WO2002086320A1 - Verdrängerpumpe, insbesondere zum fördern von kraftstoff - Google Patents
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- F04B1/1071—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the outer ends of the cylinders with rotary cylinder blocks
Definitions
- Displacement pump in particular for pumping fuel
- the invention is based on a positive displacement pump, in particular for delivering fuel according to the preamble of claim 1.
- Such a positive displacement pump is known from DE 79 31 452 Ul.
- This positive displacement pump has a rotating drive arranged in a pump chamber
- Pump rotor on Provided in the pump rotor over its circumference are a plurality of guides that run at least approximately radially to its axis of rotation and are open on its radial circumference.
- a displacement element in the form of a ball is tightly guided in each of the guides.
- the displacement elements roll radially outward on a track formed eccentrically to the axis of rotation of the pump rotor.
- the displacement elements in the guides delimit radially inner working spaces which, during the suction stroke of the displacement elements when they move radially outwards, also. are connected to a suction opening and which are connected to an outlet opening during the conveying stroke of the displacement elements when they move radially inward. Boreholes lead radially inwards from the work rooms, which are also in a bearing journal for the
- the positive displacement pump according to the invention with the features according to claim 1 has the advantage that it has an improved efficiency, since the input and
- the positive displacement pump has a simple structure, in which only the pump rotor with the displacement elements and the two pump chamber walls with the suction opening and the outlet opening and the raceway are required.
- the embodiment according to claim 2 enables simple manufacture of the breakthroughs of the pump rotor.
- the design according to claim 3 enables simple manufacture of the track, for which no additional component is required.
- the development according to claim 4 enables an increase in the delivery rate, since fuel that enters and is displaced from the additional work spaces is also delivered.
- FIG. 1 shows a positive displacement pump in a longitudinal section according to a first embodiment
- FIG. 2 shows the positive displacement pump in a cross section along line II-II in FIG. 1
- FIG. 3 shows the positive displacement pump in a cross section along line III-III in FIG. 1
- FIG. 4 shows the positive displacement pump in a cross section along line III-III in Figure 1 with a modified design and Figure 5, the positive displacement pump in a longitudinal section according to a second embodiment.
- a positive displacement pump 10 is shown, which is used to convey fuel from a reservoir to an internal combustion engine of a motor vehicle.
- the displacement pump 10 is combined, for example, with an electric drive motor 12 to form a delivery unit, these being arranged next to one another in a common tubular housing 14 in the direction of the longitudinal axis of the housing 14.
- the positive displacement pump 10 has a pump rotor 16 which is arranged in a pump chamber 18 and which is driven by the drive motor 12 around a rotation axis 22 via a shaft 20.
- the pump chamber 18 is in the direction of the axis of rotation 22 of the
- Pump rotor 16 bounded to the drive motor 12 by a pump chamber wall 24 and facing away from the drive motor 12 by a pump chamber wall 26.
- the pump chamber walls 24, 26 each have an at least approximately flat end face facing the pump rotor 16.
- the pump chamber 18 is delimited by a peripheral wall 28.
- the peripheral wall 28 is preferably formed in one piece with the pump chamber wall 24, the pump chamber wall 24 in its end face facing the pump rotor 16 having a depression 30 formed in the direction of the axis of rotation 22 of the pump rotor 16.
- the peripheral wall 28 protrudes from the pump chamber wall 28 in the axial direction.
- the pump chamber wall 28 preferably forms an end cover for the housing 14.
- the pump chamber walls 24, 26 and the peripheral wall 28 can be made of plastic, metal, ceramic material or another suitable material.
- an opening 25 ' is formed, through which the shaft 20 passes tightly.
- a sealing element can be arranged between the shaft 20 and the opening 25.
- the pump chamber wall 26 can have a recess 27 on its inside facing the pump rotor 16, in which the shaft 20 is supported.
- the pump rotor 16 is disc-shaped and is at least approximately circular in cross section, for example.
- a central opening 32 is formed in the pump rotor 16, which, for example, has a non-circular cross section, the end of the shaft 20, which is designed with a corresponding cross section, entering the opening 32 and thereby providing a rotational connection between the pump rotor 16 and the shaft 20 is ' .
- In the pump rotor 16 there are several, for example five, guides 34 distributed uniformly over its circumference, which run at least approximately radially to the axis of rotation 22. Fewer or more than five guides 34 can also be provided.
- the guides 34 are open on the jacket of the pump rotor 16 and extend radially inward over part of the radial extent of the Pump rotor 16.
- the guides 34 are preferably introduced into the pump rotor 16 in the form of bores.
- each guide 34 there is at least one opening 36 to each of the two end faces of the pump rotor 16, so that the guides 34 are connected to the end faces of the pump rotor 16.
- the openings 36 are preferably formed as through holes from one end face to the opposite end face of the pump rotor 16.
- a displacement element 38 is slidable and tightly guided with little play.
- a displaceable inner space 39 is delimited in the respective guide 34 by the displacement elements 38 and is connected to both end faces of the pump rotor 16 via the openings 36.
- the displacer elements 38 are preferably at least approximately spherical, wherein, for example, balls from conventional ball bearings can be used.
- the displacement elements 38 can also be shaped in any other way, for example as
- Cylindrical rollers as tapered rollers or as barrel-shaped rollers.
- the cross-sections of the guides 34 are adapted to the cross-sectional shape of the displacement elements 38 in order to ensure a tight guidance of the displacement elements 38.
- the pump rotor 16 can be made from plastic, from metal, in particular light metal, from ceramic material or from another suitable material.
- the displacement elements 38 can be made from metal, plastic, ceramic material or another suitable material.
- the pump chamber wall 26 comes to rest with its inner end face in the direction of the axis of rotation 22 on the end face of the peripheral wall 28.
- the width of the pump chamber 18 in the direction of the axis of rotation 22 is thus determined by the width of the Circumferential wall 28 determined.
- the thickness of the pump rotor 16 in the direction of the axis of rotation 22 is only slightly smaller than the width of the pump chamber 18, so that the pump rotor 16 is arranged with little axial play in the pump chamber 18 between the pump chamber walls 24, 26.
- a raceway 40 is formed on the inner circumference of the circumferential wall 28, on which the displacement elements 38 roll with their regions protruding from the guides 34.
- the depression 30 and thus the track 40 are, for example, eccentric to the axis of rotation 22 of the pump rotor 16, at least approximately circular, the center axis of the track 40 being designated 41.
- the raceway 40 can also have any other shape which is such that a stroke movement of the displacement elements 38 in the guides 34 is effected when the pump rotor 16 rotates.
- the track 40 can also be shaped in such a way that the displacement elements 38 perform several strokes when the pump rotor 16 rotates. It can also be provided that a separate ring, on which the raceway 40 is formed, is inserted into the recess 30 between its inner circumference and the circumference of the pump rotor 16.
- the ring can consist of a particularly wear-resistant material.
- the diameter of the pump rotor 16 is smaller than the diameter of the raceway 40, the pump rotor 16 being arranged close to the raceway 40 at a small area due to the eccentric arrangement of the raceway 40 and being arranged diametrically opposite at a large distance from the raceway 40.
- the displacement elements 38 are arranged in a radially inner end position when the pump rotor 16 is at a small distance from the raceway 40 and in a radially outer end position when the pump rotor 16 is at a large distance. With the pump rotor 16 rotating, the displacement elements 38 are pressed outwards by the centrifugal force and roll on the raceway 40.
- the displacement elements 38 move accordingly Course of the raceway 40 alternately radially outwards, so that the working spaces 39 are enlarged, and radially inwards, so that the working spaces 39 are reduced.
- the stroke that the displacement elements 38 execute in the guides 34 is twice the eccentricity e between the central axis 41 of the raceway 40 and the axis of rotation 22 of the pump rotor 16.
- At least one suction opening 42 is formed in the pump chamber wall 26, which is, for example, slit-shaped and extends at least approximately coaxially to the axis of rotation 22 of the pump rotor 16 over part of the circumference of the pump rotor 16.
- a plurality of individual suction openings offset in the circumferential direction can also be provided.
- the suction opening 42 extends over a circumferential region of the raceway 40, in which the displacement elements 38 move radially outward and thus the working spaces 39 are enlarged.
- At least one outlet opening 44 is formed in the pump chamber wall 24, which is, for example, slit-shaped and which extends at least approximately coaxially to the axis of rotation 22 of the pump rotor 16 over part of the circumference of the pump rotor 16.
- the pump chamber wall 24 is, for example, slit-shaped and which extends at least approximately coaxially to the axis of rotation 22 of the pump rotor 16 over part of the circumference of the pump rotor 16.
- outlet opening 44 extends over a circumferential region of the raceway 40, in which the displacement elements 38 move radially inwards and thus the working spaces 39 are reduced.
- Suction opening 42 and the outlet opening 44 are thus arranged offset to one another in the circumferential direction.
- the openings 36 are arranged at least approximately on the same radius as the suction opening 42 and the outlet opening 44.
- the track 40 When viewed in the longitudinal section according to FIG. 1, the track 40 can be at least approximately flat. If the displacement elements 38 are designed as balls, there is a point contact between them and the raceway 40. Shape and position tolerances of the raceway 40 therefore have little or no effect on the efficiency of the positive displacement pump 10. A point contact is also present between the guides 34 and the displacement elements 38 designed as balls.
- the embodiment of the positive displacement pump 10 is essentially the same as in the first embodiment described above, but the design of the raceway 140 is modified.
- the track 140 is not planar in longitudinal section but is concavely curved, in particular at least approximately in the form of a circular section.
- the raceway 140 has at least approximately the same radius of curvature as the displacement elements 38 on their protruding from the guides 34 and areas rolling on the track 140.
- the displacement elements 38 are preferably designed as balls.
- the regions of the displacer elements 38 protruding from the guides 34 are largely enclosed by the track 140 through this design of the track 140.
- the raceway 140 can be formed, for example, as a radial recess in the inner circumference of the depression 30 of the pump chamber wall 24.
- the recess can be designed as a hole or as a recess.
- Additional working spaces 139 are delimited between the outer circumference of the pump rotor 16 and the raceway 140 by the displacement elements 38 arranged in adjacent guides 34. When the pump rotor 16 rotates, these additional working spaces 139 enlarge and reduce correspondingly like the working spaces 39.
- the additional working spaces 139 are connected to the suction opening 42 or to an additional suction opening formed in the pump chamber wall 26 in a circumferential area in which they enlarge that fuel enters into this.
- the additional working spaces 139 are connected to the outlet opening 44 or to an additional outlet opening formed in the pump chamber wall 24 in a circumferential region in which they become smaller. With the pump rotor 16 rotating, not only is the fuel volume displaced from the working spaces 39 by the displacement elements 38, but also the fuel volume displaced from the additional working spaces 139 by the reduction of their volume.
- the delivery rate of the positive displacement pump 10 can increase with increasing
- Number of displacement elements 38 and corresponding guides 34 can be increased.
- the delivery rate can be increased with an increasing cross section of the displacement elements 38 and guides 34.
- the delivery rate can be increased by increasing the stroke of the displacement elements 38.
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Abstract
Die Verdrängerpumpe weist einen in einer Pumpenkammer (18) angeordneten, umlaufend angetriebenen Pumpenrotor (16) auf, der über seinen Umfang verteilt mehrere zumindest annähernd radial zu seiner Drehachse (22) verlaufende, an dessen Mantel offene Führungen (34) aufweist, in denen Verdrängerelemente (38) dicht geführt sind, die radial nach aussen an einer exzentrisch zur Drehachse (22) des Pumpenrotors (16) ausgebildeten Laufbahn (40) abrollen, wobei durch die Verdrängerelemente (38) in den Führungen (34) radial innen liegende Arbeitsräume (39) begrenzt werden, die beim Saughub der Verdrängerelemente (38) mit wenigstens einer Ansaugöffnung (42) und beim Förderhub der Verdrängerelemente (38) mit wenigstens einer Auslassöffnung (44) verbunden sind. Die Arbeitsräume (39) sind mit beiden Stirnseiten des Pumpenrotors (16) über jeweils einen Durchbruch (36) verbunden, wobei die wenigstens eine Ansaugöffnung (42) und die wenigstens eine Auslassöffnung (44) in einander gegenüberliegenden, die Pumpenkammer (18) jeweils in Richtung der Drehachse (22) des Pumpenrotors (16) begrenzenden Pumpenkammerwänden (26, 24) ausgebildet sind.
Description
Verdrängerpumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Verdrängerpumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Verdrängerpumpe ist durch die DE 79 31 452 Ul bekannt . Diese Verdrängerpumpe weist einen in einer Pumpenkammer angeordneten umlaufend angetriebenen
Pumpenrotor auf. Im Pumpenrotor sind über dessen Umfang verteilt mehrere zumindest annähernd radial zu seiner Drehachse verlaufende, an dessen radialem Umfang offene Führungen vorgesehen. In den Führungen ist jeweils ein Verdrängerelement in Form einer Kugel dicht geführt. Die Verdrängerelemente rollen radial nach außen an einer exzentrisch zur Drehachse des Pumpenrotors ausgebildeten Laufbahn ab. Die Verdrängerelemente begrenzen in den Führungen radial innenliegende Arbeitsräume, die beim Saughub der Verdrängerelemente, wenn diese sich radial nach außen bewegen, mit. einer Ansaugöffnung verbunden sind und die beim Förderhub der Verdrängerelemente, wenn diese sich radial nach innen bewegen, mit einer Auslaßöffnung verbunden sind. Von den Arbeitsräumen führen radial nach innen Bohrungen ab, die mit in einem Lagerzapfen für den
Pumpenrotor ausgebildeten, in Richtung der Drehachse des Pumpenrotors verlaufenden Nuten zusammenwirken, von denen eine Nut mit der Ansaugöffnung und die andere Nut mit der
Auslaßöffnung verbunden ist. Die Ansaugöffnung und die Auslaßöffnung sind auf derselben Seite des Pumpenrotors angeordnet. Die Strömungsverhältnisse beim Ein- und Ausströmen des zu fördernden Kraftstoffs sind bei dieser Verdrängerpumpe wegen der Strömungsumlenkung nicht günstig, so daß diese keinen optimalen Wirkungsgrad aufweist. Außerdem weist die Verdrängerpumpe einen aufwendigen Aufbau auf und ist daher in der Fertigung und Montage unvorteilhaft .
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Verdrängerpumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß diese einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist, da die Ein- und
Ausströmung des zu fördernden Kraftstoffs in Richtung der Drehachse des Pumpenrotors ohne Strömungsumlenkung erfolgt . Außerdem weist die Verdrängerpumpe einen einfachen Aufbau auf, bei dem nur der Pumpenrotor mit den Verdrängerelementen sowie die beiden Pumpenkammerwande mit der Ansaugöffnung und der Auslaßöffnung sowie die Laufbahn erforderlich sind.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verdrängerpumpe angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine einfache Herstellung der Durchbrüche des Pumpenrotors . Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine einfache Herstellung der Laufbahn, für die kein zusätzliches Bauteil erforderlich ist. Die Weiterbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine Erhöhung der Fördermenge, da auch in die zusätzlichen Arbeitsräume gelangender und aus diesen wieder verdrängter Kraftstoff gefördert wird.
Zeichnung
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Es zeigen Figur 1 eine Verdrängerpumpe in einem Längsschnitt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Figur 2 die Verdrängerpumpe in einem Querschnitt entlang Linie II-II in Figur 1, Figur 3 die Verdrängerpumpe in einem Querschnitt entlang Linie III-III in Figur 1, Figur 4 die Verdrängerpumpe in einem Querschnitt entlang Linie III-III in Figur 1 mit einer modifizierten Ausführung und Figur 5 die Verdrängerpumpe in einem Längsschnitt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den Figuren 1 bis 5 ist eine Verdrängerpumpe 10 dargestellt, die zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dient. Die Verdrängerpumpe 10 ist beispielsweise mit einem elektrischen Antriebsmotor 12 zu einem Förderaggregat zusammengefaßt, wobei diese in einem gemeinsamen rohrförmigen Gehäuse 14 in Richtung der Längsachse des Gehäuses 14 nebeneinander angeordnet sind. Die Verdrängerpumpe 10 weist einen Pumpenrotor 16 auf, der in einer Pumpenkammer 18 angeordnet ist und der über eine Welle 20 durch den Antriebsmotor 12 um eine Drehachse 22 umlaufend angetrieben wird.
Die Pumpenkammer 18 ist in Richtung der Drehachse 22 des
Pumpenrotors 16 zum Antriebsmotor 12 hin durch eine Pumpenkammerwand 24 und dem Antriebsmotor 12 abgewandt durch eine Pumpenkammerwand 26 begrenzt. Die Pumpenkammerwande 24,26 weisen jeweils eine dem Pumpenrotor 16 zugewandte zumindest annähernd ebene Stirnfläche auf. In radialer
Richtung bezüglich der Drehachse 22 des Pumpenrotors 16 ist die Pumpenkammer 18 durch eine Umfangswand 28 begrenzt. Die Umfangswand 28 ist vorzugsweise einstückig mit der Pumpenkammerwand 24 ausgebildet, wobei die Pumpenkammerwand 24 in ihrer dem Pumpenrotor 16 zugewandten Stirnseite eine in Richtung der Drehachse 22 des Pumpenrotors 16 ausgebildete Vertiefung 30 aufweist. Die Umfangswand 28 steht dabei von der Pumpenkammerwand 28 in axialer Richtung ab. Die Pumpenkammerwand 28 bildet vorzugsweise einen Abschlußdeckel für das Gehäuse 14. Die Pumpenkammerwande 24,26 sowie die Umfangswand 28 können aus Kunststoff, aus Metall, aus keramischem Werkstoff oder aus einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen. In der Pumpenkammerwand 24 ist 'eine Öffnung 25 ausgebildet, durch die die Welle 20 dicht hindurchtritt. Zwischen der Welle 20 und der Öffnung 25 kann ein Dichtungselement angeordnet sein. Die Pumpenkammerwand 26 kann auf ihrer dem Pumpenrotor 16 zugewandten Innenseite eine Vertiefung 27 aufweisen, in der sich die Welle 20 abstützt.
Der Pumpenrotor 16 ist scheibenförmig ausgebildet und ist im Querschnitt beispielsweise zumindest annähernd kreisförmig ausgebildet. Im Pumpenrotor 16 ist eine zentrale Öffnung 32 ausgebildet, die beispielsweise einen nichtkreisförmigen Querschnitt aufweist, wobei das Ende der Welle 20, das mit einem entsprechenden Querschnitt ausgebildet ist, in die Öffnung 32 eintritt und dadurch eine drehschlüssige Verbindung des Pumpenrotors 16 mit der Welle 20 vorhanden ist'. Im Pumpenrotor 16 sind mehrere, beispielsweise fünf über dessen Umfang gleichmäßig verteilte Führungen 34 vorhanden, die zumindest annähernd radial zur Drehachse 22 verlaufen. Es können auch weniger oder mehr als fünf Führungen 34 vorgesehen sein. Die Führungen 34 sind am Mantel des Pumpenrotors 16 offen und reichen radial nach innen über einen Teil der radialen Erstreckung des
Pumpenrotors 16. Die Führungen 34 sind vorzugsweise in Form von Bohrungen in den Pumpenrotor 16 eingebracht.
Im Bereich des radial inneren Grunds jeder Führung 34 ist zu beiden Stirnseiten des Pumpenrotors 16 hin jeweils wenigstens ein Durchbruch 36 vorhanden, so daß die Führungen 34 mit den Stirnseiten des Pumpenrotors 16 verbunden sind. Die Durchbrüche 36 sind vorzugsweise als von einer Stirnseite zur gegenüberliegenden Stirnseite des Pumpenrotors 16 durchgehende Bohrungen gebildet. In den Führungen 34 ist jeweils ein Verdrängerelement 38 verschiebbar und mit geringem Spiel dicht geführt. Durch die Verdrängerelemente 38 wird in der jeweiligen Führung 34 ein radial innenliegender Arbeitsraum' 39 begrenzt, der über die Durchbrüche 36 mit beiden Stirnseiten des Pumpenrotors 16 verbunden ist. Die Verdr ngerelemente 38 sind vorzugsweise zumindest annähernd kugelförmig ausgebildet, wobei beispielsweise Kugeln von üblichen Kugellagern verwendet werden können. Die Verdr ngerelemente 38 können auch beliebig anders geformt sein, .beispielsweise als
Zylinderrollen, als Kegelrollen oder als tonnenförmige Rollen. Die Führungen 34 sind in ihrem Querschnitt entsprechend an die Querschnittform der Verdrängerelemente 38 angepaßt, um eine dichte Führung der Verdrängerelemente 38 sicherzustellen. Der Pumpenrotor 16 kann aus Kunststoff, aus Metall, insbesondere Leichtmetall, aus keramischem Werkstoff oder aus einem anderen geeigneten Werkstoff hergestellt sein. Die Verdrängerelemente 38 können aus Metall, Kunststoff, keramischem Wekstoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff hergestellt sein.
Die Pumpenkammerwand 26 kommt mit ihrere inneren Stirnseite in Richtung der Drehachse 22 an der Stirnseite der Umfangswand 28 zur Anlage. Die Breite der Pumpenkammer 18 in Richtung der Drehachse 22 ist somit durch die Breite der
Umfangswand 28 bestimmt. Die Dicke des Pumpenrotors 16 in Richtung der Drehachse 22 ist nur wenig kleiner als die Breite der Pumpenkammer 18, so daß der Pumpenrotor 16 mit geringem axialem Spiel in der Pumpenkammer 18 zwischen den Pumpenkammerwänden 24,26 angeordnet ist. Am Innenumfang der Umfangswand 28 ist eine Laufbahn 40 ausgebildet, an der die Verdrängerelemente 38 mit ihren aus den Führungen 34 ragenden Bereichen abrollen. Die Vertiefung 30 und damit die Laufbahn 40 sind beispielsweise exzentrisch zur Drehachse 22 des Pumpenrotors 16 zumindest annähernd kreisförmig ausgebildet, wobei die Mittelachse der Laufbahn 40 mit 41 bezeichnet ist. Die Laufbahn 40 kann auch eine beliebige andere Form aufweisen, die derart ist, daß bei umlaufendem Pumpenrotor 16 eine Hubbewegung der Verdrängereiemente 38 in den Führungen 34 bewirkt wird. Die Laufbahn 40 kann dabei auch derart geformt sein, daß die Verdrängereiemente 38 bei einer Umdrehung des Pumpenrotors 16 mehrere Hübe ausführen. Es kann auch vorgesehen sein, daß in die Vertiefung 30 zwischen deren Innenumfang und den Umfang des Pumpenrotors 16 ein separater Ring eingelegt ist, an dem die Laufbahn 40 ausgebildet ist. Der Ring kann dabei aus besonders verschleißfestem Werkstoff bestehen. Der Durchmesser des Pumpenrotors 16 ist kleiner als der Durchmesser der Laufbahn 40, wobei der Pumpenrotor 16 durch die exzentrische Anordnung der Laufbahn 40 an einem Umfangsbereich mit geringem Abstand dicht an der Laufbahn 40 angeordnet ist und diametral gegenüberliegend mit großem Abstand zur Laufbahn 40 angeordnet ist. Entsprechend sind die Verdrängerelemente 38 bei kleinem Abstand des Pumpenrotors 16 von der Laufbahn 40 in einer radial inneren Endlage und bei großem Abstand des Pumpenrotors 16 von der Laufbahn 40 in einer radial äußeren Endlage angeordnet . Bei umlaufendem Pumpenrotor 16 werden die Verdrängereiemente 38 durch die Fliehkraft nach außen gedrückt und rollen auf der Laufbahn 40 ab. Dabei bewegen sich die Verdrängerelemente 38 entsprechend dem
Verlauf der Laufbahn 40 abwechselnd radial nach außen, so daß die Arbeitsräume 39 vergrößert werden, und radial nach innen, so daß die Arbeitsräume 39 verkleinert werden. Der Hub, den die Verdrängerelemente 38 in den Führungen 34 ausführen ist die doppelte Exzentrizität e zwischen der Mittelachse 41 der Laufbahn 40 und der Drehachse 22 des Pumpenrotors 16.
In der Pumpenkammerwand 26 ist wenigstens eine Ansaugöffnung 42 ausgebildet, die beispielsweise schlitzförmig ausgebildet ist und sich zumindest annähernd koaxial zur Drehachse 22 des Pumpenrotors 16 über einen Teil des Umfangs des Pumpenrotors 16 erstreckt. Anstelle einer einzigen langgestreckten schlitzförmigen Ansaugöffnung 42 können auch mehrere in Umfangsrichtung zueinander versetzte einzelne Ansaugöffnungen vorgesehen sein. Die Ansaugöffnung 42 erstreckt sich über einen Umfangsbereich der Laufbahn 40, in dem die Verdrängerelemente 38 sich radial nach außen bewegen und damit die Arbeitsräume 39 vergrößert werden. In der Pumpenkammerwand 24 ist wenigstens eine Auslaßöffnung 44 ausgebildet, die beispielsweise schlitzförmig ausgebildet ist und die sich zumindest annähernd koaxial zur Drehachse 22 des Pumpenrotors 16 über einen Teil des Umfangs des Pumpenrotors 16 erstreckt. Anstelle einer einzigen langgestreckten Auslaßöffnung können auch mehrere in
Umfangsrichtung zueinander versetzte einzelne Auslaßöffnungen vorgesehen sein. Die Auslaßöffnung 44 erstreckt sich über einen Umfangsbereich der Laufbahn 40, in dem die Verdrängerelemente 38 sich radial nach innen bewegen und damit die Arbeitsräume 39 verkleinert werden. Die
Ansaugöffnung 42 und die Auslaßöffnung 44 sind somit in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet. Die Durchbrüche 36 sind zumindest annähernd auf demselben Radius angeordnet wie die Ansaugöffnung 42 und die Auslaßöffnung 44.
Bei in Richtung des Pfeils 11 umlaufendem Pumpenrotor 16 wird durch die sich nach außen bewegenden Verdrängerelemente 38 durch die Ansaugöffnung 42 und die mit dieser verbundenen Durchbrüche 36 auf der der Pumpenkammerwand 26 zugewandten Stirnseite des Pumpenrotors 16 Kraftstoff in die sich vergrößernden Arbeitsraume 39 angesaugt. Wenn sich die Verdrängerelemente 38 nach innen bewegen, so werden die Arbeitsräume 39 verkleinert, so daß der in diesen befindliche Kraftstoff verdichtet wird. Wenn sich die
Durchbrüche 36 auf der der Pumpenkammerwand 24 zugewandten Stirnseite des Pumpenrotors 16 mit der Auslaßöffnung 44 überdecken, so strömt aus den Arbeitsräumen 39 Kraftstoff unter erhöhtem Druck durch die Auslaßöff'nung 44 aus.
Die Laufbahn 40 kann im Längsschnitt gemäß Figur 1 betrachtet zumindest annähernd eben ausgebildet sein. Wenn die Verdrängerelemente 38 als Kugeln ausgebildet sind, so ist zwischen diesen und der Laufbahn 40 eine Punktberührung vorhanden. Form- und Lagetoleranzen der Laufbahn 40 wirken sich daher nicht oder nur wenig auf den Wirkungsgrad der Verdrängerpumpe 10 aus. Zwischen den Führungen 34 und den als Kugeln ausgebildeten Verdrängerelementen 38 ist ebenfalls eine Punktberührung vorhanden.
Bei einem in Figur 5 dargestellten zweiten
Ausführungsbeispiel der Verdrängerpumpe 10 ist der Aufbau im wesentlichen gleich wie beim vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, wobei jedoch die Ausbildung der Laufbahn 140 modifiziert ist. Die Laufbahn 140 ist dabei im Längsschnitt nicht eben ausgebildet sondern konkav gewölbt, insbesondere zumindest annähernd in Form eines Kreisabschnitts. Die Laufbahn 140 weist dabei zumindest annähernd denselben Krümmungsradius auf wie die Verdrängerelemente 38 an ihrem aus den Führungen 34 ragenden
und auf der Laufbahn 140 abrollenden Bereichen. Die Verdrängerelemente 38 sind dabei vorzugsweise als Kugeln ausgebildet. Die aus den Führungen 34 ragenden Bereiche der Verdrängerelemente 38 werden durch diese Ausbildung der Laufbahn 140 von der Laufbahn 140 zu einem großen Teil umschlossen. Die Laufbahn 140 kann beispielsweise als radiale Ausnehmung im Innenumfang der Vertiefung 30 des Pumpenkammerwand 24 ausgebildet sein. Die Ausnehmung kann als Bohrung oder als Einstich ausgebildet sein. Zwischen dem Außenumfang des Pumpenrotors 16 und der Laufbahn 140 werden durch die in jeweils benachbarten Führungen 34 angeordnete Verdrängerelemente 38 zusätzliche Arbeitsraume 139 begrenzt. Bei umlaufendem Pumpenrotor 16 vergrößern und verkleinern sich diese zusätzlichen Arbeitsräume 139 entsprechend wie die Arbeitsräume 39. Die zusätzlichen Arbeitsräume 139 sind in einem Umfangsbereich, in dem diese sich vergrößern, mit der Ansaugöffnung 42 oder mit einer zusätzlichen in der Pumpenkammerwand 26 ausgebildeten Ansaugöffnung verbunden, so daß in diese Kraftstoff eintritt. Die zusätzlichen Arbeitsräume 139 sind in einem Umfangsbereich, in dem diese sich verkleinern, mit der Auslaßöffnung 44 oder mit einer zusätzlichen in der Pumpenkammerwand 24 ausgebildeten Auslaßöffnung verbunden. Bei umlaufendem Pumpenrotor 16 wird somit nicht nur das aus den Arbeitsräumen 39 durch die Verdrängerelemente 38 verdrängte Kraftstoffvolumen gefördert sondern auch das aus den zusätzlichen Arbeitsräumen 139 durch die Verringerung von deren Volumen verdrängte Kraftstoffvolumen.
Die Fördermenge der Verdrängerpumpe 10 kann mit zunehmender
Anzahl an Verdrängerelementen 38 und entsprechenden Führungen 34 gesteigert werden. Außerdem kann die Fördermenge mit zunehmendem Querschnitt der Verdrängerelemente 38 und Führungen 34 gesteigert werden.
Weiterhin kann die Fördermenge durch Vergrößerung des Hubs der Verdrängerelemente 38 gesteigert werden.
Claims
1. Verdrängerpumpe, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff, mit einem in einer Pumpenkammer (18) angeordneten, umlaufend angetriebenen Pumpenrotor (16) , der über seinen Umfang verteilt mehrere zumindest annähernd radial zu seiner Drehachse (22) verlaufende, an dessen Mantel offene Führungen (34) aufweist, in denen Verdrängerelemente (38) dicht geführt sind, die radial nach außen an einer exzentrisch zur Drehachse (22) des Pumpenrotors (16) ausgebildeten Laufbahn (40/140) abrollen, wobei durch die Verdrängerelemente (38) in den Führungen (34) radial innen liegende Arbeitsräume (39) begrenzt werden,. die beim Saughub der Verdrängerelemente (38) mit wenigstens einer
Ansaugöffnung (42) und beim Förderhub der Verdrängerelemente
(38) mit wenigstens einer Auslaßöffnung (44) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsräume (39) mit beiden Stirnseiten des Pumpenrotors (16) über jeweils einen
Durchbruch (36) verbunden sind, daß die wenigstens eine Ansaugöffnung (42) und die wenigstens eine Auslaßöffnung (44) in einander gegenüberliegenden, die Pumpenkammer (18) jeweils in Richtung der Drehachse (22) des Pumpenrotors (16) begrenzenden Pumpenkammerwänden (26,24) ausgebildet sind.
2. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (36) als die Arbeitsräume (39) durchdringende durchgehene Bohrungen ausgebildet sind.
3. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahn (40; 140) am Innenumfang einer in einer der Pumpenkammerwande (24,26) vorgesehenen Vertiefung (30) ausgebildet ist.
4. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß durch die aus den Führungen (34) ragenden Bereiche der Verdrängerelemente (38) zwischen dem Pumpenrotor (16) und der Laufbahn (140) zusätzliche Arbeitsräume (139) begrenzt werden, deren Volumen sich bei umlaufendem Pumpenrotor (16) ändert und die bei sich vergrößerndem Volumen mit einer Ansaugöffnung (42) und bei sich verkleinerndem Volumen mit einer Auslaßöffnung (44) verbunden sind.
5. Verdrängerpumpe nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , daß die Laufbahn (140) im Längsschnitt betrachtet konkav gekrümmt ausgebildet ist und die aus den Führungen (34) ragenden Bereiche der Verdrängerelemente (38) dicht umschließt.
6. Verdrängerpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Ansaugöffnung (42) und/oder die wenigstens eine Auslaßöffnung (44) schlitzförmig ausgebildet sind und sich über einen Teil des Umfangs des Pumpenrotors (16) erstrecken.
7. Verdrängerpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerelemente (38) zumindest annähernd kugelförmig ausgebildet sind.
8. Verdrängerpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (34) als in den Pumpenrotor (16) eingebrachte Bohrungen ausgebildet sind.
9. Förderaggregat mit einem Pumpenteil (10) und einem elektrischen Antriebsmotor (12) , die in einem gemeinsamen Gehäuse (14) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenteil als eine Verdrängerpumpe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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