DE2931659A1

DE2931659A1 - Elektrisch angetriebene zweistufige kraftstoffpumpeneinheit fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2931659A1
Application number: DE19792931659
Authority: DE
Inventors: Robert Leroy Lochmann; Bryce Lesher Stevens
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1978-09-01
Filing date: 1979-08-02
Publication date: 1980-03-13
Also published as: GB2030374A; JPS5535197A; FR2434932A1; US4209284A

Description

Eine Kraftstoffpumpeneinheit gemäss dem Gattung« begriff des Patentanspruchs 1 ist beispielsweise durch die US-PS 3 676 025 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Kraftstoffpumpeneinheit so weiter auszugestalten, dass der Kraftstoff mit geringstem Strömungswiderstand die Kraftstoffpumpeneinheit durchströmt, wobei der Durchtritt durch den Elektromotor ohne Beeinträchtigung seines Wirkungsgrades erfolgt, und dass durch die Ausbildung des Antriebs ein selbsttätiges axiales Ausrichten der umlaufenden Teile der Kraftstoffpumpe zu deren ortsfesten Teilen eintritt„ ;

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 herausgestellten Merkmale gelöste

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen«

In den Zeichnungen kitt eine beispielsweise ^! Ausführungsform der Erfindung dargestellte In den Zeichnungen zeigen:

Fig«, 1 einen Längsschnitt durch eine Kraftstoff pumpeneinheit nach der £lrf indung;

Fig„ 2 eine perspektivische Darstellung der

Figo 1 mit auseinander gezeichneten Ein—j zelteilen,

Figo 3 einen Schnitt nach der Linie3-*3in Fig_o1, Figo 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig_o

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-5-

mm 5

1, ;

figο 5 einen Schnitt nach der Linie 5^5 in

Fig_o 1 und
Figo 6 einen Schnitt nach der Maie 6«6 in. FIg₀Ij₀

Die Kraftstfffpwnpeneinheit 10" bestellt aus ei— \

nem Elektromotor 12 und einer zweistufigen Kraftstoffpumpe ^!- 14» die von einem gemeinsamen ffiylindrisehen Gehäuse 16 um— |

geben sind,, Die Kraftstoffpumpe 14 weist einen Ansaugab-

i schnitt 18, ein ersten Pumpenrad 2O₉ einen Zwischen.-absehni"ft 22, ein zweites Pumpenrad 24 und einen Förderabschnitt 26 auf, die axial hintereinander liegen« Der Ansaugabschnitt 18 enthält eine Einlassöffnung 28 zu einer über einen Teil des U_mfangs reichenden Ringnut 30 (Fig„3) die in der dem ersten Pumpenrad 20 zugewandten Fläche vorgesehen ist« Der anderen Fläche des ersten Pumpenrades 20 liegt eine über einen '^eil des U^fangspeichende Ringnut 32 (Fig«4) in der benachbarten Fläche des Zwischenabschnitts 22 gegenüber,

deren geschlossenes Ende 34 ausgerichtet zur Einlassöffnung!

i 28 liegt und die über eine Öffnung 36 mit einer über einen Teil des Umfangs reichenden Ringnut 38 (Fig_o5) in ^verbindun^ steht, die in der oberen Fläche des Zwischenabschnitts 22 gebildet ist_e also neben der unteren Fläche des zweiten Pumpenrades 24 liegte Die Ringnut 38 hat ein geschlossenes Ende 40, zu dem ausgerichtet eine Öffnung 42 im Förderabschnitt 26 liegt. Diese Öffnung 42 mündet in eine über einen Teil des Umfangs reichende Ringnut 44, die ein geschlos^

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senes Ende 46 hat, das im wesentlichen ausgerichtet zur öffjnung 36 de· Zwischenabschnitts 22 liegte

Die Pumpenräder 20 und 24 haben im wesentlichen einen gleichen Aufbau und sind mit mehreren, in unregelmäs-j sigen Abstand voneinander angeordneten S_chaufeln 48 versehene Die Pumpenräder haben zentrale Löcher 50 bzw_e 52 mit halbkreisförmigen Querschnitte Das erste Pumpenrad ist im wesentlichen vom Ansaugabschnitt 18 und dem Zwischenabschnitt umschlossen, während das zweite Pumpenrad 24 im wesentlichen vom Zwischen-abschnitt 22 und dem Förderabschnitt 26 umschlossen ist_o Um die ortsfesten Abschnitte 18,22 und ausgerichtet zueinander zu halten, hat der Ansaugabschnitt 18 eine Nase 54, <lie in einen entsprechenden Schlitz 56 des Zwischenabschnitts 22 passt, der seinerseits mit einer Nase 58 in einen Schlitz 60 des Färderabsehnitts 26 greift Durch diese Ausrichtung ist der widerstandsarme Durchstrom j des Kraftstoffs durch die kraftstoffpumpe 14 gewährleistete In den Querschnitten ist die Richtung des KraftstDffstroms durch die Pfeile A angedeutete

Der Elektromotor 12 besteht aus einem Anker 62 mit einer Welle 64 und einem Kommutator 6$„ Die Welle 64 ist in einer Öffnung 68 einer Gehäusekappe 70 und in einer öffnung 72 des Förderabschnitts 26 der Kraftstoffpumpe drehbar abgestützte Diese beiden bauteile bestehen zweckmässig aus glasverstärktem Polyestern, so dass eine Schmierung der Lager der Welle nicht erforderlich ist_e Gegen den

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^] Kommutator 66 liegen zwei federbelastete Bürsten 74 an, j die mit einer elektrischen Stromquelle verbunden sind»

Der Elektromotor enthält ferner,, eine den Magnetfluss be- - gönstigende zylindrische Hülse 765. in der zwei -über einen

Seil des Umfange'.reichende ringförmige Dauermagnete 78 und i
80 angeordnet sindο Diese sind vor dem Magnetisieren durch zwei Federklemmen 82 und 84 an der Hülse 76 festgelegte Die Hülse 76 hat eine axiale Aussparung 86 in die eine Nase 88 am Förderabschnitt 26 der Kraftstoffpumpe eingreift um eine axiale Ausrichtung herzustellen. Die Hülse 76 ist in der Gehäusekappe 70 befestigte

Die G-ehäusekappe enthält einen Kraftstoff kanal mit einem Ventilsitz 92, einer Ventilscheibe 94 und einer diese belastenden Schraubenfeder 96 eines Rückschlagventils Die Schraubenfeder 96 stützt sich an einem in die Gehäusekappe 70 eingepressten ^ederteller 98 ab, der napfförmig gestaltet ist«, Aus der Gehäusekappe 70 wird der geförderte Kraftstoff in üblicher Weise der zugeordneten Brennkraftmaschine zugeleitete Der Einlassöffnung 28 strömt der Kraftf stoff über ein Sieb 100 zu, um Fremdkörper von der Pumpeneinheit fern zu halten,.

Zwischen den Magneten 78 und 80 sind axiale Kanäle 102 und 104 gebildet, von denen der eine zweckmässig axial ausgerichtet zur Öffnung 42 des Förderabschnitts 26 der Kraftstoffpumpe 14 liegt, während der andere diametral zum ersten Kraft stoff kanal liegt«, Die Magnete 78 und 80

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haben hierdurch einen geringen Abstand vom Anker 62, so dass j ec'ni guter Wirkungsgrad des Elektromotors trotz der Durch-

-

j führung des Kraftstoffs erhalten bleibt₀ Durch die axiale ! ■ Ausrichtung der Kraftstoffkanäle wird der Strömungswider- ^] stand klein gehalten. Durch das Rückschlagventil in der ! G-ehäusekappe 70 ist beim Abschalten der Kraftstoffpumpe ver-j ι j

hindert, dass zwischen der Brennkraftmaschine und der Pumpe

befindlicher Kraftstoff zum Kraftstofftank zurückfliessen kann«, Die Kraftstoffpumpeneinheit wird vorteilhaft in senkrechter Lage in den Kraftstofftank eingebaut»

Der Antrieb der Pumpenräder 20 und 24 erfolgt ütjer den Zapfen 106 halbkreisförmigen Querschnitts, auf dem die Pumpenräder mit ihren entsprechend geformten zentralen Löchern axial verschieblich sitzen, so dass sich die ^umpen-

i räder zu den ortsfesten Abschnitten 18, 22 und 26 ausjprich* j ten können«, Die umlaufenden Pumpenräder erzeugen durch die Fliehkraft den Pumpemdruck, wobei sich jedoch unausgeglichene Drücke ergeben. Diese werden durch die freitragende Abstützung des Zapfens 106 ausgeglichene Die letzte Abstützung der Welle 64 erfolgt in der Öffnung 72 oberhalb der Kraftstoffpumpe 14o Axialer S_chub der Welle 64 wird durch ein Drucklager 108 aufgenommen, das an der Welle 64 befestigt gegen den drehfesten Förderabschnitt 26 abstützt«, Das un« tere Ende 110 der Welle 64 bleibt unabgestützt«. Bei einer festen Lagerung dieses Endes müssten bei der Fertigung der Einzelteile der Kraftstoffpumpe erheblich kleinere Toleran-

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- 9 -

zen eingehalten werden, wodurch höhere Herstellungskosten entstündenο

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Claims

Patentanwalt " - " " 293

oipiftag.-K^-WaBlicar— -

1Q0OJ3ERUN19

I .- 2 _β August 1979

W-w-3352

General Motors Corporation^ Detroit, .Michigan, Y_oSt_eÄ_£

iElektrisch angetriebene zweistufige Kraftstoffpumpeneinheit , " für Kraftfahrzeuge

Patentansprüche ι

J ,j Elektrisch angetriebene zweistufige Kraft- j

;stoffpumpeneinheit für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch j folgende Merkmale ί

!a'.OZwei Dauermagnete (78,80) in Form eines Teils eines Rings [ sind in einer zylindrischen Hülse (76) durch zwei ^eder« ; klemmen (82,84) in Abstand voneinander gehalten und bilj den zwei axiale Kraftstoffkanäle (102,104) innerhalb der ί Hülse zwischen den Magneten;

b) ein angetriebener Anker (12,62,64) ist innerhalb der Magnete angeordnet und treibt eine axial ausgerichtete mit axialem Abstand vom Anker angeordnete Kraftstoffpumpe (14) an, die in die Kraftstoffkanäle zwischen den Magneten fördert;

c) mit den Kraftstoffkanälen zwischen den Magneten steht ein Kraftstoffkanal in einer Gehäusekappe (70) des die Kraft«

j stoffpumpeneinheit umschliessenden Gehäuses (16) in Ver«

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I bindungο

^! 2. Kraftstoffpumpeneinheit nach Anspruch 1,

!gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:

jd) Durch den Anker (62) erstreckt sich eine Welle (64);

e) Bie Kraftstoffpumpe (14) hat ortsfest einen Ansaugabschniti; i (18), einen Zwischenabschnitt (22) und einen Förderabschnii;t

: (26), sowie ein von der Welle angetriebene» erstes Pumpen— ' rad (20) zwischen dem Ansaug- und dem Zwischen-abschnitt ! und ein von der Welle angetriebenes zweites Pumpenrad (24)

zwischen dem Zwischen- und dem Pörderabschnitt; :f) die ortfesten Abschnitte der Kraftstoffpumpe enthalten axiale Kraftstoffkanäle (28,36,42) zum Leiten des Kraftstoffs zum ersten Pumpenrad, vom ersten zum zweiten Pumpen·}· I rad und vom zweiten Pumpenrad zum FÖrderabsehnitt und den Kraftstoffkanalen (102,104) zwischen den Magneten; g) mit dem Ansaugabschnitt (1.8) ist ein ^ehäuse (16) verbunden, das die Kraftstoffpumpe und die die Magnete umsehlies-j· sende Hülse (76) aufnimmt und mit der ^ehäusekappe (70) verbunden ist«,

3o Kraftstoffpumpeneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ortfesten Abschnitte (Ι8_ν22,26^ der Kraftstoffpumpe (14) durch ineinandergreifende Teile (54; 56, 58; 60) zueinander ausgerichtet gehalten sind«,

4ο Kraftstoffpumpeneinfeeit nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (64) am einen Ende einen Zapfen (106) halbkreisförmigen

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Querschnitts -trägt, der dureii halbkreisförmigen Querschnitt aufweisende zentrale löcher (50,52) der Piimpenräder (2O₅ ^j 24} tritt} dass, das andere lade der Welle drehbar Ia einem lager {68} In der G-enäusekappe (70) abgestützt ist, und dass im Förderabschnitt (26) der Kraftstoffpumpe (14) ein Lager (108) für die drehbare Aufnahme der Welle neben dem Zapfen halbkreisförmigen Querschnitts angeordnet ist.

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