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Kraftstoff-Förderaggregat
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoff-Förderaggregat
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Kraftstoff-Förderaggregat
bekannt, das in einem Kraftstoffbehälter aufrechtstehend derart befestigt ist, daß
das Pumpenteil nahe dem Boden des Kraftstoffbehälters liegt, wobei ein erster dem
Boden des Kraftstoffbehälters zugewandter und ein zweiter dem Boden des Kraftstoffbehälters
abgewandter Saugbereich vorgesehen ist. Hierdurch ist es möglich, bei erhöhten Kraftstofftemperaturen
entstehende Dampfblasen aus dem Pumpenraum abzuführen und eine einwandfreie Kraftstofförderung
zu gewährleisten. Nachteilig ist jedoch dabei, daß infolge der relativ großen Bauhöhe
des Pumpenteiles der zweite Saugbereich noch einen relativ großen Abstand zum Boden
des Kraftstoffbehälters hat, so daß beim Absinken des Kraftstoffspiegels im Kraftstoffbehälter
auf eine Höhe unterhalb des zweiten Saugbereiches kein Kraftstoff mehr gefördert
wird und damit die Brennkraftmaschine stehenbleibt oder bei einem Start nicht anspringt,
obwohl in den heute meis-t sehr flachen Behältern noch eine relativ große Kraftstoffmenge
enthalten ist.
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Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Kraftstoff-Förderaggregat
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil,
daß mit einfachen Mitteln die Bauhöhe des Pumpenteiles verringerbar ist, so daß
sich eine wesentlich vollständigere Leerung des Kraftstoffbehälters erzielen läßt.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoff-Förderaggregates
möglich.
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Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kraftstoff-Förderaggregates,
Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1, Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel
eines Kraftstoff-Förderaggregates in Teilansicht, Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiel
eines Kraftstoff-Förderaggregates in Teilansicht.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele Zum besseren Verständnis vorliegender
Erfindung und zur Einordnung der Erfindung in den sie betreffenden technischen Bereich
wird im folgenden zunächst anhand der Darstellung der Figuren 1 und 2 das Grundprinzip
eines Kraftstoff-Förderaggregates nach Aufbau und Wirkungsweise kurz erläutert,
und zwar eines Kraftstoff-Förderaggregates, dessen Pumpenteil
einstufig
ausgebildet ist, obwohl die Erfindung beliebige Arten, auch mehrere Pumpenstufen
aufweisende Kraftstof:-Förderpumpen umfaßt.
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Die beim Ausführungsbeispiel verwendete Pumpenstufe ist eine sogenannte
Rollenzellenpumpe 1, auf deren Aufbau und besondere Ausbildung weiter unten noch
eingegangen wird. An die Druckseite der Rollenzellenpumpe 1 schließt sich der diese
antreibende El-ektromotor 2 an, wobei der Elektromotor 2 in einem rohrförmigen Gehäuse
3 angeordnet ist, welches druckseitig von einem Deckel 4 abgeschlossen ist.
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Der von der Pumpe 1 unter Druck geförderte Kraftstoff durchströmt
den Elektromotor 2 und dessen Bauelemente, so daß dieser hierdurch eine Kühlung
erfährt.
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Der Elektromotor 2 besteht aus einem sich drehenden Anker oder Motorläufer
5 und einem Magnetteil 6. Der Motorläufer 5 ist über geeignete Lager, beispielsweise
Lagerbuchsen 7, auf einer feststehenden Achse 8 gelagert, die beispielsweise im
vorderen und hinteren Kraftstoff-Förderaggregatsbereich in stationäre, tragende
Teile fest eingepreßt ist.
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Bei dem dargestellten Kraftstoff-Förderaggregat befindet sich im Pumpenbereich
ein Grundkörper 9 mit einem zentralen Haltezapfen 10, auf welchen die Achse 8 gepreßt
ist. Das andere Ende der Achse 8 ist in eine geeignete Bohrung 11 des Dekkels 4
geführt.
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Die den Motorläufer 5 auf der Achse 8 lagernden Lagerbuchsen 7 sind
in einem Tragrohr 12 angeordnet, auf dem sich ein Lamellenpaket 13 und ein Ankerwicklungspaket
14 befinden. Außerdem ist auf dem Tragrohr 12 eine Kollektorbuchse 15 befestigt,
beispielsweise durch Aufpressen.
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Auf der Kollektorbuchse 15 gleiten Kohlebürsten 16, die in Käfigen
17 angeordnet sind. Die Käfige 17 sind mit in Figur 1 nicht dargestellten, im Deckel
4 angeordneten Anschlußklemmen elektrisch leitend verbunden. Der Magnetteil 6 des
Elektromotors 2 besteht aus zwei Permanentmagneten 18, die in einem rohrförmigen
oder zylindrischen Halteteil 19, beispielsweise einem aus magnetisch leitendem Werkstoff
bestehenden und eine geeignete Form aufweisenden Blech angeordnet sind. Dieses Halteteil
19 dient gleichzeitig zum Festspannen mindestens eines stationären Bauelements im
Pumpenbereich 1 da auf das Halteteil 19 vom Deckel 4 über nicht näher erläuterte
Zwischen- und Bauelemente ein entsprechender Einspanndruck ausgeübt wird. Der Deckel
4 selbst ist am druckseitig offenen Ende des äußeren Gehäuserohres 3 durch eine
Bördelung 20 befestigt.
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Vom Elektromotor 2 wird eine Flüssigkeitspumpe mit Hilfe eines mit
dem Motorläufer 5 verbundenen Mitnehmers 21 angetrieben. Die Flüssigkeitspumpe kann
grundsätzlich von beliebiger Art sein, also eine Zahnradpumpe, eine Seitenkanalpumpe,
eine Rollenzellenpumpe oder eine sonstige zu entlüftende Pumpe. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel ist die Pumpe als Rollenzellenpumpe 1 ausgebildet, so daß die
Drehmitnahme vom Motorläufer 5 über den Mitnehmer 21 auf eine Nutscheibe 22 der
Rollenzellenpumpe einwirkt, und zwar durch Eingriff des Mitnehmers 21 in eine entsprechende
Nut 23 der Nutscheibe 22.
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Der Grundkörper 9 soll eine möglichst geringe Dicke, ca.
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R mm, haben. Bei einer derartig geringen Dicke des Grundkörpers 9
kann die Achse 8 jedoch nicht mehr allein durch Preßsitz im Grundkörper geführt
werden. Deshalb weist der
Grundkörper 9 einen sich in Richtung zur
Achse d erstreckenden Haltezpafen 10 auf, der mit Preßsitz in eine zentrale Bohrung
26 der Achse 8 ragt. Haltezapfen 10 und zentrale Bohrung 26 der Achse 8 haben dabei
eine für die Halterung ausreichende Länge.
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Der Grundkörper 9 liegt nach außen frei und ist über mindestens zwei
Schrauben 30 und 31 (siehe Figur 2) mit einem Stützkörper 32 verbunden. Der Stützkörper
32 sitzt unter Zwischenlage einer die Saug- von der Druckseite abdichtenden Dichtung
33 im rohrförmigen Pumpengehäuse 3 mittels eines radialen Ringflansches 34, wobei
dieser Ringflansch und eine Bördelung 35 des Gehäuserohres den die Dichtung 33 bildenden
0-Ring zwischen sich aufnebmen. Der Stützkörper 32 ist somit durch Anlage einer
konusförmigen Ringfläche 36 an der Bördelung 35 des Gehäuses 3 und durch den auf
ihn vom Halteteil 19 einwirkenden Preßdruck sicher und unverrrückbar gehalten Grundkörper
9 und Stützkörper 32 nehmen zwischen sich die Nutscheibe 22 und eine Zwischenscheibe
37 auf.
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Der weitere Aufbau der Rollenzellenpumpe 1 ist so, daß in der Nut
scheibe 22 Nuten 38 angeordnet sind, in denen als Pumpenkörper dienende Rollen 39
radial verschieblich angeordnet sind. Die Rollen 39 sind auf ihrer Kreismantelfläche
durch parallel zueinander verlaufende Seitenflächen der jeweiligen Nut 38 sowie
beidseitig durch den Grundkörper 9 einerseits und den Stützkörper 32 andererseits
geführt.
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Aufgrund der bei Drehung der Nut scheibe sich entwickelnden Zentrifugalkräfte
werden die Rollen 39 an eine Laufbahn 40 gepreßt, die von einer exzentrischen Bohrung
in
der Zwischenscheibe 37 gebildet wird. Die Zwischenscheibe 37
ist mit ihrer ezzentrischen Bohrung mittels mindestens zweier Schrauben 42 auf den
Grundkörper 9 geschraubt, wodurch sich der Radialspalt zwischen der Nutscheibe 22
und der Zwischenscheibe 37 präzise einstellen läßt. Die Schrauben 30, 31 sind durch
die Zwischenscheibe mit Abstand geführt.
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Das Kraftstoff-Förderaggregat ist vorzugsweise aufrecht stehend in
einem Kraftstoffbehälter befestigt, wobei die Rollenzellenpumpe 1 nahe dem Boden
41 des Kraftstoffbehälters liegt.
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Ein wesentliches Merkmal des vorliegenden Kraftstoff-Förderaggregates
besteht darin, daß der gesamte Saugbereich der Rollenzellenpumpe offen ist. So ist
ein erster Saugbereich 43 auf der dem Boden 41 des Kraftstoffbehälters zugewandten
Seite des Grundkörpers 9 und ein zweiter Saugbereich 44 auf der dem Boden 41 des
Kraftstoffbehälters abgewandten Seite zwischen Zwischenscheibe 37 und Stützkörper
32 ausgebildet. Durch die exzentrische Anordnung der Zwischenscheibe 37 gegenüber
der Achse 8 bzw. der auf dieser Achse gelagerten Nutscheibe 22 ergibt sich in Drehrichtung
ein sichelförmiger, auf die exzentrische Positionierung der Pumpenbauelemente zurückzuführen.der
Pumpenarbeitsraum 45, der von den Rollen 39 durchlaufen wird.
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Dieser Pumpenarbeitsraum 45 verkleinert sich während des Betriebs
jeweils bezüglich einer Rolle 39, so daß der sich im Pumpenarbeitsraum befindliche
Kraftstoff unter Druck gerät, um dann über eine Drucköffnung 46 im Stützkörper 32
aus dem Pumpenbereich auszutreten und in den den Elektromotor 2 aufnehmenden Raum
47 des Kraftstoff-Förderaggregates
zu gelangen. In den Pumpenarbeitsraum
45 gelangt der Kraftstoff im ersten Saugbereich 43 bzw. zweiten Saugbereich 44 über
eine beispielsweise nierenförmig ausgebildete Saugöffnung 50, die einen weiten Abschnitt
des Pumpenarbeitsraums 45 überschneidet, solange sich dessen Sichelform während
des Betriebs bezüglich einer bestimmten Rolle vergrößert.
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Da der grundsätzliche Aufbau solcher Rollenzellenpumpen bekannt ist,
braucht hierauf und auf die Funktion einer solchen Rollenzellenpumpe nicht weiter
eingegangen zu werden.
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Es ist aber bekannt und nachteilig, daß sich beim Ansaugvorgang, bedingt
durch die Kraftstofftemperatur in Verbindung mit dem entstehenden Druckgefälle,
Dampfblasen bilden, die aus dem Saugbereich der Pumpe 1 weggeführt werden müssen,
um eine einwandfreie Kraftstoff-Förderung zu gewährleisten.
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Die Abführung dieser Gase und Dämpfe aus dem Saugbereich bzw. allgemein
aus dem Pumpenbereich geschieht beim vorliegenden Kraftstoff-Förderaggregat dadurch,
daß der Stützkörper 32 im Bereich der Saugöffnung 50 als zweiter Saugbereich 44
ausgespart ist, d.h. Rolle 39 und Nutscheibe 22 sind nach oben und unten nur teilweise
abgedeckt, also die jeweils gebildete Pumpenkammer ist im Saugbereich offen.
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Es versteht sich, daß der die Saugbereiche 43, 44 umgebende Raum 51
Kraftstoff enthalten muß, aus welchem die Pumpe 1 die zu fördernde Kraftstoffmenge
absaugt.
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Durch den nach oben offenen zweiten Saugbereich 44 ist das Abströmen
sich gegebenenfalls bildender Dampfblasen in
den die Pumpe 1 umgebenden
Raum 51 ohne Schwierigkeiten möglich, sogar dann, wenn die Dampfblasen in den Pumpenkammern,
also zwischen Nutscheibe, Rollen und Zwischenscheibe gebildet werden, und zwar solange,
wie die Pumpenkammer noch in offener Verbindung zum zweiten Saugbereich 44 steht
und nicht vom Druckaufbau in den allseits geschlossenen Bereich übergegangen ist.
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Vorteilhafterweise ist das Pumpenteil 1 des Kraftstoff-Förderaggregates
im Siebkorb eines bekannten Dralltopfes innerhalb des Kraftstoffbehälters befestigt.
Sinkt nun der Kraftstoffspiegel in dem Kraftstoffbehälter soweit, daß der zweite
Saugbereich 44 bzw. die von diesem zum Pumpenarbeitsraum 45 führende Saugöffnung
50 nicht mehr mit Kraftstoff abgedeckt ist, so wird die Kraftstoff-Förderung unterbrochen,
obwohl bei den heute üblichen sehr flachen Kraftstoffbehältern noch eine relativ
große Kraftstoffmenge im Kraftstoffbehälter vorhanden ist.
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Gemäß der Erfindung hat deshalb der Grundkörper 9 eine möglichst geringe
Dicke von beispielsweise 3 mm und erfolgt die Halterung der Achse 8 über den Haltezapfen
10 und die zentrale Bohrung 26 der Achse 8. Hierdurch wird erreicht, daß der zweite
Saugbereich 44 möglichst nahe dem Boden 41 des Kraftstoffbehälters zu liegen kommt,
so daß eine möglichst geringe Kraftstoffmenge im Kraftstoffbehälter verbleibt, wenn
die Kraftstoffmenge im Kraftstoffbehälter bis auf die Höhe des zweiten Saugbereiches
44 abgesunken ist. Bei den in Teilansicht dargestellten Ausführungsbeispielen nach
den Figuren 3 und 4 sind die, wie in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 gleichwirkenden
Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Bei dem in Figur 3
dargestellten
Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz zu der Achse 8 nach dem Ausführungsbeispiel
in Figur 1 die Achse 8 im Bereich des Haltezapfens 10 des Grundkörpers 9 mit einem
Abschnitt 55 versehen, der einen größeren Durchmesser hat als der verbleibende Achsenteil.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist in einem Einstich 56 ein Sprengring
57 angeordnet, an dem eine axiale Fixierung des Tragrohres 12 und damit des Motorläufers
5 erfolgt. Dieser Einstich 56 begrenzt jedoch aus Festigkeitsgründen die Länge der
Bohrung 26 in der Achse 8 und damit auch die Preßsitzlänge. Um nun die Führungslänge
des Preßsitzes zwischen dem Haltezapfen 10 und der Bohrung 26 zu vergrößern, ist
nach dem Ausführungsbeispiel in Figur 3 die Achse 8 mit dem Abschnitt 55 größeren
Durchmessers versehen, wodurch sich ein Einstich und ein Sprengring zur axialen
Fixierung des Motorläufers 5 erübrigt, da die axiale Fixierung des Motorläufers
5 nach dem Ausführungsbeispiel in Figur 3 an einer Schulter 58 erfolgen kann, die
durch den Abschnitt 55 grösseren Durchmesser gebildet wird. Dabei kann sich das
Tragrohr 12 über eine Scheibe 59, die über die Achse 8 geschoben ist, an der Schulter
58 abstützen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 dient zur Halterung der Achse
8 eine Haltebuchse 62, die einerseits über den Haltezapfen 10 des Grundkörpers 9
gepreßt ist und in die andererseits das eine'Ende der Achse 8 gepreßt ist. An der
der Achse 8 zugewandten Stirnfläche 63 der Haltebuchse 62 kann wiederum eine Scheibe
59 anliegen, über die sich das Tragrohr 12 und damit der Motorläufer 5 axial abstützt.
Die Haltebuchse 62 hat vorteilhafterweise eine durchgehende Innenbohrung 64 gleichen
Durchmessers, jedoch kann die Innenbohrung 64 auch stufenförmig ausgebildet sein,
so daß
Haltezapfen 10 und Achse 8 verschiedene Durchmesser aufweisen
können. Andererseits muß die Innenbohrung 64 auch nicht durchgehend ausgeführt sein.
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Die beschriebenen Ausführungsbeispiele erlauben die Verwendung von
Grundkörpern 9 der Pumpenteile 1 mit möglichst geringer Dicke, so daß eine möglichst
vollständige Absaugung des Kraftstoffes aus dem Kraftstoffbehälter erfolgen kann.
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Außerdem wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung die Gesamtbauhöhe
des Kraftstoff-Förderaggregates verringert, so daß auch bei sehr flachen Kraftstoffbehältern
eine leichte Unterbringung im Kraftstoffbehälter möglich ist.