EP0702143B1 - Kraftstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US-Patentschrift 1,780,217 ist eine Kraftstoffpumpe der hier angesprochenen Art bekannt. Sie weist eine Mehrfachpumpe auf, die aus zwei Pumpeneinheiten besteht. Die erste Pumpeneinheit ist zur Förderung von Öl und die zweite Einheit zur Förderung von Kraftstoff vorgesehen. Der zweiten Pumpeneinheit ist ein Lager zugeordnet, das eigengeschmiert ist. Derartige eigengeschmierte Lager sind teuer und müssen nach außen abgedichtet werden.

In der US-Patentschrift 4,497,618 ist eine Mehrfachpumpe gezeigt, die eine Lenkhelf- und eine Vakuumpumpe umfaßt. Die Vakuumpumpe ist als Flügelzellenpumpe ausgebildet, wobei zwischen den Flügeln der Vakuumpumpe und der Innenfläche des Hubrings eine Schmierung mit dem Fördermedium der Lenkhelfpumpe vorgesehen ist. Nachteilig ist hierbei, daß das Fördermedium der Lenkhelfpumpe, insbesondere Hydrauliköl, bei einer als Kraftstoffpumpe verwendeten Vakuumpumpe in den Kraftstoffkreislauf gelangt. Somit ist diese bekannte Mehrfachpumpe als Kraftstoffpumpe nicht einsetzbar.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kraftstoffpumpe anzugeben, die kostengünstig herstellbar ist und insbesondere klein baut.

Diese Aufgabe wird mit einer Kraftstoffpumpe gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 zeigt. Es ist eine Kraftstoffpumpe vorgesehen, die zumindest zwei Pumpeneinheiten umfaßt, so daß eine Mehrfachpumpe gebildet ist. Insbesondere zeichnet sich die Kraftstoffpumpe dadurch aus, daß ein Rotor der ersten Pumpeneinheit der Mehrfachpumpe von einem freiliegenden Wellenzapfen antreibbar gehalten ist. Dadurch läßt sich ein Lager einsparen, wodurch die Baugröße der gesamten Pumpeneinheit verringert werden kann. Weiterhin ist vorgesehen, daß ein Wellenlager der ersten Pumpeneinheit von dem Fördermedium einer zweiten Pumpeneinheit der Mehrfachpumpe geschmiert ist. Damit lassen sich teuere eigengeschmierte und abgedichtete Lager einsparen, so daß die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe besonders günstig herstellbar ist.

Die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe weist weiterhin den Vorteil auf, daß lediglich ein Antrieb für die Mehrfachpumpe bereitgestellt werden muß. Die Pumpeneinheiten innerhalb der Mehrfachpumpe können grundsätzlich in beliebiger Weise und zur Übertragung beliebiger Leistungen ausgebildet sein. Da jedoch zur Kraftstoff-Förderung keine sehr großen Antriebsleistungen benötigt werden, erweist es sich als vorteilhaft, daß die zweite Pumpeneinheit zur Übertragung einer größeren Leistung und die andere, auch als Kraftstoffpumpeneinheit bezeichnete erste Einheit, zur Übertragung einer geringeren Leistung ausgelegt ist. So ist es zum Beispiel denkbar und vorteilhaft, eine Pumpeneinheit der Mehrfachpumpe als Fördereinheit für ein Lenkhelfsystem mit entsprechend großer Förderleistung auszubilden. Die Antriebswelle im Bereich der Kraftstoffpumpe kann der geforderten Antriebsleistung entsprechend schwächer ausgebildet sein als im Bereich der ersten Pumpeneinheit. Es ist weiter denkbar, mehr als zwei Pumpeneinheiten innerhalb der Mehrfachpumpe vorzusehen; so wäre es zum Beispiel vorteilhaft, eine Kraftstoffpumpeneinheit mit einer Lenkhelfpumpeneinheit sowie mit einer Pumpeneinheit für ein Antiblockiersystem zu kombinieren.

Als ganz besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß die Kraftstoffpumpeneinheit eine doppelhubige Pumpe umfaßt. Mit einer solchen Pumpe läßt sich das Auftreten von Querkräften an der Welle verhindern. Daher ist es zum Beispiel auch möglich, die Lagerung der Antriebswelle innerhalb der Kraftstoffpumpeneinheit kostengünstig auszubilden.

Die Pumpeneinheiten der Mehrfachpumpe können durch miteinander kuppelbare Antriebswellenabschnitte verbunden und angetrieben werden. Insbesondere bei einer Kraftstoffpumpeneinheit, bei der sich die Querkräfte gegenseitig aufheben, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß zum Antrieb der Kraftstoffpumpeneinheit und der zweiten Pumpeneinheit eine kupplungslose gemeinsame Welle vorgesehen ist.

Dieser kupplungslose Antrieb ist kostengünstig herstellbar.

Besonders bevorzugt werden Flügelzellen- oder Rollenzellenpumpen für die Kraftstoffpumpeneinheit verwendet, da die Dichtelemente dieser Pumpen, nämlich die Flügel beziehungsweise Rollen, einen Verschleiß in Richtung des Hubrings selbsttätig ausgleichen. Ein weiterer Vorteil der Flügel- beziehungsweise Rollenzellenpumpe ist darin zu sehen, daß eine "leergefahrene" Leitung von der Saugseite her wieder gefüllt werden kann, ohne daß separate Rückschlagventile wie bei anderen Pumpentypen vorgesehen werden müssen.

Um Reibung und Verschleiß gering zu halten, werden Flügelzellenpumpen mit circa sechs Flügeln bevorzugt. Insoweit erweist es sich auch als vorteilhaft, den Hubring mit einer Hartmetallbeschichtung, zum Beispiel Chrom-Nitrid oder Titan-Nitrid, auszubilden.

Es erweist sich weiter als vorteilhaft, daß die Kraftstoffpumpe zugleich als Druckplatte der weiteren Pumpeneinheit der Mehrfachpumpe dient.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der zeichnerischen Darstellung sowie der nachfolgenden Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe.

Die einzige Figur zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe als Teil einer Mehrfachpumpeneinheit, wobei zwei um die Antriebswellenlängsachse gegeneinander verkippte Schnittebenen dargestellt sind.

Die Figur zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnete Mehrfachpumpe. Die Mehrfachpumpe 2 umfasst eine als Kraftstoffpumpe dienende Pumpeneinheit 4 und eine als Lenkhelfpumpe ausgebildete weitere Pumpeneinheit 6. Die Kraftstoffpumpeneinheit 4 und die Lenkhelfpumpeneinheit 6 sind von einer gemeinsamen Antriebswelle 8 angetrieben. Die Antriebswelle 8 umfaßt einen der Lenkhelfpumpeneinheit 6 zugeordneten Wellenabschnitt 10 und einen der Kraftstoffpumpeneinheit 4 zugeordneten Wellenabschnitt 12 mit einem geringeren Wellenquerschnitt als der Wellenabschnitt 10. Die Antriebswelle 8 ist mittels eines Lagers 14 innerhalb der Lenkhelfpumpeneinheit 6 und mittels eines Lagers 16 innerhalb der Kraftstoffpumpeneinheit 4 umdrehbar gelagert.

Die Lenkhelfpumpeneinheit 6 ist als Flügelzellenpumpe ausgebildet und umfaßt einen auf dem Wellenabschnitt 10 antreibbar gehaltenen Rotor 18 und einen Hubring 20. Die Flügelzellen des Rotors 18 sind über einen Kanal 22 mit einem mit dem Förderdruck beaufschlagten Ringraum 24 verbunden, wodurch eine die Aus- und Einfahrbewegung der Flügel unterstützende Unterflügelpumpe gebildet ist. Die Ansaugseite der Flügelzellenpumpe ist von einem Ringraum 26 gebildet, der seinerseits von der Kraftstoffpumpeneinheit 4 begrenzt ist, die als Druckplatte 28 des Rotors 18 dient. Die Förderseite 30 der Flügelzellenpumpe ist auf nicht dargestellte weise mit dem Lenkhelfsystem des Kraftfahrzeugs verbunden. Weiter ist die Förderseite 30 mit einem insgesamt mit dem Bezugszeichen 32 bezeichneten Steuerventil mit einem Steuerkolben 34 verbunden. Bei grosser Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und damit hoher Umdrehungszahl der Antriebswelle 8, was zu Drücken in der Größenordnung von 120 bar, bei Lastkraftwagen 150 bar, auf der Förderseite 30 führt, ist der Steuerkolben 34 gegen eine Federkraft in der Figur nach rechts verschoben, so daß die Hochdruckseite 30 in an sich bekannter Weise mit der Ansaugseite der Flügelzellenpumpe verbunden ist. Des weiteren ist eine mit dem Tank verbundene Aufladebohrung 36 vorgesehen, durch die bei hohen Geschwindigkeiten Hydraulikflüssigkeit vom Tank zur Ansaugseite gefördert wird, wodurch Kavitationsbildung innerhalb der Flüssigkeit verhindert wird.

Mittels eines Leckölkanals 38 wird das in der Kraftstoffpumpeneinheit angeordnete Gleitlager 16 mittels Hydrauliköl aus der Lenkhelfpumpeneinheit geschmiert. Das Gleitlager 16 läuft somit nicht im Kraftstoff der Kraftstoffpumpeneinheit 4, der nur eine unbefiedigende Schmierwirkung hätte.

Der Wellenabschnitt 12 der Antriebswelle 8 umfaßt einen Endbereich in Form eines freifliegenden Wellenzapfens 40, auf dem ein Rotor 42 der gleichfalls als Flügelzellenpumpe ausgebildeten Kraftstoffpumpeneinheit 4 antreibbar gelagert ist. Die Kraftstoffpumpeneinheit 4 umfaßt weiter einen Hubring 44 und zwei Druckplatten 45 und 46 für den Hubring 44 und den Rotor 42 .Die Förderseite 48 der Flügelzellenpumpe ist mittels einer Druckleitung 50 mit einem Einspritzsystem des Kraftfahrzeugs verbunden. Hier stehen Drücke von etwa 6 bar zur Verfügung; es wird also von der Antriebswelle 8 eine wesentlich geringere Leistung auf die Flügelzellenpumpe der Kraftstoffpumpeneinheit 4 übertragen als dies bei der Lenkhelfpumpeneinheit 6 der Fall ist. Die Ansaugsseite der mehrhubigen Flügelzellenpumpe ist von zwei mit dem Tank verbundenen, nierenförmigen Öffnungen 52 gebildet, in die auch eine Leckölbohrung 54 mündet, die mit einem den Wellenabschnitt 12 teilweise umgebenden spaltförmigen Raum 56 verbunden ist.

Zur Unterstützung des Ein- und Ausfahrens der Flügel des Rotors 42 ist auch bei der Kraftstoffpumpeneinheit eine Druckleitung 58 zur Unterflügelpumpe vorgesehen.

Claims (7)

1. Kraftstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug, die von einer ersten von zumindest zwei Pumpeneinheiten (4,6) einer Mehrfachpumpe (2) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rotor (42) der ersten Pumpeneinheit (4) der Mehrfachpumpe (2) von einem freifliegenden Wellenzapfen (40) antreibbar gehalten ist, und daß ein Wellenlager (16) der ersten Pumpeneinheit (4) von dem Fördermedium einer zweiten Pumpeneinheit (6) der Mehrfachpumpe (2) geschmiert ist.
2. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Pumpeneinheit (6) zur Übertragung größerer Leistung vorgesehen ist.
3. Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Pumpeneinheit (4) eine doppelhubige Pumpe umfaßt.
4. Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der ersten Pumpeneinheit (4) und der wenigstens einen weiteren, zweiten Pumpeneinheit (6) eine kupplungslose gemeinsame Welle (8) vorgesehen ist.
5. Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Pumpenheit (4) der Mehrfachpumpe (2) eine Flügelzellen- oder Rollenzellenpumpe umfaßt.
6. Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Pumpeneinheit (4) als Druckplatte (28) der zweiten Pumpeneinheit (6) an dieser angeordnet ist.
7. Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Pumpeneinheit (6) der Mehrfachpumpe (2) als Lenkhelfpumpe ausgebildet ist.

Images