DE2920102A1

DE2920102A1 - Kraftstoffoerderaggregat

Info

Publication number: DE2920102A1
Application number: DE19792920102
Authority: DE
Inventors: Peter Ringwald; Karl Ing Grad Ruhl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-05-18
Filing date: 1979-05-18
Publication date: 1980-11-20
Also published as: GB2050513A; JPS55153884A

Description

Dipl. Ing. Peter Otte ^ 7033 Herrenberg (Kuppingen)

Patentanwalt 3 E!felstraße7

Telefon (O 70 32) 31999

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24. April 1979

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Kraftstofförderaggregat Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Kraftstofförderaggregat nach der Gattung des Hauptanspruchs. Kraftstofförderpumpen sind in vielfältiger Form bekannt; sie bestehen üblicherweise aus einem Pumpenteil und einem dieses antreibenden Motorteil, nämlich einem Elektromotor, wobei der fluchtende Einbau von Pumpe und Elektromotor, etwa in einem gemeinsamen Gehäuse bevorzugt ist. In diesem Fall kann das Drehteil der jeweils zur Verwendung kommenden Pumpe, beispielsweise Seitenkanal- oder Rollenzellenpumpe auf der Achse oder Welle sitzen, die auch zur Lagerung des Ankers des Elektromotors dient. Die Drehmitnahme erfolgt dann häufig mit Hilfe eines vom Anker des Elektromotors angetriebenen, beispielsweise mit diesem formschlüssig verbundenen Mitnehmers, der in eine Mitnahmeöffnung des Pumpendrehteils eingreift.

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Wird für die Pumpe eine Rollenzellenpumpe verwendet denkbar sind aber auch Kombinationen von Rollenzellenpumpen und Seitenkanalpumpen in entsprechender Hintereinanderschaltung -, dann ist der, die einzelnen, üblicherweise als Rollen ausgebildeten Pumpkörper in Nuten enthaltende Pumpendrehteil (Nutscheibe) zwischen zwei beidseitigen Platten gelagert, die einerseits als Grundplatte und andererseits als Stützplatte bezeichnet werden können. Die Laufbahn der Rollen wird dann von einer Innenbohrung einer Zwischenplatte gebildet, die insofern die Nutscheibe ringförmig umgibt, allerdings mit einer gewissen, für das Arbeiten der so gebildeten Rollenzellenpumpe erforderlichen Exzentrizität.

Es ergeben sich so breitflächige Gleitflächen zwischen dem Pumpenrotor, also der Nutscheibe, die sich mit zum Teil erheblicher Geschwindigkeit dreht, und den beidseitigen, stationären, am Pumpenrotor anliegenden Platten, also Grundplatte und Stützplatte.

Üblicherweise wird versucht, diese Gleitflächen so weit wie möglich verschleißfest zu machen. Dies kann dadurch geschehen, daß man dann, wenn man die Pumpenteile aus einer entsprechenden Aluminiumlegierung, etwa in Form von Aluminiumdruckgußlegierungen herstellt, auf den einer Gleitbeanspruchung ausgesetzten Flächen eine Aluminiumoxidschicht aufbringt, die die Verschleißfestigkeit erhöht. Nachteilig ist jedoch, daß diese verschleißfesten, beispielsweise durch Eloxieren gebildeten Aluminiumoxidschichten vergleichsweise dünn sind, so daß die Verschleißfestigkeit nicht optimal ist.

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Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kraftstofförderaggregat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich im Berührungsbereich zwischen dem Pumpenrotor und den abgrenzenden Flächen eine besonders gute Verschleißfestigkeit ergibt, da wegen des nur geringen Materialbedarfs ein besonders hochwertiges Gleitmaterial für die Bildung der Gleitflächenplatten verwendet werden kann. Im Gegensatz hierzu können dann die Trägerteile, also beispielsweise die Grundplatte und/oder die Stützplatte aus billigen Legierungen hergestellt werden.

Infolge der Verwendung hochwertiger Gleitwerkstoffe für die an den Trägerteilen angeordneten und mit diesen zusammengespannten Gleitflächenplatten erübrigt sich das Oxidieren der heutigen Pumpenteile; außerdem lassen sich bei Verwendung von Gleitflächenplatten aus sogenannten Aluminium-Knetlegierungen beste und sehr dicke Aluminiumoxidschichten erreichen, im Gegensatz zu Gußlegierungen, die schlecht oxidierbar sind.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Gleitflächenplatten auswechselbar sind und keinen Einfluß auf Axialspiele der Pumpe haben.

Schließlich ist es von besonderem Vorteil, daß bei einer Änderung der Nutlage, d.h. also der jeweiligen öffnungen für den Saugraum oder Druckraum der so gebildeten Rollenzellenpumpe diesen Änderungen weitgehend durch einfache Änderungen lediglich der Stanzwerkzeuge für die.dünnen Gleitflächenplatten Rechnung getragen werden kann, wobei kostenträchtige Druckguß-Formänderungen meist nicht mehr erforderlich sind.

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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Kraftstofförderaggregats möglich. Besonders vorteilhaft ist für eine problemlose Montage der Gleitflächenplatten in Verbindung mit den Grund-, Zwischen- und Stützplatten der Elektrokraftstoffpumpe die Anordnung von randseitig abgebogenen oder abgescherten Lappen, Nocken oder Zungen, die als Fixierhilfe dienen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Elektrokraftstoffpumpe für freien Tankeinbau, bei welcher der erfindungsgemäße Grundgedanke angewendet ist, die Figuren 2a und 2b zeigen in Draufsicht und in Schnittdarstellung eine der Grundplatte einer Rollenzellenpumpe zugeordnete Gleitflächenplatte und die Figuren 3a und 3b zeigen eine der Stützplatte zugeordnete Ausführungsform einer Gleitflächenplatte in Draufsicht und Schnittdarstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 zeigt ein zur Förderung von Kraftstoff geeignetes, aus Pumpe und Elektromotor bestehendes Kraftstoffforderaggregat, auf dessen Aufbau zum besseren Verständnis zunächst kurz eingegangen wird.

Eine Kraftstofförderpumpe 1, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Rollenzellenpumpe, und ein Elektromotor

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sind zu einem Kraftstofförderaggregat vereinigt, wobei der Elektromotor 2 und ein die Stütz- oder Deckplatte der Rollenzellenpumpe bildender Zwischenflansch 3, letzterer lediglich teilweise, in einem topfförmigen Gehäuse 4 untergebracht sind. Das Gehäuse ist durch einen Deckel 5 verschlossen, an dem ein nicht dargestellter Druckanschlußstutzen angeordnet ist. Zwischen dem Gehäuse 4 und dem Deckel 5 befindet sich eine Dichtung 6; der Deckel ist am Gehäuse durch eine Bördel 7 befestigt.

Bei der Darstellung der Fig. 1 sind von links nach rechts, also von der Druck- zur Saugseite gesehen zuerst die Pumpe 1 und dann der Elektromotor 2 angeordnet, wobei bei diesem für einen offenen Tankeinbau geeigneten Ausführungsbeispiel einer Elektrokraftstoffpumpe die Pumpe 1 vom Zwischenflansch 3 frei und mit beidseitig zugänglichem Saugbereich 8a, 8b gehalten ist. Der von der Pumpe unter Druck geförderte Kraftstoff durchströmt, wie später noch erläutert wird, auch den Elektromotor zu dessen Kühlung.

Der Elektromotor 2 besteht aus dem Anker 9 und einem Magnetteil 10. Der Anker 9 ist zur Durchführung seiner Drehbewegung über Lagerbüchsen 11a, 11b auf einer feststehenden Achse 12 gelagert. Die Lagerbuchsen 11a, 11b sind in einem Tragrohr 32 angeordnet, welches als Hohlwelle drehbar auf der Achse 12 sitzt und das Lamellenpaket 13, das Ankerwicklungspaket 14 und die Kollektorbuchse 15 trägt. Die Befestigung dieser Teile am Ankertragrohr erfolgt zum Teil durch Aufpressen, zum Teil durch Kunststoffüllteile, die auch durch Umspritzen der einzelnen Elemente für eine gute drehschlüssige sowie axiale Verbindung sorgt. Eine weitere Buchse oder mit Ankerteilen sonstwie formschlüssige Hülse 16 befindet sich auf der der Pumpe 1 zugewandten Seite und greift als Drehkupplung

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mit mindestens einem Mitnehmerzapfen 17 in eine entsprechende Ausnehmung 18 des Pumpenrotors 19 ein.

Auf der Kollektorbüchse 15 gleiten die Kohlebürsten 20a, 20b, die in Käfigen angeordnet sind.

Der Magnetteil 10 des Elektromotors 2 besteht aus einem Permanentmagneten, der ringförmig in einem aus magnetisch leitendem Werkstoff bestehendem rohrförmigem Blech 21 angeordnet und gehalten ist.

Die Pumpe 1 umfaßt eine äußere Grundplatte 22, die über noch zu erwähnende Verbindungselemente mit dem Zwischenflansch 3 und daher auch mit dem Gehäuse 4 verbunden ist, so daß sie in einer Mittelbohrung 22a die eingepreßte Achse 12 lagern kann.

Axial neben der Grundplatte befindet sich die Zwischenplatte 23 der Rollenzellenpumpe, an welche sich der schon erwähnte Zwischenflansch 3 anschließt, der im Ubergangsbereich Zwischenplatte, Nutscheibe einerseits und Zwischenflansch 3 andererseits eine Stützplattenkonfiguration aufweist. Der Darstellung der Fig. 1 läßt sich entnehmen, daß, beispielsweise auch als vormontierte Baueinheit Grundplatte 22 und Zwischenplatte 23 mittels Schrauben 24a, 24b zusammengespannt sind, wobei dann diese Einheit über weitere, bei dem Ausführungsbeispiel nicht dargestellte und zu den Schrauben 24a, 24b über den Umfang versetzt angeordnete Schrauben wieder mit dem Zwischenflansch 3 verbunden und zusammengespannt ist. Grundplatte, Zwischenplatte und der Stützplattenbereich des Zwischenflansches 3 nehmen zwischen sich den Pumpenrotor 19 auf, der in Nuten 19a als Pumpkörper dienende Rollen 25 enthält.

Wie erwähnt handelt es sich hier um eine für den Tankeinbau geeignete Pumpe, daher ist der Saugbereich der Pumpe

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sowohl über die Saugnut 8a der Grundplatte als auch auf der anderen Seite bei 8b infolge des nach innen zurückspringenden Zwischenflansches 3 dem zu fördernden Kraftstoff frei zugänglich. Die Druckseite der Pumpe, die vom radial innenliegenden Druckraum 26 gebildet ist, ist mit dem schon zum Elektromotorbereich gehörendem Raum 27 verbunden.

Die Verbindungen der Pumpe 1 zu dem Kraftstoff im Tank über dem Saugraum bzw. zum vom Gehäuse 4 umschlossenen Elektromotorraum sind lediglich durch den Pumpenrotor gesteuerte, sonst aber offene Kanäle.

Bei der dargestellten Ausführungsform einer Rollenzellenpumpe werden die Rollen 25 aufgrund der Zentrifugalkraft an die durch die Innenbohrung der Zwischenplatte 23 gebildete Laufbahn angepreßt. Infolge der exzentrischen Position der Zwischenplatte 23 mit Bezug auf die rotierende Nutscheibe mit den Rollen 25 ergibt sich ein sichelförmiger Pumpenarbeitsraum, der sich im Betrieb jeweils bezüglich einer jeweiligen Rolle 25 verkleinert, so daß der in diesem Raum befindliche Kraftstoff unter Druck gerät und dann über die Drucköffnung 26 ausgestoßen wird.

Bei der Drehbewegung gleiten die Rollen 25 nicht nur an der Innenlaufbahn der Zwischenscheibe 23 - wobei hier allerdings im wesentlichen eine Rollreibung auftritt,denn die Rollen 25 laufen an dieser Innenlaufbahn ab, sondern sie gleiten auch, wie ohne weiteres erkennbar, an den zugewandten, eine Art Laufbahnkäfig bildenden Gleitflächen von Grundplatte 22 und Stütz- oder Deckplatte 28 des Zwischenflansches 3.

Entsprechend einem wesentlichen Merkmal vorliegender Erfindung verfügen die den Rollen zugewandten, diese beid-

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seitig haltenden Flächen über besonders hochwertige, eine sehr gute Verschleißfestigkeit aufweisende Gleitwerkstoffe, und zwar dadurch, daß auf die vorhandenen beidseitigen Pumpenplatten, nämlich Grundplatte 22 und Stützplatte des Zwischenflansches 3 als Laufbahn gestanzte Platten 29 und 30 aus dem erwähnten hochwertigen Gleitwerkstoff aufgelegt und befestigt sind.

In den Figuren 2a, 2b sowie 3a, 3b sind diese im folgenden als Gleitflächenplatten bezeichneten Pumpenbausteine genauer dargestellt; man erkennt, daß diese gestanzten Platten über die gleichen Aussparungen, beispielsweise Saugnut 8a, äußere Drucknut 31, innerer Druckraum 32 ..., verfügen wie die zugeordneten Trägerplatten (Grundplatte 22, Stützplatte 28) bzw. wie für die Funktion der Rollenzellenpumpe erforderlich. In den Figuren 2a, 2b ist die Grundplatten-Gleitflächenplatte 29 dargestellt; sie verfügt neben der Saugnut 8a über vier, über den Umfang verteilte Bohrungen 33, die der Befestigung von Grundplatte, Gleitflächenplatte, Zwischenplatte und, was mindestens zwei dieser Bohrungen betrifft, auch der sich daran anschließenden zweiten Stützplatten-Gleitflächenplatte 30 sowie die Stützplatte 28 des Zwischenflansches 3 dienen.

So läßt sich beispielsweise für die Montage die der Grundplatte 22 der Elektrokraftstoffpumpe zugeordnete Gleitflächenplatte 29 entsprechend Fig. 2a, Fig. 2b mit zwei Schrauben an der Grundplatte fixieren und befestigen, wobei mit diesen beiden Schrauben 24a, 24b gleichzeitig auch die Zwischenplatte 23 - bei der Radialspalteinsteilung - fixiert wird.

Entsprechendes gilt für die dem Zwischenflansch 3 und der von ihm gebildeten Stütz- oder Deckplatte 28 zugeordneten

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Gleitflächenplatte 30; auch diese kann mit geeigneten Mitteln zunächst am Zwischenflansch vorfixiert werden und wird dann zusammen mit dem Zwischenflansch an der Einheit Grundplatte/Zwischenplatte fixiert und verschraubt.

Aus den Schnittdarstellungen der Figuren 2b, 3b kann man die geringe Dicke der beiden Gleitflächenplatten erkennen, im Vergleich zu der radialen Erstreckung.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Gleitflächenplatten 29, 30 als Montagehilfe am Rand axial abgebogene Lappen oder Fixiernasen 30a, 29a aufweisen, die der Vorfixierung am zugeordneten Trägerteil dienen, auf die die Gleitflächenplatten aufgelegt werden. Es versteht sich, daß im Trägerteil, also hier in der Grundplatte 22 bzw. der zugeordneten Stützplattenfläche 28 des Zwischenflansches 3 geeignete Ausnehmungen vorhanden sind, in die die Zungen 29a, 30a eingreifen können.

Die Gleitflächenplatten bestehen aus einem entsprechend hochwertigen Gleitwerkstoff bzw. lassen sich einfach und kostengünstig mit hochverschleißfesten Außenflächen oder auch Beschichtungen versehen, wobei bei Verwendung von Gleitflächenplatten aus Aluminium-Knetlegierungen gegenüber den üblicherweise nur schlecht oxidierbaren Gußlegierungen beste und sehr dicke Aluminium-Oxidschichten zur Verschleißfestigkeitserhöhung erreichbar sind.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

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Claims

Dipl. Ing. Peter Otte 7033 Herrenberg (Kuppingen) Patentanwalt EifelstraQe 7 Telefon (07032) 31999 1409/ot/wi 24. April 1979 ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1 Ansprüche

1./Kraftstofförderaggregat, bestehend aus Elektromotor und von diesem angetriebener Kraftstofförderpumpe, vorzugsweise Rollenzellenpumpe, bei der zwischen feststehenden Seitenplatten (Grundplatte, Stützplatte) eine eine kreisförmige Ausnehmung aufweisende Zwischenplatte, mit einem zwischen den Seitenplatten und in der Ausnehmung exzentrisch angeordneten Pumpenrotor eingespannt ist und wobei der Pumpenrotor zur Zwischenplatte hin offene Nuten hat, in denen insbesondere aus Rollen bestehende Pumpenkörper geführt sind, durch Zentrifugalkraft an eine Laufbahn der Zwischenplatte geschoben werden und in Drehrichtung des Rotors vor sich einen Pumpenarbeitsraum begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine der den Pumpenrotor beidseitig begrenzenden Flächen von einer dünneren Gleitflächenplatte (29, 30) aus hochwertigem Gleitwerkstoff gebildet ist, die an dem zugewandten Trägerteil (Grundplatte 22, Zwischenflansch 3 mit Stützplatte 28) anliegt.

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2. Kraftstofförderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächenplatten beidseitig eine innere käfigförmige Laufbahn von Rollen (25) einer Rollenzellenpumpe (1) begrenzen und mit dem zugeordneten Trägerteil, nämlich Grundplatte (22) einerseits und Stützplatte (28) andererseits verspannt sind.

3. Kraftstofförderaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächenplatten gestanzte Platten sind, die die gleichen, für die Pumpenfunktion erforderlichen Aussparungen (Saugnut 8a, äußere Drucknut 31, Druckraum 32; Durchtrittsöffnung für Schrauben 33) aufweisen.

4. Kraftstofförderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorfixierung bei der Montagehilfe am Randbereich der Gleitflächenplatten (29, 30) axial hervorragende Fixierzungen (29a, 30a) angeordnet sind, die in entsprechende Ausnehmungen am zugeordneten Trägerteil eingreifen, auf die die Gleitflächenplatten aufgelegt sind.

5. Kraftstofförderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächenplatten aus Aluminium-Knetlegierungen bestehen und über die Laufbahnen bildende Verschleißschichten aus Aluminiumoxid verfügen.