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Patent Searching and Data


Title:
FUEL PUMP UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/026555
Kind Code:
A1
Abstract:
A fuel pump unit comprising a housing part (4) arranged between an electric motor (2) and a fuel pump (3). Said housing part is provided with expansion joints for compensating thermal expansions or swelling of the material of the housing part (4). The gap between the impeller (6) and the housing parts (4,5) of the fuel pump (3) can be kept constant by virtue of the expansion joints, whereby the fuel pump (3) is essentially prevented from jamming especially when it runs dry.

Inventors:
DEICHMANN JOHANNES (DE)
JAEGER BERND (DE)
SCHMIDT CHRISTOPH (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/051637
Publication Date:
March 24, 2005
Filing Date:
July 28, 2004
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
DEICHMANN JOHANNES (DE)
JAEGER BERND (DE)
SCHMIDT CHRISTOPH (DE)
International Classes:
F04D5/00; F04D29/04; F04D29/047; F04D29/40; (IPC1-7): F04D5/00; F04D29/04; F04D29/40
Foreign References:
US5123809A1992-06-23
EP0994259A12000-04-19
DE3130288A11983-02-17
DE2405112A11975-08-07
US1768313A1930-06-24
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. l.
2. KraftstoffFördereinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Kraftstoffpumpe, mit ei nem zwischen zwei Gehäuseteilen angeordneten Laufrad der Kraftstoffpumpe, wobei das Laufrad drehfest auf einer Welle des Elektromotors befestigt ist, d a d u r c h g e k e n n zeichnet, dass zumindest eines der Gehäuseteile (4, 5) eine Dehnfuge (21,22) hat.
3. KraftstoffFördereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Gehäuse teile (4,5) aus Kunststoff gefertigt ist und dass der Kunst stoff eine Lagerschale zur unmittelbaren Lagerung der Welle (7) bildet.
4. KraftstoffFördereinheit nach Anspruch 1 oder 2, d a d gekennzeichnet, dass das dem Elektro motor (2) zugewandte Gehäuseteil (4) einen radialen, auf die Welle (7) zulaufenden Abschnitt (19) und einen axialen, pa rallel zu der Welle (7) von dem Laufrad (6) weggeführten Ab schnitt (20) aufweist.
5. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dehnfuge (21) an dem axialen Abschnitt (20) nahe des Laufrades (6) angeordnet und als Beabstandung des Gehäuseteils (4) von der Welle (7) ausgebildet ist.
6. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sich die Dehnfuge (21) über ungefähr die Hälfte des axialen Abschnittes (20) erstreckt.
7. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sich die Dehnfuge (21) an dem axialen Abschnitt (20) über die gesamte Höhe des radialen Abschnitts (19) er streckt.
8. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dehnfuge (22) im aufeinander treffenden Eckbereich der beiden Abschnitte (19,20) angeordnet ist.
9. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dehnfuge (22) an der dem Laufrad (6) abge wandten Seite des dem Elektromotor (2) zugewandten Gehäuse teils (4) angeordnet ist.
10. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dehnfuge (22) als um den axialen Abschnitt (20) umlaufende Nut ausgebildet ist.
11. KraftstoffFördereinheit nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der axiale Abschnitt (20) und der radiale Ab schnitt (19) einstückig gefertigt sind.
Description:
Beschreibung Kraftstoff-Fördereinheit Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Fördereinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Kraftstoffpumpe, mit einem zwischen zwei Gehäuseteilen ange- ordneten Laufrad der Kraftstoffpumpe, wobei das Laufrad dreh- fest auf einer Welle des Elektromotors befestigt ist.

Solche Kraftstoff-Fördereinheiten werden in heutigen Kraft- fahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt.

Die Gehäuseteile der Kraftstoffpumpe sind meist aus Metall oder einer Sinterkeramik gefertigt oder weisen eine in Kunst- stoff eingepresste Sinterbuchse als Lagerung für die Welle auf. Die Gehäuseteile stehen dem Laufrad mit besonders gerin- gem Abstand gegenüber und bilden damit eine Spaltdichtung der Kraftstoffpumpe. Ein Wärmeeintrag durch Reibung oder Wärme des Elektromotors führt jedoch zu einer Ausdehnung der Gehäu- seteile und des Laufrades und damit zu einer Verringerung des Spaltes zwischen den Gehäuseteilen und dem Laufrad. In der Folge entsteht weitere Reibung in der Kraftstoffpumpe, die im ungünstigsten Fall zu deren Klemmen führt. Insbesondere bei einem Trockenlauf der Kraftstoff-Fördereinheit blockiert die Kraftstoffpumpe in sehr kurzer Zeit.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde eine Kraftstoff- Fördereinheit der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass ein Klemmen der Kraftstoffpumpe insbesondere bei einem Trockenlauf weitgehend vermieden wird.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zu- mindest eines der Gehäuseteile eine Dehnfuge hat.

Durch diese Gestaltung kann sich das Gehäuseteil bei Wärme- eintrag oder bei Reibung ausdehnen. Die Formänderung der Ge- häuseteile lässt sich durch eine entsprechende Anordnung der Dehnfuge oder mehrerer Dehnfugen auffangen und damit von der Lagerung der Welle und dem Laufrad fernhalten. Der Dichtspalt zwischen den Gehäuseteilen und dem Laufrad lässt sich dank

der Erfindung auch bei einer Wärmeausdehnung der Gehäuseteile weitgehend konstant halten. Damit wird die Erzeugung weiterer Reibung besonders gering gehalten und ein Klemmen der Kraft- stoffpumpe weitgehend vermieden. Die erfindungsgemäße Kraft- stoff-Fördereinheit kann daher über einen besonders langen Zeitraum trocken und damit ohne Kraftstoff betrieben werden, ohne dass die Kraftstoffpumpe klemmt.

Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Fördereinheit lässt sich be- sonders kostengünstig fertigen, wenn zumindest eines der Ge- häuseteile aus Kunststoff gefertigt ist und wenn der Kunst- stoff eine Lagerschale zur unmittelbaren Lagerung der Welle bildet. Bei bekannten Kraftstoff-Fördereinheiten für Otto- Kraftstoffe konnten die Gehäuseteile einschließlich der Lage- rung der Welle nicht vollständig aus Kunststoff gefertigt werden, da zu dem Wärmeeintrag über den Elektromotor zusätz- lich eine Formänderung durch Quellen des Kunststoffs bei Kon- takt mit Kraftstoff eine Abdichtung der Gehäuseteile gegen- über dem Laufrad verhindert. Die Dehnfugen nach der Erfindung nehmen die Formänderung des Kunststoffs durch Quellen auf und verhindern damit, dass der Dichtspalt gegenüber dem Laufrad und ein Lagerspalt gegenüber der Welle verändert wird. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Kunststoff als Gehäuse- teil besteht darin, dass von dem Elektromotor erzeugte Wärme besonders schlecht weitergeleitet wird. Dies führt zu einer weiteren Verminderung der Reibung in der Kraftstoffpumpe.

In axialer wie in radialer Richtung auftretende Formänderun- gen lassen sich durch eine entsprechende Anordnung der Dehn- fugen gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Er- findung einfach ausgleichen, wenn das dem Elektromotor zuge- wandte Gehäuseteil einen radialen, auf die Welle zulaufenden Abschnitt und einen axialen, parallel zu der Welle von dem Laufrad weggeführten Abschnitt aufweist.

Ein Wärmeeintrag in das dem Elektromotor zugewandte Gehäuse- teil lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbil- dung der Erfindung besonders gering halten, wenn die Dehnfuge an dem axialen Abschnitt nahe des Laufrades angeordnet und

als Beabstandung des Gehäuseteils von der Welle ausgebildet ist.

Zur weiteren Verringerung der Reibung im Bereich der Lagerung der Welle trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiter- bildung der Erfindung bei, wenn sich die Dehnfuge über unge- fähr die Hälfte des axialen Abschnittes erstreckt.

Zur weiteren Verringerung der Reibung im Bereich der Lagerung der Welle trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiter- bildung der Erfindung bei, wenn sich die Dehnfuge an dem axi- alen Abschnitt über die gesamte Höhe des radialen Abschnitts erstreckt. Der radiale Abschnitt des dem Elektromotor zuge- wandten Gehäuseteils kann sich hierdurch in seiner Ebene aus- dehnen, ohne zu einer verstärkten Reibung in der Lagerung der Welle zu führen.

Eine Verformung eines der Abschnitte durch eine Formänderung des anderen Abschnitts lässt sich gemäß einer anderen vor- teilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die Dehnfuge im aufeinander treffenden Eckbereich der beiden Abschnitte angeordnet ist.

Eine Beeinflussung des Dichtspaltes zwischen den Gehäusetei- len und dem Laufrad lässt sich gemäß einer anderen vorteil- haften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die Dehnfuge an der dem Laufrad abgewandten Seite des dem E- lektromotor zugewandten Gehäuseteils angeordnet ist.

Das dem Elektromotor zugewandte Gehäuseteil lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung be- sonders kostengünstig in einer axial endformbaren Spritzguss- form fertigen, wenn die Dehnfuge als um den axialen Abschnitt umlaufende Nut ausgebildet ist.

Zur weiteren Verringerung der Fertigungskosten der erfin- dungsgemäßen Kraftstoff-Fördereinheit trägt es bei, wenn der axiale Abschnitt und der radiale Abschnitt einstückig gefer- tigt sind.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur wei- teren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Diese zeigt in Figur 1 eine erfindungsgemäße Kraftstoff-Fördereinheit für ein Kraftfahrzeug, Figur 2 eine stark vergrößerte Darstellung eines Teilbe- reichs II einer Kraftstoffpumpe der Fördereinheit aus Figur 1.

Figur 1 zeigt eine zur Anordnung in einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges vorgesehene Kraftstoff-Fördereinheit mit einem Gehäuse 1 und mit einer von einem Elektromotor 2 angetriebenen Kraftstoffpumpe 3. Die Kraftstoffpumpe 3 ist als Seitenkanalpumpe ausgebildet und weist ein zwischen zwei Gehäuseteilen 4,5 drehbar angeordnetes Laufrad 6 auf. Das Laufrad 6 ist auf einer Welle 7 des Elektromotors 2 befes- tigt. Der Elektromotor 2 hat einen Spulen 8 und die Welle 7 aufweisenden Rotor 9 und einen mit dem Gehäuse 1 verbundenen Stator 10 mit Magnetschalen. Der Elektromotor 2 lässt sich über an der Außenseite des Gehäuses 1 angeordnete elektrische Kontakte 11 mit elektrischem Strom versorgen. Die Förderein- heit hat eine Axiallagerung 12 mit einer in dem dem Elektro- motor 2 abgewandten Gehäuseteil 5 angeordneten, die Welle 7 abstützenden Kugel 13 und eine Radiallagerung 14 in dem dem Elektromotor 2 zugewandten Gehäuseteil 4.

Bei einem Antrieb des Laufrades 6 saugt die Kraftstoffpumpe 3 über einen Ansaugkanal 15 Kraftstoff an und fördert diesen über einen Auslasskanal 16 in das Gehäuse 1 der Förderein- heit. Der Kraftstoff durchströmt anschließend den Elektromo- tor 2 in einem Spalt zwischen dem Stator 10 und dem Rotor 9.

Zur Verdeutlichung sind in der Zeichnung die Strömungen des Kraftstoffs mit Pfeilen gekennzeichnet. Anschließend strömt der Kraftstoff über ein Rückschlagventil 17 zu einem An- schlussstutzen 18. An dem Anschlussstutzen 18 lässt sich eine nicht dargestellte, mit einer Brennkraftmaschine des Kraft- fahrzeuges verbundene Kraftstoffleitung anschließen.

Figur 2 zeigt stark vergrößert einen Teilbereich des zwischen dem Laufrad 6 und dem Elektromotor 2 angeordneten Gehäuse- teils 4 im Bereich der Welle 7. Das dem Elektromotor 2 zuge- wandte Gehäuseteil 4 der Kraftstoffpumpe 3 hat einen radia- len, auf die Welle 7 zulaufenden Abschnitt 19 und einen axia- len, parallel zu der Welle 7 angeordneten Abschnitt 20. Eine erste Dehnfuge 21 erstreckt sich von dem Laufrad 6 angrenzend an die Welle 7 über die Hälfte des axialen Abschnitts 20. Die Radiallagerung 14 der Welle 7 ist auf der zweiten Hälfte des axialen Abschnitts 20 angeordnet. Eine zweite Dehnfuge 22 ist als in dem radialen Abschnitt 19 angeordnete, um den axialen Abschnitt 20 umlaufende Nut ausgebildet.

Bei einem Trockenlauf und damit ohne Förderung von Kraftstoff wird von dem Elektromotor 2 erzeugte Wärme über den als Radi- allagerung 14 ausgebildeten Bereich des axialen Abschnitts 20 in die Kraftstoffpumpe 3 eingebracht. In der Dehnfuge 21 des axialen Abschnitts 20 kann nur unwesentlich Wärme auf die Kraftstoffpumpe 3 übertragen werden, da hier das Gehäuseteil 4 einen Abstand zu der Welle 7 aufweist. Zur Verdeutlichung ist in der Zeichnung der Wärmestrom mit Pfeilen gekennzeich- net. Die Wärme kann zu einer Ausdehnung des axialen Ab- schnitts 20 in radialer Richtung erfolgen. Bei einem Trocken- lauf und damit ohne Förderung von Kraftstoff führt von der Kraftstoffpumpe 3 erzeugte Reibungswärme zu einer Ausdehnung des radialen Abschnitts 19 in auf die Welle 7 weisender Rich- tung. Der radiale Abschnitt 19 vermag sich durch die beiden Dehnfugen 21,22 geringfügig zu der Welle 7 hin auszudehnen, ohne Kräfte in die Radiallagerung 14 einzuleiten. Zur Ver- deutlichung sind in der Zeichnung strichpunktiert bei einer Temperaturerhöhung entstehende Ausdehnungen des zwischen der Kraftstoffpumpe 3 und dem Elektromotor 2 aus Figur 1 angeord- neten Gehäuseteils 4 dargestellt.

Die Erfindung wurde beispielhaft an einer Seitenkanalpumpe dargestellt. Selbstverständlich kann es sich bei der Kraft- stoffpumpe 3 auch um eine Peripheralpumpe oder eine Verdrän- gerpumpe, wie beispielsweise eine so genannte G-Rotor-Pumpe handeln.