DE4237249A1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe, um eine Flüs­ sigkeit unter Druck zu setzen, wobei die Pumpe beispiels­ weise als eine Fahrzeug-Kraftstoffpumpe zum Einsatz kom­ men kann.

Zahnradpumpen der trochoiden Bauart u. dgl. sind in weitem Umfang bereits bekannt. Ferner wurde beispielsweise in den US-Patenten 45 40 354 und 45 96 519 vorgeschlagen, derartige Verdränger-Rotationspumpen als Fahrzeug-Kraft­ stoffpumpen zu verwenden.

Bei dieser Bauart einer Zahnradpumpe werden Druckkammern oder -räume in einer Vielzahl zwischen einem mit Innenzäh­ nen ausgestatteten äußeren Rotor und einem mit Außenzäh­ nen, die mit den Innenzähnen kämmen, ausgestatteten inne­ ren Rotor, welcher exzentrisch innerhalb des äußeren Ro­ tors aufgenommen ist, gebildet. Der äußere und der inne­ re Rotor werden gedreht, um die Druckkammern fortzubewe­ gen, während das Volumen einer jeden Druckkammer einer Än­ derung unterliegt, wodurch das Fluid angesaugt und geför­ dert wird.

Bei der vorstehend beschriebenen Zahnradpumpe ist es er­ wünscht, daß das Volumen einer jeden Druckkammer an einem nachlaufenden Ende einer Ausstoßöffnung zu Null wird und am vorlaufenden Ende einer Ansaugöffnung anzuwachsen be­ ginnt. Das Volumen der Druckkammer wird jedoch tatsäch­ lich am nachlaufenden Ende der Ausstoßöffnung nicht zu Null. Als Ergebnis dessen verbleibt nach Beendigen des Ausstoßhubes in der Ausstoßöffnung eine gewisse Menge des Fluids oder der Flüssigkeit in der Druckkammer, das (die) sich auf dem Ausstoßdruck befindet. Deshalb wird dieses Fluid mit dem Ausstoßdruck in die Ansaugöffnung noch eingebracht.

In dem Fall, da die oben beschriebene Zahnradpumpe für ein Pumpen einer Flüssigkeit mit einem relativ niedrigen Sie­ depunkt verwendet wird, wird die Flüssigkeit von der Aus­ stoß- in die Ansaugöffnung überführt, was in einem Sie­ den unter Vakuum resultiert, wodurch ein Problem insofern hervorgerufen wird, als Dampf in der Ansaugöffnung er­ zeugt wird.

Darüber hinaus wird insbesondere in dem Fall, da die Zahn­ radpumpe zum Pumpen von Kraftstoff, wie Benzin, benutzt wird, eine große Dampfmenge vor allem bei hohen Tempera­ turen erzeugt, was Anlaß zu Problemen gibt, die die Ver­ minderung der Fördermenge und die Erzeugung von Geräu­ schen einschließen.

Es ist demzufolge die primäre Aufgabe dieser Erfindung, die Erzeugung von Dampf in einer Ansaugöffnung bzw. einem Ansaugkanal einer Pumpe zu unterdrücken, um die oben ge­ nannten Probleme zu beseitigen.

Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck jede Druckkammer, von welcher eine Flüssigkeit zu einer Ausstoßöffnung (einem Ausstoßkanal) gefördert wird, über einen Trenn­ bereich geführt und aufgrund des Vorhandenseins eines Druckentlastungskanals mit der Außenseite oder Umge­ bung einer Pumpe verbunden, bevor die Druckkammer mit der Ansaugöffnung in Verbindung gelangt. Da hierdurch der Fluiddruck in der Druckkammer herabgesetzt wird, bevor die Druckkammer mit der Ansaugöffnung in Verbindung kommt, ist es möglich, die Erzeugung von Dampf aufgrund eines Siedens unter Vakuum (einer Vakuumverdampfung), welches (welche) stattfindet, wenn das Fluid mit dem Ausstoß- oder Förderdruck in die Ansaugöffnung eingebracht wird, zu verhindern.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen des Er­ findungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht einer Fahrzeug-Kraftstoffpumpe in einer ersten erfin­ dungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in der Fig. 1;

Fig. 3 ein Diagramm, das die Änderung der Fördermenge bei der ersten Ausführungsform gegenüber dem Stand der Technik darstellt;

Fig. 4 eine Teil-Schnittdarstellung einer Kraftstoff­ pumpe in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform;

Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V in der Fig. 4;

Fig. 6 eine Teil-Schnittdarstellung einer Kraftstoffpum­ pe in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungs­ form;

Fig. 7 den Schnitt nach der Linie VII-VII in der Fig. 6;

Fig. 8 eine Teil-Schnittdarstellung einer Kraftstoffpum­ pe in einer vierten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 9 den Schnitt nach der Linie IX-IX in der Fig. 8;

Fig. 10 eine Teil-Schnittdarstellung einer Kraftstoff­ pumpe in einer fünften Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 11 eine Teil-Schnittdarstellung nach der Linie XI-XI in der Fig. 10.

Die Fahrzeug-Kraftstoffpumpe in der ersten Ausführungs­ form wird anhand der Fig. 1-3 beschrieben, wobei diese Kraftstoffpumpe, an deren Saugseite ein Filter angebracht ist, in einem Kraftstoffbehälter montiert ist.

Die Kraftstoffpumpe 1 umfaßt einen zylindrischen Gehäuse­ mantel 10, der an seinem einen Ende mit einer Abschluß­ haube 11 versehen ist. An der Abschlußhaube 11 sind ein Stromzufuhranschluß 13 und eine Auslaß- oder Förderöff­ nung 14 vorhanden, durch die auf Druck gebrachter Kraft­ stoff ausgestoßen wird. Eine als Antriebseinrichtung die­ nende Motoreinheit 12, die im folgenden lediglich als "Motor" bezeichnet wird, ist in einem mittigen Teil des Gehäusemantels 10 untergebracht.

Die der Auslaßöffnung 14 entgegengesetzte Seite des Gehäu­ semantels 10 ist mit einem Pumpenbausatz 30, der im fol­ genden als "Pumpe" bezeichnet wird, versehen. Die Pumpe 30 umfaßt ein Pumpengehäuse 31, ein Abstands- oder Zwi­ schenstück 32, einen äußeren Rotor 33, einen inneren Ro­ tor 34, einen Zwischenstückdeckel (Zwischendeckel) 35 und eine Pumpenkappe 36.

Das Pumpengehäuse 31 ist im Preßsitz in den Innenumfang des Gehäusemantels 10 eingefügt und besitzt in seinem Zentrum eine Öffnung, in welche ein Lager 37 und eine Zy­ linderhülse 38 ebenfalls im Preßsitz eingefügt sind, um eine Welle 21 eines Läufers 20 des Motors 12 zu la­ gern. Ferner ist am Pumpengehäuse 31 eine Auslaß- oder Ausstoßöffnung 39, die sich über einen vorbestimmten Be­ reich erstreckt, welcher durch die gestrichelte-doppelt­ punktierte Linie in Fig. 2 angedeutet ist.

Die Auslaßöffnung 39 steht mit dem Innenraum des Gehäu­ semantels 10 über einen Auslaßkanal 40 in Verbindung.

Das ringförmige Zwischenstück 32 ist in den Innenumfang des Gehäusemantels 10 so eingesetzt, daß sein Drehen verhindert wird. Das Zwischenstück 32 ist in seinem inneren Bereich mit einer zylindrischen Öffnung ver­ sehen, deren Mitte um eine vorbestimmte Strecke ver­ setzt ist.

Der ringförmige äußere Rotor 33 ist in der zylindrischen Öffnung des Zwischenstücks 32 aufgenommen und an seinem Innenumfang mit trochoidenförmigen Zähnen versehen.

Der innere Rotor 34 ist im äußeren Rotor 33 aufgenommen und an seinem Außenumfang mit trochoidenförmigen Zähnen ausgestattet, deren Anzahl um einen Zahn geringer ist als die Anzahl der Zähne des äußeren Rotors 33. Im inne­ ren Bereich des inneren Rotors 34 ist eine Öffnung ausge­ bildet, in die ein Lager 34a im Preßsitz eingesetzt ist. Der innere Rotor 34 wird durch die Hülse 38 und über das Lager 34a drehbar gelagert.

Der Zwischendeckel 35 ist in den Innenumfang des Gehäuse­ mantels 10 eingesetzt und gegen ein Drehen festgelegt, so daß er den inneren und äußeren Rotor 34 und 33 gegen eine axiale Bewegung festhält. Im Zwischendeckel 35 ist eine Ansaugöffnung 41 ausgebildet, die sich über einen vorbestimmten Bereich erstreckt, der in Fig. 2 durch die gestrichelte Linie angegeben ist.

Im Pumpengehäuse 31 sind vier (nicht dargestellte) Gewin­ de-Sackbohrungen ausgebildet, in die Schraubenbolzen 43 eingedreht sind, welche Öffnungen im Zwischenstück 32 durchsetzen. Das Pumpengehäuse 31, das Zwischenstück 32 und der Zwischendeckel 35 werden durch die Schrauben­ bolzen 43 dicht zusammengehalten. Die axialen Dicken des äußeren und inneren Rotors 33, 34 werden so gewählt, daß sie um etwa 10 µm-30 µm geringer sind als die Dicke des Zwischenstücks 32, so daß sie drehbar aufgenommen sind.

Ferner ist die Pumpenkappe 36 in den Innenumfang des Ge­ häusemantels 10 eingesetzt und durch Verstemmen befe­ stigt. In der Pumpenkappe 36 ist eine Einlaßöffnung 42 ausgebildet, die wiederum mit der Ansaugöffnung 41 im Zwischendeckel 35 in Verbindung steht.

Die Welle 21 des Motors 12 wird durch das Lager 37 dreh­ bar abgestützt und durch einen Stift 22 in axialer Rich­ tung festgehalten. An ihrem der Pumpe zugewandten Endab­ schnitt ist die Welle 21 mit Parallelflächen versehen, auf denen eine Kupplung 23 sitzt, welche mit dem inne­ ren Rotor 34 in Eingriff gebracht wird, um die Drehung der Welle 21 auf den inneren Rotor 34 zu übertragen.

Der äußere und der innere Rotor 33 und 34 sind mit einer vorbestimmten Exzentrizität zusammengebaut, wie in Fig. 2 gezeigt ist, so daß zwischen den Trochoidenzähnen des äußeren Rotors 33 und des inneren Rotors 34 Druckkammern 50 in einer Vielzahl gebildet werden. Die Druckkammern 50 werden durch das Pumpengehäuse 31 und den Zwischen­ deckel 35 stirnseitig abgeschlossen.

Ferner ist ein Druckentlastungskanal 51 vorhanden, der die in einer durch 50a in Fig. 2 angegebenen Position befindliche Druckkammer (die in einem Trennbereich be­ findliche Druckkammer) mit dem Äußeren der Pumpenkappe 36 verbindet. Der Druckentlastungskanal 51 besteht aus einer im Zwischendeckel 35 ausgebildeten Bohrung und einer in der Pumpenkappe 36 ausgebildeten Bohrung. Der Druckentlastungskanal ist auf der Druckkammerseite des Zwischendeckels 35 kurz vor der Ansaugöffnung 41 mit Be­ zug auf die Drehrichtung der Pumpe offen, so daß er mit der kleinsten Druckkammer, die im Trennbereich bzw. bei der Stelle 50a (s. Fig. 2) liegt, zu verbinden ist. Ande­ rerseits ist der Druckentlastungskanal 51 zum Äußeren der Pumpenkappe 36 hin offen, so daß er unmittelbar in den Kraftstoffbehälter öffnet.

Im folgenden wird die Funktionsweise der oben beschrie­ benen Pumpe in der ersten Ausführungsform erläutert.

Im praktischen Betrieb der Kraftstoffpumpe 1, die in Fig. 1 dargestellt ist, ist an der Einlaßöffnung 42 ein (nicht dargestelltes) Kraftstoffilter angebracht, während eine zu einer (nicht dargestellten) Einspritzvorrichtung eines Fahrzeugmotors führende Leitung mit der Auslaßöff­ nung 14 verbunden ist. Ein mit der Fahrzeugbatterie ver­ bundener Steckverbinder ist am Stromzufuhranschluß 13 angebracht, und die Kraftstoffpumpe 1 befindet sich in dem (nicht dargestellten) Kraftstoffbehälter.

Wenn über den Stromzufuhranschluß 13 dem Motor 12 Energie zugeführt wird, so wird die Welle 21 gedreht, und zwar im Uhrzeigersinn bei Betrachtung der Fig. 2. Über die Kupplung 23 wird durch die Welle 21 der innere Rotor 34 gedreht, und darüber hinaus wird auch der äußere Rotor 33 gedreht, der mit dem inneren Rotor 34 im Eingriff steht. Deshalb werden die zwischen dem äußeren und inneren Ro­ tor 33, 34 abgegrenzten Druckkammern nacheinander im Uhrzeigersinn fortbewegt. Weil darüber hinaus hierbei die beiden Rotoren außermittig zueinander angeordnet sind, wird das Volumen einer jeden Druckkammer 50 auf der linken Seite in Fig. 2 allmählich vergrößert, während es auf der rechten Seite der Fig. 2 allmählich verklei­ nert wird. Insofern wird von der Ansaugöffnung 41 Kraft­ stoff angesaugt und zur Auslaßöffnung 39 gefördert, um ausgestoßen zu werden. Das bedeutet, daß der Kraftstoff im Kraftstoffbehälter durch die Einlaßöffnung 42 einge­ bracht, in der Pumpe auf Druck gebracht und durch das Innere des Gehäusemantels 10 zur Auslaßöffnung 14 ge­ führt und dort ausgefördert wird.

Bei der Umlaufbewegung einer jeden Druckkammer 50 wird diese, wenn sie in dem Bereich zwischen der Ausstoßöff­ nung 39 und der Ansaugöffnung 41, d. h. dem Trennbereich, ankommt, mit dem Druckentlastungskanal 51 verbunden. Es ist hier darauf hinzuweisen, daß die an der Ausstoßöff­ nung 39 vorbeibewegte Druckkammer 50 noch etwas Kraft­ stoff enthält, der auf den Ausstoßdruck erhöht worden ist. Aus diesem Grund besteht die Möglichkeit, daß, wenn der auf Druck gebrachte Kraftstoff in den drucklosen Kraftstoff in der Ansaugöffnung 41 einfließt, eine Va­ kuumverdampfung stattfindet, wodurch Dampf erzeugt wird, was in einer Verschlechterung der Pumpenleistung resul­ tiert, wie z. B. in einer Verschlechterung der Aus­ stoßmenge und im Erzeugen von Geräuschen. Da bei dem Erfindungsgegenstand jedoch die Druckkammer 50 mit der äußeren Umgebung der Kraftstoffpumpe 1 über den Druckent­ lastungskanal 51, unmittelbar bevor sie mit der Ansaug­ öffnung 41 in Verbindung gebracht wird, verbunden wird, kann auf Druck gebrachter Kraftstoff abgeführt werden. Wenn die Druckkammer 50 mit der Ansaugöffnung 51 in Ver­ bindung kommt, so ist folglich bereits der Druck in der Druckkammer 50 herabgesetzt, und insofern kann die Er­ zeugung von Dampf aufgrund einer Vakuumverdampfung des Kraftstoffs verhindert werden, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, die Verschlechterung in der Pumpenleistung, z. B. in der Fördermenge und in der Erzeugung von Geräu­ schen, zu unterbinden.

Die Fig. 3 zeigt in einem Diagramm Versuchsergebnisse für den Erfindungsgegenstand. Auf der Abszisse ist die Kraft­ stofftemperatur (°C) aufgetragen, während auf der Ordi­ nate die Ausstoßmenge (l/h) aufgetragen ist. Eine Ände­ rung in der Ausstoßmenge, die durch den Erfindungsgegen­ stand erlangt wird, ist durch die ausgezogene Linie darge­ stellt, während eine Änderung in der Ausstoßmenge, die durch die herkömmliche Pumpe ohne einen Druckentlastungs­ kanal erlangt wird, durch die gestrichelte Linie darge­ stellt ist.

Bei der herkömmlichen Pumpe wird bei einer höheren Kraft­ stofftemperatur, bei welcher leicht die Vakuumverdampfung erfolgen kann, die Ausstoß- oder Fördermenge in hohem Maß verringert. Im Gegensatz hierzu ist es durch die Er­ findung möglich, selbst wenn die Kraftstofftemperatur höher ist, eine ausreichende und zufriedenstellende För­ dermenge zu erlangen.

Es ist von Wichtigkeit, daß der Druckentlastungskanal mit dem Äußeren der Pumpe in Verbindung ist. Es ist nämlich erforderlich, daß auch dann, wenn durch den Druckentla­ stungskanal abgeführter Kraftstoff Dampf erzeugt, dieser Dampf daran gehindert werden kann, in die Einlaßöffnung gesaugt zu werden. Ferner kann zur Unterbindung von Geräu­ schen, die durch vom Druckentlastungskanal erzeugtem Dampf hervorgerufen werden, noch eine Dämpferkammer von geeignetem Volumen vorgesehen werden.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung be­ schrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist die Konstruktion der Fahr­ zeug-Kraftstoffpumpe im wesentlichen dieselbe zu derjeni­ gen der Fig. 1 mit Ausnahme der Ausgestaltung des Druck­ entlastungskanals. Insofern bezieht sich die Beschreibung in erster Linie allein auf den Druckentlastungskanal 60, während die übrigen Bauteile denjenigen der ersten Ausfüh­ rungsform entsprechen, die gleichen Bezugszahlen tragen und insofern nicht erläutert werden. In Fig. 5 sind die Schraubenbolzen (43) weggelassen worden, um die Lage der Öffnung des Druckentlastungskanals besser darzustel­ len, es sind der äußere und der innere Rotor 33, 34 durch gestrichelte Linien und die Ansaugöffnung 41 durch die gestrichelte-doppeltpunktierte Linie angegeben.

Der Druckentlastungskanal 60 erstreckt sich in diesem Fall durch das Pumpengehäuse 31 und den Gehäusemantel 10, und dieser Kanal 60 besteht aus einer axialen Bohrung so­ wie einer mit dieser in Verbindung stehenden radialen Boh­ rung, die im Pumpengehäuse 31 ausgebildet sind, und aus einem Loch, das mit der radialen Bohrung in Verbindung steht und den Gehäusemantel 10 durchsetzt. Wie bei der ersten Ausführungsform ist auch hier der Druckentla­ stungskanal 60 zur Druckkammerseite hin kurz vor der Stelle offen, an welcher die Druckkammer mit der Ansaug­ öffnung 41 in Verbindung kommt. Weil die Druckkammer 50 mit dem Kraftstoffbehälter somit in Verbindung zu brin­ gen ist, bevor eine Verbindung mit der Ansaugöffnung 41 hergestellt wird, wird der Kraftstoffdruck in der Druck­ kammer 50 auf den Druck im Kraftstoffbehälter herabge­ setzt. Folglich ist es möglich, eine Dampferzeugung auf­ grund einer Vakuumverdampfung (eines Siedens unter Va­ kuum) in der Ansaugöffnung zu verhindern.

Eine dritte Ausführungsform einer Kraftstoffpumpe gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 beschrieben.

Auch hierbei ist die Konstruktion der Kraftstoffpumpe im wesentlichen zur Ausführungsform von Fig. 1 gleich mit Ausnahme des Druckentlastungskanals 70. Insofern wer­ den wiederum gleiche Bauteile mit denselben Bezugszahlen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet. Die Aus­ laßöffnung 39 ist durch die gestrichelte-doppeltpunktier­ te Linie, die Ansaugöffnung 41 ist durch die gestri­ chelte Linie angegeben.

Bei dieser Ausführungsform besteht der Druckentlastungska­ nal 70 aus einer in einer Fläche des Zwischendeckels 35, welche den Rotoren zugewandt ist, ausgebildeten Nut oder Kehle und einem im Gehäusemantel 10 ausgebildeten Loch. Ein radial inneres Ende der im Zwischendeckel 35 ausgebil­ deten Kehle erstreckt sich bis kurz vor die Stelle, an welcher die Druckkammer mit der Ansaugöffnung 41 in Ver­ bindung kommt, so daß der Druckentlastungskanal 70 mit derjenigen Druckkammer verbunden wird, deren Volumen mi­ nimal ist, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Weil die Druckkam­ mer 50 durch den Druckentlastungskanal 70 mit dem Kraft­ stoffbehälter verbunden wird, unmittelbar bevor sie mit der Ansaugöffnung 40 in Verbindung kommt, wird folglich der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 50 auf den Druck im Kraftstoffbehälter abgesenkt. Eine Erzeugung von Dampf in der Ansaugöffnung 41 aufgrund einer Vakuumverdampfung kann auf diese Weise verhindert werden.

Da bei dieser Ausführungsform der Druckentlastungskanal 70 die im Zwischendeckel 35 ausgebildete Kehle enthält, kann er einfacher im Vergleich zum Fall der Bohrungen ausgebildet werden. Darüber hinaus kann das im Gehäuse­ mantel 10 auszubildende Loch im voraus größer gefertigt werden, so daß die Möglichkeit gegeben ist, den Druck­ entlastungskanal ohne Schwierigkeiten und ohne Steige­ rung in der Montagegenauigkeit in einem besonderen Maß zu fertigen.

Eine vierte Ausführungsform gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 im folgenden be­ schrieben.

Mit Ausnahme des Druckentlastungskanals 80 ist der Aufbau dieser Kraftstoffpumpe im wesentlichen zu demjenigen der ersten Ausführungsform gleich, weshalb gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Die Auslaß­ öffnung 39 ist durch die gestrichelte-doppeltpunktierte Linie angegeben, während die Ansaugöffnung 41 durch die gestrichelte Linie angegeben ist.

Bei dieser Ausführungsform besteht der Druckentlastungs­ kanal 80 aus einer radialen Kehle, die in einer den Roto­ ren zugewandten Fläche des Zwischendeckels 35 ausgebil­ det ist, und aus axialen Kehlen, die in den Außenumfän­ gen des Zwischendeckels 35 sowie der Pumpenkappe 36 aus­ gestaltet sind. Ein radial inneres Ende der radialen, im Zwischendeckel 35 ausgebildeten Kehle erstreckt sich bis kurz vor die Stelle, an welcher die Druckkammer mit der Ansaugöffnung 41 in Verbindung kommt, so daß der Druck­ entlastungskanal 80 Verbindung mit derjenigen Druckkam­ mer erhält, deren Volumen minimal ist, wie in Fig. 9 ge­ zeigt ist. Weil die Druckkammer 50 durch den Druckent­ lastungskanal 80 mit dem Kraftstoffbehälter in Verbin­ dung gebracht wird, unmittelbar bevor sie mit der Ansaug­ öffnung 41 in Verbindung kommt, wird der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 50 auf den Druck im Kraftstoffbehäl­ ter herabgesetzt. Folglich ist es möglich, die Erzeugung von Dampf aufgrund einer Vakuumverdampfung in der An­ saugöffnung 41 zu verhindern.

Weil darüber hinaus in diesem Fall der Druckentlastungs­ kanal 80 durch die Kehlen gebildet wird, kann er im Ver­ gleich zu einer Ausbildung mit Bohrungen einfacher gefer­ tigt werden.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 eine fünfte Ausführungsform einer Kraftstoffpumpe gemäß der Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform ist eine Pumpe des sog. "regenerativen" Typs, wobei Kraftstoff durch Schaufelkehlen oder -nuten in einem Schaufel- oder Schleuderrad zum Fließen und auf Druck gebracht wird. Diese Pumpe der regenerativen Bauart ist in der US-PS 44 93 620 beschrieben. Der Aufbau der Motoreinheit, der Fördersektion u. dgl. ist zu demje­ nigen der ersten Ausführungsform gleich.

Gemäß Fig. 10 und 11 sind ein Pumpengehäuse 131 und eine Pumpenkappe 130 in einem Gehäusemantel 110 aufgenommen, so daß dazwischen eine Arbeitskammer abgegrenzt wird. Ein Endabschnitt des Gehäusemantels 110 wird verstemmt, um die Kappe 130 und das Gehäuse 131 zusammenzuhalten. Eine Welle 121 eines Läufers des Motors 120 erstreckt sich durch das Pumpengehäuse 131 und wird von einem am Pumpen­ gehäuse 131 festen Lager 137 sowie einem an der Pumpen­ kappe 130 festen Drucklager 122 abgestützt. Ferner ist an der Welle 121 zum Teil eine ebene Fläche 123 ausge­ bildet, so daß ein D-förmiger Querschnitt entsteht. In­ nerhalb der Arbeitskammer ist ein scheibenförmiges Schleu­ der- oder Schaufelrad 133 aufgenommen, wobei an jeder Seite des Schaufelrades in dessen Umfangsbereich eine Vielzahl von Schaufelkehlen 150a und 150b ausgebildet sind. Die Schaufelkehlen 150a, 150b sind in den einander entgegengesetzten Flächen des Schaufelrades mit einer Versetzung in Umfangsrichtung mit einer halben Teilung zueinander ausgestaltet. Das Schaufelrad 133 hat eine D-förmige Öffnung, die dem Querschnitt des Wellenendes angepaßt ist, so daß das Rad 133 und die Welle 121 fest in Eingriff miteinander kommen.

Die Arbeitskammer umfaßt einen scheibenförmigen Raum, in welchem das Schaufelrad 133 aufgenommen ist, und einen C-förmigen Strömungskanal oder -raum längs des Außenum­ fangs des Schaufelrades 133, wie der Fig. 11 zu entneh­ men ist. Der Strömungskanal 132 enthält einen Ansaugbe­ reich 134, einen Druckbereich 135 und einen Ausstoß­ bereich 136. Eine Ansaugöffnung 141 führt zum Ansaugbe­ reich 134 und erstreckt sich durch die Pumpenkappe 130, so daß sie mit dem Kraftstoffbehälter in Verbindung kommt. Eine Auslaß- oder Ausstoßöffnung 139 erstreckt sich durch das Pumpengehäuse 131 und ist im Inneren des Gehäuseman­ tels 110 offen. Zwischen dem Ausstoßbereich 136 und dem Ansaugbereich 134 ist auf einer vorbestimmten Länge ein Trennbereich 138 vorhanden, so daß ein Durchtritt oder eine Leckage des Drucks vom Ausstoßbereich 136 zum An­ saugbereich 134 verhindert wird. Dieser Trennbereich 138 verläuft längs der Außengestalt des Schaufelrades 133.

Im Trennbereich 138 des Pumpengehäuses 131 und im Pumpen­ gehäuse 131 selbst ist ein radialer Druckentlastungskanal 190 ausgebildet. Die im Trennbereich 138 befindlichen Schaufelkehlen 150a und 150b stehen durch den Druckentla­ stungskanal 190 mit dem Kraftstoffbehälter in Verbindung. Es ist zu bemerken, daß der Durchmesser des Druckentla­ stungskanals 190 so bestimmt wird, daß die beiden Schau­ felkehlen 150a und 150b in den einander entgegengesetzten Flächen des Schaufelrades 131 damit in Verbindung kommen. Ferner wird der Ort der Öffnung des Druckentlastungska­ nals 190 im Trennbereich 138 so festgesetzt, daß ein Ab­ stand L1 vom Ende des Ausstoßbereichs 136 ausreichend groß gemacht wird, wie auch ein Abstand L2 zum Ansaugbe­ reich 134 größer als eine Breite L3 einer Schaufelkehle ausgestaltet wird. Demzufolge kann eine Druckleckage vom Ausstoßbereich 136 zum Druckentlastungskanal 190 vermindert oder unterbunden werden, und es kann verhin­ dert werden, daß der Kraftstoff von dem Druckentlastungs­ kanal 190 angesaugt wird.

Wenn die Welle 121 des Motors 120 dreht, wird das Schau­ felrad 133 in Fig. 11 im Uhrzeigersinn gedreht. Kraft­ stoff wird von der Ansaugöffnung 141 angesaugt und im Druckbereich 135 unter Bildung von Wirbelströmungen durch die Bewegung der Schaufelkehlen unter Druck gesetzt. Der auf Druck gebrachte Kraftstoff wird von der Ausstoßöff­ nung 139 in den Gehäusemantel 110 gefördert und einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung einer (nicht dargestell­ ten) Brennkraftmaschine zugeführt. Die Schaufelkehlen 150a und 150b langen nach Durchlaufen des Ausstoßbereichs 136 und des Trennbereichs 138 wieder am Ansaugbereich 134 an, wobei die Schaufelkehlen 150, die Kraftstoff mit dem Ausstoßdruck enthalten, unmittelbar aus dem Ausstoßbereich 136 in den Trennbereich 138 geführt werden und insofern der Kraftstoff mit Ausstoßdruck durch den Druckentla­ stungskanal 190 in den Kraftstoffbehälter abgeführt wird. Auf diese Weise erfüllt der Druckentlastungskanal 190 die Funktion einer Hilfs-Ausstoßöffnung, um Kraftstoff, der sich auf dem Ausstoßdruck befindet und in der Schau­ felkehle verblieben ist, abzuführen. Es ist demzufolge möglich zu verhindern, daß Kraftstoff mit dem Ausstoß­ druck in den Ansaugbereich 134 durch die Schaufelkeh­ len 150a und 150b überführt wird, so daß die Erzeugung von Dampf aufgrund einer Vakuumverdampfung von auf dem Ausstoßdruck befindlichen Kraftstoff verhindert werden kann.

Obwohl der Druckentlastungskanal 190 mit den Schaufelkeh­ len 150a und 150b in den einander entgegengesetzten Flä­ chen in Verbindung steht, kann ein Dampf vermindernder Ef­ fekt auch dann erlangt werden, wenn er mit den Schaufel­ kehlen in einer der Flächen verbunden ist. Der Druckentla­ stungskanal , der hier radial verläuft, kann sich auch in axialer Richtung erstrecken derart, daß er mit den Schau­ felkehlen in den beiden Flächen des Schaufelrades in Verbindung kommt.

Bei der fünften Ausführungsform findet die Erfindung An­ wendung auf eine Pumpe des geschlossenen Typs, wobei das Schaufelrad 133 die unabhängigen Schaufelkehlen, die in einem Umfangsrandabschnitt einer jeden Schaufelradflä­ che ausgebildet sind, umfaßt. Die Erfindung kann jedoch auch auf eine Pumpe des seitlichen Kanaltyps Anwendung finden, wobei das Schaufelrad Schaufelkehlen, die in des­ sen beiden Stirnflächen ausgebildet sind, besitzt, oder in einer Pumpe eines offenen Typs, wobei das Schaufelrad an seinem Außenumfang mit Schaufelkehlen durch die ent­ gegengesetzten Flächen hindurch versehen ist, so daß zwi­ schen diesen Flächen eine Verbindung hergestellt wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind innerhalb des Drehbereichs von 360° zwischen dem Druckbereich und dem Trennbereich eine Ansaugöffnung und eine Ausstoßöffnung vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, eine zweistufige Pumpe zu schaffen, bei welcher erste und zweite An­ saugöffnungen sowie erste und zweite Ausstoßöffnungen innerhalb eines Dreh- oder Rotationsbereichs von 360° vorhanden sind, so daß ein erster Druckbereich, der sich von der ersten Ansaugöffnung zur ersten Ausstoßöffnung erstreckt, und ein zweiter Druckbereich, der sich von der zweiten Ansaugöffnung zur zweiten Ausstoßöffnung erstreckt, gebildet werden. In diesem Fall werden die Druckentlastungskanäle in einem ersten Trennbereich zwi­ schen der ersten Auslaßöffnung sowie der zweiten Ansaug­ öffnung und einem zweiten Trennbereich zwischen der zwei­ ten Ausstoßöffnung und der ersten Ansaugöffnung vorgese­ hen.

Eine Flüssigkeitspumpe umfaßt somit einen äußeren und einen inneren Rotor. Zwischen dem äußeren und dem in­ neren Rotor werden Druckkammern in einer Vielzahl abge­ grenzt, um von einer Ansaugöffnung angesaugtes Fluid durch die Bewegung dieser Druckkammern, wobei sie ihre Volumina ändern, zu einer Ausstoßöffnung zu fördern. Zwischen der Ausstoßöffnung und der Ansaugöffnung ist ein Druckentlastungskanal ausgebildet, der einerseits zu den Rotoren hin offen und andererseits unmittelbar mit einem außenseitig der Pumpe vorhandenen Kraftstoff­ behälter verbunden ist. Hierdurch wird der Druck in der Druckkammer zwangsläufig vermindert, bevor die Druck­ kammer mit der Ansaugöffnung in Verbindung kommt. Es ist auf diese Weise möglich zu verhindern, daß Kraftstoff der sich auf dem Ausstoßdruck befindet und in der Druck­ kammer enthalten ist, in die Ansaugöffnung eingeführt wird, so daß eine Erzeugung von Dampf aufgrund einer Va­ kuumverdampfung und damit eine Verminderung in der För­ dermenge verhindert werden.

Da erfindungsgemäß jede Druckkammer, die durch die Auslaß­ öffnung hindurch bewegt wird, mit der äußeren Umgebung der Pumpe in Verbindung gebracht wird, bevor sie mit der An­ saugöffnung Verbindung erlangt, wird der Druck in die­ ser Kammer vermindert. Damit wird verhindert, daß Fluid mit dem Ausstoßdruck durch die Druckkammer in die An­ saugöffnung eingebracht wird, wodurch die Erzeugung von Dampf unterbunden wird und solche Nachteile, wie eine Verminderung in der Fördermenge, ausgeschaltet werden.

Claims (20)

1. Flüssigkeitspumpe, die umfaßt:

• - ein Gehäusebauteil (32, 35, 130, 131), das mit einer Ansaugöffnung (41, 141) für ein Einführen der Flüssig­ keit, mit einer Ausstoßöffnung (39, 139) für ein Aus­ fördern der Flüssigkeit und mit einem Trennbereich (50a, 138) zwischen der Ansaug- sowie der Ausstoßöff­ nung ausgestattet ist,
• - eine im Gehäusebauteil aufgenommene drehende Arbeits­ einrichtung (33, 34, 133), die bei ihrem Drehen die Flüssigkeit unter Druck setzt sowie zur Ausstoßöffnung (39, 139) fördert und eine Vielzahl von Druckkammern (50, 150) bildet, von denen jede über den Trennbereich (50a, 138) hinweg geführt wird und nach einer Trennung von der Ausstoßöffnung (39, 139) mit der Ansaugöffnung (41, 141) in Verbindung gelangt, und
• - Druckentlastungseinrichtungen (51, 60, 70, 80, 190), die mit der über den Trennbereich (50a, 138) hinweg geführten Druckkammer (50, 150) in Verbindung kommen, um den Druck in dieser Druckkammer zu vermindern.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungseinrichtungen (51, 60, 70, 80, 190) mit einem Raum in Verbindung stehen, in welchem der Druck niedriger als der Förderdruck an der Ausstoß­ öffnung (39, 139) ist.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1) in eine in einem Behälter enthaltene Flüssigkeit eingetaucht ist und die Druckentlastungs­ einrichtungen (51, 60, 70, 80, 190) mit dem Inneren des Behälters in Verbindung stehen.

4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ein Kraftstoff ist.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckentlastungseinrichtungen (51, 60, 70, 80, 190) einen Kanal umfassen, der in dem Gehäuse­ bauteil (32, 35, 130, 131) ausgebildet ist.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen die drehende Arbeitseinrichtung (33, 34) antreibenden Motor (12) und einen den Motor sowie das Gehäusebauteil (32, 35) aufnehmenden Gehäusemantel (10), wobei die Druckentlastungseinrichtungen (60) einen durch den Gehäusemantel sich erstreckenden Durchgang umfassen.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen die drehende Arbeitseinrichtung (33, 34) antreibenden Motor (12) und einen den Motor sowie das Gehäusebauteil (32, 35) aufnehmenden Gehäusemantel (10), wobei die Druckentlastungseinrichtungen (80) einen zwischen dem Gehäusebauteil und dem Gehäusemantel ausgebildeten Durchgang umfassen.

8. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehende Arbeitseinrichtung einen mit Außenzähnen aus­ gestatteten inneren Rotor (34) und einen mit Innenzäh­ nen, deren Zahl um einen Zahn größer als die Anzahl der Außenzähne ist, ausgestatteten äußeren Rotor (33) um­ faßt, daß der innere und der äußere Rotor im Zusammen­ wirken eine Vielzahl von sich fortbewegenden Druckkam­ mern (50) begrenzen, deren Volumina sich mit der Dre­ hung des inneren sowie äußeren Rotors ändern, und daß das Gehäusebauteil (32, 35) Seitenwände der Druckkam­ mern (50) bildet.

9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungseinrichtungen (70, 80) in einer Seitenwand der Druckkammern (50) ausgebildet sind.

10. Pumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungseinrichtungen (51, 60, 70, 80) einen Durchgang umfassen, der zu einem Teil einer Seitenwand der Druckkammern (50) hin öffnet, welcher dem Trennbereich (50a) entspricht.

11. Pumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungseinrichtungen (70, 80) eine in einem Teil einer Seitenwand der Druckkammern (50), welcher dem Trennbereich (50a) entspricht, ausgebildete Kehle umfassen.

12. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehende Arbeitseinrichtung ein Schaufelrad (133) enthält, das an seinem Außenumfang mit einer Vielzahl von als die Druckkammern dienenden Schau­ felkehlen (150) versehen ist, und daß das Gehäusebau­ teil (130, 131) eine Ansaugöffnung (141) zur Zufuhr von Kraftstoff zum Schaufelrad, eine Ausstoßöffnung (139) zum Ausfördern des durch die Drehung des Schau­ felrades unter Druck gesetzten Kraftstoffs und einen Trennbereich (138), der zwischen der Ausstoß- sowie der Ansaugöffnung (139, 141) ausgebildet ist und einen Druckdurchtritt von der Ausstoß- zur Ansaugöffnung hin verhindert, umfaßt.

13. Pumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungseinrichtungen einen mit der im Trennbereich (138) befindlichen Schaufelkehle (150) in Verbindung stehenden Kanal (190) umfassen.

14. Zahnradpumpe, die ein Fluid von einem Ansaugraum ab­ pumpt und umfaßt:

• - einen ringförmigen äußeren Rotor (33), an dessen In­ nenumfang Innenzähne ausgebildet sind,
• - einen in dem äußeren Rotor aufgenommenen inneren Ro­ tor (34), an dessen Außenumfang Außenzähne ausgebildet sind, die mit den Innenzähnen des äußeren Rotors in Eingriff sind, wobei der innere Rotor im Zusammenwirken mit dem äußeren Rotor zwischen den Innen- sowie Außen­ zähnen eine Vielzahl von Druckkammern (50) begrenzt,
• - ein Seitenwände der Druckkammern (50) bildendes Gehäu­ sebauteil (32, 35), in welchem der innere sowie äußere Rotor (34, 33) exzentrisch und drehbar aufgenommen sind,
• - eine Antriebseinrichtung (12), die dem äußeren sowie inneren Rotor eine Drehbewegung vermittelt und die Druckkammern (50) unter Änderung deren Volumina fort­ bewegt,
• - eine in dem Gehäusebauteil (32, 35) ausgebildete An­ saugöffnung (41), die mit denjenigen Druckkammern (50), deren Volumina eine Vergrößerung erfahren, in Verbindung steht,
• - eine in dem Gehäusebauteil (32, 35) ausgebildete Ausstoßöffnung (39), die mit denjenigen Druckkammern (50), deren Volumina eine Verminderung erfahren, in Verbindung steht, und
• - einen Druckentlastungskanal (51, 60, 70, 80), der die von der Ausstoßöffnung (39) zur Ansaugöffnung (41) sich fortbewegende Druckkammer mit dem genannten An­ saugraum vor einem Verbinden dieser Druckkammer mit der Ansaugöffnung in Verbindung bringt, um den Fluid­ druck in dieser Druckkammer zu vermindern.

15. Zahnradpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid ein Kraftstoff ist und die Zahnradpumpe (1) in den in einem Behälter befindlichen Kraftstoff eingetaucht ist.

16. Zahnradpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Druckentlastungskanal (51, 60, 70, 80) durch das Gehäusebauteil (32, 35) erstreckt.

17. Zahnradpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäusebauteil ein Abstandsstück (32), das den äußeren Rotor (33) drehbar aufnimmt, und ein mit dem Abstandsstück zusammengebautes Element (35), das der Bildung einer Seitenwand der Druckkammern (50) dient, umfaßt und daß der Druckentlastungskanal eine im genannten Seitenwandelement (35) ausgebildete Keh­ le (70, 80) enthält.

18. Zahnradpumpe nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen das Gehäusebauteil (32, 35) aufnehmenden Ge­ häusemantel (10), wobei der Druckentlastungskanal (60) ein durch den Gehäusemantel sich erstreckendes Loch umfaßt.

19. Zahnradpumpe nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen das Gehäusebauteil (32, 35) aufnehmenden Gehäuse­ mantel (10), wobei der Druckentlastungskanal (80) einen zwischen dem Gehäusebauteil und dem Gehäusemantel gebil­ deten Kanal umfaßt.

20. Flüssigkeitspumpe, die umfaßt:

• - ein drehendes Element (133), das bei seinem Drehen die Flüssigkeit unter Druck setzt,
• - ein Gehäusebauteil (130, 131), das das drehende Ele­ ment aufnimmt und mit einem Ansaugbereich (134), durch den die Flüssigkeit zu dem drehenden Element gelangt, mit einem Ausstoßbereich (136), durch den hindurch die durch das Drehen des drehenden Elements unter Druck gesetzte Flüssigkeit ausgefördert wird, sowie mit einem Trennbereich (138) zur Aufrechterhaltung eines Druckun­ terschiedes zwischen dem Ansaug- sowie dem Ausstoßbe­ reich versehen ist, wobei diese Bereiche längs eines Außenumfangs des drehenden Elements (133) angeordnet sind, und
• - einen in dem Trennbereich (138) des Gehäusebauteils (130, 131) ausgebildeten Hilfs-Ausstoßbereich (190), durch den ein in dem drehenden Element verbliebener Restdruck abgeführt wird.