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Dokumentenidentifikation DE10119553A1 21.08.2003
Titel Saugstrahlpumpe und Verfahren zur Herstellung einer Düse für eine Saugstrahlpumpe
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Lienig, Klaus-Jürgen, 65843 Sulzbach, DE
Vertreter Raßler, A., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 60388 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 21.04.2001
DE-Aktenzeichen 10119553
Offenlegungstag 21.08.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.08.2003
IPC-Hauptklasse F04F 5/00
IPC-Nebenklasse F04F 5/44   B05B 1/00   B29C 45/00   B23K 26/38   B23H 1/00   B60K 15/03   
Zusammenfassung Eine zur Förderung von Kraftstoff in einem Kraftstoffbehälter vorgesehene Saugstrahlpumpe hat einen separaten Düseneinsatz (7) mit einem Düsenkanal (8). Der Düseneinsatz kann sowohl aus Kunststoff im Spritzgußverfahren oder aus Metall erzeugt sein. Aufgrund der geringeren Bauteilgröße bei Kunststoff oder durch die Wahl von Metall als Werkstoff für den Düseneinsatz kann der Düsenkanal (8) mit einem besonders geringen Durchmesser versehen werden. Die Saugstrahlpumpe weist einen besonders geringen Treibmittelverbrauch auf.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Saugstrahlpumpe, welche insbesondere zur Förderung von Kraftstoff in einem Kraftstoffbehälter vorgesehen ist, mit einer vor einem Mischrohr angeordneten, mit einer Treibmittelleitung verbindbaren, einen Düsenkanal aufweisenden Düse. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Düse für eine Saugstrahlpumpe.

Solche Saugstrahlpumpen werden in Kraftstoffbehältern heutiger Kraftfahrzeuge häufig eingesetzt, um Kraftstoff aus einer Kammer des Kraftstoffbehälters in eine andere Kammer zu fördern oder um einen Schwalltopf zu füllen. Die Düse der bekannten Saugstrahlpumpe wird dabei zusammen mit dem Gehäuse einstückig aus dem Kunststoff POM gefertigt. Zur Herstellung der Düse wird eine Spritzgußform eingesetzt. Der Düsenkanal wird bei der Herstellung der Düse im Spritzgußverfahren von einem Kern der Spritzgußform erzeugt.

Nachteilig bei der bekannten Saugstrahlpumpe ist, daß der Düsenkanal einen sehr großen Durchmesser von meist 0,5 mm aufweist. Hierdurch hat die Saugstrahlpumpe einen sehr großen Verbrauch an Treibmittel. Dies führt zu einem hohen Energieverbrauch einer die Saugstrahlpumpe mit Treibmittel versorgenden Förderpumpe. Eine Verkleinerung des Durchmessers des Düsenkanals ist aufgrund der im Verhältnis zum Düsenkanal sehr großen Gehäuseabmessungen meist nicht möglich, da der Durchmesser des Kerns aus Stabilitätsgründen einen Durchmesser von ca. 0,5 mm nicht unterschreiten darf. Die bekannte Saugstrahlpumpe hat bei diesem Durchmesser des Düsenkanals einen Treibmittelverbrauch von 25 Liter pro Stunde. Die Fertigung des Düsenkanals durch ein nachträgliches Bohren der im Spritzgußverfahren ohne Kern gefertigten Düse ist nicht möglich, da der Kunststoff ausfransen kann, was einen großen Reibungsverlust bei der anschließenden Durchströmung mit Treibmittel zur Folge hat. Ein weiteres Problem, das die Verringerung des Düsenkanals verhindert, tritt bei Saugstrahlpumpen auf, deren Düsengehäuse auf der dem Düsenkanal abgewandten Seite mit einer Endkappe verschlossen wird. Zum Erreichen eines dichten Abschlusses werden beide Teile miteinander verschweißt. Während des Schweißprozesses entstehen Verunreinigungen, die sich im Düsenkanal festsetzen können.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Saugstrahlpumpe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß diese einen besonders geringen Verbrauch an Treibmittel hat. Weiterhin soll ein Verfahren zur Fertigung einer Düse für eine einen besonders geringen Verbrauch an Treibmittel aufweisende Saugstrahlpumpe geschaffen werden.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düse einen Düseneinsatz als separates Bauteil aufweist.

Durch diese Gestaltung reduziert sich die Größe des den Düsenkanal aufnehmenden Bauteils, so daß für die Herstellung des Düseneinsatzes als Spritzgußteil kleinere Werkzeuge Verwendung finden können, die den Einsatz von Kernen mit einem wesentlich kleineren Durchmesser erlauben. Auf diese Weise lassen sich ohne größeren Aufwand Düsenkanäle von beispielsweise 0,3 mm im Spritzgußverfahren prozessicher erzeugen. Somit können diese Düseneinsätze besonders kostengünstig aus POM gefertigt werden.

In einer anderen Ausgestaltung ist der Düseneinsatz aus Metall gefertigt. Dadurch läßt sich der Düsenkanal mit verschiedenen Fertigungsverfahren mit einem besonders kleinen Durchmesser in dem Einsatz aus Metall erzeugen. Beispielsweise lassen sich dank der Erfindung auch in Metell mit geringem Aufwand Düsenkanäle mit einem Durchmesser von 0,3 mm erzeugen.

Die erfindungsgemäße Saugstrahlpumpe hat mit einem Durchmesser des Düsenkanals von 0,3 mm einen Treibmittelverbrauch von ca. 10 Liter pro Stunde. Hierdurch hat die erfindungsgemäße Saugstrahlpumpe einen besonders geringen Verbrauch an Treibmittel. Die erfindungsgemäße Saugstrahlpumpe hat eine besonders geringe Energieaufnahme. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, daß sich durch eine geeignete Auswahl eines Kunststoffs oder eines Metalls für den Düseneinsatz eine Kavitation im Bereich des Düsenkanals weitgehend verhindern läßt. Die erfindungsgemäße Saugstrahlpumpe weist damit eine gleichbleibend hohe Förderleistung auf.

Die Düse läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig fertigen, wenn das Metall des Düseneinsatzes Messing ist.

Die Fertigung der erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe für verschiedene Einsatzgebiete mit unterschiedlichen vorgesehenen Pumpenleistungen gestaltet sich besonders einfach, wenn die Düse ein Düsengehäuse mit einem Anschluß für die Treibmittelleitung hat und das Düsengehäuse zur Halterung des Düseneinsatzes gestaltet ist. Hierdurch läßt sich der Düseneinsatz für vorgesehene Einsatzgebiete der Saugstrahlpumpe mit Standard-Düsengehäusen zusammenstellen. Hinzu kommt, daß durch den einsetzbaren Düseneinsatz das Düsengehäuse nunmehr einteilig gestaltet werden kann, da der Düseneinsatz nunmehr ein das Düsengehäuse verschließendes Element ist. Somit entfällt das Aufschweißen einer Endkappe auf das Düsengehäuse.

Die Befestigung des Düseneinsatzes an dem Düsengehäuse gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn der Düseneinsatz topfförmig gestaltet ist und einen Rand des Düsengehäuses übergreift.

Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung eines Verfahrens zur Fertigung einer Düse für eine einen besonders geringen Verbrauch an Treibmittel aufweisende Saugstrahlpumpe, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Düseneinsatz aus Kunststoff, vorzugsweise POM, im Spritzgußverfahren hergestellt wird, wobei der Düsenkanal während des Spritzgießens erzeugt wird.

Eine andere Lösung besteht darin, daß der Düsenkanal nach der Fertigung des Düseneinsatzes aus Metall oder Kunststoff in diesen eingearbeitet wird. Düsenkanäle mit einem besonders kleinen Durchmesser lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung einfach in dem Düseneinsatz erzeugen, wenn der Düsenkanal mittels eines Laserstrahls eingearbeitet wird.

Die Fertigung des Düsenkanals in einem Düseneinsatz aus Metall erfordert jedoch gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen Aufwand für eine Fertigungsanlage, wenn der Düsenkanal mit einem Bohrwerkzeug in den Düseneinsatz eingearbeitet wird. Als weiterevorteilhafte Weiterbildung ist das Erodierverfahren denkbar.

Die Fertigung der Düse gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig, wenn der Düseneinsatz und das Düsengehäuse miteinander verpreßt oder mittels Rastelementen verklipst werden.

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

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Düse der erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe aus Fig. 1 vor der Montage.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Saugstrahlpumpe mit einer Düse 1 und mit einem Mischrohr 2. Die Düse 1 hat einen Anschluß 3 für eine nicht dargestellte Treibmittelleitung. Das Mischrohr 2 hat einen Mischbereich 4, in welchem sich durch die Düse 1 gefördertes Treibmittel und aus dem Bereich zwischen der Düse 1 und dem Mischrohr 2angesaugte Flüssigkeit mischt. Anschließend gelangt die Flüssigkeit mit dem Treibmittel in einen Diffusor 5. Zur Verdeutlichung der Zeichnung ist das Mischrohr 2 geschnitten dargestellt. Weiterhin sind Strömungen des Treibmittels und von angesaugter Flüssigkeit mit Pfeilen gekennzeichnet. Eine solche Saugstrahlpumpe eignet sich insbesondere zum Fördern von Kraftstoff innerhalb eines nicht dargestellten Kraftstoffbehälters eines Kraftfahrzeuges.

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung der Düse 1 vor ihrer Montage. Die Düse 1 hat ein Düsengehäuse 6 und einen Düseneinsatz 7. Das Düsengehäuse 6 ist aus Kunststoff im Spritzgußverfahren gefertigt, während der Düseneinsatz 7 aus POM besteht. In dem Düseneinsatz 7 ist ein Düsenkanal 8 angeordnet. Der Düsenkanal 8 wurde mit einem Kern im Spritzgußwerkzeug erzeugt. Das Düsengehäuse 6 weist einen hervorstehenden Rand 9 auf, der im montierten Zustand von dem Düseneinsatz 7 übergriffen wird. Das Düsengehäuse 6 und der Düseneinsatz 7 werden durch Verpressen miteinander verbunden. Der Düseneinsatz 7 weist einen Vorsprung 10 auf. Im montierten Zustand der Düse 1 dringt der Vorsprung 10 in eine im Rand 9 des Düsengehäuses 6 angeordnete Rille 11 ein. Hierdurch lassen sich der Düseneinsatz 7 und das Düsengehäuse 6 zuverlässig miteinander verbinden. An dem Düsengehäuse 6 ist ein Rasthaken 12 angeordnet, mit dem sich die Saugstrahlpumpe mit angrenzenden Bauteilen verklipsen läßt.

Das in Fig. 1 dargestellte Mischrohr 2 und das Düsengehäuse 6 lassen sich gemeinsam aus dem Kunststoff POM fertigen und können beispielsweise miteinander verklebt oder verschweißt sein.


Anspruch[de]
  1. 1. Saugstrahlpumpe, welche insbesondere zur Förderung von Kraftstoff in einem Kraftstoffbehälter vorgesehen ist, mit einer vor einem Mischrohr angeordneten, mit einer Treibmittelleitung verbindbaren, einen Düsenkanal aufweisenden Düse, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (1) im Bereich des Düsenkanals (8) einen Düseneinsatz (7) aufweist.
  2. 2. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz (7) aus Kunststoff, vorzugsweise POM, besteht.
  3. 3. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz (7) aus einem Metall, vorzugsweise Messing, besteht.
  4. 4. Saugstrahlpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (1) ein Düsengehäuse (6) mit einem Anschluß (3) für die Treibmittelleitung hat und daß das Düsengehäuse (6) zur Halterung des Düseneinsatzes (7) gestaltet ist.
  5. 5. Saugstrahlpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz (7) topfförmig gestaltet ist und einen Rand (9) des Düsengehäuses (6) übergreift.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung einer Düse für eine Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz als separates Bauteil aus Kunststoff im Spritzgußverfahren gefertigt wird, wobei der Düsenkanal während des Spritzgießens erzeugt wird.
  7. 7. Verfahren zur Herstellung einer Düse für eine Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal nach der Fertigung des Düseneinsatzes aus Metall oder Kunststoff in diesen eingearbeitet wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal mit einem Bohrwerkzeug in den Düseneinsatz eingearbeitet wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal mittels eines Laserstrahls oder im Erodierverfahren in den Düseneinsatz eingearbeitet wird.
  10. 10. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düseneinsatz und das Düsengehäuse miteinander verpreßt oder verklipst werden.






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