DE2518659A1 - Absperrventil fuer eine kraftstoffpumpe - Google Patents

Description

Absperrventil für eine Kraftstoffpumpe

Es ist bekannt, daß aus verschiedenen Gründen Kraftstoffaustritte im Kraftstoffsystem zwischen Kraftstoffpumpe des Fahrzeuges und dem Verteilungsrohr der Ansaugleitung des Motors entstehen. Als Gründe für solche Kraftstoffaustritte können unsachgemäß abgedichtete Verbindungen der Kraftstoffleitung, mechanische Beschädigung der Kraftstoffleitungen, schlechtes Arbeiten der Kraftstoffeinlaßventile im Vergaser und natürlich die von einem Unfall herrührende umgestürzte Lage des Kraftfahrzeuges angeführt werden. Bei jedem der oben angeführten Umstände kann der Kraft-•toffaustritt sehr schwerwiegend sein, wennjdas Fahrzeug

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in Ruhe ist und der Kraftstofftank sich in einer Höhe befindet, die höher als die des Vergasers oder die des Motors ist.

Unter diesen Umständen kann der Kraftstoff vom Vorratstank zur Kraftstoffpumpe und durch Rückschlagventile der Kraftstoffpumpe zum Vergaser durch die Schwerkraft fließen und, wenn ein oder mehrere der oben angeführten Umstände vorliegen, wird Kraftstoff ausfließen und eine unerwünschte Gefahr schaffen. Es sei erwähnt, daß einer der Umstände, bei welchen der Kraftstofftank sich in einer höheren Lage als der Vergaser befindet, dann gegeben ist, wenn auf einem Gefälle geparkt wird. Dieser Umstand kann bei jedwedem Fahrzeug auftreten, und tritt eher dann auf, wenn das Fahrzeug eine Ausführungsform aufweist, bei der der Kraftstofftank eher hoch in der Fahrzeugkarosserie angebracht ist als unterhalb derselben, wie es häufig getan wird.

Eine eingehendere Diskussion des oben erwähnten, sowie eine anders geartete Lösung des Problems kann in der HS-PS 3 368 538 (PAULI u.a.) vom 13. Feber 1968 mit dem Titel "Fuel Pump for Motor Vehicles" gefunden werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Einlaßseite einer herkömmlichen Kraftstoffpumpe eine Ventileinrichtung angeordnet, welche so gestaltet ist, daß ein Überdruck im Einlaßstutzen einen Druck auf eine Membran ausübt, die ihrerseits eine Schließkraft auf das Einlaßventil hervorruft. Die Membran ist mit einer größeren wirksamen Fläche versehen als die Fläche des Ventilsitzes, so daß der Überdruck zwangsläufig eine Sehließkraft auf das Einlaßventil ausübt. Die Fläche des Ventilsitzes und die Fläche der Membran verhalten sich so, daß lediglich ein geringer Unterdruck in der Pumpenkammer unterhalb des Einlaßventils erforderlich ist, um das selbe zu öffnen. Dieser Unterdruck wird sodann auf die Membran übertragen, so daß das Einlaßventil normal arbeiten kann, wenn der Motor läuft.

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Nachstehend folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen,

Fig.l zeigt eine Gesamtansicht einer Membrankraftstoffpumpe gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt. Fig.2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht der Einlaß- und Auslaßteile einer Kraftstoffpumpe, wobei die Einlaßventil* vorrichtung im Detail gezeigt ist. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den bei der Erfindung verwendeten Ventilteil von der Ebene 3-3 in Fig.2 aus. Fig. k zeigt einen Schnitt entlang der Linie h-h der Fig.2. Fig.5 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einem Kugelgelenk, welches für die Verwendung in Verbindung mit dem Ventilteil bestimmt ist. Fig.6 ist eine andere Ausführungsform der Gelenkvorrichtung für den Ventilteil.

Die Membrankraftstoffpumpe, die in Fig.l allgemein mit Io bezeichnet ist, ist von einer mehr oder weniger üblichen Konstruktion. Ein Befestigungsflansch 12 ist ein Teil eines starren Pumpengehäuses Ik und der Flansch 12 ist für die Befestigung der Pumpe an den Fahrzeugmotor vorgesehen. Ein Hebel 16 ist für die Betätigung der Pumpe vorgesehen und tut dies auf Grund der Tatsache, daß das freie Ende des Hebels durch eine Nooke am Motor (nicht dargestellt) in eine Hin- und Herbewegung versetzt wird. Der Hebel 16 ist auf einem Hebelzapfen 18 gelagert und ein nach innen ragender Arm des Hebels 2o bewegt eine Schale oder Haube 22, welche wiederum den Kopf 2h auf der Stange 26 in eine Hin- und Hatoewegung versetzt, wenn die Pumpe betätigt wird. Sine Hebelrückstellfeder 28 ist vorgesehen, um den Kontakt des Hebelarmes 16 mit der Nocke jederzeit aufrecht zu erhalten. Eine Feder 28 befindet sich in der Schale 22 und stützt sich mit ihrem anderen Ende gegen einen Teil des Pumpengehäuses 14 ab. Eine Pumpmembran 30 ist mittels eines eine Pumpkammer bildenden Deckels 32 an dem Gehäuse Io befestigt. Der Deckel 32 ist, wie bei 34 gezeigt, zum Gehäuse lh hin umgebogen, um zu gewährleisten, daß die Membran fest in ihre Lage geklemmt ist.

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An die Puapkammer 32 ist ein zylindrischer Einlaßturm 36 und ein ähnlicher Ausiaßturm 38 angebracht. Der Turm 36 ist mit einem Einlaßrückschlagventil 4o und der Turm 38 mit einem Auslaßrückschlagventil 42 versehen. Ein Einlaßstützen 37 führt Kraftstoff von einer nicht dargestellten Quelle zu und ein Auslaßstutzen 39 führt Kraftstoff einer Verbrauchersteile zu, wie etwa einem Vergaser einer Verbrennungskraftmaschine.

Eine Membran 3o ist zwischen einer oberen und unteren Stützplatte 31» 33 eingespannt, welche ihrerseits an der Stange 26 befestigt sind, die die Membran betätigt. Eine Feder 35 beaufschlagt die Membran, ebenso die Stützplatten, nach abwärts, um, wie bei dergleichen Pumpen üblich, die Pumpkraft zu erzeugen.

In Fig.2 ist das erfindungsgemäße Sperrventil vergrößert dargestellt. An die Pumpkammer 32 ist der Einlaßturm 36 und der Auslaßturm 38 befestigt. Innerhalb des Turmes 36 befindet sich das Einlaßventil und die Montageuntergruppe 4o des Sperrventils, welche so konstruiert ist, daß sie als Einheit in den Einlaßturm 36 ein- und ausgebaut werden kann. Vie in Fig.2 dargestellt, ist der Einlaß turm 36 an einem rohrförmigen Ansatz 44 der Pumpkammer 32 befestigt. Der Turm kann an den Ansatz 44 auf beliebige Veise z.B. durch Preßsitz oder durch Löten, Schweißen etc. befestigt sein.

Eine Büchse 46 ist in den rohrförmigen Ansatz 44 eingepaßt und dient zur Aufnahme der Montageuntergruppe 4o. Die Büchse 46 ist mit einer mittigen öffnung 47 versehen, durch welche alle gepumpten Medien während des Pumpens durchströmen. Die Büchse 46 ist vorzugsweise durch Preßsitz in Lage gebracht, sie kann aber mit irgendeinem beliebigen herkömmlichen Zusammenbauverfahren befestigt sein, wie etwa Weichlöten oder Hartlöten etc.

Die Ventil-Montageuntergruppe 4o weist einen Rahmen mit Ober- und Unterteilen auf, die durch Längsrippen 51

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voneinander getrennt sind. Die Rippen 51 tragen ein Filter oder Sieb 52, welches den Mittelteil des Rahmens 5o umgibt. Wie ersichtlich, ist der Rahmen 5o aus Kunststoff hergestellt und kann ein Formstück sein. In diesem Falle kann das Filter oder Sieb mit dem Rahmen in einem Stück in seiner Lage angeformt sein. Das Filter 52 kann nach Belieben aus einem Metallgewebe oder aus Kunststoff gefertigt sein. Wie aus Fig.2 ersichtlich, ist der Oberteil des Rahmens 5o mit einem elastischen Dichtring 54 versehen, welcher den Rahmen gegen die Büchse 46 abdichtet. Der Oberteil des Rahmens 5o weist eine Ausnehmung 46 auf, welche mit einem Ventilsitz 58 versehen ist, welcher eine erhöhte, den Mittelteil des Rahmens 5o nahe dem untersten Abschnitt der Ausnehmung 56 umgebende Umrandung aufweist.

Ein Einlaßventilteller 60 ist innerhalb der Ausnehmung 56 eingepaßt und weist eine untere Oberfläche 62 auf, die eine elastische Dichtscheibe 64 trägt. Die Oberfläche 62 ist ferner mit einer Anzahl von Fortsätzen versehen, welche als Führungsglieder dienen, um den Ventilteller bei seiner Auf- und Abbewegung in der Ausnehmung 56 zu führen.

Der Ventilteller 60 weist ein Dichtstück 6jjauf, um eine mittige Öffnung abzuschließen, welche das Innere eines rohrförmigen Ansatzes 7ο darstellt, das als Aufnahmeraum oder Aufnahmekammer für eine Ventilstange 72 dient. Die Aufnahmekammer 7o ist von einer Anzahl elastischer Finger 74 gebildet (vgl. Fig.3), Diese Finger 74 nehmen die Ventilstange 72 auf, wie in Fig.2 gezeigt ist. Die Stange 72 ist mit einem verbreiterten Kopf 76 versehen, der beim Zusammenbau durch eine von den Fingern 74 gebildete mittige öffnung 75 hindurchgedrtickt wird. Da die Finger elastisch sind, können sie nach außen gedrückt werden, um den Kopf 76 aufzunehmen. Vie in Fig.3 gezeigt, sind Ausschnitte 73 entlang der Länge der Finger 74 vorgesehen, um den Fingern die nötige Elastizität zu verleihen.

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Die Ventilstange 72 ist durch eine mittige öffnung 77 im Rahmen 5o geführt und mittels eines Paares von Stützplatten 79, 8o an der Membran 82 befestigt. Eine Feder 8k mit geringer Vorspannung stützt sich auf eine Schulter des Rahmens 5o und auf eine Stützplatte 8o ab, wobei sie die Membran vom Rahmen 5o wegdrückt. Die Stange 72 ist bei 86 angestaucht, um die Stützplatten 79, 8o festzuklemmen und um dadurch die Membran und die Stützplatten an der Stange 72 zu befestigen. Ein Deckel 88 ist zur Befestigung der Membran an dem Einlaßturm 36 vorgesehen. Mehrere Schrauben oder andere Befestigungsmittel 9o dienen zur Befestigung des Deckels 88. Eine elastische Dichtscheibe 92 kann zwischen der Membran 82 und einem Flansch 94 des Turmes 36 erforderlichenfalls eingelegt sein. Eine Öffnung oder ein Loch 96 ist im Deckel 88 vorgesehen, so daß der Raum zwischen der Membranvorrichtung und dem Deckel auf Atmosphärendruck gehalten ist. Dies gestattet der Membran sich ohne Beeinflussung durdi ein Vakuum oder Teilvakuum auf- und abzubewegen, welches Vakuum dann entstehen könnte, wenn der Deckel 88 nicht entlüftet wäre.

Wenn auch die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe mit unterhalb des Hauptgehäuses liegenden Ein- und Auslaßstutzen dargestellt ist, so soll doch erwähnt sein, daß die Pumpe ebenso gut in der umgekehrten Lage arbeitet. Bei laufendem Motor bewegt bei normalem Betrieb die Nooke dee Motors den Hebelarm 16 auf und ab und bewirkt, daß die Stange 26 im Verhältnis zur Drehung des Motors sich auf und ab bewegt. Da die Stange 26 sich auf- und abbewegt, wird auch die Membran 3o sich auf- und abbewegen und dadurch werden wiederum abwechselnd Saug- und Förderhübe der Pumpe bewirkt. Beim Saughub wird Kraftstoff durch den Einlaßstutzen eintreten und wird durch das Filter 52 in das Innere des Stützkörpers 5© strömen. Die Saugwirkung wird den Ventilteller 60 von seinem Sitz 58 bewegen und gestatten, daß Kraftstoff in die Pumpkammer strömt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Membran 82 sich nach oben, wie in Fig.2 gezeigt, bewegt haben und dadurch

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die vorgespannte . Feder 84 in einem gewissen Naß zusammendrücken. Zu diesem Zeitpunkt wird auch ein Unterdruck sowohl in der Pumpkammer und im Turm 36 als auch im Einlaßstutzen 37 herrschen. Es kann angenommen werden, daß dieser Unterdruck kurzzeitig anhält, und, wenn der Pumpenhub sich zum Förderhub umkehrt, wird der Ventilteller 6o zu seinem Sitz zurückkehren, jedoch kann die Stange 72 dazu neigen, mehr oder weniger in ihrer Stellung aufgrund der Wirkung des Unterdruckes auf dfe Membran 82 zu verharren. Dies wird durch die Länge des rohrförmigen Ansatzes 7o ermöglicht, welcher die Finger Ik aufweist, deren Länge größer ist als der Arbeitsweg d?s Ventiltellers 6o oder der Membran 82. Dadurch wird bei normalem Betrieb die Membran 82 in beliebigem erforderlichen Ausmaß sich auf- und abbewegen, sie wird jedoch im wesentlichen stillstehen, während der Ventilteller 6o sich gemäß der Pumpbewegung auf- und abbewegt, wenn die Pumpe vom Saughub in den Förderhub übergeht.

Wenn der Motor außer Betrieb ist, wird die vorgespannte Feder 84 den Ventilteller 6o zum Ventilsitz ziehen, auch wenn ein Unterdruck zu dieser Zeit vorhanden wäre. Während dieser Ruheperiode wird ein etwaiger Überdruck, der sich im Einlaßstutzen 37 möglicherweise aufbaut, sich bis zur Membran 82 fortpflanzen. Die Membran 82 weist eine größere wirksame Fläche als die des Ventilsitzes auf. Esfwird daher, je größer der Überdruck im Einlaß 37 ist, desto grosser die Schließkraft sein, um den Ventilteller 6o auf seinem Sitz 58 zu halten. In der Praxis muß diese Differenz der wirksamen Flächen innerhalb gewisser vernünftiger Grenzen gehalten sein, so daß die von der Pumpmembran erzeugte Saugwirkung ausreicht, die Membran 82 auch gegen einen Überdruck im Einlaß 37 zu bewegen.

Es sei angemerkt, daß in der vorangegangenen Beschreibung die Ventilstange 72 starr an der Membran 82 befestigt ist. Es ist allgemein bekannt, daß Membranen sich nicht notwendigerweise geradlinig bewegen und daher können

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oder sollten einige Vorkehrungen gegen eine Fehlausrichtung der Stange 72 mit dem Ventilteller 60 getroffen sein. In der Ausführungsform gemäß Fig.2 ist deshalb vorgesehen, daß der Kopf 76 der Stange 72 sich frei innerhalb des rohrförmigen Ansatzes 7o bewegen kann und selbst wenn die Stange eine geneigt gerichtete Stellung einnähme, säße der Ventilteller noch immer ordnungsgemäß auf. In den Fig. 5 und 6 sind abgewandelte Befestigungsmöglichkeiten der Stage 72 am Ventilteller dargestellt.

In Fig.5 ist ein Ventilteller 60A mit einem rohrförmigen Ansatz 7o A versehen, der eine die Stange 72 aufnehmende Öffnung loo aufweist. Die Stange 72 ist mit einem kugeligen Kopf versehen. Entsprechend ist der Ansatz 7oA mit einer sphärischen Innenfläche Io4 versehen, um einen Teil des Kopfes Io2 aufzunehmen. Die Stange 72 und der Kopf Io2 sind im Ventilteller 60A mittels eines Pfropfens I06 festgehalten, welcher ebenfalls mit einer sphärischen Innenfläche I08 versehen ist. Dadurch wird eine Kugelgelenksverbindung zwischen der Stange 72 und dem Ventilkopf 60A gebildet, welche in der Folge einen Ausgleich für jedwede zwischen dem Ventilteller und der Stange auftretende Winkelstellung vorsieht.

Fig.6 zeigt eine weitere Ausführungβform, bei der die Stange 72 mit einem Kardangelenk Ho herkömmlicher Konstruktion versehen ist, und es wird angenommen, daß es keiner weiteren Beschreibung dieses bedarf. Das Kardangelenk Ho stellt die Verbindung der Stange 72 mit einer Stangenverlängerung 72A her, die einen Kopf 76A aufweist, der im Ventilteller 60A mittels eines flachen Pfropfens I06A gesichert ist.

Patentansprüche;

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Claims (10)

1. Patentansprüche ι

   ( i.)Mechanische Membrankraftstoffpumpe, die für die Verwendung an Kraftfahrzeugen für das Ansaugen von Kraftstoff von einer Kraftstoffquelle und für das Zuführen des Kraftstoffes zu einer Verbrauchelstelle bestimmt ist, wobei diese Pumpe einen Kraftstoffeinlaß und einen Kraftstoff auslaß aufweist und wobei der Kraftstoffauslaß ein Auslaßrückschlagventil aufweist, gekennzeichnet durch eine Einlaßvorrichtung, die an der Pumpkammer (32) der Kraftstoffpumpe befestigt ist und mit der Pumpkammer (32) in kommunizierender Verbindung steht, einen Deckel (88) für diese Einlaßvorrichtung, an der von der Pumpkammer (32) abgewendeten Seite der Einlaßvorrichtung, eine biegsame Membran (82) zwischen Einlaßvorrichtung und dem Deckel (88), einen Einlaßventilsitz (58) in der Einlaßvorrichtung nahe der Pumpkammer (32), einen Kraftstoffeinlaßstutzen (37) in einer Wand dieser Einlaßvorrichtung, wobei dieser Stutzen (37) zwischen der Membran (82) und dem Ventilsitz (58) angeordnet ist, einen Einlaßventilteller (6θ), welcher eine Dichtung zwischen dem Ventilsitz (58) und der Pumpkammer (32) sowie eine Ventilstange aufweist, die mit ihrem einen Ende an der Membran (82) und mit ihrem anderen Ende am Ventilteller (60) befestigt ist.
2. 2. Kraftstoffpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (58) ein Teil eines Rahmens (50) ist, der in die Einlaßvorrichtung eingebaut und in dieser durch den Deckel (88) gehalten ist.
3. 3. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (50) den Ventilsitz (58) an seinem einen Ende aufweist, sowie einen Unterteil, der vom Ventilsitz (58) durch eine Mehrzahl von Rippen (51) getrennt ist.

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4. 4. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß sie eine von den Rippen (51) getragene Filtervorrichtung (52) aufweist.
5. 5. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (6o) an der Stange (72) unter Vermittlung einer Ausrichtvorrichtung befestigt ist, welche eine ständige Ausrichtung des Ventiltellers (6o) gegenüber dem Ventilsitz (58) ermöglicht.
6. 6. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtvorrichtung einen Kopf (76) an der Stange (72) und eine Aufnahmetasche (7o) am Ventilteller (6o) aufweist.
7. 7. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 5» dadurch gdennzeichnet, daß die Ausrichtvorrichtung ein Kugelgelenk (io2j loh) aufweist.
8. 8. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtvorrichtung ein Kardangelenk (llo) aufweist.
9. 9. Kraft stoff pumpefnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der wirksamen Fläche der Membran (82) und der Fläche des Einlaßventilsitzes (58) so bemessen ist, daß ein Überdruck im Einlaßstutzen (37), wenn die Pumpe außer Betrieb ist, den Ventilteller (6o) zu seinem Ventilsitz (58) in Schließstellung bringt, hingegen bei Betrieb der Pumpe ein Abheben des Ventiltellers (6o) vom Ventilsitz (58) aufgrund der Saugwirkung der Pumpe gestattet.
10. 10. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 9t dadurch gekennzeichnet, daß sie eine vorgespannte Feder (84) aufweist, weichejdie Membran (82) in eine Richtung duckt, in welcher der Ventilteller (6o) zu seinem Ventilsitz (58) bewegt wird.

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    - io - 8.4.75 si

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