DE102009008817A1

DE102009008817A1 - Handpumpe zum Pumpen von Kraftstoff

Info

Publication number: DE102009008817A1
Application number: DE102009008817A
Authority: DE
Inventors: Christian Thalmann; Marc Büsselmann
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2009-12-17
Anticipated expiration: 2029-02-14
Also published as: DE102009008817B4; DE202008007700U1

Abstract

In Kraftstoffzuführsystemen von Brennkraftmaschinen werden Handpumpen zum Pumpen von Kraftstoff eingesetzt. Eine solche Handpumpe (12) umfasst ein Pumpengehäuse (14) und einen darin beweglich gelagerten Knauf (1) sowie eine Membran (6) aus einem Elastomermaterial. Dabei wird der Knauf (1) mit der Membran (6) für eine Hubbewegung gegen die Kraft einer Feder (24) in das Pumpengehäuse (14) eingedrückt und mittels der Feder (24) wieder herausgeführt. Damit verändert sich das Volumen einer Pumpenkammer (23). Zur Vereinfachung der Konstruktion der Handpumpe (12) ist das Elastomermaterial an dem Knauf (1) angespritzt und die Membran (6) als Ringelement ausgeführt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Handpumpe zum Pumpen von Kraftstoff mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik
In Kraftstoffzuführsystemen für Brennkraftmaschinen sind häufig Handpumpen vorgesehen, die dazu dienen, den Wiederstart bei leergefahrenem Tank bzw. nach einem Auswechseln des Kraftstofffilters zu erleichtern. Derartige Handpumpen sind üblicherweise baulich mit einem Anschlusskopf des Kraftstofffilters vereinigt.
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 einer 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.
Die US 6,019,890 beschreibt eine Handpumpe zur Förderung des Kraftstoffs in einem Kraftstoffzuführsystem, wobei die Handpumpe baulich ver einigt 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.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handpumpe zum Pumpen von Kraftstoff der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der der Materialeinsatz verringert und die Montage vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Handpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Dadurch, dass das Elastomermaterial direkt am Knauf angespritzt ist, ergibt sich der Vorteil, dass lediglich in dem Bereich, in dem eine elastisch verformbare Wand benötigt wird, auch tatsächlich Elastomermaterial zum Einsatz kommt. Die Membran ist als Ringelement ausgeführt und somit bezüglich des Materialeinsatzes optimiert. Ein solches Verbundteil aus Knauf und Membran kann auf einfache Weise dadurch hergestellt werden, dass der Knauf in einem Werkzeug direkt mit Elastomer umspritzt wird, wobei in dem Werkzeug die Form der Membran ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Handpumpe besteht aus weniger Einzelteilen und ist einfacher zu montieren.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Knauf einen Umfangsrand auf, der von dem Elastomermaterial umschlossen ist. Dadurch wird eine gute Abdichtung erreicht, so dass der Austritt von Kraftstoff im Verbindungsbereich von Knauf und Membran ausgeschlossen ist. Vorzugsweise ist der Umfangsrand als radialer Flansch ausgebildet, in dem mehrere in axialer Richtung verlaufende Löcher angeordnet und diese mit Elastomermaterial gefüllt sind. Auf diese Weise ergibt sich eine formschlüssige Verbindung von Knauf und Membran auch in radialer Richtung, wodurch die Sicherheit zusätzlich erhöht wird. Dabei ist es besonders zweckmäßig, dass die Löcher als Durchgangslöcher gestaltet sind, die von dem Elastomermaterial durchdrungen sind.
Als Elastomermaterial für die Membran kommen insbesondere ein Fluorsilikonkautschuk, ein vulkanisierbares Fluorelastomer oder ein Acrylnitril-Butadien-Kautschuk in Frage. Darüber hinaus wird es als zweckmäßig angesehen, dass das Elastomermaterial durch ein Gewebe, vorzugsweise aus Polyamidfasern verstärkt ist.
Es wird außerdem als vorteilhaft angesehen, dass das Pumpengehäuse ein Gehäuseunterteil und einen Deckel umfasst, wobei zwischen dem obe ren Rand des Gehäuseunterteils und dem Deckel ein als Wulst ausgebildeter äußerer Rand der Membran eingespannt ist. Die Verbindung des Deckels mit dem Gehäuseunterteil erfolgt zweckmäßigerweise durch Umbördeln des äußeren Randes des Deckels um einen entsprechenden Flansch am Gehäuseunterteil.
Um ein Verkanten bei der Betätigung des Knaufs zu vermeiden, ist es zweckmäßig, ein Führungselement für den Knauf vorzusehen, wobei dieses Führungselement auf einem Boden der Pumpenkammer angeordnet ist. Dieses Führungselement ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass es einen Rohrabschnitt umfasst, in dem ein im Knauf ausgebildeter Zylinderabschnitt gleitverschieblich geführt ist, wobei zwischen dem Rohrabschnitt und dem Zylinderabschnitt Durchtrittskanäle für den Kraftstoff ausgebildet sind. Dabei ist es weiterhin von Vorteil, dass im Boden der Pumpenkammer radial innerhalb des Rohrabschnitts eine Drucköffnung und radial außerhalb des Rohrabschnitts eine Saugöffnung ausgebildet ist. Als Feder wird vorzugsweise eine Schraubendruckfeder eingesetzt, die den Rohrabschnitt und den Zylinderabschnitt konzentrisch umgibt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 einen Pumpenknauf in perspektivischer Darstellung,
2 einen Schnitt durch einen Pumpenknauf mit daran angebrachter Membran,
3 einen Schnitt durch eine Handpumpe in perspektivischer Darstellung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Die 1 zeigt einen Knauf 1 für eine Pumpe, die einen Plattenabschnitt 2 und einen Mantelabschnitt 3 umfasst. An einem offenen Ende des Mantelabschnitts 3, das dem Plattenabschnitt 2 gegenüberliegt, ist ein radialer Flansch 4 angeformt, in dem eine Vielzahl von Löchern 5 vorgesehen ist. Der Knauf 1 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff wie Polyamid und ist im Spritzgussverfahren hergestellt.
In 2 ist ein Schnitt durch den Knauf 1 mit einer daran befestigten Membran 6 gezeigt. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich ist, erstreckt sich von der Innenseite des Plattenabschnitts 2 ausgehend ein Zylinderabschnitt 11, der konzentrisch zu einer Längsmittelachse M angeordnet ist und dessen axiale Erstreckung etwa der axialen Länge des Mantelabschnitts 3 entspricht. Es sei darauf hingewiesen, dass die äußere Mantelfläche des Zylinderabschnitts 11 zylindrisch ist, wohingegen die innere Mantelfläche einen leicht konischen Verlauf hat, was aus fertigungstechnischen Gründen sinnvoll ist. Um den Zylinderabschnitt 11 herum ist am Plattenabschnitt 2 eine Ringnut 13 vorgesehen.
Wie aus 2 deutlich erkennbar ist, besitzt die Membran 6 die Form eines Ringelementes, das zusammen mit dem Knauf 1 ein Verbundteil aus Kunststoff und Elastomermaterial bildet. Die Membran 6 weist einen gewölbten Abschnitt 7 mit einer gleichmäßigen dünnen Wandstärke auf, an dessen äußerem Rand ein Wulst 8 angeformt ist, der zum Einspannen des äußeren Randes zwischen Gehäuseteilen dient und dabei gleichzeitig die Dichtfunktion übernimmt. An dem radialen Flansch 4 ist die Membran 6 angespritzt, wobei ein Umschließungsbereich 9 gebildet ist. Beim Anspritzen des Elastomermaterials, bei dem es sich vorzugsweise um einen Fluorsilikonkautschuk, ein vulkanisierbares Fluorelastomer oder ein Acrylnitril-Butadien-Kautschuk handelt, durchdringt das Material auch die als Durchgangsbohrungen gestalteten Löcher 5, so dass sich Stege 10 des Elastomermaterials im Umschließungsbereich 9 ergeben. Das Elastomermaterial kann zusätzlich durch ein Gewebe, vorzugsweise aus Polyamidfasern verstärkt sein.
Die 3 zeigt einen Schnitt durch eine zum Pumpen von Kraftstoff in einem Kraftstoffzuführsystem einer Brennkraftmaschine vorgesehene Handpumpe 12 in perspektivischer Darstellung. Die Handpumpe 12 weist ein Pumpengehäuse 14 auf, das vorzugsweise mit dem Anschlusskopf eines Kraftstofffilters baulich vereinigt ist. Das Pumpengehäuse 14 umfasst ein Gehäuseunterteil 15 und einen Deckel 16, wobei der Deckel 16 unter Zwischenfügen des Wulstes 8 auf einem oberen Rand 17 des Ge häuseunterteils liegt und das Pumpengehäuse 14 durch Umbördelung des Deckels 16 am Rand 17 dichtend geschlossen ist. Der mit der Membran 6 versehene Knauf 1 ragt durch eine Öffnung im Deckel 16 nach außen, wobei der radiale Flansch 4 innen am Deckel 16 anliegt. Der gewölbte Abschnitt 7 der Membran 6 erstreckt sich vom Wulst 8 zu dem Umschließungsbereich 9 und liegt in der Ruhelage des Knaufs 1 an dem Deckel 16 an.
Das Gehäuseteil 15 umfasst einen zylindrischen Abschnitt 19, an dessen unterem Ende ein Boden 18 eingesetzt ist. Der Boden 18, der zylindrische Abschnitt 19, die Membran 6 und der Knauf 1 begrenzen eine Pumpenkammer 23, deren Volumen durch Eindrücken des Knaufes 1 und entsprechender Bewegung der Membran veränderbar ist. Auf dem Boden 13 befindet sich in konzentrischer Ausrichtung zum Zylinderabschnitt 11 des Knaufes 1 ein Führungselement 22, das einen Rohrabschnitt umfasst, innerhalb von dem sich der Zylinderabschnitt 11 befindet. Das Führungselement 22 weist angeformte Halteösen 20 – von denen nur eine in 3 sichtbar ist – auf, die spielfrei auf Zapfen 21 am Boden 18 gehalten sind. Die Pumpenkammer 23 umfasst einen radial außerhalb des Führungselementes 22 befindlichen Teil und einen radial innerhalb des Führungselementes 22 und des Zylinderabschnitts 11 befindlichen Teil, wobei diese beiden Teile der Pumpenkammer 23 mittels Durchtrittskanälen 25, die zwischen dem Rohrabschnitt des Führungselementes 22 und dem Zylinderabschnitt 11 ausgebildet sind, miteinander verbunden sind.
Der Rohrabschnitt des Führungselementes 22 und der Zylinderabschnitt 11 des Knaufes 1 sind von einer Feder 24 umgeben, wobei es sich in vorliegendem Beispiel um eine Schraubendruckfeder handelt, die einerseits auf einem radialen Flansch am Führungselement 22 und andererseits auf der Innenseite des Plattenabschnitts 2 abgestützt ist. Das Führungselement 22 ist mit einer auf dem Boden 18 abgestützten Scheibe 31 versehen, in der zentrisch eine Drucköffnung 28 ausgebildet ist. Unter der Drucköffnung 28 befindet sich ein in Form einer biegbaren Lasche gestaltetes zweites Rückschlagventil 29. Radial außerhalb der Scheibe 21 befindet sich im Boden 18 eine Saugöffnung 26, der ein ebenfalls als biegbare Lasche ausgeführtes erstes Rückschlagventil 27 zugeordnet ist. Die Laschen der Rückschlagventile 27, 29 sind an einem gemeinsamen Laschenelement aus Federblech ausgebildet, wobei das Laschenelement mittels am Boden 18 ausgebildeter Stifte 30 – von denen in 3 lediglich ein Stift 30 dargestellt ist – am Boden positioniert ist.
Zum Pumpen von Kraftstoff wird der Knauf 1 der Handpumpe 12 nach unten gegen die Kraft der Feder 24 gedrückt, wodurch sich das Volumen der Pumpenkammer 23 verringert und der Druck in der Pumpenkammer 23 ansteigt. Diese Drucksteigerung führt zum Öffnen des zweiten Rückschlagventils 29, so dass Kraftstoff durch die Drucköffnung 28 gepumpt wird. Nach Beendigung des Abwärtshubs des Knaufs 1 endet auch die Kraftbeaufschlagung durch die Hand der Bedienungsperson, so dass die Feder 24 aufgrund der Rückstellkraft den Knauf 1 nach oben schiebt, bis der radiale Flansch 4 am Deckel 16 anliegt. Dabei vergrößert sich das Volumen der Pumpenkammer 23, und es entsteht ein Unterdruck, der das Öffnen des ersten Rückschlagventils 27 bewirkt, so dass Kraftstoff durch die Saugöffnung 26 in die Pumpenkammer 23 strömt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 5207898 [0003]
- US 6019890 [0004]

Claims

Handpumpe (12) zum Pumpen von Kraftstoff mit einem Pumpengehäuse (14) und einem darin beweglich gelagerten Knauf (1) sowie einer Membran (6) aus einem Elastomermaterial, wobei der Knauf (1) mit der Membran (6) für eine Hubbewegung gegen die Kraft einer Feder (24) in das Pumpengehäuse (14) eingedrückt und mittels der Feder (24) wieder herausgeführt und somit das Volumen einer Pumpenkammer (23) verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomermaterial an dem Knauf (1) angespritzt und die Membran (6) als Ringelement ausgeführt ist.
Handpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Knauf (1) einen Umfangsrand aufweist, der von dem Elastomermaterial umschlossen ist.
Handpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsrand als radialer Flansch (4) ausgebildet ist, in dem mehrere in axialer Richtung verlaufende Löcher (5) angeordnet und diese mit Elastomermaterial gefüllt sind.
Handpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (5) als Durchgangsbohrungen gestaltet sind, die von dem Elastomermaterial durchdrungen sind.
Handpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomermaterial ein Fluorsilikonkautschuk, ein vulkanisierbares Fluorelastomer oder ein Acrylnitril-Butadien-Kautschuk ist.
Handpumpe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Elastomermaterial durch ein Gewebe, vorzugsweise aus Polyamidfasern verstärkt ist.
Handpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse ein Gehäuseunterteil (15) und einen Deckel (16) umfasst, wobei zwischen dem oberen Rand (17) des Gehäuseunterteils (15) und dem Deckel (16) ein als Wulst (8) ausgebildeter äußerer Rand der Membran (6) eingespannt ist.
Handpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseunterteil (15) einen im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt aufweist, der die Pumpenkammer (23) bildet und auf einem Boden (18) des zylindrischen Abschnitts (19) ein Führungselement (22) für den Knauf (1) angeordnet ist.
Handpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (22) einen Rohrabschnitt umfasst, in dem ein im Knauf (1) ausgebildeter Zylinderabschnitt (11) gleitverschieblich geführt ist und wobei zwischen dem Rohrabschnitt des Führungselementes (22) und dem Zylinderabschnitt (11) Durchtrittskanäle (25) für den Kraftstoff ausgebildet sind.
Handpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (24) eine Schraubendruckfeder ist, die den Rohrabschnitt des Führungselementes (22) und den Zylinderabschnitt (11) konzentrisch umgibt.
Handpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden (18) der Pumpenkammer (23) radial innerhalb des Rohrabschnitts eine Druck öffnung (28) und radial außerhalb des Rohrabschnitts eine Saugöffnung (26) sind.