Um eine Kraftstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug dahingehend zu verbessern, daß sie innerhalb des Motorraums, insbesondere bei Wartung und Reparatur, besser zugänglich ist sowie wirtschaftlicher herstellbar ist als bekannte Kraftstoffpumpen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Kraftstoffpumpe in Form einer Pumpeneinheit (4) einer Mehrfachpumpe (2) auszubilden.
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug.
Bekannte Kraftstoffpumpen sind bisher als separate Pumpenvorrichtungen an unzugänglichen Stellen, etwa oberhalb des Motorblocks im Bereich des Einspritzsystems, eingebaut und benötigen einen eigenen Antrieb mit entsprechenden Lagervorrichtungen, was sich als kostenintensiv erweist. Bekannte Kraftstoffpumpen erweisen sich bei der Wartung und Reparatur als nachteilig, da den Zugang zu der Kraftstoffpumpe versperrende Teile, wie zum Beispiel Leitungen, Turbolader etc., entfernt werden müssen, bevor die Kraftstoffpumpe demontiert werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die kostengünstiger herstellbar und besser zugänglich im Motorraum anbringbar ist als bekannte Kraftstoffpumpen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kraftstoffpumpe von einer Pumpeneinheit einer Mehrfachpumpe gebildet ist.
Die Verwendung von Mehrfachpumpen bei Kraftfahrzeugen ist an sich bekannt, so zum Beispiel die Kombination einer Flügelzellenpumpe als Teil eines Lenkhilfsystems mit einer Radialkolbenpumpe für die Niveauregelung. Weiter ist die Kombination zweier Flügelzellenpumpen innerhalb einer Mehrfachpumpe für ein Vorder- und Hinterachslenksystem oder für ein Lenksystem und einen hydraulischen Lüfterantrieb bekannt.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe hat den Vorteil, daß sie keinen eigenen Antrieb benötigt, sondern von dem Antriebssystem der Mehrfachpumpe antreibbar ist. Hierdurch ist die Kraftstoffpumpe aber auch auf wirtschaflichere Weise herstellbar als bekannte Kraftstoffpumpen. Durch Integration in ein Mehrfachpumpensystem verringert sich auch die Baugröße der Kraftstoffpumpe, was hinsichtlich des Unterbringungsproblems im Motorraum vorteilhaft ist.
Die weiteren 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 weitere Pumpeneinheit zur Übertragung einer größeren Leistung und die Kraftstoffpumpeneinheit zur Übertragung einer geringeren Leistung ausgelegt ist. So ist es zum Beispiel denkbar und vorteilhaft, eine Pumpeneinheit der Mehrfachpumpe als Fördereinheit für ein Lenkhilfsystem mit entsprechend großer Förderleistung auszubilden. Die Kraftstoffpumpeneinheit ist dann durch den Antrieb dieser Pumpeneinheit antreibbar, 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 Lenkhilfpumpeneinheit 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. Es hat sich diesbezüglich als vorteilhaft erwiesen, die Kraftstoffpumpe so auszubilden, daß ein Rotor der Kraftstoffpumpeneinheit der Mehrfachpumpe von einem frei fliegenden Wellenzapfen der Antriebswelle antreibbar gehalten ist.
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 jedoch als vorteilhaft erwiesen, daß zum Antrieb der Kraftstoffpumpeneinheit und der weiteren Pumpeneinheiten eine kupplungslose gemeinsame Welle vorgesehen ist, da ein kupplungsloser Antrieb kostengünstiger herstellbar ist.
Besonders bevorzugt werden Flügelzellen- oder Rollenzellenpumpen für die Kraftstoffpumpeneinheit verwendet, da die Dichtelemente dieser Pumpen, Flügel bzw. Rollen, einen Verschleiß in Richtung des Hubrings selbsttätig ausgleichen. Ein weiterer Vorteil der Flügel- bzw. Rollenzellenpumpe*n 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 etwa 6 Flügeln bevorzugt. Insoweit erweist es sich auch als vorteilhaft, den Hubring mit einer Hartmetallbeschichtung, zum Beispiel Chrom-Nitrit oder Titan-Nitrit, auszubilden.
Es erweist sich weiter als vorteilhaft, daß die Kraftstoffpumpe zugleich als Druckplatte der weiteren Pumpeneinheit der Mehrfachpumpe dient.
Bei einer besonders vorteilhaften Kraftstoffpumpe ist das Wellenlager der Kraftstoffpumpeneinheit von dem Fördermedium der weiteren Pumpeneinheit geschmiert. Das Wellenlager läuft somit nicht im Kraftstoff und weist daher einen geringeren Verschleiß auf. Wenn die weitere Pumpeneinheit beispielsweise einem Lenkhilfsystem zugeordnet ist, so wird das Wellenlager der Kraftstoffpumpeneinheit von dem Lenköl des Lenkhilfsystems geschmiert. Dies ist kostengünstiger, als abgedichtete und eigengeschmierte Lager bei einer Kraftstoffpumpe vorzusehen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der zeichnerischen Darstellung sowie der nachfolgenden Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe.
In der Zeichnung zeigt
Die Figur zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnete Mehrfachpumpe. Die Mehrfachpumpe 2 umfasst eine als Kraftstoffpumpe dienende Pumpeneinheit 4 und eine als Lenkhilfpumpe ausgebildete weitere Pumpeneinheit 6. Die Kraftstoffpumpeneinheit 4 und die Lenkhilfpumpeneinheit 6 sind von einer gemeinsamen Antriebswelle 8 angetrieben. Die Antriebswelle 8 umfaßt einen der Lenkhilfpumpeneinheit 6 zugeordneten Wellenabschnitt 10 und einen der Kraftstoffpumpeneinheit 4 zugeordneten Wellenabschnitt 12 mit einem geringeren Wellenguerschnitt als der Wellenabschnitt 10. Die Antriebswelle 10 ist mittels eines Lagers 14 innerhalb der Lenkhilfpumpeneinheit 6 und mittels eines Lagers 16 innerhalb der Kraftstoffpumpeneinheit 4 umdrehbar gelagert.
Die Lenkhilfpumpeneinheit 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 Lenkhilfsystem 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 10, 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 Transportpumpeneinheit angeordnete Gleitlager 16 mittels Hydrauliköl aus der Lenkhilfpumpeneinheit 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 Lenkhilfpumpeneinheit 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.