DE3102982A1

DE3102982A1 - Pumpvorrichtung

Info

Publication number: DE3102982A1
Application number: DE3102982A
Authority: DE
Inventors: Ko Fujisawa Kanagawa Hiratsuka; Michiaki Yokohama Kanagawa Sasaki; Kiyokazu Yamamoto
Original assignee: Jidosha Denki Kogyo KK; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Jidosha Denki Kogyo KK; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-01-31
Filing date: 1981-01-29
Publication date: 1982-01-07
Also published as: DE3102982C2; JPS56113182U; US4370102A; JPS5939189Y2; GB2069052B; GB2069052A

Description

TER meer . Mt¹JLLFR . 3rciNMEiSTER ** NiöäartfCTidosha Donki

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Pumpvorrichtung für Fluide gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, insbesondere eine Brennstoffpumpe für Kraftfahrzeuge mit Brennkraftmaschine und Brennstoffeinspritzung.

Im allgemeinen umfaßt das Brennstoffzufuhrsystem eines Kraftfahrzeugs ein Dämpfungsorgan, ein Rückschlagventil und ein Unterbrecherventil zum Modulieren des pulsierenden Drukkes des Brennstoffs, der von einer Brennstoffpumpe zugeführt wird. Ein Überdruck- oder Rücklaufventil dient dazu, zu verhindern, daß die Brennstoffpumpe einen zu hohen Druck aufbaut. Bei den bekannten Systemen befindet sich das Dämpfungsorgan in einer Ölleitung stromabwärts der Brennstoffpumpe. Das Rückschlagventil und das Unterbrecherventil sind am Auslaß der Brennstoffpumpe vorgesehen. Diese Elemente sind daher getrennt voneinander angeordnet.

Eine derartige getrennte Anordnung des Dämpfungsorgans, des Rückschlagventils, des Unterbrecherventils, des Überdruckventils und anderer Teile führt zu einem erheblichen Raumbedarf zur Unterbringung sämtlicher Teile. Im übrigen ist die sichere Funktionsfähigkeit aller getrennten Teile nicht immer gewährleistet.

Die Erfindung ist daher darauf gerichtet, eine Vorrichtung zum Pumpen von Fluid zu schaffen _t die nur einen geringen Raumbedarf für die Unterbringung der Hilfsorgane, wie etwa eines Dämpfungsorgans, eines Rückschlagventils, eines Unterbrecherventils und eines Überdruckventils erfordert.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs=
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Erfindungsgemäß umfaßt eine Vorrichtung zum Pumpen von

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Brennstoff oder andieÄeH Pjuiden eine einzelne Hilfseinrichtung, die als Dämpf ungsorrfäin _f, Rückschlagventil, Unterbrecherventil und Überdruckventil *irkt und die Punktion dieser Teile in einer Einheit zusammenfaßt. Die Hilfspumpe ist mit der Brennstoffpumpe zu einer Einheit verbunden.

Die Hilfseinrichtung gestattet es, den pulsierenden Druck des von der Brennstoffpumpe; zugeführten Brennstoffs zu modulieren und zu verhindern, daS die Brennstoffpumpe einen zu hohen Druck aufbaut. .λ\

Im Folgenden weräen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand; der'beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig·. 1 .iiiSffc ein senkrechter Schnitt durch :- jöJipe erfindungsgemäße Vorrichtung,

iüei der einige Teile zur Verdeutlichung fortgelassen sind;

Fig. 2A bis 2E feigen verschiedene Betriebszustände

einer Hilfseinrichtung, die ein Teil der Vorrichtung der Fig. 1 bildet.

Gemäß Fig* ΐ umfaßt die er irindungs gemäße Brennstoffpumpe ein Gehäuse Z₁ einen in diesem befestigten Magneten 3, einen Läufer 4,, eine Bürste 5 und weitere Teile, die in dem Motorraum 6 eines Elektroirfc&tor/s angeordnet sind. Ein Pumpenrad 7 ist an einer Welle 4a- äes Läufers 4 befestigt und liegt in üblicher Weise drehbar innerhalb einer Pumpenkammer 8. Wenn die Weile 4a des Käufers 4 gedreht wird, dreht sich auch das Pumpenrad 7/so daß Brennstoff durch einen Einlaß 10 der Breoftstoffpump^'1 über ein Filter 9 angesaugt wird und mit vorgegebenem Diiück in den Motorraum 6 des Elektromotors gelangt. Der Brennstoff geht durch den Motorraum 6 hindurch und strömt durch einen Kanal 11 am vorderen Ende der Brennstoffpumpe f*

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MEER · möller . steinmeister

Eine Hilfseinrichtung 12 ist fest mit der Brennstoffpumpe im Bereich des Kanals 11 verbunden.

Die Hilfseinrichtung 12 umfaßt öine grste Kammer A und eine zweite Kammer B, die durch eine Membran 13 getrennt sind. Die erste Kammer A befindet sich im unteren Bereich der Hilfseinrichtung 12 und ist direkt mit deß* Säßaren Ende des Kanals 11 der Brennstoffpumpe 1 verbunden. ES,n Ventilsitz 14 ist im Mittelbereich am Boden der ersten Kammer A ausgebildet. Ein Dichtring 14a ist an dem Ventilsitz 14 befestigt. Ein Auslaß 15 befindet sich im Bodenbeceish der Hilfseinrichtung 12 und verläuft im wesentlichen in dessen Radialrichtung. Das innere Ende des Auslasses 15 mündet im Mittelbereich der ersten Kammer A innerhalb des Ventilsitzes 14. Das äußere Ende des Auslasses 15 ist mit einer nicht gezeigten Ölleitung oder Brennstoffzufuhrleituncf. verbunden, die zu einer Brennkraftmaschine verläuft. .".::■■

Ein Ventilkörper 16 ist am inneren Rand der Membran 13 in deren Mittelpunkt und gegenüber eteJit Ventilsitz 14 befestigt. Der Ventilkörper 16 kann sich in senkrechter Richtung bewegen. Die Bodenfläche des Ventd-Xkirpers 16 berührt die obere Oberfläche des Ventilsitzes 14 ,derart, daß das offene Ende des Auslasses 15 geschlossen ,#erd'en kann. Ferner kann der Brennstoffdurchsatz durch &s$©äiün.g des Abstandes zwischen dem Ventilkörper 1 β und 4©.j? 'Ventilsitz 14 verändert werden.

Ein Rücklaufkanal 17 befindet sieh in senkrechter Richtung im Mittelpunkt des Ventilkörpers 14 in einer Position, die dem inneren offenen Ende des AusX^s^s 15 der Hilfseinrichtung 12 entspricht. Der RückXaufkapa].' 1? verläuft von der ersten Kammer A an seinem unteren Endest eines" dritten Kammer C an einem oberen Ende, die sich innerhalb einer zylindrisehen Hülse 12a befindet. Die zylindrische Hülse 12a wird durch eine Verlängerung des V©föti!körpers 16 gebildet. Ein

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kugelförmiger Ventilkcrper 18 befindet sich innerhalb der dritten Kammer C und wird durch eine Schraubenfeder 19 in Richtung des Rücklaufkanals 17 vorgespannt, so daß dieser von seinem oberen Ende her verschlossen wird. Die dritte Kammer C steht über die zweite Kammer B mit einem nicht gezeigten Brennstofftank in Verbindung.

Die zweite Kammer B ist begrenzt durch eine kegelstumpfförmige Haube 12b, die Membran 13 und den Ventilkörper 16.

Eine große Schraubenfeder 20 liegt zwischen dem Ventilkörper 16 und der kegelstumpfförmigen Haube 12b und spannt den Ventilkörper 16 sowie die Membran 13 derart vor, daß der Ventilkörper 16 gegen den Ventilsitz 14 gedrückt wird, also nach unten in Fig. 1.

Wenn im Betrieb der Zufuhrdruck des Brennstoffs aus der Brennstoffpumpe 1 Null ist, d.h. wenn die Brennstoffpumpe 1 abgeschaltet ist, wie es in Fig. 2A gezeigt ist, drückt die Schraubenfeder 20 den Ventilkörper 16 aufgrund ihrer Vorspannung gegen den Ventilsitz 14. Auch das Rücklaufventil mit dem Ventilkörper 18 ist aufgrund der Vorspannung der Schraubenfeder 19 geschlossen.

Wenn die Brennstoffpumpe 1 eingeschaltet wird, steigt der Brennstoffdruck in dem Kanal 11. Daher wird gemäß Fig. 2B die Membran 13 in gewissem Umfange nach oben aufgrund des Brennstoffdrucks verformt, so daß der Ventilkörper 16 leicht von dem Ventilsitz 14 entgegen der Vorspannkraft der Schraubenfeder 20 abgehoben wird und eine kleine Brennstoffmenge in den Auslaß 15 gelangen kann.

In diesem Falle wirkt der Ventilkörper 16, der durch die Membran 13 aufgenommen wird, als Unterbrecherventil, das ein tropfenweises Durchsickern des Brennstoffs verhindert. 35

Wenn der Druck der Brennstoffpumpe 1 einen vorgegebenen

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Wert erreicht hat, gelangen gemäß Fig₀ 2C die Membran 13 und der Ventiikörper 16 in eine Gleichgewichtsstellung zwischen der Schraubenfeder 20 einerseits und dem Brennstoffdruck andererseits, so daß der Ventilkörper 16 stehenbleibt. Der Brennstoff wird mit vorgegebenem Druck in den Auslaß 15 gepumpt. Die Pulsation d@s Brennstoffdruckes kann dadurch aufgenommen werden, daß die Membran in bezug auf ihren Gleichgewichtspunkt aufwärts und abwärts bewegt wird.
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In diesem Falle wirken die Membran 13 und der Ventilkörper 16 als Dämpfer für die Druckschwingung.

Wenn die Brennstoffpumpe 1 in diesem Falle angehalten wird, nimmt der Druck in der ersten Kammer A ab. Die Membran 13 verformt sich daher aufgrund der Klaffe der Schraubenfeder 20 nach unten, so daß der Ventilkörper 16 den Ventilsitz

14 berührt. Folglich gelangt der Ventilkörper 16 zurück in die in Fig. 2A gezeigte Stellung, und der Brennstoffdruck innerhalb der Brennstoffleitung stromabwärts des Auslasses

15 kann auf einem vorgegebenen Wert gehalten werden»

In diesem Falle wirkt der Ventilkörßsr 16 als Rückschlagventil.

Wenn bei normalem Betrieb der Brennstoffpumpe 1 eine Störung in der Brennstoff zuführleitung? ©intritt, die beispielsweise auf einer Kollision beruhe» kann? so daß der Brennstoffdruck auf der Seite der Brennstoffpumpe 1 tibermäßig zunimmt, berührt der Anschlagbereich 16a am ©foeren Ende des ersten Gehäuses 12a der dritten Kammer C al® obere Wand der zweiten Kammer B^ wie es in FIg₀ 2D geneigt ist» Im übrigen wird das Rücklauf ventil durch Abheben <ä©S Fentilkörpers 1β geöffnet, so daß der Brennstoff in die zweite Kammer B und von dieser in nicht gezeigter Weise zurück in den Brennstofftank strömt.

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Wenn der Druck innerhalb der Brennstoffleitung stromabwärts des Auslasses 15 beispielsweise aufgrund erhöhter Temperatur übermäßig zunimmt, wird das Rücklaufventil durch Abheben des Ventilkörpers 18 geöffnet, wie es in Fig. 2E gezeigt ist. Der Brennstoff kann daher aus dem Auslaß 15 in die zweite Kammer B zurückströmen und von dieser in den Brennstofftank gelangen.

In diesem Falle dient das Ventil mit dem Ventilkörper 18 als Sicherheitsventil zum Schutz der Brennstoffleitung.

Wenn die Brennstoffpumpe 1 abgeschaltet wird, berührt der Ventilkörper 16 den Ventilsitz 14 unter dem Druck der Schraubenfeder 20, so daß der Auslaß 15 geschlossen wird. Es ist daher selbst bei beschädigter Brennstoffleitung nur erforderlich, die Brennstoffpumpe 1 abzuschalten, um das Auslaufen des Brennstoffs aus dem Tank zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird daher mit einer einzigen Pumpenhilfseinrichtung die Funktion eines Dämpfungsorgans, eines Unterbrecherventils, eines Rückschlagventils und eines Überdruckventils unmittelbar an der Brennstoffpumpe wahrgenommen. Daher kann der Raum, der üblicherweise zur Unterbringung dieser Teile notwendig ist, erheblich reduziert 5 werden. Verschiedene funktionen können im übrigen in vorteilhafter Weise vereinigt werden. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung i.st einfach/ und die Arbeitsweise der Vorrichtung daher zuverlässig.

Die Erfindung gestattet eine Reihe von Abwandlungen und ist insbesondere nicht nur für Brennstoffpumpen für Kraftfahrzeuge, sondern auch für andere Fluidpumpen geeignet.

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Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE ύ I U 2 3 Q TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Olfico Mandatalres agrees pros I'Offlc· european des brevet» -Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl -Ing. H. Steinmeister D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1 WG0483/271(3)/TT st/ri 29. Jan. 1981

1. NISSAN MOTOR CO., LTD.

No. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanaqawa-ken, Japan

2. JIDOSHA DENKI KOGYO KABUSHIKI KAISHA 1760, Higashimatano-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

PUMPVORRICHTUNG

PRIORITÄT: 31. Januar 1980, Japan, No, 55-10687 (Gbm)

PATENTANSPRÜCHE

U Pumpvorrichtung für Fluide mit einer Hauptpumpe, die einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, gekennzeichnet durch eine Hilfseinrichtung (12) in Verbindung mit der Hauptpumpe (1), die im einzelnen folgende Merkmale aufweist:

- eine erste Kammer (A) in Verbindung mit dem Auslaß (11) der Hauptpumpe (1);

- eine zweite Kammer (B);

- eine Membran (13) zur Trennung der ersten und zweiten Kam-

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mer (A,B). ;

- einen Ventilsitz (14) innerhalb der ersten Kammer (A), von dem ein Auslaß (15) aus der Hilfseinrichtung ausgeht;

- einen mit der Membran (13) verbundenen, durch eine erste Feder (20) gegen den Ventilsitz (.14) vorgespannten Ventilkörper (16), der durch den Fluiddruck in der ersten Kammer (A) entgegen der Vorspannkraft der Feder (20) von dem Ventilsitz (14) abhebbar ist;

- ein Überdruckventil (17,18) innerhalb des Ventilkörpers (16) zur Verbindung der ersten Kammer (A) mit der zweiten Kammer (B) und über diese mit einem Rücklauf; und

- eine zweite Feder (19), die den Ventilkörper (18) des Überdruckventils (17,18) in die geschlossene Ventilstellung vorspannt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptpumpe (1) und die Hilfseinrichtung (12) als eine zusammenhängende Einheit ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das überdruckventil (17,18) ein Kugelventil ist.

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