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Beschreibung

Handpumpe zum Pumpen von Kraftstoff Technisches Gebiet [0001] Die Erfindung betrifft eine Handpumpe zum Pumpen von Kraftstoff der im

Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Stand der Technik

[0002] In Kraftstoffzuführsystemen für Brennkraftmaschinen sind häufig

Handpumpen vorgesehen, die dazu dienen, den Wiederstart nach

leergefahrenem Tank bzw. nach einem Auswechseln des Kraftstofffilters

zu erleichtern. Derartige Handpumpen sind häufig baulich mit einem

Anschlusskopf des Kraftstofffilters vereinigt.

[0003] Die US 5,207,898 beschreibt eine Handpumpe, bei der eine Membran

zwischen einem inneren Stützelement und einem Knauf eingespannt ist.

Die Membran weist an ihrem äußeren Rand einen Wulst auf, der zwischen

einem Pumpengehäuse und einem Deckel eingespannt ist. Der Knauf ragt

durch eine öffnung des Deckels und ist somit für die Betätigung durch die

Hand einer Bedienungsperson zugänglich. Die Membran erstreckt sich

vollständig vom Umfangsrand jeweils bis zu einem zwischen dem Knauf

und dem Stützelement befindlichen Mittelpunkt, an dem die Membran eine

Verdickung aufweist, die in eine Mulde am Stützelement greift, um die

Membran bei der Montage zentral zu positionieren.

[0004] Die US 6,019,890 beschreibt eine Handpumpe zur Förderung des

Kraftstoffs in einem Kraftstoffzuführsystem, wobei die Handpumpe baulich

2/17 3143 vereinigt mit einem Kraftstofffilter ist. Ein Gehäuseteil der Kraftstoffpumpe ist an einem Anschlusskopf für den Kraftstofffilter angeformt, und darauf ist ein Deckel mittels eines Halteringes befestigt. Zwischen dem Gehäuseunterteil und dem Deckel ist der Umfangsrand einer Membran eingespannt, die sich im Wesentlichen entlang der Innenseite des Deckels erstreckt, wobei der mittlere Bereich der Membran zwischen der unteren Platte eines Knaufs und einer Abstützplatte eingespannt ist. Der Knauf selbst besteht aus zwei Bauteilen, die bei der Montage von unterschiedlichen Seiten dem Deckel zuzuführen sind und durch Verrasten beim Ineinanderstecken der beiden Knaufteile verbunden werden.

[0005] Derartige Handpumpen mit einer Membran benötigen einen relativ großen Bauraum, und sie sind auch bezüglich ihrer Herstellung und Montage aufwändig.

[0006] In der DE 10 2004 026 893 A1 wurde bereits eine Hubkolbenpumpe vorgeschlagen, bei der in einem durch ein Rohr gebildeten Hohlzylinder ein Pumpenkolben angeordnet ist. Dieser Pumpenkolben umfasst ein tellerförmiges Lager sowie ein darin aufgenommenes Verschlusselement, das an seinem äußeren Rand mit einer Dichtlippe versehen ist. Dabei ist es von Bedeutung, dass die Dichtlippe in einer formschlüssig angepassten Ringkammer gelagert ist.

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[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handpumpe

der eingangs genannten Art zu schaffen, die äußert einfach im Aufbau und

kostengünstig zu montieren ist.

[0008] Diese Aufgabe wird durch eine Handpumpe zum Pumpen von Kraftstoff

mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Offenbarung der Erfindung

[0009] Durch die Erfindung ist eine Handpumpe geschaffen, die sich durch eine

kostengünstige Konstruktion mit wenigen Komponenten auszeichnet. Die

einzelnen Teile bestehen aus Kunststoff und sind daher kostengünstig in

großen Stückzahlen herstellbar. Außerdem wird durch eine solche

Konstruktion aus Kunststoffteilen das Gewicht der Handpumpe reduziert.

Von Vorteil ist es außerdem, dass die notwendige Geometrie im

Kunststoffspritzgießverfahren hergestellt werden kann ohne

Nachbearbeitung.

[0010] Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der

Kolben durch einen an der Kolbenstange befestigten Ring gebildet ist, der

einen radialen Spalt zur Bohrung im Gehäuse aufweist und an dem die

Dichtung anliegt. Der Spalt zwischen dem Ring und der Wandung der

Bohrung reicht aus, um beim Saughub des Kolbens genügend Kraftstoff

hindurchtreten zu lassen. Die während des Pumphubs der

Bohrungswandung anliegende Dichtlippe hebt beim Saughub

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[0011] Darüber hinaus ist es vorteilhaft, dass der Ring eine konische Vertriefung aufweist, in der ein mittlerer Teil der Dichtung aufgenommen ist. Durch diese Formgebung ist eine Verformung der Dichtung während des Pumphubs ausgeschlossen.

[0012] Darüber hinaus ist es zweckmäßig, dass an einer Stirnseite der

Kolbenstange ein koaxial zum Ring verlaufender Zapfen angeordnet ist, an dem der mittlere Teil der Dichtung befestigt ist. Hierzu weist der mittlere Teil der Dichtung eine Durchgangsöffnung auf, durch die der Zapfen ragt, und am vorderen Ende des Zapfens ist ein Kegelstumpf angeformt, durch den die Dichtung auf dem Zapfen fixiert ist. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, die Dichtung im Bereich des Rings an dem vorderen Ende der Kolbenstange zu montieren.

[0013] Zur Befestigung des Rings an der Kolbenstange ist es vorteilhaft, dass an dem Ring mindestens zwei, vorzugsweise vier, sich in axialer Richtung entlang eines Abschnitts der Kolbenstange erstreckende Arme angeformt sind, die zur Befestigung des Rings an der Kolbenstange dienen. Hierzu sind an den freien Enden der Arme radial nach innen gerichtete Rastnasen angeordnet, die in eine Ringnut der Kolbenstange greifen. Auf diese Weise ist eine Montage des Kolbens an der Kolbenstange auf einfache Weise ohne Notwendigkeit eines Werkzeugs möglich.

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[0014] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Gehäuse eine aus Kunststoff bestehende Hülse befestigt, durch die die Kolbenstange aus dem Gehäuse ragt und in der die Kolbenstange dichtend geführt ist. Zweckmäßigerweise weist die Hülse einen radialen Flansch auf, wobei dieser Flansch an einer Anlagefläche mit dem Gehäuse durch Ultraschallschweißen oder Kleben verbunden ist. Es ist von Vorteil, dass in einer ringförmigen Ausnehmung der Hülse ein Dichtungsring angeordnet ist, der die Kolbenstange dichtend umschließt und auf der Seite zur Pumpkammer mittels einer Scheibe abgestützt ist. Durch eine solche Dichtung wird der Austritt von Kraftstoff entlang der Kolbenstange verhindert. Zur weiteren Reduzierung der herzustellenden und zu montierenden Teile sind die Kolbenstange und der Handgriff einstückig ausgeführt.

[0015] Zur möglichst einfachen Gestaltung des Gehäuses wird vorgeschlagen, dass die Pumpkammer mit einem Sauganschluss und einem Druckanschluss mittels quer zur Längsrichtung der Pumpkammer in dem Gehäuse verlaufenden Kanälen verbunden ist. Die Bohrung ist vorzugsweise als Sackloch ausgeführt, und der Kanal zum Druckanschluss ist am inneren Ende der Bohrung vorgesehen, so dass in einer Endlage des Kolbens ein freier Durchgang zwischen dem Sauganschluss und dem Druckanschluss gebildet ist. Der Vorteil besteht darin, dass das δp bei Normalbetrieb des Filters minimiert wird. In weiterer

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Ausgestaltung kann eine Feststelleinrichtung zur Fixierung der

Kolbenstange in der Endlage des Kolbens vorgesehen sein. Hierdurch

wird ein unbeabsichtigtes Verändern der Lage des Kolbens in dieser

Stellung des freien Durchgangs vermieden. Die Feststelleinrichtung kann

auf einfache Weise dadurch gebildet werden, dass an einem dem

Handgriff benachbarten Abschnitt der Kolbenstange ein Außengewinde

und in der Hülse ein Innengewinde angeordnet sind. Hierdurch sind keine

zusätzlichen Bauteile erforderlich. Zur Integration von Komponenten in

einem Kraftstoffzuführsystem ist es zweckmäßig, dass das Gehäuse der

Handpumpe mit einem Gehäuse eines Kraftstofffilters baulich vereinigt ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0016] Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Handpumpe ist

nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung

zeigt:

[0017] Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Handpumpe in der Stellung des

Kolbens mit dem maximalen Pumpkammervolumen,

[0018] Fig. 2 einen Schnitt gemäß Fig. 1 in einer unteren Stellung des Pumphubs,

[0019] Fig. 3 den Kolben mit Kolbenstange und Hülse zu deren Führung in

Explosionsdarstellung,

[0020] Fig. 4 einen Schnitt gemäß Fig. 1 in einer Endlage des Kolbens und

Mitteln zur Fixierung in dieser Endlage,

[0021] Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit V in Fig. 4,

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[0022] Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit VI in Fig. 4.

Ausführungsform(en) der Erfindung

[0023] Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Handpumpe 1 , die ein aus

Kunststoff bestehendes Gehäuse 2 umfasst, in dem eine als Sackloch

gestaltete Bohrung 3 angeordnet ist. Die Bohrung 3 bildet eine

Pumpkammer P. In dem Gehäuse ist ein Sauganschluss 4 vorgesehen,

der mittels eines Kanals 5 mit der Bohrung 3 verbunden ist, wobei in dem

gezeigten Ausführungsbeispiel der Kanal 5 nahe eines äußeren Endes der

Bohrung 3 in diese mündet. Ferner ist in dem Gehäuse 2 ein

Druckanschluss 6 angeordnet, der mittels eines Kanals 7 mit der Bohrung

3 derart verbunden ist, dass der Kanal 7 im Bereich eines inneren Endes 8

der Bohrung 3 in diese mündet.

[0024] In der Bohrung 3 ist ein Kolben 9 längsverschieblich gelagert, wobei der

Kolben 9 an einer Kolbenstange 11 befestigt ist, die mit ihrem dem Kolben

9 abgewandten Ende aus dem Gehäuse 2 herausragt. Der Kolben 9 und

die Kolbenstange 11 bestehen aus Kunststoff. An dem Kolben 9 ist auf

seiner die Pumpkammer P begrenzenden Seite eine Dichtung 10

angeordnet, die am Kolben 9 bzw. der Kolbenstange 11 befestigt ist, wie

später zu Fig. 3 noch näher erläutert wird. Am äußeren Umfang weist die

Dichtung 10 eine Dichtlippe 22 auf, die an der Wandung der Bohrung 3

anliegt und auf das innere Ende 8 der Bohrung 3 gerichtet ist.

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[0025] In Fig. 1 befindet sich der Kolben 9 in seiner obersten Stellung, d. h. bei maximalem Volumen der Pumpkammer P. Mit H ist der Hub des Kolbens 9 angegeben, wie dies durch die Pfeile deutlich wird. Beim Pumpvorgang ist der maximale Hub H zwischen einer oberen Stellung o und einer unteren Stellung u gegeben.

[0026] An dem äußeren Ende der Bohrung 3 ist eine Hülse 13 angeordnet, die zur Führung der Kolbenstange 11 dient. Die Hülse 13 weist an ihrem Außenumfang einen Flansch 16 auf, der an einer Anlagefläche des Gehäuses 2 liegt und mit diesem fest verbunden ist. Auch die Hülse 13 sowie der mit dieser einstückig ausgeführte Flansch 16 bestehen aus Kunststoff. Zur festen Verbindung des Flansches 16 mit dem Gehäuse 2 kommen insbesondere Ultraschallschweißen oder Kleben in Betracht.

[0027] Auf der die Bohrung 3 verschließenden Seite der Hülse 13 befindet sich ein Dichtungsring 14, der zur Bohrung 3 hin durch eine Scheibe 15 abgestützt ist und die Kolbenstange 11 dichtend umschließt. Die Kolbenstange 11 weist an ihrem äußeren Ende einen Handgriff 12 zur manuellen Betätigung der Handpumpe 1 auf. Der Handgriff 12 ist einstückig mit der Kolbenstange 11 ausgeführt und besteht somit ebenfalls aus Kunststoff. An einem dem Handgriff 12 benachbarten Abschnitt 19 ist an der Kolbenstange 11 ein Außengewinde 17 vorgesehen. Dementsprechend ist die Hülse 13 mit einem Innengewinde 18 versehen, so dass die Kolbenstange 11 und somit auch der Kolben 9 bei

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Nichtbenutzung der Handpumpe 1 in einer bestimmten Lage dadurch fixierbar sind, dass die Kolbenstange 11 mit ihrem Außengewinde 17 in das Innengewinde 18 der Hülse 13 geschraubt wird.

[0028] Die Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Handpumpe 1 , der der Darstellung in Fig. 1 entspricht. Für gleiche Teile stimmen die Bezugszeichen mit denjenigen der Fig. 1 überein. Während in Fig. 1 der Kolben 9 in seiner maximal obersten Stellung o des Hubs H in der Bohrung 3 gezeigt ist, befindet sich der Kolben 9 in Fig. 2 in seiner untersten Stellung u des Pumphubs H. Für die Pumpfunktion erfolgt lediglich eine alternierende Längsbewegung des Kolbens 9 zwischen oberer Stellung o und unterer Stellung u.

[0029] Wie bereits zu Fig. 1 beschrieben, ist eine Dichtlippe 22 am Außenumfang der Dichtung 10 vorgesehen, die aufgrund ihrer Elastizität an der Wandung der Bohrung 3 anlegbar oder auch von dieser abhebbar ist, um einen Radialspalt zwischen der Bohrung 3 und dem Kolben 9 bzw. der Dichtung 10 freizugeben. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 9 liegt die Dichtlippe 22 an der Wandung der Bohrung 3, so dass das Volumen in der Pumpkammer P verringert und eine entsprechende Menge eines Kraftstoffs aus der Pumpkammer P durch den Kanal 7 zum Druckanschluss 6 gefördert wird, an dem weitere Teile eines Kraftstoffzuführsystems angeschlossen sind. Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 9 hebt die Dichtlippe 22 von der Wandung der Bohrung 3 ab,

10/17 3143 so dass Kraftstoff vom Sauganschluss 4 in die Pumpkammer P nachfließen kann. Die Dichtlippe 22 erfüllt damit die Funktion eines Rückschlagventils.

[0030] Die Fig. 3 zeigt eine Explosionsdarstellung der in das Gehäuse einsetzbaren Teile, die im Wesentlichen den Kolben 9 mit Kolbenstange 11 und Hülse 13 zur Führung der Kolbenstange 11 umfassen. Der Handgriff 12 und die Kolbenstange 11 sind einstückig ausgeführt, einschließlich dem Außengewinde 17. In einem Abstand zum unteren Ende der Kolbenstange 11 ist eine Ringnut 23 vorgesehen. An dem in Fig. 3 unteren Ende der Kolbenstange 11 ist stirnseitig ein Zapfen 24 angeformt und daran ein Kegelstumpf 25, dessen Basisfläche größer ist als der Querschnitt des Zapfens 24 und dessen verjüngtes Ende der Kolbenstange 11 abgewandt ist.

[0031] Unter der Kolbenstange 11 ist die Hülse 13 dargestellt mit deren Flansch 16 und darunter der Dichtungsring 14 sowie die Scheibe 15. Darunter wiederum befindet sich der Kolben 9 mit der Dichtung 10. Der Kolben 9 wird durch einen Ring 20 gebildet, an dem über den Umfang verteilt mehrere - im Ausführungsbeispiel vier - in axialer Richtung verlaufende Arme 21 angeformt sind. An den freien Enden der Arme 21 sind radial nach innen gerichtete Rastnasen 26 vorgesehen.

[0032] Zur Montage der in Fig. 3 gezeigten Teile wird der Dichtungsring in die entsprechende Aussparung der Hülse 13 eingelegt und die Kolbenstange

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11 mit dem Zapfen 24 voran durch die Hülse 13 gesteckt. Danach wird die Scheibe 15 aufgesteckt, so dass diese an dem Dichtungsring 14 anliegt. Auf das untere Ende der Kolbenstange 11 wird der Kolben 9 aufgesteckt, wobei die Arme 21 zunächst entlang der Kolbenstange 11 geführt werden, bis deren Rastnasen 26 in die Ringnut 23 greifen und dort eingerastet sind. Gleichzeitig stützt sich der Ring 20 an dem vorderen Ende der Kolbenstange 11 ab, so dass der Kolben 9 in beiden Bewegungsrichtungen an der Kolbenstange 11 befestigt ist. Die Dichtung 10, die eine zentrische öffnung besitzt, wird auf den Kegelstumpf 25 aufgeschoben, wobei die Kegelmantelfläche das elastische Material aufweitet. Beim weiteren Aufschieben gelangt die Dichtung 10 auf den Zapfen 24, wodurch das elastische Material sich wieder zusammenzieht und in axialer Richtung von der Basisfläche des Kegelstumpfes gehalten wird. Die auf diese Weise montierte Einheit wird dann mit der Dichtung 10 und dem Kolben 9 voraus in die Bohrung des Gehäuses 2 eingeführt und die Hülse 13 mittels des Flansches 16 beispielsweise durch Ultraschallschweißen oder Kleben am Gehäuse befestigt. In Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Handpumpe 1 gemäß Fig. 1 gezeigt. Für gleiche Teile stimmen die Bezugszeichen mit denjenigen der Fig. 1 bis Fig. 3 überein. Bei der Darstellung in Fig. 4 befindet sich der Kolben 9 in einer Stellung am inneren Ende 8 der Bohrung 3, wobei die Dichtlippe 22 der Dichtung 10 einen Durchgang für den Kraftstoff von der Pumpkammer

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P zu dem Kanal 7 und somit zum Druckanschluss 6 freigibt. Erreicht wird diese Stellung des Kolbens 9 dadurch, dass die Kolbenstange 11 durch Drehen am Handgriff 12 mit ihrem Außengewinde 17 in das Innengewinde 18 der Hülse 13 geschraubt wird, bis der Handgriff 12 auf der Hülse 13 aufliegt. Damit ist auch eine Fixierung der Kolbenstange 11 und des Kolbens 9 bewirkt, so dass eine unbeabsichtigte Lageänderung vermieden wird.

[0034] Die Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit V in Fig. 4. Daraus ist ersichtlich, dass die Dichtlippe 22 unterhalb der oberen Kante des Kanals 7 liegt und damit ein freier Durchgang 28 für den Kraftstoff gegeben ist. Auch ist aus Fig. 5 ersichtlich, dass die Rastnasen 26 an den Armen 21 in die Ringnut 23 an der Kolbenstange 11 greifen. Der Ring 20 weist radial nach innen gerichtete Vorsprünge 27 auf, durch die der Kolben 9 an dem vorderen Ende der Kolbenstange 11 abgestützt ist. Im übrigen stimmen die Bezugszeichen für gleiche Teile mit denjenigen der Figuren 1 bis 4 überein.

[0035] Die Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit VI in Fig. 4. Nahe der Mündung des Kanals 5 in die Bohrung 3 ist ein radialer Absatz 29 vorgesehen, an dem die Scheibe 15 anliegt, die zur Abstützung des Dichtungsrings 14 dient. Wenn die Hülse 13 mit ihrem der Bohrung 3 zugewandten Ende an der Scheibe 15 anliegt, ist auch eine Anlage des Flansches 16 am Gehäuse 2 gegeben, durch die eines der oben

13/17 3143 genannten Verbindungsverfahren wie Ultraschallschweißen oder Kleben möglich ist. Die Kolbenstange 11 ist so weit in die Hülse 13 eingeschraubt, dass der Handgriff 12 auf der Hülse 13 aufliegt und das Außengewinde 17 vollständig im Innengewinde 18 aufgenommen ist.