Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Fördereinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Kraftstoffpumpe, mit einem zwischen zwei Gehäuseteilen angeordneten Laufrad der Kraftstoffpumpe, wobei das Laufrad drehfest auf einer Welle des Elektromotors befestigt ist.
Solche Kraftstoff-Fördereinheiten werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Die Gehäuseteile der Kraftstoffpumpe sind meist aus Metall oder einer Sinterkeramik gefertigt oder weisen eine in Kunststoff eingepresste Sinterbuchse als Lagerung für die Welle auf. Die Gehäuseteile stehen dem Laufrad mit besonders geringem Abstand gegenüber und bilden damit eine Spaltdichtung der Kraftstoffpumpe. Ein Wärmeeintrag durch Reibung oder Wärme des Elektromotors führt jedoch zu einer Ausdehnung der Gehäuseteile und des Laufrades und damit zu einer Verringerung des Spaltes zwischen den Gehäuseteilen und dem Laufrad. In der Folge entsteht weitere Reibung in der Kraftstoffpumpe, die im ungünstigsten Fall zu deren Klemmen führt. Insbesondere bei einem Trockenlauf der Kraftstoff-Fördereinheit blockiert die Kraftstoffpumpe in sehr kurzer Zeit.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde eine Kraftstoff-Fördereinheit der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass ein Klemmen der Kraftstoffpumpe insbesondere bei einem Trockenlauf weitgehend vermieden wird.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest eines der Gehäuseteile eine Dehnfuge hat, und dass zumindest eines der Gehäuseteile aus Kunststoff gefertigt ist und dass der Kunststoff eine Lagerschale zur unmittelbaren Lagerung der Welle bildet.
Durch diese Gestaltung kann sich das Gehäuseteil bei Wärmeeintrag oder bei Reibung ausdehnen. Die Formänderung der Gehäuseteile lässt sich durch eine entsprechende Anordnung der Dehnfuge oder mehrerer Dehnfugen auffangen und damit von der Lagerung der Welle und dem Laufrad fernhalten. Der Dichtspalt zwischen den Gehäuseteilen und dem Laufrad lässt sich dank der Erfindung auch bei einer Wärmeausdehnung der Gehäuseteile weitgehend konstant halten. Damit wird die Erzeugung weiterer Reibung besonders gering gehalten und ein Klemmen der Kraftstoffpumpe weitgehend vermieden. Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Fördereinheit kann daher über einen besonders langen Zeitraum trocken und damit ohne Kraftstoff betrieben werden, ohne dass die Kraftstoffpumpe klemmt.
Bei bekannten Kraftstoff-Fördereinheiten für Otto-Kraftstoffe konnten die Gehäuseteile einschließlich der Lagerung der Welle nicht vollständig aus Kunststoff gefertigt werden, da zu dem Wärmeeintrag über den Elektromotor zusätzlich eine Formänderung durch Quellen des Kunststoffs bei Kontakt mit Kraftstoff eine Abdichtung der Gehäuseteile gegenüber dem Laufrad verhindert. Die Dehnfugen nach der Erfindung nehmen die Formänderung des Kunststoffs durch Quellen auf und verhindern damit, dass der Dichtspalt gegenüber dem Laufrad und ein Lagerspalt gegenüber der Welle verändert wird. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Kunststoff als Gehäuseteil besteht darin, dass von dem Elektromotor erzeugte Wärme besonders schlecht weitergeleitet wird. Dies führt zu einer weiteren Verminderung der Reibung in der Kraftstoffpumpe.
In axialer wie in radialer Richtung auftretende Formänderungen lassen sich durch eine entsprechende Anordnung der Dehnfugen gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach ausgleichen, wenn das dem Elektromotor zugewandte Gehäuseteil einen radialen, auf die Welle zulaufenden Abschnitt und einen axialen, parallel zu der Welle von dem Laufrad weggeführten Abschnitt aufweist.
Ein Wärmeeintrag in das dem Elektromotor zugewandte Gehäuseteil lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn die Dehnfuge an dem axialen Abschnitt nahe des Laufrades angeordnet und als Beabstandung des Gehäuseteils von der Welle ausgebildet ist.
Zur weiteren Verringerung der Reibung im Bereich der Lagerung der Welle trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn sich die Dehnfuge über ungefähr die Hälfte des axialen Abschnittes erstreckt.
Zur weiteren Verringerung der Reibung im Bereich der Lagerung der Welle trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn sich die Dehnfuge an dem axialen Abschnitt über die gesamte Höhe des radialen Abschnitts erstreckt. Der radiale Abschnitt des dem Elektromotor zugewandten Gehäuseteils kann sich hierdurch in seiner Ebene ausdehnen, ohne zu einer verstärkten Reibung in der Lagerung der Welle zu führen.
Eine Verformung eines der Abschnitte durch eine Formänderung des anderen Abschnitts lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die Dehnfuge im aufeinander treffenden Eckbereich der beiden Abschnitte angeordnet ist.
Eine Beeinflussung des Dichtspaltes zwischen den Gehäuseteilen und dem Laufrad lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die Dehnfuge an der dem Laufrad abgewandten Seite des dem Elektromotor zugewandten Gehäuseteils angeordnet ist.
Das dem Elektromotor zugewandte Gehäuseteil lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig in einer axial endformbaren Spritzgussform fertigen, wenn die Dehnfuge als um den axialen Abschnitt umlaufende Nut ausgebildet ist.
Zur weiteren Verringerung der Fertigungskosten der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Fördereinheit trägt es bei, wenn der axiale Abschnitt und der radiale Abschnitt einstückig gefertigt sind.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
Bei einem Antrieb des Laufrades 6 saugt die Kraftstoffpumpe 3 über einen Ansaugkanal 15 Kraftstoff an und fördert diesen über einen Auslasskanal 16 in das Gehäuse 1 der Fördereinheit. Der Kraftstoff durchströmt anschließend den Elektromotor 2 in einem Spalt zwischen dem Stator 10 und dem Rotor 9. Zur Verdeutlichung sind in der Zeichnung die Strömungen des Kraftstoffs mit Pfeilen gekennzeichnet. Anschließend strömt der Kraftstoff über ein Rückschlagventil 17 zu einem Anschlussstutzen 18. An dem Anschlussstutzen 18 lässt sich eine nicht dargestellte, mit einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges verbundene Kraftstoffleitung anschließen.
Bei einem Trockenlauf und damit ohne Förderung von Kraftstoff wird von dem Elektromotor 2 erzeugte Wärme über den als Radiallagerung 14 ausgebildeten Bereich des axialen Abschnitts 20 in die Kraftstoffpumpe 3 eingebracht. In der Dehnfuge 21 des axialen Abschnitts 20 kann nur unwesentlich Wärme auf die Kraftstoffpumpe 3 übertragen werden, da hier das Gehäuseteil 4 einen Abstand zu der Welle 7 aufweist. Zur Verdeutlichung ist in der Zeichnung der Wärmestrom mit Pfeilen gekennzeichnet. Die Wärme kann zu einer Ausdehnung des axialen Abschnitts 20 in radialer Richtung erfolgen. Bei einem Trockenlauf und damit ohne Förderung von Kraftstoff führt von der Kraftstoffpumpe 3 erzeugte Reibungswärme zu einer Ausdehnung des radialen Abschnitts 19 in auf die Welle 7 weisender Richtung. Der radiale Abschnitt 19 vermag sich durch die beiden Dehnfugen 21, 22 geringfügig zu der Welle 7 hin auszudehnen, ohne Kräfte in die Radiallagerung 14 einzuleiten. Zur Verdeutlichung sind in der Zeichnung strichpunktiert bei einer Temperaturerhöhung entstehende Ausdehnungen des zwischen der Kraftstoffpumpe 3 und dem Elektromotor 2 aus
Die Erfindung wurde beispielhaft an einer Seitenkanalpumpe dargestellt. Selbstverständlich kann es sich bei der Kraftstoffpumpe 3 auch um eine Peripheralpumpe oder eine Verdrängerpumpe, wie beispielsweise eine so genannte G-Rotor-Pumpe handeln.