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Title:
FUEL PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/073008
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fuel pump (5), in which a connecting piece (7) for a fuel line (8) and electrical connecting lines (9) are radially guided in a motor housing (14) of an electric motor (10). The motor housing (14) has in said region a section made of plastic (24). The fuel pump (5) has therefore particularly small axial dimensions.

Inventors:
BECKER DIRK (DE)
BÄMPFER MICHAEL (DE)
MISSUN JENS (DE)
VÖLKER MARC (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/075277
Publication Date:
April 26, 2018
Filing Date:
October 05, 2017
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
International Classes:
F02M37/08; F02M37/00; F04D29/00; H02K5/12
Domestic Patent References:
WO2003083311A22003-10-09
Foreign References:
US4619591A1986-10-28
DE2010207A11971-09-16
GB2185536A1987-07-22
Other References:
None
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Claims:
Kraftstoffpumpe (5, 105, 205) mit einem Elektromotor (10, 110, 210) und mit einer Pumpenstufe (11, 111, 211), mit einem Motorgehäuse (14, 114) des Elektromotors (10, 110, 210), mit einem Pumpengehäuse (16, 116) der Pumpen¬ stufe (11, 111) und mit einem das Motorgehäuse (14, 114) und das Pumpengehäuse (16, 116) gegeneinander vorspan¬ nenden Vorspannelement, wobei das Motorgehäuse (14, 114) zur Halterung eines einen Rotor (22, 122) umschließenden Stators (21, 121, 221) des Elektromotors (10, 110, 210) ausgebildet ist und einen Anschlussstutzen (7, 107, 207) für eine Kraftstoffleitung (8, 108) haltert, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eines der Bauteile des Anschlussstutzens (7, 107, 207) oder zu dem Elektromotor (10, 110, 210) führende An¬ schlussleitungen (9, 109, 209) über eine Mantelfläche des Motorgehäuses (14, 114) in den Elektromotor (10, 110, 210) geführt sind.

Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Anschlussstutzen (7, 207) auf der axialen Höhe von Spulen (23) oder Permanentmagneten des Stators (21, 221) angeordnet ist.

Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Motorgehäuse (14, 114) einen den Stator (21, 121, 221) halternden Abschnitt (24, 124, 224) aus Kunststoff hat.

Kraftstoffpumpe nach Anspruch 3, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass ein zu einem dem An¬ schlussstutzen (7, 107, 207) führender Deckel (28, 128) eines Kanals (13, 113) auf dem aus Kunststoff gefertig¬ ten Abschnitt (24, 124, 224) des Motorgehäuses (14, 114) abgedichtet ist. Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Ab¬ schnitt des Kraftstoff führenden Kanals (13) parallel zur Achse des Rotors (22) von der dem Pumpengehäuse (16) abgewandten Ende in das Motorgehäuse (14) geführt ist.

Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Vor¬ spannelement als Blechmantel (18, 118) ausgebildet ist, dass der Blechmantel (18, 118) einen Rand (17, 117) des Pumpengehäuses (16, 116) und einen an der dem Pumpenge¬ häuse (16, 116) zugewandten Seite des Motorgehäuses (14, 114) angeordneten Rand (15, 115) hintergreift.

Kraftstoffpumpe nach Anspruch 6, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass die Höhe des Blechmantels (18, 118) maximal 50 % der Summe der Höhen des Pumpenge¬ häuses (16, 116) und des Motorgehäuses (14, 114) be¬ trägt .

Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass An¬ schlusskontakte (29, 129) des Stators (21, 121, 221) von dem Kunststoff des Motorgehäuses (14, 114) dichtend ein¬ geschlossen sind.

Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zu dem Elektromotor (10, 110, 210) führende Anschlussleitungen (9, 109, 209) radial in den aus Kunststoff gefertigten Abschnitt (24, 124, 224) des Motorgehäuses (14, 114) ge¬ führt sind.

Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der den Stator (21, 121, 221) halternde Abschnitt (24, 124, 224) des Motorgehäuse (14, 114) eine dem Pumpengehäuse (16, 116) zugewandte offene Seite zur Einführung eines Rotors (22, 122) hat. 11. Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Ro¬ tor (22, 122) des Elektromotors (10, 110, 210) mit einem Ende an dem Pumpengehäuse (16, 116) und mit dem anderem Ende in dem aus Kunststoff gefertigten Abschnitt (24, 124) des Motorgehäuses (14, 114) gelagert ist.

Kraftstoffpumpe nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der aus Kunststoff gefer¬ tigte Abschnitt (24, 124, 224) Stützarme (26) zur Ab- stützung der Lagerung (25) des Rotors (22, 122) hat und dass ein Kanal (13, 113) zur Führung des Kraftstoffs zwischen den Stützarmen (26) hindurchführt.

Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem Pumpengehäuse (16, 116) und dem Blechmantel (18, 118) ein radial dichtender Dichtring (30, 130) angeord¬ net ist.

Description:
Beschreibung Kraftstoffpumpe Kraftstoffpumpe mit einem Elektromotor und mit einer Pumpenstufe, mit einem Motorgehäuse des Elektromotors, mit einem Pumpengehäuse der Pumpenstufe und mit einem das Motorgehäuse und das Pumpengehäuse gegeneinander vorspannenden Vorspannelement, wobei das Motorgehäuse zur Halterung eines einen Ro- tor umschließenden Stators des Elektromotors ausgebildet ist und einen Anschlussstutzen für eine Kraftstoffleitung hal- tert .

Solche Kraftstoffpumpen werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Bei der bekannten Kraftstoffpumpe ist das Vorspannelement als Blech ¬ mantel ausgebildet. Der Elektromotor und die Pumpenstufe sind mit dem Blechmantel derart verrollt, dass sowohl der Elektro ¬ motor als auch die Pumpenstufe eingekapselt und dabei dich- tend umschlossen sind. Eine Druckseitig ausgebildete Schnitt ¬ stelle zum Elektromotor einerseits und eine saugseitige An ¬ ordnung einer axial wirkenden Dichtung oder Axialdichtung andererseits beeinflussen sich eine beim Verrollen des Blechmantels einstellende Verspannung der Pumpenstufe. Diese Ver- Spannung erstreckt sich dabei über die gesamte Pumpenstufe und führt zu einer statisch über- oder unbestimmten Einbausituation der Pumpenstufe.

Die Pumpenstufe der Kraftstoffpumpe kann als Peripheralpumpe, als Seitenkanalpumpe oder als Schraubenpumpe ausgebildet sein .

Nachteilig bei der bekannten Kraftstoffpumpe ist jedoch, dass der Blechmantel ein sehr kostenintensives Bauteil darstellt. Zudem verschließt der Blechmantel den radialen Umfang des Elektromotors und der Pumpenstufe, so dass sämtliche An ¬ schlüsse von der Kraftstoffpumpe axial weggeführt sind. Die bekannte Kraftstoffpumpe weist daher besonders große axiale Abmessungen auf. Große axiale Abmessungen sind jedoch sehr störend, wenn die Kraftstoffpumpe innerhalb eines Kraftstoff ¬ behälters angeordnet werden soll.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftstoffpumpe der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass sie besonders niedrige Abmessungen aufweist. Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zu ¬ mindest eines der Bauteile des Anschlussstutzens oder zu dem Elektromotor führende Anschlussleitungen über eine Mantelfläche des Motorgehäuses in den Elektromotor geführt sind. Durch diese Gestaltung lassen sich eine Wegführung des Anschlussstutzens für die Kraftstoffleitung und/oder die elektrische Verbindung der Kraftstoffpumpe über die Stirnseite vermeiden. Da der Anschlussstutzen und oder die Anschlussleitungen radial von dem Motorgehäuse weggeführt ist, hat die Kraftstoffpumpe besonders geringe axiale Abmessungen. Durch diese Gestaltung lässt sich die Kraftstoffpumpe auch in nied ¬ rigen Kraftstoffbehältern anordnen.

Zur weiteren Verringerung der Abmessungen der Kraftstoffpumpe trägt es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn der Anschlussstutzen auf der axialen Höhe von Spulen oder Permanentmagneten des Stators angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Anschlussstutzen zudem radial von dem Motorgehäuse weg geführt.

Die Anzahl der Bauteile der Kraftstoffpumpe lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn das Motorgehäuse einen den Stator halternden Abschnitt aus Kunststoff hat. Vorzugsweise hat der aus Kunststoff gefertigte Abschnitt des Motorgehäuses den An ¬ schlussstutzen für die Kraftstoffleitung . Damit wird ein se- parat zu montierender Deckel für den Anschlussstutzen vermieden .

Kanäle zur Führung von Kraftstoff durch die Kraftstoffpumpe lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach fertigen, wenn ein zu einem dem Anschlussstutzen führender Deckel eines Kanals auf dem aus Kunststoff gefertigten Abschnitt des Motorgehäuses abge ¬ dichtet ist. In diesem Fall kann der Deckel den Anschluss- stutzen aufweisen.

Der aus Kunststoff gefertigte Abschnitt des Motorgehäuses lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in einer besonders einfachen Werkzeugform fer- tigen, wenn ein Abschnitt des Kraftstoff führenden Kanals pa ¬ rallel zur Achse des Rotors von der dem Pumpengehäuse abge ¬ wandten Ende in das Motorgehäuse geführt ist.

Die Kraftstoffpumpe lässt sich gemäß einer anderen vorteil- haften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig fertigen, wenn das Vorspannelement als Blechmantel ausgebil ¬ det ist, dass der Blechmantel einen Rand des Pumpengehäuses und einen an der dem Pumpengehäuse zugewandten Seite des Mo ¬ torgehäuses angeordneten Rand hintergreift. Durch diese Ges- taltung erstreckt sich der Blechmantel ausschließlich von dem dem Pumpengehäuse zugewandten Rand des Motorgehäuses bis über das Pumpengehäuse. Der überwiegende Bereich des Elektromotors ist dank der Erfindung nicht von dem Blechmantel umfasst. Da ¬ mit lässt sich der Blechmantel besonders kurz gestalten. Die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe lässt sich daher besonders kostengünstig fertigen.

Die Kraftstoffpumpe lässt sich gemäß einer anderen vorteil ¬ haften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig fertigen, wenn die Höhe des Blechmantels maximal 50 % der

Summe der Höhen des Pumpengehäuses und des Motorgehäuses be ¬ trägt . Bei bekannten Kraftstoffpumpen sind Anschlusskontakte des Stators in der Regel von Kraftstoff umströmt. Zur Vermeidung von Korrosion sind sehr kostenintensive Abdichtungen und Be- Schichtungen der Anschlusskontakte bekannt. Kostenintensive Abdichtungen von Anschlusskontakten des Elektromotors lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn Anschlusskontakte des Stators von dem Kunststoff des Motorgehäuses dichtend eingeschlossen sind. Vorzugsweise ist der aus Kunststoff gefertigte Ab ¬ schnitt des Motorgehäuses besonders kostengünstig im Spritz ¬ gussverfahren gefertigt.

Zur Verringerung der axialen Bauhöhe der Kraftstoffpumpe trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn zu dem Elektromotor führende Anschlussleitungen radial in den aus Kunststoff gefertigten Abschnitt des Motorgehäuses geführt sind. Die Montage der Kraftstoffpumpe gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn der den Stator halternde Abschnitt des Motorge ¬ häuses eine dem Pumpengehäuse zugewandte offene Seite zur Einführung eines Rotors hat. Durch diese Gestaltung lässt sich der Elektromotor von einer Seite, nämlich der der Pumpenstufe zugewandten Seite montieren.

Eine separat zu montierende Lagerung des Rotors des Elektro ¬ motors lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiter- bildung der Erfindung vermeiden, wenn der Rotor des Elektromotors mit einem Ende an dem Pumpengehäuse und mit dem ande ¬ rem Ende in dem aus Kunststoff gefertigten Abschnitt des Mo ¬ torgehäuses gelagert ist. Die Kraftstoffpumpe gestaltet sich gemäß einer anderen vor ¬ teilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn der aus Kunststoff gefertigte Abschnitt Stütz- arme zur Abstützung der Lagerung des Rotors hat und dass ein Kanal zur Führung des Kraftstoffs zwischen den Stützarmen hindurchführt . Die Abdichtung der Kraftstoffpumpe gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn zwischen dem Pumpengehäuse und dem Blechmantel ein radial dichtender Dichtring angeordnet ist. Der Dichtring kann als Elastomer O-Ring ausgebildet sein. Al- ternativ dazu kann der Dichtring auch als Rundschnurrring ausgebildet sein. Solche Rundschnurringe werden im Extrusi- onsverfahren als Schnur gefertigt und auf Stoß miteinander durch Klebung oder Vulkanisierung verbunden. Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in Fig. 1 eine in einem Kraftstoffbehälter montierte Kraftstofffördereinheit,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Kraftstoffpumpe der

Kraftstofffördereinheit aus Figur 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Kraftstoffpumpe aus Figur

2,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer in einem Kraftstoffbehälter montierte Kraftstofffördereinheit ,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Kraftstoffpumpe der

Kraftstofffördereinheit , Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungs ¬ form der Kraftstoffpumpe, Fig. 7 eine Seitenansicht der Kraftstoffpumpe aus Figur 6,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Kraftstoffpumpe aus Figur

6.

Figur 1 zeigt einen Teilbereich eines geschnitten dargestellten Kraftstoffbehälters 1 mit einer darin angeordneten Kraft ¬ stofffördereinheit . Die Kraftstofffördereinheit 2 hat einen gegen den Boden 3 des Kraftstoffbehälters 1 vorgespannten Halter 4 für eine Kraftstoffpumpe 5 mit einem Vorfilter 6. Ein Anschlussstutzen 7 zur Verbindung mit einer Kraftstoff abführenden Kraftstoffleitung 8 ist radial von der Kraftstoffpumpe 5 weg geführt. Elektrische Anschlussleitungen 9 zur Versorgung der Kraftstoffpumpe 5 mit elektrischem Strom sind ebenfalls radial von der Kraftstoffpumpe 5 weggeführt. Der Anschlussstutzen 7 und die Anschlussleitungen 9 sind in einem axialen mittleren Bereich der Kraftstoffpumpe 5 angeordnet . Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Kraftstoffpumpe 5 aus Figur 1. Hierbei ist zu erkennen, dass ein Elektromotor 10 eine Pumpenstufe 11 antreibt. Die Pumpenstufe 11 saugt Kraftstoff über einen Ansaugstutzen 12 an und fördert diesen durch den Elektromotor 10 über einen Kanal 13 zu dem An- schlussstutzen 7. Der Elektromotor 10 hat ein gefertigtes Motorgehäuse 14 mit einem der Pumpenstufe 11 zugewandten Rand 15. Die Pumpenstufe 11 hat ein Pumpengehäuse 16 mit ebenfalls einem Rand 17. Ein Blechmantel 18 hintergreift die Ränder mit jeweils einer Verrollung 19, 20 und spannt damit das Pumpen- gehäuse 16 gegen das Motorgehäuse 14 vor.

Der Elektromotor 10 hat einen Stator 21 und einen mit der Pumpenstufe 11 verbundenen Rotor 22. Spulen 23 oder Permanentmagnete des Stators 11 sind innerhalb eines aus Kunst- Stoff gefertigten Abschnitts 24 angeordnet und von diesem um ¬ spritzt. Der Rotor 22 ist in der Pumpenstufe 11 gelagert und hat eine weitere Lagerung 25 in dem von der Pumpenstufe 11 abgewandten Ende des aus Kunststoff gefertigten Abschnitts 24 des Motorgehäuses 14. Diese Lagerung 25 ist von mehreren Stützarmen 26 des Motorgehäuses 14 gehalten. Zwischen den Stützarmen 26 strömt der Kraftstoff von der Pumpenstufe 11 zu dem Anschlussstutzen 7.

In dem zur Führung von Kraftstoff vorgesehenen Kanal 13 ist ein Rückschlagventil 27 angeordnet. Der Kanal 13 ist an einem in dem von der Pumpenstufe 11 abgewandten Seite des Motorge- häuses 14 angeordneten Abschnitt 24 von einem Deckel 28 verschlossen. Der Deckel 28 ist dichtend mit dem aus Kunststoff gefertigten Abschnitt 24 des Motorgehäuses 14 verbunden. Die dichtende Verbindung ist beispielsweise im Schweißverfahren oder durch Verklebung erzeugt. Ein beispielsweise als O-Ring oder Rundschnurring ausgebildeter Dichtring 30 dichtet das Pumpengehäuse 16 radial gegenüber dem Blechmantel 18 ab.

Die radiale Abdichtung des Pumpengehäuses 16 gegenüber dem Blechmantel 18 wird eine schwimmende Zentrierung der Pumpen- stufe erreicht. Zudem kann der Verrollbereich des Blechmantels 18 an der Pumpenstufe 16 hin zur Druckseite der Pumpen ¬ stufe 16 verlagert werden, so dass sich die Länge des Blech ¬ mantels 18 weiter reduzieren lässt. Figur 3 zeigt die Kraftstoffpumpe 5 in einer Draufsicht auf den Deckel 28. Hierbei ist zu erkennen, dass die Anschluss ¬ leitungen 9 in den aus Kunststoff gefertigten Abschnitt 24 des Motorgehäuses 14 geführt und von diesem teilweise um ¬ spritzt sind. Ebenso sind Anschlusskontakte 29, welche eine leitende Verbindung der Kraftstoffpumpe 5 mit den Anschluss ¬ leitungen 9 herstellen, von dem Kunststoff des Abschnitts 24 des Motorgehäuses 14 umspritzt.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Kraftstoff- fördereinheit 102 mit einer Kraftstoffpumpe 105. Figur 5 zeigt die Kraftstoffpumpe 105 in einem Längsschnitt. Diese unterscheidet sich von der aus den Figuren 1 bis 3 dadurch, ein Kraftstoff führender Kanal 113 durch eine einer Pumpenstufe 111 abgewandten Stirnseite eines Elektromotors 110 weg geführt ist. Ein die Stirnseite abschließender Deckel 128 trägt einen Anschlussstutzen 107 für eine Kraftstoffleitung und ist gegenüber einem aus Kunststoff gefertigten Abschnitt 124 des Motorgehäuses 114 abgedichtet. Zu dem Elektromotor 110 führende Anschlussleitungen 109 führen radial in einen aus Kunststoff gefertigten Abschnitt 104 des Motorgehäuses 114 hinein. Anschlusskontakte 129 der Kraftstoffpumpe 105 sind von dem Kunststoff umspritzt. Das Pumpengehäuse 116 ist radial mittels eines Dichtrings 130 gegenüber einem Blechman ¬ tel 118 abgestützt. Der Blechmantel 118 spannt durch Verrol ¬ lungen 119, 120 einen Rand 115 des Motorgehäuses 114 und ei ¬ nen Rand 117 des Pumpengehäuses 116 gegeneinander vor. Der Rand 115 des Motorgehäuses 114 ist von dem Stator 121 aus ge ¬ sehen auf der dem Pumpengehäuse 116 zugewandten Seite ange ¬ ordnet. Ein Rotor 122 ist in der Pumpenstufe 111 und in dem aus Kunststoff gefertigten Abschnitt 124 des Motorgehäuses 114 angeordnet.

Bei den Kraftstoffpumpen 5, 105 aus den Figuren 1 bis 5 sind die Pumpenstufen 11, 111 als Schraubenpumpen ausgebildet. Zwei Schraubenspindeln der Pumpenstufen 11, 111 bilden in Verbindung mit dem Pumpengehäuse 16, 116 Förderkammern, wel- che sich infolge er Drehung der Schraubenspindeln, von einer Saugseite zu einer Druckseite der Pumpenstufe 11, 111 bewe ¬ gen. In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform können die Pumpenstufen auch als Seitenkanal oder als Peripheralpumpe ausgebildet sein.

Figur 6 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausfüh ¬ rungsform einer Kraftstoffpumpe 205. Diese unterscheidet sich von der aus Figur 2 dadurch, dass ein Anschlussstutzen 207 für die in Figur 1 dargestellte Vorlaufleitung 8 einstückig mit einem einen Stator 221 halternden Abschnitt 224 eines Elektromotors 210 gefertigt ist. Figur 7 zeigt eine Seitenansicht der Kraftstoffpumpe 205 aus Figur 6. Hierbei ist zu erkennen, dass zu dem Stator 221 führende Anschlussleitungen 209 näher an einer Pumpenstufe 211 angeordnet sind als der Anschlussstutzen 207.

Figur 8 zeigt in einer Draufsicht die Kraftstoffpumpe 205 aus Figur 6, dass der Anschlussstutzen 207 gegenüber Symmetrieachsen der Kraftstoffpumpe 205 abgewinkelt ist. Ansonsten ist die Ausführungsform der Kraftstoffpumpe 205 nach den Figuren 6 bis 8 im Wesentlichen wie die aus den Figuren 1 bis 3 aufgebaut .




 
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