auf einer Welle 6 des Elektromotors 4 drehfest
befestigtes Laufrad 7 und ein Pumpengehäuse 8 mit zwei Gehäuseteilen 9, 10 zur
Aufnahme des Laufrades 7. Im Bodenbereich der Fördereinheit 3 ist
eine Saugstrahlpumpe 11 angeordnet. Die Saugstrahlpumpe 11 wird über eine
mit der Kraftstoffpumpe 5 verbundene Treibmittelleitung 12 mit
Kraftstoff versorgt. Der über
die Treibmittelleitung 12 zu der Saugstrahlpumpe 11 geförderte Kraftstoff
gelangt zunächst
zu einer Düse 13.
Der Düse 13 gegenüberstehend
ist ein Mischrohr 14 in der Fördereinheit 3 befestigt.
Die Saugstrahlpumpe 11 saugt Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 2 an
und fördert
diesen über das
Mischrohr 14 in den Schwalltopf 1. Selbstverständlich kann
zwischen dem Mischrohr 14 und dem Kraftstoffbehälter 2 ein
nicht dargestellter Kraftstoffilter angeordnet sein. Die Kraftstoffpumpe 5 saugt über einen
Kraftstoffilter 15 Kraftstoff aus dem Schwalltopf 1 über eine
Leitung 16 an und fördert
diesen über
eine weitere Leitung 17 zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine
des Kraftfahrzeuges. Zur Verdeutlichung sind in der Zeichnung die
Strömungen
des Kraftstoffs mit Pfeilen gekennzeichnet. In dem Pumpengehäuse 8 sind
ein Einlaßkanal 18 zum
Ansaugen des Kraftstoffs und ein mit der zu der Brennkraftmaschine führenden
Leitung 17 verbundener Auslaßkanal 19 angeordnet.
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Weiterhin
hat das Pumpengehäuse 8 einen Anschluß 20 für die zu
der Düse 13 der
Saugstrahlpumpe 11 führende
Treibmittelleitung 12.
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Der
Einlaßkanal 18 und
der Auslaßkanal 19 sind
zur Vereinfachung der Zeichnung in Drehrichtung des Laufrades 7 um
180° versetzt
dargestellt. Meist beträgt
der Winkel zwischen dem Einlaßkanal 18 und
dem Auslaßkanal 19 jedoch
ca. 270° – 330°.
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2 zeigt
die Kraftstoffpumpe 5 aus 1 im Längsschnitt.
Die Kraftstoffpumpe 5 hat zwei sich konzentrisch umschließende Förderkammern 21, 22. Die
Förderkammern 21, 22 werden
von einem bis zu dem Laufrad 7 geführten Rand 23 fluidisch
voneinander getrennt. Eine der Förderkammern 21 führt von dem
Einlaßkanal 18 zu
dem Auslaßkanal 19.
Die andere Förderkammer 22 führt von
dem gemeinsamen Einlaßkanal 18 zu
dem Anschluß 20 der
in 1 dargestellten Treibmittelleitung 12.
Die Förderkammern 21, 22 setzen
sich jeweils aus in den Gehäuseteilen 9, 10 des
Pumpengehäuses 8 angeordneten
teilringförmigen
Kanälen 24 – 27 und
aus in dem Laufrad 7 angeordneten und von Leitschaufeln 28 – 31 begrenzten
Schaufelkammern 32 – 35 zusammen.
Die Leitschaufeln 28, 29 der zu dem Auslaßkanal 19 führenden
Förderkammer 21 sind
jeweils in den Stirnseiten des Laufrades 7 angeordnet.
Einander gegenüberstehende
Schaufelkammern 24, 25 der zu dem Auslaßkanal 19 führenden
Förderkammer 21 sind untereinander
verbunden, so dass die Förderkammer 21 axial
durch das Laufrad 7 hindurch führt. Leitschaufeln 30, 31 der
zu dem Anschluß 20 der
Treibmittelleitung 12 führenden
Förderkammer 22 sind
auf dem Umfang und den Flanken des Laufrades 7 angeordnet.
Die zu dem Auslaßkanal 19 führende Förderkammer 21 ist
damit nach Art einer Seitenkanalpumpe ausgebildet, während die
zu dem Anschluß 20 führende Förderkammer 22 nach
Art einer Peripheralpumpe gestaltet ist. Der Auslaßkanal 19 und
der zu der in 1 dargestellten Treibmittelleitung 12 führende Anschluß 20 stehen
einander gegenüber. Die
zu dem Auslaßkanal 19 führende Förderkammer 21 weist
einen größeren Querschnitt
auf als die zu dem Anschluß 20 der
Treibmittelleitung 12 führende Förderkammer 22.
Weiterhin zeigt 2, dass in dem Einlaßkanal 18 eine
zur Trennung der zu den Förderkammern 21, 22 führenden
Strömungen
vorgesehene Trennwand 36 angeordnet ist.
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3 zeigt
in einer Schnittdarstellung durch die Kraftstoffpumpe 5 aus 2 entlang
der Linie III – III
das den Auslaßkanal 19 aufweisende
Gehäuseteil 9 des
Pumpengehäuses 8.
Hierbei ist zu erkennen, dass der Winkel zwischen dem am Anfang
der Förderkammer 21 angeordneten,
in 2 dargestellten Einlaßkanal 18 gegenüber dem
Auslaßkanal 19 um
ca. 300° versetzt
ist. Die teilringförmigen
Kanäle 24, 26 der
beiden Förderkammern 21, 22 erstrecken sich
jeweils über
den gleichen Winkelbereich.
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Kraftstoffpumpe 5 aus 1. Im Gegensatz
zu der Ausführungsform
aus 2 haben Leitschaufeln 37 der zu dem Anschluß 20 der
in 1 dargestellten Treibmittelleitung 12 führenden
Förderkammer 22 eine über die
gesamte Höhe
des Laufrades 7 gleichbleibende Abmessung. Ein teilringförmiger Kanal 38 dieser
Förderkammer 22 ist
als eine der Höhe des
Laufrades 7 entsprechend breite Nut ausgebildet.
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Bei
einer in 5 dargestellten weiteren Ausführungsform
der Kraftstoffpumpe 5 erstreckt sich ein teilringförmiger Kanal 39 der
zu dem Anschluß 20 führenden
Förderkammer 22 nur über einen
Teilbereich der Höhe
des Laufrades 7. Weiterhin ist dieser teilringförmige Kanal 39 nur
in einem der Gehäuseteile 9 des
Pumpengehäuses 8 angeordnet. Hierdurch
läßt sich
das andere Gehäuseteil 10 besonders
kostengünstig
herstellen. Leitschaufeln 40 die ser Förderkammer 22 stehen
von dem Umfang des Laufrades 7 ab.
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Eine
in 6 dargestellte weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe 5 unterscheidet
sich von der aus 5 vor allem dadurch, dass Leitschaufeln 41 der
zu dem Anschluß 20 führenden
Förderkammer 22 innerhalb
des Laufrades 7 angeordnet sind. Weiterhin hat die an dem Umfang
des Laufrades 7 angeordnete Förderkammer 22 einen
runden, für
die Ausbildung einer Zirkulationsströmung optimierten Querschnitt.
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7 zeigt
die Kraftstoffpumpe 5 aus 1 mit zwei
in Drehrichtung des Laufrades 7 gesehen hintereinander
angeordneten Förderkammern 42, 43.
Die Förderkammern 42, 43 haben
jeweils in den Gehäuseteilen 9, 10 angeordnete
teilringförmige
Kanäle 44 – 47 und
in dem Laufrad 7 angeordnete, von Leitschaufeln 48 – 51 begrenzte
Schaufelkammern 52 – 55.
In 8 ist das den Einlaßkanal 18 aufweisende
Gehäuseteil 10 des
Pumpengehäuses 8 in
einer Schnittdarstellung durch die Kraftstoffpumpe 5 aus 7 entlang
der Linie VIII – VIII
dargestellt. Hierbei ist zu erkennen, dass der Einlaßkanal 18 in jeden
der in diesem Gehäuseteil 10 angeordneten teilringförmigen Kanäle 45, 47 mündet. Die
teilringförmigen
Kanäle 45, 47 und
damit die Förderkammern 42, 43 werden
durch bis zu dem Laufrad 7 geführte Schweller 56, 57 voneinander
getrennt. Der zu dem Anschluß 20 der
in 1 dargestellten Treibmittelleitung 12 führende teilringförmige Kanal 47 ist
wesentlich kürzer
als der zu dem Auslaßkanal 19 führende teilringförmige Kanal 45.
Die Förderkammern 42, 43 führen jeweils
im Bereich einander gegenüberstehender
Schaufelkammern 52 – 55 axial
durch das Laufrad 7 hindurch.
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9 zeigt
die Kraftstoffpumpe 5 aus 1 mit einander
gegenüberstehenden,
auf jeder Flanke des Lauf rades 7 angeordneten Förderkammern 58, 59.
Die Förderkammern 58, 59 sind
durch das Laufrad 7 voneinander getrennt. Die zu dem Anschluß 20 für die in 1 dargestellte
Treibmittelleitung 12 führende
Förderkammer 59 hat
einen wesentlich kleineren Querschnitt als die zu dem Auslaßkanal 19 führende Förderkammer 58.
Der Einlaßkanal 18 ist
radial zu den beiden Förderkammern 58, 59 geführt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung gemäß 10 ist
die Saugstrahlpumpe 11 in einer im Boden des Schwalltopfes 1 befindlichen Öffnung angeordnet,
so dass Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 2 über das
Mischrohr 14 in den Schwalltopf 1 gelangt. Seitlich
neben der Saugstrahlpumpe 11 ist die Fördereinheit 3 angeordnet.
Die Treibmittelleitung 12 und die Mischdüse 13 sind
in geeigneter Weise miteinander verbunden. Durch die nebeneinander
liegende Anordnung von Fördereinheit 3 und Saugstrahlpumpe 11 befindet
sich die Kraftstoffpumpe unmittelbar über dem Boden es Schwalltopfes 1, so
dass der Einlaßkanal 18 sehr
kurz ausgeführt
ist. Dadurch wird ein verbessertes Ansaugverhalten erreicht, und
die Kraftstoffpumpe 5 fördert
bereits nach sehr kurzer Zeit Kraftstoff über die Leitung 17 zur Brennkraftmaschine
des Kraftfahrzeugs.